식물공장 상추의 팁번발생 저감 위한 환경조절 기술
식물공장 상추의 팁번발생 저감 위한 환경조절 기술
  • 원예산업신문
  • 승인 2013.03.11 16:19
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상추는 저온성 작물이며 생육기간이 짧아 상대적으로 적은 에너지를 이용하여 인공광 조건에서 재배가 가능하기 때문에 식물공장 재배에 가장 우선적으로 선택되는 작물 중 하나이다. 최근 민간 기업 등에서 소규모 식물공장을 자체적으로 설치하여 상추 등 채소생산을 시도하고 있으나 자연광 노지조건에서 재배된 생산물에 비하여 저장성이 떨어지고 생리장해가 다발하는 등 해결해야 할 많은 문제점이 제기되고 있다. 따라서 채소의 주년생산 및 이상기상 대응 기술로서 적극적으로 검토되고 있는 식물공장 내 엽채류 재배가 성공적으로 정착하기 위해서는 적합한 환경조절을 통하여 저장성과 영양적 가치를 극대화하고 생리장해를 최소화할 수 있는 기술개발이 필요한 실정이다.
식물공장에서 상추를 재배할 때, 가장 문제시 되는 생리장해 증상은 팁번(tipburn)이라고 할 수 있다. 팁번은 많은 엽채류과 과채류에서 부적절한 환경조건하에서 양분 흡수의 불균형으로 인해 발생한다. 주요한 발생 원인으로는 빠르게 생장하는 식물체에서 상대적으로 낮은 증산작용을 보이는 부위로의 칼슘이행불량에 따른 국소적 조직괴사(necrosis) 현상으로 설명되고 있다. 식물체 내에서 칼슘은 이동성이 낮은 원소 중 하나로 식물체 내에서 주로 물관을 통해 이동하게 되는데, 새로 발생하는 내엽 또는 결구가 진행되고 있는 내측 부위는 상대적으로 증산율이 낮아 칼슘의 상대함량 저하의 위험성이 크고, 결과적으로 세포벽의 파괴로 인하여 팁번이 발생할 수 있다는 것이 일반적인 이론으로 받아들여지고 있다.
팁번의 발생에는 기온, 상대습도, 광도, 양액농도 등 지상부와 지하부의 핵심 환경요인들이 복합적으로 작용하는 것으로 알려져 있기 때문에 증상의 완화 또는 경감을 위한 실용적 기술의 제시는 부족한 실정이었다. 그에 따라 환경조절 방법보다는 상추의 팁번을 근본적으로 저감시키기 위하여 팁번 저항성 품종의 선발 노력도 시도되고 있다.
이러한 연구 배경 하에 본 연구에서는 최근 민간 식물공장에서 다발하고 있는 팁번발생을 효과적으로 억제하기 위하여 수행되었으며, 기존 다수의 상용 청상추 품종들의 팁번발생 변이 분석을 통하여 팁번에 상대적으로 민감한 품종을 선발한 후 이들 품종의 팁번발생을 경제적인 방법으로 저감할 수 있는 기술을 모색하고자 하였다. 청상추의 팁번 발생도는 품종에 따라 크게 다른 것으로 나타났으며 온도와 광도가 증가함에 따라 발생률이 증가하는 경향을 보였다. 상추의 생장이 왕성하게 진행되기 시작하는 정식 후 10일 근방 시점부터 온도 스트레스를 부여하기 위하여 식물공장 온도를 낮은 수준으로 변환 관리하였을 때, 생육속도의 저하에 따른 팁번발생 지연 효과를 보였으나 통계적인 유의차는 나타나지 않았다.
반면, 전체 식물체의 증산을 촉진시킬 목적으로 베드와 수평방향으로 공기유동을 시켜주었을 경우 팁번은 크게 저하하는 것으로 나타났다.
주·야간 0.28m/sec 이상의 속도로 공기유동을 시켜주었을 때, 팁번의 발생이 크게 저감되었을 뿐만 아니라 상추 내엽의 상대 칼슘 함량도 증가하는 것으로 나타났다. 균일한 수평방향의 공기흐름 조성은 기존 식물공장 베드시스템의 바깥쪽에 공기흐름 덕트 또는 팬을 이용하여 용이하게 추가 설치가 가능할 것으로 판단되며, 좀 더 효과적일 것으로 추정되는 수직방향 공기흐름 장치의 설치를 위해서는 식물체에 도달되는 광원을 가리지 않으면서 공기유동이 될 수 있도록 기술적 고안이 필요할 것으로 판단된다.
본 연구 결과는 식물공장 운영자에게 실용적 팁번방지 기술로서 활용될 수 있으며, 향후 공기흐름 조절과 온·습도 등의 복합환경을 병행 조절 등 추가 연구를 통해, 팁번발생을 최대로 억제할 수 있는 기술체계의 확립도 가능할 것으로 생각된다.
■국립원예특작과학원 채소과 농업연구사 이준구