고추는 우리 생활에 없어서는 안 되는 중요한 양념채소의 하나로 전체 채소 중 가장 많은 재배면적과 생산액을 차지하고 있다. 고추 재배면적은 2011년 기준으로 전체 채소면적의 16%인 42,574ha로 그 생산액은 1조 2,939억원에 달하고 있다. 고추는 대부분 노지에서 재배되고 있어 재배기간 중 고온, 가뭄, 폭우, 강풍 등의 이상기상이 자주 발생하면 작황이 크게 준다. 그래서 연차 간에 수급이 불안정하고 가격 차이가 심한데, 특히 2012년에는 건고추 가격이 2009년에 비해 221%까지 급등하기도 했다.
고추 수급 안정대책의 일환으로 비가림 재배가 주목을 받고 있으며, 2011년 현재 농촌진흥청에서 조사한 비가림 재배면적은 1,519ha에 이르고 있다. 고추 비가림 재배는 비를 차단할 수 있기 때문에 양·수분 조절이 용이하고 병해충 억제가 쉬우며, 조기 정식 및 수확기간 연장에 의한 재배기간 확대 등의 장점을 갖고 있어 고추 생산량을 크게 높일 수 있다. 이러한 이유로 비가림 재배면적은 매년 늘어나고 있으며, 2012년부터 농림축산식품부에서도 고추 비가림 재배시설 지원 사업을 하고 있어 재배면적이 크게 늘어날 것으로 예상된다.
재배 작물에 적합한 시설을 선정할 때는 작물 종류, 폭설 및 태풍에 대한 구조적 안전성, 광환경의 양호 정도, 작업성, 시공비 등을 종합적으로 고려해야 한다. 현재 농가에 보급되고 있는 내재해형 단동 비닐하우스 18종은 측고(처마높이)가 낮아 고추재배에 부적합한 면이 있으며, 자동화하우스(연동 비닐하우스)는 투자비가 많이 드는 단점이 있다. 따라서 고추 생산성을 극대화하기 위해서 고추 재배에 적합한 규격을 가지면서 구조적으로도 안전한 모델이 요구되어 고추 비가림 전용 하우스를 개발하게 되었다.
▲비가림 하우스의 규격 설정
고추 비가림 하우스의 규격을 설정하기 위해 전국 56개 고추 비가림 재배농가를 대상으로 사용 중인 시설의 규격을 조사하였다. 조사 자료를 분석한 결과, 폭은 6~6.5m인 경우가 가장 많았으며, 측고는 1.5m 이하인 경우가 가장 많았다. 농업인이 희망하는 고추 비가림 하우스의 폭은 7m가 가장 많았으며, 측고는 2m가 가장 많았다. 농업인의 의견을 수렴하여 고추 비가림 하우스의 폭은 7m, 측고는 2m로 설정하고, 구조안전성 분석을 수행하였다.
▲비가림 하우스의 구조안전성 분석
구조해석 전용 소프트웨어인 Visua-lFEA(Ver. 5.09; Intuition Software)를 이용하여 비가림 하우스의 형상을 그린 후, 하우스 부재의 물리적 특성 및 연결 부위의 체결조건을 입력하고 기상하중(바람, 눈)을 적용하였다.
▲비가림 하우스의 서까래 규격 설정
온실의 구조안전성은 구조해석을 통해서 부재에 발생하는 최대응력을 예측하고 이 값을 그 부재의 허용응력(215MPa)을 비교하여 검토하는데, 보통 풍하중과 적설하중 등을 적용하여 부재에 발생하는 최대응력 값이 부재의 허용응력보다 작아야 온실이 안전하다고 본다.
농가에서 하우스를 설치하고자 하는 지역의 설계기준 풍속 및 적설심을 초과하는 규격을 골라 설치할 수 있도록 서까래 파이프 규격 및 설계 기상하중을 다양하게 변화시키면서 구조안전성을 분석하였다. 서까래 부재로는 Ø25.4×1.5t, Ø31.8×1.5t, Ø42.2×2.1t 원형 파이프를, 가로대 부재로는 Ø25.4×1.5t 원형 파이프를 사용하였다. 원예특작시설 내재해 기준의 최소 적설심 20cm를 만족하기 위해서는 Ø25.4×1.5t 파이프를 사용할 경우 60cm 이하의 간격으로 서까래 파이프를 설치해야 한다. 또 적설심 40cm를 만족하기 위해서는 Ø31.8×1.5t 파이프를 50cm 간격으로 설치해야 한다. 설계 풍속 40m/s에 안전성을 갖기 위해서는 Ø42.2×2.1t 파이프를 사용해야 한다.
▲비가림 하우스 설치비
내재해 설계 기준 중 최소 설계 풍속 20m/s, 적설심 20cm 이상을 만족하는 서까래 규격 중 서까래 부재 Ø31.8×1.5t와 Ø42.2×2.1t 원형파이프를 이용하는 규격에 대해 설치비를 산정한 결과표이다. 산정 결과, Ø31.8×1.5t 파이프를 50cm 간격으로 설치한 모델은 Ø42.2×2.1t 파이프를 90cm로 설치한 모델에 비해 구조안전성이 낮은데도 불구하고 설치비는 더 비싸게 나타났다. 따라서 비가림 하우스 모델은 구조안전성 결과와 설치비를 고려해서 5종(12-고추 비가림-1~5형)을 결정하였다.
▲비가림 하우스 이용 효과
정부에서 고시하고 있는 내재해형 단동 비닐하우스 중에 10-단동-3형이 있는데, 이 하우스는 개발 비가림 하우스에 비해서 폭은 같고 처마높이가 40cm 낮다. 이 하우스와 비교하면 설치비는 약간 증가하지만 생산량이 훨씬 많기 때문에 하우스 1동 면적 672㎡를 기준으로 약 200만원의 소득을 더 올릴 수 있다.
▲비가림 하우스 설계도
비가림 하우스 모델 5종에 대하여 설계도, 단가산출 내역서 및 시방서를 작성하였다. 농림축산식품부에서는 올해 3월에 시·군 행정기관과 농업기술센터에 고추 비가림 하우스 설계도를 배포했으며, 농촌진흥청 홈페이지에도 설계도가 게시되어 있어 누구나 쉽게 활용 가능하다.
※농촌진흥청 홈페이지 : www.rda.go.kr→기술정보→영농기술보급정보→시설표준설계도
▲비가림 하우스 설치 전경
부산에 위치한 농촌진흥청 시설원예시험장에 개발된 고추 비가림재배 하우스를 설치한 모습이다. 부산지역의 내재해 설계기준 풍속이 40m/s인 점을 감안하여 이 기준을 만족하는 모델인 12-고추 비가림-1형을 설치하였다.
■국립원예특작과학원 시설원예시험장 농업연구사 유인호