일조량 부족한 겨울철 생리장해 예방·생산성 증가 측면 필요
온실(Greenhouse, 溫室)은 노지에서 작물 재배가 어려운 겨울철에 신선 채소를 수급하고자 고안된 시설로, 내부 온도를 따뜻하게 유지하는 것이 중요하다. 이 때문에 보온커튼, 난방 등 보온 기술을 중점적으로 연구해 왔으며, 우리나라는 사계절 내내 당일 수확한 신선 채소를 먹을 수 있는 유일한 나라로 발전하였다.
시설원예(Protected horticulture)는 온실 안에서 온도뿐만 아니라 광, 이산화탄소(CO2), 관수 등 다양한 환경요인을 조절하여 작물을 재배하는 것을 말한다. 이를 통해 작물의 수확 시기를 조절하고, 생산량을 높여 국민에게 농산물을 안정적으로 공급하며, 농가 소득을 증진한다.
최근처럼 미세먼지가 심해지거나 여름철 장마가 지속되면 온실 내 태양광 유입이 부족하게 된다. 온실 내 빛이 부족해지면 작물의 생육 부진, 착과 불량 등의 문제가 발생하며 이는 전체 작물 수량에 치명적인 영향을 미친다. 이러한 문제를 극복하기 위해 필요한 것이 인공적인 광을 공급하는 ‘보광 기술’이다.
광(빛)은 식물의 생육과 생산량에 큰 영향을 미치는 요인이다. ‘적정한 광’은 식물의 광합성을 증진해 생장과 수량을 향상시킨다. ‘적정한 광’이란 양적, 질적으로 식물이 이용하기 좋은 광을 말하며 일반적으로 태양광이 가장 적합한 것으로 알려져 있다.
‘보광’은 시설원예 선도국가인 네덜란드에서 널리 사용되고 있는 기술로 고압나트륨등(HPS)을 보편적으로 사용하고 있다. 최근에는 백색 LED, 태양광 유사 LED를 이용한 보광 시설이 많이 보급되는 추세이다.
경제적인 보광 시설 운영을 위해서는, 첫째 소비되는 전기 대비 출력되는 광의 양이 많아야 하고, 둘째 방사되는 광 중에 식물이 이용할 수 있는 광이 많아야 하며, 셋째 조명기구의 수명이 5년 이상 돼야 한다.
보광 시설을 효율적으로 운영하기 위해서는 작물을 심는 재식밀도를 높이는 것이 필요하다. 즉, 기존 재배방식보다 재식 간격을 줄여서 작물의 개체 수를 늘리거나 유인 줄기 수를 더 많이 확보하여 과실의 착과 마디를 늘리는 등 조명기구에서 발생하는 빛을 충분히 이용하도록 해야 한다. 가동 시간은 외부 기상에 따라 다르게 조절하고 태양광이 강한 날에는 일몰 전·후를 중심으로 가동한다. 겨울철 해뜨기 전에 보광을 실시하면 조명기구에서 발생하는 열로 온도를 높이는 조조가온의 효과를 얻을 수 있다. 흐린 날이나 비가 오는 날에는 8~10시간 정도 가동하여 작물이 광합성을 충분히 할 수 있도록 하는 것이 좋다. 광의 세기는 작물의 생장점 기준으로 800∼1,000μmol m-2s-1(43,200lux∼54,000lux)이 되도록 하며 조명기구에 반사 갓을 함께 설치해 빛이 넓게 퍼져나가도록 한다.
토마토나 파프리카는 볕을 쬐는 시간(일장)의 영향을 적게 받아 비교적 자유롭게 보광 처리가 가능하지만, 일장에 민감한 딸기, 화훼류 등은 보광 시간에 대하여 충분히 사전 검토한 후 사용하는 것이 좋다. 또한 조명기구에서 발생하는 열로 인해 생장점이 고온 피해를 받아 생육이 멎거나 과실 표면이 하얗게 변하는 일소과가 발생할 수 있으므로 조명기구는 적정한 높이를 유지하는 것이 중요하다.
스마트팜 기술은 온실 내 온도, 관수량을 실시간으로 모니터링하거나, 원격 제어, 작물 병해충 관리가 가능하도록 고도화되고 있다. 동시에 에너지 절감 및 효율을 증진시키는 제반기술에 대한 요구도 증가하고 있다. 무엇보다 일조량이 부족한 겨울철에는 생리장해나 병해 발생 피해를 예방하고 고품질 농산물의 생산성을 높이기 위해 보광 시설에 대한 꾸준한 노력과 관심이 더욱 필요하다.
■김진현<농진청 원예원 시설원예연구소 농업연구사>
