우리나라의
서해안은 리아스식 해안으로 20세기 들어서 간 척사업이 계속되고 있으며, 2013년 현재도 대규모의 간척지 공 사가 진행되고 있다. 간척지의 환경은 일반적인 내륙지역과 다 르게 해륙풍에 노출이 심하고, 주로 평야지대에 위치하여 여름 장마기간에 태풍 등 강풍의 영향을 더 강하게 받는다. 따라서 간척지에서의 온실의 경영은 강풍 및 돌풍에 의한 온실 농자 재의 파손과 공기중의 열전달에 의한 온실의 온도유지 등에 더 주의를 기울여야 한다. 이러한 대규모 신간척지의 농업적 활용 방안으로 수출전진기지로써의 용도가 대두되고 있으며, 그중에 서 유망한 것이 온실을 활용한 파프리카 등을 재배하여 그 결 과물을 수출하는 것이다.
파프리카는 수출비중이 높은 농산물로 시장안정성을 위해서 는 지속적인 물량확보가 중요하다. 생산량은 동화산물의 분배 율에 의존하고, 동화산물은 과실의 착과수와 과실의 크기에 따 라 다르며, 낮은 광도와 높은 온도에서 착과율을 저하시킨다 (Bot et al., 1998). 파프리카는 광과 온도환경이 착과율에 매우 민감하게 영향을 미쳐, 과실의 수확패턴과 수확량에 밀접한 연 관관계를 가지고 있다(Marcelies et al., 1998, 2005). 캐나다 알버타의 경우, 일반적으로 보광이 필요한 시기인 온실 채소 작물의 육묘가 시작되는 11월에서 12월에 보광재배를 통해서 토마토와 착색단고추 묘의 중량을 저일조 기간에 자연광보다 증가시킬 수 있다고 보고했다(Demers et al., 1991; Fierro et al., 1994; Kim et al., 2005). 특히 북위 35도 이상 의 지역 에서는 늦가을부터 이른 봄에 걸쳐 광 부족으로 인해 작물 생 산성이 현저히 감소한다. 따라서 북유럽과 북미 및 캐나다 등 지에서는 일조 부족 시 작물의 광합성 및 생장을 촉진시키기 위하여 인공광을 사용하고 있으며, 네덜란드에서는 토마토의 경우 14-17시간의 광주기로 보광프로그램을 실시하여 수량을 높이고 있다. 이들 지역의 경우 겨울철 일조량이 우리나라보다 현저히 낮은 불리한 환경에서도 착색단고추(파프리카)나 오이, 토마토 재배시 인공광과 난방과정에서 생산되는 CO2를 이용한 최적 환경조성으로 10a당 24톤 이상의 상품을 생산한다고 한 다(Dorais et al., 2002).
본 연구는 간척지 유리온실에서 파프리카를 LED보광처리하 여 생육특성 및 상품성 등을 분석하여 품종별 기간별 생산량 과 광량의 관계를 분석하고자 수행하였다.
재료 및 방법
파프리카 ‘Cupra’, ‘Derby’ 및 ‘Coletti’ 품종을 2012~1013 년에 걸쳐서 3월 5일에 파프리카 재배용 파종판(240공)에 파 종하여 3월 26일에 암면블럭(10 cm × 10 cm × 6.5 cm, Grodan, Denmark)에 U자로 하여 이식하였다. 4월 17일에 암면슬래브 (90 cm ×10 cm×7.5cm, Grodan, Denmark)를 양액(EC 3.0 dS·m–1, pH 5.5)으로 충분히 포수시킨 후 슬래브 당 3주씩 정식 후 2 조식 행거형 베드상에 위치시켜서 재배하였다. 재배 중 공급 되는 양액은 2.5 - 3.0 dS·m–1, pH는 5.5 - 5.8의 범위로 조절하 였다. 양액의 공급은 일출 1시간 30분 이후부터 누적광량이 100 w·cm–2에 도달했을 때, 주당 130 mL을 공급하였다.
LED는 100W의 Red (630, 660 nm), Blue(430, 460 nm) 및 백색이 혼합된 램프(PGL-PFL 1200, Parus, Korea)를 설 치하여 대조구와 비교하였다. 설치는 식물체 상단으로부터 약 60 ~ 70 cm 떨어진 상부에 위치시켰으며, LED의 광량은 200 μmol·m–2·s–1전후로 작물의 생장에 따라 함께 위치를 조 절하였다. 보광은 일출 후 전원을 공급하여 일몰 1시간 전에 소등하였다.
식물체의 줄기 유인은 2본으로 하였으며 재배관리는 일반적 인 관행에 준하였다. 수확은 7월 말부터 2013년 3월 말까지 완료하였으며, 과실의 수량조사는 모양에 이상이 없는 100g이 상의 출하가 가능한 것과 100 g이하 또는 모양에 이상이 있는 비상품수량으로 구분하여 조사하였다. 식물체의 초장은 1개월 주기로 측정하였으며, 수량 및 과형은 1주일 단위로 수확과 동 시에 측정하였다.
파프리카의 당도 분석은 당도계(PAL-1, ATAGO, JAPAN)로 수확 직후에 파프리카의 일부분을 즙액하여 측정하였다.
통계분석은 SAS program (ver. 9.2)를 이용하여 처리간 분 산분석을 Duncun multiple range test로 실행하였다.
결과 및 고찰
Table 1은 파프리카 생육기간 중 온실내부의 온도이다. 주간 의 평균온도는 일출 후부터 일몰 전까지의 온도를 분단위로 측정해서 평균을 구하였고, 최고온도는 12:00부터 14:00까지 의 온도를 역시 분단위로 측정해서 평균치를 구하였다. Tables 2, 3
동계는 보온 및 난방시스템을 가동하여 주·야간 온도를 18°C이상으로 유지시켰으며, 하계에는 지열 냉방시스템으로 온 도를 상승하는 온실내부의 온도를 낮추었다. 7월과 8월에는 냉 방시스템을 가동하였음에도 외부온도가 30°C이상이면 12:00시 부터 14:00시까지의 온도가 일반적으로 33°C이상을 상회하는 경향을 보였다.
LED보광처리구가 초장의 평균값은 1월 30일 최종 기록에서 는 ‘더비’ 품종에서는 차이는 보이나, 월별 측정치에서는 LED 보광처리가 평균치는 작은 경향을 나타내지만 각 주당 편차에 의해서 유의적인 차이는 나타나지 않으며, 품종에 의한 차이 가 뚜렷한 경향이다. 국내에서 발표된 자료에는 파프리카의 초 장이 무보광에서 가장 길었고, blue LED에서 가장 초장이 짧 은 경향을 나타내고, 유묘기 보광에는 Red + Blue와 White LED가 초장, 경경 등 생육에서 가장 좋은 것으로 보고(An et al., 2011; Lim et al., 2011)되었다.
LED 보광에 의한 파프리카 수량의 차이는 나타나지 않는 경향을 보였다. 시기별 생산수량의 평균치에서는 1 - 2월 ‘쿠프 라’ 및 ‘콜레티’ 품종에서 LED보광에 의한 통계저 차이가 인정 되었으나, 전체적으로는 일정한 패턴이 나타나지 않았으며, 합 계 수량 역시 처리별 평균치에서는 수치적인 차이를 보이나, 주 당 생산수량의 편차 때문에 처리에 따른 통계상의 유의적인 차 이는 인정되지 않았다. 국내의 발표자료에는 ‘스피리트’품종을 HPS(고압나트륨)램프로 250 μmol· m–2·s–1의 강도로 일출전과 일몰전에 보광하여 무보광 대비 53%의 증수효과와 과실무게는 LED보광이 무거웠으나 주당 과실수와 상품과 수량은 무보광이 많은 것 등 자료에 따라 다양한 보고(An et al., 2011; Kim et al., 2005)가 있다. 또 캐나다에서는 75 μmol· m–2·s–1이상의 LED보광을 해주면 무보광에 비하여 증수효과 뚜렷한 것으로 보고(Demers et al., 1991)하였다. 본 실험의 ‘쿠프라’와 ‘콜레 티’품종에서는 LED보광에 의한 증수효과의 경향을 보였으나 ‘더비’에서는 증수효과가 없는 것으로 나타났다. 위도에 따른 광량의 차이, 보광의 노출시간 및 보광자재의 특성 등 여러가 지 요인이 작용되었다고 판단되는 바 이에 대한 추가적인 실 험이 필요할 것으로 생각된다.
Table 4는 LED광처리 및 품종에 의한 상품성 과실 수량, 주당 과실수, 평균과중 및 비상품성 수량을 각각 나타냈다. 상 품성수량은 100g이상 중량의 파프리카로 LED 광처리구에서 ‘쿠프라’는 51%, ‘콜레티’는 18%의 차이가 나타났으나 통계상 의 차이는 ‘쿠프라’에서만 유의성이 인정되었다. 평균 과중은 무처리의 ‘더비’에서 가장 높은 수치를 나타냈다. 비상품성 수 량은 품종에 따라 편차가 큰 경향을 보였는데, ‘쿠프라’와 ‘더 비’에서는 보광에 의하여 비상품성 수량이 감소하는 경향을 보 이는 데 반해 ‘콜레티’에서는 오히려 증가하는 경향이였다. Table 5
Fig. 1, 2 및 3은 각각 파프리카의 과장(fruit length), 과폭 (fruit width) 및과폭/과장 비율(fruit length/width ratio)을 보여 준다. 전체적으로 하계에 비하여 동계에는 과폭에 비하여 과 장이 상대적으로 길어져서 파프리카의 모양이 길쭉해지는 경 향을 나타냈다. 과폭의 월별 변화량에 비하여 과장의 변화량 이 큰 것을 보여주고 있으며, LED처리에 의한 차이는 나타나 지 않았으나, 품종 및 계절에 따라서 비율이 다른 경향을 보 여주었다.
시기별 및 전체평균의 파프리카 당도는 LED 보광처리에 의 한 당도의 차이는 나타나지 않았지만, 파프리카 품종간의 당 도차이는 확실하게 나타났다. ‘쿠프라’품종에서는 2월과 3월 LED이 보광처리가 자연광처리에 비하여 당도가 상승하는 경
향을 보였으나 다른 품종 및 시기에서는 광처리에 의한 당도 의 차이는 없었다. 이러한 결과는 고압나트륨 등을 이용한 동 계 보광처리를 시험한 기존의 연구(Kim et al., 2011)의 결과 와 비슷한 경향이였다.
적 요
새만금 인근의 간척지 유리온실에서 파프리카의 암면재배시 LED 보광처리효과를 실험하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 식물체는 자연광, LED로 처리하여 일출 후 점등하여 일몰 약 1시간전에 소등하였다. 실험의 결과는 다음과 같다.
