농업 생산성 향상과 효율적인 작물 재배를 위한 절기, 영양 성분, 품종 특성 및 스마트 팜 환경 제어 기술에 관한 정보 doc_id PCY_201801170325414131_1

소한(小寒)은 24절기 중 해가 양력으로 바뀌고 처음 나타나는 절기로 동지와 대한 사이에 있다. 소한은 ‘정초 한파’라 불리는 강추위가 몰려오는 시기로 ‘대한이 소한 집에 가서 얼어 죽었다’는 말이 있을 정도로 겨울 중 가장 추운 시기이다. 추위를 이겨냄으로써 어떤 역경도 감내할 수 있다는 의미에서 ‘소한 추위는 꾸어다가라도 한다’는 말도 있다. 농가에서는 소한부터 날이 풀리는 입춘 전까지 한 달간 혹한에 대비해 만반의 준비를 해야 한다. 대한(大寒)은 소한부터 입춘 전까지의 절기로 음력 12월 중기이며 양력으로는 1월 20일경에 시작한다. 말뜻으로만 보면 가장 추운 때를 의미하지만 ‘소한 얼음이 대한에 녹는다’는 말이 있을 만큼 소한보다는 춥지 않다. 예전에는 대한 밤에 해넘이라 하여 콩을 방이나 마루에 뿌려 악귀를 쫓고 새해를 맞는 풍습이 있었다. 감귤에는 각종 비타민, 무기염류, 식이섬유 등 건강 유지와 질병 예방에 유효한 기능성 성분이 풍부하게 함유되어 있다. 비타민 A의 전구체인 베타카로틴은 사과(11㎍/100g)의 5배, 복숭아(3㎍/100g)보다 20배 더 함유된 것으로 알려져 있다. 또한 비타민 C는 단감(13.95㎎/100g)의 2배, 사과(홍옥, 1.23㎎/100g)의 20배, 배(2.76㎎/100g)의 10배가 높은 것으로 나타났다(제9개정판 2017 국가표준 식품성분표, 농촌진흥청 국립농업과학원). 이외에도 피로의 원인 물질인 젖산을 분해하는 구연산의 함량이 높으며, 아미노산과 식이섬유인 펙틴의 함량도 높다. 또한 감귤에는 카로티노이드, 플라보노이드, 테르페노이드 등의 성분이 함유되어 있으며, 이러한 성분은 성인병 예방에도 효과적인 것으로 밝혀졌다. 성인병은 지방이 몸에 축적되어 혈액 내의 포도당을 근육이나 간에 전달하는 인슐린이 제대로 만들어지지 않거나 기능이 저하돼 인슐린 저항성이 생기게 되어 이로 인해 혈당이 증가하고 동맥경화 등이 발생하는 질환이다. 일반적으로 벼를 재배할 때 질소질 비료를 많이 살포할수록 쌀수량은 증가하는데 ‘눈큰흑찰1호’는 이러한 경향을 그대로 따라가는 품종이다. 일반벼를 재배할 때 수량성과 품질을 동시에 고려한 표준 질소질 비료 살포량은 9㎏/10a 정도이며 유색미의 경우 일반벼에 비해 품종별로 질소질 비료 살포량에 따른 수량성과 기능성 성분의 차가 많은 편이다. ‘눈큰흑찰1호’의 경우 표준 재배조건에서 쌀수량이 390㎏/10a이었고, 질소 시비량 12㎏/10a에서 쌀수량은 400㎏/10a로 표준 살포량에 비해 10㎏/10a 정도 쌀수량이 증수되었다. 흑미가 함유한 기능성 성분인 안토시아닌은 흑미의 색과 품질을 결정하는 중요한 지표로 표준재배조건에서 현미 100g당 28.8㎎ 함량을 보이는 반면 질소질 비료 살포량을 1㎏/10a까지 높여주면 안토시아닌 함량은 현미 100g당 33.6㎎ 정도로 17%가 향상된다. 질소질 비료를 3㎏/10a 정도 더 살포하면 수량과 품질이 동시에 올라가는 효과를 얻을 수 있다. ‘신진백’은 ‘진백’의 단점을 보완하여 친환경 재배가 가능한 벼 품종이다. ‘진백’은 벼흰잎마름병에는 저항성이나 도열병과 줄무늬잎마름병에 약한 품종으로 친환경 재배에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 이에 반해 ‘신진백’은 ‘진백’보다 벼흰잎마름병 저항성이 향상되었을 뿐만 아니라 도열병과 줄무늬잎마름병에도 강한 복합내병성 품종이다. ‘신진백’은 호남평야지에서 출수기가 8월 19일로 ‘진백’에 비해 2일가량 빠른 중만생종으로 수량성은 555㎏/10a로 ‘진백’에 비해 약 5%로 증가하였다. 또한 도정률과 완전미 도정수율이 높고 밥맛이 양호하여 친환경 재배 쌀의 품질 향상이 가능하다. 하지만 이삭싹나기(수발아)에 다소 약한 특성이 있어 적기에 수확해야 한다. 적응지역은 충청남도, 전라남북도 평야지로 2017년 농업기술실용화재단에서 10톤의 종자를 생산하여 보급 중이다. 품목과 시설유형에 따라 스마트 팜의 환경제어방법을 선택하는 것이 중요하며, 환경제어는 방법에 따라 단순제어와 복합환경제어로 나눌 수 있다. 단순제어는 환경요인 중 한 가지 요소가 관련된 조절방법으로 예를 들면 온도에 의한 천·측창 개폐 및 난방, 토양수분에 의한 자동관수 기술 등이 있다. 복합환경제어는 두 개 이상의 환경요인이 복합적으로 관여하여 작물 생육에 적합한 환경을 만드는 것이다. 예를 들면 환기를 할 경우 광과 온도를 연계(햇빛의 강도가 높을 경우 설정된 온도보다 환기온도를 낮추어 빠르게 환기), 광과 습도를 연계(습도가 높을 경우 설정된 온도보다 환기온도를 낮추어 빠르게 습도를 조절)한 기술 등이 있다. 또한 제어하는 구간에 따라 일괄제어, 구간제어, 분산제어로 나눌 수 있다. 일괄제어는 대부분의 하우스에서 한 개의 제어반으로 운영되는데, 이 제어반과 환경제어 시스템을 연결하여 설정값에 따라 전체 하우스를 조절하는 것을 말한다. 이때 연동하우스는 내부, 단동하우스는 동간 온도 편차를 최소화하여 균일한 기상환경 조성이 우선되어야 한다. 참외 시설재배 시 고온기뿐만 아니라 바깥기온이 낮은 시기(2~4월)에도 낮 동안에는 환기가 필요하다. 이 시기에는 지붕에 설치된 환기장치(환기통 또는 환기팬)를 이용하여 환기하는 것이 참외 생육에 유리하지만 그것만으로는 환기량이 부족하기 때문에 보통 측창도 함께 열어야 한다. 이때 측창을 통해 들어오는 찬바람이 참외 생육을 위축시키기 때문에 참외에 직접 닿지 않으면서 하우스 내부로 균일하게 바깥공기를 유입할 수 있는 방법이 필요하다. 저온기에 측창으로 들어오는 찬바람을 막을 수 있는 간단한 방법이 있다. 바로 비닐하우스 측창 안쪽 부분에 하우스 전체 길이만큼 바람막이 비닐을 부착하는 것이다. 측창을 최대한 열었을 때의 높이보다 10㎝ 낮은 높이에서 지면까지 비닐을 설치하면 된다. 보통 측창을 최대한 열었을 때의 높이가 하우스 측고보다 20㎝ 정도 낮으므로 비닐 설치 높이는 측고보다 30㎝ 정도 낮으면 된다. 바람막이 비닐 설치 높이가 이보다 더 낮으면 찬바람이 참외에 직접 닿기 때문에 주의해야 한다. 이렇게 하면 하우스 측면 높은 위치에서 들어온 찬바람이 참외에 직접 닿지 않고 지붕 환기장치를 통해 하우스 밖으로 빠져나간다. 바람막이 비닐을 설치하는 방법은 간단하다. 참외재배 단동하우스(폭 5.6m, 측고 1.1m, 동고 2.2m, 길이 108m)의 측창에 바람막이 비닐을 설치한 경우(처리구)와 하지 않은 경우(대조구)에 대해서 하우스 내부기온, 참외 수량 및 경제성을 분석하였다. 환기를 하지 않을 경우 2월 중순부터는 하우스 내부기온이 40℃까지 올라가 참외 생육에 지장을 주기 때문에 이때부터는 환기를 해야 한다. 환기가 되고 있는 두 하우스 내부의 3월 상순 기온변화를 살펴보면 기온 차가 최대 6℃까지 나타났다. 바람막이 비닐을 설치하여 측창을 개선한 하우스에서는 낮 동안에 참외 생육에 적당한 30℃ 내외의 기온으로 유지되었다. 그러나 관행 측창 하우스에서는 찬바람이 낮은 높이에서 들어오기 때문에 참외 생육적온보다 2~4℃ 낮은 26~28℃ 정도로 유지되었다. 관행 측창 하우스에서의 낮 동안 하우스 내부기온이 4월 중순까지는 참외 생육적온인 30℃보다 낮았지만 4월 하순부터는 30℃를 넘어서는 것으로 나타났다. 따라서 4월 하순, 늦어도 5월 상순에는 비닐을 제거해서 환기 면적을 최대한 확보하는 것이 온도관리에 유리할 것이다.