시설하우스용 보온커튼지의 부직포는 시설에 이용되는 보온재중 그 비중이 15.9% 수준에 불과하나 최근 원예시설의 현대화 대형화 사업으로 급속히 증가하고 있는 추세로 온도관리에서 열에너지 절감에 매우 주요한 시설자재이다. 그러나, 시설원예의 구조와 환경관리에 관한 연구가 많은 반면, 보온커튼지의 중요성에 비추어 보온커튼지의 부직포에 관한 물리적 기계적성질이나 광투과성 및 보온성에 관한 연구는 매우 미진한 실정이다. (중략)
고온기 시설멜론 재배 시 저비용 고효율의 개발하기 위하여 차광 자재별 이용 효과를 구명하고자 수행하였다. 차광처리에 따른평균온도는 무차광이 36.6℃, 차광도포제는 34.5℃, 백색차광망은 34℃로 조사되었다. 도포제 살포 직후에 투광률이 무차광에 비해서 차광 도포제 처리구는 69%, 백색차광망 처리구는 75% 이었으나, 40일 및 80일 후 차광 도포제 처리구의 투광률이 각각 92% 및 98%로 높아져 처리된 차광도포제가 서서히 제거되는 것을 알 수 있었으며, 백색차광망 처리구는 시간의 경과에 따른 투광률의 변화가 거의 없었다. 생육에 있어 엽수는 처리 간에 차이가 없었고, 초장은 무차광에 비해 백색차광망과 차광도포제 처리구에서 높게 나타났다. 엽중, 생체중, 건물중의 경우 차광 처리구에 비해서 무차광에서 정식 42일 후에는 더 무거운 것으로 나타났다. 총 상품수량은 무차광에 비해서 백색차광망과 차광도포제가 각각 6% 및 5% 증수되었다. 따라서 고온기 간편하게 온도를 낮출수 있는 방법으로 차광도포제는 효과적이나 서서히 제거되기 때문에 재배 시기를 고려해서 사용하는 것이 바람직하다고 생각되었다.
1970년대 백색혁명 이후 급속하게 확산되어온 국내 시설원예산업은 최근 들어 날로 증가하고 있는 난방비에 대한 부담으로 그 경영이 날로 위축되어 가고 있다. 통계자료에 의하면 2001년 우리나라 전체 시설원예 면적 52,135㏊ 중 난방을 하고 있는 시설원예 면적은 12,710㏊로서 약 24%정도를 차지하고 있다. 또한, 시설재배면적의 지역분포를 비교해 보면, 시설채소의 경우 중부 이북지역에 44%, 남부에 56%의 비율로 분포해 있으며, 시설화훼의 경우 중부 이북 58%, 남부 42%인 것으로 보고되었다. 따라서, 국내 시설원예의 분포는 난방비가 많이 소요되는 지역이라도 수도권을 중심으로 유통이나 지리적 면에서 유리한 지역에 시설재배면적이 많이 분포해 있는 소비지중심형 분포임을 알 수 있다. (중략)
우리나라는 시설 재배 작물의 생산성이 농업 선진국인 네덜란드에 대비하여 낮고, 이상기후에 따른 일조부족, 이상 저온, 고온 등으로 시설재배작물의 생육부진 및 생산성 저하를 극복하기 위해 시설 현대화 및 복합 환경조절 기술이 필요하다. 한편, 국내의 시설원예 복합 환경 제어는 스마트폰으로 비닐하우스 내부 상황을 확인하고 스프링클러 보온덮개 커튼 환풍기 등을 원격으로 작동시킬 수 있는 기계자동화 수준이다. 따라서 본고는 시설원예 최적 복합 환경제어의 자동화를 실현하고, 시설 재배 작물의 품질 및 생산성 향상에 기여하기 위하여 생육모델과 재배 기술 지식베이스에 기반한 시설원예 최적 복합 환경 제어 기술 개발 방안을 제시하고자 한다.
국내 시설원예 면적은 2005년 기준 52,022ha에 달하고 있으며 약 23%에 해당하는 12,000ha는 겨울철에 난방기를 가동하여 원예작물을 생산하고 있다. 농업용 난방기의 보급은 가온재배 면적의 증가와 더불어 급신장하고 있어 농업용 면세유 중 경유 공급액 약 9,260억원 중 62%에 해당하는 1,350,000톤이 시설원예 난방에 사용된 것으로 추산되고 있다. 지속적인 유가 상승으로 시설재배 농가의 경영이 악화되고 있어 최근 히트펌프를 이용한 냉난방시스템에 대한 연구가 수행되고 있다. 시설원예 냉난방에 사용되는 히트펌프의 열원은 다양하게 적용할 수 있으나 강변에 위치하고 있는 시설원예단지의 경우 연 중 풍부한 유량과 안정적인 수온을 얻을 수 있는 강변여과수는 매우 매력적인 열원이다. 본 연구에서는 시범지역으로 남강댐 하류에 위치하고 있는 진주지역의 시설원예단지와 낙동강 유역의 구미지역 시설원예단지의 두 곳에 대하여 1일 $1,000m^3$의 강변여과수 개발에 대한 조사를 수행하였다. 육안 및 현장여건에 대한 조사를 수행하고 인근 지하수 사용현황에 대한 조사를 실시하였다. 진주지역의 경우 일부 농가에서 지하수를 사용하고 있었으나 1일 8~10시간 취수에 최대 취수량은 약 $120m^3$ 정도였다. 반면, 구미지역의 경우 1999년 구미첨단원예농단 조성사업의 일환으로 양액재배에 농업용수를 공급할 목적으로 지하수 개발이 실시되었으며 최근 인근 국화축제를 개최하는 지역에서 신규로 지하수를 개발하여 사용 중이었다. 전기비저항 탐사를 실시한 결과 진주지역은 지하 약 6~17m 지점에 대수층이 존재하는 것으로 판단되었고, 구미지역은 지하 약 10~20m 지점에 대수층이 존재할 가능성이 있지만 지하 20m 지점부터는 대수층의 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 두 지역에 각각 두 공을 시추하여 조사한 결과, 구미지역의 경우 수면높이가 지하 약 10m이고 각각 2.5m와 4.6m의 모래자갈층을 형성하고 있어 $1,000m^3$/일의 취수량 개발이 원활하지 않을 것으로 판단되었다. 한편, 진주지역은 수면높이가 지하 약 3m이고 각각 3.5m와 6.5m의 모래자갈층을 형성하고 있어 $1,000m^3$/일의 취수량 개발이 가능할 것으로 판단되었다. 현장 시추조사 및 기존관정 조사결과, 구미지역에 비하여 진주지역이 지하수 물량 확보가 상대적으로 용이하고 신규 굴착 가능지점이 다수 분포하고 있어 연구지점으로 활용하는데 유리할 것으로 판단되었다. 따라서 진주지역에 여과수열원 확보를 위해 2곳의 양수관정을 설치하고 히트펌프를 이용하여 시설원예의 냉난방을 실시할 예정이다.
시설재배에서 가장 시급한 과제를 꼽는다면 난방에너지 비용의 절감 대책을 들 수 있다. 시설원예농가의 경영비의 30% 이상을 차지하는 난방에너지 비용이야말로 시설원예농가의 경쟁력을 떨어뜨리고, 시설농업의 발전을 가로막는 주원인이라고 할 수 있다. 더욱이 최근의 이라크 전쟁과 화석연료자원의 고갈 예고 등 세계적인 경향 또한 우리나라 시설원예 산업의 발전에 부정적인 영향을 미치고 있는 실정이다. (중략)
비닐이나 유리로 피복되어 있는 원예재배시설은 저온, 강우 등의 불량환경을 극복하여 작물의 생산성을 높이는 데 크게 이바지해 왔다. 그러나 여름철 고온기에 강광의 유입은 직접적 작물 스트레스는 물론 시설 내 온도를 과도하게 상승시켜 작물생육에 악영향을 미친다. 이 때문에 일반적으로 환기와 차광에 의존하여 시설 내 온도상승을 억제하고 있으나 어려움이 많다. 이에 원예재배시설 내 온도 및 광환경을 개선하기 위하여 개발된 유동차광 냉각시스템을 소개하고자 한다.
일반적으로 시설원예용 환경제어장치란 온실 내부 환경을 작물생육에 적합한 환경으로 조성시키기 위하여 원예시설에 부착된 환기창이나 냉난방장치, $CO_2$발생기, 양액제어장치 등을 통해 온도, 습도, $CO_2$, EC, pH 등의 각종 환경을 인위적으로 조절해 주는 장치라고 할 수 있다. 이러한 장치는 수동스위치 조작에서부터 전자제어, 컴퓨터에 의한 복합환경제어에 이르기까지 매우 다양한 제품이 생산 판매되고 있지만, 상호 제품간 호환성이 없으며, 성능에도 차이가 나는 것을 볼 수 있다. (중략)
정부의 시설원예 분야에 대한 계속적인 온실 신축자금 지원으로 유리온실, 자동화비닐하우스가 약 3,800㏊('96)가 보급되어 시공. 작물재배, 경제적 측면에서 최근 시설원예에 사용되는 난방용 연료와 자재의 가격상승으로 시설재배 농가의 어려움이 매우 크나 시설원예 분야가 비약적으로 발전한 것은 부정할 수 없는 사실이다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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