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제주 동부지역 토마토 수경재배 온실의 겨울철 저온저일조 환경 분석 KCI 등재

Environmental Analysis of Tomato Hydroponic Greenhouse Exposed to Winter-Season Low Temperature and Radiation in Eastern Jeju

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/443488
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생물환경조절학회지 (Journal of Bio-Environment Control)
한국생물환경조절학회 (The Korean Society For Bio-Environment Control)
초록

본 연구는 전국에서 일조시간이 가장 짧은 제주 동부지역의 저온기에 토마토 수경재배 온실의 광량, 습공기 및 근권 온도 특성을 분석하여 저온기의 저일조 조건에서 안정적인 과채류 생산을 위한 방안을 제언하고자 수행하였다. 본 실험은 제주 시 구좌읍 김녕리 PO 필름 단동형 복합환경제어 온실에서 2022년 10월 30일-2023년 1월 31일, 2024년 11월-2025년 1월까지 2회 실시하였다. 온실 내부에 100W·m-2 이상의 광량 이 도달하는 시간은 2022-2023년의 경우 11월(9시, 114W)> 12월(10시, 110W)> 1월(11시, 104W) 순으로 1월에 11시로 가장 늦었으며, 2024-2025년의 경우 11월(10시, 107W), 12월(10시, 90W), 1월(10시, 104W)이 유사하였다. 일평균 누적광량은 850J·cm-2·day-1 수준 이상으로 측정된 날수가 2022년 11월, 12월과 2023년 1월에 각각 12, 6, 9일이었고, 2024년에는 각각 12, 9, 13일로 심각한 저일조 환경임을 알 수 있었다. 본 연구에서 2023년과 2025년 1월의 VPD 범위는 각 각 5.4-8.8mbar, 5.7-9.8mba로 적정 수준으로 유지되었으 며 증산율은 VPD가 2.5배 낮아짐에 따라 Tr 값이 2배 감소하 였다. 배지 온도는 2023년 1월에 일출 후 시간당 0.2- 0.6℃씩 증가하여 16℃로 가장 높았다. 온실 내·외부 CO2 농 도차(Ci-Co)는 CO2 시비를 하지 않았을 경우 맑은날은 - 84μmol·mol-1(10시), 흐린 날도 0.2μmol·mol-1(14시) 수준 을 보였다. 본 연구를 종합하여 볼 때, 저온기의 저일조 환경에 서 광량 부족으로 인한 낮은 근권 온도와 CO2 농도가 작물의 광합성과 생장에 제한 요인이 될 수 있음을 시사하고 이를 극 복하기 위한 기술적 대안이 필요하다고 판단된다.

This study aimed to suggest a plan for stable fruit vegetable production under the low-radiation climate condition by analyzing the light, wet air and root-zone temperature characteristics of tomato hydroponic greenhouse located in the eastern region of Jeju, which has the shortest daylight hours in Korea during the low-temperature period. This experiment was conducted two times from Oct., 2022 to Jan., 2023 and from Nov. 2024 to Jan. 2025, in the greenhouse covered with the PO film and managed with the integrated environment control system. The time when the solar radiation reached to internal greenhouse higher than 100 W·m-2 was in the order of Nov. (9:00, 114 W)> Dec. (10:00, 110 W)> Jan. (11:00, 104 W) in the experiment of 2022 to 2023, and it was similar among the Nov. (10:00, 107 W), Dec. (10:00, 90 W) and Jan. (10:00, 104 W) in the experiment of 2024 to 2025. When the average daily integrated radiation was measured above the 850 J·cm-2·day-1, the total 12, 6, and 9 days were measured during the Nov., Dec. of 2022 and Jan. 2023, respectively, and 12, 9, and 13 days during the Nov., Dec. of 2024, and Jan. 2025, respectively, indicating a serious low-radiation environment. The VPDs (Vapor pressure deficit) were maintained at the appropriate level of 5.4 to 8.8 mbar and 5.7 to 9.8 mbar at the Jan. of 2023 and 2025, respectively, and the transpiration rate was decreased by 2 fold as the VPD decreased by 2.5 times. The substrate temperature was increased by 0.2 to 0.6°C every hour after sunrise with the highest value (16°C) at the 16:00. The difference in CO2 concentration (Ci-Co) between inside and outside the greenhouses showed -84 μmol·mol-1 (10:00) on sunny days and 0.2 μmol·mol-1 (14:00) on the cloudy days when the CO2 supplement was not conducted. All the integrated results suggest that the root-zone temperature and CO2 concentration are limiting factors under the lack of radiation at the low temperature, and thus technical alternatives, such as efficiency temperature management and CO2 supplement is necessary to eliminate this problem.

목차
Abstract
서 론
재료 및 방법
    1. 식물재배 및 재배환경
    2. 데이터 수집 및 분석
    3. 환경데이터
결과 및 고찰
    1. 광환경 특성
    2. 습공기 특성
    3. 근권 온도 특성
    4. 탄산가스(CO2) 농도 특성
사 사
적 요
Author Contributions
Declarations
Literature Cited
저자
  • 최수현(한국방송통신대학교 농학과, 강원대학교 원예학과) | Su-Hyun Choi (Department of Agricultural Science, Korea National Open University, Seoul 03087, Korea, Department of Horticulture, College of Agriculture and Life Science, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea)
  • 윤서아(한국방송통신대학교 농학과) | Seo-A Yoon (Department of Agricultural Science, Korea National Open University, Seoul 03087, Korea)
  • 유영진(한국방송통신대학교 농학과) | Young-Jin Yoo (Department of Agricultural Science, Korea National Open University, Seoul 03087, Korea)
  • 최은영(한국방송통신대학교 농학과) | Eun-Young Choi (Department of Agricultural Science, Korea National Open University, Seoul 03087, Korea) Corresponding author