Protected agriculture has great potential for the vegetable industry in the Philippines as it allows the application of modern cultivation techniques to mitigate adverse weather conditions and enable farmers to manage pests and diseases efficiently. Thus, to address the increasing demand for food in the Philippines, one strategy to increase vegetable production which is tested and/or proven is through the intensified use of protective structures. This review describes the magnitude and potential of agriculture in the Philippines, focusing on the protected cultivation of horticultural crops. The Philippines is far behind in greenhouse technologies compared to other Asian countries where thousands to millions of hectares are used for protected vegetable cultivation. Several studies have investigated the economic viability and applicability of low- and high-cost protective structures in typhoon-prone countries such as the Philippines, demonstrating that protective structures are feasible and profitable. Also, the impact of protected cultivation as compared to the open field has resulted in significantly higher yield and better quality of produce. Hence, the Philippine government with the assistance of the Republic of Korea agreed to improve the country’s flagging vegetable industry and endeavor to attain the status of a food-secure country through the establishment of smart greenhouse technologies. Overall, despite the limitations due to the high cost of electricity and construction protected cultivation facilities including required technologies provide greater advantages for seasonal and off-seasonal vegetable crop production compared to that in the open field. Moreover, such technology can be applied to various geographical locations such as plains, hills, deserts, rural, and urban areas.

고온기 시설멜론 재배 시 저비용 고효율의 개발하기 위하여 차광 자재별 이용 효과를 구명하고자 수행하였다. 차광처리 에 따른 평균온도는 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 차광도 포제가 서서히 제거되는 것을 알 수 있었으며, 백색차광망 처 리구는 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 무차광에 서 정식 42일 후에는 더 무거운 것으로 나타났다. 총 상품수량 은 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.

배양액의 농도 조건과 품종별 양수분 흡수특성을 구명하여 장기 수경재배를 위한 기초자료를 획득하고자 연구를 수행하였다. 시험 품종으로 토마토 대과종으로는 적색계인 ‘대프니스’와 도색계인 ‘수퍼도태랑’ 소과종으로는 ‘미니찰’ 품종을 이용하였다. 담액재배하였으며 배양액의 EC를 1.0dS·m-1, 2.0dS·m-1, 3.0dS·m-1, 4.0dS·m-1로 다르게 공급하였다. 배양액의 EC가 높은 처리에서 초기에는 엽면적, 생체중이 감소하였으며 염류장해가 발생하면서 생육(초장, 엽면적, 경경, 생체중)이 불량해졌다. 배양액의 EC가 높을수록 수분흡수가 적었다. 수분흡수량은 1차에서는 품종별 차이가 뚜렷하지 않았으나 2차 조사에서는 ‘대프니스’가 EC 2.0dS·m-1 이상에서도 수분흡수가 크게 감소하지 않았으나 ‘수퍼도태랑’은 높은 EC 처리에서 수분 흡수가 감소하였다. 배양액의 EC가 낮은 처리에서 무기이온의 흡수는 N, P, K는 급액농도 보다 높게 흡수된 반면에 Ca, Mg, S는 흡수율이 낮았다. 배양액의 EC가 높은 처리에서는 대부분의 이온이 초기 투입농도의 50% 이하로 흡수되었다. 따라서 EC가 낮은 처리가 높은 처리 보다 흡수되고 남은 배양액의 이온간 불균형이 심하였다. 품종 간에는 ‘대프니스’가 저농도에서 흡수량이 많고 고농도에서는 흡수량이 적어 불량한 양분조건에서 양분을 효율적으로 이용하는 품종이었 으나 과잉 흡수된 양분으로 인한 장해 증상은 가장 심하게 나타내었다.

본 연구는 저온기 시설 딸기재배에서 연소식 탄산가스 발생기를 이용한 재배효과를 구명하기 위하여 수행하였다. 시설내부 일중 탄산가스 농도는 6시에서 11시 사이에 대조구가 210~600μmol·mol-1 이었고, 탄산가스 시용구는 800~1,100μmol·mol-1 이었다. 그 외 시각에서는 대조구와 유사한 분포를 나타내었다. 온실내 온도는 연소 방식 탄산가스 시용구는 오전 6시 ~ 10시 대조구에 비 해서 1~3oC 높았다. 11시 이후에는 대조구와 차이가 없었다. 초장, 엽장, 엽폭, 관부직경, 생체중, 건물중 등 생육은 처리 간 차이가 없었다. 상품수량은 대조구 3,612kg에 비해서 탄산가스 공급하는 것이 4,131kg으로 519kg 더 무거웠으며 탄산가스 발생기에서 총수량이 대조구에 비해서 17%가 증수 되었다.

수경재배에서는 근권내 양분의 집적 정도는 급액의 양과 밀접한 관계를 가지기 때문에 급액의 양(횟수)이 토마토의 생육과 수량에 미치는 영향이 크다. 따라서 본 시험에서는 코이어를 이용한 토마토 장기 수경재배에 급 액량이 근권의 무기이온에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 적산일사량을 기준으로 급액량을 조절하였으며 생육시 기별로 적산일사량 설정치를 변경하며 급액량을 4수준으로 처리하였다. 처리별 매일의 급액량과 배액량을 조사하였고 배액율을 계산하였다. 급액량이 많을수록 토마토의 수분 흡수 량은 증가하는 경향이었다. 그러나 High 처리구는 2월과 3월에 Medium high 처리구에 비하여 수분 흡수가 감소 하였다. 월별 평균 급액량과 배액율을 계산하여 배액율이 20-30%되는 급액 구간으로 1월은 120-140J/cm2, 2월 은 100-120J/cm2, 3월은 80-100J/cm2, 4월은 70-90J/cm2, 5월은 60-75J/cm2로 적정한 범위를 정할 수 있었다. 급 액량이 많을수록 이온들의 농도가 낮아서 근권의 양분집 적을 상당 부분 방지할 수 있었는데 양분을 흡착하는 코이어 배지의 특성 때문에 배액율이 20-30%인 경우 근 권의 무기이온의 농도는 상당히 높았다. 그런데 P와 K는 처리에 관계없이 배액에서 급액농도 보다 낮아지는 경우가 발생하였으며, 급액량이 많은 처리에서도 Mg와 S가 가장 잘 집적되는 이온이었다. 일사 량이 적은 시기에는 급액량에 따른 배액내 무기이온의 농도는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 일사량이 많은 시기에는 급액량이 적을수록 배액의 무기이온의 농도가 높았다. 특히, 3월 이후에는 급액량 조정만으로는 배액의 이온농도 상승을 방지하기 어려워 우선적으로 급액 EC 를 낮춰 근권에 양분이 집적되는 것을 막을 필요가 있었다.

수경재배에서는 제한된 근권에서 작물의 양수분 흡수 특성을 고려하여 양액을 공급하여 재배하고 있지만 작물의 무기이온 흡수는 기상조건이나 작물의 생장에 의해 이온간 흡수비율이 달라지므로 근권내 이온의 균형이 깨지기 쉽다. 그런데 최근에는 토마토 재배에는 무기배지인 암면을 대체하여 코이어 배지가 주로 이용되고 있는데 코이어 배지를 이용한 장기재배에서 양액의 공급이 근권과 생육에 미치는 영향에 관한 연구는 거의 없다. 따라서 본 시험에서는 코이어를 이용한 토마토 장기 수경재배에 급액의 EC농도가 근권의 무기이온과 생육에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 칩과 더스트가 5:5로 혼합된 코이어 배지를 이용하였으며, 급액의 EC를 1.0, 1.5, 2.0, 3.0 dS·m-1 로 달리 공급하였다. 급액 EC가 낮은 1.0dS·m-1, 1.5dS·m-1 처리구에서는 NO3-N, P, Ca, Mg 이온이 초기에 급액농도 보다 배액의 농도가 낮았다. 그러나 P를 제외한 모든 이온이 EC 2.0dS·m-1 농도 보다 농도로 급액한 것은 배지내 농도가 매우 높아졌다. 배액에 특히 높아지는 이온은 S와 Mg 였다. 평균 과중은 3화방까지는 EC 1.0dS·m-1, 1.5dS·m-1 간에 큰 차이가 없었으나 이후로는 급액의 EC가 높을수록 과중이 작았다. 6화방까지 수확 과수와 수량이 1.5dS·m-1가 가장 많았으나 재배기간이 경과할수록 고농도 급액구의 수량이 감소하였다. 배꼽썩음과는 생육초기에는 주로 EC 3.0dS·m-1 처리에서만 발생하였으나 일사량이 증가하면서 모든 처리에서 발생하였다. 발생율은 EC 3.0dS·m-1 처리구가 높고, 더 낮은 농도 처리에서는 발생율의 차이가 없었다.

파프리카는 내수 뿐 아니라 수출 수요 증가로 시설재배 작물 중 가장 고소득 작물중의 하나로 부상하였다. 그런데 파프리카가 일반적으로 수경재배로 생산되고 있기 때문에 토양재배에서는 시비기준이 없어 시험을 수행 하였다. 질소와 칼륨의 관비기준을 설정하기 위하여 피망의 검정시비량을 기준으로 0.5. 1.0, 1.5, 2.0배로 시험 처리구를 두었고 질소 시험은 2012년에, 칼륨 시험은 2013년에 각각 수행하였다. 질소 관비 시험에서는 0.5배 관비구에서 다른 처리에 비하여 측지 두께가 비하여 얇았으나 길이는 처리의 영향을 받지 않았다. 착과수와 수량은 1그룹 수확에서 처리에 따른 차이가 발생하지 않았으나, 2그룹 수확에서는 1.0배 이상 처리에서 시비량이 많아질수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 0.5배 처리구에서 가장 낮았다. 전체적인 수량을 기준으로 판단했을 때 파프리카 관비재배 시 질소의 시비량은 피망검 정시비량의 1.0배가 적정하다고 판단되었다. 칼륨 관비 시험에서는 관비량이 많은 처리구일수록 측지의 길이가 길었던 것을 제외하고 처리간 뚜렷한 생육의 차이를 나타내지 않았다. 심실수, 과피두께, 당도는 처리에 따른 차이를 나타내지 않았다. 과실의 착과수와 수량은 1, 2 그룹에서는 통계적 유의차를 나타내지 않았으나 3그룹에 서는 처리간에 뚜렷한 차이가 발생하여 1.5배 관비구에서 최대가 되었다. 전체적인 수량을 기준으로 판단했을 때 토양검정을 기준으로 한 관비재배에서 칼륨시비량은 피망검정시비량의 1.5배가 적정하다고 판단된다.

고온기 시설딸기 재배시 저비용 고효율의 냉방기술을 개발하기 위하여 차광도포제 이용효과를 구명하고자 수행하였다. 차광에 따른 일사량(W/m2)을 조사한 결과 무차광에 비해서는 차광 15% 도포구는 14~17%, 차광 35% 도포구는 33~37%, 흑색차광망은 39~44% 감소하였다. 그리고 투광비율은 맑은 날에 비해서 비오는 날 차광 15%, 35%도포구에서 조금 높아지는 경향이었다. 차광처리에 의한 시설내부 온도는 차광 15% 도포구는 38.4oC, 차광 35% 도포구 36.5oC이었는데 흑색차광막은 35.1oC이었다. 흑색차광망에 비해서 차광 15% 35% 도포 구는 각각 3.3oC, 1.9oC더 높았다. 차광처리에 딸기의 관부직경은 흑색차광막이 7.5mm, 차광 35% 도포구 8.6mm, 차광 15% 도포구 8.3mm로 조사되었다. 딸기의 지상부 생체중은 차광 35% 도포구 7.8g, 차광 15% 도포구 6.7g, 흑색차광막이 5.8g이었다. 그리고 지하부 생체중은 차광 35% 도포구 4.3g, 차광 15% 도포구 4.1g, 흑색 차광막이 2.7g으로 차광 35% 도포구에서 가장 무거웠다.

여름철에 파프리카 코이어 배지경에서 ‘Cupra’, ‘Piesta’ 2품종을 공시하여 시설 내 포그냉방 효과에 의한 파프리카 생육을 검토코자 하였다. 시설 내 포그 냉방처리를 통해 무처리보다 온실 내의 온도가 2~3oC 낮았으며 최고온 도를 35oC이하로, 그리고 실내습도도 80% 내외로 유지할 수가 있었다. 초장, 엽수 등 생육은 포그냉방 처리구가 무처리에 비해 양호하였다. 평균과중은 두 품종 모두 포그 냉방 처리구에서 158~160g으로 무처리보다 무거웠고, 주 당 착과수는 ‘Cupra’, ‘Piesta’ 모두 포그냉방 처리구가 각 각 18.4, 18.3개로 무처리에 비해 7~8개 많았다. 상품수량은 ‘Cupra’, ‘Piesta’ 두 품종 모두 포그냉방 처리구가 각 각 6,027, 5,890kg/10a으로 무처리에 비해 유의적으로 많았다. 과실의 당도는 처리간에 차이가 없었으며 ‘Cupra’, ‘Piesta’ 두 품종 모두 5~6oBx 였으며 과육의 두께는 포그 냉방 처리 효과가 없었다. 과실의 열과 발생률은 포그냉방 처리구가 낮았으며 품종 간에는 차이가 없었다. 이상의 결과에서 여름철 파프리카 수경재배시 포그냉방으로 시설내 온도의 강하와 습도조절이 가능하였으며 그에 따른 결과, 생육이 양호하며 과실의 품질 또한 좋 아짐을 알 수 있었다.

파프리카의 토양재배면적 증가에 따라 관비재배법의 확립이 요구되고 있다. 관비재배(Fertigation)는 물과 양분을 함께 공급하는 방법으로 작물의 수분과 양분의 과부족에 의한 장해없이 근권을 안정적으로 유지할 수 있다. 본 연구에서는 시설 파프리카의 관비재배시 토양수 분포텐셜에 따른 과실 품질 및 수량의 효과를 구명코자 실험을 수행하였다. ‘쿠프라’ 및 ‘E499524’ 2품종을 공시하여 정식 후부터 수확기까지 토양수분포텐셜을 −10, −20 그리고 −30kPa 로 처리구를 두었다. 초장은 토양수분포텐셜이 높은 −10kPa 처리구가 가장 길었다. 과실의 평균 과중은 ‘쿠프라’ 품종에서는 평균과중은 −20kPa에서 154.5kg으로 가장 무거웠으며 토양수분포텐셜이 낮은 −30kPa에서는 138.2kg으로 가벼웠다. 주당 착과수는 5.1~5.3개로 ‘쿠프라’ 품종은 토양수분포텐셜에 따른 차이가 없었으나 ‘E499524’ 품종은 −20kPa 처리구에서 10.3개로 가장 많았다. 상품수량은 ‘쿠프라’ 품종은 −20kPa 처리구에서 2,321kg/10a로 가장 많았고 그리고 ‘E499524’ 품종은 −20kPa 처리구에서 1,147kg/10a로 가장 많았다. ‘쿠프라’ 품종에서는 과장과 과폭은 토양수분포텐셜에 따른 차이가 없었으나 ‘E499524’ 품종은 토양수분포텐 셜이 낮을수록 작은 경향을 보였다. 과실의 당도는 ‘쿠프라’ 품종에서는 4.4~4.9oBrix, 그리고 ‘E499524’ 품종에서는 7.6~8.3oBrix로 토양수분포텐셜에 따른 통계적 유의차가 없었다. 자방수는 ‘쿠프라’ 품종에서는 3.3~3.6개, 그리고 ‘E499524’ 품종에서는 2.5~2.7개로 토양수분포텐셜 간에 유의차이가 없었다. 과실의 열과 발생율은 ‘쿠프라’ 및 ‘E499524’ 품종 모두 토양수분포텐셜 낮을수록 적은 경향을 보였다. 식물체 내 질소의 함량은 토양수분포텐셜에 따른 차이가 없었으며 ‘쿠프라’ 품종은 2.10~2.22%였고 ‘E499524’ 품종은 1.72~1.82%였다. ‘쿠프라’ 및 ‘E499524’ 품종 모두 토양수분포텐셜에 따른 식물체의 칼륨, 칼슘, 마그네 슘 등 무기 양분의 함량은 유의차이가 없었다. 이상의 결과에서 파프리카의 여름철 관비재배시 토양 수분포텐셜을 −20kPa로 설정하는 것이 생육이 가장 좋은 것으로 판단되었다.

This study was conducted to determine the effect of low temperature and low radiation conditions on the yield and quality of hot pepper at an early growth stage in Korea. In plastic greenhouses, low temperature, low temperature with covered shading treatments were set 17 to 42 days after transplanting. The pepper growing degree days decreased by 5.5% due to the low temperature during the treatment period. Radiation decreased by 74.7% due to the covered shading. After commencing treatments, pepper plant growth decreased with low temperature and low radiation. Analysis of the yield showed that the first harvest was delayed by low radiation. The cumulative yields of 119 days after transplanting were 1,956, 2,171, and 2,018 g/m2 for control, low temperature, and low temperature with low radiation respectively. Capsaicin and dihydrocapsaicin concentrations in pepper fruit decreased with low temperature and low radiation. To investigate the photosynthetic characteristics according to the treatment, the carbon dioxide reaction curve was analyzed using the biochemical model of photosynthesis. Results showed that the maximum photosynthetic rate, Vcmax (maximum carboxylation rate), J (electric transportation rate), and TPU (triose phosphate utilization) decreased at low temperatures; the maximum photosynthetic rate, J, and gm (dark respiration rate) were reduced by shading. These results indicate that low temperature and low radiation can retard early growth, yield, and quality, but these can also be recovered 119 days after planting. Based on the results, the yield and quality of pepper can recover from abiotic stresses with proper cultivation.

A numerical simulation was conducted on perfluorooctane sulfonate (PFOS) in the Gwangyang Bay using a multi-box model to estimate the transport of organic chemicals in the coastal environment. The results of the sensitivity analysis on dissolved PFOS and PFOS in Particulate Organic Carbon (POC) indicate that they were most significantly influenced by the adsorption rate, desorption rate, and sinking velocity coefficients. PFOS in phytoplankton was found to be sensitive to bio-concentration and the excretion rate. The results of the mass balance indicate that the standing stocks of PFOS in water, POC, and phytoplankton are 345.55 g, 63.76 g, and 0.11 g, respectively, in the inner part and 149.90 g, 27.51 g, and 0.05 g, respectively, in the outer part. Considering flux in the inner part, adsorption to POC had the highest value among transition paths. The next highest were desorption, outflow to the outer part, and inflow to the inner part. Outflow into the open sea was found to have the highest value for the outer part.