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.

본 연구는 생육초기 저온 저일조 조건이 토마토의 수량 및 품질에 미치는 영향을 구명하기 위해서 수행되었다. 비가림 하우스에서 정식 후 17일에 측창 개폐와 차광막을 이용하여 26일간 저온, 저온차광 처리하였다. 처리기간 동안의 토마토 GDD를 산출한 결과 저온 처리로 인해 GDD가 5.5% 감소하였다. 차광 처리에 의한 평균 일사량을 분석한 결과 대조구 대비 차광처리가 25.3% 수준이었으며, 일 최고광량의 평균을 분석한 결과 대조구, 차광처리가 각각 634, 156W·m -2였다. 처리 결과 저온차광에 의하여 엽수, 엽면적, 생체중, 건물중, SPAD를 분석한 결과 차광에 처리에 의하여 생육이 저하된 것을 볼 수 있었으며 초장은 웃자란 것을 확인할 수 있었다. 수량을 분석한 결과 첫 수확일은 정식 후 63일로 동일 하였으나 무처리구, 저온처리, 저온 강차광 순으로 각각 177, 99, 53g/plant 로 최대 3.3배까지 차이를 보였으며, 최종 수확일인 정식 후 87 일의 누적수량은 각각 1734, 1131, 854g/plant로 생육 초기 저온, 저온차광 처리에 의하여 수량이 각각 34.8, 50.7% 감소한 것을 확인할 수 있었다. 처리와 수확기에 따른 토마토의 품질을 조사한 결과 당도와 산도는 처리 및 수확기에 따른 차이가 없었다. 처리에 따른 광합성 특성을 조사하기 위하여 이산화탄소반응 곡선을 작성하고 광합성 기구의 생화학적 모델을 활용하여 분석한 결과 최대 광합성 속도와 J, TPU, Rd는 온도에 따른 차이를 보이지 않았으나 차광에 의하여 감소된 것을 확인할 수 있으며, Vcmax의 경우 저온과 차광에 따라서 값이 감 소되는 것을 확인할 수 있었다. 이로 보아 정식 후 생육초기 저 온 저일조는 토마토의 초기생육과 광합성능력을 감소시키며, 생육이 진행되면서 생육에 대한 차이가 없어지거나 줄어들고 품질 변화도 나타나지 않았지만 누적 수량이 감소하기에 이를 방지하기 위해서는 생육초기 저온 및 저온저일조 등 이상기상 발생시 보온 및 보광이 필요하다.

저일조 조건에서 고추와 토마토 유묘의 생육에 미치는 몇 가지 친환경농자재의 이용효과를 검토하고자 하였다. 친환경농자재는 미생물제재, 효소제, 아미노산제 3종을 이용하였고 30% 차광조건에서 토마토와 고추를 육묘하였으며, 육묘용 상토 종류에 따른 차이를 보기위해 일반 원예용(유비)상토와 무비상토를 비교하였다. 토마토와 고추 모두 무비상토에서는 효소제와 아미노산제 처리에 의해 묘의 생육이 양호하였으나, 미생물제재 처리는 대조구와 차이가 없었다. 유비상토에서는 친환경농자재 처리에 의한 생장촉진효과가 나타나지 않았다. 차광처리에 의하여 묘의 건물중은 감소하고, 엽면적은 다소 증가하는 경향을 보였으나, 친환경농자재의 처리에 의한 생육촉진효과는 없었다. 정식 후 토마토 1화방의 개화소요일수 및 착과절위를 조사한 결과, 무비상토의 경우 효소제 및 아미노산제 처리구에서 개화소요일수가 3~4일 적었으나, 착과절위는 차이가 없었다. 다만 차광조건에서 착과절위가 낮아지는 경향을 보였다. 유비상토의 경우는 친환경농자재 처리나 차광 유무에 따른 개화소요일수나 착과절위의 차이가 없었다. 고추는 무비상토에서 차광에 관계없이 효소제 및 아미노산제 처리구에서 건물중이 증가하였으나 미생물제재 처리구에서는 효과가 없었다. 유비상토는 친환경 농자재의 처리효과가 없었다. 따라서 시판되고 있는 효소제와 아미노산제는 무비상토에서 생육촉진효과가 있었으나, 미생물제재 처리는 처리효과가 없었고, 양분이 함유된 상토에서는 친환경농자재의 처리효과가 없었다. 또 차광에 의한 저일조 조건에서 친환경농자재의 혼용 처리에 의한 토마토와 고추 유묘의 생육촉진효과는 없었다.

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.