본 연구는 근권부 냉방이 토마토 육묘 시 묘 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 생장상 하부 파이프 냉방을 이용하여 근권부 온도를 20°C와 25°C로 설정하여 실험을 수 행하였다. 전 생육기간동안 초장, 근장, 엽수는 두 온도 처리구 간 차이를 보이지 않았다. 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중, 엽록소 함량은 파종 28일 경과 시 25°C 처리구가 더 높았으며, 실험 종료 시 두 처리구 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과로 근권부 온도 20°C와 25°C에서 토마토 생육 차이를 확인하지 못했다. 따라서, 본 연구는 고온기 토마 토 묘 생산 시 온실 냉방 효율을 높이기 위한 국부 냉방 기술 확 립에 도움을 줄 수 있을 것이다.

근권부 공기순환 덕트 냉방이 온도 및 생육에 미치는 영향을 구명하고자 고온기 파프리카((Capsicumannum.L. ‘Veyron’)을 코이어배지에서 수경재배하였다. 냉방시간 처리는 24시간 연속 가동한 연속냉방(All-day), 17시부터 다음날 1시까지 8시간 냉방한 야간냉방(Night), 대조구인 냉방 무처리(Control) 등 3 처리하여 온실 상·하부 온도, 근권온도, 엽온, 과실 특성 및 기관 분배율을 측정하였 다. 근권부 덕트 냉방하였을 때, 고온기(6월 ~8월) 온실 하부(바닥으로부터 40cm)와 상부(바닥으로부터 180cm) 온도, 근권온도는 하강되었다. 대조구와 비교하여 온실 하부/상부 온도 차이가 연속냉방에서는 4.4~5.1oC/ 2.1~3.1oC 하강을, 야간냉방 처리에서는 3.4~3.8oC/ 2.2~2.7oC 하강되었다. 근권온도는 온실 하부 온도 결과와 유사했으며, 연속냉방(22.8oC)> 야간 냉방(24.1oC) > 대조구(27.7oC) 순으로 온도가 낮았다. 연속냉방 처리에서 덕트 위치(통로, 베드하단)와 송풍 방향(45o, 90o, 180o)에 따른 온도 변화를 측정한 결과 덕트의 위치가 통로에 위치하고 송풍방향이 상향(45o) 또는 수평(180o) 인 처리는 지상부 100cm까지의 수직 위치에 따른 온도 차이가 크지 않지 않으면서, 근권부위 온도인 지상 50cm 온도가 낮은 특징을 보였고 베드와 베드 공간 사이로 덕트 송풍 방향이 직각(90o)이였을 때는 바닥과 지 상 50cm 부위의 온도가 높고, 지상 100cm 이상 200cm 부위 온도가 상대적으로 낮았다. 연속냉방 또는 야간냉방 처리했을 때 파프리카 엽온은 오후 7시가 오전 9시 보다 엽온 하강이 컸다. 과실 분배율은 대조구(24.4%)에 비해 연속냉방(48.6%)과 야간냉방(45.6%)에서 높았으며, 평균과중, 과수 및 수량도 연속냉방 처리에서 가장 높았다. 한편 야간냉방 처리에서도 고온기 평균 지상부 및 근권온도를 낮추었으나, 누적된 평균온도가 가장 낮은 연속냉방처리에서 과실로의 동화산물 분배율을 높여 파프리카 수량을 증가시킨 것으로 보인다.

본 실험은 고온기 근권냉방이 파프리카의 배지온도 하강과 파프리카의 생리적 반응에 미치는 영향을 알아보고자 7월 16일부터 10월 15일까지 코이어 배지에서 재배 하였다. 냉방방식은 공기순환 덕트(지름 12cm, 미세구멍 (0.1mm)으로 찬 공기(7월~8월; 20 ± 2oC, 9월; 23 ± 2oC) 를 야간시간(오후 5시~오전 3시) 공급하였다. 고온기(7월 23일부터 8월 31일) 중 파프리카 배지의 일평균 온도가 냉방처리구는 24.7oC, 대조구는 28.2oC로, 냉방처리구에서 대조구보다 3.0~5.6oC 배지온도가 낮아 졌다. 하루 중 맑은 날(650~700W · m−2) 주간(오전 5시~ 오후 8시)/야간(오후8시~오전5시) 냉방처리구 배지 온도는 대조구보다 1.7oC/3.3oC 낮아졌다. 오후 6시에서 8시까지 초저녁 배지온도 하강속도가 냉방처리구에서는 평균 0.5oC/h, 대조구는 0oC/h였다. 배지 상부와 하부 간의 대조구 대비 냉방처리구의 온도차도 각각 1.3oC, 0.6oC 였다. 냉방처리는 고온(28~32oC) 배지 온도 노출율을 대조구 대비 32.5% 감소시켰다. 냉방처리구의 파프리카 광합성, 증산율 및 수분포텐셜은 대조구보다 높았다. 첫 개화시기도 대조구보다 4일 앞당겨지고, 착과수도 증가하였다. 냉방처리구의 엽장은 짧아졌으나, 초장, 경경, 분지수, 엽폭 등은 차이가 없었다. 야간 근권냉방으로 배지 온도가 3.0~5.6oC를 낮추었으나, 고온기 온실 온도가 고온에서는 파프리카 착과가 지연되므로, 지상부 온도 하강 방법을 병행하면 파프리카 생육과 착과에 효과적이라 판단된다.

본 연구는 딸기의 수경재배에서 증발냉각방식을 이용하여 배지의 지하부 온도를 관리할 수 있는 냉각시스템을 개발하고 고온기 온실내 기온에 따른 배지내 온도분포 특성을 분석하고자 다공질 필름 덕트법, 배지 상면 기습부직포 멀칭법, 투수부직포 재배조 표면 증발법의 3가지 냉각시스템에 대하여 배지냉각특성을 시험하였다. 그 결과 투수부직포 재배조 표면 증발법의 경우 온실내 기온 35℃인 배지표면의 온도와 상대습도 50%일 때 재배조 표변의 부직포의 온도는 27℃로 니타났으며, 뿌리가 많이 분포되어 있는 배지내 온도는 28~30℃ 정도로 나타나 외기온에 비하여 5~7℃ 정도로 기장 크게 강하되었다. 따라서, 투수부직포 재배조 표면 증발법이 가장 효율적인 배지냉각 방법이라고 판단된다.

A potato (Solanum tuberosum L. cv. Superior) cultivar was grown in aeroponic cultivation system to investigate the effect of root zone cooling in summer. Based on their nutrient uptake, growth responses, and tuberization, the possibilities for potato seed production were determined. Although shoot growth and early tuberization increased in the conventional non-cooling root zone system (root zone temperature of 25±2℃), stolen growth, photosynthesis, transpiration rate and number of tubers produced were higher in the cooling root zone system (20±2℃) than in the non-cooling system. Increasing root zone temperature above 25℃ stimulated absorption of K more than T-N, P, Ca, Fe and Mn. On the other hand, root zone temperatures in the range of 20℃ to 25℃ did not affect Mg contents. The lower uptake and supply to leaves of T-N, Fe and Mn at the high root zone temperature promoted early tuberization and advanced haulm senescence. The results stress the importance of keeping root zone temperature to as low as below 20, particularly in summer under temperate Bone.

지중냉각이나 양액냉각과 같은 근권부 냉각은 뿌리의 활력 증진, 양수분 흡수력의 향상, 작물체온의 강하 및 고온스트레스의 감소 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며, 또한 온실 전체를 냉방하는것 보다 경제적이다. 따라서 본 연구에서는 지중냉각시스템을 경제적인 고온극복 방법중의 하나로 생각하고, 기술을 체계화하기 위한 시도로 지중냉각시스템의 열전달 특성을 분석하여 냉각부하를 산정하기 위한 실험을 수행하였다. 지중열류 측정자료로부터 힘수비에 따른 토양의 열전도율을 분석하였으며, 함수비 19~36%의 범위에서 열전도율은 0.83~0.96W.m-.℃-로 직선적인 증가를 보였다. 일사량, 지표온도 및 기온의 관측치로부터 일사량에 따른 지표온도 상승을 회귀분석한 결과 거의 직선적인 관계를 보였으며, 지표온도는 실내 수평면 일사량 300~800W.m-2 범위에서 작물이 없는 경우 3.5~7.0℃,작물이 지표면을 거의 덮고 있는 경우 1.0~2.5℃ 정도 기온보다 상승하는 것으로 나타났다. 실험자료를 이용하여 온실의 설계기온과 냉각설정 지온, 일사량 및 토양의 함수비에 따른 지중냉각시스템의 냉각부하를 구하였다. 실내일사량 300~600W.m-2 , 토양함수비 20~40%의 범위에서 기온과 지온의 차이를 10℃로 유지하기 위해서는 46~59W.m-2 의 냉각열량이 필요한 것으로 나타났다. 보다 정확한 설계자료의 구축을 위해서는 다양한 조건별 실험을 추가로 수행해야 할 것으로 생각된다.

근권냉방 방식에 따른 냉방 효율과 토마토 생육 특성을 검토하고자 XL냉수순환, 라디에이타 냉풍, 패드냉풍 및 대조구를 처리한 결과는 다음과 같다. 근권부 냉방온도는 공급수온이 17.8℃일 때 XL 냉수순환구는 18.0℃ 라디에이타 냉풍구는 27.2℃, 패드 냉풍구는 20.3℃였다. 배지 깊이와 시간대별 평균온도는 XL냉수순환구 22.8~24.7℃. 라디에이타 냉풍구 22.7~24.2℃, 패드 냉풍구 20.5~23.2℃, 대조구 25.9~29.6℃를 나타내어 냉방처리구가 대조구에 비해 5~6℃더 낮았다. 토마토의 생육에 있어 엽장. 엽폭은 대조구에 비해 컸으며, 생체중 및 건물중의 경우에서도 비슷한 경향이었다 근활력에 있어 대조구는 45.0ug/g에 비해 근권냉방 처리구는 58.5-62.8 ug/g으로 높았으나. 근권냉방 처리구간에는 큰 차이가 없었다.

본 시험의 목적은 온실의 주년계획이용을 위해서 하기주간 냉방의 방법으로 heat pump를 이용한 냉수냉방과세무냉방의 효율성을 검사했고 하기 토마토 배꼽썩음병 발생을 억제하기 위하여 냉방과 함께 과실에 송풍처리와 식물체 전체의 공기유동을 촉진시켜주는 처리를 했다. 시험결과는 다음과 같다. 1) 냉수냉방구간 기온은 13시경 온실내 기온보다 약 10℃이상 낮았고, 세무냉방구간 하부의 기온은 13시경 온실내 기온보다 약 5℃ 낮았다. 2) 과실에 송풍처리는 냉방방법에 상관없이 배꼽썩음병이 방지됐고, 냉수냉방 무송풍구의 배꼽썩음병 발생율은 34.5%, 세무냉방 무송풍구는 54.5%, 세무순환냉방구는 78%였다. 냉방효율면에서는 냉수냉방 방법이 충분히 생육한계온도 이하로 냉각되었고, 배꼽썩음병 발생율에서도 세무냉방보다 낮았다. 세무냉방은 재배구간의 공기를 유동시킴으로서 약 24%증가했다. 그러므로 토마토 배꼽썩음병 발생에 관한 환경요인은 온도보다는 습도가 밀접한 관계가 있는 것으로 생각되어진다.