[기고] 이정석 박사's ICT 온실②- ICT 온실환경관리

김철호 기자 2019-08-22 11:58:00
시설원예 ICT라고 하면 ICT(정보통신기술)를 온실·축사 등에 접목하여 스마트폰, PC를 통해 원격?자동으로 작물과 가축의 생육환경을 관리하는 농장을 말한다. 작물 생육과 환경 데이터를 기반으로 최적 생육환경 조성, 품질과 생산성 제고함으로써 경쟁력과 소득 향상에 기여하는 4차 산업혁명 시대에 기반을 둔 미래농업 기술이다. 한국 시설원예분야 전문가인 이정필 박사의 ICT 온실 설치법과 이해를 총 5회에 걸쳐 싣는다. <편집자 주>


온실 내 습도 관리는 온실 재배시 가장 중요하다. 이에 환기와 난방을 이용한 습도 관리법을 알아본다.

환경변화가 일어나면 식물에도 변화가 일어나는데 이 식물의 변화를 감지해 환경제어를 해줘야 한다. 외부 온도가 높아지면 환기창이 빨리 열리게 되고 외부 온도가 낮으면 환기창이 천천히 열리게 된다. 또 환기를 하지 않았음에도 불구하고 내부 온도가 낮게되면 난방을 하게 된다.

동절기나 이른 봄 재배시 보온을 우선시하여 온도 관리를 하므로, 밀폐된 온실내에서 작물을 재배하게 되면 습도가 높아져 병충해가 발생하기 쉽고, 탄산가스 농도의 결핍으로 생육이 불량해지기 쉽다. 따라서 저온기 낮 동안의 환기를 위해 측면환기보다는 천장환기를 주로 이용하는데, 이것은 습도를 낮추는 환기효과와 함께 측면환기에 의한 에너지 방출을 줄이기 위한 것이다.

또한 일사량이 많은 계절에는 실내온도상승으로 작물이 고온장해를 받을 수 있기 때문에 적절한 고온대책이 필요하다. 온실에서의 환기효과는 온도상승의 억제뿐 만 아니라 실내외 온도를 교환하여 과습 및 결로 방지, 탄산가스 농도, 공기유동 등의 환경조건을 적절하게 유지함으로써, 작물의 생육환경에 큰 영향을 미친다.

온실내 작물은 낮에는 광합성을 촉진시키고, 밤에는 낮 동안 만들어 놓은 양분을 이동시키며 호흡에 의한 양분 소모를 최대한 억제해 생육을 건강하게 유지하기 위해 겨울철 시설하우스 내 변온관리는 무엇보다 중요하다.

작물은 해가 뜨면서 광합성을 시작하는데 새벽에는 광합성을 하기에 충분한 온도가 되지 못하기 때문에 해뜨기 1~2시간 전에는 하우스 내 난방기를 가동하여 온도를 높여주면 광합성을 빨리 시작할 수 있다.

낮 동안 동화량의 약 70% 정도가 오전 중에 생성되기 때문에 해가 진 후 4~6시간 정도는 양분의 이동을 촉진시킬 수 있도록 약간 높은 온도를 유지한다.

그리고 양분의 이동이 끝난 뒤에는 호흡에 의한 소모를 줄일 수 있도록 작물생육에 지장이 없을 정도의 낮은 온도로 관리한다.

새벽, 오전, 오후, 밤 등 시간대에 따라 온도를 바꾸어 관리하는 기술은 작물의 수량과 품질을 향상시키는 것은 물론 난방비 절감에도 도움이 된다.

환기란 시설 밖의 찬 공기를 실내로 받아들임으로써 고온이 되는 것을 억제하는 것을 말한다. 온실이나 비닐하우스와 같은 재배시설은 빛을 잘 투과하는 자재로 덮여 있기 때문에 겨울에도 강한 빛이 투과될 때에는 시설 내 온도가 30℃ 이상 높게 유지되는 경우가 많다.

환기를 하는 것은 단지 실내온도의 변화를 일으키는 것뿐만 아니라 습도와 대기 중의 가스농도와 공기 흐름에 변화를 줄 수 있다. 환기는 시설 내 열과 수증기, 탄산가스, 유해가스 및 풍속을 동시에 제어할 수 있는 기능을 지니고 있다.

환기하는 방법은 환풍기 등을 이용해 강제로 공기를 빼내 주는 방법과 곁창이나 앞뒤의 문을 열어 주거나 내외부의 온도 차이를 이용하여 환기를 시켜주는 방법이 있다. 농가에 많이 보급된 연통형 환풍기는 굴뚝의 배기 효과를 응용하여 유입된 공기의 양만큼 빼내 주는 원리를 적용하는 자연적인 환기방법이다.

이산화탄소는 식물이 광합성을 하는데 반드시 필요하다. 일반적으로 겨울철 하우스 재배 시 시설 내의 이산화탄소 농도가 하우스 밖의 이산화탄소 농도인 340ppm보다 매우 낮아 생육의 제한요인으로 작용하고 있다. 이산화탄소 농도가 너무 낮을 경우 수량이 감소하고 품질이 떨어지는 등 작물에 영향을 미친다.

시설 내 부족한 이산화탄소를 공급해 주기 위해서는 첫째, 환기를 통해 외부의 신선한 공기를 온실 내로 공급함으로써 공기 중의 탄산가스 농도인 350ppm까지 부족분을 보충할 수 있다.

둘째, 유기물로 보충하는 방법이다. 퇴비, 볏짚, 가축분, 톱밥 등 유기물을 지표면에 깔아 유기물이 서서히 분해되면서 발생하는 탄산가스를 이용하는 것으로 유기물량의 조절로 탄산가스 농도를 조절할 수 있다.

마지막으로 탄산가스 공급장치를 이용할 수 있다. 연료가 연소할 때 발생하는 탄산가스를 이용하거나 드라이아이스나 고압으로 충전된 액화 탄산가스를 용기에 담아 조절하는 방법이다.

시설하우스 내 적정한 온도와 습도, 이산화탄소 관리는 시설채소를 안정적으로 생산하는데 중요한 요인이라는 점을 잊지 말아야 할 것이다.



김철호 기자 fire@thekpm.com

댓글

(0)
※ 댓글 작성시 상대방에 대한 배려와 책임을 담아 깨끗한 댓글 환경에 동참에 주세요. 0 / 300