[스크랩] 광환경의 조절(보광)

 

※ 광환경의 조절

 <보광>

보광(補光)은 부족한 광량을 인공광으로 보충해 주는 경우와, 장일 조건을 만들어 주기 위하여 인공광으로 계속 조명해 주는 경우로 나누어 생각할 수 있다.

 

 (1) 광량 조절을 위한 보광

 인공광으로 자연광을 재생시킨다는 것은 기술적으로 어렵고, 경제적으로도 값이 비싸다. 그러므로 인공광으로 부족한 광량을 보충해 주면서 작물을 재배하는 것은 실제로 어려움이 많기 때문에 육묘기에만 보광을 하여 상당한 효과를 거두고 있다.

 보광을 하는 경우는 적어도 광보상점 이상인 3,000～5,000 lx의 조도가 필요하며 3주 이상 장기간에 걸쳐서 인공광만으로 재배하는 경우는 10,000～30,000 lx의 조도가 필요하다. 보광용 광원으로서는 백열등, 형광등, 수은등, 메탈할라이드등, 고압나트륨등이 있으며, 메탈할라이드등이나 고압나트륨등이 주로 이용된다. 백열등은 가격이 저렴하여 경제적이지만 발광효율과 광합성효율이 낮고 열이 지나치게 많이 나며 수명이 짧아 보광용으로는 잘 사용하지 않는다. 형광등은 발광효율이 높고 수명도 길어 육묘실이나 소규묘 발아실에서 많이 사용되지만 적외선 영역이 적다. 메탈할라이드등과 고압나트륨등은 발광효율이 높고 수명도 길지만 램프와 안정기의 가격이 비싼 단점이 있다. 인공광원만으로 작물을 재배하는 경우에는 분광에너지 분포도 고려해야 한다. 고압나트륨등의 분광에너지 분포는 주황색 파장이 가장 많고 청색광 영역의 에너지는 매우 적어 단독으로 사용할 경우에 작물이 도장할 우려가 있다.

  최근 새롭게 개발된 마이크로파램프는 마이크로파(10mm～1m 파장범위, 전자렌지에 사용)를 전구 내에 봉입된 물질에 조사(照射)시켜 플라즈마 발광시키는 것으로 기존의 램프에 비하여 4배 정도 높은 조도를 얻을 수 있으며 태양방사에 가까운 스펙트럼을 얻을 수 있고(단, 광합성유효방사의 비율은 85%로 태양방사보다 많음) 수명도 길어 실용화가 기대되고 있다. 최근에 주목되고 있는 또 하나의 인공광원으로서 발광다이오드(LED; light-emitting diode)가 있다. 발광다이오드의 특징은 단색광을 얻을 수 있다는 것이다. 적색 발광다이오드의 분광에너지 분포의 피크는 광합성작용 스펙트럼의 피크에 가깝기 때문에, 광합성 면에서 효율이 좋은 인공광원이라고 말할 수 있다. 그러나, 적색광만을 이용한 재배에서는 형태 이상을 초래한다는 보고가 있다. 그렇기 때문에 청색 발광다이오드나 형광등을 적색 발광다이오드와 병용하여 작물을 재배하는 장치가 고안되고 있다.     

  (2) 일장조절을 위한 보광

 일장을 조절하기 위한 보광은 국화 등의 일장 반응성 화훼류, 휴면성의 딸기, 비늘줄기(인경)의 비대가 일장의 영향을 받는 마늘 등의 시설재배에서 실용화되고 있다. 장일처리에 있어서는 일몰 직전부터 보광에 의하여 일장을 계속 연장하는 것보다는 암기의 중앙부에서의 광 중단이 더 효과적이다. 또, 딸기와 마늘에서는 광 중단 횟수를 늘려서 암기 중에 명암을 번갈아 조명을 하면 장일효과가 더욱 뚜렷하게 나타나고, 전기의 사용량도 크게 절감할 수 있다.

  일장 조절에 있어서 장일처리를 위하여 보광을 행하는 재배방식을 전조재배라고 하며, 전조재배에 필요한 광도는 조명방법 및 작물의 종류에 따라 다르지만 광합성 촉진을 위한 보광과는 달리 조도가 낮아도 충분하여 보통 가을국화나 딸기의 경우 10～20 lx 정도면 충분하다. 전조재배를 위한 인공광원으로는 백열등이 많이 이용되고 있으며 100W 백열등에 반사갓을 씌워 높이 150cm, 반경 2.7m 정도에서 조사하면 10 lx 이상의 조도를 얻을 있다. 형광등은 700nm 이상의 파장을 보유하고 있지 않아 꽃눈분화를 일으키지 못한다.  

  (3) 차광

 태양 고도가 높은 한여름에는 시설 내의 온도가 지나치게 높아질 뿐 아니라, 광포화점 이상으로 광도가 높으면 작물 생육에 오히려 해로우므로 적당한 재료로 차광해야 한다. 차광(遮光)에는 흑색 한랭사, 알루미늄 차광망이 이용되는 외에 석회를 물에 개어 피복자재에 뿌리는 방법이 있고, 근래에는 황토를 물에 개어 필름에 바르는 방법도 이용되고 있다.

  차광자재는 일사량의 일부 또는 전부를 차단하는 기능을 가지고 있으며 광량조절, 일사조절, 승온억제 등에 이용된다. 광량조절은 작물의 생육 및 품질 등에 적합한 광도를 유지시켜 주는 것이며, 일사조절은 광을 완전히 차단하는 것이며, 승온억제는 일사의 일부를 차단하여 기온, 지온, 엽온의 상승을 억제하여 작물을 보호하는 것이다.

  차광자재의 피복방법은 시설외부에 피복하는 방법과 시설내부에 피복하는 방법이 있다. 외부피복은 차광자재를 외부피복재 위에 겹쳐 놓거나 30～40cm 간격을 두고 설치하는 것으로 고정식과 가동식이 있으며 가동식의 경우 사용하지 않을 때에는 감아서 한 곳에 고정시켜 놓는다. 외부피복은 내부피복에 비하여 온도상승 억제효과는 우수하지만 바람의 영향을 받기 쉬우므로 강풍대책에 충분한 주의를 기울여야 한다. 내부피복은 바람의 영향을 받지 않는 반면, 흡수한 열을 시설 내로 재방출하므로 온도상승 억제효과가 떨어진다.

  작물에 따라 필요한 차광율이 다르다. 또한 차광율은 승온억제 효과에 가장 크게 영향을 미치는 요인이다. 차광율이 커질수록 승온억제 효과도 커진다. 자재의 태양방사 반사특성도 승온억제 효과에 관계한다. 내부피복의 경우, 태양방사 흡수율이 높은 흑색보다 반사율이 높은 은색이나 흰색이 승온억제 효과가 크다. 

            < 농촌진흥청 국립원예특작과학원 시설원예시험장 ; 노미영 >

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