녹색 식물은 햇빛을 받아서 엽록소를 형성하고 광합성을 수행한다. 광합성이란 녹색 식물이나 그밖의 생물이 빛 에너지를 화학 에너지로 바꾸는 과정인데, 광합성에 미치는 요인으로 첫째가 빛의 세기이며 다음으로 온도와 이산화탄소의 농도이다. 이 3요인 중 식물에 비닐이나 유리(투명)막을 씌우게 되면 빛의 세기는 약해지고 온도는 올라가고 이산화탄소 농도는 짙어지게 된다. 이에따른 식물의 광합성 작용에 미치는 영향을 살펴보자. 빛의 세기가 증가함에 따라 광합성량은 차차 높아지고, 빛이 약할 때는 온도의 영향을 거의 받지않지만 빛이 강할 경우 온도가 상승함에 따라 광합성량이 증가한다. 또한, 빛의 세기가 약할 경우 대기중의 이산화탄소 농도인 0.03% 정도에서 광합성 속도가 증가 하지 않지만 빛의 세기가 강할 경우 이산화 농도가 0.1%에 도달할 때 까지 광합성 속도는 증가한다. 태양 빛 중에 적외선 영역은 파장이 길수록 흡수력이 높은 특성이 있다. 특히 6~11㎛ 파장대의 원적외선은 물 분자가 공명 흡수하는 중심 파장대 영역이며 생명체의 생육을 활성화시키는 기능을 가지고 있다. 물 분자가 공명 흡수하여 생체의 생육에 절대적으로 영향을 주는 6~11㎛가 중심파장대인 원적외선은 두께 1mm의 투명한 유리에도 거의 전부가 흡수 차단해 버리고 대부분 4㎛ 이하의 근적외선과 아주 미약한 원적외선만이 투과된다. 이 근적외선은 꽃눈의 분화와 발아를 억제하기도 한다. 자외선(UV Light)은 가시광선의 파장(400nm)보다는 짧고 X선(100nm)보다는 긴 파장을 가진 전자 방사선을 말한다. 시각으로는 느껴지지않지만 화학작용 살균작용이 강하기 때문에 화학선이라고도 한다. 자외선은 태양광에 다량으로 함유되어 있지만 대기중의 분자, 특히 오존에 흡수되거나 산란되기 때문에 지상에 도달하는 것은 일부분인데 이것도 유리나 비닐을 통과하는 할 수 있는 것은 장파장대(UV-A ; 320~380nm) 뿐이다. 식물이 자외선을 받음으로서 유해 물질이나 오염, 냄새 등을 탄소와 물로 분해시키고 공기중의 수소를 끌어당겨 외면의 더러움을 씻어내기도 한다. 특히, 딸기 포도 블루베리 등의 과일에는 안토시아닌 색소가 착색되는데 착색에는 자외선이나 자색광이 효과적이고 자외선이 부족하면 식물이 도장(徒長)하게 된다. 전체 햇빛에너지의 50%를 차지하는 가시광선 중 파장이 짧은 청색광이나 자외선은 식물의 신장을 억제하고 파장이 긴 적색광은 신장을 촉진하고 꽃눈의 분화와 발아를 촉진하는 효과가 있다.
투명 유리와 비닐하우스의 비닐 면을 통과한 빛은 생명체의 생육에 충분한 영향을 미치지 못하는 변질된 빛이라는 것이다. 비닐하우스에서 재배한 작물이 태양 빛이 걸림이 없이 쪼이는 노지에서 재배되는 작물과 비교하면 너무나 연약하고 고유한 향이 전혀 나지 않는다는 사실 한 가지만 비교해 보더라도 비닐하우스속의 빛 환경이 얼마나 변질된 빛이며 작물이 정상적으로 생장하기에 얼마나 부적절한 빛인지를 알 수 있다.
2, 식물의 호흡 작용과 일교차의 영향
풍속 4~6km/hr 이하의 바람을 연풍이라 하는데 이 연풍은 대체로 작물의 생육을 이롭게 한다. 공기가 과습하면 증산(뿌리로 빨아들인 물을 잎으로 내뿜는 식물의 호흡작용)이 적어지고 병균의 발달을 조장하며 식물체의 기계적 조직이 약해져서 병해, 도복을 유발한다. 바람이 솔솔 불면 작물 주위의 습기를 배제하여 증산을 촉진하고 양분의 흡수도 조장하여 생육을 건실하게 하며, 규산 등의 흡수가 많아지고 작물 군락내의 과습 상태가 경감되어 병해가 적어진다. 바람은 작물의 잎을 동요시켜 군락 내부의 잎의 수광을 좋게하며, 낮중에 낮아졌던 이산화탄소 농도를 높여준다. 그리고 기공을 통해 들어가는 이산화탄소의 확산도 연풍이 있을 경우에 조장된다. 따라서 연풍은 광합성을 조장한다. 또한, 연풍은 식물의 수정과 결실을 조장하기도 한다. 그러나 재배시설로 바람을 막아버리면 어떻게 될까? 작물을 재배시설로 가두면 일교차는 작아지게 된다. 기온 ,지온, 수온의 일변화는 작물의 발아를 조장하고 일변화가 어느 정도 크면 동화 물질의 축적이 많아 진다. 일변화가 작으면 무기 성분의 흡수와 동화 양분의 소모가 왕성하기 때문에 대체로 생장이 빠르게 되어 고구마 감자와 같은 덩이 뿌리 덩이 줄기의 발달이 촉진된다. 대체로 일변화가 크면 출수와 개화를 촉진하고 화기도 커지며 일변화에 의해서 결실이 조장되기도 한다.
3, 재배시설의 토양
시설 원예지의 토양은 토양 생성 작용의 인자로 볼 때 인위적인 영향을 많이 받아 독특한 토양 단면을 형성하고 특이한 이화학적, 미생물학적 성질을 갖게 된다. 온실재배는 한두 종류의 작물만 계속하여 연작함으로써 특수 성분의 결핍을 초래할 뿐만 아니라 사용하는 비료량에 비하여 작물에 흡수 또는 세탈되는 비료량이 적어 토양 중에는 특수 염류가 과잉집적 하는데 이것은 재배년수가 늘어감에 따라 증가한다. 시설 원예지 토양의 화학성을 보면, 소수 작물이 연작되므로 특수성분의 결핍이 초래되고 집약화의 경향에 따라 요구도가 큰 비료의 편중된 사용으로 염화물, 황화물이 집적된다. 또한 K, Ca, Mg, Na 등 염기가 부성분으로 토양에 집적된다. 토양의 PH는 작물 재배에 적합하지 못한 수준으로 높아진다. 토양 비전도도가 기준 이상인 경우가 많아 토양 용액의 삼투압이 매우 높아 활성도비가 불균형하여 무기성분의 흡수가 어렵게 된다. 토양의 화학적 요소 중 대량 요소의 사용에만 주력하게 되어 미량 원소의 결핍이 특징이다. 시설 원예지 토양의 물리성을 보면, 염류의 과잉 집적은 토양 입단을 파괴하고 토양 공극을 메워 통기성과 투수성의 불량을 초래한다. 토양중에 용해도가 큰 Na, Mg 이온 등은 토양의 삼투압을 높여 수분 흡수를 저해하고 심하면 원형질 분리를 일으켜 생리적 한해를 유발시킨다. 다음으로 시설 원예지의 미생물학적 특성을 보면 소수 작물만 연작하므로 그 작물에 적응성이 높은 특수 병원균과 토양 선충이 번성하기 쉽다. 세균 균류 특히 사상균과 방사상균 등 토양 미생물의 피해를 받아 경제적 재배가 불가능할 수도 있다.