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시설 내 환경관리
가. 시비관리와 품질
시설재배 연작지의 토양화학성을 조사해 보면 대부분의 토양에 필요 이상의 염류가 축적되어 있는 것을 볼 수 있고 지역에 따라서는 염류축적에 의해초기생육이 심하게 억제되고 있다. 시설토양은 노지토양과 달리 빗물에 의한비료성분의 용탈이 적기 때문에 작물이 흡수하는 양 이외는 대부분이 토양에축적된다. 그런데도 불구하고 아직 시설토양에 대한 토양관리 개념이 정립되지 않아서인지 비료를 지나치게 시비하고 있는 경우가 많고 피해 또한 생각보다 훨씬 심각하다.단위수량을 생산할 때 참외가 흡수하는 성분량은 아직 보고된 것이 없으나 참외와 작물적 특성이 비슷하고 수량에 거의 차이가 없는 멜론을 예로 들면 10a당 질소 11~13kg, 인산 4~5kg, 칼리 16~17kg, 석회 18~22kg, 마그네슘3~6kg이 흡수된다. 그러므로 시설재배에서는 1회작에 이 정도의 양만 보충해주어도 무리가 없다고 본다.시비량이 적정량을 초과하여 장해를 일으킬 정도가 되면 뿌리내림이 늦어지고 심하면 말라죽게 된다. 이런 조건에서는 토양전염성병의 피해가 많아진다. 뿌리내림이 되어도 과실비대가 지장을 받아 기형과의 발생이 많다. 생육후기에 토양온도의 상승에 따라 뿌리가 활력을 회복하면 이번에는 반대로 세력이 지나치게 강해져서 발효과나 물찬과의 발생을 증가시킨다. 그러므로 밑거름을 넣기 전에 토양의 전기전도도(EC)와 토양산도를 측정하여 시비량을 가감해야 한다.
(표 36)은 토양의 종류와 작물별로 염류농도가 생육에 피해를 주는 기준을나타낸 것으로 참외는 조사치가 없지만 오이의 측정값보다 상당히 낮을 것으로 판단된다. 왜냐하면 오이가 참외에 비해서는 양분흡수량이 많은 작물이기때문이다. 따라서 참외를 생육장해 없이 재배하려면 식양토(埴壤土)의 경우 전기전도도가 1.0을 초과하지 않는 것이 안전하다고 본다.
또 한 가지는 염류와 마찬가지로 시설재배토양의 토양산도가 필요 이상으로 높다는 점이다. 참외재배토양은 토양산도 6.0~6.5 정도가 좋은데 7.0을 초과하는 토양이 의외로 많다. (표 37)은 토양별로 산도를 일정수준까지 올리는
데 필요한 석회소요량을 나타낸다. 산도가 6.0 이상이면 석회질 자재를 넣지않아도 된다.
나. 햇빛과 품질
저온단일기에 시설재배를 할 때 생육에 가장 큰 영향을 미치는 환경요인은 햇빛이다. 참외는 호광성작물이기 때문에 햇빛이 부족하면 암꽃의 분화가 잘안되고 착과율이 떨어지며 과실이 작고 당도가 떨어진다. 햇빛과 온도 면에서만 본다면 우리나라의 초여름 기후가 참외의 생육에 알맞다. 그런데 겨울은 햇빛이 약할 뿐만 아니라 비치는 시간도 짧다. 그리고 하우스를 피복하는 비닐은 피복 당시에는 햇빛을 대부분 투과시키지만 시간이 지날수록 광투과율이 떨어진다. 그러므로 주어진 햇빛을 최대한 이용할 수 있도록 커튼이나 보온용 피복재 등을 일찍 걷고 늦게 닫는다. 햇빛이 약할수록 밀식의 피해가 크기 마련이므로 촉성재배에서는 잎이 많이 겹치지 않을 정도로 심는 거리를 넓힌다.
다. 온도관리와 품질
(1) 기온의 관리
참외는 대부분 무가온으로 재배하는데 야간의 온도유지를 위해 낮에는 하우스를 밀폐하여 온도를 높이는 재배방법이 일반화되어 있다. 주산지의재배실태를 보면 교배 10일 전쯤부터 약간의 환기를 개시하는 경우도 있어서 예전에 비하면 많이 개선되어 가고 있지만 아직도 밤 최저기온이 생육에지장이 없을 정도로 높아지는 시기까지는 환기를 최소한으로 억제하는 온도관리를 하고 있다.
낮에 시설 내에 투입된 열량은 그 일부분이 토양으로 전달되어 지온을 높인다.
따라서 시설 내의 낮 온도가 높게 경과될수록 토양온도가 높아진다. 토양에 축열된 열은 밤에 기온이 지온보다 낮으면 공중으로 복사되어 기온이 떨어지는 것을 억제하는 역할을 한다. 참외주산지에서는 혹한기에도 보온자재만으로 재배를 하기 때문에 밤 최저온도가 생육적온 밑으로 떨어질 수 밖에 없는데 낮 동안에 최대한 토양에 축열을 하여 밤에 생육적온대 이하로 온도가 떨어지는 시간을 최대한 짧게 하는 온도관리 방법을 쓰고 있다. 이러한 온도관리는 얼핏 생각하면 상당히 무리가 있는 것처럼 생각되지만 의외로 참외에서는 그렇게 큰 장해는 없다.
주산지에서의 온도관리방법과 수량, 품질과의 관계를 조사한 결과를 보면 관행적으로 많이 이용하고 있는 하우스 측면에 환기공을 뚫어 환기하는 시설에서는 식물체 부위의 온도가 가장 높게 올라갈 때는 58.5℃로서 권취기로 말아올려 환기하는 방식에 비해 최고온도가 10℃나 높게 유지되었지만 참외를 어느 정도 정상적으로 수확할 수 있었다(표 38).
그러나 6월 이후 측면환기공 하우스와 측면환기공에 천창환기를 겸한하우스에서는 낮 고온에 의해 착과율이 떨어졌고 기형과와 발효과의 발생이 증가하여 상품수량이 감소하였다.
낮에 이렇게 고온으로 관리하는 방식은 저온기에 무가온으로 재배를 가능하게 하는 이점은 있지만 위의 조사결과에서 보듯이 품질 면에서는 결코바람직한 법이라고 볼 수는 없다. 그렇지만 온풍난방은 설치비와 운영경비가 소요되기 때문에 지금까지 무가온으로도 큰 무리 없이 재배해온 농가로서는 가온재배를 받아들이기가 쉽지 않다.
부산원예시험장에서는 낮 온도 관리방법과 참외의 생육, 수량, 품질과의 한계를 수년간 연구하였는데 10:00부터 15:00까지의 낮온도를 30, 35, 40℃로 그리고 밤온도를 11, 16℃ 다르게 관리한 결과, 낮 고온관리를 하면 숙기는 단축되지만 과실의 크기가 작아지고 특히 과실길이에 비해 폭이 좁고 어깨가 빠지는 상품성이 낮은 과실이 생산되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 과실의 착색이 불량하였는데 이러한 경향은 밤낮의 온도가 높을수록 심하였다. 교배기 및 수확기까지 걸리는 기간은 낮 온도보다 밤 온도의 영향이 커서 밤 온도를 높게 관리할 때 생육이 왕성하고 수확기가 촉진되었다.
이와는 반대로 밤낮 모두 저온관리를 하면 과실이 짧아지고 골이 깊어지며, 과실색이 짙어져서 외관상의 품질이 우수하였다. 그러나 수확기가 늦어지는 것이 큰 결점이었다. 밤 온도가 낮을 때는 낮 온도를 높게 관리한 효과가 있었지만 35℃ 이상
에서는 수량이나 품질에 마이너스의 영향이 커서 과실의 비대가 시작되면 낮 온도는 35℃를 상한으로 관리하는 것이 좋으며 밤 온도는 최저 11℃ 이상만 유지하면 착과나 상품생산에 큰 지장이 없다. 주산지의 시설 내 온도분포를 보면 혹한기에는 밤 온도가 10℃ 이하로 경과되는 시간이 상당히 있는 것을 볼 수 있고 아침 최저온도가 5℃까지 떨어지는 경우도 있다. 이런 시기에는 생육에 다소 무리가 가더라도 낮 온도를 높이는 것이 유리하지 않을까 생각되지만 정확한 조사를 거치지 않고는 결론을 내릴 수가 없다. 참외의 주산지에서 겨울에도 무가온재배가 가능한 것은 보온력이 높은 피복자재를 사용하고 있기 때문이다.
(2) 지온의 관리
참외의 알맞은 지온은 20~25℃인 것으로 알려져 있고, 최저로 필요한 지온은 호박대목에 접목하였을 때는 14℃, 제뿌리 재배일 때는 16℃ 이상이다. 저온기에 온도가 을 때는 지온이 생육에 미치는 영향이 더욱 크기 때문에 경북지역의 촉성재배에서는 지중가온재배가 검토되고 있다.
지중가온으로 온도를 유지하는 방법은 그 원리가 낮 동안의 고온관리와 크게 다르지 않고 밤 온도를 안정적으로 유지할 수 있으면서도 운영경비가 온풍난방에 비해 적게 들고 또 낮 온도를 지나치게 높이지 않아도 된다는 면에서 실용적인 재배방법이다.
(표 39)는 주산지의 관행하우스에서 지중가온의 효과를 무가온재배와 비교한 것이다. 지중가온은 엑셀파이프를 지하 35cm 깊이에 매설하여 40~45℃의 온수를 순환시킨 것인데 가온의 효과가 뚜렷하지만 지온을 25℃로 설정한처리에서는 식물체가 일찍 노화하여 후기의 수량이 많이 떨어졌다.
<그림 14>는 보온피복재의 보온효과를 검토하면서 지온을 측정한 것인데, 지온은 께 0.03mm의 PE필름으로 멀칭한 이랑의 지표 아래 10cm지점의 온도를 측정한 것이다. 지온은 기온만큼의 보온효과는 없었으나 해진 후시간이 경과할수록 피복재의 피복효과가 크게 나타났다. 아침에는 피복재를 걷어주기 때문에 오후가 되면 지온은 처리에 관계없이 거의 같아지게 된다. 그러다가 밤에 외기온이 떨어지기 시작하면 지온도영향을 받아 강하하기 시작하지만 보온효과가 높은 피복재를 덮은 처리에서는 강하속도가 그만큼 늦은 것을 알 수 있다.
(3) 하루 중의 온도관리
하루 중의 온도관리기준은 해가 뜨면 최대한 빨리 기온이 광합성 적온에 도달되도록 하고 낮에는 하우스 내의 온도가 35℃를 넘지 않게 관리한다. 오후가 되면 오전 중에 비해 온도를 다소 낮추며 해진 후 밤 10시까지는 광합성산물의 전류에 필요한 온도 즉 20℃까지는 온도를 높게 유지한다. 낮온도가 생육적온에 가까우면 이 이후는 12℃만 유지해 주어도 충분하다. 이와 같이 관리하는 것이 바람직하지만 무가온재배에서는 이렇게 관리하는 것이 사실상 불가능하므로 실제로는 아침 해가 뜨면 부직포매트만 벗겨서 터널 내의 온도를 높이고 실내온도가 25℃ 정도가 되면 터널비닐을 벗긴다.
부직포와 비닐을 동시에 벗기면 터널 내의 기온이 급격히 떨어지는 경우가 있고, 기온을 유지할 목적으로 부직포를 늦게 벗기면 투광시간이 짧아져서 생육에 지장을 초래한다. 그리고 오후에 외기온이 떨어지기 시작하면 비닐을 먼저 덮어서 온도를 유지하고 터널 내의 온도가 20℃ 이하로 내려가기 전에 부직포를 씌워 보온하는 방식으로 관리한다.
(4) 생육시기별 온도관리
생육 전 기간을 통해 밤 온도는 18~20℃가 가장 적당하지만 저온기에 이러한 온도를 유지하는 것은 경제성이 떨어지므로 무가온재배에서도 최저로 필요한 온도는 유지될 수 있도록 보온방법의 개발이나 지중가온방법의 이용 등을 고려할 필요가 있다. (표40)에서는 온수파이프를 지하 35cm에 매설한 시험의 결과이지만 파이프를 멀칭비닐 밑에 깔거나 약간 덮일 정도로 묻을 경우 난방비가 더 절감된다는 사례도 있다.
일부지역에서는 착색을 촉진할 목적으로 수확기 경에 고온관리를 하는경우를 볼 수 있다. 온도가 참외의 생육적온을 넘어서면 광합성에 의한 동화양분의 생산량보다 호흡의 증가에 의한 양분의 소모량이 많아진다. 따라서 착색은 빨라지나 과피색이 연하여 외관이 그만큼 나빠지는 것이기 때문에 바람직한 방법이라고 볼 수 없다.참외와 같은 고온성 작물의 온도관리에 대해서는 아직 충분히 해명되지못한 부분이 있고 또 온도관리에는 비용이 소요되므로 경제성을 고려할 때어떻게 관리하는 것이 가장 좋은지 아직 정립되어 있지 않다. 그렇지만 품질이 우수한 참외를 생산하려면 생육적용을 크게 벗어나지 않는 온도관리를 하는 것이 좋다.
라. 토양수분관리와 품질
저온기에 참외를 시설 내에서 재배하는데 있어서 관수는 과실의 수량과 품질뿐만 아니라 토양온도 및 양분의 이동과 집적 등에도 영향을 주며, 또한 물주는 방법과 자재의 선택에 따라 노력을 절감시킬 수 있다.
특히 관수량을 적절히 조절함으로써 최근참외의 시설재배에서 문제시되고 있는 발효과 발생을 줄일 수 있다.
참외는 대체로 열매에 90~93%의 수분을 함유한 고온성 작물로서 실제 양분과 수분흡수에 관여하는 가는 뿌리가 지표 10~25cm 부근에 많이 분포하는천근성 작물로 생육시기에 따라 수분요구도가 달라 시기별로 적절하게 조절해주어야 한다. 아울러 어떤 대목(臺木)으로 접목했느냐에 따라 뿌리의 흡수특성이 달라지므로 물관리도 달라져야 한다.
(1) 관수장치 선택 및 설치방법
관수장치를 선택할 때는 균일하게 관수할 수 있고, 설치비용이 저렴하고, 시설 내 작업에 불편을 주지 않으면서 사용이 간편하고, 보수가 쉬우며물주는 양을 쉽게 파악할 수 있는 것이 좋다. 현재 참외 주산지에서 이용하고 있는 관수방법으로는 분수호스, 고랑관수, 일반호스, 점적형관수 등 다양하게 이루어지고 있으나 각기 장단점이 있다. 저온기 시설재배 시에는 균일한 관수가 가능하고 토양수분과 지온의 급변을 방지하며 물의 손실을 막을 수 있는 점적형 관수가 바람직하다.설치요령은 먼저 하우스의 면적, 이랑과 설치 라인 수, 물 공급능력, 수원(水源)과의 거리 등을 감안하여야 하고, 여과기를 설치하여 여과시켜 사용하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 액비혼입기를 부착시키면 시비관리가 편리해진다. 이랑 내 점적호스의 설치방법은 참외를 정식할 이랑을 최대한 면을 고르게 만들고, 이랑에 연결형 접적호스를 4열 정도(분수호스 사용 시는 2열) 설치한다. 이때 연결형 점적호스의 관수구 간격은 최대한 간격이 좁은 것이좋다. 점적호스 설치가 끝나면 그 위에 비닐멀칭을 하는데 이는 물줄 때 물이 줄기와 잎에 묻지 않게 하여 덩굴마름병 등의 병 발생을 억제할 수 있다.설치작업 시 주의할 점은 점적호스에 상처가 나지 않도록 해야 하며, 관수 시 세밀하게 관찰하여 상처가 난 부위가 확인되면 호스를 교체하거나 하우스테이프 등으로 붙여 물이 새지 않도록 한다.
(2) 관수조절방법
토양 내 수분을 잘 관리함에 있어서 기본적으로는 시설 내 환경 및 작물의 특성, 재배토양의 물리적 성질, 지하수위의 높낮이, 수분상태를 우선 파악하는 것이 중요하다. 시설하우스 내에는 강우가 차단되고 노지재배에 비해 온도가 높아 증산이 많이 일어나고, 기온이 지온보다 높게 유지되어 지상부의 생육에 비해 뿌리의 발달이 빈약해짐에 따라 수분흡수가 증산을 못따라가 작물체 내 수분균형을 유지하기가 어렵다. 관수시기는 작물체 내 수분상태를 정확히 판단하여 결정하는 것이 바람직하지만 현실적으로는 주로 육안이나 토양수분장력을 측정하여 결정하는 실정이다.
1회 관수량은 참외의 뿌리가 많이 분포하는 부위를 대상으로 유효 수분량을 뺀 후 유효수분층의 수분소비비율을 감안하여 결정하는 것이 원칙이나 이러한 관수량 산출은 전문적인 지식이 요구되어 일반 재배자가 이용하기에 다소 어려움이 있다. 대체적으로 발효과~과면오점과의 발생과 당도의 증가 등 품질향상을위해서는 1회 관수량을 다소 적게 하여 자주 관수하는 쪽이 유리하다. 즉 1회 관수량은 토성에 따라 차이가 있지만 5~10mm 내외(10a당 5~10톤)가 적당하다. 이 범위 내에서 사질토양에서는 적은 양을 자주 주는 것이 좋고 점질토양에서는 한 번에 많이 주고 관수간격을 길게 하는 것이 좋다.하루 중에 물주는 시간은 해 뜬 후 하우스 내 기온과 지온이 높아지는 오전 10~12시 사이가 좋다. 오후 늦게 물을 주면 지온을 떨어뜨리고 야간에잎에 물기를 머금어 참외에 병 발생이 많아질 수 있으므로 주의해야 한다
(3) 생육단계별 토양수분관리
참외의 합리적인 수분관리를 위해서는 포장 전체의 생육이 고르게 되도록 관리하여 생육단계를 어느 정도 식별할 수 있어야 하는데 현실적으로는 동일 포장 내에서 생육의 차이로 인해 생육단계를 정확히 구분하기가 쉽지 않고 1회 관수로 인해 그 영향이 다음 생육단계로 이어질 수 있다.따라서 토양수분장력계를 이용하여 토양수분 변화를 측정하거나 토양과 기상여건을 감안한 토양수분의 변화를 예측하는 등 부가적인 요소들도 활용하는 것이 중요하다. 생육단계별 기본적인 토양수분 조절방법은 다음과 같다.
가. 아주심기에서 덩굴신장기까지
아주심을 때는 폿트의 뿌리 부분이 본밭의 토양에 잘 밀착되도록 충분히 관수하고 교배기까지 최대한 적게 관수하여 뿌리가 깊은 곳까지 뻗어 나가도록 조절한다. 뿌리내림 후에는 토양에 따라서는 관수를 하지 않아도 되나 지하수위가 낮거나 사질토양이나 양·수분의 흡수능력이 낮은 홍토좌계통의 대목에 접목한 경우에는 생육상태에 따라 1~2회 관수를 실시해야 한다. 만일 이 시기에 온도가 높고 수분이 많은 상태로 관리하면, 웃자라게 되어 착과도 불량해지고 뿌리의 신장에 비해 지상부의 생육이 많아 생육후반기에 초세가 급격히 떨어진다.
나. 착과기에서 과실비대기까지
개화 전부터 과실비대기까지의 토양수분관리는 참외의 수량과 품질에 절대적인 영향을 미친다. 즉 이 시기에 어떻게 얼마나 물을 주느냐 하는 것은 당도, 육질, 향기, 색깔, 크기와 형태, 발효과 발생에 크게 관여한다.
(표 41)과 (그림 15)는 금싸라기은천참외를 재배하면서 교배 10일전부터 교배 후 20일까지 30일 동안 토양수분을 다르게 관리하여 토양수분 함량이 과실비대와 품질에 미치는 영향을 조사한 것이다.
토양수분함량이 10kPa(pF 2.0 : 다관수)에 도달했을 때 관수한 곳에서는 30일 동안에 90mm(10a에 90톤)가 관수되었고 가장 건조하게 관리한 50kPa(pF 2.7)에서는 교배 10일 전부터 개화 후 20일까지 토양수분함량이 관수개시점에 도달하지 않아서 한 번도 관수되지 않았다. 과실크기는 관수량이 많을수록 크고 총수량도 많았으나 다습상태로 관리하였을 때는 과실표면에 여드름 모양의 얼룩점(과면 오점과)이 많이 생기고 당도가 낮았다. 특히 발효과의 발생이 많아서 상품수량이 가장 적었다.
이 실험은 2월 말에 아주심기한 반촉성작형으로 하였고 또 실험한 토양은 미사질양토로서 물빠짐이 좋은 토양이다. 그러므로 주산지에서 많이 재배하는 촉성작형보다 재배시기 면에서나 토양 면에서나 물을 많이 주어야 하는 재배조건이었지만 물을 많이 주었을 때는 한 번도 주지 않았을 때보다 상품수량이 적었다. 건조하게 관리한 50kPa에서는 기형과의 발생이 약간 있었다. 따라서 이 시기에는 토양수분이 지나치게 많거나 부족하지 않도록 관리해야 한다.
다. 성숙기
과실의 비대가 거의 완료된 후에는 물을 줄여서 양분의 흡수를 억제시킨다. 수확기까지 양분흡수가 활발하게 진행되면 숙기가 늦어지고 당도가 낮아지며 열과가 생길 수도 있다. 수확기 경에는 맑은 날의 한낮에 잎이 약간 시들어도 오후에 회복될 정도면 아무 지장이 없다. 토양에는 이미 전에 관수한 수분이 있고 또 지하로부터 공급되는 수분이 있기 때문에 관수를 하지 않아도 상당기간 견딘다. 수확기에는 양•수분의 흡수를 억제하는 것이 당분의 축적을 촉진시킨다. 그러나 과실은 수확할 때까지 적은 양이기는 하지만 비대를 계속하기 때문에 지나치게 토양을 건조시키면 오히려 역효과가 생긴다. 성숙기의 초세가 약하거나 사질토양을 지나치게 말리면 급성시들음증상이 생기는 경우도 있으므로 관수를 억제하는 정도는 토양과 초세를 보고 판단한다. 반대로 초세가 강할 때 토양수분이 많으면 당도가 잘 오르지 않고 물찬과의 발생이 많아지므로 주의한다.
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