환경관리

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■ 공기환경

● 공기이동

○ 시설내의 공기 이동의 요인은 태양열에 의한 실외와 실 내의 온도차. 통풍(바람효과, 굴뚝효과), 가열 등 그리고 환기휀이나 순환휀이 있고, 공기의 이동은 습도와 온도 (열)의 교환에 의해 영향을 받으며 작물에는 0.5m/sec (초)이상의 공기 이동(바람의 속도)은 작물 잎에 피해를 줍니다.

○ 적당한 공기의 이동속도는 0.3~0.5m/sec이며 이 정 도에서 광합성이나 증산작용이 왕성하고 작물생리에 가 장 적합하기 때문에 낯에는 환기휀과 순환휀을 함께 작 동시켜 주시고 밤에는 순환휀만 작동시켜 온실내 또는 작물군락내의 온도와 습도를 균일하게 유지하여 병해를 억제할 수 도 있으며 결로를 최소화하는데 효과가 있습 니다.

○ 실내가 다습하면 영양생장으로 전환되기 쉽고 과일의 당도가 떨어져 품질저하의 원인이 되기도 합니다. 앞주 에 설명한바와 같이 환기창을 닫는 시간을 조정하여 절 대수분량이 최소화 될 수 있는 환기창 닫는 직전의 온도 와 야간의 최저 예상온도의 격차에서 생기는 상대습도의 차에 의한 절대 수분량을 보면 이해가 될 것입니다. (이 슬점 및 온습도 차이에 의한 상대습도와 절대수분량 비 교 표 참조)

● 온실환경의 이해(일치)와 측정

○ 온도와 습도(Temperature and Humldity)의 관계를 이해할 수 있어야 환경에 관한 내용이 이해가 됩니다. 여기서 광합성 표(Mollier diagram 아래 그림 참조)는 기온(실내 또는 군락, °C)과 공기중의 수증기 량(g/kg), 공기중의 열량(kj/kg), 공기의 중력(kg/m2)으로 표시 하고, 온도가 높을 수록 더 많은 수분을 보유합니다. 이 원리를 이용해서 실내(군락 내)환경을 조절하게 됩니다.

● 정의

○ 공기내에 함유된 수분의 구조와 온도 관계를 보면 절대 수분 량과 상대습도(RH : Relative Humldity, %)와 수 분손실(Humidity Deficit), 그리고 공기의 비중, 이슬점 (결로점)과 수증기 압력 등으로 구분합니다.

● 수증기 손실

○ 수증기의 손실 단위는 g/kg 이고 증발량 만큼 공기는 계속 수분을 흡수할 수 있습니다.

○ 수증기 손실=포화수증기량ㅡ절대수분으로 계산합니다

● 공기의 비중(80%)

○ 공기의 비중(체적당 무게)은 온도에 따라 다르므로 80 %를 기준으로 할 경우 다음과 같습니다.

 온도(°C)     비중(kg/m3)  온도(°C)     비중(kg/m3)
    0                1.3                  20                1.2
    5                1.3                  25                1.2
   10               1.3                  30                1.2
   15               1.2                  35                1.1

● 이슬점이란 응결(기체에서 액체로 변하는 싯점)이 일어 나는 온도를 말하는 것입니다.

○ 습구온도란 수분이 증발한 후의 온도이며, 물 1kg이 증 발하기 위해서는 600kcal (2,500kj/kg)의 열량이 요구 됩니다. 공기의 열량 단위는 kj/kg 이고, 인식할 수 있는 열을 구분하면 건조공기의 열량을 1kj/°C이고 수증기의 열량은 1.86kj/kg입니다.

○ 잠재열도 존재하는데 증발(증산)열은 2,500kj/kg이고 1g의 물이 수증기로 변화(기화)하는데는 600cal의 열량 이 소비되고 1kg (1,000ml)….600,000cal….600kcal 로 계산되는 것입니다.

● 공기 유동에 관여하는 요인

○ 광(햇빛)에 의해 복사열이 발생하고 복사열에 의한 대 류작용에 의해 공기가 이동되는 현상이며 이를 자연환기 (수동적 환기, 유동)라하며, 휀을 작동시켜 환기 또는 공 기를 유동시키는 방법을 강제 환기(유동)라 하고 능동적 환기라합니다.

○ 자연환기(유동)는 환기창의 위치나 크기, 방향 등에 따 라 다르며 작물의 위치가 환기창의 어느 위치에 있느냐 에 따라 그 효과는 많은 차이가 발생을 합니다.

○ 강제환기는 환기휀의 갯수 위치, 방향, 각도, 회전속도, 풍량 등이 매우 중요한데 대개 95m온실일 경우 기본이 8개정도 정상적으로 한다면 16개 이상이 필요합니다.

○ 순환휀은 환기휀과는 별도로 동당 8개~ 12개 정도는 되어야 되며 강한 풍속보다는 약한 풍속의 휀이 필요합 니다. 앞에서 언급한 바와 같이 0.3~0.5m/sec (초당) 입니다.

○ 실내 공기의 환기나 순환에 의해 증산이 왕성해지면 세포는 기공이 열리고 공기(이산화탄소와 산소)가 세포 내로 들어기며 내부의 수분과 산소가 배출(증산작용)하 는 과정을 촉진시켜 뿌리의 흡수작용(수동적 흡수)을 촉 진시킵니다.

● 온도에 의한 포화습도는 다음 표와 같습니다.

온도(°C)   포화습도(g/m2)(SMC)  온도      포화습도
0                        4.9                          15           13
5                        6.9                          20           17    
10                       9.4                          25           23
 ※직선적 증가는 아니며 SMC는 포화습도임

● 상대습도(RH : Relative Humidity)란?

○ 상대습도가 증가하는 원인으로는 토양 표면의 증발과 잎에서 배출되는 증산과 결로 외부로부터 유입되는 수분 등으로 이뤄집니다.

○ 시설내(군락내)습도가 높으면 곰팡이 서식 환경이 제공 되어 병의 발생이 많아지고 한편으로는 생식생장(꽃눈분 화)으로의 전환이 억제 또는 지연되는 경우가 많고 질소 가 많은 포장에서는 더욱 심하게 됩니다. 습도가 높아서 좋은점은 하나도 없으므로 시설내(군락내)의 습도가 50 % 보다는 높아야 하고 80%보다는 낮아야 합니다. 가장 적당한 습도는 60~70%입니다. 환기창을 활용하던지, 휀을 이용하던지 시설내 환기 또는 순환을 시켜서 적정 한 습도를 유지하는 것이 매우 중요합니다.

○ 비가 내리는 날 시설 밖이나 시설내 모두가 포화습도인 데 환기가 필요할까? 의문이 듭니다. 시설내 온도가 높기 때문에 환기는 꼭 필요합니다. 계속 환기를 시키면 안되 고 수시로 잠시(약 10분 내외)환기창을 열거나 휀을 돌 려 주시면 효과가 있읍니다. 참고하시어 활용하시기 바 랍니다.

○ 제시한 아래 표에서 20°C일 때 14.7g/m3를 100%라 하고 25°C일 때 20.1g/m3 를 100%라 하면 20°C일 때 의 포화습도는 25°C일 때 14.7g/m3 의 수분을 함유하 게 되므로 14.7/20.1 이 되므로 상대습도는 73.1%입니 다. 반대로 25°C일때 20.1g/m3는 20°C일때 14.7g이 포화습도인데 실제로는 20.1g이 공기중에 함유되므로 상대습도는 136.7%가 되며 36.7%인 수분은 결국 온도 가 낮은 부위에 물방울로 만들어져 맺히게 됩니다. 이것 을 결로(이슬맺힘)라 하는데 이 량을 줄이는 방안으로 오 후에 창 닫는 시간을 조정하여 조금이라도 낮은 온도에 서 환기창(환기휀)을 닫는 방안을 강구하시기 바랍니다.

○ 온도와 포화습도일 때 공기 kg당 수분량(g)

온도    포화수분량(g/kg)   온도    포화수분량(g/kg)
 0               3.88                  15             10.6
 5               5.40                  20             14.7
10              7.60                  25             20.1
※온도와 포화수분 량은 직선적으로 증가하지 않 습니다. 

● 이슬점이란?

○ 공기중의 습도(기체 : 증기)가 온도차에 의해 이슬(액체 : 물)로 변화되는 온도의 차이를 이슬점이라 하는데 딸기 의 적온범위에서 최저온도로 온도가 내려갈 때 기온과 물체(비닐면, 골재, 작물체잎, 줄기, 열매 등)의 온도차가 약 4°C 이상 되면 이슬이(기체가 액체로)이 만들어 집니 다.

○온도      상대습도      절대습도         포화습도
  °C         RH (%)    AH (g/m3)    SMC (g/m3)
  25          60              13.8                 23.0
  20          80              13.9                 17.4
  17          96              13.9                 14.4
  16         100             13.6                 13.6
  16         109             13.6                 12.8

              AH                13.9
       * ———————————-   × 100 = 96%
             SMC              14.4

○ 위 식에서 20°C일 때 80%는 13.9g이고 16°C일 때는 13.6g이 므로 13.9/13.6=102%이고 13.9ㅡ13.6= 0.3g이므로 0.3g/m3의 수분으로 이슬(결로)이 발생 됩 니다.

○ 기온이 20°C이고 습도가 80%, 식물체온이 16°C일 경 우에는 결로가 발생하게 됩니다.

□ 실온이 20°C이고 습도가 80%일 경우 13.9g/m3의 수분이 존재하고, 이 때 엽온이 24°C로 상승하고 포화습 도(100%)를 계산하면 절대 수분량은 21.8g/m3이므로 13.9g/21.8g×100=63.8이므로 이 때 잎은 증산작용이 왕성하게 일어나므로 주변의 습도는 높아지게 됩니다. 이 경우 환기를 시켜 80%정도의 습도를 유지하는 것이 작물생육에 유리하므로 참고하시어 활용하시기 바랍니 다.

※ 11월도 하순에 접어들었습니다. 비가 잦고 다습한 환 경 조건이 지속되고 곰팡이 병도 만연할 수 있는 환경이 며, 이제는 촉성딸기재배 농가에서는 본격적으로 수확기 에 접어듭니다. 많은량이 출하되기 때문에 품질이 고르 지 못하면 제 값을 받지 못 하므로 선별을 잘 하셔서 제값 받도록 노력해 주시기 바라며 소비자가 원하는 것은 위 생을 최우선으로 생각합니다. 최대한 깨끗한 환경에서 수확하시고 선별, 포장, 예냉 하신 후 빠른 시간내에 수송 되어 신선도가 떨어지지 않 도록 관심 갖어 주시기 바랍 니다. 즐겁고 유익한 한주되십시오.

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자료 : 강호종 교수