서 론
재료 및 방법
1. 실험 재료 및 재배 관리
2. 실험 처리 및 환경 데이터 조사
3. 생육, 개화, 수확 특성 조사
4. 통계 분석
결과 및 고찰
1. 피복자재별 하우스 내부 환경 변화
2. 피복자재별 딸기묘 생육 특성
3. 피복자재별 딸기묘 개화 특성
서 론
딸기(Fragaria × ananassa Duch.)는 대한민국에서 원예작물 중 생산액이 가장 높은 작물로, 2024년 기준 생산액은 1조 5,210억 원에 달한다(MAFRA, 2024). 신선 딸기의 수출도 꾸준히 증가하여 2024년에는 6,753만 달러를 기록하며(KTSPI, 2024), 농가 소득의 중요한 기반이 되고 있다. 국내 딸기 재배의 99% 이상이 시설재배로 이루어지며(KOSTAT, 2024), 수경재배 등 집약적 기술을 통해 안정적 생산이 가능해 타 작물 대비 소득 변동 폭이 낮고 고소득 작물로 평가받는다. 특히 국내 육성 품종인 ‘설향’은 2024년 기준 전체 딸기 재배면적의 80.6%를 차지하며 가장 널리 보급되어 있다(KREI, 2024).
딸기 재배는 우량묘 확보와 더불어 본포 정식 전 육묘 단계에서의 꽃눈 분화 정도에 의하여 생산성이 크게 좌우된다. 꽃눈 분화가 미흡한 묘를 정식하면 영양생장만 촉진되어 꽃눈 분화가 지연되거나 비정상적 화기 형성으로 수량이 감소한다. 반면, 꽃눈이 충분히 분화된 묘는 정식 후 내생엽과 화기가 정상적으로 발달해 안정적 수확이 가능하다. 농가에서는 소득 향상을 위해 정식 후 첫 수확까지의 기간을 단축하는 촉성 또는 초촉성재배를 선호하며, 이를 위해 묘의 꽃눈 분화 촉진에 집중하고 있다(Ahmed 등, 2016).
딸기 꽃눈 분화는 주로 온도와 광 조건에 의해 결정된다. 10－25℃의 저온에서 촉진되고, 30℃ 이상의 고온에서는 억제된다(Espi 등, 2006; Heide, 1977). 국내 ‘설향’ 딸기 육묘는 주로 여름철 고온기에 이루어져, 이 시기 고온을 극복하고 꽃눈 분화를 유도하는 기술이 필수적이다. 현재 농가에서는 여름철 육묘장 온도 상승을 막기 위해 검정색 차광막을 주로 사용하고, 8월 중순 이후에는 양분 공급을 제한해 묘의 C/N율을 높이는 기술을 병행한다(Ahmed 등, 2016). 검정색 차광막 사용 시 투과 광량, 작물 증산량은 감소하고 수분 이용 효율은 증가하며 일소 피해를 방지할 수 있다(Tatari, 2024). 하지만 검정 차광막은 온도 저감 효과는 있으나, 식물 생장에 필수적인 광량과 광질을 함께 저하시켜 묘의 웃자람, 연약화, 광합성량 감소, 꽃눈 분화 지연 등 문제를 유발한다(Hemming 등, 2006). 이러한 현장 문제를 해결하고자, 검정 차광막을 대체할 수 있는 다양한 차광 자재의 개발과 활용 기술에 대한 요구가 커지고 있다. 딸기, 바나나 등 작물 재배에 녹색 차광막 사용 시 청록광(400－570nm) 투과 광량이 증가하고 광합성 효율이 향상되며 내부 온도와 습도가 안정화 됐으며, 베이지색 차광막 사용 시 적외선 투과량이 증가하고, 광합성과 증산 작용이 촉진되었으며 생육과 수확량이 증대되었다고 보고되었다(Alhelal 등, 2024; Al-Dubai 등, 2024; Saboki 등, 2025).
본 연구는 검정 및 백색 차광막 적용 시 비닐하우스 내부 광 환경과 온도 변화를 비교하고, 환경 변화의 차이가 ‘설향’ 딸기 묘의 생육 및 개화 특성에 미치는 영향을 분석하여 고품질 딸기 묘 생산을 위한 환경관리 기술 개선과 농가의 안정적 소득 확보에 필요한 기초자료로 활용하고자 수행하였다.
재료 및 방법
1. 실험 재료 및 재배 관리
본 연구는 전라북도 완주군 삼례읍 신금리 소재 딸기 육묘장 2동에서 수행하였다. 시험 품종은 국내 주요 재배 품종인 ‘설향(Fragaria × ananassa Duch. cv. ‘Sulhyang’)’을 사용하였다. 2022년 4월 23일에 혼합상토를 충진한 6구 화분에 모주를 정식하였다. 8월 18일에 28구 포트에서 자묘 유인을 완료하고, 8월 20일에 모주 분리와 자묘 독립을 하였다. 모주에 1.1dS·m-1 양액을 공급하고, 자묘는 양분을 공급하지 않고 지하수를 하루 1－2회 관수 하였다. 9월 16일에 시험 농가에서 묘를 채취하여 전북 완주군 소재 국립원예특작과학원 채소기초기반과 단동 온실에 정식하여 개화와 수확 특성을 조사하였다.
2. 실험 처리 및 환경 데이터 조사
실험 처리는 5월 20일부터 9월 16일까지 단동 육묘 온실 PE 필름 위에 1동은 검정 차광막, 1동은 백색 차광막(Fresh Net, ECC, Korea)을 각각 3겹씩 덧씌워 두 처리구를 구성하였다. 실험 기간 온실 내 온도, 상대습도, 광량은 환경계측기 데이터로거(Farming On 2, IREIS, Seoul, Korea)를 사용하여 5초 간격으로 측정하였다. 차광막에 따른 광질 투과성 분석은 분광광도계 (Lambda 1050 UV/VIS/NIR spectrophotometer with integrated sphere, PerkinElmer, CT, USA)를 활용하여 측정하였다.
3. 생육, 개화, 수확 특성 조사
생육 특성은 농촌진흥청 특성조사 표준매뉴얼(RDA 2017, RDA 2019)에 따라 엽폭, 엽장, 엽병장, 엽수, 관부직경, 건물중을 측정하였다. 엽병장은 완전히 전개된 잎 중 신엽에서 세 번째 잎 기준으로 측정하였고 관부직경은 관부의 최대 직경을 디지털캘리퍼스(CD-20CPX, Mitutoyo Corp., Japan)로 측정하였다. 식물체 건물중은 75℃ 건조기(DS-80-3, Dasol Scientific, Hwaseong, Korea)에 72시간동안 건조시킨 후 무게를 측정하였다. 엽면적은 엽면적계(Li-3100; Licor Inc., NS, USA)를 이용하여 관부에서부터 모든 잎을 제거하여 측정하였다. 꽃눈분화는 핀셋과 메스로 관부 겉잎을 제거 후, 45배 실체현미경(SZ61, Olympus, Japan)으로 판별하였다. 실체현미경 관찰을 통해 딸기묘의 꽃눈분화 단계를 0기(미분화), 0.5기(분화 초기), 1기(분화 초기), 2기(꽃눈분화 완료)로 구분하여 정량적으로 평가하였다. 개화는 일주일 간격으로 흰색 꽃잎이 나오기 시작하는 단계를 기준으로 조사하였다. 과실은 일주일 간격으로 수확하였고 특성조사 표준매뉴얼에 따라 중량 25g 이상 과실은 특과, 17g 이상 25g 미만은 대과, 12g 이상 17g 미만은 중과, 11g 이하는 소과로 분류하였다. 상품과는 특과, 대과, 중과이며 소과와 기형과는 비상품과로 분류하여 상품과중을 계산하였다.
4. 통계 분석
통계 분석은 SigmaPlot 8.0(Systat Software, Inc.), Excel 2016(Microsoft)을 사용하였다. 평균 간 비교는 Duncan의 다중검정(Duncan’s multiple range test, p≤0.05)으로 처리 별 유의차를 검정하였다.
결과 및 고찰
1. 피복자재별 하우스 내부 환경 변화
1.1 온도 및 광합성유효광량자속밀도 변화
본 연구에서 백색 차광막과 검정 차광막 처리구의 온실 내부 온도와 PPFD 변화를 분석하였다(Fig. 1). 7월 평균 온실 내부 온도와 광량을 시간대별로 분석한 결과, 6시－18시 주간 평균온도를 기준으로 외부기온 30.7℃, 검정 차광막 31.2, 백색 차광막 33.2로 백색 차광막은 검정색 차광막 대비 6% 높은 평균 온도를 나타냈으며 외부기온 대비 2.5℃ 높은 온도를 나타냈다. 5－9월 생육기간 동안 차광막 설치로 하우스 낮 평균 기온을 낮출 수 있으며(Nam 등, 2020; Kim 등, 2017; Ahmed 등, 2016) 차광막 색상과 재질, 두께에 따라 온도 저감 효과가 다르다. 딸기의 꽃눈분화는 10－25℃에서 촉진되고, 30℃ 이상에서는 저해된다(RDA, 2017). 따라서 여름철 고온기에는 온도 저감을 위한 차광, 환기, 포그 시스템 등 다양한 냉방기술이 병행되어야 한다. 본 연구에서는 백색 차광막이 검정 차광막에 비하여 광량과 온도가 높아지는 경향이 있었다. 이는 백색 차광막의 반사율 및 투과율 특성에 기인한 것으로, 온도 관리와 광량 확보의 균형이 중요함을 시사한다.
주간 평균 광량은 외부광량 370umol·m-2·s-1, 검정 차광막 124, 백색 237으로 백색 차광막은 검정 차광막 대비 91% 높은 값을 나타냈다. 백색 차광막이 검정색 차광막에 비해 광투과율이 높아, 온실 내부로 투과되는 유효광량이 더 많은 것으로 판단된다. 특히 흐린 날에는 광량이 1.65배로 차이가 더 크게 나타나 흐린 날에 백색 차광막이 딸기 묘의 광합성에 더욱 유리한 환경을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
1.2 광질 변화
피복자재에 따른 광질 투광성을 분석한 결과(Fig. 2), 백색 차광막은 500－700nm(녹색－적색) 파장대의 투과 광량이 가장 높았다. 이는 광합성에 직접적으로 관여하는 파장대로, 식물의 생장과 꽃눈분화에 긍정적 영향을 미친다. 자외선 A(320－400nm)와 청색(400－500nm) 파장은 외부광에서 가장 높았다. 적색광(600－700nm) 투과 광량은 백색 차광막이 검정 차광막보다 4% 높았다. 적색광은 식물의 광합성 및 생장조절, 꽃눈분화에 중요한 역할을 하므로, 백색 차광막이 딸기묘의 생육과 꽃눈분화에 유리한 광환경을 제공한 것으로 판단된다. 이와 같은 광질 개선 효과로 인하여 기존의 광전환 필름 연구(Espi 등, 2006; Hemming 등, 2006)와 같이 백색 차광막이 광합성 유효광의 비율을 높여 생산성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
2. 피복자재별 딸기묘 생육 특성
2.1 생육특성
피복자재에 따른 딸기묘 생육 특성을 분석하였다(Fig. 3, Table 1). 백색 차광막 처리구의 딸기묘는 검정 차광막 대비 초장, 엽병장, 엽폭은 각각 32%, 44%, 14% 통계적으로 유의하게 낮은 값을 나타내었고, 지상부 건물중, 관부직경, 1차근수는 각각 59%, 13%, 112% 유의하게 높은 값을 나타내어 백색 차광막 처리 시 우량묘가 생산된 것을 확인하였다. 관부직경은 딸기묘 품질을 평가하는 주요 지표로, 백색 차광막 처리구의 묘가 더 충실하게 자랐음을 보여준다. 검정색 차광막 처리구의 딸기묘는 백색 차광막 처리구에 비해 지상부가 웃자라고, 상대적으로 근권 형성이 감소한 것을 확인하였다. 이는 검정 차광막 처리구에서 광량 부족에 의한 신장성 생장(etiolation) 현상으로 해석된다. 반면, 백색 차광막 처리구는 검정 차광막 처리구 대비 지하부 생체중이 88% 높았으며, 지하부 건물중은 3.3배 높게 나타났다. 백색 차광막 처리구는 관부가 굵으며, 근권 발달도 우수해 정식 후 활착과 초기 생육에 유리한 조건을 갖추었다. 이는 광질 개선에 따른 생장 촉진 효과(Kim 등, 2020)가 나타난 것으로 판단된다.
Table 1.
Growth characteristics of strawberry plantlets covering with black net and white net.
| Treatment |
Plant height (cm) | No. of leaves |
Petiole length (cm) |
Leaf length (cm) | Leaf width (cm) |
Leaf area (mm2/plant) | Aerial part fresh weight (g/plant) | Aerial part dry weight (g/plant) |
Crown diameter (cm) | No. primary roots | Root part fresh weight (g/plant) |
Root part dry weight (g/plant) |
| Black | 37.4 az | 5.5 a | 22.9 a | 7.9 a | 5.8 a | 452.3 a | 15.2 a | 2.49 b | 8.59 b | 12.2 b | 3.17 b | 0.31 b |
| White | 25.3 b | 6.3 a | 12.9 b | 7.7 a | 5.0 b | 458.4 a | 17.2 a | 3.96 a | 9.68 a | 25.9 a | 5.97 a | 1.03 a |
2.2 무기원소 분석
딸기묘의 무기원소 함량을 분석한 결과(Fig. 4), 검정 차광막 대비 백색 차광막에서 무기원소가 감소하는 것을 확인하였다. 검정 차광막 대비 백색 차광막에서 육묘한 딸기묘는 P 33.7%, K 49.3%, Mg 9.2%, Na 35.5%, 총질소 31.4% 감소하였다. 백색 차광막은 적색광의 비율이 높이며, 적색광이 높은 환경에서 nitrate reductase(NR), nitrite reductase(NiR), glutamine synthetase(GS), glutamate synthase(GOGAT) 등의 질소동화 관련 효소 활성도가 감소하여 질산염 환원과 암모늄 동화가 억제되어 총 질소 함량이 감소하는 것으로 보고되어 있다(Javed 등, 2022; Li 등, 2021). 적색광 투과율이 높은 백색 차광막에서 광합성 능력이 향상되고, 질소 동화 억제 및 탄소 집적 증가를 유도하여 동화산물의 축적을 유도하고 상대적으로 총질소 함량을 희석시킨 것으로 판단된다(Karimi 등, 2025; Cohen 등, 2019; Yoshida 등., 2016). 이러한 탄소 중심 대사 우위 상태는 질소 대사를 억제하여 질소 함량을 감소시키고(Guiamna 등, 2022, Rosli 등, 2025) 광질 변화에 의하여 꽃눈분화가 촉진되는 생리적 신호로 기능하는 것으로 판단된다(Malekzadeh 등, 2024).
2.3 고사율 조사
2022년 9월 16일 딸기 묘를 정식하여 고사 개체를 조사하였다(Fig. 5). 검정 차광막 고사율은 58%, 백색 차광막 고사율은 5%로 검정 차광막을 사용한 딸기묘가 백색 차광막을 사용한 묘보다 53% 높은 고사율을 나타냈다. 이상기상으로 10월 이후에 고온이 오는 등 딸기 재배에 불리한 환경이 지속될 경우 백색 차광막을 사용하여 육묘하면 지하부가 발달하고 강건한 개체가 생산되어 활착이 빠르고 병 감염이 적은 우량묘를 생산할 수 있을 것으로 판단된다.
3. 피복자재별 딸기묘 개화 특성
3.1 꽃눈분화 특성
2022년 9월 14일, 피복자재 종류에 따른 딸기묘의 꽃눈분화 단계를 조사한 결과 (Fig. 6), 검정 차광막 처리구에서는 미분화 0기 43.3%, 분화초기 0.5기 3.3%, 1기 3.3%, 분화 완료 2기 50.0%로, 꽃눈분화가 완료된 개체의 비율이 50%에 불과하였다. 반면, 백색 차광막 처리구에서는 0기 0%, 0.5기 3.3%, 1기 0%, 2기 96.7%로, 분화가 완료된 비율이 96.7%에 달해 검정색 차광막 처리구 대비 46.7% 더 높았다. 이는 백색 차광막이 검정 차광막에 비해 딸기묘의 꽃눈분화를 크게 촉진시켰으며 육묘기 광환경에 의해 꽃눈분화가 영향을 받은 것으로 판단된다. 백색 차광막은 검정 차광막 대비 주간 평균 광합성 유효광량자속밀도(Photosynthetic photon flux density, PPFD)가 91% 높고, 청색 파장 비율을 낮추고 적색 파장 비율을 높여, 적색광이 풍부한 환경을 제공하였기 때문에 꽃눈분화를 촉진하는 효과를 나타낸 것으로 판단된다. 적색광은 식물의 생장 및 생식생장 전환, 특히 꽃눈분화에 중요한 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있다(Heide, 1977).
딸기묘의 꽃눈분화는 딸기 생산성 및 조기 수확 달성에 있어 결정적인 생리 현상으로, 육묘기 환경 관리의 핵심 목표 중 하나이다. 딸기묘의 꽃눈분화는 온도, 광주기, 광량, 광질 등 복합적인 환경 요인에 의해 조절된다. 특히, 광합성 증가는 식물체 내 탄소(C) 축적을 촉진하고, 상대적으로 질소(N) 함량을 낮추어 C/N율을 상승한다. 높은 C/N율은 딸기 뿐만 아니라 다수의 과수 및 원예작물에서 꽃눈분화 촉진의 주요 인자로 작용한다(Libo 등, 2019). 본 연구 결과 백색 차광막 처리구는 검정 차광막 처리구 대비 PPFD가 높았고, 건물중, 관부직경 등의 생장 지표가 우수하였으며 총 질소 함량 등 무기원소 함량이 감소하였다. 이는 광합성이 증가하여 탄소 동화량 증대 및 C/N율 상승효과가 나타나고, 이로 인해 GA 및 FT/SOC1 등 개화 관련 유전자가 상대적으로 발현이 증가하는 것과 연관되어 꽃눈분화가 촉진되는 생리 경로를 나타낸 것으로 판단된다(Li 등, 2025; Malekzadeh 등, 2024). 파이토크롬(phytocrome)은 적색광과 원적색광에 반응하여 생식생장 전환을 유도하는 광수용체로, 일장에 반응하는 작물에서 꽃눈분화의 개시 신호를 제공한다(Kristiansen, 1988; Xie 등, 2023; Zhao 등, 2021). PhyA와 PhyB는 광주기 조절을 통해 개화를 조절하고 지베렐린 등 개화 관련 호르몬과 상호작용을 한다(Ding 등, 2021; Lymperopoulos 등, 2018). 백색 차광막은 적색광 비율을 높여 식물체 내 파이토크롬 신호 전달 경로를 활성화한 것으로 판단된다.
3.2 개화 특성
9월 16일 정식한 딸기묘의 개화율을 조사한 결과 (Fig. 6), 1화방 개화기는 검정 차광막 11월 1일, 백색 차광막 10월 26일로 6일 빨랐다. 2화방 개화기는 검정 차광막 12월 7일, 백색 차광막 11월 28일로 9일 빨랐으며 3화방 개화기는 1월 16일로 두 처리구가 같았다. 꽃눈분화 검경 결과와 마찬가지로 백색 차광막을 사용할 경우 높은 광량, 적색 파장 비율 증가 등으로 인한 지하부 발달 및 꽃눈분화 촉진으로 1화방 개화기가 빨라진 것을 알 수 있다.
백색 차광막의 광질 개선 효과로 인하여 백색 차광막은 적색(630－700nm) 및 녹색, 황색, 오렌지색 파장대의 투과율이 높고, 청색 파장이나 자외선 파장은 상대적으로 낮춘다. 적생광은 광계의 활성화와 Calvin 회로 효율 향상을 통해 광합성 속도를 증가시키고, 동시에 glutamine synthetase, nitrate reductase 같은 질소 동화 대사와 탄소-질소 균형을 변화 시켜 총 질소 함량을 감소 시킨다 (Chen 등, 2024; Malekzadeh 등, 2024). 작물의 생장과 에너지 소비 증가에 따라 무기원소 흡수 효율이 높아지고 식물체 내 K, Mg, Na 등 무기원소의 상대 농도가 식물체내에서 희석될 수 있다. 또한 광합성 향상에 의해 동화산물이 충분히 공급되어 C/N율이 증가하고, 이는 꽃눈분화 촉진 신호로 작용할 수 있다 (Yoshida 등, 2016). 이와 같이 적색광은 식물의 생식생장 전환, 즉 꽃눈분화와 개화 유도에 중요한 역할을 하며 광량과 광질 변화는 지베렐린 등 식물체 내 호르몬 균형과 FT, SOC1 등 꽃눈분화 관련 유전자 발현에 영향을 준다(Bao 등, 2020; Fukuda 등., 2012; Hsamatsu 등, 2008; Li 등, 2023; Yang 등, 2020). 백색 차광막은 광합성 활성 증가와 적색광 비율 상승을 통해 꽃눈분화 촉진 신호를 강화하였고 이는 생장점에서 꽃눈분화 유전자 발현을 유도하여 결과적으로 개화를 촉진한 것으로 판단된다.
3.3 수확 특성
피복자재별 딸기 상품과중을 조사한 결과(Fig. 7), 수확 초기 12월 상품과중은 검정 차광막 주당 25.5g, 백색 차광막은 69.3g으로 검정 차광막 대비 2.7배 높은 값을 나타내었다. 딸기는 12월 가격이 높게 형성되어 수확 초기 수량이 농가 소득에 큰 영향을 미친다. 백색 차광막을 사용하여 육묘할 시 적색광 투과 광량이 높아져 C/N율이 증가하고, 꽃눈분화가 촉진되어 개화기가 빨라진다. 초기 수확량 또한 증가하여 12월 상품과중이 증가한 것으로 판단된다. 육묘기 차광막에 따른 생육, 개화, 수확 특성을 분석한 결과, 백색 차광막 사용 시 지하부 생육이 증대되고 꽃눈분화가 촉진되어 생산성이 향상되는 딸기 우량묘를 생산할 수 있을 것으로 판단된다.
