우리는 그동안 해방과 더불어 전 국가산업이 기초에서부터 시작해 이제는 반세기가 지나 시설면적 48,853ha로 장족의 발전을 해왔으나 그동안 많은 시행착오를 거치면서 이제는 튼튼한 기반 위에 올라서게 되었습니다. 그러나 농민들은 농가소득을 높이기 위해 필요이상의 가축분뇨와 화학비료를 투입하여 삶의 터전인 땅과 주위 환경을 더럽혀 일부 지역에서는 고품질의 농산물을 생산하는 데는 문제점이 하나하나 나타나고 있어 일선 시설재배 농가들은 불안해하며 새로운 탈출구를 모색하고 있으나 뚜렸한 방법이 없어 고심하고 있습니다. (중략)

북한의 식량 상황이 악화된 근본적인 원인은 생산 주체에 대한 인센티브 부족, 농업환경을 보면 경작지 면적이 전체 20% 정도로 낮고, 무상기일이 135-180일로 짧으며, 토양의 비옥도 저하, 삼림파괴로 인한 토양 유실증가, 가뭄, 홍수, 태풍과 같은 자연 재해가 계속되고 있다. 농업 구조적인 요인들로는 농업에 투입되는 에너지 부족(연료, 비료, 농약, 전기 등), 농업 기계화율 정도가 높았으나 노후화에 따른 예비 부품 부족으로 인한 활용률의 저하, 양질의 종자확보 부족, 갖추고 있는 관개 시설의 노후화로 인한 관개시설 활용과 관수 효율의 저하, 농산물 수확 후 수송과 저장 과정에서 손실증가 등을 들수 있다. (중략)

최근 채소작물의 모종은 주로 플러그 육묘방식으로 생산되고 있다. 플러그묘는 단위면적당 많은 개체 수를 육묘할 수 있고, 일련의 작업을 기계화할 수 있으며 운반이나 취급이 용이하는 등 여러 가지 잇점이 있으나 제한된 용적에 밀식되므로 묘가 연약하고 도장되기 쉬운 문제점이 있다(Bae, 1999; Choi, 2002). 이러한 도장 및 과번무 억제를 위해서 대부분의 육묘장에서는 화학적 생장억제제로를 처리하고 있는데 이는 정식한 이후에도 약효의 지속되기 때문에 초기생육을 지연시키거나 생식생장에 부정적인 영향을 미칠 수 있다(Gent, 1997). (중략)

시설참외 주산지에서는 연작함으로써 뿌리혹선충을 비롯한 각종 토양전염성 병해충의 피해가 많아지고 염류가 집적되는 등 재배상 많은 문제점이 발생되고 있다. 특히 참외를 장기재배하는 농가가 많은 성주 등 경북지역에서는 뿌리혹선충으로 인해 생육이 불량하고, 과실의 착과율이 떨어지는 등 피해가 발생되면 영양결핍증상으로 오인, 계속 추비를 시용함으로써 토양의 염류집적을 가중시키고 있다. (중략)

최근 건강에 대한 인지도가 높아감에 따라 농산물의 안정성 요구도가 증가되고 있으며 환경농업의 필요성이 크게 대두되고 있고, 서구식 식문화의 급속한 도입으로 패스트푸드 식품과 육류 소비량의 증가로 신선채소의 소비가 증가되고 있는데 이에 따른 생산비 절감과 안정생산 기술이 요구되고 있다. 따라서 양액 공급에 따른 전력 등 에너지가 필요치 않고 일종의 폐쇄식 수경재배 방법으로써 작물이 주위 환경에 따라 양수분 흡수량이 다르므로 모세관 현상으로 배지내의 수분이 작물의 흡수한 만큼 공급되어 이용되고 배액이 없으므로 공해의 염려가 없고 고품질 채소의 저비용 생산이 가능한 새로운 모관양액공급시스템을 이용하여 양액공급시스템의 효율성을 검정하고 네트멜론과 몇 가지 엽채소의 생육특성을 구명코자 수행하였다. (중략)

1980년대 이후 비닐하우스를 이용하여 수박, 참외, 딸기, 오이, 토마토, 풋고추, 상추, 배추, 시금치와 같은 채소류와 장미, 국화, 카네이션, 나리와 같은 화훼류 등에서 농업의 생산성을 크게 향상시켰다. 특히 2001년도를 기준으로 33조원에 달하는 농업총생산액 가운데 이들 시설채소류의 생산액은 9% 정도인 3조원에 이른다. 시설원예라고 불리는 이 농업분야는 추운 겨울에도 신선한 채소를 공급함으로서 식생활 개선에 크게 이바지하고, 다양한 꽃을 연중 보급하여 삶의 질을 향상시켰다. (중략)

우리나라의 시설재배면적은 2001년 현재 52,135ha이고 이중가온 재배면적이 12,710ha로 전체 시설재배면적의 25%에 해당하며 또한 난방비용이 경영비 중 차지하는 비중이 시설재배 선진국의 15%에 비하여 25-30%을 차지하고 있어 난방비의 비중이 높다. 온풍난방시 시설내 에너지 절감을 위한 국내의 연구는 주로 보온, 난방기의 위치 및 Duct의 토출구 간격 및 직경(Kim 등, 1994), 난방배관 구조개선(Kwon 등, 1992)등으로 연구되어 왔다. (중략)

시설재배에서 가장 시급한 과제를 꼽는다면 난방에너지 비용의 절감 대책을 들 수 있다. 시설원예농가의 경영비의 30% 이상을 차지하는 난방에너지 비용이야말로 시설원예농가의 경쟁력을 떨어뜨리고, 시설농업의 발전을 가로막는 주원인이라고 할 수 있다. 더욱이 최근의 이라크 전쟁과 화석연료자원의 고갈 예고 등 세계적인 경향 또한 우리나라 시설원예 산업의 발전에 부정적인 영향을 미치고 있는 실정이다. (중략)

아연도금 파이프 단동비닐하우스의 면적은 국내 원예시설면적의 80%를 차지하고 있으나, 시공의 용이성과 시공비의 저렴함으로 인하여 구조물로서의 공학적 설계에 대한 인식이 부족한 실정이다. 그리고, 온실형태는 지역농협이나 작목반 등에서 보유하고 있는 성형활대에 따라 결정이 되어지고 있다. 이러한 이유로 단동비닐하우스는 매년 태풍 및 폭설 등의 기상재해로 큰 피해를 입고 있는 실정이다. 따라서, 2001년말 농촌진흥청에서는 농가지도형 비닐하우스 모델을 10가지를 제안하였다. (중략)

현재 국내에 설치되어 있는 육묘시설은 대부분 개방형 묘생산 시스템(open system for transplant production)으로 여름과 겨울철의 냉ㆍ난방비가 상당한 수준에 이르고 있으며, 관리노력이 적지 않게 들고 있다. 반면에 폐쇄형 묘생산 시스템(closed system for transplant production)의 경우 에너지의 흐름이 제한되어있어 생육환경 조건과 제어방식에 따라서 에너지의 사용량이 결정된다. (중략)

폐쇄형 묘생산 시스템(closed system for transplants production)은 자연광이 투과되지 않도록 단열재로 구성되어 있어 시스템 내부와 외부의 공기, 물, 열 등의 교환이 기본적으로 제한된다. 또한 식물 생육에 필요한 관수량, 내부에 적절한 습도를 유지시켜 주기 위한 가습량 및 공조기구에 의한 제습량 등이 시스템 내에서 평형을 이루며 순환한다. (중략)

노동 집약적이던 농업은 급속한 기계화로 인하여 노동력의 절감은 여러 분야에서 활성화되고 있지만, 농업은 수익성이 높지 않아 여전히 사람들이 노동을 기피하는 산업중의 하나이다. 온실 자동화는 특용 작물 등의 고부가가치 상품에만 한정되어 있으므로 이를 개선해야 한다. (중략)

농촌지역의 인구가 급속히 감소하고 있는 가운데, 농촌인력의 노약화, 여성화가 매우 빠르게 진행되고 있다. 인력을 효율적으로 이용하고 농업생산성을 높이기 위하여 현재 온실, 축사 등 농업시설은 자동화, 대형화되어 가고 있는 추세에 있다. 이러한 농업시설의 대형화에 따른 최적환경조성의 중요성이 대두되고 있어서 이에 따른 적합한 시설환경이 요구되고 있으나 적정환기가 이루어지지 않아 생산성 향상에 어려움이 많이 있다. (중략)

시설재배토양은 노지에서와는 달리 비료의 용탈이 잘 이뤄지지 않기 때문에 작물에 따른 시비조절이 어렵다. 또한 대부분의 시설재배토양의 염류집적은 작물생산의 불안정한 요인으로 작용하고 있다. 최근 시설재배에서의 시비는 기비를 시용한 후에는 관비로 추비를 시용하고 있는데, 시비관리체계가 정립되어 있지 않아 농가마다 경험에 의존하여 시비관리되므로 비료를 과다하게 시용하기 쉽다. (중략)

시설재배토양은 강우가 차단된 시설이므로 시용한 비료의 용탈되기 어려워 작물이 흡수한 양을 제외하고는 대부분 토양에 집적되게 된다. 이와 같이 집적된 염류는 작물의 정상적인 양수분의 흡수에 영향을 주고 나아가서는 뿌리의 활력을 저하시켜 작물생산성 감소를 가져오게 된다. 작물에는 필요한 염류이지만 이상적으로 집적되면 피해를 초래할 수 있으므로 시설재배토양에서의 시비관리는 토양환경 및 작물에 맞는 적적한 시비가 이뤄져야 한다. (중략)

녹색꽃양배추는 십자화과에 속하는 양배추의 변종으로 꽃이 피지 않은 화뢰를 수확대상으로 한다. 녹색꽃양배추는 녹황색 채소 가운데 영양가가 많은 채소로, 여느 채소보다 비타민 AㆍC의 함량이 뛰어나며 특히 비타민 C는 과일을 능가할 정도로 양상추의 27배, 그린아스파라거스의 13배나 많이 함유하고 있다. 또한 녹색꽃양배추에 함유된 sulforaphane은 항발암 및 해독효소 효과가 큰 것으로 알려져 있으며(Aspry, 1983; Jhang, 1992; Kim, 1997; Howard, 1997), 외국에서는 일찍부터 중요한 채소의 하나로 이용되고 있다. (중략)

비닐하우스 내외의 온도 차이로 발생하는 공기 중 수분의 결로현상 때문에 필름 표면에 물방울이 맺히게 된다. 특히 내부에서는 식물의 꽃이 피고 열매를 맺기 위하여 상대습도 60% 이상이 유지되는 것이 좋기 때문에 사람이 거주하는 건물 내부보다 훨씬 다습한 조건이 주어지기에 비닐하우스 내부에서는 물방울 발생의 소지가 높다. (중략)

비닐하우스에서 피복자재로 폴리에틸렌(polyethylene), 초산비닐(ethylene vinyl-acetate) 및 염화비닐(polyvinylchloride)와 같은 연질필름을 90% 이상 사용하고 있으나 필름 표면에 물방울이 맺히는 것을 방지하는 무적성과 각종 먼지 등이 부착하는 것을 억제하는 방진성의 저하로 시설내 투광률이 5-l5% 떨어지고 다습하여 딸기와 같은 작물에 해로운 잿빛곰팡이병 발생이 심하여 생산성이 크게 떨어지고 있다('92, '97 원예연구소, '91 Jaffrin). (중략)

우리나라의 가지 재배면적은 1970년 2,815ha이었던 것이 그 후 점차 줄어들어 2001년은 866ha가 재배되고 있고, 시설재배면적은 1970년 27ha로 전체면적의 1%도 채 안되는 매우 적은 면적이었으나 2001년에는 전체면적의 33%에 가까운 284ha가 재배되고 있다. 연간 총생산량으로 보면 1970년에 비하여 큰 차이가 없다. 이는 노지재배의 10a당 수량이 적을 때는 892kg 많을 때는 2,782kg 이나 시설재배의 10a당 수량은 1,617-4,294kg으로 노지재배에 비해 시설재배의 수량이 많기 때문이다(M.A.F. 2001). (중략)

우리나라의 가지는 2001넌 866ha에서 재배하여 28.4천톤이 생산되었다(농촌진흥청. 2001). 또한 1994년부터 일본에 수출하기 시작하여 2001년에는 1,948톤에 3,541천불을 기록하고 있다. 이러한 물량은 일본 전체 유통물량 448천톤의 0.5%에 불과하여 앞으로 일본수출 물량을 늘려나갈 수 있는 여지가 많다고 할 수 있다. 그러나 일본에서 요구하는 안전하고 고품질의 가지를 저비용으로 생산하기 위해서는 시설 내에서 수경재배, 격리상 재배가 필요하다고 생각한다. (중략)

분화 양액 재배에 있어서 저면 관수 방식은 두상 관수 방식 보다 더 널리 사용되고 있다. 저면 관수 방식의 장점으로는 지상부에 물이 닿지 않아 고품질의 식물체 생산 가능, 균일한 크기의 식물체 생산 가능, 물과 양분의 사용의 줄임 등이 있다 (Newman, 1999). 현재 유럽은 저면 관수방식의 대표적인 ebb-and-flow 시스템이 상용화 되어있으며, 북미에서도 점점 그 사용 비율이 증가하고 있다 (Biernbaum, 1990). (중략)

호접란은 개화기가 길고 독특한 모양의 꽃과 화색으로 부가가치가 높은 작물로서 소비와 생산이 매년 증가하고 있으나 재배기간이 2, 3년 정도가 되어 자본회수가 느리고 노동력 소모가 많다. 그리고 관행적인 두상관수에 의해 소실되는 물과 비료의 양이 많아 대부분 생산이 시설내에서 이루어지는 호접란의 재배 특성상 시설내 염류집적 등의 문제가 발생할 수 있다. (중략)

호접란 생산에 있어서 광환경은 제어하기 어려운 환경요인중 하나이다. 현재 호접란을 생산하는 농가에서는 고정형태의 차광 시설을 이용하여 과도한 차광환경 아래에서 생산하는 경향이 두드러진다. 이러한 과도한 광 차단은 호접란의 생육을 억제 할 수 있으며 그 결과 생산시기가 길어짐에 따라 노동력과 생산비의 상승을 가져온다. 호접란에 있어 광환경이 개화에 미치는 영향은 매우 크며, 개화촉진이나 억제에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. (중략)

양파는 묘의 소질에 따라 품질 및 수량에 미치는 영향이 매우 큰 작물로서 정식시묘의 크기가 클수록 수량이 증가하나 지나치게 크면 추대나 분구의 발생이 많아지므로 상품수량이 오히려 적어진다(서와 이, 1987, 하 등, 1998). 그러나 plug tray에 육묘한 묘는 용적이 적은 cell에 장기간 육묘되기 때문에 근권의 제한을 받아 관행의 토양육묘에 비해 묘의 생육이 저조할 뿐 아니라 연약 도장하여 기계정식에 장애를 초래하고 있다(정목, 1993). (중략)

독특한 향기와 향미를 지닌 식물성 천연 정유는 향수, 향신료 및 의약품 등 다양한 산업분야에서 응용되고 있다. 특히, 정유를 이용한 면역성 증가(Buchbauer, 1991), 신경계 안정효과, 항암효과(Zheng, 1993), 노화억제 및 항균력(Sowthwell,1996) 등의 약리적 특성이 보고됨에 따라 천연정유를 산업적으로 응용하게 되었고, 더욱 증가하게 되었다 (Lawless, 1995). 식품 및 화장품업계에서 천연향신료, 천연방부제 및 감미료가 갖는 항균작용과 항산화 활성에 관한 연구에 관심이 집중되면서, 식물성 천연정유는 본래의 향미 기능 외에 부가가치가 더욱 상승되고 있다(Deans and Waterman, 1993). (중략)

식물생산공장은 작물의 생육에 적합하도록 환경을 최적화시킬 수 있기 때문에 최단기간에 작물을 생산할 수 있는 장점이 있다. 또한 지상부나 지하부 환경을 적절히 조절하거나 인위적인 품질제어기술을 이용하여 기존의 상품보다 품질이 월등히 높은 작물을 생산할 수 있는 여건과 설비가 조성될 수 있다. 이러한 식물공장 생산방식은 부가가치가 높은 화훼류나 분화류에 많이 적용되고 있지만, 생산기간이 길고 난방 등의 에너지가 상대적으로 많이 소요된다. (중략)

폐쇄형 묘생산 시스템을에서 기내 배양된 감자 소식물체를 이용하여 플러그묘의 생산이 시도(Kim 등, 2002)된 이래 묘소질이 우수한 감자 플러그묘를 생산하기 위한 연구가 지속되고 있다(이 등, 2002, 2003). 묘소질은 정식 후 활착의 용이, 수량 증대 및 품질의 우수성을 제공하는 잠재력으로서, 초장, 절간장, 엽형, 엽색 등과 같은 외적 소질과 광합성속도, 엽록소함량, 근활력 등 내적 소질로 구분된다(Kim, 2002). (중략)

작물의 생장상태를 측정하고자 기존의 연구자들에 의해서 많은 연구가 수행되고 있다(Hatou 등, 1995, Shimizu와 Hems, 1995; 김 등, 1998; 성, 1995). 그러나 작물의 생장을 감시하기 위한 기존의 방법은 파괴적이며 지속적이지 못한 단점을 지니고 있다. 작물이 스트레스를 받아 눈에 띄게 작물의 생장변화가 보일 경우 작물은 이미 영구적인 손상을 받게 된다. (중략)

우리나라 시설원예 면적은 최근 정체되는 기미를 보이긴 하지만, 아직도 시설원예 면적이 50,000ha 이상에 달하고 난방면적도 점점 증가되어 전체 면적 중에 난방면적이 차지하는 비율은 현재 12,300ha 정도인 24%이다. 난방기의 보급기의 보급도 매년 증가하여 '00년말 현재 127,560대 정도이다. 최근 국내 버섯 재배면적의 42% 차지하는 느타리(큰느타리 포함)버섯 재배사도 연중재배를 위하여 난방을 실시하는 농가가 점점 늘고 있고, 특히 새송이(큰느타리) 버섯 재배사의 대부분은 간이형 온실에서 냉난방 설비를 갖추어 연중재배를 하고 있다. (중략)

일반적인 시설농업의 경우, 광을 주된 에너지원으로 하는 온실을 제외하면, 시설내부의 주요 환경인자인 온도 유지를 위해 단열이 요구된다. 특히 곡물을 저장하는 사일로를 비롯하여 최근 증가 추세를 보이는 시설버섯 재배사, 그리고 양봉사나 축사 등의 단열은 냉방 및 난방에 소요되는 경비와 관련됨으로서 영농의 경영합리화와 직결된다. 따라서 단열의 정도를 나타내는 R-치의 적정범위와 단열처리의 시공성 등은 시설의 초기투자와 유지관리에 영향을 미치게 된다. (중략)

이상의 결과를 요약하면 다음과 같다. 빈번한 환경조절로 인하여 온도변화가 크고, 또 설정온도보다 약간 낮게 유지되지만, 적정온도로 유지되었다. 상대습도도 대체로 적정범위로 조절되고 있었다. 단 탄산가스 농도가 일부 높게 유지되어 환기장치의 용량이나 위치를 재검토 할 필요가 있었다.

최근 시설원예에서 많이 도입되고 있는 양액재배의 경우 여름철 고온으로 인해 양액온도가 상승하고 그로 인해 양액중 용존산소량이 저하되어 작물생육에 저해를 가져오며 동시에 병원균에 대한 저항정도가 저하하므로 양액냉각법에 의한 생육 촉진효과가 크고 과채류나 엽채류모두 $25^{\circ}C$를 고액온 한계온도로 하여 냉각을 하는 것이 좋은 것으로 보고되었다(교, 1986. 고전, 1987). 또한, 3$0^{\circ}C$의 양액을 24$^{\circ}C$로 냉각해 준 경우 최대 $1.5^{\circ}C$의 작물체온 강하효과가 있는 것으로 보고되고 있다.(남 등, 1992) (중략)

태양광발전은 수소에너지, 풍력발전 등과 더불어 화석에너지를 대신하여 전기생산을 할 수 있는 미래의 무공해 청정에너지 자원으로 주목받고 있다. 태양광 이용은 화석에너지에 비하여 경제성이 미흡하여 보급에 많은 애로가 있었으나 근래 지속적인 연구개발로 인하여 경제성확보에 많은 성과가 있었고 또 환경오염에 대한 대체에너지 개발에 대한 사회전반에 걸친 폭 넓은 이해를 바탕으로 이용분야를 점차 확대하고 있다. (중략)

효율적인 정밀농업을 위해서 선행되어야할 과제로 토양의 물리, 화학 및 생물학적인 특성을 구명하는 것이다. 이를 위해 최근 연구가 활발히 진행되고 있으며, 토양분석을 위한 근적외선 분광분석에 관한 연구는 풍건세토를 시료로 토양수분(곡산, 1989), 전질소, 전탄소, 질산태질소 등(정상 등, 1991)을 정량화 할 수 있다고 보고하였다. 그러나 풍건토의 조제와 분쇄 등으로 토양지도를 작성할 수 는 없다. (중략)

컴퓨터 시각장치에 의한 3차원 정보를 이용한 연구현황으로서는 최근에 많이 연구되어지고 있으며, 그 중에서 가장 일반적인 방법으로 사람의 눈과 비슷한 구조를 가진 스테레오 시각을 이용한다. 한 대의 카메라를 통해 얻어지는 3차원 형상 정보는 3차원 대상체가 2차원 평면상에 투사되어 얻어진 정보이므로 대상체가 갖는 3차원 공간 정보를 얻기 위한 접근법이 필요하다. (중략)

인삼은 2000년 말 현재 재배농가 23,011호, 재배면적 12,445ha, 생산액 3,728억원(전체 농업생산액의 1.8%), 수출액 7,900만 달러(전체 농산물 수출금액의 약 7%)를 차지하고 있는 주요 작물이며, 우리나라 농가 경제에 기여할 수 있는 유망 종목으로써 발전의 잠재력은 매우 크다(농협연감, 2001). (중략)

자갈축열 태양열온실은 주간에 일사로 데워진 온실 내부공기를 온실하부에 설치된 자갈축열층사이로 강제순환시켜 자갈에 에너지를 축열한다. 이러한 축열과 방열과정을 통하여 겨울철 야간에 난방시스템으로 이용하고, 여름철에는 냉방효과를 꾀하게 된다. 온실내 공기가 축열층을 통과하는 동안의 열전달은 강제대류열전달이며, 이 경우 축열층내의 열이동은 축열층내 공기와 자갈표면온도가 초기에는 열적으로 평형상태로 존재하다가 순환공기의 온도상승에 따라 열전달이 일어나게 된다. (중략)

우리나라 전체 시설원예 면적 52,135ha(2001년) 중 난방을 하고 있는 시설원예 면적은 12,710ha로서 약 24%정도를 차지하고 있다. 시설재배면적의 지역분포를 비교해 보면, 시설채소의 경우 중부 이북지역에 44%, 남부에 56%의 비율로 분포해 있으며, 시설화훼의 경우 중부 이북 58%, 남부 42%로서 난방비가 많이 소요되는 지역이라도 수도권을 중심으로 유통이나 지리적 면에서 유리한 지역에 시설재배면적이 많이 분포해 있다. (중략)

우리나라 시설원예 면적은 '95년 43,093ha에서 '01년 말 현재 52,125ha로 연평균 3.2%의 증가율을 보인 반면 난방면적은 연평균 10.8%씩 증가하여 12,710ha로 전체 시설재배 면적의 24.4%를 차지하고 있다. 또한 난방연료의 95% 이상이 경유이며, 최근 국제정세 불안 등으로 유가가 급등하여 시설재배농가의 연료비 부담은 더욱 가중되고 있다. (중략)