절화국화 ‘신마’ 스마트팜과 관행농가의 재배환경과 생육 비교 및 생육도일온도에 따른 생육 예측 모델 개발

Development of Prediction Growth Models by Growing Degree Days and Comparison on Environment and Growth in Conventional and Smart Farm of Standard Chrysanthemum ‘Jinba’

본 연구는 스탠다드 국화 ‘신마’의 스마트팜과 관행 농가의 영농기법에 따른 재배환경과 생육을 비교학, 생육도일온도를 이용하여 생육예측 모델을 개발하고자 실시하였다. 스마트팜 2농가(A농가 9월 30일, B농 가10월 21일)와 관행농가(10월 15일)에서 ‘신마’ 삽목묘를 정식한 이후부터 절화를 수확할 때까지 재배환경과 생육을 조사하였다. 시설 내 재배환경은 스마트팜 A농가의 온도는 주간 평균 19.4℃, 최고 27.7℃, 최소 9.9℃였고, 야간 평균 16.4℃, 최고 24.2℃, 최소 7.6℃였다. 스마트팜 B농가의 온도는 주간 평균 17.4℃, 최고 22.1℃, 최소 13.3℃였고, 야간 평균 14.1℃, 최고 19.6℃, 최소 8.0℃로 스마트팜 A농가 보다 전체적으로 평균 2.3℃, 최고 5.6℃ 낮게 관리하고 있었다. 관행농가의 온도 주간 평균 19.1℃, 최고 27.2℃, 최소 12.9℃였고, 야간 평균 18.0℃, 최고 25.6℃, 최소 12.5℃로 스마트팜 A농가와 유사하였지만 최저온도 관리는 스마트팜 B농가와 유사하게 높게 관리하고 있었다. 절화를 수확하여 절화의 생육을 조사한 결과, 재배기간이 가장 짧은 스마트팜 A농가(105일)이 절화장이 103.1cm로 가장 길었고, 관행농가(120일)에서 87.7cm로 가장 짧았으며, 온도를 낮게 관리한 스마트팜 B농가에서 135일로 재배기간이 가장 길었으며, 절화길이 91.2cm로 스마트팜 A농가 보다는 작았다. 엽수의 경우 스마트팜 B농가에서 55.1개로 가장 많았고, 관행농가에서 48.3개로 가장 적었다. 관행농가에서 재배된 국화의 생체중, 수확시 화경과 만개시 화폭의 생육이 가장 좋지 못하였고, 스마트 팜에서의 A농가와 B농가의 생육은 비교적 큰 차이를 보이지 않았으나, 생체중과 꽃목의 길이의 생육상태가 가장 좋았다. 이것은 재배기간 중 B-9의 처리농도 및 횟수와 재배환경관리에서의 차이점으로 판단되었다. 또한 재배기간동안 15일간격으로 절화의 초장과 엽수를 조사하여 절화국화의 생장예측 모델을 개발하고자 정식 후 일수(DAT), 생육도일 온도(GDD; Growing Degree Days)등을 독립변수로 생육특성 결과를 종속변수(초장, 엽수)로 다중 상관분석을 하였다. 생육도일 온도에 따른 회귀 모델식을 Sigmoidal 함수(3 Parameter)형태을 이용하여 개발하였다. 스마트팜 A농가의 예측식은 Y=109.936/ (1+exp(-(GDD-1051.452)/385.592)), R2=0.9940이였으며, 스마트팜 B농가는 Y=93.253/(1+exp(-(GDD -898.991)/284.350)), R2=0.9933, 관행농가는 Y=97.029/(1+exp(-(GDD-1278.7864)/558.2112)), R2=0.9939로 3농가 절화장의 잠재적 최대값으로 각각 스마트팜A(109.9cm), 스마트팜B(93.3cm), 관행농가 97.0cm였다. 모두 계산식이 다른지만 단일처리 전까지 GDD는 1000~1050으로 적산온도가 누적되었을 때 단일처리가 이룩어졌으며, 수확까지는 스마트팜 농가는 GDD 2150~2200, 관행농가는 GDD 2500이 되었을 때 수확이 되는 것으로 예측되었다. 위와 같이 재배 환경변이에 의하여 개발된 절화 국화 생육 모델들을 통한 예측 값들의 오차가 발생할수 있으므로, 모델의 교정 및 검증이 지속적으로 필요하다. 본 연구는 농림수산식품기술기획평가원 첨단생산기술개발사업(318061-03)의 지원에 의하여 수행되었음