한겨울에도 ‘철없이’ 딸기를 즐길 수 있는 이유! 백색 혁명, 비닐하우스

안녕하세요, 블로그 지기입니다. 마트에 가면~ 딸기도 있고, 오이도 있고, 토마토도 있고~ 다양한 과일과 채소가 있는데요. 사시사철 언제든 즐길 수 있는 과일과 채소가 1980년 이전의 한겨울에는 소고기보다 귀했다고 합니다. 

우리가 일 년 내내 맛있는 과일을 즐길 수 있게 된 데에는 비닐온실(비닐하우스)의 역할이 참 컸는데요. 새하얀 비닐로 감싼 온실로 한겨울에 채소와 과일을 생산하게 된 것을 ‘백색 혁명(白色 革命)’이라고 부를 정도라고 합니다! 얼마나 대단한 일인지, 오늘 알아보도록 하겠습니다.

 

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제철의 경계를 허문 온실

   

 

추운 겨울철에도 즐길 수 있는 새콤달콤한 딸기! 딸기의 제철은 5월에서 6월 사이인데요. 우리는 어떻게 제철이 아닌 때에도 딸기를 먹을 수 있게 되었을까요? 

바로 온실 덕분입니다. 온실은 식물을 기를 때, 그 환경을 인공적으로 조절하도록 만들어진 건축물입니다. 온실은 빛은 받아들이고 열은 내보내지 않죠. 따라서, 추울 때 식물을 재배하거나, 추운 지방에서 더운 지방의 식물을 재배할 때 주로 이용됩니다.

온실은 건물의 뼈대 역할을 하는 파이프와 이를 감싸는 피복재로 이루어져 있습니다. 피복재의 소재에 따라 크게 유리온실과 비닐온실로 구분할 수 있는데, 해외에서는 유리온실이 먼저 발달했습니다. 반면 우리나라는 전체 온실 면적의 약 99%가 비닐온실인데요, 비교적 제작 과정이 간단해서 작은 규모의 농작이 많은 우리나라의 환경에 더 적합하기 때문입니다.

 

 

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비닐온실의 다양한 소재

  

 

비닐온실의 피복재로는 주로 플라스틱 소재가 사용됩니다. 빛의 투과성과 보온 효과가 뛰어나면서 비교적 설치하기가 쉽고 저렴하기 때문이죠. 피복재의 소재로 사용되는 플라스틱의 재질에 따라 크게 연질과 경질로 나뉩니다.

두께가 0.05~0.1mm인 연질필름 소재의 피복재는 우리나라 농가에서 가장 많이 사용하고 있는 소재입니다. 비닐하우스의 사용 초창기에는 폴리염화비닐(PVC·Poly Vinyl Chlorid)이 쓰이면서 ‘비닐하우스’라는 이름을 갖게 된 계기가 되었는데요. 점차 투광성이 더 좋은 폴리에틸렌(PE·Polyethylene) 필름이 보급되면서 현재는 농가의 약 70% 이상이 폴리에틸렌 필름을 사용해 농작물을 재배하고 있습니다. 이후 보온성이 뛰어나고 물방울이 잘 생기지 않는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA·Ethylene-Vinyl Acetate)가 확산되었습니다. 

두께가 0.1~0.2mm로 보다 두꺼운 경질필름 소재로는 불소필름(Fluoroplastics)과 폴리에스터(PET·Polyester)가 있습니다. 눈이 잘 미끄러져 내리는 활설성이 좋은 불소필름은 겨울철 눈이 많이 오는 지역에서 주로 사용되고 있습니다. 농가에서는 작물에 따라, 지역의 기후환경에 따라 적합한 소재의 하우스를 선택하게 된답니다!

 

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비닐온실에 필요한 N가지 기능

   

 

비닐온실(비닐하우스)에서 작물이나 식물이 잘 자라기 위해서는 피복재의 소재뿐만 아니라 그 성능이 매우 중요합니다. 그 중, 투명성과 투광성은 작물의 종류와 관계없이 중요하죠. 광 투과율이 높아야 식물의 생존 활동인 광합성에 도움이 되고 안정적인 온도와 환경을 조성해주기 때문입니다.

주위 온도의 영향을 받지 않고 일정한 온도를 유지해주는 보온성 역시 중요합니다. 특히 오이·토마토·상추와 같이 겨울을 나는 작물이나 멜론·수박처럼 초기 생육에 보온이 필요한 고온성 작물의 경우 보온은 필수죠. 

차가운 외부 공기와 따뜻한 내부 공기의 온도차로 인해 피복재 표면에는 물방울이 맺히게 됩니다. 맺히는 물방울은 햇빛이 들어오는 것을 방해하고, 실내에서 자라는 작물·화훼류에 떨어지는 경우 상품성에 치명적일 수 있죠. 그래서 표면에 물방울이 맺히지 않는 유적성이 중요합니다. 따라서 계면활성제처럼 비친수성 물질을 소재에 첨가하여 물이 맺히지 않도록 한답니다.

이 외에도 비닐온실은 오랫동안 사용할 수 있도록 하는 내구성과 병해 발생의 원인인 안개를 방지하는 방무성 등 여러 기능이 요구됩니다. 비닐온실은 그 소재와 기능에 따라 작물 재배에 영향을 미치기 때문에 많은 기능을 고려하여 만들어졌습니다. 식물들의 인큐베이터 역할을 하는 비닐온실, 겉보기엔 흔한 비닐 같지만, 그 속엔 이렇게나 다양한 기능이 있답니다! 

 

 

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이산화탄소가 필요해!

   

 

비닐온실에서 작물을 재배할 때, 이산화탄소의 농도는 매우 중요한 요소 중 하나입니다. 식물은 태양(빛)의 에너지, 물과 이산화탄소를 이용하여 스스로 영양분을 공급합니다. 이를 ‘광합성’이라고 하죠. 즉, 비닐온실 속 작물이 광합성 작용을 통해 양질의 영양분을 만들어내기 위해서는 이산화탄소가 꼭 필요합니다.

하지만, 겨울철 비닐온실은 내부 온도를 따뜻하게 유지하기 위해 하루 중 온도가 가장 높은 한낮을 제외하고는 밀폐 상태가 됩니다. 비닐온실의 밀폐 상태가 오래 지속되면 시설 안에 이산화탄소 농도가 낮아지며 광합성의 속도가 급격히 떨어지게 되죠.

농가에서는 이를 해결하기 위해 CO2 공급기를 사용하여 인위적으로 이산화탄소를 공급하기도 하는데요. 최근에는 석유화학, 화력 발전소 등에서 부산물로 발생하는 이산화탄소를 모아, 정제하여 이용하는 연구가 진행되고 있다고 합니다. 작물의 재배량은 늘리고, 지구의 온실가스는 감소시키는 연구와 사업이라니! 일거양득이죠.

 

 

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인위(人爲)에서 나온 조선의 지혜

   

 

지금까지 현대의 온실에 대해 알아보았는데요. 아주 흥미로운 사실은 비닐과 유리가 없던 조선시대에도 온실 기술이 있었다는 것입니다.

서민 생활에 필요한 정보를 담은 <산가요록(山家要錄)>에는 겨울철에 채소를 가꾸는 방법인 ‘동절양채(冬節養菜)’가 기록되어 있습니다. 동절양채는 온돌과 아궁이, 한지를 이용하여 식물을 재배하는 데 필요한 온도와 습기, 채광의 조건을 충족시킨 것인데요. 이는 1619년 만들어진 독일의 ‘하이델베르크 온실’보다 무려 170년 앞선 것이라고 합니다. 


오늘은 우리가 겨울철에도 딸기를 먹을 수 있도록 해준 온실의 이모저모를 알아보았습니다. 소재부터 선조의 지혜까지 다뤄보았는데, 어떠셨나요? 추운 겨울, 온실에서 재배한 싱싱한 과일을 즐기며 다음 이야기도 기대해주시길 바랍니다.

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종합 케미칼 & 에너지 리더,

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