Research Article

Horticultural Science and Technology. 31 August 2022. 388-399
https://doi.org/10.7235/HORT.20220035

ABSTRACT


MAIN

  • 서 언

  • 재료 및 방법

  •   실험 재료

  •   노동 시간 정보 수집 및 저장 방법

  •   생육 조사 및 통계분석

  • 결과 및 고찰

서 언

시설원예작물의 생산과정은 다양하고 단순한 반복적인 작업들로 노동집약적이고 반복적인 노동의 연속이며, 작업과정에 필요한 인력 확보의 어려움과 함께 생산비 중 인건비 비중이 증가하고 있다(Bechar et al., 2005; van’t Ooster et al., 2012). 시설원예 작물의 생산비에 대한 인건비의 비중은 네덜란드가 29%, 이스라엘이 25%로 인건비 비중의 감소를 위해서는 작물 생산과정에 필요한 작업 효율을 높이는 것이 매우 중요하다(Elkoby et al., 2014). 우리나라의 시설과채류 생산과정에 투여되는 노동시간은 수경재배시스템 도입, 공정육묘 사용, 시설자동화 등으로 인하여 매년 점진적으로 감소되고 있으며, 재배기간의 연장과 수확량 증가 등으로 작업단계별 노동시간 중 작물의 유인, 순지르기, 수확에 투여되는 노동시간은 증가하였다(Hwang et al., 2011; Kim et al., 2020). 시설원예 작물의 근로시간은 단위면적당 재식주수, 줄기 밀도, 품종의 유전적 형질, 작물의 생육속도, 착과 부하에 영향을 받는다(Heuvelink, 1997; Marcelis et al, 2004; Thakur et al., 2018). 작물의 생육 속도와 착과 부하는 생육 환경에 영향을 받기 때문에 단위시간당 생육량과 수확량의 변화는 유인, 순지르기 및 수확작업에 투여되는 노동부하의 변화를 초래한다. 예를 들어 광량과 온도 증가는 생육량의 증가를 초래하고 이에 따라 작업 과정별 노동부하가 증가하게 된다. 시설원예작물인 토마토, 오이 및 파프리카의 재배관리에 필요한 여러 작업단계 중 정식 이후부터 수확종료까지 행해지는 작업들은 대표적으로 유인, 순지르기, 적엽 및 수확이며, 작업들에 필요한 노동부하는 작물의 생육속도에 비례하여 증가된다(Manzano-Agugliaro and Garcia-Cruz, 2009; Hwang et al., 2011; Elkoby et al., 2014; RDA, 2019). 작물의 유인작업과 순지르기 작업은 작물의 줄기 신장율에 의존하며, 과실의 수확량은 착과량과 착과된 과실의 생장속도에 의존한다(Heuvelink, 1997; Marcelis et al., 2004; Manzano-Agugliaro and Garcia-Cruz, 2009; Thakur et al., 2018).

파프리카 재배과정에서 생산에 불필요한 측지들은 과실 생산에 필요한 에너지를 소모하지 않도록 적절하게 제거해야 하며, 이는 지상부와 근권부의 생장비율을 유지하는데도 중요하다(Heuvelink, 1997; Marcelis et al., 2004; Thakur et al., 2018). 불필요한 가지의 제거는 군락내의 광투과를 향상시켜 과실 품질을 증가시켜 준다(Thakur et al., 2018; Kumar et al., 2019). 파프리카의 작물관리 중 유인, 정지 및 수확은 착과 부하에 영향을 주게 되는데, 적절한 측지 정지는 생산비용 감소, 수확량의 증가 및 병발생을 억제한다(Singh and Dunn, 2017; Kumar et al., 2019). 일반적으로 줄기의 측지 수 증가는 과도한 영양생장을 하여 새로운 과실의 착과 억제와 착과된 과실의 크기를 감소시킨다고 보고되었다(Thakur et al., 2018; Kumar et al., 2019).

작물의 생육 균형을 유지하고, 수확 및 품질을 증가시키기 위해서는 지속적인 작물 관리가 필요하며 또한 각 작업단계별로 인력이 필요하다. 네덜란드의 파프리카 재배관리 중 전체 노동시간에 소요되는 작업단계는 수확이 38.6%, 유인작업이 25.6%, 정지 및 적심이 15.1%, 자가 선별을 하는 경우 선별에 14.2%의 작업이 소요된다고 한다(Elkoby et al., 2014). 또한 경영관리에 있는 인건비의 비중이 증가하고 있기 때문에 노동생산성 증대를 위해 시설원예작물 재배관리에 인력관리시스템의 활용이 증가하고 있다(Myung et al., 2021). 고용인력의 비율이 높은 대규모 온실의 경우 작업단계별 노동부하 분석, 작업자별 노동투입량 비교 분석을 통한 작업자의 교육, 훈련, 작업 효율의 증대를 꾀하고 생산효율의 극대화로 인한 생산성 및 품질향상, 노동효율을 증가와 경영관리 효휼성 증대가 절실히 필요하다(Myung et al., 2021).

따라서, 본 연구는 파프리카의 재배관리에서 노동부하가 높은 유인, 정지, 수확작업에 필요한 노동시간 분석과 파프리카의 초장 생장량과 노동시간의 관계를 분석하여 초장 생장율에 따른 필요한 노동시간을 추정하기 위한 모델을 개발하고자 수행하였다. 온실운영에 있어 작업단계별 노동시간의 예측은 온실내 인력 관리, 작업단계와 노동력 분배, 노동효율을 증대시키데에 있어 매우 중요하다. 또한 생장율에 따른 노동시간 예측 모델은 노동 생산성을 향상시키는데 중요한 지표가 될 것으로 판단된다.

재료 및 방법

실험 재료

강진군에 소재한 파프리카 벤로형 유리온실 site 1은 1.94ha, site 2는 2.39ha, site 3은 3.47ha로 각각 2020년 8월 8일, 7월 16일과 7월 23일에 site 1에 3품종 ‘Sirocco’(Enza Zaden, The Netherlands), ‘Atalante’(Enza Zaden, The Netherlands), ‘Naraangi’(Enza Zaden, The Netherlands)를 site 2와 3은 4품종 ‘Sirocco’, ‘Artega’(Enza Zaden, The Netherlands), ‘Atalante’, ‘DSP7054(De Ruiter, The Netherlands)’를 정식하였다. 줄기 밀도는 site 1이 6.85stems·m-2, site 2는 6.81 stems·m-2, site 3은 6.86stems·m-2으로 하였다. 정식한 파프리카를 대상으로 일주일간 초장의 생장량, 착과량, 수확량 등을 매주 측정하였다. 각 온실의 수확종료일은 site 1이 2020년 6월 18일, site 2는 6월 10일, site 3는 6월 29일에 하였다. 온실의 지상부 환경관리 및 근권부 양액관리는 복합환경조절시스템 Synopta(Hortimax, The Netherladns)으로 조절하였다.

노동 시간 정보 수집 및 저장 방법

각 온실의 작업 단계에 따른 개별 인력의 작업 시작 시간과 종료 시간들을 인력관리 시스템(Myung et al., 2021)에 의해 기록하였다. 인력관리시스템(HRM)은 개발된 서버와 관리자용 대시보드를 통해 작업계획을 입력하고 실시간 작업현황과 작업자별 성과를 그래프로 확인할 수 있게 개발되었다. 작업자는 모바일 앱을 통해 작업내용을 숙지하고 작업단계별 결과를 입력하는 화면을 통해 서버에 데이터를 전송하여 농장의 작업 이력관리가 가능하도록 구현된 시스템이다. 작업 종류과 작업 시작과 종료시간 입력은 작업자의 모바일앱을 이용하고 수집된 자료는 데이터 매퍼(Data Mapper)를 이용하여 site 별로 정해 둔 이랑 라인 정보와 개별 작업자의 작업 단계별 시작 시간과 종료 시간을 작업종류 정보에 매핑하여 쿼리문을 통해 각 작업별 표준 작업 시간을 산출할 수 있도록 데이터베이스의 작업 기록 테이블에 작성하였다. 각 site 별 고정인력의 수는 site 1 6명, site 2는 6명, site 3은 4명 배치하였고, 상시인력은 작업량에 따라 각 site별로 4명에서 13명으로 유동적이었다. 각 site별 고정인력평균 근속연수는 site 1이 6.8 ± 1.4년, site 2가 3.7 ± 0.9년, site 3은 7.9 ± 1.9년이었으며, 상시인력의 평균 근속연수는 1.7 ± 0.3년이었다.

생육 조사 및 통계분석

생육도일(growing degree days, GDD, °Cd)은 일평균온도에서 기본온도 10°C를 뺀 값을 정식일부터 적산하여 구하였다(Marcelis et al., 2006). 선형회귀분석에 사용된 독립변수는 정식 후 일수 또는 생육도일로, 종속변수는 각 품종의 초장으로 하여 품종별 회귀계수를 비교하였다. 파프리카의 생장량에 따른 노동부하의 관계식은 초장을 독립변수로 하고, 단위면적당 노동시간을 종속변수로 하여 선형회귀분석한 회귀계수를 site별로 비교하였다. 정식 후 일 수에 따른 초장의 회귀 계수는 단위시간당 초장의 신장율(cm·d-1)을 나타내며, GDD에 따른 초장의 회귀계수는 1°Cd당 초장 신장율(cm·GDD-1)을 나타낸다. GDD에 따른 신장율의 역수는 초장이 1cm 생장하는데 필요한 GDD이다. 초장에 따른 단위면적당 노동시간의 관계식의 회귀계수는 초장 1cm 증가당 노동투여시간을 나타낸다. 각 site 별 GDD와 수확량(kg·m-2)과의 관계 분석은 상관분석과 선형회귀분석을 하여 회귀계수를 추정하였으며, site 별 회귀계수 비교 및 1kg·m-2을 수확에 필요한 GDD값을 예측하였다.

본 연구에서는 각 온실별에 품종별로 작업과정을 기록하지 않고 작업단계에 따라 온실의 인력투입과 총 인력이 노동한 시간을 분석하였고 품종별 수확량을 구분하지 않고 각 온실에서 수확하였던 과실의 무게를 측정하여 분석하였다. 상관분석과 선형회귀분석은 SPSS 통계 프로그램(PASW18, IBM, USA)을 이용하였다. 온실별 또는 품종별 회귀계수의 비교는 95% 신뢰한계로 비교분석하였다. 신뢰한계는 95% 신뢰수준에서 추정된 회귀계수의 표준오차값에 1.96을 곱하여 각 회귀계수의 신뢰한계를 계산하여 각 회귀계수 신뢰한계 범위내에 있는 평균값들을 유의성이 없는 것으로 판단하였다.

국내 시설 가지과 채소인 파프리카, 고추, 가지, 방울토마토와 촉성과 반촉성토마토의 소득 동향과 작업단계별 노동시간은 2019년 농축산물소득자료집(전국)에 보고된 통계자료를 비교 분석하였다(RDA, 2019).

결과 및 고찰

Table 1은 가지과 채소류의 작업단계별 노동시간의 비율은 수확, 유인 및 정지와 솎아내기, 선별 및 포장이 65%이상으로 나타났다. 수확작업시간 비율의 범위는 30%에서 48%로 파프리카가 가장 낮았고, 고추가 가장 높았다. 유인작업과 정지작업은 시설고추가 4.8%와 3.0% 로 가장 낮았고 파프리카가 16.5%와 23.8%로 가장 높았다. 시설 가지과 채소의 유인, 정지와 수확작업에 소요되는 노동시간의 전체 노동시간 대비 품목별 비율은 파프리카가 70.3%로 가장 높았으며, 방울토마토가 67.4%로 그 다음 높았으며 가지가 48.3% 가장 낮았다(Table 1). 2019년 기준 가지과 채소의 수입에 대한 총 생산비중은 시설 고추가 85.7%로 가장 낮았으며, 방울토마토가 99.2%로 가장높았으며, 파프리카가 97.8%로 두번째로 높았다. 광열동력비의 비중은 반촉성토마토가 7.8%로 가장 낮았으며, 파프리카가 18.5%로 가장높았다. 총 수입에 대한 인건비(고용과 자가 인건비의 합) 비중은 파프리카가 20.7%로 가장 낮았고 시설고추가 46.8%로 가장 높았다(Table 2). 가지과 채소의 생산비 중 광열동력비 비중은 에너지절감 시설에 의해 그 비중이 감소하고 있지만 인건비의 비중이 점진적으로 늘어나고 있기 때문에 온실 운영에 있어 인력관리가 중요할 것으로 판단된다(Manzano-Agugliaro and García-Cruz, 2009; Kim et al., 2014).

Table 1.

Total and percentage of labor hours spent on various solanaceous vegetable crops grown in a greenhouse in Korea (2019)

Sweet pepper Pepper Aubergine Cherry tomato Forcing culture tomato Semi-forcing culture tomato
Total crop labor (hours/10a) 536.6 371.0 567.9 453.8 565.5 412.7
Seedling 2.52% 0.86% 0.62% 0.24% 1.52% 1.57%
Greenhouse maintenance 4.68% 3.29% 2.17% 3.04% 5.41% 3.17%
Preparing planting 2.37% 7.33% 6.08% 2.75% 3.01% 5.89%
Planting 2.37% 4.02% 2.75% 2.93% 3.01% 3.42%
Water and fertigation 2.22% 4.64% 3.36% 2.71% 3.40% 7.87%
Crop protection 4.04% 4.64% 4.09% 1.87% 2.16% 3.51%
Stem training 16.47% 4.82% 5.88% 11.50% 8.12% 9.57%
Pruning and tipping 23.82% 2.99% 7.62% 13.29% 9.34% 10.27%
Climate control 1.51% 1.81% 1.22% 1.23% 1.57% 3.54%
Harvesting 30.02% 48.01% 34.79% 42.64% 39.61% 33.66%
Sorting and packaging 7.34% 12.78% 16.46% 13.84% 16.02% 11.70%
Transport and storage 1.17% 1.62% 2.27% 2.01% 2.95% 1.91%
Others (pollination etc.) 1.45% 3.13% 12.70% 1.94% 3.89% 3.90%

*Source: RDA, 2019. Agricultural production income survey and analysis

Table 2.

Production, turnover and costs of growing solanaceous crops in a greenhouse in Korea (2019)

Sweet pepper Pepper Aubergine Cherry tomato Forcing culture tomato Semi-forcing culture tomato
Production (kg/m2) 12.8 4.5 11.8 5.6 11.9 7.7
Turnover (won/m2) 33,380 14,372 21,127 16,583 25,283 15,929
Production cost (won/m2) 32,643 12,321 19,853 16,453 22,779 14,725
Heating cost (won/m2) 6,054 1,400 2,269 2,112 2,604 1,148
Labor cost (won/m2) 6,756 5,771 8,780 6,498 8,343 6,458
Production cost ratio 97.8% 85.7% 94.0% 99.2% 90.1% 92.4%
Heating cost ratio 18.5% 11.4% 11.4% 12.8% 11.4% 7.8%
Labor cost ratio 20.7% 46.8% 44.2% 39.5% 36.6% 43.9%

*Source: RDA, 2019. Agricultural production income survey and analysis

다른 가지과 채소에 비해 파프리카의 착과량 주기변동은 광환경과 온도환경(Marcelis et al., 2004)에 의해 민감하고, 결과적으로 수확주기의 변동에 영향을 미치게 된다(Heuvelink et al., 2004). 착과주기의 변동은 영양생장기관의 싱크강도에 영향을 미치게 된다. 식물체의 싱크강도가 증가하게 되면 착과율도 감소하였다. 착과율이 감소하게 되면 영양생장에 영향을 미쳐 생육이 강해져 초장과 줄기와 잎의 생장이 높아져 유인과 정지작업에 소요되는 시간이 길어지게 된다(Lee and Cha, 2009). Lee and Cha(2009)의 보고에 의하면 꽃봉오리를 제거하였을 때 잎으로의 건물분배율은 16.6%에서 27.5%로 증가하였고, 줄기로의 건물분배율은 적색품종의 경우 23.6%에서 44.1%, 황색품종의 경우 24.9%에서 45.3%로 급격히 증가하였다. 낙화와 낙과가 지속되면 수확주기의 변동이 길어지게 되며 동시에 영양생장기관의 생장이 높아져 노동부하가 증가할 것으로 예측할 수 있다(Marcelis et al., 2004; Wubs et al., 2009; Kleijbeuker and Lee, 2019).

Table 3은 각 온실 별로 정식 후 일수에 따른 품종별 초장의 신장율을 나타낸 결과로 ‘Sirocco’가 가장 느린 신장율을 나타냈고 site 2의 ‘DSP 7054’가 가장 빠른 신장율을 나타냈다. Site 별 초장의 평균 신장율은 Site 2가 1.145 ± 0.021cm·d-1로 가장 빨랐고 site 1의 신장율은 0.876 ± 0.025cm·d-1로 가장 느렸다(Fig. 1, p = 0.008). 생육도일에 따른 초장의 신장율은 각 온실별로 차이가 없었다(p = 0.331, Table 4). Site 1의 낮은 초장의 신장율은 다른 온실에 비해 평균온도가 낮았기 때문이다. site 1의 평균온도는 19.7 ± 0.1°C, site 2의 평균온도는 21.1 ± 0.5°C, site 3의 평균온도는 20.8 ± 0.6°C이었다(자료 미제시). Park et al.(2012)은 높은 온실 온도쪽에서 파프리카의 절간수가 많고 평균절간장이 더 길어진다고 보고하였다. Table 3의 신장율의 역수는 1cm 신장시 필요한 일수이다. 각 site의 평균 신장율에 따라 15cm의 초장이 길어지기 위해서는 발육 속도가 낮은 site 1은 17일이 소요되었고, site 2와 site 3은 13–14일 정도 소요되었다(Table 3). 세 온실에서의 생육 도일에 따른 평균 초장 신장율은 0.101 ± 0.0001cm·°Cd-1이며, 이 값의 역수는 1cm 신장에 필요한 생육도일이다. 파프리카 줄기 1cm 신장에 필요한 생육도일은 9.9°Cd이 계산된다(Table 4). 결과적으로 초장의 길이가 15cm 신장하기 위해서는 148.5°Cd가 필요하였다(Table 4). 일중 평균온도를 20°C로 관리하였다면 평균온도에서 기본 온도 10°C를 빼면 매일 10°C가 누적되어 148.5°Cd에 도달하는 일수는 14.85일이 소요된다. 온실내부의 평균온도는 난방과 환기온도와 계절적 외부 환경요인에 의해 의존한다. 시설내부의 평균온도 관리를 18°C로 하였을 경우 15cm 초장의 신장량은 18.56일이 소요되고 평균온도 22°C에서는 12.38일이 소요된다. 결과적으로 평균 온도가 높을수록 유인 및 정지 작업에 필요한 신장량이 더 빨라지게 된다.

Table 3.

Linear relationships of plant height as a function of days after planting for different cultivars of sweet pepper grown at three different greenhouse sites

Cultivar Intercept ± SE (cm) Co-efficiency ± SE (cm·d-1) R2
Site 1 Sirocco 57.3 ± 2.5 0.791 ± 0.019 0.988
Atalante 31.2 ± 2.7 0.917 ± 0.020 0.989
Naraangi 38.5 ± 3.1 0.920 ± 0.023 0.986
Site 2 Sirocco 24.2 ± 2.7 1.022 ± 0.013 0.994
Artega 5.2 ± 2.8 1.183 ± 0.014 0.995
Atalante 16.0 ± 3.1 1.166 ± 0.015 0.994
DSP 7054 11.5 ± 2.6 1.209 ± 0.013 0.996
Site 3   Sirocco 52.9 ± 4.3 1.000 ± 0.024 0.981
Artega 31.8 ± 3.3 1.190 ± 0.019 0.992
Atalante 38.9 ± 2.6 1.125 ± 0.014 0.995
DSP 7054 39.6 ± 3.3 1.008 ± 0.019 0.989
Table 4.

Linear relationships of plant height as function of growing degree days with a base temperature of 10°C for sweet pepper cultivars grown at three different glasshouse sites

Cultivar Intercept ± SE (cm) Co-efficiency ± SE (cm/ °Cd) R2
Site 1 Sirocco 31.18 ± 1.45 0.083 ± 0.001 0.997
Atalante 2.12 ± 2.03 0.094 ± 0.001 0.996
Naraangi –2.98 ± 1.69 0.103 ± 0.001 0.998
Site 2 Sirocco –17.57 ± 2.77 0.098 ± 0.001 0.996
Artega –40.78 ± 3.02 0.113 ± 0.001 0.996
Atalante –24.36 ± 3.80 0.099 ± 0.001 0.993
DSP 7054 –42.08 ± 3.08 0.116 ± 0.001 0.996
Site 3   Sirocco 1.75 ± 4.02 0.101 ± 0.002 0.990
Artega –24.90 ± 2.83 0.119 ± 0.001 0.996
Atalante –2.80 ± 2.15 0.089 ± 0.001 0.997
DSP 7054 –7.19 ± 2.82 0.098 ± 0.001 0.995

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Fig. 1.

Stem height of sweet pepper as a function of days after planting (A, C, E) and as function of growing degree days (GDD; B, D, F). Crops were grown at three different commercial greenhouse sites: 1 (A, B), 2 (C, D), and 3 (E, F). All greenhouses were larger than 1 ha, and crops were grown from 2020 to 2021.

첫 수확일은 site 1의 정식 후 65일(10월 12일), site 2는 86일(10월 10일), site 3는 134일(12월 4일) 이었다. 파프리카의 정식 이후 첫 수확시기는 첫 착과 위치, 착과된 과실의 생리 장해 발생(배꼽썩이과), 평균 온도에 의존한다. 각 site의 첫 수확까지의 생육도일은 site 1은 1293°Cd, site 2는 1334°Cd, site 3는 1289°Cd이 소요되었으며 단위면적당 수확량은 생육도일과 유의적인 선형관계를 나타냈다(Fig. 2). 생육도일 100°Cd 증가시 단위면적당 수확량의 증가는 site 1은 0.688 ± 0.013kg·m-2, site 2는 0.796 ± 0.014kg·m-2, site 3은 0.719 ± 0.010kg·m-2로 온도를 낮게 유지하였던 site 1이 더 낮았고, 평균온도가 높았던 site 2가 수확량의 증가율이 가장 높았다. 일중 평균온도 18–24°C에서 파프리카 과실의 최대 절대 생장율과 최대 생장량에 도달하는 생육도일은 온도에 따라 증가하였고, 과실의 생장기간은 짧았다(Wubs et al., 2012).

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Fig. 2.

Linear relationships between growing degree days and production of sweet pepper fruit. Cultivars were not distinguished. Crops were grown at three different commercial greenhouse sites: 1 (A), 2 (B), and 3 (C). All greenhouses were larger than 1 ha, and crops were grown from 2020 to 2021.

각 site별로 수확 전까지 유인작업에 투입된 일주일간 평균 작업 인원수는 site 1에서 14.8명/ha, site 2는 11.2명/ha site 3은 9.9명/ha 와 정지작업에 투입된 일주일간 평균 작업 인원수는 site 1이 12.2명/ha, site 2는 19.3명/ha, site 3은 12.3명/ha 이었다(Fig. 3). 정식부터 작기 종료일까지 1ha 당 누적 투입인원수는 유인작업 site 1은 278명, site 2는 293명, site 3은 226명, 정지작업은 site 1은 369명, site 2는 523명, site 3은 364명, 수확작업은 site 1은 312명, site 2는 306명, site 3은 251명으로 site 2의 인력투입이 많았다(Fig. 3). 파프리카 정식부터 작기 종료일까지 유인, 정지 및 수확에 소요되는 노동시간은 1,000 m2 당 site 1은 497시간, site 2는 604.9시간, site 3은 514시간으로 측지 제거에 투입되는 노동시간의 비율은 각 site별로 38.7%, 46.5% 41.6%, 수확시간은 33.3%, 30.1%, 32.7%로 측지 정지 작업에 노동부하가 더 높았다(Fig. 4). 특히 수확 전의 일주일간 평균 유인 시간은 1,000m2당 7.37 ± 0.18시간으로 각 사이트별로 차이가 없었으나(p = 0.100) 측지 정지작업 시간이 site 1은 7.03 ± 0.41시간, site 2는 11.97 ± 0.54시간, site 3은 8.28 ± 0.26시간으로 유인 후 측지 제거가 지연된 site 2에서 더 많은 인력이 투입되었다(Fig. 4). 각 site의 작물의 생육 상태와 인력 작업 속도에 따라 노동력 소요에 차이를 나타냈다. 특히 site 2의 경우 다른 온실에 비해 생장율이 높았고(Tables 3 and 4) 신규 인력의 배치가 다른 site보다 더 많았고(자료미제시), 노동자의 근속연수가 짧았다. 첫 수확 이후 1,000m2 당 수확시간, 유인시간과 측지 정지시간을 분석한 결과 수확시간은 4.862 ± 0.112시간(p = 0.786), 유인시간은 3.044 ± 0.235시간(p = 0.621), 측지 정지시간은 4.829 ± 0.335시간(p = 0.383)으로 각 site 별로 차이가 없었다(Fig. 4). 누적 노동시간이 많은 site 2의 파프리카의 평균 초장은 365cm로 가장 길었고, 수확량은 21.3kg/m2 가장 높아 단위면적당 노동시간은 가장 높았으며, 노동시간이 낮은 site 1은 평균 파프리카의 초장은 285.4cm, 수확량은 15.4kg/m2이었다(Figs. 1 and 2). 최종 착과 이후에 주지와 측지 정지 작업은 동화산물 분배를 과실쪽으로 분배율을 증가시켜 줄 수 있으며, 마지막 착과된 과실의 크기에 영향을 미치게 되므로 과실 품질을 증대시키는데 매우 중요한 작업이다(Heuvelink et al., 2005; Maboko and du Plooy, 2008; Kim and Kim, 2014).

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Fig. 3.

Weekly fluctuation in the number of laborers (A, C, E) and accumulated number of laborers (B, D, F) per ha for harvesting, training and pruning of sweet pepper crops grown at three different commercial greenhouse sites: 1 (A, B), 2 (C, D) and 3 (E, F). All greenhouses were larger than 1 ha, and crops were grown from 2020 to 2021.

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Fig. 4.

Weekly fluctuations in labor hours (A, C, E) and accumulated labor hours (B, D, F) per 1,000 m2 for harvesting, training, and pruning of sweet pepper crops grown at three different commercial greenhouse site: 1 (A, B), 2 (C, D) and 3 (E, F). All greenhouses were larger than 1 ha, and crops were grown from 2020 to 2021.

파프리카의 유인과 측지 제거는 식물체의 생장율에 의존한다. 지상부의 환경과 근권부 환경에 파프리카의 생육조건에 적합상태로 유지하게 되면 단위면적당 생장율을 일정하게 유지되지만 외부의 광량의 변화와 시설내부의 24시간 평균온도 변화에 따라 생장율은 변화된다(Park et al., 2012; Aladenola and Madramootoo, 2014). 파프리카 작기중의 24시간 평균온도가 높았던 site 2의 경우 초장의 신장율도 높게 나타났다. 초장과 각 유인, 적심과 단위면적당 수량의 완벽한 정의 상관(r > 0.98)을 나타냈으며, 초장의 증가량에 따른 작업 시간도 유의적인, 선형적인 관계를 나타났다(Fig. 5 and Table 5; p < 0.01). 초장 15cm 길이 신장에 따른 1,000m2당 유인작업 시간은 site 3이 가장 낮은 6.4시간에 비해 site 1과 2는 7.98시간이었으며, 적심작업은 site 2가 13.58시간으로 가장 노동부하가 높았으며, site 1이 10.91시간, site 3은 9.08시간으로 가장 낮았다(Table 5). 수확에 대한 노동부하는 1,000m2당 11.98시간으로 site 2가 가장 높았으며, site 3이 7.9시간으로 가장 낮았다(Table 5). site 2의 적심과 수확작업에 더 많은 노동시간이 소요되는 것은 작물의 초장의 증가율이 다른 site보다 더 높고, 작업자들의 평균 경력이 낮았기 때문으로 판단된다.

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Fig. 5.

Linear relationship between sweet pepper plant height and labor hours per 1,000 m2 for harvest, stem training, and pruning. Sweet pepper crops were grown at three different commercial greenhouse sites: 1 (A), 2 (B), and 3 (C). All greenhouses were larger than 1 ha, and crops were grown from 2020 to 2021.

Table 5.

Linear regression models of plant height with hours of labor spent on harvest, stem training, and pruning per 1,000 m2 for sweet pepper

Intercept ± SE (h) Co-efficiency ± SE (h/cm) R2
Site 1 Harvest –58.11 ± 3.015 0.583 ± 0.014 0.985
Training –16.47 ± 3.759 0.535 ± 0.019 0.962
Pruning –36.32 ± 1.644 0.727 ± 0.008 0.996
Site 2 Haverst –82.95 ± 2.955 0.799 ± 0.014 0.991
Training –3.86 ± 2.824 0.529 ± 0.014 0.975
Pruning 6.29 ± 2.799 0.906 ± 0.014 0.992
Site 3 Harvest –65.33 ± 3.085 0.529 ± 0.012 0.986
Training –16.28 ± 2.143 0.432 ± 0.009 0.986
Pruning –21.02 ± 1.314 0.605 ± 0.006 0.997

본 연구는 품종별로 생장량은 조사하였으나 품종별로 단위면적당 작업단계별로 구분하지않고 전체 온실에서의 작업상황에 대해 기록하여 분석하였다(Myung et al., 2021). Myung et al.(2021)은 인력관리 프로그램을 활용하여 37%의 작업량을 향상시켰으며, 본 연구 결과의 생육도일에 따른 초장 변화와 초장 변화에 따른 작업단계별 시간계수를 이용하여 단위면적당 노동시간을 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 예를 들어 15cm 초장 생장에 필요한 생육 도일은 Table 4의 전체 평균의 148.5°Cd가 필요하며, 유인작업시간은 6.40–7.98시간, 순치기작업 시간은 9.08–13.58시간이 소요되었다. 일평균온도를 20°C로 관리하게 되면 생육도일 148.5°Cd 도달하기 위해서는 대략 15일 정도가 소요된다. 평균온도 22°C에서는 12일, 평균온도가 18°C에서는 18일정도 소요되므로 평균온도에 따른 수확, 적심, 유인작업들의 간격과 예측되는 작업 소요시간을 예측할 수 있다(Fig. 6).

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Fig. 6.

Number of days for sweet pepper plants to reach a stem length of 15 or 20 cm as function of daily temperature. The average co-efficiency of 0.1014 cm·°Cd-1 was calculated based on Table 4.

Acknowledgements

본 연구는 농촌진흥청 연구사업(PJ01387201)의 지원에 의해 수행되었음.

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