딸기 일사량과 누적광량(DLI)·광포화·차광·보광의 관계

딸기 시설재배에서 빛은 광합성을 위한 에너지원으로 사용되기 때문에 생육과 과실 생산에 중요한 환경요인이다. 하지만 빛을 관리할 때 단순히 한낮의 일사량이 얼마나 높은지만 확인해서는 작물이 실제로 받은 빛의 양을 충분히 이해하기 어렵다. 순간적인 빛의 세기뿐만 아니라 하루 동안 작물이 받은 빛의 총량과 빛이 지속된 시간도 함께 살펴봐야 하기 때문이다.

시설에서는 계절과 날씨뿐만 아니라 피복재, 골조, 차광스크린과 작물의 잎 등으로 인해 실제 잎에 도달하는 광량이 달라진다. 특히 겨울철이나 연속된 흐린 날에는 자연광이 부족할 수 있는 반면 일사가 강한 시기에는 과도한 빛과 함께 온실 및 잎의 온도가 상승할 수 있다. 따라서 딸기의 광환경을 이해하려면 일사량과 누적광량, 광포화, 차광과 보광의 개념을 서로 연결해서 볼 필요가 있다.

딸기 일사량과 누적광량(DLI)의 차이

작물의 광환경을 표현할 때 자주 사용되는 것이 PPFD와 DLI다. PPFD는 광합성에 이용되는 파장범위의 빛이 특정 순간에 어느 정도 도달하고 있는지를 나타내는 지표다. 쉽게 말하면 현재 작물이 받고 있는 빛의 세기를 보여주는 값이라고 이해할 수 있다.

반면 DLI는 Daily Light Integral의 약자로 하루 동안 작물이 받은 광합성유효광자의 총량을 의미한다. 따라서 순간적인 PPFD가 높더라도 그러한 상태가 매우 짧게 지속되면 하루 전체의 누적광량은 생각보다 많지 않을 수 있다. 반대로 순간적인 광량이 아주 높지 않더라도 오랜 시간 빛을 받으면 상당한 누적광량을 확보할 수 있다.

이 차이는 시설재배에서 중요하다. 예를 들어 오전에 흐렸다가 오후에 잠깐 강한 햇빛이 나타난 날과 아침부터 저녁까지 일정한 햇빛이 지속된 날은 한낮의 최대 광량이 비슷하더라도 하루 누적광량은 크게 달라질 수 있다. 따라서 딸기의 광환경을 판단할 때 순간적인 최고 일사량과 함께 하루 동안 받은 빛의 총량을 살펴보는 것이 유용하다.

딸기 일사량과 광포화의 관계

빛이 부족한 상태에서는 광량이 증가하면서 일반적으로 광합성도 증가한다. 그러나 광량이 계속 증가한다고 해서 광합성률이 같은 비율로 끝없이 증가하는 것은 아니다. 어느 수준 이상에서는 광량을 더 높여도 광합성 증가폭이 작아지는 광포화 현상이 나타난다.

국내 주요 딸기 품종인 설향을 대상으로 한 연구에서는 엽온 25℃와 CO₂ 400 μmol/mol 조건에서 순광합성률의 광포화점이 약 1,750~2,000 μmol/m²/s PPFD 수준으로 나타났다. 다른 분석에서는 계절에 따라 최대 순광합성이 나타난 광량에 차이도 확인됐다. 이는 설향이 비교적 높은 광량까지 광합성에 활용할 수 있음을 보여준다.

다만 이 수치를 실제 온실의 차광 기준으로 그대로 사용하는 것은 적절하지 않다. 연구에서 측정한 것은 특정 온도와 CO₂ 조건에서 개별 잎의 순간적인 광합성 반응이기 때문이다. 실제 재배에서는 잎 온도와 습도, 수분상태, CO₂ 농도와 생육단계 등이 동시에 달라진다. 따라서 광포화점은 딸기의 빛 이용 특성을 이해하는 자료로 활용하되 실제 환경제어는 여러 조건을 함께 고려해야 한다.

딸기 누적광량 부족과 보광의 관계

겨울철 시설재배에서는 낮의 길이가 짧아지고 흐린 날이 이어지면서 하루 누적광량이 부족해질 수 있다. 또한 다단재배나 식물체가 서로 빛을 가리는 환경에서는 같은 온실 안에서도 위치에 따라 작물이 받는 광량에 큰 차이가 생길 수 있다.

2026년 발표된 설향 다단 수경재배 연구에서는 자연광 조건의 상단과 하단 사이에 하루 누적광량 차이가 지속적으로 나타났다. 전체 재배기간의 평균 DLI는 상단이 10.19 mol/m²/day, 하단이 2.96 mol/m²/day였으며, LED 보광으로 하단에 약 6.48 mol/m²/day의 추가 광량을 공급했다. 그 결과 보광된 하단의 평균 DLI는 9.44 mol/m²/day까지 증가했다.

이 연구에서는 적색과 백색을 조합한 보광에서 하단의 생육과 과실 생산성 등이 크게 개선됐다. 하지만 이것 역시 특정 다단재배 시설과 광원, 보광시간을 이용한 실험결과이므로 모든 딸기농장에서 동일한 DLI를 목표로 해야 한다는 의미는 아니다. 보광을 도입할 때는 자연광의 부족 정도와 전력비, 설치비, 재배형태와 품종 등을 함께 고려해야 한다.

딸기 차광과 보광을 함께 관리해야 하는 이유

보광이 부족한 빛을 보충하는 기술이라면 차광은 지나치게 강한 일사를 줄이는 기술이다. 서로 반대되는 것처럼 보이지만 실제 시설재배에서는 두 기술 모두 작물이 이용하기 좋은 광환경을 만드는 것이 목적이다.

강한 일사가 들어오는 시기에는 잎과 온실 내부의 온도가 상승하고 증산 요구량도 증가할 수 있다. 이때 근권에서 충분한 수분을 공급하지 못하거나 온실의 냉방 및 환기가 따라가지 못하면 작물이 스트레스를 받을 수 있다. 따라서 필요한 경우 차광스크린 등을 이용하여 과도한 복사에너지를 줄이는 방법을 고려할 수 있다.

반대로 겨울철이나 연속된 흐린 날처럼 누적광량이 부족한 환경에서는 차광을 최소화하고 시설 내부로 들어오는 자연광을 최대한 활용하는 것이 중요하다. 필요하다면 LED 등의 보광을 통해 부족한 광량을 보충할 수도 있다. 실제 설향과 매향 육묘 연구에서도 일출 전 LED 보광이 생리적 특성과 생육에 영향을 줄 수 있다는 결과가 보고됐다.

결국 딸기 광환경 관리의 목적은 무조건 많은 빛을 받게 하는 것이 아니다. 순간적인 일사량과 하루 누적광량, 온도와 습도, CO₂, 증산과 관수상태를 함께 살펴 작물이 광합성을 안정적으로 지속할 수 있는 환경을 만드는 것이 중요하다.

일사량이 부족한 시기에는 자연광을 최대한 확보하고 필요에 따라 보광을 검토하며, 과도한 일사로 잎 온도와 온실온도가 지나치게 상승하는 상황에서는 환기와 냉방, 차광 등을 종합적으로 활용할 수 있다. 이러한 관점에서 PPFD와 DLI를 함께 이해하면 단순히 날씨가 맑거나 흐리다는 판단을 넘어 딸기가 실제로 어느 정도의 빛을 이용하고 있는지를 보다 체계적으로 관리할 수 있다.

 

참고문헌 및 연구자료 - ① Yang, R., Qiu, C., Zheng, J., Ji, F., He, D., & Yang, P. (2024). “LED supplementary strategy based on hourly light integral for improving the yield and quality of greenhouse strawberries.” International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 17(5), 96-104. DOI: 10.25165/j.ijabe.20241705.8900. ② Hidaka, K. et al. (2013). “Effect of Supplemental Lighting from Different Light Sources on Growth and Yield of Strawberry.” Environment Control in Biology, 51(1), 41-47. DOI: 10.2525/ecb.51.41. ③ 최수현 외 (2021). 「수경재배 시 적산 일사량과 배지 수분 함량 복합 급액 제어에 의한 ‘설향’ 딸기의 생육 및 품질」. 생물환경조절학회지, 30(4), 367-376. DOI: 10.12791/KSBEC.2021.30.4.367.