딸기 VPD의 원리와 온도·습도·증산·기공의 관계

시설 딸기재배에서는 온도와 상대습도를 지속적으로 확인하지만 두 수치를 각각 보는 것만으로는 작물이 실제로 느끼는 공기의 건조 정도를 충분히 설명하기 어렵다. 같은 상대습도라도 온도가 달라지면 공기가 포함할 수 있는 수증기의 양이 달라지기 때문이다. 이러한 온도와 수분의 관계를 함께 이해하는 데 활용되는 지표가 VPD다.

VPD는 Vapor Pressure Deficit의 약자로 우리말로는 수증기압포차라고 한다. VPD는 공기가 최대로 포함할 수 있는 수증기압과 현재 공기가 가지고 있는 실제 수증기압 사이의 차이를 나타낸다. VPD가 커지면 일반적으로 공기가 수분을 받아들일 수 있는 여력이 커지고 식물의 증산을 유도하는 힘도 증가한다. 반대로 VPD가 매우 낮아지면 증산을 일으키는 구동력이 감소한다.

따라서 딸기의 VPD를 이해하려면 단순히 적정 수치를 외우기보다 온도와 습도, 증산과 기공이 어떻게 연결되는지를 이해하는 것이 중요하다.

딸기 VPD의 원리와 온도의 관계

VPD를 이해하기 위해서는 먼저 포화수증기압의 개념을 알아야 한다. 공기가 포함할 수 있는 최대 수증기량은 온도에 따라 달라진다. 일반적으로 온도가 높아질수록 포화수증기압이 증가한다. 따라서 상대습도가 같더라도 온도가 달라지면 VPD 역시 달라질 수 있다.

예를 들어 상대습도가 동일하게 70%인 두 온실이 있다고 하더라도 한쪽의 온도가 낮고 다른 쪽의 온도가 높다면 작물이 경험하는 증산환경이 완전히 동일하다고 볼 수 없다. 온도가 높은 환경에서는 포화수증기압 자체가 커지기 때문에 실제 수증기압과의 차이도 커질 수 있다.

이 때문에 스마트팜에서 상대습도만 확인해서 공기가 건조하거나 습하다고 판단하는 데에는 한계가 있다. 온도와 상대습도를 이용해 VPD를 함께 살펴보면 현재 공기가 작물의 증산에 어느 정도의 영향을 줄 수 있는지 보다 구체적으로 이해할 수 있다.

실제로 식물의 증산을 더욱 정확하게 이해하려면 공기온도뿐 아니라 잎의 온도도 고려할 필요가 있다. 잎과 주변 공기 사이의 수증기압 차이가 실제 잎의 수분손실과 직접적으로 연결되기 때문이다.

딸기 VPD와 습도·결로의 관계

온실 내부의 상대습도가 높아지면 일반적으로 VPD는 낮아진다. 특히 해가 진 이후 온도가 떨어지고 온실의 환기량까지 감소하면 상대습도가 빠르게 상승하면서 VPD가 매우 낮아질 수 있다.

VPD가 지나치게 낮은 상태에서는 잎과 공기 사이의 수증기압 차이가 작아져 증산의 구동력이 감소한다. 동시에 온실 내부의 수증기가 많고 잎이나 피복재의 표면온도가 이슬점에 가까워지면 결로가 발생할 가능성도 높아진다.

설향을 재배한 온실의 피복재와 보온스크린을 비교한 연구에서도 야간 상대습도가 약 85% 이상으로 높게 나타났으며, VPD가 낮았던 온실에서 더 높은 수준의 결로가 관찰됐다. 연구에서는 VPD를 온실의 결로 가능성을 평가하는 지표로 활용할 수 있다고 설명했다.

따라서 야간에 높은 상대습도가 나타나는 온실에서는 단순히 습도 숫자만 확인하기보다 온도와 VPD, 이슬점과 실제 결로 여부를 함께 살펴보는 것이 좋다. 특히 꽃과 과실, 잎 표면이 장시간 젖어 있는 환경은 병해관리 측면에서도 주의할 필요가 있다.

딸기 VPD와 증산·관수의 관계

VPD는 작물의 증산을 움직이는 주요 환경요인 중 하나다. VPD가 증가하면 잎 내부와 주변 공기 사이의 수증기압 차이가 커지면서 일반적으로 수분이 외부로 이동하려는 힘이 증가한다.

따라서 맑은 날 일사와 온도가 상승하면서 VPD까지 증가하면 딸기의 수분 요구량이 커질 수 있다. 이때 근권에서 충분한 물을 공급할 수 있다면 작물은 뿌리를 통해 물을 흡수하고 잎에서 증산을 지속한다.

반대로 배지의 수분이 부족한 상황에서 높은 VPD가 발생하면 작물이 필요로 하는 수분을 뿌리가 충분히 공급하지 못할 수 있다. 딸기는 수분부족에 민감하며 실제 연구에서도 수분이 제한됐을 때 기공전도도와 광합성률이 감소하는 반응이 나타났다. 이러한 반응에는 품종 사이에도 차이가 확인됐다.

따라서 VPD가 높다고 관수량을 무조건 늘리는 것도 적절하지 않다. 일사량과 배지 함수상태, 배액량과 EC, 뿌리상태 및 식물체의 크기를 함께 확인해야 한다. 결국 VPD는 관수량을 자동으로 결정하는 숫자라기보다 작물이 어느 정도의 증산 요구를 받고 있는지 판단하는 환경정보 중 하나로 활용하는 것이 합리적이다.

딸기 VPD와 기공·광합성의 관계

딸기 잎의 기공은 수분이 빠져나가는 통로인 동시에 광합성에 필요한 CO₂가 들어오는 통로이기도 하다. 따라서 기공의 움직임은 증산과 광합성을 연결하는 중요한 역할을 한다.

VPD가 증가하면 처음에는 증산을 일으키는 구동력이 커질 수 있다. 그러나 지나치게 건조한 환경이 지속되고 식물의 수분공급 능력이 이를 따라가지 못하면 작물은 수분손실을 줄이기 위해 기공전도도를 낮출 수 있다. 기공이 닫히면 수분손실은 감소하지만 동시에 잎 내부로 들어오는 CO₂ 역시 제한될 수 있어 광합성에도 영향을 줄 수 있다.

최근 딸기의 물 이용효율에 관한 연구들을 정리한 리뷰에서도 높은 VPD는 딸기의 증산 요구를 증가시키는 동시에 기공전도도와 탄소동화, 수량 및 과실품질에 영향을 줄 수 있는 환경 스트레스 요인으로 설명된다. 특히 높은 VPD의 영향은 온도와 근권 수분상태 등 다른 조건에 따라 달라질 수 있다.

따라서 VPD를 높게 유지하면 무조건 증산과 양분흡수가 증가한다고 해석하는 것은 주의해야 한다. 실제 식물의 반응은 VPD뿐 아니라 뿌리가 공급할 수 있는 물의 양과 일사량, 온도 및 기공의 반응에 의해 결정된다.

딸기 VPD를 환경제어에 활용하는 방법

VPD의 가장 큰 장점은 온도와 상대습도를 하나의 관점에서 해석할 수 있다는 점이다. 그러나 특정 VPD를 모든 딸기농장의 절대적인 적정값으로 설정하는 방식은 바람직하지 않다.

실제 설향 온실을 대상으로 한 연구에서도 기존 문헌에서 제시한 여러 VPD 기준을 비교했는데 연구자와 재배조건에 따라 제안되는 범위가 서로 달랐다. 이는 VPD가 중요한 환경지표이지만 품종과 생육단계, 일사와 재배방식 등을 함께 고려해야 한다는 것을 보여준다.

스마트팜에서는 VPD를 일사량과 함께 기록하면 활용도가 높아진다. 맑은 날 낮에 일사와 VPD가 동시에 증가할 때는 작물의 증산 요구와 배지 수분상태를 확인하고, 반대로 야간에 VPD가 매우 낮아질 때는 상대습도와 결로 발생 여부를 살펴볼 수 있다.

여기에 공급·배액 EC와 관수량, 배지 함수율 등을 함께 기록하면 환경 변화가 실제 근권과 작물에 어떤 영향을 주는지도 비교할 수 있다. 결국 VPD의 목적은 특정 숫자를 맞추는 것이 아니라 온도와 습도만으로 파악하기 어려웠던 작물의 증산환경을 보다 체계적으로 이해하는 데 있다.

딸기 VPD는 온도와 습도, 증산과 기공을 서로 연결해 주는 중요한 환경지표다. VPD가 지나치게 낮으면 증산 구동력이 감소하고 결로 위험이 커질 수 있으며, 지나치게 높은 환경에서는 작물의 수분 요구가 증가하고 상황에 따라 기공전도도와 광합성이 제한될 수 있다.

따라서 딸기 수경재배에서는 VPD 하나만 독립적으로 제어하기보다 일사량과 온도, 상대습도, CO₂, 근권의 수분상태와 관수를 함께 살펴보는 것이 중요하다. 이러한 자료를 지속적으로 기록하고 작물의 반응과 비교하면 자신의 온실에 적합한 환경관리 전략을 만드는 데 활용할 수 있다.

 

참고문헌 및 연구자료 - ① Jo, W.J. et al. (2021). “Estimation of Evapotranspiration and Water Requirements of Strawberry Plants in Greenhouses Using Environmental Data.” Frontiers in Sustainable Food Systems, 5, 684808. DOI: 10.3389/fsufs.2021.684808. ② “Development of a strawberry transpiration model based on a simplified Penman-Monteith model under different irrigation regimes.” Horticulture, Environment, and Biotechnology (2025). DOI: 10.1007/s13580-025-00677-z. ③ 한민희·김진현·방지웅·이재한·정현우 (2024). 「스마트팜 우수농가 빅데이터를 이용한 딸기 온실 일간 환경관리 전략 및 작물 생육 지표 분석」. 생물환경조절학회지, 33(4), 491-497. DOI: 10.12791/KSBEC.2024.33.4.491.