cannabis CO2 보충: ppm, 안전성, 투자수익률(ROI) 가이드

목차

• 왜 CO2 보충이 cannabis 재배에서 과장되는 경우가 많은가
• 잎 수준과 캐노피 수준에서 cannabis가 상승된 CO2에 어떻게 반응하는가
• 언제 CO2 보충이 타당하고 언제 그렇지 않은가
• 실내 cannabis에 대한 최적 CO2 ppm 수준
• CO2 공급 방식: 실린더, 버너, 그리고 신뢰도가 낮은 대안들
• CO2를 재배실 환경의 나머지와 통합하기
• 안전, 작업자 노출, 그리고 고장 모드
• 소형, 중형, 상업용 실의 비용-편익 분석
• 실무상의 설치, 보정, 문제해결

왜 CO2 보충이 cannabis 재배에서 과장되는 경우가 많은가

CO2는 만능 수확 증폭 장치가 아니라 조건적인 투입 요소다. Cannabis는 추가된 이산화탄소에 반응할 수 있고 때로는 매우 잘 반응하지만, 그것은 방 안의 다른 요소들이 이미 제대로 작동할 때에만 유효하다: 캐노피 수준의 충분한 광량, 안정된 잎 온도, 충분한 급수, 충분한 영양분, 충분한 근권 산소, 그리고 목표 농도를 유지할 수 있을 만큼의 환경 제어(가스가 틈으로 바로 빠져나가지 않도록). 그래서 “CO2는 항상 수확을 증가시킨다”는 일반화된 주장은 오해의 소지가 있다. 많은 초보 재배에서는 돈과 노력을 CO2에 쓰기보다는 먼저 광 강도, 캐노피 균일성, 관개 오류, 불안정한 온·습도 등을 고치는 데 쓰는 편이 더 낫다.

널리 퍼진 주장: CO2가 많을수록 수확이 늘어난다

판매 구호는 단순하다: 식물은 광합성에 CO2가 필요하므로 CO2를 올리면 수확이 증가해야 한다. 여기에 일면의 진실이 있는 것이 사실이며, 그래서 이런 주장이 쉽게 퍼진다. 토지·농업 관련 대학의 온실 지침은 흔히 C3 작물을 주간 동안 약 700~1,000 ppm 범위로 풍부하게 했을 때 성장이 증가한다고 보고하며, UConn Extension은 적절한 조건에서 약 25%의 이득을 언급한다. 그러나 그러한 수치는 엄격히 관리된 온실 생산에서 나온 것이지, 배기 팬이 약하고 LED 분포가 고르지 못한 여분 방의 텐트들에서 나온 것이 아니다.

Cannabis 재배자들은 종종 온실 채소 및 관상식물 문헌에서 이런 수치를 물려받아 포럼 규칙처럼 “더 큰 꽃을 위해 1,200~1,500 ppm으로 운전하라”로 부풀려 말하곤 한다. 그 도약은 동료 검토된 cannabis 경제학으로 충분히 뒷받침되지 않는다. 업계 관행 보고서는 많은 밀폐된 개화실들이 800~1,200 ppm을 목표로 한다고 보고하지만, 그것이 모든 정원이 동일하게 이득을 본다는 증거이거나 더 높게 밀어붙이는 것이 항상 이득이라는 증거는 아니다.

식물 생리학이 실제로 말하는 것

Cannabis는 C3 식물이다. 생리학 관점에서 상승된 CO2 하에서 광합성률을 증가시킬 수 있다. Chandra 등은 높은 조사도에서의 cannabis 광합성 연구에서 그 반응이 주변 조건에 크게 좌우된다는 것을 발견했다. 식물은 빛이 충분히 강하고 잎이 적절한 온도 범위에서 작동할 때에만 추가 CO2를 추가 탄수화물로 전환한다. 광자가 부족하면 탄소는 병목이 아니다. 병목은 빛이다.

Purdue의 통제환경농업 자료는 이 점을 원예 작물에 대해 분명히 지적한다: 상승된 CO2는 PPFD가 이미 높을 때 가장 도움이 된다. Bruce Bugbee와 Utah State의 통제환경 연구도 같은 상호작용을 오랫동안 강화해왔다. 더 많은 CO2가 어두운 조명, 과습된 뿌리, 만성적 영양 불균형, 혹은 열 스트레스를 보상해주지는 못한다. 또한 야간에는 광합성이 일어나지 않으므로 아무 유효 효과가 없고 위험과 가스 낭비만 증가시키는 이유로 Utah State 등은 주간 투여만을 권장한다.

왜 대기 공기 자체가 이미 약 420 ppm인지

많은 재배자들은 식물이 보통 공기에서 굶주리고 있는 것처럼 CO2를 이야기한다. 그렇지 않다. NOAA의 Global Monitoring Laboratory는 2024년 Mauna Loa에서 연평균 농도를 422.8 ppm으로 보고했다. 그것이 기준선이다. 따라서 실을 800, 1,000, 1,200 ppm으로 풍부하게 하는 것은 작은 조정이 아니다; 대기 농도를 약 2배~3배로 올리는 것이다.

이는 두 가지 이유로 중요하다. 첫째, 출발점 자체가 적절한 조명이 있는 방에서는 이미 괜찮은 성장을 지원할 만큼 충분히 높다. 둘째, 상승된 설정값을 유지하려면 실제 방 제어가 필요하다. 텐트가 계속 환기되고 있다면 풍부화는 추가되자마자 빠져나간다. 많은 소형 재배는 바닥에 구멍이 뚫린 양동이를 채우려 하는 셈이다.

실제로는 보통 CO2가 주된 제한 요인이 아니다

실무에서는 대부분의 성능 미달 실내 cannabis 재배가 약한 캐노피 광, 불량한 공기 분포, 불규칙한 관개, 뿌리 스트레스, 또는 온도·습도를 유지하지 못하는 HVAC 때문에 제한된다. 그러한 방에 CO2를 추가하면 거의 반응이 없거나 오히려 더 빠른 성장이 증산(transpiration)과 잠열 부하를 높여 제어하기 어려운 환경을 만들 수 있다.

핵심 입장은 단호하다: 대부분의 초보 실내 정원은 CO2를 조기 업그레이드로 취급해서는 안 된다. 먼저 광 강도와 분포를 개선하고, VPD와 잎 온도를 안정화하고, 급수 관행을 고치고, 방을 더 밀폐하여 제어 가능하게 만들어야 한다. 그런 요소들이 갖춰진 후에야 풍부화는 속임수에서 농학적 도구로 바뀐다.

잎 수준과 캐노피 수준에서 cannabis가 상승된 CO2에 어떻게 반응하는가

실내 cannabis는 추가 CO2를 마술 같은 수확 신호로 보지 않는다. 그것을 원료로 본다. 그 차이가 중요하다.

대기 공기는 현재 약 420 ppm을 조금 웃돈다; NOAA의 Global Monitoring Laboratory는 2024년 Mauna Loa의 연평균을 422.8 ppm으로 보고했다. 따라서 재배자가 800~1,200 ppm으로 방을 운전한다고 말할 때, 이는 작고 미세한 조정이 아니다. 잎 주위의 농도를 대략 두 배 또는 세 배로 올리는 것이다. 그게 결실을 맺는지는 잎이 그 CO2로 무엇을 할 수 있는지에 달려 있다.

광합성, 기공, 탄소 고정

Cannabis는 C3 식물이다. C3 광합성에서 효소 Rubisco는 CO2를 결합해 당으로 전환 가능한 탄소 화합물로 고정한다. Rubisco는 느리고 불완전하다. 때로는 CO2 대신 산소를 결합해 광호흡(photorespiration)을 일으키며, 이는 에너지를 소모하고 순 탄소 이득을 감소시킨다. 잎 주위의 CO2 농도를 올리면 이러한 확률이 바뀐다. Rubisco에 더 많은 CO2가 제공되고 산소의 경쟁력은 상대적으로 떨어진다. 순 광합성률이 상승할 수 있다.

이것이 풍부화의 기본 메커니즘이다. 실재한다. 그러나 거기서 멈추면 불완전하다.

CO2는 기공(stomata)을 통해 잎으로 들어오는데, 기공은 탄소 섭취와 수분 손실을 균형시키는 조절 가능한 구멍이다. 상승된 CO2 하에서 많은 식물은 기공을 일부 닫으면서도 탄소 동화율을 유지하거나 증가시킨다. 이는 내재적 수분 사용 효율을 개선할 수 있다. 단일 잎 수준에서는 거의 장점만 있는 것처럼 보인다. 그러나 잎은 고립되어 존재하지 않는다. 캐노피, 관개 스케줄, 근권 산소, 방의 수분 제거 능력 등이 추가로 고정된 탄소가 유용한 바이오매스와 꽃으로 전환되는지를 좌우한다.

Cannabis 특화 데이터는 인기 가이드들이 암시하는 만큼 풍부하지 않다. Chandra 등은 통제된 조건에서의 cannabis 잎 생리 연구에서 높은 조사도 하에서 상승된 CO2가 광합성률을 증가시킬 수 있음을 보였다. 이는 일반적인 식물 생리 모델을 지지한다. 그러나 이것이 모든 방, 모든 품종, 모든 생장 단계가 동일하게 반응한다거나 1,000 ppm에서 1,500 ppm으로 올리는 것이 효율적이라는 것을 증명하지는 못한다. 많은 C3 작물에 대한 대학 온실 지침은 생산적 범위를 광주기 동안 대략 700~1,000 ppm 근처로 두는 경향이 있으며, 그 이상에서는 수익 감소가 발생한다. Cannabis 재배자들이 그 범위를 넘는 수치를 확정된 과학인양 인용하는 것은 부적절하다.

왜 높은 광량이 풍부화의 가치를 바꾸는가

빛이 상한을 정한다. 광자 공급이 낮으면 추가 CO2는 제한된 가치만 갖는데, 그 이유는 칼빈 회로가 그것을 구동할 빛 반응을 능가할 수 없기 때문이다. Purdue의 통제환경농업 자료는 이 점을 명확히 한다: 상승된 CO2는 PPFD가 이미 높은 경우에 가장 중요하다. Bruce Bugbee의 통제환경 원예 연구도 같은 결론을 내린다. 탄소는 광자를 대체할 수 없다.

Cannabis의 경우 이는 PPFD와 일일광합성총량(DLI)이 부수적 사항이 아니라 관문이라는 의미다. 캐노피가 짧은 광주기 동안 적당한 PPFD만 받는다면, 풍부화가 중요할 정도로 CO2 제한 상태에 이르지 못할 수 있다. 약하게 조명된 텐트에서는 가스가 종종 실제 병목인 불충분한 빛 가로채기에 대한 값비싼 방해물로 작용한다.

강한 조사도 하에서는 상황이 달라진다. 높은 PPFD는 CO2에 대한 광합성 수요를 증가시키므로, 특히 경계층과 불완전한 공기혼합을 가진 조밀한 캐노피에서는 잎 표면에서 대기 공기가 제한적일 수 있다. 그러면 풍부화는 단일 잎에서 챔버로 측정한 증가뿐 아니라 순 캐노피 광합성을 향상시킬 수 있다. 그래서 CO2를 풍부화하는 상업용 밀폐실들은 보통 고밀도 조명과 높은 DLI를 추구한다. 패키지가 성과의 포인트다. 제어 없는 빛은 식물을 표백하거나 스트레스에 빠뜨릴 수 있다. 충분한 빛 없이 CO2만 올려도 거의 효과가 없다. 둘을 적절히 결합하면 반응이 의미 있게 나타날 수 있다.

이것이 바로 주간 투여가 표준 온실 관행인 이유이기도 하다. Utah State의 연장(extension) 지침은 광합성은 주간에만 일어나므로 암시에 풍부화는 낭비라고 권고한다.

온도 상호작용: 상승된 CO2 환경에서 실이 더 따뜻하게 운전되는 이유

상승된 CO2는 온도 상황을 두 가지 방식으로 바꾼다. 첫째, 탄소 공급에 덜 제한받을 때 캐노피는 평상시 대기 CO2 하에서보다 덜 유리한 잎 온도에서도 강한 빛을 계속 이용할 수 있다. 둘째, 부분적인 기공 폐쇄는 증산 냉각을 줄여 잎 온도가 실내 공기보다 상대적으로 상승할 수 있다.

이 때문에 풍부화된 실은 조명 작동 시 비풍부화 실보다 더 따뜻하게 운전되는 경우가 많다. 이는 미신이 아니다. 기본적인 식물 생리에서 비롯된다. 많은 C3 작물에서 CO2가 상승하면 광호흡이 억제되어 광합성의 온도 최적점이 상승하는 경향이 있다. Cannabis도 일반적인 패턴을 따르는 것으로 보이나 품종별 증거는 아직 제한적이다. 낮시간 온도 목표를 조정하지 않고 풍부화를 하는 재배자는 반응의 일부를 놓칠 수 있다. 반면 충분한 빛, 관개 제어, 제습이 없는 상태에서 온도를 올리면 전혀 다른 문제가 생긴다.

따뜻해진 풍부화 캐노피는 방 전체의 수요를 증가시킨다. 더 빠른 성장은 캐노피 규모가 커지고 활동량이 늘어나므로 총 증산량이 증가할 수 있다. 만약 냉방과 제습이 부족하면 방은 목표에서 벗어나고 VPD가 이동하며 병해 부담이 변한다. 이전에 맞았던 관개 타이밍이 더 이상 적절하지 않을 수 있다. 이러한 지점에서 “CO2가 많으면 수확이 더 늘어난다”는 단순화된 주장은 무너진다.

품종 변이와 한 가지 목표가 모든 방에 맞지 않는 이유

실제에서 Cannabis는 단일 식물이 아니다. 잎 형태, 기공 행동, 캐노피 밀도, 개화 시기, 싱크 강도는 품종마다 다르다. 풍부화에 대한 반응도 품종마다 다르다.

어떤 품종은 높은 빛 하에서 추가된 탄소를 더 빠른 성장과 무거운 꽃으로 전환할 수 있다. 다른 품종은 먼저 다른 병목에 부딪힌다: 영양 전달, 근권 한계, 열 스트레스, 약한 하부 캐노피 광, 또는 단순한 유전적 한계 등이다. 생장 단계 또한 중요하다. 묘목, 클론, 스트레스 받은 식물은 공격적인 CO2 목표를 정할 만한 경우가 거의 없다. 활발한 영양생장기 및 초기~중기 개화기는 잎 면적과 빛 흡수가 높기 때문에 반응이 더 현실적이다.

그래서 하나의 보편적 목표치는 좋지 않은 관행이다. 강한 PPFD, 고른 캐노피 구조, 안정된 관개, 우수한 HVAC를 가진 방이 900 ppm을 유지하는 것이 불충분한 밀폐와 주변 광 분포가 불량한 방에서 1,400 ppm을 쫓는 것보다 더 좋은 결과를 낼 수 있다. University of Georgia와 UConn의 온실 지침은 공통 원칙을 지지한다: 다른 요소들이 제한 요인이 되면 이득은 평탄해지며, 많은 C3 작물에 대한 생산적 범위는 cannabis 포럼에서 자주 인용되는 수치보다 훨씬 낮다.

증거 기반 입장은 단순하다. 상승된 CO2는 cannabis 광합성률과 때로 수확을 증가시킬 수 있으나, 그것은 방이 이미 탄소 공급이 실제로 제한 요인이 되는 지점 근처에서 작동하고 있을 때에만 그렇다. 한 품종, 한 시설, 혹은 소셜 미디어의 한 재배 로그에서 얻은 결과가 자동으로 다른 곳으로 전이되지는 않는다. 이는 조심하라는 권고가 아니라 식물 생리가 작동하는 방식이다.

언제 CO2 보충이 타당하고 언제 그렇지 않은가

CO2 풍부화는 기본값 업그레이드가 아니다. 그것은 조건부 업그레이드다. 대기 공기는 이미 충분한 이산화탄소를 포함하고 있으므로, 빛이 부족하거나 열 스트레스를 받거나 영양이 부족하거나 과습하거나 실내 공기를 자주 교환하는 작물에 대해 CO2는 우선순위가 아니다. NOAA는 2024년 Mauna Loa 연평균을 422.8 ppm으로 보고했으므로, 실을 800~1,200 ppm으로 옮기는 것은 대기 농도를 두 배 또는 거의 세 배로 늘리는 것을 의미하며, 이는 사소한 조정이 아니다. 그럴 가치는 시스템의 나머지 요소가 실제로 그 CO2를 사용할 수 있을 때만 발생한다.

이득을 볼 수 있는 방: 밀폐되고 고광량이며 엄격하게 제어되는 환경

풍부화의 가장 강한 근거는 밀폐되었거나 거의 밀폐된 방에서 높은 캐노피 광, 안정된 잎 온도, 양호한 공기 혼합, 반복 가능한 관개 또는 비료관개(fertigation)를 운영하는 경우다. Purdue의 통제환경농업 지침과 Bruce Bugbee의 원예 연구는 같은 기본 규칙을 가리킨다: 상승된 CO2는 빛이 이미 충분히 높아서 탄소가 광자가 아닌 병목일 때에만 광합성률을 높인다. Chandra 등 cannabis 생리학 연구도 높은 조사도 하에서의 일반적 패턴을 지지하지만, 정확한 이득은 품종과 조건에 따라 달라진다.

이것이 상업용으로 CO2의 이득을 보는 방들이 보통 단순한 텐트가 아닌 이유다. 그들은 성장률 증가 후에 온도와 VPD를 유지할 수 있을 만큼의 HVAC와 제습을 갖춘 제어된 공간이다. 빠른 동화는 보통 더 많은 바이오매스, 더 많은 증산, 더 큰 잠열 부하를 의미하므로 중요하다. 방이 캐노피가 가속되자마자 더 뜨거워지고 습해진다면 이론적 CO2 이득은 사라질 수 있다.

정교하게 조율된 방에서는 조명 작동 시 800~1,000 ppm이 온실 확장 지식에서 도출된 합리적 증거 기반 대역이다. 이것은 cannabis 전용 법칙이 아니다. UConn Extension은 적절한 빛과 통풍구 닫힘 조건에서 약 1,000 ppm이 식물 성장을 약 25% 증가시킬 수 있음을 언급한다. University of Georgia 자료도 많은 C3 작물에서의 유용 구간을 약 700~1,000 ppm으로 두며 그 이상에서는 수익 감소를 언급한다. 이것은 포럼에서 1,500 ppm을 자동으로 더 낫다고 여기는 습관을 약화시킨다. 종종 그렇지 않다.

보통 풍부화를 해서는 안 되는 방: 환기되는 텐트와 불안정한 공간

활성 배기 팬이 있는 텐트는 대체로 부적절한 후보다. 이유는 단순하다: 가스를 주입하면 팬이 그것을 밖으로 보낸다. 그건 풍부화가 아니다. 미터기가 달린 낭비다.

반개방형 방은 환기 이벤트 사이에 CO2를 순간적으로 올릴 수 있지만, 공기교환이 최소화되어 통제가 잘 되지 않으면 경제성이 빠르게 약해진다. 온도 관리가 정기적으로 실내 공기를 덤핑하는 방식에 의존한다면, 먼저 광 분포, 캐노피 균일성, 기후 제어에 집중하라. 그것들이 보통 CO2 추가보다 더 큰 보상을 준다.

불안정한 방에도 동일하게 적용된다. 온도 변동, 조명 종료 시 습도 급증, 관개 타이밍의 흔들림, EC와 기질 수분이 일관되지 않다면 CO2는 기본이 갖춰지기 전에 도착하는 셈이다. 상승된 CO2는 근권 문제, 불량한 건조 회복(dryback), 영양 결핍, 약한 캐노피 기류를 고칠 수 없다.

생장 단계: 클론, 영양생장, 개화, 후기 개화

발달 단계는 답을 바꾼다. 갓 자른 삽목, 묘목, 새로 뿌리낸 클론은 CO2 후보로 부적절하다. 잎 면적이 작고 대사 활동이 확립 단계에 의해 제한되는 경우가 많아 높은 풍부화는 복잡성만 늘리고 성과는 적다. 스트레스 받은 식물도 마찬가지다. 병해, 뿌리 손상, 과습, 영양 불균형을 겪는 캐노피는 더 많은 CO2가 있다고 해서 생산적이 되지 않는다.

영양생장은 풍부화가 농학적으로 의미를 갖기 시작하는 시기이며, 특히 캐노피가 상당한 빛을 흡수하기 시작한 때에 해당한다. 초기~중기 개화기도 또 다른 일반적인 목표 시기인데, 그때는 잎 면적, 빛 포획, 싱크 수요가 모두 높다. 많은 밀폐실 재배자들이 산업 관행으로 조명 작동 시 800~1,200 ppm을 운전하는 이유가 여기에 있다. 다만 출판된 cannabis 증거가 그 범위 상단을 보편적으로 정당화하지는 않는다.

후기 개화는 다르다. 화아 발달이 종료에 접근하면 추가 광합성으로 인한 경제적 창이 좁아진다. 많은 재배자가 그때 풍부화를 줄이거나 중단하는데, 특히 실이 이미 습도 관리를 압박하고 있다면 더욱 그렇다.

야간 투여는 거의 항상 실수다. Utah State 온실 지침은 풍부화는 광주기 동안에만 해야 한다고 명확히 한다. 어둠 속에서의 투여는 비용과 안전 부담만 늘릴 뿐 동화에는 도움이 되지 않는다.

CO2가 시기상조임을 의미하는 적신호

다음 중 하나라도 해당하면 CO2는 아마도 시기상조이다: 캐노피 수준의 낮은 PPFD, 일상적 배기 팬 사용, 용량 부족의 AC, 용량 부족의 제습기, 불량한 방 밀폐, 고르지 못한 관개, 빈번한 식물 스트레스, 또는 보정된 NDIR 센서가 없는 컨트롤러. 또 다른 적신호는 작업자 안전을 무시하면서 CO2 목표치를 쫓는 것이다. OSHA는 8시간 허용 노출 한도를 5,000 ppm으로 규정하고 CDC/NIOSH는 즉시 생명·건강에 위험한 수준(IDLH)을 40,000 ppm으로 보고한다. 어떤 밀폐된 풍부화 실도 경보, 인터록, 고장 시 차단을 갖춰야 한다.

실용적 의사결정 프레임워크는 단도직입적이다. 방이 밀폐되고 밝고 안정적이며 이미 잘 관리되고 있다면 CO2는 수확을 더할 수 있다. 방이 환기되거나 어둡고 불안정하거나 아직 튜닝 중이라면 가스를 넣기 전에 방을 개선하라.

실내 cannabis에 대한 최적 CO2 ppm 수준

대기 기준선 대 풍부화 설정값

실외 공기는 이미 출발점이다. NOAA Global Monitoring Laboratory에 따르면 2024년 Mauna Loa의 연평균은 422.8 ppm이었다. 이는 중요하다. 실내 cannabis 재배자들은 종종 CO2 풍부화를 마치 작은 조정인 것처럼 이야기하지만, 그렇지 않다. 실을 대기에서 900 혹은 1,100 ppm으로 옮기는 것은 캐노피에 사용 가능한 이산화탄소를 대략 두 배 또는 거의 세 배로 늘리는 것이다.

그것은 강력해 보일 수 있고, 올바른 조건에서는 실제로 그렇다. 그러나 기준선은 또 다른 이유로 중요하다: 방이 심하게 새고 자주 열리거나 공기를 계속 교환하면 목표 값은 빠르게 대기로 돌아간다. 환기되는 텐트에서 “1,000 ppm 목표”는 종종 가스를 밖으로 배출하는 데 돈을 쓰는 것과 같다.

Cannabis는 C3 식물이므로 식물생리학적으로 상승된 CO2에 광합성률로 반응할 수 있다. Chandra 등은 조사도가 충분히 높을 때 cannabis 잎이 풍부화된 CO2 하에서 광합성을 증가시킬 수 있음을 보여주었다. 걸림돌은 재배자들이 자주 생략하는 부분이다: 반응은 광 강도, 잎 온도, 수분 상태, 영양에 의존한다. 이러한 조건이 갖춰지지 않으면 추가 CO2가 적어도 농업적 이득으로 환산되지 않는다.

그래서 대기 대 풍부화는 단순한 수치 선택이 아니다. 방 설계 문제다. 재배실이 밀폐되어 있지 않고 잘 혼합되지 않으며 캐노피 수준에서 충분한 PPFD를 제공하지 못한다면, 기준선에 가까이 머물고 기본기를 먼저 개선하라.

실용적 운전 범위: 800~1,200 ppm

실내 cannabis에 대해 실용적 목표 범위는 밀폐되고 잘 제어되는 방에서 조명 작동 시 대략 800~1,200 ppm이다. 이 범위는 강건한 cannabis 전용 경제실험보다 광범위한 통제환경농업 지침과 더 일치하며, 그 차이는 분명히 해야 한다. UConn Extension은 적절한 빛과 환기구 폐쇄 조건에서 약 1,000 ppm으로의 풍부화가 성장을 약 25% 증가시킬 수 있음을 언급한다. University of Georgia 온실 교육 자료도 많은 C3 작물의 일광 시간 중 흔한 풍부화 프로그램을 700~1,000 ppm 범위로 제시한다. 업계의 cannabis 관행은 특히 개화실에서 1,200 ppm까지 이를 때가 많다.

따라서 800~1,200 ppm은 방어 가능한 실무 대역이지 마법의 숫자는 아니다.

하한인 약 800~900 ppm에서는 많은 방이 제어가 불완전할 때 가스를 덜 낭비하면서 대부분의 쉬운 이득을 잡는다. 약 1,000 ppm은 많은 고광량 밀폐실에 합리적인 중간 목표다. PPFD가 높고 캐노피 온도가 상승된 CO2에 맞춰 관리되며 관개가 정밀하고 방이 실제로 농도를 유지하면 1,100~1,200 ppm으로 미는 것이 타당할 수 있다. 그 조건들 중 어느 하나라도 약하면 더 높은 설정값은 종종 단지 더 많은 누출 비용일 뿐이다.

이것이 많은 소형 재배자들이 잘못되는 지점이기도 하다. 그들은 고르지 못한 광 분포, 불량한 건조 회복 제어, 또는 용량 부족의 제습기를 고치기도 전에 실린더와 컨트롤러를 추가한다. 그런 상황에서 900 ppm은 작물을 구제하지 못한다. 더 나은 조명, 관개, HVAC가 보통 더 큰 보상을 준다.

왜 1,200 ppm을 넘기면 보통 수익 체감이 발생하는가

인터넷 기본값인 1,500 ppm은 약하게 뒷받침된다. “CO2가 더 많다”는 것이 “수확이 더 많다”처럼 들리기 때문에 지속되지만, 식물 반응 곡선은 무한히 직선으로 상승하지 않는다. CO2가 상승하면 다른 한계들이 등장한다: 광자, 잎 온도, 기공 행동, 근권 산소, 영양 공급, 싱크 강도, 품종 유전 등. University of Georgia 지침은 대략 1,000 ppm을 넘으면 다른 요인이 제한되면서 이득이 평탄해지는 온실 현실을 반영한다. Purdue의 CEA 자료도 낮거나 중간 PPFD 하에서는 풍부화가 훨씬 작은 보상을 준다는 기본 요점을 제시한다.

Cannabis 특화 생리학도 같은 방향을 가리킨다. Chandra의 연구와 이후의 통제환경 연구는 높은 조사도 하에서의 긍정적 반응을 보여주지만, 이들이 1,500 ppm을 보편적 기본값으로 확립하지는 못한다. 그 숫자는 주로 재배 관습이지 정착된 농학이 아니다.

또한 방 제어에 대한 페널티가 있다. 더 높은 설정값은 모든 약점을 증폭시킨다. 누출 하나하나가 더 큰 비용을 발생시킨다. 불량한 혼합은 더 큰 핫스팟과 데드존을 만든다. 버너 기반 시스템은 이미 한계에 가까운 HVAC에 더 많은 열과 수증기 압력을 더한다. 제습과 냉방이 부족하면 상승된 CO2는 성장을 가속하면서 방을 목표 VPD에서 더 멀어지게 한다. 이것은 최적화가 아니라 오류의 증폭이다.

1,500 ppm이 모든 개화실의 표준이라는 포괄적 주장에 대해서는 회의적이어야 한다. 많은 실에서 추가 가스를 정당화할 만큼 생산적이지 않거나 일부 실에서는 제어를 악화시키기도 한다.

주간 투여와 센서 배치

CO2는 광주기 동안에만 투여하라. Utah State Extension 및 다른 온실 프로그램들은 이 점에 대해 명확하다: 식물은 어둠 속에서 광합성을 하지 않으므로 야간 주입은 낭비다. 비용과 안전 위험만 증가시킨다. 간단한 규칙이 잘 작동한다: 조명이 켜진 후 주입을 시작하고 조명이 꺼지기 전이나 꺼짐과 동시에 중지하라. 컨트롤러 로직은 조명 스케줄과 연동되어야 한다.

센서 배치는 설정값만큼 중요하다. 기본 NDIR 센서를 캐노피 높이에 두되 직접 분사구 근처, 벽에 밀착된 위치, 혹은 송풍기 직격류에 놓지 마라. 센서가 천장 근처에 있고 무거운 CO2가 저층에 쌓인 뒤 혼합되기 전에 측정하면 오도된 값이 나올 수 있다. 배관 배출구 바로 아래에 놓이면 과대평가되어 주입을 일찍 차단할 수 있다. 어느 쪽 오류도 캐노피의 일부가 영양 부족 상태로 남게 한다.

데드존은 조밀한 cannabis 실에서 흔하다. 큰 잎, 벤치, 코너, 하부 캐노피가 혼합을 방해한다. 컨트롤러는 1개의 센서 값만 읽는다. 핸드헬드 미터로 가끔씩 부분 점검을 하는 것이 노력 가치가 있다. 한 지점의 센서값이 방 전체를 대표하지는 않는다.

목표는 겸손하게 유지하고, 낮에만 투여하며, 공기가 실제로 혼합될 때만 측정값을 신뢰하라. 그렇게 해야 CO2가 신화에서 작물 제어로 바뀐다.

CO2 공급 방식: 실린더, 버너, 그리고 신뢰도가 낮은 대안들

실외 공기는 이제 평균 약 422.8 ppm CO2다(2024년 NOAA Mauna Loa 업데이트). 실내를 800, 1,000, 1,200 ppm으로 풍부화하는 것은 작은 조정이 아니다; 대략 대기 대비 두 배~세 배 수준으로 방을 유지해야 한다. 이는 실제 장비, 실질적 제어, 그리고 가스를 식물이 사용할 만큼 충분히 오래 머물게 할만큼 잘 밀폐된 방을 필요로 한다. 공간이 심하게 새거나 계속 환기된다면 공급 방식의 차이보다 프로젝트 자체가 비효율적이라는 사실이 더 중요하다.

Cannabis 분야에서는 이 점이 종종 무시된다. 재배자들은 종종 탱크 대 버너를 논쟁하기 전에 더 근본적인 질문을 던지지 않는다: 이 방이 추가적인 광합성 수요 하에서 안정적 환경을 유지할 수 있는가? Purdue의 통제환경 자료와 Bruce Bugbee의 원예 연구는 식물 생리학 관점에서 같은 광범위한 요점을 제시한다: 상승된 CO2는 빛이 이미 높을 때만 도움이 된다. Chandra 등은 높은 조사도 하에서 cannabis 광합성의 긍정적 반응을 보고했지만, 이는 모든 개화 텐트가 주사되어야 한다는 증거가 아니다. 밀폐되고 고광량의 방이 이득을 볼 수 있다는 증거일 뿐이다.

압축 CO2 실린더 및 벌크 탱크

압축 가스는 더 깨끗하고 제어하기 쉬운 옵션이다. 소형 및 중형 밀폐실에서는 기술적으로 의미 있는 유일한 CO2 방법인 경우가 많다.

실린더 시스템의 원리는 간단하다: 액체 CO2가 든 탱크, 압력을 낮추는 레귤레이터, 가스 흐름을 열고 닫는 솔레노이드 밸브, NDIR 센서를 사용하는 컨트롤러, 그리고 가스를 분배하는 튜빙 또는 배출구. 대형 시설에서는 여러 실린더를 매니폴드로 연결하거나 벌크 탱크가 여러 실을 공급할 수 있다. 매력은 예측 가능성이다. 컨트롤러가 풍부화를 요구하면 가스가 흐르고, 실이 설정값에 도달하면 흐름이 멈춘다. 불꽃이 없고 연소로 인한 수분이 없다. 버너는 그점을 제공할 수 없다.

이 점은 꽃실에서는 중요하다. 열과 습도 관리가 이미 어려운 경우가 많기 때문이다. 압축 가스 시스템은 물 증기를 추가로 넣지 않는다. 버너는 그렇지 않다.

단점은 반복되는 물류다. 실린더는 비고, 무게를 확인하고 교체해야 하며 세운 상태로 고정하고 지역 안전 규정에 따라 운송해야 한다. 벌크 탱크는 그 노동을 줄이지만 대형실 경제와 인프라 계획을 요구한다. 단일 소형 밀폐실에는 실린더가 간단하다. 다수의 실을 사용하는 대형 재배시설에서는 실린더 취급이 번거로워진다.

또한 실린더가 있다고 해서 자동으로 안전하다는 잘못된 신뢰감이 생긴다. “깨끗한 가스”가 “기본적으로 안전”을 의미하지는 않는다. OSHA는 8시간 허용 노출을 5,000 ppm으로 규정하고 있으며 NIOSH는 40,000 ppm을 IDLH로 명시한다. 밀폐된 방에서 레귤레이터 고장이 발생하면 농도가 작물 목표를 훨씬 초과할 수 있다. 그래서 실린더는 방 경보, 컨트롤러 인터록, 점유나 문 열림에 연동한 차단 로직과 함께 사용해야 한다.

실린더는 어디에 적합한가? 소형 밀폐실, 실제로 공기교환이 낮은 밀폐 텐트, 그리고 유능한 환경 제어를 가진 중형 재배 공간에 적합하다. 환기되는 텐트에는 부적합하다. 배기 팬을 운전하고 온도를 제어한다면 대부분 구매한 CO2가 캐노피가 혜택을 보기 전에 방을 떠난다.

천연가스 및 프로판 CO2 발생기

버너는 온실 원예에서 흔한데 그 이유는 대규모에서 연료로 생성한 CO2가 트럭으로 운송한 압축 가스보다 비용 면에서 저렴할 수 있기 때문이다. 방이 충분히 크고 HVAC 시스템이 부작용을 감당할 수 있다면 발생기는 경제적으로 합리적일 수 있다.

그러나 부작용이 있다. 큰 부작용들이다.

연소는 CO2, 열, 수증기를 생산한다. 겨울철의 차가운 온실에서는 이것이 허용되거나 오히려 환영받을 수 있다. 밀폐된 실내 cannabis 개화실에서는 골칫거리가 될 수 있다. 연료 1파운드를 태우면 냉방 및 제습이 제거해야 할 잠열과 감열(load)이 추가된다. 만약 해당 시스템들이 이미 한계에 가깝다면 발생기는 실을 더 악화시키면서 표면적으로는 광합성을 개선하는 것처럼 보일 수 있다.

유지보수가 부실하면 또 다른 문제가 발생한다: 불완전 연소로 인한 생성물이다. 불완전 연소는 연소 조건과 연료 품질에 따라 일산화탄소, 에틸렌, 질소산화물, 그을음 등을 발생시킬 수 있다. 온실 작물에서의 에틸렌 손상은 잘 문서화되어 있다. Cannabis가 나쁜 연소 가스로부터 마법처럼 면역되는 것은 아니다. 더러운 버너는 풍부화를 식물 스트레스로 조용히 바꿀 수 있다.

그래서 버너는 강력한 공기 처리, 능동 제습, 연소 안전 설치, 정기 검사 등을 갖춘 더 큰 규모의 잘 설계된 실에 속한다. 초보자 도구가 아니다. 용량 부족의 미니 스플릿과 약한 제습기를 바로잡는 수단이 아니다. 많은 소형 실에서는 연료 가격이 종이상으로 매력적이더라도 추가 열과 습도로 인해 잘못된 선택이 된다.

대학 온실 지침은 생산적 풍부화 구간을 주간 동안 대략 700~1,000 ppm으로 두고 그 범위 위에서는 수익 감소가 나타난다고 제시하는 경우가 많다. 너무 더운 방에서 버너로 1,500 ppm을 추구하는 것은 재배자가 HVAC에 더 많은 일을 만들어 비용을 쓰는 전형적인 사례다.

발효 백 및 소형 기기

이 범주는 회의적 접근이 필요하다.

발효 백, 버섯 스타일 CO2 백, 설탕·이스트 버킷, 수동 “식물 CO2 부스터”는 단순하고 무해해 보이기 때문에 매력적이다. 실제로 이들은 대부분 출력이 낮고 정량화가 어렵고 정밀하게 제어할 수 없다. “자연스럽게 CO2를 방출한다”는 제품은 좋게 들리지만 중요한 것은 실제 방 부피, 누출률, 식물 수요 대비 시간당 CO2 그램수다.

대부분의 제품은 유용한 공학 수치를 공개하지 않는다. 공개하더라도 출력은 조명된 재배실을 대기 420 ppm에서 지속 가능한 농업 목표(예: 800~1,000 ppm)로 옮기기에 종종 미미하다. 배기 팬이 있는 새는 텐트에서는 효과가 거의 없을 수 있다. 진짜 작은 번식 돔에서는 잠시 값을 밀어올릴 수 있다. 그것은 통제된 풍부화와 동일하지 않다.

또 다른 문제는 측정이다. NDIR 센서로 방 CO2를 기록하지 않으면 수동 백에 대한 주장은 대부분 추정에 불과하다. 장치가 설정값을 유지할 수 없다면 그것은 진정한 CO2 제어 시스템이 아니다. 희망 기반 액세서리일 뿐이다.

Cannabis용으로 이러한 제품들은 종종 사용 사례와 맞지 않다. 묘목, 클론, 스트레스 받은 식물, 저광도 재배가 풍부화를 정당화할 가능성이 가장 낮은 단계들이다. 따라서 가장 낮은 출력 장치들은 반응성이 가장 낮은 환경에 마케팅되는 경향이 있다.

분배 하드웨어, 레귤레이터, 솔레노이드, 튜빙

가스 원천은 이야기의 절반일 뿐이다. 공급 하드웨어가 실이 안정된 풍부화를 얻는지 아니면 낭비적인 스파이크를 만드는지를 결정한다.

작동 가능한 시스템은 NDIR CO2 센서, 컨트롤러, 압축 가스를 위한 레귤레이터 또는 발생기용 제어 모듈, 솔레노이드 밸브, 튜빙 또는 천공된 분배 라인, 그리고 실을 혼합할 충분한 순환 공기 흐름을 포함한다. 주간 투여는 표준 온실 관행이며 Utah State의 지침이 이를 뒷받침한다; 야간 주입은 광합성이 정지하므로 가스 낭비다.

레귤레이터는 중요하다. 싼 단단계(single-stage) 레귤레이터는 실린더 압력이 변할 때 드리프트할 수 있어 설정값을 초과하게 할 수 있다. 솔레노이드는 전원 차단 시 닫히도록(fail closed) 해야 한다. 튜빙은 가스를 방 한쪽 구석에 몰아넣지 않고 방 전체에 분배해야 한다. CO2는 공기보다 무겁기 때문에 일부 재배자는 방을 통해 팬으로 혼합되도록 캐노피 위쪽에 배출구를 두기도 한다.

통합이 더욱 중요하다. 배기 팬이 켜지면 CO2 주입을 일시 중지해야 한다. 문이 열리면 많은 방에서 투여를 중지해야 한다. 공간이 점유되어 있으면 경보가 작동해야 한다. 인간의 실내 공기 한계를 다루는 ASHRAE 논의에서의 값은 식물 목표치와 같지 않다. 식물 목표는 안전 목표가 아니다. 이것들은 별개의 문제다.

대부분의 소형 cannabis 재배에서 정직한 답은 분명하다: 방이 온도, 습도, 광 강도를 필요한 수준으로 유지할 수 없다면 CO2 공급 하드웨어를 추가하는 것은 산만한 작업이다. 밀폐된 실에서 이미 조율된 상태라면 실린더가 가장 문제가 적은 방법이다. 버너는 환경 능력이 충분한 더 큰 규모에서 작동할 수 있다. 수동 백과 참신한 장치는 통제된 풍부화 논의에 들어갈 만한 자리가 거의 없다.

CO2를 재배실 환경의 나머지와 통합하기

CO2는 단독 투입으로 작동하지 않는다. 그것은 방 전체의 운전 범위를 이동시키며 많은 실패가 거기서 시작된다. 재배자는 가스를 추가하고 컨트롤러가 900 또는 1,200 ppm을 기록하면 작물이 더 빠르게 대사 상태에 들어갔다고 가정하곤 한다. 때로는 그렇다. 그러나 자주 방은 아직도 빛, 온도 제어, 습도 제거, 관개 정밀도, 또는 단순 누설로 제한된다.

이는 중요하다. 대기 공기는 NOAA의 2024년 Mauna Loa 연평균에 근거해 이미 약 422.8 ppm CO2다. 800~1,200 ppm으로 풍부화하는 것은 작물을 매우 다른 대기 조건으로 밀어넣는 것이며, 대략 대기의 두 배~세 배다. 방이 그 설정값을 유지할 수 없거나 캐노피가 그것을 사용할 수 없다면 가스는 대부분 낭비다.

광 강도, DLI, 및 조명 전략

첫 번째 질문은 “얼마나 많은 CO2인가?”가 아니라 “잎이 더 많은 CO2를 사용할 만큼 충분한 광자를 가지고 있는가?”이다.

Purdue의 통제환경 지침은 일반 식물생리학적 요점을 명확히 한다: 상승된 CO2는 주로 PPFD가 이미 높을 때 광합성을 증가시킨다. Bruce Bugbee 및 다른 통제환경 연구자들도 수년간 온실 작물에 대해 동일한 주장을 해왔다. Cannabis는 동일한 C3 식물 논리를 따른다. Chandra 등은 높은 조사도 하에서 cannabis 광합성 연구에서 동화가 상승된 CO2 하에서 증가할 수 있음을 보였지만, 그 반응은 조사도, 잎 온도, 품종에 의존한다. 그래서 인터넷상의 습관인 모든 실내 정원에 1,200~1,500 ppm을 처방하는 것은 증거보다 앞선 것이다.

PPFD가 보통 수준이라면 풍부화는 보상할 여지가 적다. 불균일한 조명 커버리지를 가진 저광 텐트는 CO2를 추가하기 전에 설비 레이아웃, 캐노피 균일성, 일일광합성총량(DLI)을 개선하는 것이 보통 더 낫다. 이는 라벨에 적힌 조명이 아니라 실제 캐노피 수준 PPFD를 확인하는 것을 의미한다.

조명 전략도 중요하다. 고밀도 LED 실은 보통 바 아래에서 강한 핫스팟을 만들고 주변부에 약한 영역을 만든다. CO2 반응은 그 불균일성을 그대로 반영할 것이다. 어떤 위치는 혜택을 보고 다른 위치는 그렇지 않을 수 있다. 더 나은 분포가 단순히 설정값을 올리는 것보다 더 낫다. 그리고 상승된 CO2는 광합성을 위한 잎 온도 최적점을 지지할 수 있으므로, 그 조건에서는 실이 대기 CO2일 때보다 약간 더 따뜻하게 운전될 수 있다. 다만 그럴 경우 냉방 능력이 있어야 한다.

HVAC, 제습, 그리고 잠열 부하

여기가 많은 풍부화 계획이 무너지는 지점이다. 더 빠른 광합성과 더 빠른 성장이 진공 상태에서 일어나지 않는다. 보통 더 많은 열과 더 많은 물 이동을 관리해야 함을 의미한다.

900~1,000 ppm으로 풍부화된 밀폐실은 대기 공기실보다 주간 조건이 더 따뜻하게 운전되는 경우가 많다. 이것은 농학적으로 타당할 수 있다. 그러나 따뜻한 잎과 더 활발한 캐노피는 냉방 및 수분 제거 부담을 증가시킨다. 만약 냉난방 및 제습이 용량 부족이면 방은 온도와 상대습도 면에서 목표에서 이탈하고 VPD가 범위를 벗어나며 병해 압력이 증가하고 예상 CO2 이득이 사라진다.

연소 기반 CO2 발생기는 상황을 더 복잡하게 만든다. 그들은 CO2만을 추가하지 않고 감열과 수증기도 더한다. 이미 식물 개화실이 냉각이나 건조 유지에 애쓰는 경우, 그것은 종종 나쁜 교환이다. 압축 가스 시스템은 그 수분·열 패널티를 피하므로 밀폐된 실내 환경에서 더 제어하기 쉽다.

이 지점에서 사람들은 건물 환기 논리와 식물 생리를 혼동한다. ASHRAE의 쾌적성 지침은 CO2를 실내 환기 적정성의 대리 지표로 일부 사용하지만, 그것은 농작물 목표와 같지 않다. 식물을 위해서는 조명 작동 시 대기보다 높은 수준으로 일부러 유지하는 경우가 많다. 사람의 안전 한계는 훨씬 높지만 여전히 중요하다: OSHA는 8시간 TWA를 5,000 ppm으로, CDC/NIOSH는 IDLH를 40,000 ppm으로 규정한다. 밀폐된 방에서 레귤레이터 고장이나 버너 결함은 이론적 문제가 아니다. 인명 안전 문제다.

VPD, 증산, 및 관개 조정

풍부화는 탄소 이득뿐 아니라 물 관계도 변화시킨다. 이 점은 종종 간과된다.

상승된 CO2 하에서 많은 C3 작물의 기공은 동일한 동화율에서 덜 열리는 경향이 있어 단위 탄소 고정당 증산이 감소할 수 있다. 그러나 전 반면에서 전체 방의 물 수요는 작물이 더 빠르게 성장하고 캐노피가 더 밀도가 되며 환경 목표가 더 따뜻해지기 때문에 여전히 증가할 수 있다. 결과는 항상 “식물이 덜 마신다” 또는 “더 마신다”로 단정되지 않는다. 그것은 단계, 캐노피 크기, 기질 부피, 그리고 나머지 기후 레시피에 달려 있다.

따라서 CO2가 추가된 후에도 관개를 자동 운전 상태로 두어서는 안 된다. 건조 회복 곡선, 유출 EC, 기질 수분, 근권 산소를 주시하라. 많은 실에서 작물은 더 촘촘한 관개 타이밍을 필요로 할 것이지 단순히 더 많은 양을 필요로 하지는 않는다. 더 따뜻한 설정값은 기질 건조를 가속할 수 있다. 조밀한 캐노피는 잎 주위에 습기를 가두어 잎 표면 조건을 실내 센서 값과 다르게 만들 수 있다.

VPD 목표는 그 현실을 반영해야 한다. 모든 품종과 단계에 맞는 단일 cannabis 수치는 없지만, 풍부화는 일반적으로 잎 온도, 공기 온도, 습도가 단순히 실내 RH만으로 추측되지 않고 능동적으로 관리될 때 더 잘 작동한다. VPD가 너무 낮으면 캐노피가 둔해지고 병해 위험이 상승한다. 너무 높으면 작물이 스트레스를 받고 건조 회복이 과도해진다. CO2는 나쁜 VPD 관리를 구제하지 못한다. 오히려 결과를 증폭한다.

공기 이동, 혼합, 및 밀폐실 제어 로직

CO2는 공기보다 무겁고 혼합이 없으면 층화된다. 이는 컨트롤러가 하나의 수치를 보고 있는 동안 캐노피는 다른 수치를 경험할 수 있음을 의미한다. 좋은 순환은 선택사항이 아니다. 진동 팬, 수평 공기 흐름, 그리고 배출구 또는 분배 튜빙의 신중한 배치는 측정된 실 농도를 실제 캐노피 농도로 바꾼다.

밀폐실 로직도 똑같이 중요하다. UConn, UGA, Utah State의 대학 온실 지침은 주간에만 700~1,000 ppm 근처의 실용적 범위를 지지하며 많은 작물에서 대략 1,000 ppm 위에서는 수익이 평탄해진다고 일관되게 말한다. 그 온실 연구가 cannabis와 동일하지는 않지만 포럼 신화보다는 더 나은 근거다. 야간 투여는 낭비다. 식물은 광합성을 하지 않으며 Utah State 연장 지침도 주간 투여를 명확히 권한다.

컨트롤러는 CO2를 조명, HVAC 상태, 제습, 문 이벤트와 연동시켜야 한다. 배기 팬이 작동하면 CO2 주입은 멈춰야 한다. 문이 반복적으로 열리면 주입은 중지되거나 실은 유지할 수 없는 목표를 쫓게 된다. 고온 안전 트리거가 외부 공기 교환을 강제하면 CO2는 자동으로 차단되어야 한다. 실이 진정으로 밀폐되지 않은 경우 풍부화는 작물 안의 누설 테스트가 된다.

이것이 CO2가 고급 제어 전략이지 초보자 업그레이드가 아닌 이유다. 고광량, 밀폐, 잘 혼합된 실에서 냉방, 제습, 관개 정밀도가 충분하면 풍부화는 타당하다. 환기되는 텐트나 장비가 부족한 실에서는 조명 분포, 캐노피 관리, 기후 제어를 개선하는 것이 가스를 추가하는 것보다 보통 더 큰 보상을 준다.

안전, 작업자 노출, 그리고 고장 모드

식물을 위한 CO2 풍부화는 애매한 위치에 있다: 일부 실에서는 농학적으로 유용하지만 제어가 실패하면 사람에게는 위험하다. 이 구분은 자주 흐려진다. 그래서는 안 된다. NOAA에 따르면 대기 외부 CO2는 2024년에 Mauna Loa에서 422.8 ppm이었으므로 800~1,200 ppm으로 운전되는 실은 대략 외부 배경의 두 배~세 배에서 운전되는 것이다. 이는 고광량 밀폐실에서 생산적 식물 목표일 수 있지만 사람의 안전 기준은 아니다.

인간 노출 임계값과 식물 목표가 안전 목표가 아닌 이유

OSHA는 이산화탄소 작업장 노출에 대해 8시간 시간가중평균(TWA) 허용치로 5,000 ppm을 제시한다. NIOSH는 동일한 5,000 ppm TWA, 15분 단기 노출 한도(STEL)로 30,000 ppm, 그리고 IDLH를 40,000 ppm으로 제시한다. 이러한 수치는 많은 재배 가이드가 작물 목표만을 이야기하는 상황에서 중요하다. 작업자는 같은 공기를 호흡한다.

900~1,000 ppm의 실은 단기간 점유에는 자동으로 위험하지는 않다. 그러나 “식물이 좋아하는 수준”이 반드시 “사람이 이를 무시해도 된다”는 것을 의미하지는 않는다. ASHRAE 스타일의 실내 공기질 참조는 여기서 종종 잘못 읽힌다. 건물 환기 지침은 점유 및 신선 공기 충분성을 대리 지표로 CO2를 사용한다; 이것은 원예실이 작업자를 위해 특정 수준으로 운전해야 한다는 권고가 아니다. 목적이 다르면 위험 프레임도 다르다.

실용적인 요지는 단도직입적이다: 생산적 작물 설정값은 급성 위험 수치보다 훨씬 낮지만 정상 배경보다 훨씬 높고, 장비 결함은 농도가 “풍부화”에서 “위험”으로 빠르게 밀려나게 할 수 있다. CO2는 무색·무취이므로 사람들은 증상이 나타날 때까지 노출 증가를 알아차리지 못할 수 있다.

누출 시나리오, 레귤레이터 고장, 및 밀폐 공간 위험

일반적인 고장 모드는 멀리 있는 문제가 아니라 일상적이다. 걸린 솔레노이드, 손상된 레귤레이터 시트, 균열 튜빙, 센서 드리프트가 있는 컨트롤러, 탱크 밸브를 열어둔 채 방치, 또는 조명 종료 후 가스를 주입하도록 프로그래밍 오류 등이 모두 과다 공급을 야기할 수 있다. 소형 밀폐 공간에서는 농도가 급격히 상승할 수 있다.

실용적으로 CO2는 공기보다 무겁고 환기가 불량한 저지점에 쌓일 수 있다. 이것은 지하실, 개조된 옷장, 낮은 접근구를 가진 방 같은 곳을 더 우려하게 만든다. 누군가 바닥 근처에서 관개, 배수, 전기 장비를 점검하기 위해 무릎을 꿇으면 가장 높은 농도 지점에 먼저 들어갈 수 있다.

가스를 주입하는 고도로 밀폐된 방을 잠재적 밀폐공간(confined-space) 스타일의 위험으로 취급하라. 법적으로 그 분류에 속하지 않더라도 그런 접근 절차를 적용하라. 누출이 의심되는 경우 진입 전에 환기와 원격 계측으로 확인하라. 문을 열고 누군가 들어가 “확인”하는 방식은 피하라.

버너 관련 위험: 열, 습도, 연소 품질

연소 발생기는 CO2만 공급하지 않는다. 열과 수증기도 더한다. 이미 잠열 부하와 싸우는 cannabis 개화실에서는 습도 상승과 HVAC 또는 제습기의 범위 이탈을 초래할 수 있다. 일단 그런 일이 발생하면 풍부화로 인한 추정 이득은 빨리 사라질 수 있다.

버너는 또한 깨끗한 연소에 의존한다. 더러운 노즐, 부적절한 가스 압력, 흡기 차단, 또는 부적절한 정비는 일산화탄소와 질소산화물, 그을음, 불균일한 화염 패턴을 생성할 수 있다. 이것은 사소한 부차적 문제가 아니다. 버너는 수동 CO2 원으로 다루어서는 안 된다. 연소 장비로서 검사, 화염 확인, 그리고 정기 유지보수가 필요하다.

모니터링, 경보, 인터록, 표준 작업 절차

모든 풍부화된 방에는 NDIR 센서와 제어 로직에 연결된 연속 CO2 모니터가 필요하며, 단순 타이머만으로는 안 된다. 또한 작업자 보호를 위한 별도 고농도 CO2 경보가 필요하다. 호흡 영역에 하나의 센서를 설치하고, 농도가 고이는 곳이 가능한 방에는 낮은 위치의 두 번째 센서를 고려하라. 시각·청각 경보는 방 안뿐 아니라 방 밖에도 있어야 한다.

문 인터록은 중요하다. 문을 열면 주입이 중단되어야 한다. 실이 점유된 상태에서 안전하게 풍부화를 운영하도록 설계되지 않으면 주입이 중단되어야 한다. 비상 차단은 단순하고 라벨이 붙어 있으며 진입 전에 도달 가능해야 한다. 탱크와 발생기는 전원 손실 시 닫히도록 설계되어야 한다. 환기 팬이 켜지면 CO2 주입이 중지되어야 한다. 조명이 꺼지면 CO2 주입이 중지되어야 한다. Utah State의 온실 지침은 야간 투여는 가스 낭비라고 명확히 하고 있다. 안전 관점에서도 야간 투여는 광합성 이득 없이 노출을 증가시킨다.

점유 절차는 문서화하고 교육하며 시행해야 한다: 진입 전에 모니터 상태를 확인하라, 풍부화가 활성화된 방에서는 단독으로 작업하지 마라, 문제 해결 전에 환기하라, 레귤레이터·솔레노이드·버너를 정비할 때는 가스 공급을 차단하라. 지역별 직장·화재·기계·건축 규정이 다르며 해당 규정은 경보, 환기, 연료 가스 설치, 또는 허가 요건을 추가로 정할 수 있다.

소형, 중형, 상업용 실의 비용-편익 분석

CO2 경제성은 한 가지 나쁜 습관으로 왜곡된다: 사람들이 가스 실린더 가격만 계산하고 방 자체를 무시한다. 이는 핵심 질문을 놓치게 한다. “CO2가 광합성을 증가시키는가?”가 아니라 “당신의 방이 그러한 이득을 판매 가능한 건조 꽃으로 전환할 수 있는 조건을 유지할 수 있는가?”가 문제다. Purdue의 CEA 자료와 Chandra 등의 cannabis 생리학 연구는 높은 조사도에서 CO2가 광합성에 긍정적 영향을 줄 수 있음을 시사한다. 그러나 실제 문제는 당신의 방이 그 이득을 보여주는 조건을 유지할 수 있는가다.

대기 CO2는 NOAA의 2024년 Mauna Loa 평균에 따르면 약 422.8 ppm이다. 실을 800~1,000 ppm으로 이동하는 것은 대기 대비 대략 두 배를 유지해야 함을 의미한다. 누수 많은 텐트나 지속적인 배기가 있는 방에서는 종종 동네를 풍부화하는 비용을 지불하는 결과가 된다.

가스 외에 포함되는 실제 비용

압축 CO2나 버너는 눈에 띄는 항목일 뿐이다. 비용이 많이 드는 부분은 제어다.

작동 가능한 시스템은 보통 CO2 원천, 레귤레이터 또는 발생기, 솔레노이드, 컨트롤러, NDIR 센서, 분배 튜빙, 혼합을 위한 공기 순환, 그리고 문 열림이나 환기가 시작될 때 주입을 중단하는 환경 통합을 필요로 한다. 점유된 방에는 고농도 CO2 경보가 필수적이다. OSHA는 8시간 허용치를 5,000 ppm으로 규정하고 CDC/NIOSH는 IDLH를 40,000 ppm으로 제시한다. 소형 밀폐실에서 레귤레이터가 걸리면 농도는 안전한 수준을 훨씬 초과할 수 있다.

그 다음은 간접 비용이다. 보충물 교체는 노동과 계획을 요구한다. 센서는 드리프트하며 검증 또는 교체가 필요하다. 버너는 열과 수증기를 추가하므로 이는 종종 꽃 캐노피가 이미 잠열 부하를 밀어붙이고 있을 때 더 많은 냉방과 제습 에너지를 요구한다. 실린더는 연소 생성물을 피하지만 누수, 불량한 혼합, 또는 용량 부족의 HVAC 문제를 해결하지는 못한다.

가동 중단 위험도 비용 산정에 포함해야 한다. 컨트롤러가 과다 동작하면 실을 정지시키고 환기해야 할 수 있다. 반대로 컨트롤러가 과소 동작하면 충분한 풍부화를 하지 못해 가스 소유 및 운영 비용만 발생할 수 있다. 더 빠른 성장으로 인해 제습이 뒤처지면 병해 부담이 증가해 어떤 수확 이득도 지워질 수 있다.

제곱미터당 그램 대비 운영비로 수익 추정하기

인터넷상의 ROI 주장을 무시하고 생산으로부터 추정치를 세워라.

기준 생산량을 제곱미터당 그램 또는 설비별 그램으로 시작하라. 방이 이미 높은 PPFD, 안정된 잎 온도, 적절한 관개 빈도, 만성 VPD 편차가 없다는 가정 하에서만 현실적 이득을 추정하라. UConn Extension은 충분한 빛과 환기구 폐쇄 시 약 1,000 ppm 근처에서 온실 작물의 성장을 약 25% 증가시킬 수 있다고 인용한다. 이 수치는 자주 cannabis 미디어에서 실내에 자동 적용되는 듯 반복되지만, 실내 개화실에서 자동으로 적용되는 보증은 아니다.

더 엄밀한 접근은 이렇다: 당신의 방에서 현실적으로 추가될 수 있는 제곱미터당 그램을 물어보고, 그 다음 전체 운영 부담을 빼라. 주간에만 가스 소비를 계산하라(Utah State 등은 야간 투여는 낭비라고 명확히 함). 컨트롤러 상각비, 센서 유지비, 보충물 보충 노동, 냉방 및 제습의 에너지 증가를 포함하라.

방이 빛 제한이라면 예상 이득은 작아서 캐노피 균일성이나 관개 타이밍 개선이 더 적은 위험으로 더 나은 수익을 줄 가능성이 높다. 방이 이미 강력한 캐노피 수준의 빛과 안정된 기후를 제공한다면, 심지어 적당한 제곱미터당 수확 증가도 중요할 수 있다. 고정 비용이 더 많은 생산량에 분산되기 때문이다.

사이클 시간도 중요할 수 있지만 신중히 접근해야 한다. 더 빠른 성장은 수확까지 걸리는 시간을 줄이는 데 가치가 있지만 품질 저하나 환경 실패를 초래하지 않아야 한다. 단순히 잎이 더 무성해지고 수확 창이나 건조·마무리 시간이 같다면 경제적 이득은 주로 수확량에서 온다, 달력상의 속도에서 오지 않는다.

밀폐실 개조가 경제성을 바꾸는 이유

여기서 많은 소형 재배자가 함정에 빠진다. 설정값을 고정으로 유지할 수 없는 방은 보통 CO2에 준비되어 있지 않다.

밀폐는 전체 비용 구조를 바꾼다. 공기 교환을 줄이면 더 이상 열과 습기를 배출하기 위해 배기에 의존할 수 없으므로 기계 냉방, 능동 제습, 더 엄격한 환경 제어가 필요하다. 이는 진지한 실내 생산을 위한 올바른 구조가 될 수 있지만 드물게 저렴한 추가 비용으로 끝나지 않는다.

개조 비용은 종종 수년간의 가스 비용보다 클 수 있다. 문, 덕트 누수, 벽 관통부, 미니 스플릿 용량, 독립 제습기, 응축수 처리, 통합 제어, 안전 인터록 등이 예산에 포함되어야 한다. 해당 업그레이드가 품질과 일관성을 위해 이미 필요했다면 CO2는 그 위에 덧붙일 수 있다. 그러나 그것들이 CO2 풍부화를 정당화하기 위해서만 설치되는 경우 경제성은 종종 붕괴한다.

이것이 버너 경제성이 오해받는 이유이기도 하다. 이론상 연소 CO2는 대형 실에서 단위 가스당 비용이 더 낮을 수 있다. 실제로는 추가 열과 수분이 개화실에서 페널티가 될 수 있다, 특히 HVAC와 수분 제거 능력이 충분히 크지 않다면.

취미, 크래프트, 상업 재배자를 위한 의사결정 매트릭스

취미용 텐트나 소형 환기 실의 경우 대개 답은 “아니오”다. 공간이 자주 배기를 운전하거나 중간 수준의 조명을 사용하거나 온도 변동에 어려움을 겪는다면, CO2보다 먼저 조명 분포, 관개 정밀도, 공기 혼합, 습도 제어에 노력을 들여라. CO2는 그런 환경에서 종종 누수 자금으로 이루어진 실험에 불과하다.

중간 규모 크래프트 실의 경우 답은 “측정 후에만”이다. 실이 대부분 밀폐되어 있고, 제곱미터당 그램을 이미 추적하며, 충분한 HVAC와 제습 여유가 있다면 한 실이나 한 사이클에서 시범 풍부화를 해보라. 조명 작동 시 800~1,000 ppm 범위를 유지하고, 낮에만 투여하며, 동등한 통제 사이클과 말단 비교를 하라.

상업용 밀폐실의 경우 CO2는 타당할 수 있다. 그것이 마법이기 때문이 아니라 방 구조가 이미 그것을 지원할 가능성이 있기 때문이다. 고정비가 크고 환경 제어가 타이트할 때 단위 면적당 신뢰할 만한 생산량 증가가 가스·제어·안전 시스템을 정당화할 수 있다. 그럼에도 불구하고 산업 관행 때문에 1,200~1,500 ppm을 쫓는 것은 당신의 방에서 University of Georgia식의 수익 체감이 더 일찍 나타난다면 약한 경제다.

결론은 단도직입적이다: CO2는 밀폐되고 고광량이며 잘 제어되는 실에서 이득을 준다. 취미용 텐트에서는 대개 그렇지 않다.

실무상의 설치, 보정, 문제해결

CO2 시스템은 방이 조건을 측정하고 유지하며 반복할 수 있는 능력만큼만 유용하다. 온도, 습도, 관개, 조명이 여전히 날마다 흔들리면 풍부화는 다음 업그레이드가 아니라 또 하나의 통제되지 않은 변수일 뿐이다.

컨트롤러 설정 및 보정 루틴

실린더를 열거나 버너를 가동하기 전에 기준 데이터를 수집하라. 조명 작동 시의 온도, RH, VPD, 가능하면 잎 표면 온도, 캐노피 PPFD를 최소 며칠 동안 로그로 기록하라. NOAA의 2024 Mauna Loa 기록에 따르면 실외 공기는 평균 약 422.8 ppm CO2이므로 800~1,000 ppm이라는 어떤 목표도 큰 개입이지 사소한 조정이 아니다.

대부분의 원예용 컨트롤러는 NDIR 센서를 사용한다. 이 센서들은 드리프트한다. 또한 솔레노이드의 개폐 속도와 비교해 반응이 느리므로 히스테리시스(hysteresis)가 중요하다. 설정값이 900 ppm이고 히스테리시스 밴드가 너무 좁으면 밸브가 자주 켜졌다 꺼졌다(chatter) 하여 과도하게 주입하고 가스를 낭비한다. 실 크기, 혼합 속도, 주입률에 따라 실용적 밴드는 50~100 ppm일 수 있다. 주입 타이밍은 실 부피에 맞춰 설정하고 디스플레이만 믿지 말고 로그로 검증하라.

보정은 센서 제조사의 권장 일정에 따르라. 많은 NDIR 센서는 알려진 신선 공기나 보정 가스를 사용한 주기적 제로 또는 스팬 점검이 필요하다. 신선 공기 보정은 공기가 실제로 외부 기준에 가깝고 사람 점유, 연소 기기, 또는 차량 배기가스로 오염되지 않는 경우에만 유효하다. “420 ppm” 제로 지점이라고 가정했는데 실제로 그 공기가 550 ppm이면 이후 모든 판독값이 잘못된 것이다. 밀폐실에서는 휴대용 레퍼런스 미터로 고정형 센서의 잘못된 판독을 농작업 주기 전에 잡아내라.

조명 작동 시에만 투여하라. Utah State 온실 지침은 광합성이 어둠에선 멈추므로 야간 투여는 낭비라고 명확히 한다. 컨트롤러를 조명과 연동시키고 가능하면 문 스위치나 환기 호출과도 통합하여 문이 열리거나 방이 정화될 때 주입이 중지되도록 하라.

잘못된 배치가 거짓 판독을 만드는 경우

센서 배치로 인한 잘못된 결정이 대부분의 문제를 만든다. 센서를 캐노피 높이나 약간 위에 설치하고, 인젝터 옆, 진동 팬의 직접풍, 또는 문 근처에 설치하지 마라. 분사기 바로 아래에 센서를 두면 중앙 뒤쪽 구석은 여전히 대기 수준에 가까운데 솔레노이드는 1,200 ppm을 읽고 주입을 중지할 수 있다. 컨트롤러는 목표가 충족되었다고 생각하지만 캐노피는 영양 부족이다.

분배 튜빙은 가스를 캐노피 전반에 걸쳐 흩뿌리도록 하고, 그 다음 충분한 공기 흐름으로 혼합하라. 층화는 조밀한 캐노피와 약한 순환에서 실제로 발생한다. 휴대용 미터로 전면, 후면, 중앙, 저층을 검사하라. 판독값이 크게 달라지면 문제는 “더 많은 CO2”가 아니라 불량한 분배나 누출이다.

누출은 데이터에 빠르게 드러난다. 솔레노이드를 닫자마자 농도가 급락한다면 텐트 천, 덕트 역류, 밀봉되지 않은 케이블 관통부, 댐퍼, 또는 제습기의 외기 유입을 의심하라.

낭비된 CO2의 증상 vs 진짜 반응의 증상

낭비된 CO2의 증상은 ppm이 상승하지만 관개 수요의 변화가 없고 일일 물 소비량 증가가 없으며 캐노피 확장이 빨라지지 않고 건조 수확량이나 설비당 그램의 향상이 관찰되지 않는 경우다. 또한 HVAC와 제습이 이미 용량 부족일 때 식물이 더 갈증을 느끼는 것처럼 보이고 실이 VPD 제어를 잃는 것도 낭비의 신호다.

진짜 반응은 지루하게 나타난다. 주간 동안 더 안정된 동화, 관개 프로그램이 지원할 수 있는 더 높은 수분 사용량, 높은 PPFD 하에서의 더 빠른 성장, 그리고 반복 가능한 수확 개선이 이에 해당한다. Purdue와 Bruce Bugbee의 통제환경 연구는 같은 규칙을 제시한다: 약한 빛 하에서는 CO2 반응이 작다. Chandra의 연구 등은 높은 조사도 하에서의 긍정적 반응을 시사하지만, 모든 실에서 1,500 ppm을 무조건 적용할 근거는 아니다.

단계적 도입 계획

1단계: 먼저 방을 대기 CO2 상태에서 운전하며 환경을 안정화하라. 온도와 습도 설정을 유지하고 캐노피 전반의 PPFD를 확인하며 관개 균일성을 조여라.

2단계: 팬과 장비를 운전한 상태에서 야간 드리프트와 주간 손실을 로그로 기록하여 간접적으로 방의 압력 시험을 하라. 명백한 누수를 고쳐라.

3단계: 컨트롤러, NDIR 센서, 경보, 차단 인터록을 설치하라. 안전 경계도 기억하라: OSHA의 5,000 ppm 8시간 제한과 NIOSH의 40,000 ppm IDLH는 작물 목표 아래에 있지만 장비 고장 시 중요한 고려사항이다.

4단계: 보통 800 ppm의 소규모 목표를 설정해 조명 작동 시간에만 한 구역 또는 한 사이클에서 시범 운전하라. 동일한 품종, 조명 수준, 급여 프로그램을 가진 이전 기준과 비교하라.

5단계: 로그가 실이 설정값을 유지할 수 있고 작물이 측정 가능한 이득을 보이면 900~1,000 ppm으로 점진적으로 이동하라. 실이 목표를 측정하거나 유지할 수 없다면 풍부화에 준비되지 않은 것이다.