본 논문은 1999년 농촌진흥청 대형공동연구사업의 3년차 완결보고서입니다.
주 의 |
재순환식 양액관리 일관 시스템 실용화 연구
경기도농업기술원
원예연구과
연 구 책 임 자
: 이 성 재
연구수행참여자 : 서 명
훈
이 상 우
Summary |
Development of Practical Recycling Hydroponics System for Reuse of Nutrient Solution
This study was conducted to establish practical hydroponic system for reuse of nutrient solution in combined with particular results from other sub-researches in the title of 'Development in high technical recycling hydroponic system for environmental preservation'. pH of nutrient solution was higher, but EC got down after the cultivation compared with before cultivation, and these trends were shown in every successive culture. Nutrient solution compensation was done by add of amount of consuming inorganic element analysed with ICP after each cultivation, and KNO3 and NH4NO3 was used for compensation of reused nutrient solution.
The growth and yield of lettuce were non-significant at all treatments in each culture, but difference in yield was obviously shown among the successive cultures. After the second culture, plant pathogen, Fusarium oxyporum and Phytophthora capsici, were inoculated in nutrient solution used for cultivation of lettuce, but disease symptom did not appear at all treatments. Cost of fertilizer was reduced 65∼67% by nutrient solution analysis compensation(NSAC) compared with that of control. Income of NSAC+ filtering+NaOCl was 12,527 thousand won per 10a, resulting in 6% increase compared with that of control.
As a result, NSAC+filtering+NaOCl could be useful technique in recirculating hydroponics for environmental preservation, because it did not reduce yield and growth of lettuce.
우리 나라의 양액재배는 짧은 기간에 재배면적의 증가, 작물의 다양화와 재배방식 등 기술의 발전을 이루었다. 이러한 양액재배가 지금 중대한 전환의 계기를 맞고 있다. 그것은 다름 아닌 환경에 대한 새로운 인식을 바탕으로 한 환경친화형 농업 즉, 농업생산 과정에서 발생하는 환경오염 요인을 감소시키고자 하는 노력들이 점차 가시화되고 있는 점이 그것이다. 원예산업이 가장 발달한 유럽의 경우, 시설내부에 투입된 농약이나 화학비료가 시설외부로 유출되는 것을 규제하거나 그 방안을 마련하고 있다.
양액재배가 가장 활발하게 이루어지고 있는 네덜란드의 경우 시설원예 재배면적 중 51%가 양액재배를 하고 있다. 그러한 양액재배도 이를 피할 수 없는 재배적 약점이 있는데 그것은 재배시 발생하는 양액의 배출이다. 그래서 네덜란드에서는 채소·분식물·절화류의 양액재배인 경우 2,000년까지 100% 순환식 시스템으로 해야한다고 규정하였다. 현재 우리나라는 수질환경보전법으로 산업체 폐수 배출 기준을 총 질소 60 ppm이하, 총 인 8 ppm이하로 규제하고 있는데, 양액재배에서 배출하는 폐양액의 경우 그 허용기준을 넘을 우려가 있는 것이다.
양액재배 시스템을 크게 두가지 방법으로 분류하면 비순환식 양액재배 시스템과 순환식 양액재배 시스템으로 나눌 수 있다. 비순환식 양액재배는 시스템 구조가 간단하여 시설비가 저렴하고 근권에서 발생하는 병원균의 전염을 막을 수 있어 병해 대책을 확실히 하지 않고도 재배가 가능한 간편한 양액재배 시스템이다. 그러나 비순환으로 인한 비료의 손실량이 많고 환경오염을 초래하기 때문에 순환식 양액재배로의 방향 전환이 시급한 실정이다. 또한 순환식 양액재배 시스템은 비순환식 양액재배 시스템에 비해 비료의 손실도 1/7∼1/8 수준으로 낮출 수 있어서 환경 보전 차원에서뿐만 아니라 비료의 손실 차원에서도 적극적으로 연구 검토되어야할 과제이다.
그러나, 순환식 양액재배 시스템은 여러 가지 복합적인 문제점이 뒤따른다. 순환식 양액재배는 양액을 순환시키는 시스템이 추가되어 비순환식 양액재배 보다 더욱 복잡해지고 시설비가 많이 든다. 양액 또한 재사용에 따른 양액 중 무기성분의 불균형으로 작물의 생육 불량, 근권 병원균이 확산될 우려가 있으며 이것을 극복하기 위해 소독 시스템을 추가로 도입해야하는 등의 문제점이 그것이다. 그러므로 순환식 양액재배 시스템을 도입하려면 이러한 문제점을 우선 해결해야 한다.
따라서 본 연구는 순환식 양액재배 시스템 도입으로 발생할 수 있는 여러 가지 문제점을 해결하고자 본 과제의 세부과제에서 수행했던 상추 수경재배시 양액검정보정에 의한 양액재활용 기술, 양액재배시 조류 발생 억제 기술, 농가 보급형 한국형 Media 양액 여과기 개발 등을 하나로 묶어 순환식 양액재배시 양액 관리 일관시스템 실용화를 위하여 수행하였다.
양액재배는 17C에 유럽에서 유래되고 19C에 본격적으로 연구가 전개되어 최근에 와서 커다란 발전을 하고 있다. 그러나 환경보전에 입각한 양액재배의 연구는 최근의 일이다. 양액재배가 가장 활발하게 이루어지고 있는 유럽에서부터 개방형 양액재배에서 폐쇄형 양액재배로의 방향전환이 바로 친환경 양액재배기술로 이미 구축되어 있다.
Van Os 등(1994)에 따르면, 비순환식재배로 인한 비료의 손실량은 토마토 재배시 배액량을 20%로 하는 경우 ha당 질소 147 kg, 인산 71 kg, 칼리 282 kg, 칼슘 126 kg, 마그네슘 60 kg 정도이며, 비료흡수율은 토양재배의 경우 30∼50%에 비해 비순환식 양액재배는 70∼80%, 순환식 양액재배는 90%이상을 나타내고 있다. 따라서 순환식 양액재배 시스템은 비순환식 양액재배 시스템에 비해 비료의 손실도 줄일 수 있어 환경보전 차원에서뿐만 아니라 비료 자원절약 차원에서 적극적으로 연구 검토되어야 한다고 하였다.
작기가 연속적으로 이어지며 양액을 재활용하는 순환식 양액재배가 도입되지 않은 원인은 양액 재활용을 위한 무기성분 분석의 곤란, 양액 재활용에 따른 근권부 병원균의 이병 가능성에 대한 불안감, 농가의 막연한 재활용 양액에 대한 불안감 등이 작용한다. Paludan(1985)의 보고에 의하면 순환식 양액재배 시스템의 배양액에서 오이의 녹색반점 모자이크 바이러스(green mottle mosaic virus: CGMMV), 토마토 모자이크 바이러스(tomato mosaic virus: ToMV), 담배괴저바이러스(tobacco necrosis virus: TNV) 등이 발견되었다고 보고하였고, Tomlinson 등(1979)은 Paludan이 언급한 바이러스들이 식물병원성 진균류인 Olipidium brassicae(양배추 모잘록병균)이라는 매개체에 의하여 전이된다고 하였으며, NFT 시스템에서 재배된 상추의 LBVA (lettuce big vein agent) 발병율이 99-100%에 이른다는 사실을 보고하였다. 화훼작물에 있어서도 Wohanka(1990)는 순환식 양액재배 시스템을 이용하는 거베라 암면재배에 있어서도 인위적으로 일부 개체를 역병균 Phytophthora cryptogea를 접종시킨 다음 관찰한 결과, 접종시키지 않은 개체에서도 같은 병원균이 감염되는 것이 관찰되었다고 보고하였다.
양액재배가 가장 활발하고 진보된 기술을 농업에 실용적으로 적용하고 있는 유럽의 양액의 정화 및 여과시스템은 열처리, 오존처리, 자외선처리, 박막여과, 저속모래여과, 요오드이용, 활성과산화수소이용법 등이 있는데 나름대로 장단점을 갖고 있다.
상추 생육에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있는데 그 중 지하부 근권온도도 매우 중요한 환경요인이다. 이 등(1996)은 담액 수경 양액재배 상추에서 20∼25℃범위에서 지상부 생육이 가장 양호하였고 지하부 생육은 20℃ 액온에서 생육이 가장 양호하였다고 보고하였다. Schwarz(1972)는 일반 채소재배에서 생육이 가장 좋은 근권 온도는 15∼25℃ 정도라고 하였다.
작물 재배를 위한 양액재배 시스템에서 작물의 생육을 위한 배양액 조성은 질소와 인이 풍부하여 조류 발생의 호조건이 되기 때문에 조류 발생 가능성이 매우 높다. 이러한 조류는 양액재배에서 뿐 만 아니라 상수원 저수지에서도 흔히 발생하고 있다(이 등, 1996). 양액재배 시스템에서 조류가 발생하면 우선 점적핀이 막혀 양액공급이 원활하지 못하는 경우가 많이 발생한다. 또한 조류는 배양액의 pH를 높이기도 하여 결과적으로 식물체 뿌리의 무기양분의 흡수 장해 - 철, 구리 망간 붕소 등의 흡수 저해 - 등 여러 가지로 악영향을 미쳐 작물의 생육을 불량하게 한다. 이에 대한 대책이 여러 가지로 강구되고 있는데 양액재배에서는 이와 관련한 연구가 미미하다. Van der Burg(1992)는 양액재배 시스템의 점적핀 막힘을 예방하기 위한 몇 가지 시험을 수행하였는데 hypochlorine 처리 등에서 막힘을 억제할 수 있었으나 오이와 토마토에서는 고농도 처리가 뿌리의 갈변현상을 일으켰다고 보고하였다.
Zekki 등(1996)은 순환식 NFT 토마토 양액재배시스템에서 한 달에 한 번씩 양액을 교체한 것과 그렇지 않은 것을 비교했을 때 양액을 교체하지 않고 pH와 EC만 교정하여 재배한 것이 생육이 떨어졌는데 이유는 sulfate의 축적에 기인한다고 하였으며, 宇田川(1996)는 딸기 양액재배에서 재배과정에서 배양액의 무기성분을 분석하여 부족한 무기성분을 보정하여 주는 방법은 배양액의 교환회수를 줄일 수 있고, 단순 EC제어에 비해 수량도 15% 증대시킬 수 있다고 하였다.
또한, 淺尾 등(1998)은 오이 양액재배시 배양액을 2주마다 교환한 것과 그렇지 않은 것과는 생육에는 차이가 없으나 배양액을 교환하지 않았을 경우 수량이 급격히 감소하며 이러한 감소를 새 양액의 보충과 활성탄 첨가로 줄일 수 있었고, 토마토에서도 이런 처리가 경엽의 생장 및 수량을 증대시킨다고 하였다.
池田(1997)는 일본의 양액재배 발전방향에서 경쟁력 있는 원예산업 발전을 위해 환경부하가 적게 드는 생산방법으로 법규제에 의한 폐쇄형 양액재배 시스템의 도입을 위해 양액재배 시설 전체를 배액처리시스템을 도입한 양액재배로의 전환을 주장하고, 배양액 순환관리방법, 암면의 사용후 처리방법, 과채류 재배후 발생하는 대량의 식물체 폐기물을 비료화하는 방법을 검토할 필요가 있다고 보고하였다.
본 시험은 1998년 7월부터 1999년 2월까지 8개월간 경기도농업기술원(화성) 유리온실 및 양액분석 실험실에서 4차 연속재배로 수행되었다.
1. 공시작물 및 양액재배 시스템
공시작물은 잎 상추로 뚝섬적축면상추(대농종묘)를 공시하였고, 양액재배 시스템은 순환식으로 하여 담액수경 재배하였는데, 1처리당 양액탱크 1개(PVC재질의 1.5 M/T 규격)로 2개 베드에 급액하였으며, 양액량은 양액탱크와 재배베드를 포함하여 총 2,000 ℓ이었으며 양액은 원예연 상추전용양액(NO3-N : NH4-N : H2PO4-P : K : Ca : Mg = 7.75 : 1.5 : 1.5 : 5.25 : 2.5 : 0.75 me/l)으로 조성 사용하였다.
2. 처리내용 및 양액관리
처리는 대조구, 양액검정보정구, 양액검정보정+NaOCl처리구, 양액검정보정+양액여과+NaOCl처리구, 양액검정보정+양액여과+오존소독처리구 등 5처리를 두었다.
가. 대조구 : 1차재배에서 4차재배에 이르기까지 매 작기마다 양액을 새로 조성하여 재배한 관행재배구이다.
나. 양액검정보정구 : 1차재배는 원예연 상추잔용양액을 조성하여 재배하였고, 2차∼4차재배는 매 작기 후 남은 양액을 버리지 않고 원수를 넣어 2,000 ℓ로 맞추어 희석된 양액을 채취 검정하여 부족한 무기성분을 보정하여 재배한 시험구이다.
다. 양액검정보정+NaOCl처리구 : 양액검정보정구와 같이 양액을 관리하였으며 추가로 NaOCl 소독처리(정식 직후 양액탱크에 NaOCl 12 ppm을 처리하고 1일간 양액을 순환시키지 않음-처리 즉시 양액순환 시킬 경우 뿌리의 NaOCl 피해 발생)하여 재배한 구이다.
라. 양액검정보정+NaOCl처리+양액여과구 : 양액검정보정구+NaOCl 처리구에 양액여과를 추가로 처리한 구인데, 여기에 사용된 여과기는 본 과제의 협동연구기관인 고려대에서 개발한 '농가보급용 한국형 Media 여과기'를 활용하였다.
마. 양액검정보정+양액여과+오존소독 : 양액검정보정구+양액여과처리구에 오존소독을 추가로 한 처리구이며, 오존소독은 시간당 1 g 발생하는 오존발생기의 오존 배출구에 PE 호스를 연결하여 호스 끝의 다공질 배출기를 양액탱크에 집어 넣고 매시간 15분간 가동시켜 1일 총 6 g씩을 생육기간 동안 투입하였다.
3. 주요 재배 개요
상추의 육묘는 파종용 우레탄 스펀지 육묘판을 활용하여 육묘하였으며 육묘기간은 표준양액의 1/2농도로 육묘하였다. 4차 재배기간 동안의 파종, 정식 및 수확기는 <표1>과 같다.
<표 1> 4차 연속재배의 파종기와 수확기
구 분 |
파 종 기 |
정 식 기 |
수 확 기 |
비 고 |
1 차 2 차 3 차 4 차 |
'98년 7월22일 8월20일 10월 2일 11월20일 |
8월 6일 9월 15일 10월 21일 12월 18일 |
9월 10일 10월 12일 12월 1일 '99년 2월 4일 |
1차재배는 3차례 나누어 수확하였고 2∼4차 재배는 일시수확 하였음.
|
4. 주요 조사내용
가. 생육조사 : 생육조사는 농사시험연구조사기준(농진청)에 준하여 조사하였다.
나. pH와 EC 측정 : 양액의 pH와 EC는 휴대용 측정기를 이용하여 재배기간 동안 경시적으로 조사하였는데, pH는 DPM-10(동일계기사)로 측정하였고, EC는 DCM-10(동일계기사)로 측정하였다.
다. 무기성분의 분석 : 질소는 켈달자동분석기 Vapodest-40(Gerhardt사)을 이용하였으며, 인산, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 등의 다량원소는 ICP( Integra XM2, GBC사)를 이용하여 분석하였다.
라. 병원균 접종과 여과효율 조사 : Fusarium oxysporium은 Czapedox broth를 3 ℓ 프라스크에 2 ℓ씩 분주후 가압 살균한 배지에 Fusarium을 접종하였다. 그리고 25℃에서 200 rpm으로 2주간 진탕 배양하였다.
Phytophthora capsici는 oat meal agar 배지에 접종하여 25℃에서 일주일 배양하고 균사가 완전히 자라면 3일간 광처리를 하였으며 접종전 20분간 4℃의 저온처리를 하여 난포자 형성을 촉진하였으며 이 과정을 거친후 페트리디쉬에 살균수를 넣어 난포자를 수확하였다. 두 균주 모두 사용전 헤마사이토메타로 포자농도를 측정하였다(Dhingra 등, 1985).
여과후 양액의 포자농도 측정은 streptomycin을 100 ppm이 되도록 첨가한 PDA배지에 여과액을 도말하여 자라는 콜로니 수를 각각 계수하였다.
마. 경제성분석 : 총수량은 1차재배에서 4차재배까지 누적된 수량을 적용하였고, 상추의 단가는 '95년부터 '97년까지 평균단가를 '97 농수축산물 거래동향 연보(서울특별시 농수산물 도매시장관리공사 편)의 자료를 참고로 적용하였으며, 소득율은 '97 농축산물 표준소득(농진청)을 참고하였으며, 양액비료 가격은 소비자 실 구입가격을 적용하였다.
1. 시험기간 중의 양액의 pH, EC 및 액온의 변화
본 시험은 뚝섬적축면 상추를 공시하여 1998년 7월 22일 1차 재배의 파종을 시작으로 1999년 2월 4일의 4차 재배의 수확에 이르기까지 7개월 동안 시험을 수행하였다. 4차 재배기간 동안의 양액의 pH의 변화를 <그림 1>에 나타내었다. 1차재배에서 4차재배에 이르기까지 시험전의 pH는 6.5 전후가 되도록 pH를 교정하여 재배하였는데, 시험후의 pH는 7.0 수준까지 상승하는 경향을 나타내었다. 재배기간 중의 pH의 상승은 양액재배 상추의 일반적인 경향인데, 이는 재배기간 중 NO3- 태 질소 등 음이온의 흡수가 왕성하고 Mg, Ca 등의 양이온 잔존비율이 높을 때 뿌리로부터 수산이온인 OH-을 배출한 결과로 생각된다. 양액재배에서 상추는 암모니아태 질소를 우선 흡수하지만 호초산태 작물로 분류하며(日本土肥學會編, 1990), 음이온의 왕성한 흡수는 양액의 pH를 상승시킨다는 보고(M. Schwarz, 1995)와 본 시험에서의 결과가 일치한 경향을 나타내었다.
<그림 1> 시험기간내 양액 중 pH의 변화
한편, 전기전도도(EC)는 1차 재배에서 4차 재배에 이르기까지 매 작기 시험전 보다 시험후에 낮아지는 경향을 나타내었다. 이것은 상추의 재배기간 중 뿌리로부터의 무기이온의 왕성한 흡수에 따른 결과로 양액 중 전이온 농도가 낮아졌음을 알 수 있다. 각 작기와 처리별로 다소의 차이는 있지만 같은 경향을 나타내었으며, EC가 많게는 0.5 dS·m-1에서 적게는 0.2 dS·m-1정도 낮아졌다.
<그림 2> 시험 재배기간내 양액 중 EC의 변화
<그림 3> 1∼4차 재배의 평균 액온
<그림 3>은 1차 재배에서 4차 재배에 이르기까지 양액 액온의 평균온도를 나타내었는데, 하절기에는 29℃정도 높았고 동절기로 갈수록 낮아졌다. 이 액온은 상추의 생육에 상당한 영향을 끼치는데 뒤에 나오는 생육 및 수량에서 여실히 나타나고 있다.
시험기간 중의 주요 생육특성을 <표 2>에 나타내었다. 1차재배의 경우에는 고온기 재배인 관계로 부득이 일시 수확이 아닌 3차례에 걸쳐 잎따기 수확을 실시하였고 2차에서 4차 재배까지는 일시 수확하였다.
<표 2> 주요 생육 특성
구분 |
처 리 |
엽수 (매) |
엽장 (cm) |
엽폭 (cm) |
경경 (mm) |
경장 (cm) |
근장 (cm) |
1차 재배 |
Control |
17.6 |
13.4 |
15.0 |
10.4 |
35.3 |
34.3 |
양액검정보정 |
17.0 |
13.4 |
15.3 |
10.5 |
28.5 |
27.7 |
|
양액검정보정+NaOCl |
16.0 |
14.6 |
16.1 |
11.5 |
24.8 |
34.4 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
17.7 |
15.0 |
16.7 |
11.3 |
26.0 |
32.5 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
17.4 |
15.3 |
17.4 |
11.2 |
29.9 |
33.4 |
|
2차 재배 |
Control |
15.6 |
20.7 |
21.6 |
21.1 |
12.4 |
45.6 |
양액검정보정 |
15.4 |
19.9 |
20.6 |
20.2 |
10.1 |
44.9 |
|
양액검정보정+NaOCl |
15.4 |
20.1 |
20.9 |
20.0 |
9.4 |
50.4 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
15.1 |
21.0 |
21.9 |
22.1 |
10.6 |
49.4 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
16.7 |
20.7 |
22.5 |
22.3 |
12.2 |
47.0 |
|
3차 재배 |
Control |
14.2 |
26.1 |
24.2 |
20.3 |
11.2 |
56.6 |
양액검정보정 |
14.0 |
25.1 |
22.8 |
19.7 |
10.3 |
53.4 |
|
양액검정보정+NaOCl |
14.2 |
25.0 |
22.2 |
19.6 |
11.2 |
51.2 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
14.5 |
25.4 |
24.2 |
20.5 |
14.2 |
50.2 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
12.8 |
24.7 |
22.4 |
19.7 |
11.0 |
54.4 |
|
4차 재배 |
Control |
14.3 |
27.2 |
24.8 |
20.5 |
11.2 |
60.0 |
양액검정보정 |
13.4 |
26.6 |
23.8 |
19.7 |
10.5 |
69.8 |
|
양액검정보정+NaOCl |
13.7 |
26.6 |
23.2 |
19.3 |
12.6 |
74.7 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
14.9 |
25.6 |
23.2 |
19.3 |
10.1 |
45.6 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
13.4 |
25.3 |
22.3 |
18.8 |
18.2 |
50.1 |
작기 간을 비교하여 보면 고온기에 재배한 1차 재배는 엽장, 엽폭, 경경 및 근장에서 2, 3, 4차 재배에 비해 생육이 떨어지는 편이었고, 엽수는 잎따기 수확을 하여 많은 편이었으며 고온기 추대를 하여 경장이 길어졌다.
상추의 수량을 <표 3>에 나타내었는데, 동일 작기의 처리별로는 차이가 미미하여 생체중이나 수량에서 처리간 통계적 유의차가 나타나지 않았다. 1차재배 시작할 때만 새로 조성하고 2∼4차 재배를 검정보정만 하였던 처리들이 생육이나 수량에서 대조구와 대등한 수준을 나타낸 것은 주목할 만한 점이다.
<표 3> 상추의 수량
구 분 |
처 리 |
지 상 부 |
지 하 부 |
수 량 (kg/10a) |
수량 지수 |
||
생체중 (g/주) |
건물율 (%) |
생체중 (g/주) |
건물율 (%) |
||||
1 차 재 배 |
Control |
57.7 az |
6.4 |
11.2 |
8.7 |
1,539 a |
100 |
양액검정보정 |
57.4 a |
6.5 |
12.9 |
7.6 |
1,531 a |
100 |
|
양액검정보정+NaOCl |
57.7 a |
7.4 |
12.0 |
7.7 |
1,539 a |
100 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
56.1 a |
6.3 |
14.4 |
6.3 |
1,495 a |
97 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
58.1 a |
6.1 |
17.6 |
6.1 |
1,549 a |
100 |
|
2 차 재 배 |
Control |
144.8 a |
5.3 |
20.7 |
5.3 |
3,860 a |
100 |
양액검정보정 |
130.6 a |
4.8 |
23.4 |
4.8 |
3,481 a |
90 |
|
양액검정보정+NaOCl |
133.2 a |
4.8 |
22.6 |
5.0 |
3,551 a |
92 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
161.8 a |
4.4 |
25.1 |
4.9 |
4,315 a |
112 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
165.8 a |
4.5 |
24.7 |
4.9 |
4,420 a |
115 |
|
3 차 재 배 |
Control |
154.9 a |
4.7 |
13.6 |
5.7 |
4,132 a |
100 |
양액검정보정 |
141.8 a |
4.5 |
13.9 |
4.9 |
3,782 a |
92 |
|
양액검정보정+NaOCl |
160.5 a |
4.5 |
13.8 |
5.1 |
4,280 a |
104 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
163.7 a |
4.3 |
13.8 |
4.8 |
4,367 a |
106 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
138.0 a |
4.4 |
14.7 |
4.9 |
3,662 a |
89 |
|
4 차 재 배 |
Control |
141.0 a |
4.8 |
13.6 |
5.4 |
3,763 a |
100 |
양액검정보정 |
129.4 a |
4.6 |
14.1 |
4.6 |
3,450 a |
92 |
|
양액검정보정+NaOCl |
130.1 a |
4.5 |
13.3 |
4.9 |
3,469 a |
92 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
127.2 a |
4.3 |
14.2 |
5.1 |
3,393 a |
90 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
114.0 a |
4.5 |
14.2 |
5.0 |
3,041 a |
81 |
|
z Duncan's multiple range test at 5% level
<그림 4>는 1차재배에서 4차재배까지의 처리별 누적수량인데, 양액검정보정+여과+NaOCl 처리구는 13,570 kg/10a를 나타내어 대조구의 13,294 kg/10a보다 2% 높은 수량을 나타냈는데 이 같은 결과는 NaOCl 12 ppm 처리의 결과로 추정되는데, NaOCl의 수량 증수 기작은 앞으로 더 연구하여야 할 과제이다. 그리고, 1차∼4차 재배의 작기별 처리합계 수량을 비교해보면(그림 5, 참고), 여름철재배였던 1차재배의 5처리 합계수량이 7,653 kg/10a(평균수량 1,531 kg/10a)으로 가장 낮게 나타났고, 3차재배의 5처리 합계수량이 20,223 kg/10a(평균수량 4,045 kg/10a)로 가장 높은 수준을 나타냈다. 이러한 수량차이는 유리온실 내 온도와 일조량이 계절별로 다르고 온도제어가 불가하였던 재배시기별 액온의 차이가 생육 및 수량에 영향을 크게 미친 것으로 사료된다. Schwarz(1972)은 채소생육의 최적 근권온도는 15∼25℃라 하였고, 이 등은(1996)는 겨울철 양액재배시 양액온도에 따른 엽채류 생육양상에서 근권의 생육은 20℃에서 가장 좋았다고 하였으며, 심(1999)도 양액의 온도가 상추 생육에 미치는 영향에서 배양액온도가 20℃에서 생육이 가장 좋았다고 하였다.
<그림 4> 처리별 1∼4차재배의 누적수량
<그림 5> 재배작기별 5처리 합계수량 비교
재배 작기별 재배전·후의 양액 중 무기성분 함량의 변화를 <표 4>에 나타내었다.
<표 4> 시험전·후의 무기성분 함량의 변화
무기 성분 |
처 리 |
1차 재배 |
2차 재배 |
3차 재배 |
4차 재배 |
||||
시험전 |
시험후 |
시험전 |
시험후 |
시험전 |
시험후 |
시험전 |
시험후 |
||
NO3-N (me/ℓ) |
Control |
8.0 |
5.8 |
7.9 |
6.5 |
6.9 |
4.9 |
6.9 |
4.6 |
양액검정보정 |
8.3 |
5.8 |
6.2 |
3.7 |
6.9 |
5.0 |
6.9 |
4.5 |
|
양액검정보정+NaOCl |
8.4 |
6.1 |
6.3 |
4.8 |
6.9 |
3.8 |
7.7 |
4.6 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
7.8 |
6.8 |
7.3 |
4.0 |
7.3 |
4.3 |
9.7 |
5.2 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
8.2 |
6.4 |
6.9 |
4.4 |
5.8 |
3.1 |
5.7 |
3.9 |
|
NH4-N (me/ℓ) |
Control |
0.4 |
0 |
0.4 |
0 |
0.7 |
0 |
0.2 |
0 |
양액검정보정 |
0.4 |
0 |
0.4 |
0 |
0.7 |
0 |
0.2 |
0 |
|
양액검정보정+NaOCl |
0.4 |
0 |
0.4 |
0 |
0.7 |
0 |
0.3 |
0 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
0.4 |
0 |
0.4 |
0 |
0.7 |
0 |
0.2 |
0 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
0.4 |
0 |
0.5 |
0 |
0.9 |
0 |
0.2 |
0 |
|
H2PO4-P (me/ℓ) |
Control |
1.7 |
1.2 |
1.5 |
1.6 |
1.5 |
2.4 |
1.6 |
2.4 |
양액검정보정 |
1.8 |
1.4 |
2.0 |
2.0 |
1.6 |
2.8 |
1.8 |
4.6 |
|
양액검정보정+NaOCl |
1.6 |
1.5 |
2.0 |
2.0 |
1.8 |
2.1 |
1.8 |
4.9 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
1.6 |
1.5 |
2.2 |
2.3 |
2.1 |
3.2 |
2.2 |
4.6 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
1.5 |
1.3 |
2.2 |
2.3 |
2.0 |
3.2 |
2.3 |
4.6 |
|
K (me/ℓ) |
Control |
4.8 |
4.8 |
4.2 |
3.8 |
5.2 |
3.6 |
3.1 |
3.1 |
양액검정보정 |
4.8 |
4.6 |
4.8 |
4.3 |
5.3 |
3.3 |
2.7 |
3.5 |
|
양액검정보정+NaOCl |
4.9 |
4.7 |
4.8 |
4.8 |
5.2 |
3.2 |
2.7 |
3.9 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
4.8 |
4.7 |
4.9 |
4.8 |
4.9 |
2.1 |
1.9 |
3.8 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
4.5 |
4.4 |
4.7 |
4.1 |
4.7 |
2.2 |
2.2 |
4.2 |
|
Ca (me/ℓ) |
Control |
3.9 |
2.5 |
3.7 |
3.9 |
4.0 |
4.6 |
3.9 |
3.3 |
양액검정보정 |
4.1 |
3.2 |
2.6 |
2.3 |
3.1 |
4.0 |
2.4 |
4.3 |
|
양액검정보정+NaOCl |
3.8 |
3.1 |
2.7 |
2.7 |
3.1 |
3.7 |
1.1 |
4.0 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
3.8 |
3.2 |
3.1 |
3.6 |
3.6 |
4.4 |
2.7 |
4.5 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
4.3 |
3.4 |
3.5 |
3.8 |
3.8 |
4.5 |
2.9 |
4.9 |
|
Mg (me/ℓ) |
Control |
1.5 |
1.5 |
1.4 |
1.6 |
1.5 |
1.9 |
1.3 |
1.9 |
양액검정보정 |
1.5 |
1.5 |
1.7 |
1.7 |
1.8 |
2.4 |
1.7 |
2.5 |
|
양액검정보정+NaOCl |
1.5 |
1.5 |
1.6 |
1.6 |
1.8 |
2.3 |
1.5 |
2.2 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl |
1.5 |
1.5 |
1.7 |
2.0 |
1.9 |
2.4 |
1.6 |
2.3 |
|
양액검정보정+여과+오존소독 |
1.6 |
1.7 |
1.9 |
2.1 |
2.0 |
2.5 |
1.8 |
2.5 |
|
여기에서 나타난 양액 중의 재배전·후 무기성분 함량은 처리간에 차이가 없었고, 재배시기 간에 차이가 나타났다. 재배전·후 무기성분량의 변화 중에서 재배후에 현저하게 농도가 낮아진 것은 NH4-N과 NO3-N이었는데, NH4-N의 경우에는 생육기간 중 전량 흡수 이용되어 분석에서 검출되지 않았고, NO3-N의 경우에는 최고 3.0 me/l까지 낮아져 다량으로 흡수 이용되었음을 알 수 있었다. 한편, 칼륨의 경우는 여름∼가을재배시에는 시험전·후의 농도가 같거나 그 차이가 미미하였으나 겨울재배에서는 재배후의 농도가 많이 낮아져, 일조량과 액온이 낮아진 겨울철에 흡수 이용이 활발하게 이루어졌음을 시사하였다. 이와는 달리 H2PO4-P, Mg, Ca등은 무기성분들간에 다소의 차이가 있었지만 가을과 겨울철 시험기인 3차, 4차재배시 재배후에 농도가 높게 나타났는데, 이들의 성분은 겨울재배시 흡수 이용이 많지 않아 재배전 보다 재배후 양액에 농축되어진 것으로 사료된다.
이러한 일부 무기성분의 농축 현상은 흡수 이용뿐만 아니라 재배기간 동안 활발한 증산작용과 베드에서 양액의 자연적인 증발작용 등도 농축의 원인으로 설명될 수 있을 것이다. 그러나 재배시기별로 다르게 나타난 무기성분 흡수패턴은 본 시험에서 해석이 곤란하였으며, 구체적인 재배시기 및 기상환경에 따른 무기성분 흡수 기작은 추후 연구과제이다.
일반적으로 농가에서 상추 담액수경 양액재배를 할 경우에 재배시작할 때 양액을 새로 조성하고, 재배기간 중이라도 양액내 이온의 불균형으로 인해 pH의 교정이 불가할 때 재배 중인 양액을 버리고 양액을 새로 조성하여주거나, 2주에 한번씩 새 양액으로 주기적인 조성을 하는 것이 관행 재배방법이다. 본 시험에서 수행한 상추 4 기작 재배에서는 대조구를 제외한 모든 처리구에서 1차재배에서만 양액을 새로 조성했을 뿐 2차에서 4차재배에 이르기까지 양액을 버리지 않고, 매 시험 재배 후 줄어든 양액을 원수로 보충한 후 양액을 채취하여 다량원소인 질소, 인산, 칼리, 마그네슘, 칼슘 등을 분석하여 얻은 결과치를 표준 양액조성 무기성분 값과 비교하여 모자라는 비료만 보정하여 재배하였다.
<표 5>는 4차 재배기간 동안 각 처리별 양액을 보정한 결과이다. 보정 결과를 보면, 무기성분의 보정은 질소원을 중심으로 이루어졌는데, 2∼3차 재배의 보정은 NH4NO3으로 보정하였고, 4차 재배시는 KNO3로 보정하였다. 상추는 계절에 관계없이 질소의 흡수는 꾸준히 활발하였고 칼륨은 재배시기에 따라 흡수량이 달라졌는데 여름∼가을재배시에는 흡수량이 공급량에 비해 적어 보정이 필요하지 않았으나 겨울재배시에는 칼륨의 흡수가 왕성하게 이루어져 시험후 농도가 현저하게 낮아져 보정하게 된 결과이며 인산, 칼슘, 마그네슘 등은 시험전 보다 시험후의 농도가 같거나 오히려 농축이 되어 농도가 높아진 결과로 나타나 이들의 흡수 패턴은 재배시기에 관계없이 일정한 경향을 나타내어 보정을 할 필요가 없었다.
<표 5> 4차 재배기간 동안 양액 보정 내용
처 리 |
재배작기 |
검정보정 값(me/l) |
|
NH4NO3 |
KNO3 |
||
Control |
1/4차재배 |
매 작기 양액을 새로 조성 |
|
양액검정보정구 |
1차재배 |
- |
- |
2차재배 |
1.50 |
- |
|
3차재배 |
4.09 |
- |
|
4차재배 |
- |
2.49 |
|
양액검정보정+NaOCl 처리구 |
1차재배 |
- |
- |
2차재배 |
1.50 |
- |
|
3차재배 |
2.97 |
- |
|
4차재배 |
- |
2.57 |
|
양액검정보정+여과+NaOCl처리구 |
1차재배 |
- |
- |
2차재배 |
1.50 |
- |
|
3차재배 |
3.70 |
- |
|
4차재배 |
- |
3.33 |
|
양액검정보정+여과+오존소독처리구 |
1차재배 |
- |
- |
2차재배 |
1.50 |
- |
|
3차재배 |
3.35 |
- |
|
4차재배 |
- |
3.11 |
|
<표 6>에 나타낸 시험재배에 사용한 원수의 특성은 pH가 다소 높고 Ca 함량이 높게 나타났는데, 원수를 Ca가 용출되는 콘크리트 저수조에 저장하여 사용한 결과로 생각된다. 그러나 본 시험에서는 원수의 무기성분 함량을 무시하고 양액을 조성하여 수행하였다. 따라서 식물체의 Ca 흡수가 많음에도 불구하고 Ca의 보정이 필요하지 않은 이유가 거기에 있었던 것으로 사료된다.
<표 6> 시험재배에 사용한 원수의 특성
pH |
EC (dS·m-1) |
K (ppm) |
Ca (ppm) |
Mg (ppm) |
7.6 |
0.29 |
2.80 |
31.19 |
7.23 |
한편, 식물체의 무기성분의 함량은 <표 7>에 나타내었는데, 전 질소의 경우 여름철재배에서 흡수가 많았고, 인산, 칼륨, 칼슘 등은 겨울철 재배에서 흡수가 다소 많은 것으로 나타났으며, 마그네슘의 흡수는 계절간의 차이가 미미하였다.
<표 7> 식물체 무기성분 함량
구 분 |
처 리 |
1차재배 |
2차재배 |
3차재배 |
4차재배 |
T-N (%) |
Control 양액검정보정 양액검정보정+NaOCl 양액검정보정+여과+NaOCl 양액검정보정+여과+오존소독 |
2.93 2.88 3.01 2.88 2.88 |
2.57 2.69 2.82 2.70 2.53 |
2.34 2.39 2.24 2.29 2.36 |
2.19 2.16 2.17 2.57 2.33 |
P2O5 (%) |
Control 양액검정보정 양액검정보정+NaOCl 양액검정보정+여과+NaOCl 양액검정보정+여과+오존소독 |
0.74 0.69 0.69 0.78 0.72 |
0.82 0.93 0.93 1.01 0.97 |
1.42 1.37 1.40 1.39 1.43 |
1.30 1.29 1.25 1.22 1.19 |
K (%) |
Control 양액검정보정 양액검정보정+NaOCl 양액검정보정+여과+NaOCl 양액검정보정+여과+오존소독 |
7.71 7.61 7.19 7.48 7.45 |
8.19 8.80 8.93 9.42 9.33 |
11.02 11.00 11.06 11.37 10.54 |
11.65 11.17 10.41 10.26 10.61 |
Ca (%) |
Control 양액검정보정 양액검정보정+NaOCl 양액검정보정+여과+NaOCl 양액검정보정+여과+오존소독 |
1.07 1.15 1.04 1.13 1.16 |
1.20 1.08 1.09 1.09 1.23 |
1.45 1.23 1.27 1.35 1.36 |
1.22 1.20 1.40 1.33 1.35 |
Mg (%) |
Control 양액검정보정 양액검정보정+NaOCl 양액검정보정+여과+NaOCl 양액검정보정+여과+오존소독 |
0.33 0.30 0.28 0.31 0.32 |
0.27 0.31 0.31 0.30 0.31 |
0.30 0.28 0.29 0.29 0.30 |
0.31 0.30 0.34 0.33 0.34 |
1차재배는 앞서 언급한 바와 같이 처리별로 새로 양액을 조성하여 재배를 시작하였고, 2차 재배는 병 발생을 유도하기 위하여 양액검정보정만 실시하고 다른 소독처리 등을 실시하지 않았다. 그러나 2차재배에서도 병 발생이 없어서 3차재배 시작 전 검정보정 후 <표 8>과 같이 Fusarium oxysporum과 Phytophthora capsici을 접종하고 여과 및 소독처리를 실시하였다. 그 결과 모든 처리에서 이병주의 발생이 없었는데, 본 시험이 담액수경재배로 수행되어 양액상태에서 병원균의 활력저하와 병원균과 기주식물의 불일치, 겨울재배시 낮은 양액온도로 인한 병원균의 활력 저하, 저농도의 병원균 접종 등 여러 가지 원인으로 이병주가 발생하지 않은 것으로 추정되며, 금후 이와 관련한 추가 연구가 뒤따라야 할 것으로 보인다.
<표 8> 3차 재배전 병원성 병균 접종과 재배후 이병주 발생상황
처 리 |
Fusarium oxysporum |
Phytophthora capsici |
||
접종농도 |
발병주율(%) |
접종농도 |
발병주율(%) |
|
Control 양액검정보정 양액검정보정+NaOCl 양액검정보정+여과+NaOCl 양액검정보정+여과+오존소독 |
4.5×104cfu 4.3×104cfu 3.8×104cfu 4.4×104cfu 4.7×104cfu |
0 0 0 0 0 |
3.8×102cfu 4.5×102cfu 4.1×102cfu 4.7×102cfu 4.1×102cfu |
0 0 0 0 0 |
4차재배기간 동안 양액검정 보정에 따른 경영비 절감효과를 <표 9>에 나타내었는데 대조구에 비해 양액검정보정 처리들이 비료대 절감효과가 두드러지게 나타난 결과를 알 수 있다. 비료대 절감효과는 양액검정보정+NaOCl처리의 최고 67%에서 양액검정보정+여과+NaOCl처리구의 65% 정도까지 비료 절감효과를 나타내었다. 그러나 양액재배의 경영비에서 비료가 차지하는 비중이 크지 않아 경제성 분석에서 큰 영향은 주지 못하였다.
<표 9> 1∼4차 재배의 양액보정에 따른 비료소요량과 비료대 절감효과
구 분 |
Control |
양액검정 보정 |
양액검정 보정 + NaOCl |
양액검정 보정+여과+ NaOCl처리 |
양액검정 보정+여과+오존소독 |
|
비 료 량 (kg/ 10a) |
KNO3 |
151.5 |
63.0 |
63.1 |
71.5 |
69.3 |
Ca(NO3)2·4H2O |
118.0 |
29.5 |
29.5 |
29.5 |
29.5 |
|
KH2PO4 |
81.6 |
20.4 |
20.4 |
20.4 |
20.4 |
|
MgSO4·7H2O |
36.9 |
9.2 |
9.2 |
9.2 |
9.2 |
|
NH4NO3 |
24.0 |
28.4 |
23.9 |
26.8 |
25.4 |
|
비료대(천원/10a) 비 료 대 지 수 |
937 100 |
311 33 |
305 33 |
324 35 |
318 34 |
|
<표 10>는 4차 재배기간 중에 발생되어 폐기되는 양액과 비료 성분함량을 나타내었다.
<표 10> 4연속 재배기간 중 폐기 양액 중의 비료성분량 (10a 기준)
처 리 |
재배 구분 |
폐기 양액과 비료량z |
||||||
양액량 (t) |
NO3-N (kg) |
NH4-N (kg) |
H2PO4-P (kg) |
K (kg) |
Ca (kg) |
Mg (kg) |
||
Control |
1차 2차 3차 4차 |
75 75 75 75 |
6.1 6.8 5.2 4.8 |
- - - - |
2.8 3.7 5.6 5.6 |
14.0 11.1 10.5 9.1 |
3.8 5.9 6.9 5.0 |
1.4 1.4 1.7 1.7 |
계 |
300 |
22.9 |
- |
17.7 |
44.7 |
21.6 |
6.2 |
|
양액검정보정 |
4차 |
75 |
4.7 |
- |
10.7 |
10.2 |
6.5 |
2.3 |
양액검정보정+NaOCl |
4차 |
75 |
4.8 |
- |
11.4 |
11.4 |
6.0 |
2.0 |
양액검정보정+여과+NaOCl |
4차 |
75 |
5.5 |
- |
10.7 |
11.1 |
6.8 |
2.1 |
양액검정보정+여과+오존소독 |
4차 |
75 |
4.1 |
- |
10.7 |
12.3 |
7.4 |
2.3 |
양액검정보정처리구 평균 |
75 |
4.8 |
- |
10.9 |
11.3 |
6.8 |
2.2 |
|
z 10a 담액수경 재배기준하여 양액량을 100 t으로 추정하였으며, 작기 내에 양액교환은
고려하지 않았음.
본 시험에서 조사된 시험전·후의 양액 감모량은 25% 정도 되었는데, 일반적인 담액수경 양액재배시 소요되는 10 a당 물의 양을 100 t 내외로 추산할 때 재배 후 발생되어 폐기되는 양액량은 75 t으로 계산된다. 여기에서 버려지는 75 t의 폐기양액을 <표 4>의 시험전·후의 무기성분 함량 변화 결과를 활용하여 폐기 비료량으로 계산하였다.
대조구의 폐기양액은 4차재배까지 매회 발생하여 모두 네 번 버려졌으며 이때 10 a당 300 t의 물이 배출되었고, 물과 함께 배출된 비료량의 합계는 NO3-N이 22.9 kg, H2PO4-P가 17.7 kg, K가 44.7 kg, Ca가 21.6 kg, Mg이 6.2 kg 이었다. 그러나 양액검정보정처리들은 4차례의 재배기간 중 4차 재배후 1회만 폐기하여 75 t의 물이 배출되었고 이와 함께 배출된 비료량은 NO3-N이 4.8 kg, H2PO4-P가 10.9 kg, K가 11.3 kg, Ca가 6.8 kg, Mg가 2.2 kg이었다. 이것을 대조구와 비교해보면 물은 1/4, NO3-N은 1/4.8, H2PO4-P는 1/1.6, K는 1/4, Ca는 1/3.2 Mg는 1/2.8 수준이었다. 이것은 작기내에 양액을 교환하지 않은 것으로 가정하였으나 교환을 한다면 폐기 배출량은 앞서 제시한 성적의 2배가 될 것이다. Van Os 등(1994)은 토마토 배지경재배시 발생하는 연간 폐기 비료량은 ha당 질소 147 kg, 인산 71 kg, 칼리 282 kg, 칼슘 126 kg, 마그네슘 60 kg 정도라고 제시하였는데, 본 시험의 결과와는 재배기간과 작물, 재배방식에 차이가 있어 직접적인 비교는 곤란하지만 본 시험에서는 양액검정보정처리구들은 물론 대조구에서도 그보다 폐기 양액량이 훨씬 적게 나타났다. 이것으로 미루어 볼 때 담액수경재배가 배지경 재배보다 더 환경친화적인 양액재배 시스템임을 알 수 있었다. 더구나 본 시험의 양액검정보정 처리구들이 같은 시험 대조구에 비해 얼마나 친환경 양액재배 기술인지를 <표 10>의 성적이 극명하게 보여주고 있다.
이렇게 양액을 검정보정하여 재배하면 양액의 재활용에 의한 물의 낭비를 막을 수 있고 아울러 비료대를 절감시켜 농가경영을 좋게 하고, 폐기 양액량을 극소화하여 수질환경오염을 크게 경감시킬 수 있을 것으로 기대된다.
<표 11>의 1∼4차 재배를 누적한 경제성분석 결과를 보면 소득은 대조구의 11,801천원/10a에 비해 양액검정보정+여과+NaOCl처리가 12,527천원/10a으로 6% 증대되었다. 수량의 증대는 2%이었는데 소득이 6% 증대된 것은 양액조성에 들어가는 비료대의 절감이 결과적으로 경영비를 절감시킨 결과로 나타난 것이다. 다른 처리들은 수량의 차이가 경영비 절감을 상쇄시키지 못하여 결과적으로 소득이 대조구에 비해 떨어지게 나타났다.
<표 11> 경제성 분석 결과(1∼4차 재배)
처 리 내 용 |
상품수량 (kg/10a) |
단가z (원/kg) |
조수입 (천원/10a) |
경영비 (천원/10a) |
소득 (천원/10a) |
지수 |
Control |
13,294 |
1,775 |
23,601 |
11,800 |
11,801 |
100 |
양액검정보정 |
12,244 |
1,788 |
21,890 |
11,175 |
10,715 |
91 |
양액검정보정+NaOCl |
12,839 |
1,767 |
22,684 |
11,169 |
11,515 |
98 |
양액검정보정+여과+NaOCl |
13,570 |
1,748 |
23,715 |
11,188 |
12,527 |
106 |
양액검정보정+여과+오존소독 |
12,672 |
1,769 |
22,414 |
11,187 |
11,227 |
95 |
z 단가는 '95-'97년 3개년 평균단가를 수확시기별 단가와 수량을 적용
양액검정보정+여과+NaOCl처리구는 소득증대 효과는 비록 6%로 미미하지만 밖으로 배출되어 환경을 오염시키는 양액의 낭비를 극소화하여 양액재배시 원수의 절감, 비료의 절약, 수질환경 오염우려 불식 등의 성과를 가져올 수 있는 효과적인 방법인 것이다.
금후 수자원은 절대량이 부족하여 공업용수는 물론 음용수의 부족까지 예상되고, 산업 및 축산 폐수, 생활 하수 등으로 환경오염에 대한 우려가 날로 커져가고 있는 시점에서 환경보전형 양액재배에 대해 엽채류 순환식 양액재배시 양액 재활용 기술을 바람직한 대안으로 제시하고자 한다.
본 연구는 총괄과제인 '환경보전형 첨단 Recycling 양액재배 시스템 개발' 과제를 완결시키는 세부연구로써 다른 세부과제에서 얻은 좋은 결과들을 하나로 묶어 순환식 양액재배시 양액관리 일관시스템 실용화를 목적으로 수행하였다.
4차재배기간 중 모든 처리에서 pH는 매 작기 시험전 보다 시험후에 높아졌던 반면, EC는 낮아졌다. 양액보정은 매 작기 후 양액을 검정하여 나온 분석치로 보정하였는데 여기에 쓰인 비료는 NH4NO3와 KNO3 두 가지였으며 나머지 무기성분은 보정이 필요치 않았다.
생육 및 수량은 매 작기내 처리간 통계적 유의차가 나타나지 않았으나 작기간의 수량의 차이는 현저하게 나타났다.
4차 연속재배시 식물체 병 발생은 2차재배 후 Fusarium oxysporum 과 Phytophthora capsici 로 접종을 하였으나 모든 처리에서 병 발생이 없었다.
양액 보정에 따른 비료대 절감은 대조구 937천원/10a에 비해 양액검정보정처리들은 65%∼67% 정도의 절감효과를 나타내었다.
10a 당 경제성 분석결과 대조구의 11,801천원/10a에 비해 양액검정보정+여과+NaOCl처리에서 12,527천원/10a를 나타내어 6%의 소득 증대를 가져왔다.
따라서 양액검정보정+여과+NaOCl처리는 4차 연속재배까지 대조구에 비해 생육의 저조나 수량 감소 없이 우수한 결과를 나타내어 환경보전형 순환식 양액재배 양액재활용 기술로 활용이 가능하다고 판단된다.
1. 淺尾俊樹, 梅山元正, 太田勝已, 細木高志, 伊승憲弘, 植田尙文. 1998. 水耕 キュウリの培養液非交換による收量의減少と活性炭添加による回復. 園學 雜. 67(1) : 99-105.
2. Dhingra O. D. and J. B. Sinclair. 1985. Basic plant pathology methods. 355pp. CRC press, Florida.
3. 池田英男 등. 1996. 最新養液栽培手引. 誠文堂新光社. 日本. 東京
4. 이현동, 이의신, 서규태. 1996. 상수도의 생물. 도서출판 진리탐구.
5. 이한철, 서명훈, 이수연, 임재욱, 유창재. 1996. 춘계논문발표요지. 한국원예학회. 14(2):172-173
6. 日本土壤肥料學會編. 1990. 養液栽培と植物榮養. 博友社. 34-38
7. 농촌진흥청. 1998. '97 농축산물 표준소득. 농촌진흥청
8. 농촌진흥청. 1998. 시험연구결과 경제성 분석기준. 농촌진흥청
9. Paludan, N. 1985. Spread of viruses by recirculated nutrient solutions in soilless cultures. Tidsskr. Planteavl 89 : 467-474.
10. 박권우, 김영식. 1998. 양액재배. 아카데미서적.
11. Rattink, H. 1991. Epidemiology of Fusarium crown and root rot in artificial substrate systems. Med. Fac. Landbouww. Rijksuniv. Gent. 56/2b. 423-430.
12. Schwarz, M. 1972. Influence of root crown temperature on plant development . Plant Soil 37(2) : 435-439
13. Schwarz, M. 1995. Soilless Culture Management. Advanced Series in Agriculture Sciences Vol. 24 : 28
14. 서울특별시농수산물도매시장관리공사. 1998. '97 농축산물 거래동향 연보. 서울특별시농수산물도매시장관리공사. 210-215
15. 심미영. 1999. 상추 수경재배에서 근권부 환경제어가 상추 생육 및 품질 에 미치는 영향. 서울시립대학교 대학원 석사학위 논문.
16. Tomlinson, J. A. and E. M. Faithfull. 1979. Effects of fungicides and surfactants on the zoospores of Olipidium brassicae. Annals of applied Biology 93 : 13-19.
17. 宇田川 雄二. 1996. 養液センサ??の現狀と今後の課題. 日本植物工場學會 第6回 SHITAシンジウム講演豫稿集. 43-51.
18. Van der Burg A.M.M. 1992. Prevention of clogging of trickle irrigation system. Glasshouse Crops Research Station Annual Report. Naaldwijk, Netherlands. 21
19. Van os, EA., 1994. Closed growing systems for more efficient and environmental friendly production. Acta Horticulturae (in press)
20. Wohanka, W. 1990. Geschlossene Kluturverfahren im Zierpflanzenbau aus Sicht des Pflanzenschutzes. Taspo Praxis 18, Geschlossene Kulturverfahren Zierpflanzenbau. 57-61.
21. 山奇肯哉. 1984. 養液栽培全編. 博友社. 日本
22. Zekki, H., Gauthier, and A. Gosselin. 1996. Growth , Productivity, and Mineral Composition of Hydroponically Cultivated Greenhouse Tomatoes, with or without Nutrient Solution Recycling. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121(6) : 1082-1088