채소의 수경재배

 

Ⅰ. 서   언
  수경재배는 작물의 생육에 필요한 물과 양분을 토양에서 공급받는 것이 아니고 양분을 적당한 비율로 물에 용해시킨 배양액을 만들어 산소와 함께 공급하면서 재배하는 방법이다. 따라서 토양재배에서와 같이 물과 양분을 별도로 공급하지 않고 양액만으로 재배한다고 해서 Hydroponics 또는 Soilless culture, Nutriculture, Tankfarming이라고 불리워 지지만 모두 같은 의미이다. 최근 시설채소의 각광과 아울러 청정채소의 요청이 늘어나 양액재배 기술에 대한 관심이 높아지고 있는데, 여기에서는 양액재배의 성립여건과 특징, 재배법 등에 관하여 언급하고자 한다.

Ⅱ. 양액재배의 성립요건
  1. 특수한 구조의 재배상, 양액탱크, 양액공급장치 그리고 부수적인 각종 자동제어 장치 등의 시설에 다수의 자본이 소요되므로 이들 시설에 대한 감가 상각비까지 포함시켜 수익성이 보장되어야 성립될 수 있다.
  2. 양액 조제에 필요한 양질의 물을 다량 확보 할 수 있어야 한다.
  3. 배수가 잘 되수 있어야 된다. 폐액과 소독액등이 신속히 빠져나갈 수 있어야 한다.
  4. 일조가 많고 온화한 기상조건이 갖추어져야 한다.
  5. 양액조제를 포함한 양액관리의 기초적인 이론과 기술을 먼저 익혀야 한다.
  6. 기타 시설재배의 입지해를 갖고 있어야 한다.

Ⅲ. 양액재배의 특징
  양액재배는 복잡한 토양요인을 배제하고 작물을 재배하는 것이지 때문에 다음과 같은 여러 가지 특징이 있다.
  1. 연작장해에 구애받지 않고 같은 장소에서 같은 작물을 반복해서 재배할 수 있다.
  2. 각종 채소의 청정 재배가 가능하다.
  3. 시비, 관수, 제초등 작업이 불필요한 관리작업을 대폭적으로 절감할수록 자동화 할 수 있으므로 성력화를 기대할 수 있다.
  4. 생육이 일반적으로 빠르기 때문에 연간 생산량이 증대된다.
  5. 농경지 확보가 어려운 곳이나 토양이 오염되어 작물재배가 불가능한 곳에서도 재배할 수 있다.
  6. 토양의 완충능력이 없으므로 양분농도나 pH변화의 영향을 받기 쉽다.
  7. 각종장치와 시설에 자본이 많이 소요되고, 재배관리에 작물의 영양생리와 화학에 기초소양이 요구된다.

Ⅳ. 양액재배의 분류
  양액재배는 배지의 종류와 양액의 공급방법에 따라 다음과 같이 분류된다.
  1. 공기경재배
   베드에 양액을 반만 채우고 공기중에 노출된 뿌리에 양액을 간헐적으로 분무하여 재배하는 방식이다. 이 방법은 망을 이용하여 뿌리를 공간에 입체적으로 배열시키고 분무하는 방법도 있다.
  2. 수경재배
  뿌리가 양액속에 침적된 상태로 재배하는 방식으로 산소의 공급 방법에 따라  1) 유동 또는 상하재배법 2)액면저하법 3)통기법 4)환류법 5)등량교환법 6)NFT(nutrient film technique) 7) Sheet culture
  3. 고형배지경(solid medium culture or aggregate culture)
  모래, 버미큘라이트, 왕겨숯, 자갈 등의 고형배지로 작물을 지탱하고 양액을 여러 가지 방법으로 공급하여 재배하는 방식으로 1)사경재배 2)훈탄재배 3)역경재배 4)암면재배 등으로 구분한다.

Ⅴ. 양액의 조성, 조제 및 관리
  양액은 작물의 생육에 꼭 필요한 무기양분을 각각의 흡수량의 비율에 맞추어 물에 용해시킨 것이다. 작물생육에 반드시 있어야 되는 양분 즉 필수원소는 16개이며, 이들 가운데 물과 공기에서 얻은 C, H, O를 제외한 13개 원소가 무기양분이다. 이 무기양분 가운데 N, P, K, S, Ca, Mg및 Fe는 다량으로 요구되기 때문에 다량원소라 하고 B, Mn, Zn, Cu, Mo, 및 Cl는 미량으로 충분하기 때문에 미량원소라 한다. 이밖에 코발트(co)도 필수 미량원소로 취급되는 경우가 있다. 미량원소 가운데 아연 이하의 것은 극미량으로 충분하기 때문에 역경재배에서는 양액에 첨가하지 않아도 된다.

1. 무기양분의 급원
  질소는 NO3 또는 NH4의 형태로 흡수되느데 양액재배에서는 NO3-N을 주체로 하고 NH4-N에서는 NH4NO3나 (NH4)2SO4가 많이 이용된다. 인은(H2PO4)2·H2O(과인산 석회)가 주로 이용되고 있으며, 칼륨은 K2SO4나 KCl을 사용한다. 칼슘은 과린산석회가 주급원이며, 황은 MgSO4 철은 황산 제 1철(FeSO4·7H2O)또는 염화 제 2철(FeCl3·6H2O)을 많이 사용한다. 미량원소중 붕소는 붕산(H3BO3), 망간, 아연, 구리 및 몰리브덴의 급원으로 황망간산(MnSO4·7H2O), ZnSO4·7H2O,CuSO4·5H2O 및 몰리브덴산 나트륨(NaMoO4·2H2O)이 각각 사용된다.
2. 양액의 조성과 농도
  작물에 가장 적당한 양액의 조성 내지 농도는 작물의 종류, 생육단계 또는 재배시기, 배지의 보수력, 급액등에 따라 당연히 달라지게 된다. 그러나 실제에 있어서는 많은 작물에 공통적으로 적용할 수 있는 조성과 농도를 가진 양액을 조제하여 사용하고 있다. 즉 몇몇 대표적인 작물의 평균적인 요소 흡수량을 규명하여 이들을 당량으로 나타내고 이들 요서간의 당량비(개락치)를 기준으로 하여 균형이 잡힌 양액의 조성과 농도를 경정하는 방법이 권장되고 있다.
1) 배양액의 제조법
 가) 배양액은 비료의 필요량은 ±5%까지 평량하여 비닐봉지에 넣아 차례로 나열
 나) 배양액 탱크에 소요물량보다 10%적게 물을 채운다.
 다) 플라스틱 용기에 물을 넣고 비료를 한종류씩 차례로 용해시킨 뒤 미량요소를 먼저 다량원소를 나중에 용해시킨다.  라) K2SO4, MgSO4등의 황산염을 전부 혼합해서 녹이고, Ca(NO3)2, KNO3, KH2PO4등의 질산염과 인산염은 가루를 혼합한 다음 용해시킨다.
 마) 배양액의 pH가 5.5∼6.5의 범위로 되도록 조절해야 하며, pH가 7.0이상이 되면 Fe, Mn, Po, Ca, Mg 이온이 불용성으로되어 작물에 흡수되지 않는다.
 바) 배양액을 재배베드에 5∼10분간 시험순환 시킨후 반드시 pH와 EC를 측정하여 조절해야 한다.
다. 양액의 관리
1) 양액의 pH
    양액의 pH는 5.5∼6.5가 적당 pH 7이상 -Fe, Mn, P등이 침전하여 작물에 흡수할 수 없고, 반대로 너무 낮으면 Ca, K, Mg등의 결핍되기 쉽다.
배양액의 pH는 정기적으로 점검해야 되고 만일 pH가 높아졌을 때는 황산 8∼10㎖/1,000ℓ당을 가하면 pH를 1.0을 내릴 수 있다. 완충력이 없기 때문에 항상 주의해야 되고 특히 석회암 지대 또는 해안 지대의 우물물은 pH가 7.5이상 이므로 주의 해야 한다.
2) 양액의 온도
     작물의 종류, 품종에 따라 다르다. 토마토는 대게 15∼23℃, 오이 춘작일 경우 18∼23℃, 하작은 23∼25℃, 메론은 18∼25℃가 표준이다. 겨울철에는 보온시설을 하고 여름철에는 액면에 단열 커버를 하며 액온의 상승을 막고 지하수를 이용할 수 있는 곳에서는 배양액에 파이프를 설치하여 지하수를 순환시켜 액온을 낮춰 주어야 한다.
3) 용존산소량
    작물 뿌리가 정상적으로 생육을 하고 양분을 흡수 하려면 양액중의 용존 산소량이 많아야 한다. 수중의 포화 용존 산소량은 수온에 따라 다른데, 온도가 높아 질수록 포화량이 적어서 35℃에서는 10ppm불과하다. 따라서 온도가 높을 때에는 산소가 부족되기 쉽다. 작물 뿌리는 계속해서 산소를 흡수하기 때문에 용액 중의 용존 산소량은 감소하므로 부족하지 않게 공급해 주어야 한다.
4) 양액의 갱신과 보급
   가) 양액의 갱신
      1작이 끝날 때 마다 양액을 갱신하는 것이 원칙이나 재배기간 중 문제가 일어날 경우, 특히 재배기간이 긴 작물에 있어서는 적당한 시기에 갱신하도록 한다. 그러나 재배기간이 짧은 쑥갓, 삼엽채, 시금치 등은 문제가 없고, 3∼4작 계속할 수 있다.
   나) 물의보급
     양액의 추가공급시나 양액이 30%이상 감소시 보급
   다) 양분의 공급
       양액의 농도가 반감 되었을 때 표준량의 반량을 첨가하여 원래의 농도를 조절하는 방법이 권장되고 있으나 양액을 계속 분석하지 않으면 그 적기를 판정하기 어렵다.