Management of Dripper Position in Tomato Perlite Bag Culture

(1)

토마토 펄라이트 자루재배에서의 점적핀 위치 관리

심상연¹·김영식²*

1경기도농업기술원

,

²상명대학교

Management of Dripper Position in Tomato Perlite Bag Culture

Sang Youn Sim

¹

and Young Shik Kim

²^*

1

GyeongGi-Do Agricultural Research & Extension Services, Hwasung-si 445-300, Korea

2

Sangmyung University, 300 Anseo-dong, Cheonan, Choongnam 330-720, Korea

Abstract.

The appropriate dripper position in perlite bag was investigated for tomato production. Drippers were laid at 5(F5), 15cm (F15) away from the stem base or 5cm at first and then moved to 15cm later (M5- 15). Roots were developed more near the stem base in F5, while less in F15. Roots were distributed evenly in M5-15. In vertical distribution of water in perlite bag, water content was higher as it went deeper with the variation by dripper positions. Yield was high in F15 and low in F5. In conclusion the position of dripper is the best at 15cm from the stem base in perlite bag culture in view of root distribution and yield.

Key words :

drip irrigation, hydroponics, root distribution, solanum lycopersicum , water distribution

서 론

재배방법에 따라뿌리의양과 분포가달라지며

,

식

물체 부위간 건물의 분포도 달라진다

(Richards

^와

Rowe, 1977; Carmi

와

Heuer, 1981).

이러한 원인은 뿌리용적이 작을 경우 배지 내 수분 양상과 관계가 있다

(Hameed

등

, 1987).

배지용적에따른식물반응은 항상 명확하지는 않는데

(Sirin

^과

Sevgican, 1999),

^이

것은용기재배의경우에관수가빈번하게이루어져수 분 스트레스를 받지 않기 때문인 것으로 판단된다

(Krizek

^등

, 1985).

관수방식은여러가지가있는데

,

^{점적관수는}^용기재

배에적합하고관수효율성이높은방식으로널리사용 되고있다

.

점적관수를하는경우에는점적핀의위치와 관수량및관수시기등이중요하게고려되어야하는데

,

적정관수시각을맞추지못할경우에는수분스트레스 를 유발할 수 있다

(Bar-Yosef

등

, 1980).

즉

,

관수에 의해수분함량이높아지는배지영역의크기나모양이 변화함으로써뿌리생장이나수분흡수가 영향을받는

다

.

점적위치에따라 배지내수분분포도가다른데

,

수 직위치에 따라 양상이 다르기도 하며 배지의 종류에 따라서도 다르다

(Leonardi

등

, 2003).

또한 자루 내 양액분포특성과시간별관수특성을 고려하여균일한 배양액분포를위해점적관을위치시켜야하며필요시 재배기간중이동시키는것이좋은경우도있다

.

본연구는토마토의생육단계에따라점적핀의위치 를달리함으로써생육단계별적정점적핀위치를구명 하여펄라이트자루재배시 점적핀관리법을확립하고 자수행하였다

.

재료 및 방법

본 연구는

2004

년

9

월

10

일 및

2006

년

1

월

25

일

2

^회에^걸쳐^{경기도농업기술원}^벤로형^{유리온실에서}^수

행되었다

.

공시품종인 대과용 토마토

630(SAKATA, Japan)

을

2004

년

9

월

10

일

72

공 공정 육묘 판에 파 종하였고

, 5

단적심외대가꾸기로재배하였다

.

육묘는 양지붕유리 온실 내에서자체 개발한 분사 형육묘 시스템을이용했으며

, 1

일

1

회

(

오전

11:30)

관수하였 다

. 2004

년

11

월

04

일 본엽이

6

매 일 때 정식하고

,

즉시처리를시작하였다

.

*Corresponding author: [email protected]

*Received October 26, 2009; Revised November 18, 2009;

*Accepted December 4, 2009

(2)

펄라이트 자루배지

(W 340 * L 1,200 * H 150mm,

용량

40L)

^는^정식^전날^포수한^후

,

^정식 ^직전^배액구

를

3

군데뚫은다음

,

펄라이트자루당상부면에직경

7.5cm

의 재식구를

3

개내고 한구멍마다

2

그루씩정 식하였다

.

^배액구는 ^자루의^한쪽^면에만^그루와^그루

사이의정중앙에바닥에서

3cm

^높이에^수평으로

5cm

길이로만들었다

.

재식간격은

40cm

로하였다

.

줄간간 격은

2m

였다

.

관행방식인펄라이트베드재배는다목 적

1

^호^베드

(MP1B,

^가화텍

, Korea)

^를^사용하고

,

^재식

방법은자루재배와동일하게하였다

.

실험처리는점적핀위치에따라

4

가지처리를두 었는데

,

펄라이트자루배지에대해서는지제부로부터

5cm

^위치에 ^고정

(F5), 15cm

^고정

(F15). 5cm~15cm

로이동

(M5-15)

의

3

처리구를두었으며

,

대조구로관행 의 베드 재배

(Trough)

를 두었으며

,

점적핀은

5cm

위

치에 고정했다

. M5-15

처리구에서는 정식한지

35

일

후인

12

^월

8

^일 ^{지제부로부터}

5cm

^에서

15cm

^위치로

점적 핀을 이동하였다

.

각처리별

8

자루

, 48

개체의 식물을공시했다

.

사용배양액은토마토용

Yamazaki

배양액이었으며

,

공급 시

pH 5.5, EC 0.8dS

^·

m

⁻¹ ^이였다

.

^배양액의

공급은 자동공급 장치

(Agronic 4000, Spain)

를이용 하였다

.

관수는적산일사량법과타이머법을병행사용 하였다

.

생육초기에는 적산일사량

200Wh(720KJ)

에

198ml

^씩^{관수하였고}

, 10

^시^및

14

^시에는^타이머로^급

액 하였다

.

이후로는 배액율

10%

선에서 관수 시간

및일회관수량을조절하였다

.

측지는

5cm

이상에서

제거했다

.

하엽은제거하지않았다

. 2004

년

11

월

26

일 부터 매주월

,

^수

,

^금에^착과제로^토마토^톤을^살포했

다

.

수확은

2005

년

2

월

4

일부터 토마토가

90%

정도 착색되었을때처리별

,

화방별로수확하여

2~4

화방에 대하여

100g

이하

(

소과

), 100~200g, 200~300g, 300~

400g, 400g

^이상의^중량

,

^기형과

(

^배꼽

,

^창문

),

^당도^등

을조사하였다

.

점적핀 위치에따른 배지내 뿌리 분포를 알아보기 위해서 토마토가

13

마디인

2004

년

12

월

14

일 및

24

마디인

2005

^년

1

^월

26

^일에 ^배지를 ^절단 ^한 ^후

Schiff’s reagent (SIGMA)

로염색하였다

.

절단은지제

부로부터길이방향으로

10cm

씩자루를

9

등분하였고

,

최대한빛의조건을같게하기위해동일한방향으로 정렬하였다

.

^배지^내^수분이^많으면^염색된^색이^묽고

펄라이트로 퍼질 수 있기때문에 조사 하루 전날관 수를중단하고절단하였다

.

절단한배지는다음날오 후

1

시경 무색의 유독성 염색약인

Schiff’s reagent

(SIGMA)

를사용하여염색하였다

.

염색약은입자가미세

한분무기를사용하여일정한위치에서

20

^회^정도^살포

하였다

.

염색시직사광선은펄라이트배지의염색을유 발시키므로차광막을치고작업하였다

.

자주색이적절히 발현되는염색후

30

^분정도에^디지털^카메라로^촬영하

고

(Fig. 1), Image acquisition program(I-Solution)

^으로

분석하였다

.

펄라이트자루내배지부위별수분분포를생육단 계에따라조사했다

. 2005

^년

4

^월

1

^일에^점적^핀을^이

동시키기전생육단계

(15

^마디

)

^및^{수확종료기}

(25

^마디

)

인식물의수분분포를특수제작된채취기로측정하였 다

. 2005

년

4

월

25

일점적 핀을 이동시키기 전생육 단계

(16

^마디

)

^에서의^{수분분포를}^재차^{측정하였다}

.

^측정

하는날에는정오에관수를중단하고

, 2

시에타이머로 동일한양을관수하고

1

시간및

3

시간후에지제부로 부터

5cm

씩 가로로

3

단계

(0~5, 5~10, 10~15cm),

세 로로

3

^단계

(right, center, left),

^깊이

3

^단계

(high, mid, low)

의 총

27

개의시료를 채취하였다

(Fig. 2).

지상부 는동일한시간에채취부위의좌우의것을모두제거 하였다

.

배액구는 자루 좌측에 존재했다

.

습토중량을

측정하고

, 110

^o

C

^에서

48

^시간^{열풍건조한} ^후^건물중을

측정하였다

.

수분함량은다음의식으로계산하였다

.

중량수분함량

(%) = (

습토중량 − 건토중량

)/

건토중량

*100

두번째 실험에서는

2006

년

1

월

25

일 파종했으며

, 3

월

13

일 정식했다

.

처리일은

3

월

27

일 이었으며

,

펄 라이트자루재배에대해서만지제부로부터

5cm

^위치

에 고정

(F5), 15cm

고정

(F15)

및

5cm~15cm

로 이동

(M5-15)

의

3

처리구를두었다

. M5-15

처리구에서는정 Fig. 1.

The cross section of stained substrate in perlite bag.

(3)

식한지

39

일 후인

4

월

20

일 지제부로부터

5cm

에서

15cm

위치로점적 핀을 이동하였다

.

처리별

5

자루

,

30

^식물을^공시했다

. 3

^월

22

^일부터^매주^월

,

^수

,

^금에

착과제로토마토톤을살포했다

.

수확은

5

월

24

일부터 실시하였다

.

최종생육조사는

7

월

13

일이었다

. 6

단외대 가꾸기하였으며

,

^수확량은

2~6

^화방만^{조사하였다}

.

^다

른사항은첫번째실험과같았다

.

결과 및 고찰

공급배양액의

pH

^와

EC

^는

4.3~6.2, 0.8~1.1dS

^·

m

⁻¹

이었으며

,

배액의

pH

와

EC

는변화가매우커서각각

4.31~8.05, 0.33~1.58dS

·

m

⁻¹이었다

(Fig. 3, 4).

펄라이트자루 배지를

9

^등분^해^염색한^결과

(Table

1),

^점적^핀^위치가^{지제부에서}

5cm

^인^처리구

(F5)

^에서

는 다른 처리에 비해 뿌리량이 지제부 가까이에 좀 더많았고지제부에서멀어질수록뿌리량이적었다

.

지 제부에가까울수록뿌리는하위로많이발달해있으며

,

멀수록배지전체에균일하게분포하는경향을보였다

.

점적핀위치가지제부에서

15cm

인처리구에서는지 제부에서멀수록뿌리가많이밀집되어있었다

.

^그리고

지제부에서멀어질수록위쪽에많이분포되어있었다

.

점적 핀위치가지제부로부터

5cm

위치에서

15cm

로 이동한처리구에서는전체적으로 뿌리가균일하게분 포되어 있었다

.

^토마토를

expanded clay

^와

coconut fiber

가포함된높이

17cm,

폭

30cm

베드방식으로재 배한 실험

(Leonardi

등

, 2003)

에서는표면에서

3.5cm

깊이의뿌리분포는점적핀이위치한곳에서많았으나

,

깊은위치에서는명확하게서로다르지않았는데

,

^펄라

이트를사용한본실험에서는깊은위치에서의결과가 상이하게나타났다

.

이는사용한배지가다른것도한 가지 이유인데

,

^배지 ^종류에^따라 ^{뿌리량이나} ^분포가

서로다르게나타난다

(Leonardi

등

, 2003).

점적 핀을 이동시키기 전 생육단계

(16

마디

)

에서의 펄라이트자루배지의부위별수분분포함량을조사한 Fig. 2.

The sample section of stained substrate in perlite bag.

Fig. 3.

The pH of supplied and drained nutrient solution in

treatments for dripper positions.

^{Fig. 4.}

The EC of supplied and drained nutrient solution in

treatments for dripper positions.

(4)

결과

(Table 2),

처리에관계없이수직분포는하부로갈 수록수분함량이 많았으며

,

하부에서특히많았다

.

이

현상은 배액구가 바닥에서

3cm

정도 위에 존재하기

때문에심화된것으로사료된다

.

^점적^핀^위치가^지제

부에서

5cm

인

F5

처리구에서 관수종료

1

시간 후와 관수종료

3

시간 후의 같은 수직부위별 수분감소량은 상부

8%,

^중부

7%,

^하부

33%

^였다

.

^{수평분포의}^경우

,

관수종료

1

^시간^후에는^{상부에서는} ^차이가^없었지만

,

중부 및하부에서는지제부에가까울수록수분함량이 많았다

.

중앙과양측면사이에큰차이는없었다

. F5

처리구에서 관수종료

3

^시간^후에는^상부^및^중부에서

는차이가없었지만

,

하부에서는지제부에가까울수록 수분함량이많았다

.

중앙과양측면사이에큰차이는 없었다

.

M5-15

^{처리구에서} ^관수종료

1

^시간 ^후와 ^관수종료

3

^시간^후의^같은^{수직부위별}^{수분감소량은}^상부

14%,

중부

12%,

하부

9%

였다

.

수평분포의 경우

,

관수종료

1

시간 후에는 상부 및 중부에서는 차이가 없었지만

,

하부에서는 지제부에가까울수록 수분함량이 많았다

.

중앙과 양측 면사이는상부 및 중부에서는 별차이 가없었지만하부에서는한쪽에만있는배액구로인해 배액구가 없는 쪽이수분함량이 많았다

. M5-15

처리 구에서관수종료

3

^시간^후에는^상부^및^{중부에서는}^차

이가없었지만

,

하부에서는지제부에가까울수록수분 함량이많았다

.

중앙과양측면사이는상부와중부는 큰차이는없었으나

,

하부는역시 한쪽이수분함량이 높았다

.

F15

처리구에서관수종료

1

시간후와관수종료

3

시 간후의같은수직부위별수분감소량은상부

28%,

중 부

15%,

^하부

38%

^였다

.

^{수평분포의} ^경우

,

^관수종료

1

^시간^후에는^상부

,

^중부^및^하부에서^모두^큰^차이가

없었다

.

중앙과 양측 면 사이는상부 및 중부에서는 별차이가없었지만하부에서는한쪽에만있는배액구 로인해배액구가없는쪽이수분함량이많았다

.

^관수

종료

3

시간후에는상부 및 중부모두 점적 핀있는 쪽이높게나타났다

.

하부는모두동일했다

.

중앙과양 측면사이에큰차이는없었다

.

첫 번째 실험에서 수확량은

F15

^{처리구에서} ^가장

많았으며

, M5-15

^과

Trough, F5

^처리 ^순서로 ^적었다

.

특히

F5

처리에서

F15

처리에비해 수확량이현저히

적었다

. 100g

미만 소형과발생량은

F5, F15, Trough

가유사하게적었고

, M5-15

^처리에서^가장^많았다

.

^기

형과와당도는처리간차이가없었다

(Table 3).

두 번째 실험에서 초장은

6

단 화방 위

2

엽까지의 결과이며

,

생육조사전날발생한약해로인해생체중은 작게나타났다

.

^생육은^{처리구간에}^차이를^보이지^않았

Table 1.

Root distribution in perlite bag according to different dripper positions.

Treatment

^z

5cm from the stem 15cm from the stem 25cm from the stem

F5

F15

M5-15

z

F5: dripper position at 5cm from the stem F15: dripper position at 15cm from the stem

M5-15: dripper position at 5cm

→

15cm from the stem

(5)

Table 2.

Sectional water distribution in perlite measured one and three hours after irrigation bag.

F5

^z

One hour after irrigation Three hours after irrigation

Vertical

^y

Lateral 5~10 (%) 10~15 (%) 15~20 (%) 5~10 (%) 10~15 (%) 15~20 (%)

0~5 left 333 321 323 310 308 333

0~5 center 327 324 312 312 312 321

0~5 right 303 322 310 295 320 297

05~10 left 327 337 340 344 338 335

05~10 center 369 338 344 352 334 330

05~10 right 340 347 335 323 324 333

10~15 left 419 422 375 397 370 356

10~15 center 436 427 409 404 389 370

10~15 right 404 421 438 399 384 384

F15 One hour after irrigation Three hours after irrigation

Vertical Lateral 5~10 (%) 10~15 (%) 15~20 (%) 5~10 (%) 10~15 (%) 15~20 (%)

0~5 left 334 346 353 310 312 326

0~5 center 337 348 348 303 319 325

0~5 right 342 330 343 304 302 320

05~10 left 346 392 354 333 336 345

05~10 center 370 366 361 332 350 367

05~10 right 337 340 355 323 336 363

10~15 left 431 413 432 399 390 409

10~15 center 453 418 457 410 400 405

10~15 right 441 433 461 399 383 405

F15 One hour after irrigation Three hours after irrigation

Vertical Lateral 5~10 (%) 10~15 (%) 15~20 (%) 5~10 (%) 10~15 (%) 15~20 (%)

0~5 left 328 313 326 312 320 301

0~5 center 323 309 331 313 317 308

0~5 right 319 347 345 314 310 319

05~10 left 367 367 355 357 345 348

05~10 center 367 370 356 357 349 356

05~10 right 364 368 348 338 352 347

10~15 left 437 426 433 461 432 454

10~15 center 453 427 417 457 427 408

10~15 right 468 451 435 415 417 387

z

F5: dripper position at 5cm from the stem F15: dripper position at 15cm from the stem

M5-15: dripper position at 5cm

→

15cm from the stem

y

0~5: vertical distance from substrate profile, 15~20: horizontal distance from stem base along the row

Table 3.

Yield from 2nd to 4th cluster in the first experiment.

Treatment

^z

Total yield

(g/plant) Marketable yield

(g/plant) Malformed fruit

(g/plant) Small fruit

^x

100g>

(g/plant) Sugar content (

^o

Bx)

F5 0,830 c 0,814 c 16 052 b 4.9

F15

^y

1,342 a

^y

1,342 a 00 054 b 4.8

M5-15 1,246 b 1,246 b 00 100 a 4.5

Trough 1,268 b 1,214 b 55 038 b 4.8

z

F5: dripper position at 5cm from the stem F15: dripper position at 15cm from the stem

M5-15: dripper position at 5cm

→

15cm from the stem

y

Mean separation within columns by Duncan’s multiple range test at P = 0.05

x

Small fruit is included in marketable yield.

(6)

다

.

^수확량은^첫^번째 ^{실험에서와}^같이

F15

^처리구에

서가장많았으며

, M5-15

가다음이었고

, F5

에서가장

낮은경향을보였으나처리간의유의성은없었다

.

이상의결과에서

,

점적핀을이동시키는것은수확량 에도효과가없으며

,

^{상대적으로}^{비경제적이기}^때문에

,

점적핀은 지제부에서

15cm

정도에 위치시키는 것이 바람직한 것으로나타났다

.

점적핀의위치는배지 내 수분분포에영향을미치는것이므로이러한결과는배 양액공급 간격이나 시기에 의해 달라질 수 있다

.

^본

연구에서는 일반 상토를 사용한플러그 묘를 자루에 정식했기때문에

,

암면큐브를사용하여자루위에그냥 올려놓는 경우에는 수분분포가 달라질수 있는 점도 고려해야한다

.

배지종류에따라서도점적위치에따 른 뿌리분포가 달라지므로

(Leonardi

등

, 2003)

본 연 구결과는 펄라이트 자루재배에만 적용되는결과이다

.

또한

,

^자루를^{재사용하는}^경우에는^배액구의^위치가^변

하고

,

^배지의^{수분보유특성도}^바뀌기^때문에^이를^고려

하여야하며펄라이트의입자에따라배지내의양·수 분분배특성이달라질수있다

.

적 요

토마토 펄라이트 자루재배에서의 효율적인 점적핀 설치 위치를 규명하기위해서

,

^{지제부로부터}

5cm

^위

치에 고정

(F5), 15cm

^고정

(F15)

^및

5cm~15cm

^로 ^이

동

(M5-15)

의

3

처리구를두었다

.

점적 핀위치에따른 배지내뿌리분포를알아보기위해서자루배지를

9

등분해염색한결과

, F5

처리구에서는다른처리에비

해뿌리량이지제부가까이에좀더많았고지제부에 서멀어질수록뿌리량은적었다

.

지제부에가까울수록 뿌리는하위로많이발달해있으며

,

멀수록배지전체

에균일하게분포하는경향을보였다

. F15

^{처리구에서}

는 지제부에서 멀수록 뿌리가 많이 밀집되어 있었고 지제부에서멀어질수록위쪽에많이분포되어있었다

.

점적 핀위치가지제부로부터

5cm

위치에서

15cm

로

이동한

M5-15

^{처리구에서는}^{전체적으로}^뿌리가^균일하

게 분포되어 있었다

.

펄라이트 자루 내 배지 부위별 수분분포를생육단계에따라조사한결과

,

처리에관 계없이수직분포는하부로갈수록수분함량이많았으며

,

^하부에서^특히^많았다

.

^관수종료

1

^시간 ^후에는^상부

에서는차이가없었지만

,

^중부^및^{하부에서는}^지제부에

가까울수록수분함량이많았다

.

중앙과양측면사이에

큰차이는없었다

.

수확량은

F15

처리구에서가장많

은경향을나타내었다

.

^이상의^결과

,

^펄라이트^자루재

배에서는점적핀을 지제부로부터

15cm

에위치시키는 것이뿌리분포나수확량에가장좋은것으로나타났다

.

주제어 : 근권분포

,

^수경재배

,

^수분분포

,

^점적관수

,

^토마토

Table 4.

The growth characteristics in the second experiment.

Treatment

^z

Plant height

(cm) Leaf length

(cm) Leaf width

(cm) Stem diameter

(mm) Nodes

(nodes/plant) Fresh weight (g/plant)

F5 203 48.5 43.9 12.1 27.4 528

F15 207 48.8 42.7 11.5 27.8 539

M5-15 191 44.5 38.9 12.5 26.8 459

z

F5: dripper position at 5cm from the stem F15: dripper position at 15cm from the stem

M5-15: dripper position at 5cm

→

15cm from the stem

Table 5.

Yield from 2nd to 6th cluster in the second experiment.

Treatment

^z

Total yield

(g/Plant) Marketable yield

(g/plant) Malformed fruit

(g/plant) Small fruit 100g>

(g/plant) Sugar content (

^o

Brix)

F5 2,381 2,256 15 110 4.9

F15 2,772 2,591 12 169 4.8

M5-15 2,590 2,377 19 194 5.0

z

F5: dripper position at 5cm from the stem F15: dripper position at 15cm from the stem

M5-15: dripper position at 5cm

^→

15cm from the stem

(7)

사 사

이논문은농림기술개발사업연구비에의하여연구 되었음

.

인 용 문 헌

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control of bean shoot growth. Ann. Bot. 48:519-527.

3. Hameed, M.A., J.B. Reid, and R.N. Rowe. 1987. Root confinement and its effects on the water relations,

growth and assimilate partitioning of tomato ( Lycoper- sicon esculentum Mill). Ann. Bot. 59:685-692.

4. Krizek, D.T., A. Carmi, R.M. Mirecki, F.W. Snyder, and J.A. Bunce. 1985. Comparative effects of soil moisture and restricted root zone volume on morpho- genetic and physiological responses of soybean [ Gly- cine max (L.) Merr.]. J. Exp. Bot. 36:25-38.

5. Leonardi, C., G. Vasquez, and F. Giuffrida. 2003.

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