1. 전기전도도는 무엇인가요?

1. 전기전도도는 무엇인가요?

양액농도는 전기저항의 역수인 전기전도도(EC, electric conductivity)로서 표 현하게 되는데 어떤 비료가 물에 녹아 있는 양이 많으면 많을수록 이온량이 많 아져 전기가 잘 통하게 되는 성질을 갖게 된다. 따라서 전기의 통전성 또는 전 기저항의 역수를 이용하여 양액의 농도를 표시할 수 있게 된다.

2. 전기전도도(EC)의 단위는 어떤 것 들이 있습니까?

양액농도의 단위는 데시시멘스퍼미터(dS/m)가 국제적으로 통용되고 있다.

1dS/m의 값은 어떤 비료가 상온에서 약 700ppm 정도가 녹아 있는 수준이 되 며 양액조성후 전체 양이온 또는 음이온농도를 합한 값(밀리당량)을 10으로 나 눈 값 또는 양이온과 음이온 전체를 합한 이온농도의 값(밀리당량)을 20으로 나 눈 값이 된다.

양액재배시 일반적인 급액관리농도 범위는 재배작목에 따라 차이가 나며 토마 토의 경우 1.8~4.0dS/m, 파프리카의 경우 2.0~3.5dS/m, 딸기의 경우는 1.2～

1.8dS/m이다. 측정은 휴대용 또는 고정식 EC측정기(EC meter)를 이용하면 간 편하다. 기타 전기전도도 단위로는 mS/cm와 mmho 등이 사용된다.

3. 전기전도도와 작물의 생육과의 상호관계는 어떤 것들이 있습니까?

양액의 EC는 작물의 생육에 영향을 미친다. EC가 높을 경우 작물은 수분 을 흡수하기가 어려워지며 이러한 결과로 작물의 세포생육은 느려지며 세포 는 작고, 세포벽은 두꺼워져 작물의 색깔은 진해지며 잎은 작고 단단해진다.

이런 경우 작물은 상대적으로 많은 에너지를 꽃과 과일 형성에 사용한다. 이 런 현상은 토마토에서 쉽게 볼 수 있다. 그러나 양액의 EC는 작물이 받아들 여지는데 있어서 상대적인 수치이며 절대적인 수치는 아니다.

반대로 낮은 광조건 아래서 EC가 낮은 경우 잎의 생장에 비해 과일의 생 장은 잘 이루어지지 않는다. 그러나 광량이 높을 경우는 어느 정도 낮은 EC 에서 작물이 빠르게 생장하게 된다. 이때 너무 높은 EC는 작물의 수분 흡수 를 저해하는 결과를 가져와 작물 생육을 나쁘게 할 수 있다.

4. 전기전도도와 온도와는 어떤 관계가 있나요?

양액내에 동일한 량의 이온이 있어도 온도에 따라 전기가 흐르는 힘, 즉 EC는 변화한다. 양액의 온도가 높으면 양액내에 흐르는 전기의 량이 많아지 며 따라서 EC가 증가하게 된다. 따라서 표준 EC는 온도가 25℃일 때를 기 준으로 한다.

5. 전기전도도와 과일의 품질과는 어떤 관계가 있나요?

작물의 생육과는 별개로 EC는 생산량과 품질에도 영향을 준다. 일반적으 로 높은 배지내 EC는 생산량을 감소시킨다고 알려져 있다. 이것은 과일내 세포가 수분을 적게 함유하게 되며 따라서 과일의 중량이 적어진 결과이다.

그러나 이러한 경우 과일의 세포내 함유물질의 농도는 높아지게 되어 당도 가 향상된다.

파프리카는 EC와 배꼽썩이 발생과 아주 밀접한 관계가 있으며, 통상 착과 기 이후에 EC가 5.0dS/m일때 약 10%정도의 배꼽썩이 과일이 나타난다고 하며 이때 과일의 저장기간 역시 짧아지는 것으로 알려져 있다.

6. pH는 무엇인가요?

pH는 용액의 산성도를 가늠하는 척도로서 수소이온농도의 역수에 상용로 그를 취한 값이다. 또는 수소이온농도의 상용로그 값에 마이너스를 붙여서 구할 수도 있다.

pH = log₁₀(1/[H+])= -log₁₀[H+]

일반적으로 용액의 수소이온농도는 매우 작은 값이기 때문에 다루기가 불편 하다. 따라서 pH라는 지수를 도입해 간단한 숫자로 용액의 산성도를 나타낸 다. pH시험지나 pH meter를 이용해 간단하게 측정할 수 있다.

7. pH와 산성, 알칼리성과의 관계에 대해 설명해 주세요?

물은 자동이온화과정을 통해 1.0×10^-7M(몰농도)의 수소이온과 1.0×10^-7M 의 수산화이온을 만든다. 그래서 중성인 물의 pH는 -log₁₀(1.0×10-7) = 7 이다. 용액 속에 수소이온이 많을수록 작은 값의 pH를 갖고, 수소이온이 적 을수록 큰 pH값을 갖는다. 순수한 물의 pH인 7을 기준으로 pH 값이 7보다

작은 용액은 산성용액, 7보다 큰 용액을 염기성용액이라 한다.

8. 용질과 용매 및 용해에 대해 설명해 주세요?

용해라고 하는 것은 용질(비료)이 용매(물)에 고르게 섞여 녹아 들어가는 현상 을 말하며 일정한 양의 용매에 용해도는 용질의 양은 무한한 것이 아니라 한계 가 있다. 어떤 온도에서 일정한 양의 용매에 용질이 최대로 녹아 있으면 포화되 었다고 하며 이 때의 용액을 포화용액이라고 한다.

9. 양액조성시 100배액은 무엇인가요?

양액조성시 소요되는 원수(물)량과 비료의 소요량에 대비하여 희석농도를 결정 하게 되는데, 일반적으로 양액재배에서 많이 사용되는 것이 100배액이다. 원리 는 1톤의 희석탱크에 100톤의 원수를 쓸수 있는 양을 희석하게 된다는 것이다.

통상적으로 100배액 원액은 2주이상 사용하지 않는 것이 원칙이며, 2주 이상 사 용될 경우 이온의 결합 등이 발생하여 불용화될 수 있다.

국내 농장의 예를 들면 2ha 파프리카 온실의 경우 3톤 정도의 원액탱크가 있 고, 1일 원수량이 최대 180톤 정도로 약 2일에 한번씩 양액을 조성해야 한다.

10. pH와 작물생육과의 상호관계에 대해 설명해 주세요?

근권의 양액 pH는 온실 작물 생산의 제한 요인이 되며 영양 흡수나 식물 생장에 지대한 영향을 하게 된다. 적정 pH는 작물 종류에 따라 다르지만 토 양이 함유된 배지 조건에서 대부분의 작물은 pH 6.2～6.8 정도로 약산성을 보이지만 무토양 배지조건에서는 5.6～6.2 정도가 된다.

근권의 pH가 5.5이하로 낮을 경우 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리(Cu), 질산태질소(NO₃-N)의 흡수가 조장되고, 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca), 망간(Mn) 의 흡수량이 감소된다. 반면 pH가 6.5 이상 높을 때는 몰리브덴(Mo), 암모 니아태질소(NH4-N)의 흡수가 증가하고, 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리 (Cu), 질산태질소(NO₃-N) 및 붕소(B)의 흡수가 감소한다.

재배도중 근권 pH가 변화되는 것은 양액의 농도를 낮게 관리한 농가에서 많이 발생되기 때문에 양액농도를 생육 초기부터 높은 쪽으로 적응시켜 나 가는 것이 효과적일 수 있다. 또한, 영양생장이 과도한 생육초기에는 질산태 질소의 흡수량이 많아져 pH가 높아지고, 생식생장기에는 반대로 칼륨의 흡

수량이 많아지면서 pH가 저하되기 때문에 생육단계에 따라 급액 산도를 조 정하여야 한다.

표 1. 피망의 영양 흡수에 미치는 근권 pH의 영향

구 분 pH가 낮을 때 pH가 높을 때

흡수량 증가 흡수량 감소

Fe, Mn, Zn, Cu, NO

₃

Mo, NH

₄

Fe, Mn, Zn, Cu, NO

₃

표 2. pH에 따른 영양생장기 작물의 질소흡수 특성

pH와 질 소 흡 수 특 성 과 채 류 품 목 pH와 무 관 하 게 NH

₄

₄

pH 5.0 이 하 일 때 NO

₃

11. 급액 pH와 배액 pH의 관리에 대해 설명해 주세요?

1) 스라브내 pH가 낮아질 때

㉠ 작물 생육의 균형이 깨져 해를 줄 수 있어 물 또는 양액으로 씻어내지 말 것. 종종 일부농가에서 스라브의 pH가 낮으면 물 또는 양액을 한 번 에 많은 량을 공급하여 스라브내 pH를 일시에 교정하려 한다. 그러나 이 러한 방법으로는 pH가 효과적으로 교정되지 않으며 오히려 함수량이 증 가하거나 스라브내 균형을 깨뜨려 오히려 작물에 해가 될 수 있음으로 반드시 이러한 방법은 피하는 것이 좋다.

㉡ 양액 조성시 NH4+의 함량을 줄이거나 경우에 따라서는 전혀 공급하지 않 는다. 실제로 스라브내 pH간 낮아질 때 가장 좋은 방법이 이 방법이라 할 수 있다. 즉 양액제조시 암모늄비료(질산암모늄-NH₄NO₃, 제일인산암 모늄-NH₄H₂PO₄, 질산칼슘-5[Ca(NO₃)₂․2H₂O]NH₄NO₃ 등)비료를 일부 또 는 전체를 다른 비료로 교체하여 양액을 제조하여 양액이 공급될 때 암 모니아가 약간만 공급되거나 또는 아예 공급되지 않음으로써 작물이 필 요로 하는 질소원을 질산태 질소(NO₃-N)로부터 흡수함으로 뿌리쪽에 수 소H⁺ 이온 대신 수산 이온OH^- 을 내놓음으로 pH가 감소하늘 것을 예방 할 수 있다.

㉢ 원수의 HCO₃^- 함량을 확인 후 필요하면 적정한 양의 중탄산을 첨가한다.

원수에 중탄산이 충분하지 않으면 pH의 완충력이 떨어져 쉽게 pH가 낮 아 질 수 있음으로 원수 중에 중탄산의 함량이 30ppm이하면 양액 제조 시에 부족한 량 만큼을 계산해서 첨가하는 것이 pH관리에 좋다.

2) 스라브 내 pH가 높아질 때

스라브내 pH가 높아질 경우 이에 대한 대책은 pH가 낮아질 때와 반대로 관리하는 것이 일반적인 방법이라 할 수 있다.

㉠ pH가 높은 경우에도 절대로 물 또는 양액으로 스라브를 씻어 내지 말 것. 이 역시 효과보다는 부작용이 크다.

㉡ 양액 조성시 NH₄⁺의 함량을 높인다. 이 방법 역시 pH를 낮추는데 아주 효율적으로, 질산태 질소의 함량을 암모니아태 질소로 바꾸어 작물에 공 급한다. 그러나 지나치게 지나치게 높은 암모니아태의 함량은 뿌리를 상

하게 하며 또한 칼슘의 흡수를 억제하여 과일에 쉽게 배꼽썩이가 나타날 수 있다. 그러므로 일정량 이상의 암모니아태 질소의 시용은 금하는 것이 좋으며 적정함량은 주변의 농업 기술센타의 지도사등 전문가와 상의하는 것이 좋다.

㉢ 양액제조시 산의 사용 함량을 높인다. 이는 반드시 원수내 중탄산의 함량 과 비례하여 적정량을 산을 사용하여 원수중의 사전에 중탄산을 희석함 으로 스라브내 pH가 급격하게 증가하는 것을 사전에 방지할 수 있다.

또한 공급 pH를 낮추고 1회공급량을 증가시켜 배액의 증가를 시켜 배지 내의 뿌리주변의 pH를 빠르게 낮추어주면 개선이 된다.

12. 일중급액관리 모형에 대해 설명해 주세요?

수경재배시 일중 사용되는 급액관리 모형을 살펴보면 복잡하면서도 단순 한데 다음 그림을 이해하면 도움이 쉽게 될 것으로 판단된다.

일반적으로 급액주기는 3주기에서 6주기를 사용하며 주기설정은 계절별, 작물상태를 고려하여 결정하는데 1주기는 작물의 증산환경을 고려하여 첫급 액시간을 결정하기 위해 설정한다. 첫급액은 일출후 2시간 전후해서 실시되 는 것이 일반적이며, 외기온이 높고 일사가 강할 때, 배지가 건조한 경우에 는 일출 1시간 전후해서 급액되기도 한다. 1주기는 최대휴지시간에 의한 작 동보다는 누적광량에 의한 작동을 선호하는데 광이 없는 흐린날에는 첫 급 액을 지연시키기 위해서이다. 2주기는 첫 급액이후 첫 배액시간을 조정하는 주기로서 함수율관리와 작물의 생식상을 고려하여 설정한다.

(자료: multima 환경제어프로그램을 이용한 양액관리 예)

제 3주기는 첫배액이후 작물의 함수율과 배액량, 배액 EC 조절 등에 사용 되며, 제 4주기는 일중함수율 감소 및 생식상을 고려하여 사용된다. 제 5주 기와 제 6주기는 필요에 따라 3~4주기를 세분하여 설정하는데 사용된다.

급액주기 설정은 단순히 시간만을 염두해 둔 것이 아니라 작물의 생식상, 함수율, 배지내 EC, pH 교정 및 일중함수율 편차 등 다양한 항목을 고려하 여 설정되어야 한다. 특히 누적광량이나 광도에 의한 급액 EC 농도 조절은 유효한 기능에 해당한다.

13. 급액시작시간은 언제가 좋습니까?

수경재배시 급액시작 시간은 외부일사량 및 외부온도에 의해 결정된다. 즉 외부온도가 높고 일사량이 강할 때는 급액시작시간이 배지에 따라 차이는 있겠지만 일출후 1:00 ~ 1:45사이에 시작되며, 외부온도가 낮고 일사량이 약할 때는 일출후 2:00~2:30 사이에 급액이 시작된다. 서유럽의 자료에 의 하면 일반적으로 일출 후 2시간 전후해서 누적광량이 80~12j/㎠일 경우에 첫급액이 시작된다고 한다. 이는 작물이 증산을 개시하고 배지의 함수율이 약 1% 정도 하강하였을 때가 첫급액의 적정 시간이라고 한다.

14. 급액종료시간은 어떻게 결정할까요?

수경재배시 급액종료 시간은 일중함수율 편차를 조절하는데 사용한다. 즉 일중함수율 편차가 목표치보다 적을 때는 종료시간을 앞당기고, 목표치보다 크게 나타날 때는 통상적으로 일몰시간에 가깝게 지연시킨다. 일부 현장전문 가들의 경험에 따르면 최종급액 후 250~300J/㎠ 정도 누적일사량이 남으면 좋은 결과를 얻을 수 있다고 하였다.

배지의 종류와 계절적으로 차이는 있지만 일몰 4:00~1:30 전에서 급액종 료시간은 결정된다.

15. 배지의 3상에 대해 설명해 주세요?

일반적으로 토양의 3상은 고상, 액상 및 기상으로 구분할 수 있는데 고상 은 모래와 같은 토양무기물과 식물잔재와 미생물 및 부식 등과 같은 토양유 기물로 구성되어 있다. 액상은 토양수분을 말하며, 기상은 토양중의 공기를 말하는데 대기에 비해 이산화탄소의 함량이 높고, 산소함량이 낮으며 상대습

도는 거의 100%에 이른다.

마찬가지로 배지를 사용하는 수경재배시 3상은 크게 유기물이나 무기물 배지가 고상역할을, 배지내 함수율은 액상, 함수율의 변화에 따라 기상율이 변화된다.

수경재배에서는 최소 기상율이 25% 정도는 유지되어야 작물뿌리의 발달 이 원활하고, 건강한 뿌리의 상태를 유지할 수 있다. 따라서 함수율 측정기 로 배지내의 함수율을 측정하였을 경우 50~75%의 함수율을 나타내면 충분 한 물을 작물에 공급할 수 있다.

16. 함수율편차를 왜 유지하여야 하나요?

배지내에는 작물의 대사작용을 위한 산소가 존재하여야 하는데 산소는 주 로 토양공기중에 있는 산소를 흡수한다. 토양공기를 흔히 기상(氣相)이라고 나타내며 무엇보다도 일중함수율 편차는 배지중에 산소를 공급하는 기능을 갖는다고 할 수 있다. 함수율편차 측정방법은 최고함수율에 도달한 후 함수 율을 측정한 값과 일일 급액시작 시간의 함수율을 측정하여 그 차이를 가지 고 판단하며, 작물에 따라 차이는 있지만 토마토는 6~12%, 파프리카 4~8%, 딸기 3~6% 정도로 알려져 있다.

특히, 작물이 생식생장일 경우에는 함수율편차를 줄여주며, 영양생장이 강 할 때는 함수율편차를 크게 하여 작물의 세력을 생식생장으로 전환시켜 주 어야 한다.

관수법에 따라 작물의 뿌리 발육 특성도 차이가 나는데 소량다회로 급액 시 배지의 함수율이 높아져 세근보다는 주근의 발달이 조장되고, 다량소회시 주근보다는 세근의 발달이 조장되는 특성을 보인다.

17. 근호흡과 물에서 흡수할 수 있는 산소량에 대해 설명해 주세요?

작물의 신진대사작용을 위해서는 적정량의 산소를 흡수하는데 이를 근호 흡이라고 한다. 신진대사에 필요한 근호흡량을 위해서 필요한 산소량은 1mg/min.으로 물중에 산소함유량은 9mg/L로 작물은 5cc/주/min.의 물을 증산한다고 한다.

물에 의해서 흡수하는 산소량을 계산하여 보면 5cc/min. × 9mg/L = 0.045mg/min.

0.045mg/min. × 100 = 5%

필요산소량의 5%만이 물에 있는 산소로 흡수하며, 나머지 95%의 산소는 토양공기 또는 배지내 공기중에 있는 산소를 흡수하므로 지나치게 과습될 경우 충분한 량의 산소를 흡수하지 못해 생리장해를 유발하게 된다.

따라서 배지내에는 최소 25% 정도의 기상을 확보하여야 하며, 적정한 함 수율은 60~70±5%가 바람직하다고 할 수 있다.

18. 함수율편차는 어느시점과 어느시점의 차이를 측정한 결과인가요?

통상 급액시작은 일출후 2시간 전후해서 이루어지는데, 외부온도 조건에 따라 급액시간이 약간 조정이 된다. 함수율측정장치를 이용하여 함수율 변화 의 연속그래프를 만들어 보면 일출후 특정시간대에 급작스럽게 약 1% 정도 의 함수율 감소가 일어나는데 이 시점이 급액 시작시점이라고 할 수 있다.

따라서 함수율편차를 계산하기 위한 최저값으로는 일출 후 첫 급액이 이 루어지는 시점의 함수율을 측정하고, 배액이 일어난 후 최고점의 함수율일 때의 함수율을 이용하여 계산하면 함수율 편차를 계산할 수 있다. 예로 첫급 액직전의 함수율이 60%였고, 배액이후 최고함수율이 70%이였다면 일중 함 수율편차는 약 10%가 된다.

19. 원예작물에 사용되는 배지의 종류는 어떤 것들이 있나요?

1) 암면(Rockwool)

수경재배용 암면은 1968년 덴마크의 Grodan사가 처음 개발하였는데 암면 을 이용한 수경재배는 전세계적으로 농가에서 가장 선호하는 배지로 보급되 고 있다. 암면은 현무암, 석회암, 규산질 암석, 고로 슬래그(slag) 등을 1,600℃의 고온에서 용융시켜 고속원심회전방사기에서 원심력으로 직경 3~10µm로 섬유화시켜 압축․성형화한 것이다.

물리성은 밀도가 80kg․m^-2에서 고상이 3%, 공극량이 97%로서 가볍고 통기 성과 보수성이 크다. 또한 입자 분포가 균일하기 때문에 물의 확산이 균일하 다. 증류수로 포화시킨 후 하루가 지난 후 암면의 높이별 수분함량도 윗부분 이 35% 수준이고 밑으로 갈수록 약 90%를 유지하고 있다. 이처럼 암면은 충분한 통기성, 투수성, 보수성을 갖고 있다는 것을 보여 주며 어느 정도 조 절이 가능하다는 것이 다른 인공배지와의 차이점이다. 화학성은 재료에 따라 차이가 있으나 SiO₂가 35~47%, Al₂O₃가 14%, Fe₂O₃가 8% 등이다. 제철소

<암면 조제 과정>

찌꺼기인 슬러그(slag)가 함유되면 CaO 함량이 높아져 암면의 품질이 낮아 진다.

암면 배지의 특징은 ① 보수성이 높고 공극이 많아 통기성이 우수하므로 근권내 산소 공급이 원활하다. ② 물의 확산성이 있어 점적관수로서 균일한 수분을 유지, 조절할 수 있다. ③ 무기질로서 변질이 않되고 병원균의 염려 가 없으며, 공업적으로 생산되기 때문에 품질이 균일하게 안정되어 있다. ④ 수경재배에서 필요한 베드나 양액순환용 탱크의 일부가 생략될 수 있으므로 시설비를 절감할 수 있다. ⑤ 일반 수경재배에서는 배양액을 필수적으로 순 환시켜야 되지만 암면재배에서는 순환시키지 않고 암면내의 부수량과 작물 의 증산량에 따라 계속 배양액을 공급하면 되므로 병원균의 침입이나 전파 를 막을 수 있는 잇점이 있는 것 외에 ① 작물재배 완료 후 남아 있는 뿌리 의 처리가 불가능하고 필요하지 않은 무기성분의 집적되어 있을 수 있으므 로 소독과 배지를 씻어내는 것이 꼭 필요하다. ② 암면을 사용한 후 폐기처 리에 대해서도 고려해야 한다.

시판되고 있는 성형화된 암면배지는 종자를 파종하는 파종용 플러그(plug), 육묘용 큐브(cube), 작물을 재배하는 슬라브(slab)가 있고, 번식 및 용기재배용 의 배지로 사용하는 발수성과 흡수성인 입상암면(granule)이 있다. 이들의 규 격은 제조사나 용도에 따라 차이가 있다.

2) 펄라이트(perlite)

규산질이 많은 산성화산암의 일종인 진주암을 1,000℃ 이상으로 가열하여 팽창시키면 암석 중의 수분과 휘발성 성분이 휘산되면서 다수의 기포를 가 진 배지가 된다. L당 80~130g으로 매우 가볍고 원예용은 직경 1.6~2.2mm

<펄라이트 조제 과정>

의 입자가 사용된다.

펄라이트는 무균, 무취, 무독성 배지로 재배 시작 시 뿌리의 병충해의 염 려가 없고, 재배 기간 중 화학적인 변화 및 물리적인 변화가 없다. 배지의 pH는 6.8~8.0이며, 양이온치환능력이 0.15me/100cc 으로 완충능력이 없으 며 무기 영양소를 함유하지 않는다. 배지 내 물의 확산이 자유로우나 유효수 분함량이 다른 배지에 비해 낮아 통기성과 배수성이 높아 습해의 염려가 없 고, 염기치환용량은 없기 때문에 보비력은 없으나 근권내 배양액의 조절을 임의로 할 수 있다.

펄라이트는 배수성이 좋기 때문에 수경재배 이외에 카네이션, 국화 등의 삽목번식에도 많이 사용되며, 수경재배용은 대립과 중립을 베드내에서 층으 로 충진하여 사용하거나 혼합하여 자루에 담아 사용한다. 또한 펄라이트가 가지는 물리성과 화학성을 보충할 수 있는 다른 배지와 혼합하여 사용하는 것이 일반적이다.

3) 코코넛 코이어(Coconut palm, Cocos nucifere L.)

과일을 둘러싸고 있는 5~8㎝ 두께의 외부껍질을 coconut husk라 하는데 husk 내의 섬유는 따로 채취하여 로프, 매트 등의 원료로 이용되고 나머지 는 목수부(pith) 60%와 단섬유(40%)로 구성된 부산물을 coir dust, coir pith 라 한다. 상토 및 수경재배 배지로 이용되는 코코피트(cocopeat)는 코코넛 분말, 섬유를 부숙, 선별, 정제, 건조, 압축과정을 통해 처리한 배지를 가수 처리한 것을 말한다. 주요 생산국은 스리랑카, 인도네시아, 필리핀, 인도, 베 트남, 말레이시아 등이다.

<코코넛코이어 조제 과정>

특성은 취급이 용이하고, 폐기가 용이 하며, 배지 전체에 고르게 뿌리가 분포하나 보습력이 강하여 과습에는 주의해야 한다. 사용시에는 충분한 제염 처리가 있어야 하며, 부숙된 재료는 사용하기가 곤란하다.

코코넛 성형제품의 입자크기는 대부분 0.5~2.0mm이며 다공성으로 공극 률이 86~90%, 가비중이 0.04~0.06g․cm^-3로 흡수성, 보수성, 통기성, 투수 성이 우수하다. 또한 배지의 pH가 5.5~6.6이고 수분함유량은 배지무게의 8~10배를 흡수할 수 있다. 염기치환용량도 비교적 높아 40~60me/100g이 고 비료성분은 칼륨, 염소, 인을 함유하고 있다. 배지내에 칼륨과 염소의 함 량이 높은 것은 가공 전 바닷물 속에 침전시켜 두기 때문에 바닷물 속에 있 는 염소, 칼륨, 나트륨염이 흡수되었기 때문이다.

이들 성분을 제거하는 방법으로는 질산칼슘 Ca(No3)2이나 Fe 성분의 비료 를 공급하여 칼슘(Ca), 철(F) 성분이 코코피트의 내부로 침투하여, 나트륨 (Na) 및 칼륨(K) 성분을 배출하도록 하는 것이다. 칼슘을 처리한 후에 코코 피트는 칼슘 및 철분 등을 함유하고, 나트륨, 칼륨은 외부에 배출된 상태로 존재한다. 또한 맑은 물로 장시간의 씻어 주면 코코피트 외부의 나트륨, 칼 륨 등을 제거하여 안정된 상태의 칼슘화 코코피트를 얻어낼 수 있다.

물로 씻은 후 배지의 EC가 1.0mS/cm 이하, 나트륨의 함량이 1 mmol 이 하, 칼륨의 함량이 2mmol 이하가 안정적인 배지라고 볼 수 있다.

4) 피트(Peat)

피트는 수생식물, 이끼 또는 습생식물이 퇴적되는 과정에서 산소의 부족에 의해 썩지 않고 집적된 것으로 생산지, 분해정도, 무기양분의 함량, 산도 등 에 따라 그 성질이 다르다. 피트에는 피트모스, 세지피트(sedgepeat), 피트 휴머스 등의 종류가 있고, 피트모스는 물이끼 등의 이끼 종류로부터 만들어 진 것으로 분해정도가 가장 낮다. 국내에서는 전혀 생산되지 않고 있으며 대 부분 노르웨이, 캐나다 등에서 수입하고 있으나 러시아와 같은 추운 지방에 서 생산되는 것이 품질이 좋다.

피트는 보수력이 강하여 보통 자기 건물중에 10배의 물을 함유할 수 있으 며, 가비중은 0.1g․cm^-3 미만, 공극률은 90% 이상, 기상은 17~26.7%, 유효 수분은 25~33% 정도, 용수량은 100g당 1,010~1,365g으로 매우 높다. pH 는 3.8~4.5로 산성이 강하며, 0.8~2.3% 정도의 질소를 함유하고 있으나 인 산, 칼리, 칼슘은 비교적 적게 함유되어 있다.

우리나라에서는 육묘용으로 많이 이용하고 있으나 다른 배지와 혼합하여 수경재배용 배지로 이용하면 상당히 효과적이다.

<피트 조제 과정>

4) 기타 천연배지

㉠ 자갈(Gravel)

자갈의 지름은 4~20mm가 적당하며, 배지내의 반 이상이 지름 약 13mm 정도 가 혼합되어 있으면 좋다. 재질은 단단하여 갈라지지 않고 서로의 극간에 보수성,

배수성 및 통기성이 좋은데 불규칙한 형태의 화강암 쇄석이 좋다. 석회암석에 함 유되어 있는 탄산칼슘이 배양액 속으로 용출되어 pH를 높이거나 철이나 인과 결 합함으로서 이들 성분이 배양액 속에서 결핍되므로 미리 화학처리를 한 후에 사용 하는 것이 안전하다.

㉡ 모래(Sand)

배지로 사용하는 모래의 지름은 0.5~2mm이며, 염분이나 병원균을 포함하지 않 은 하천이나 강가에서 채취한 것이 적당하다. 멕시코나 중동에서의 사경재배 시설 은 해안지대에 집중되어 있어 바다모래를 사용하는데 모래를 물에 씻고 염분을 없 애야 하며, 몰타르(mortar)용의 모래는 너무 가늘어서 통기성이 낮아 사용하지 않 으며, 석회암질의 모래는 pH의 변하가 심하며, 백색 모래는 미량원소의 결핍이 될 수 있어 배지를 선택할 때 이상의 점을 고려해야 한다.

㉢ 훈탄(Carbonized rice hull)

왕겨를 약 300℃ 정도에서 불완전 연소시킨 숯이다. 국내에는 이 자원이 풍부하기 때문에 수경육묘용 배지로 권장할 만하다.

물리성은 가비중이 0.15g․cm^-3 전후, 공극률이 80% 전후, 잔액률이 40%

내외로서 자갈이나 모래에 비해 보수성 및 통기성이 좋은 편이나, 모관수의 상승은 자갈과 큰 차이가 없으므로 사용초기에는 습기를 충분히 유지될 수 있도록 한다. 화학성은 규산함량이 약 50% 이상, 구용성인산이 0.78%, 칼 륨이 0.8% 이상 함유되어 있고, pH도 8.0 전후로 상당히 높은 편이므로 물 에 잘 씻거나 황산 3,000배액으로 중화시켜 사용한다.

자갈이나 모래에 비해 가볍고 다공질이며 보수성이 좋으며 병해충이 없고 재배상을 간이화할 수 있다. 색깔이 검기 때문에 태양열의 흡수가 좋아 배지 의 온도가 높아지는 효과가 있어 뿌리털의 발생이 많다. 반면 배양액 관리 (농도의 변화가 많음)에 문제가 있어 영구적 재배가 불가능하고 사용전에 충 분히 세척을 한다든가 황산 3,000배액에 중화를 시킨다든가 탄화에 노력이 많이 든다. 주의사항으로 탄화시에 너무 태우지 말것이며 펄라이트와 혼용하 여 육묘용이나 자루재배 배지로 사용한다.

㉣ 왕겨 성형배지

왕겨 성형배지는 훈탄, 펄프, 고흡수성 고분자 및 코코넛을 중량비로 36:7:4:8로 혼합하여 암면배지와 동일한 크기의 블럭, 슬라브를 포항산업과 학연구원에서 개발하였다.

물리성은 가비중 0.082g․cm^-3, 유효수분함량 68.9%, 기상 13.5%, 공극량 94.8%로 나타났고 투수속도 100mm․min^-1로 암면과 유사하다. pH는 6.5, 전기 전도도는 0.07dS․m^-1, C:N율은 26.2, CEC는 17~20me/100g으로 완충능력과 보비력이 높다.

수경재배용으로 사용한 후 용기재배용 상토로 재활용이 가능하여 폐기 비 용이 들지 않으며 공해물질이 배출되지 않으므로 환경보존 효과도 높은 배 지로서 산업화가 기대된다.

㉤ 톱밥(Sawdust)

톱밥은 가격이 싸고, 가볍고, 쉽게 구입할 수 있어 배지로서 이용하기 쉽 다. 재목은 바다에 뗏목으로 띄워서 제재소에 도착할 때까지 바닷물 속에 몇 개월간 담궈져 있어서 해수의 함량이 식물에 해로운 정도로 다량 함유되어 있다. 그러므로 톱밥의 샘플을 입수하면 바로 염류분석을 하며 만일 함량이 높을 경우(10mg․L^-1 이상) 1주 이상 물로 세척한 후 이용한다.

㉥ 수피(Bark)

목재를 만드는 과정에서 생기는 나무껍질의 부산물이다. 목재에 따라 그 독성이 달라 퇴비화를 시키는데 첫째 바크를 3~12개월간 둑처럼 3.5~4.5m로 쌓아 두고 숙성시키는 것과 둘째 1m³의 바크에 질산암모니아로 약 3kg의 질소를 혼합시켜 노지에 퇴적하면 4~6주 사이에 부숙이 이루어진다. 이 과정을 통해 송진 같은 생 육 억제 물질이 파괴되고, 목질은 분해되며 굵은 입자는 다소 작아진다. 특히 발효 과정에서 발생하는 열에 의해 나무 껍질에 붙어 있는 해로운 병균, 벌레, 선충 그 리고 잡초 씨앗 등이 제거된다. 이외에도 페놀산, 텔펜류 등의 항균성분이 함유되 어 있어 토마토 청고병과 위조병 발생억제 효과가 있는 것으로 밝혀지고 있다.

바크의 크기에 따라 용도가 다른데 3mm 이하는 골프장 그린 관리용, 10~20mm는 시설 화훼나 채소 재배에 첨가되는 유기질원, 10mm보다 작은 것은 시설재배용 배지로 사용된다. 주의사항으로 바크는 생산지의 조건, 채 취 목재의 종류, 부숙 과정에 따라 품질의 차이가 있어 구입 후 시험재배한 다음 사용하는 것이 안전하다.

우리 나라에서는 난재배에 많이 사용되며, 유럽과 일본 등에서는 분쇄한 수피를 흡수성으로 개량하고 성형․압축한 수경재배 전용 매트, 포트 등이 개발되어 판매되 고 있다.

6) 기타 인공배지

㉠ 질석(Vermiculite)

질석은 운모을 고온(700℃)에서 가열․팽창시켜 체적이 15~20배로 팽창된 것이 다. 다른 암석에서 유래한 배지에 비해 보수성, 통기성, 배수성 및 양이온치환용 량이 커 보비력이 우수하다. 또한 가비중이 0.16~0.20g․cm^-3 이하로 가볍고, 공 극량이 많고, CEC 함량이 15~60me/100g을 나타내고 완충력이 있어 수경재배 에서 근권내 pH 변화가 적은 것이 특징이다. pH는 원광석의 종류에 따라 pH 6.5~9.0까지 다양하고, 유효수분함량이 높아 급액시 횟수를 줄이고 1회 급액량 을 늘리는 것이 바람직하다.

그러나, 질석은 입자가 가볍고 부서지기 쉬우므로 수경재배용 배지로 사용 하는 과정에서 입자가 부스러지면 공극률이 감소하여 투수성이 불량해진다.

㉡ 송이(Pumice)

송이는 우리나라 제주지방에 풍부하게 매장되어 있는 다공질 배지로서 통 기성, 보수성, 내구성이 뛰어나며 값이 저렴하여 제주를 중심으로 수경재배 용 배지로서 사용이 가능하다.

물리성은 가비중이 0.4~0.8g․cm^-3, 공극률이 70~85%로 다른 배지에 비 해 수분보유력이 낮아 식물이 양․수분을 흡수하는데 제한적이다. 화학성은 규산과 알루미늄이 주 성분이며, pH는 2.5에서 안정적이며, 처음 사용할 때 는 고농도의 나트륨 이온이 용출되므로 주의가 필요하다.

송이배지는 다공성으로 투수성이 높기 때문에 급액횟수를 늘리고 급액량 을 소량씩 급액하는 급액체계로 하는 것이 바람직하다.

특히 과채류와 절화작물의 순환식 고형배지경 배지로서 활용이 가능하여 환경친화형 수경재배 시스템에서 활용이 가능하다. 배지입자는 3~11mm의 혼합 송이배지를 사용하는 것이 다른 일정한 크기의 배지보다 좋은 성적을 얻고 있다.

㉢ 제오라이트(Zeolite)

신생대 3기의 화산회가 열수에 의한 속성작용을 받아 생성된 광물로 물분 자가 결정수 형태로 구조 중에 존재하는 함수알루미나 규산염 광물이다.

이는 나트륨, 칼륨의 알칼리 금속과 칼슘 등의 알칼리토 금속을 함유하고, 결정수를 함유한 알루미늄의 규산염 광물이며 그 종류는 매우 많으나 보편 적으로 분포하는 것은 클리놉틸롤라이트와 모우더나이트의 2종류가 있다. 　

천연적으로 암석이나 점토로 산출되는 제오라이트는 응회암이 변질한 것 이어서 합성 제오라이트에는 못 미치나 강력한 흡착작용과 함께 염기치환용 량을 가지고 있다. 비중은 2∼2.4(2.7), 경도는 3.5∼5.5, 저온에서 용해가 가능하고 가열하면 쉽게 수분이 방출되나 그 속에는 비석수가 존재한다. 　

용도는 흡착, 흡습, 양이온 교환성 등을 이용하여 그 용도가 매우 넓은데 토양개량제, 비료혼합제, 농약증량제, 상토혼합제 등에 이용된다.

㉣ 폴리우레탄(PUR)

폴리우레탄에테르폼(Polyurethane Ether Foam)을 프레스에 옮겨 80~250 kg․m^-3의 밀도를 갖도록 압축한 후 140℃의 증기로 20분 동안 가열․팽창시 켜 유연하고 균일한 제품을 원하는 모양으로 성형시킨 것이다.

제품은 벨기에에서 1980년대 중반부터 재생 폴리우레탄을 Aggrofoam이라는 농업 용 생산하여 판매하고 있다. TCEP나 thermolin을 함유한 독성에 대한 문제가 있었으 나 해결되었고, 증기소독을 하면 10~15년간 사용이 가능하나 초기 수분관리에 애로 가 있다.

물리성은 공극량이 93%로 암면과 유사하나 배지내 용적이 암면보다 4배 정도로 높아 뿌리에 산소공급을 용이하게 할 수 있다. 그러나 배지내 유효수 분함량은 암면보다 낮아 급액체계를 암면과는 달리 소량씩 급액횟수를 증가 시킨다.

재사용을 위한 증기소독과정에서 물리성 변화는 식물재배에 큰 영향이 없 으며 오히려 유리한 쪽으로 변화되는 것으로 나타났다.

제품은 재배용 슬라브(높이 5cm, 폭 20cm, 길이 100cm), 블록(높이 5cm, 가로 10cm, 세로 10cm), 스트립(높이 0.3cm, 폭 3cm, 길이 100cm) 이 있다.

20. 배지종류별로 1회 급액량은 어떻게 결정하나요?

일반적으로 수경재배에 사용되는 배지의 종류는 크게 암면, 코코배지, 펄 라이트, 피트모스, 왕겨 등이 있으며 일중 급액량 및 급액회수는 간단하게 표로 나타낼 수 있다.

구 분 배지용량/㎡ 급액량/회 급액횟수/일 비고

암면 8~12L 80~150cc 17~25

2,500j/㎠/일 드리퍼 3.5 파프리카 3.5cc/j 코코배지 8~12L 100~180cc 14~23

피트모스 8~11L 130~200cc 13~20

펄라이트 25L 60~120cc 20~35

왕겨 25L 60~120cc 20~35

*) 작물의 생육상태 및 배액환경에 따라 조정 필요

일중 급액량은 누적광량*증산량(cc/j)으로 상기의 예를 들면 2500j/㎠/일에 파프리카 증산지수 3.5cc/j을 곱하면 8,750cc/㎡이 계산되고, 드리퍼수 3.5 개/㎡로 나누면 1개의 드리퍼에 1일 공급량이 2.5 L/드리퍼가 계산된다.

작물의 생육상태 및 배액량과 배액환경 등을 고려하여 1회당 급액량을 조 정하여 일중 급액횟수를 조절할 수 있다.

일반적으로 보습력이 좋은 것은 급액시작시간을 일출 후 2:00～2:30으로 약간 늦추고, 배수성이 좋은 것은 일출후 1:30～2:00사이에 급액되도록 유 도하는 것이 바람직하다.

간단하게 표현하면 배수성이 좋은 것은 소량다회로 보수성이 좋은 것은 다량소회 개념으로 급액을 하게 된다.

21. 배액량과 작물의 생육과 어떤 관계가 있나요?

수경재배에서 배액율은 30% 정도로 알려져 있고, 대다수의 수경재배농업 인들은 배액율에 따라 급액량을 조절한다. 작물의 증산량은 누적광량 1J/㎠

당 2cc/㎡로 작물에 따라 차이는 있지만 파프리카는 최대 3.0~3.5cc/j, 토 마토는 3.5~4.0cc/j의 증산량을 보인다. 따라서 배지내의 EC변화를 제어할 수 있는 배액량과 증산량에 대한 고려가 이루어져야 배지내 EC 변화를 크게 하지 않고 또는 작물의 생장상을 제어하기 위한 전략을 세우고 제어할 수 있다.

배액량이 지나치게 많으면 배지내의 WC이 지나치게 높거나 낮은 상태이 며, 또한 EC가 낮아질 수 있는 경향이 있다. 반대로 지나치게 작으면 특정 이온의 과집적이 일어나 뿌리의 발달이 억제되고, 배지의 EC가 급격히 상승 하여 작물 세력이 약해지며 생산성 저하의 한 요인이 될 수 있다. 작물을 재배할 때는 배액량 및 배액율과 더불어 배액 EC, pH 및 주기적인 배액 분 석을 통해 근권의 무기이온상태를 적정하게 관리하는 것이 현명한 관리방법 이다.

22. 배액시점과 함수율과의 상호관계에 대해서 설명해 주세요?

수경재배시 배액시점은 P1에서 P2로 넘어가는 시점으로 일반적으로 배액 은 일출 후 4시간 전후로 이루어진다. 배액이 일찍 일어날 경우(빨강선) 함 수율이 낮고, 배액이 늦게(녹색선) 일어날수록 배지내 함수율이 높게 나타난 다. 특히 급액방식에 따라 소량다회로 급액할 경우 배액시간이 늦어지고, 다 량소회로 급액할 경우 배액 시간이 빨라지게 된다. 또한 배지내 함수율이 지 나치게 높을 경우 배액시간이 빨라지므로 배액시간과 아울러 일중함수율 편 차를 동시에 고려하여야 한다.

23. 배액 EC가 지나치게 높을 때 급액관리는 어떻게 하나요?

수경재배시 작물에 따라 차이는 있지만 일반적인 원예작물의 경우 일중EC 편차(델타EC, 배액 EC-급액 EC)는 0.3~1.5dS/m 정도로 관리하는 것이 작 물 세력관리에 용이하다. 예를 들어 슬라브내 목표 EC 4.0mS일 경우 공급 EC는 2.5~3.0mS 정도에서 관리하는 것이 좋다. 그러나 가끔 배액 EC가 지 나치게 높아 역삼투압을 초래하여 작물의 위조를 조장하는 경우가 종종 발 생한다.

배액 EC가 목표 EC보다 높은 경우에는 우선 급액 EC를 올려주고, 배지내 배수구를 점검하며, 급액시작 시간은 앞당겨주고, 급액종료시간을 늦춰 충분 한 배액을 실시하여 주어야 한다. 충분한 배액은 배지내 특정성분의 과집적 을 막아주고, 배지내 무기이온의 상태를 안정화 시켜준다.

우선 목표 배액 EC를 설정하고 급액을 조절하며 점점 배액 EC가 하강하 여 목표 배액 EC에 도달하면, 급액 EC를 낮추고 급액을 실시하여야 한다.

특히 급작스런 배지내 EC의 하강은 오히려 작물에 수분스트레스를 유발하여 기대밖의 결과를 초래할 수 있으므로 우선 급액 EC와 배지내 EC의 편차를 줄여주고, 이후 급액 EC를 낮춰 관리하는 것이 바람직하다.

일반적으로는 파프리카의 배지내 EC는 겨울철 4.0~4.5dS/m, 봄철 이후 에는 3.5~4.0dS/m 정도를 권장한다. 그러나 작물의 상태에 따라서 또는 품 종에 따라서 차이가 있음으로 주변의 기술센터의 지도사 또는 컨설턴트와 상의하는 것이 좋다. 또한 토마토의 경우는 겨울철 4.5~5.0dS/m, 봄철이후 에는 4.0dS/m 전후로 관리하고 급액 EC는 약광기에는 3.0~4.0dS/m, 강광 기에는 2.0~2.8dS/m 전후로 시기별로 차이가 있다. 고설딸기의 경우는 배 지내 EC는 1.5~1.8dS/m 전후로 관리하는 것이 일반적이며 급액 EC는 1.2~1.2dS/m 정도이다.

24. 배액 EC가 급액 EC보다 낮을 때 어떻게 관리해야 하나요?

수경재배시 작물에 따라 차이는 있지만 일반적인 원예작물의 경우 배액 EC는 급액 EC에 비해 0.3~1.5dS/m 정도로 높을 경우 작물의 세력관리가 용이하다. 그러나 가끔 급액 EC를 낮게 관리할 경우 배액의 EC가 오히려 급액 EC 보다 낮게 나타나는 경우가 종종 있다. 특히 급액 EC가 비교적 낮 은 딸기의 경우 자주 관찰된다. 이는 수분보다 무기이온의 흡수가 작물에서 잘이루어져 배지내 EC가 낮은 경우이며, 배지내 EC가 높은 경우는 무기이 온보다 수분의 흡수가 많은 경우에 일어난다.

배액 EC가 낮은 경우에는 우선 급액 EC를 올려주고, 배지내 배수구를 점

검하며, 급액시작 시간은 늦춰주고, 급액종료시간을 앞당기나 충분한 배액을 실시하여 주어야 한다. 충분한 배액은 배지내 특정성분의 과집적 및 과잉흡 수에 다른 균형을 잡아주고, 배지내 무기이온의 상태를 안정화 시켜준다.

점점 배액 EC가 상승하면 목표 배액 EC를 설정하고 거기에 맞추어 급액 시작 및 급액종료 시간을 조정하고, 적정 배액율을 유지하여 배지 EC를 안 정화 시켜야 한다.

25. 배액분석은 왜 필요한가요?

배지는 식물에 수분과 양분을 직접 제공하는 장소로 3상(기상, 액상, 고 상)이 잘 갖춰져야 하고, 이런한 3상의 배지내 균형은 작물의 생육에 매우 중요하다. 기상은 최소 25%이상을 확보하여야 하며, 액상은 양수분을 공급 하는 역할을 하므로 균형적인 양분이 포함되어 있어야 한다.

수경재배 작물은 토경재배와 달리 기비를 전혀사용하지 않고 속효성 무기 비료를 사용하여 추비만을 실시하는 재배기법으로서 배지의 종류 및 배액량, 재배시기 및 급액농도에 따라 배지내의 무기이온의 상태가 많은차이를 나타 낸다. 급액 EC가 낮고 배지내 EC가 높을 경우 특정 성분의 소모가 빨라지 고, 특정성분의 과집적이 심해질 수 있다.

따라서 정기적인 배지내 양분 분석은 매우 중요하며 이러한 분석을 통하 여 배지내 양액수준을 적절하게 조절할 수 있다. 또한 배지내 주기적인 EC 의 점검 역시 매우 중요하다. 주기적인 EC점검을 통하여 배지내 영양분의 농도를 추론하고 사전에 대비할 수 있기 때문이다. 배지내 EC는 공급 EC와 배액 EC, 그리고 작물의 흡수에 의해 결정된다. 그러나 우리가 식물이 흡수 하는 양분의 양을 아는 것은 현실적으로 매우 어렵기 때문에 급액을 통하여 배지내 양액의 환경을 조절할 수 있다. 또한 배액 역시 급액방법에 의해 조 절될 수 있다. 배액율을 측정하기 위해서는 구역별 평균생장량을 보이는 지 역에 배지의 배액을 받을 수 있는 시설을 하여 일중 일정한 시기에 측정하 여야 하는데 계절별로 차이가 있으나 약광기의 경우 25~30%, 강광기의 경 우 35~40%가 적당하다.

통상 배액분석은 약광기에는 월 1회, 강광기 배액이 많이 이루어지는 시기 에는 1~2개월에 1회 정도 실시하여도 무방하다. 그러나 배액을 재활용하는 생산현장에 있어서는 2주간격으로 배액분석을 실시하여 비료상태를 점검하 여 주는 것이 바람직하다.

26. 배액분석시 환산은 필요한가요?

수경재배 작물은 배지특성과 급액방식 및 관리형태에 무기이온의 집적이 나 과잉흡수가 초래되어 작물의 생육균형이 깨지는 생리장해를 유발하게 된 다. 일반적으로 양액조성은 작목별로 표준처방이 이뤄지나 시기별로 작물별 흡수특성에 따라 조성이 달라지기도 한다.

배액분석은 동계작형의 경우 증산이 많이 이뤄지지 않은 11월에서 3월까 지는 최소 1회(월)가 필요하며 배액재활용하는 농장의 경우는 2회(월)가 필 요하다.

현장에서 종종 목격하는 경우이지만 대부분의 농업인들은 배액분석 결과 치를 바로 해석하는 경향이 있어서 한부분의 무기이온 수치만을 보고 “높다 와 낮다”를 판단한다. 단순분석은 작물의 흡수특성이나 배지특성 등에 대한 오해가 발생할 수 있으므로 절대 배지기준치와 유사하게 환산을 거친 후 수 치비교가 이루어져야 한다. 파프리카의 경우 배지내 NO₃-N의 목표치는 19mM로 기준 EC가 3.0dS/m 이다. 만약 분석치가 EC 4.8에 NO₃-N의 수 준이 26mM이면, EC 3.0dS/m으로 환산하였을 경우에는 16.24mM로 변환하 게 된다. 즉, 26mM 이란 수치를 보면 아주 높다고 할 수 있으나 환산하였 을 경우에는 오히려 기준치보다 낮으므로 양액조성시 0.5~2mM 정도 NO₃-N를 추가해 주어야 한다.

27. 생식생장시 가리(K)를 추비하는 방법에 대해 설명해 주세요?

현장에서 종종 관찰되는 분야가 K 추비이다. 대부분 생식생장으로 작물이 전 환되어 K의 요구량이 증가하게 되면 일부생산자들은 염화가리(KCl)나 제일인산 가리(KH₂PO₄), 황산가리(K₂SO₄)를 임의적으로 추비해 주는 경향이 있다.

K의 추비는 반드시 배액분석을 통해 배액중의 인(P), 염소(Cl), 황(S)의 상 태를 점검한 후 적정비료를 선택하여 추비가 이루어지는 것이 바람직하다.

배액분석을 통하지 않고 임의적인 추비는 특정성분의 집적으로 뿌리의 손상 이나 작물의 세력을 급격히 떨어뜨릴 수 있으므로 주의하여야 한다.

28. 원수분석은 왜 필요하며, 어떻게 사용되나요?

원예작물의 재배에 사용되는 원수의 종류는 ① 하천수, ② 지하수, ③ 수돗 물, ④ 빗물 등 크게 4가지로 분류할 수 있으며 용수의 종류에 따라 특정성

분의 과부족에 따라 작물생산의 성패를 좌우할 수 있으므로 재배전 반드시 수질 분석이 필요하다.

원수분석은 1년에 최소 1회에서 많게는 4회 정도를 분석한다. 수경재배에 양액조성의 기초정보를 활용하기 위한 분석항목으로는 pH, EC를 비롯하여 질산태질소(NO₃-N), 암모니아태질소(NH₄-N), 칼슘(Ca), 가리(K), 인(P), 황 (S), 마그네슘(Mg), 염소(Cl), 나트륨(Na), 중탄산(HCO3-), 규소(Si) 등과 같 은 다량원소와 철(Fe), 망간(Mn), 아연(Zn), 붕소(B), 구리(Cu), 몰리브덴 (Mo) 등과 같은 미량요소이다.

용수 중 무기성분의 농도는 순수한 물이 이상적이지만 가능한 한 그 농도 가 낮은 것이 좋으며, 무기이온 함량의 허용농도는 재배대상 작물이나 수경 재배 방법(재배방식, 배양액 교환 빈도)에 따라 사용할 수 있는 폭의 차이가 있다. 국내와 네덜란드는 용수의 EC가 0.5 dS/m 이하를, 일본에서는 EC 0.3dS/m 이하를 기준으로 삼고 있으며, 각 성분 함량도 차이를 보이고 있다 (표 국내, 네덜란드 및 일본의 수질분석 수경재배용 기준).

<국내 수경재배 방법별 적정용수기준 (서울시립대, 95)>

성분

순수 수경재배 고 형 배 지 경

A B A B C

pH EC(dS/m

^-1

Ca(ppm) Mg(ppm) Na(ppm) Cl(ppm) SO

₄

₃

Fe(ppm) Mn(ppm) Zn(ppm) B(ppm)

5.5~7.5

< 0.3

< 20

< 10

< 20

< 15

< 20

< 50

< 0.5

< 0.2

< 0.2

< 0.05

5.0~8.0

< 0.5

< 60

< 20

< 30

< 30

< 40

< 100

< 1.0

< 0.6

< 0.5

< 0.1

6.0~7.5

< 0.2

< 20

< 5

< 10

< 15

< 20

< 50

< 0.03

< 0.2

< 0.15

< 0.05

5.0~8.0

< 0.5

< 40

< 15

< 30

< 30

< 40

< 100

< 0.5

< 0.6

< 0.5

< 0.1

5.0~8.0

< 0.5

< 80

< 30

< 60

< 50

< 60

< 200

< 1.0

< 1.0

< 1.0

< 0.7 A : 시판 배양액 비료 이용시, B : 단비 이용시, C : 단비이용하면서 배지 세척

<네덜란드 온실작물시험장의 암면재배 수질기준 (1996)>

무기이온 재배 중 문제가 거의 없는 기준 재배 중 세척이 필요한 기준 염소 Cl

나트륨 Na 중탄산 HCO

₃

철 Fe 망간 Mn

붕소 B 아연 Zn 농도 (EC)

< 50 ppm

< 30 ppm

< 40 ppm

< 1.0 ppm

< 0.5 ppm

< 0.3 ppm

< 0.5 ppm

< 1.5 dS/m

50∼100 ppm 30∼60 ppm

< 40 ppm

< 1.0 ppm

< 1.0 ppm

< 0.7 ppm

< 1.0 ppm

<일본의 농업용수 수질 기준>

EC <0.3 dS/m

pH 5~8

N(NO

₃

₄

Ca <40 ppm

Mg <20 ppm

Cl <60 ppm

29. 배지의 종류별 특성과 수분관리 방법에 대해 설명해 주세요?

국내에 수경재배의 배지로 사용되는 것은 크게 코코배지와 암면, 펄라이트 및 피트모스, 왕겨 등이 있다. 기본적인 수분공급 방법을 위해서는 선행되어 서 점검해야할 항목이 있는데 사용되고 있는 배지의 물리적 특성과 더불어 배지용량을 계산해야 한다.

배지용량은 전체 투여된 배지용량(L)을 바닥면적(㎡)으로 나눈 값으로 권 장되는 배지용량은 다음 표와 같다.

구 분 배지용량 (L/㎡)

파프리카/토마토 고설딸기

암면 8~12 12~15

코코배지

*

50:50 8~12 12~15

80:20 9~13 13~17

피트모스 8~11 11~13

펄라이트 25 23~25

왕겨 25 23~25

*) 코코배지의 경우 칩과 더스트의 혼합비율(v/v)

배지용량과 배지종류 및 작물의 종류에 따라 수분공급하는 방법이 상이한데 수경재배에서 수분공급은 일출후 2시간 전후해서 급액이 시작되고, 일출 후 4 시간 전후해서 첫 배액을 유도하는 것이 일반적이다. 급액종료시간은 일중 함 수율감소(ΔWC)를 고려하여 조정되나 일몰 2~4시간 사이에 결정된다.

일일 배액량은 배지별로 큰 차이가 없으나 저온약광기에는 10~20%, 고온 강광기에는 30~40% 정도가 바람직하다. 또한 목표 배액 EC 및 pH에 따라 배액량의 조절이 요구된다.

30. 야간급액은 필요한가요?

일반적으로 야간급액은 국내에서는 실시되고 있지 않는데, 네덜란드 등과 같은 서유럽의 경우 동계기에 밤의 길이가 16시간 정도로 길고, 난방으로 인해 작물의 증산이 조장되어 배지의 함수율이 심하게 낮아질 경우(12% 이 상) 중간에 야간급액을 실시하는 경우가 있으나 국내의 경우는 야간 함수율 감소는 동계기라고 하더래도 약 4~10%로 이상적인 함수율감소로 꼭 필요한 상황은 아니라고 판단이 된다. 단 펄라이트와 같이 건조한 배지의 경우에는 야간급액시 주간급액농도 보다 0.3dS/m 정도 높게 급액하고, 동계기라고 하 더라도 밤 10시를 넘기지 않는 범위에서 실시하는 것을 고려해 볼만하다.

그러나 열과나 칼슘집적 등의 생리장해가 우려되거나 발생할 경우 즉시 중 단하는 것이 현명하다.

네덜란드와 한국에서 작물재배 전문가들과 연구자들, 일부 재배자 등과 야 간급액에 대해 많은 토론이 오가고 있으며 가장 현실적인 방법은 야간급액 을 실시하는 것보다 급액 종료시간을 늦춰 일중함수율편차를 조정하는 것이 생리장해를 억제하는 현명한 방법이라는데 많은 사람들이 생각하고 있다. 반 드시 생각만이 아니라 측정을 통한 의사결정 및 수정이 반드시 필요하다고 하겠다.

31. 야간급액이 작물에 미치는 영향은 어떤 것들이 있을까요?

야간급액은 작물의 삼투압을 유도하여 작물의 팽압을 올리는데 작물체의 팽 압이 높아 지면 세포가 연약해져 곰팡이 등과 같은 병의 발생이 조장될 수 있 으며, 열과, 칼슘집적과, 과일의 경도저하 및 유통기간의 감축 등과 같은 문제 점을 나타낸다. 야간급액은 일중함수율감소폭이 지나치게 큰 경우 등과 같이 피치 못할 사정이 없는 한 실시하지 않는 것이 더 경제적으로 생각된다.

32. 각각의 무기원소가 작물에 미치는 영향은 어떤 것들이 있습니까?

원 소 명 질 소(N) 인 산(P) 칼 륨(K)

함유물질 단백질, 핵산, 엽록소, 비타민, 알칼로이드

당인산, AT, 핵산, 인 지질, phytin

주로 이온상태로 존재

기능 신화환원작용 세포분열촉진

초기뿌리생장촉진 분화촉진

성숙과 꽃눈 분화

광합성증대, 전류촉진 숨구멍 개폐

삼투압 조절

각종 효소의 활성화 흡수형태 NO

₃ ^-

₄ ⁺

₂

₄ ^-

₄ ^2-

⁺

원 소 명 칼 슘(Ca) 마그네슘(Mg) 황(S)

함유물질 세포벽, 세포막 엽록소

glutamine synthetase

단백질, 비타민 C, 향기 매운 맛 성분

기 능

세포의 형태지지 막투과성

유기산의 중화작용 질소고정을 도움

광합성

ATP나 효소류 활성화 알칼리화 효과, 단백질 합성, 질소대사에 관여

광합성

산화계에 관여(CoA)

흡수형태 Ca

²⁺

²⁺

₄ ^2-

원 소 명 철(Fe) 망 간(Mn) 아 연(Zn)

기 능

광합성, 호흡, 단백질합성 각종 효소작용

산화환원작용 탄소동화작용, 물의 광분해 비타민C 합성 IAA 산화

트립토판 합성 탈수소효소 활성 단백질 합성

흡수형태 Fe

²⁺

³⁺

²⁺

²⁺

원 소 명 구 리(Cu) 몰리브덴(Mo) 붕 소(B) 염 소(Cl)

함유물질 phenolase등 효소 plastocyanin

질산환원효소 nitrogenase

세포벽

기 능

산화환원효소 활성 광합성 자전달계 관여

철의 흡수와 전이를 도움 질소대사

당의 전이 세포분열 세포벽 미세구조

생장조절제합성

삼투압, 증산 체내 수분 이용 물의 광분해

흡수형태 Cu

²⁺

₄ ^2-

₃ ^3-

^-

33. 무기원소의 과잉장해와 결핍장해에 대해 설명해 주세요?

원 소 명 질 소(N) 인 산(P) 칼 륨(K)

결핍 최초 부위

노화엽 선단 노화엽 노화엽

결 핍 증

생장불량

잎끝으로부터 황화 엽맥 황화

개화, 착과 불량 단백질함량 낮음 성숙지연, 노화 빠름 담록색 잎

생장억제 개화성숙 지연 잎이 암록색→괴사 뿌리발육 지연 단백질합성 불량 비타민함량 낮음

잎선단 위축, 황화

황변한 부분과 정상인 부분의 경계가 뚜렷함 맛과 저장성 저하 탄수화물, 단백질 감소 엽맥이 적자색(딸기) 내건성이 약화됨

과 잉 증

잎이 암록색으로 됨 성숙지연, 경도 감소

생장억제

과잉시 K, Fe, Zn, Cu와 길항작용

착색불량과 당도 떨어짐

원 소 명 칼 슘(Ca) 마그네슘(Mg) 황(S)

결핍 최초 부위

어린 잎

위쪽 끝 가장자리

노화엽 엽맥간

어린 잎

결 핍 증

생장점 생육불량 꽃가루발아 장해

잎선단이 황백화된 후 갈변하여 고사

토마토, 파프리카 BER 상추 등의 tip-burn

엽맥간 황화

엽맥 간에 크고 불규칙 한 흑색반점

탄수화물 감소 아마이드 증가

생장감소 N결핍과 유사 단백질합성 저하 매운 맛 감소

잎이 가늘고, 생장 느림

과 잉 증 직접적인 피해보다 알 칼리화에 의한 피해

엽맥간 색이 옅어짐 심하면 갈색반점 생김

원 소 명 철(Fe) 망 간(Mn) 아 연(Zn) 결핍 최초

부위 어린 잎, 엽맥간 어린 잎, 엽맥간 노화엽, 엽맥간

결 핍 증

단백질,

탄수화물합성저해 생장점 황화 심함 엽맥은 농록색 엽록소 감소

탄수화물, 단백질, 비 타민C함량 감소 엽맥 간이 황화 잎에 작은 황색반점

탄수화물, 단백질 감소 옥신합성 저해 신장불량 잎이 작고, 가늘다.

녹색 부위와 갈변 부위 가 뚜렷이 구별

잎의 변형

과 잉 증 인산 이동을 방해 늙은 잎에 갈색반점 잘 일어나지 않는다.

원 소 명 구 리(Cu) 몰리브덴(Mo) 붕 소(B) 염 소(Cl) 결핍 최초

부위

어린 잎 노화 잎 어린 잎

아랫쪽 가장자리

어린 잎

결 핍 증

탄수화물 감소 단백질 감소 잎이 농록색이며 비틀림

엽면의 황화 기형화

개화결실 불량

황화된 후 괴사 shoot tip 괴사

어린잎의 황화, 전체식물이 시듦 생장점과 뿌리 의 생장저해

과 잉 증 뿌리에 집적 뿌리가 뭉툭하고 짧아짐

갈색반점 잎이 안쪽으로 말림

나중에 괴사

뿌리가 상해서 물질흡수가 저해

34. 양액조성에 사용되는 단위는 어떤 것이 있나요?

양액조성에는 지역에 따라 차이가 있다. 일본에서는 주로 피피엠(ppm, part per million)을 활용하며, 네덜란드 등과 같은 서유럽은 밀리몰(mM/l, mmol/l), 연구자들은 밀리당량(me/l)을 사용한다.

35. 양액조성 방법에 대해 설명해 주세요?

수경재배에 사용되는 양액조성은 작물별, 생육단계별로 다양한 표준 solution이 있는데 이를 이용하여 양액조성을 하게 된다.

수경재배에 사용되는 원수의 종류로는 ① 하천수, ② 지하수, ③ 수돗물, ④