수경상추의 잔존엽수가 생육 및 수량에 미치는 영향을 조사하여 고품질 다수확 재배를 위한 잔존엽수의 적정범위를 구명하고자 실험을 실시하였다. 잔존엽수가 많을수록 수확되는 잎의 평균엽장은 길어져 잔존엽수와 엽장 간에는 R2=0.96의 높은 상관관계를 나타냈다. 잔존엽수와 총 엽생체중 간에는 높은 상관을 나타냈는데, 엽생체중은 잔존엽수 10매까지는 많을수록 급격하게 증가하였고, 잔존엽수 12매와 16매에서는 완만하게 증가하는 경향이었다. 잔존엽수가 식물체 조직의 생장에 미치는 영향은 뿌리보다는 줄기에서 현저히 나타났다 특히 줄기길이는 잔존엽수가 많아짐에 따라 증가하는 경향이어서 잔존엽수 2매와 16매 간에는 6배의 차이를 보였다. 최대 근장은 잔존엽수 2-4매 처리에서 약간 짧았을 뿐 6-16매 간에는 유의적 차이가 없었다. 생장점 부위 어린잎의 색깔은 잔존엽수가 감소할수록 옅어졌는데, 특히 2와 4매 처리에서는 잎 전체가 황백화 되었다. 따라서, 수확한 잎의 평균엽장이 14-20cm인 것이 외관적 품질이 우수하다고 추정할 때 잔존엽수를 4-6매 두어 관리하는 것이 적당할 것으로 사료되었다.

순환식 양액재배시 계면활성제가 무기이온 흡수 증진에 미치는 영향을 알아보고자 상추의 생육, 광합성율, 증산율 및 무기이온 함량을 분석하였다. 상추 생육은 0.3mg·L-1 PVA-95처리에서 가장 높았으며, l/2배액에서 재배된 상추의 생육도 양호하였다. 칼슘 함량이 증가된 0.3mg·L-1 CLS 처리의 상추는 생육이 낮음에도 불구하고 높은 증산율과 광합성율 및 엽내 카리, 칼슘 및 마그네슘 함량이 높았다. 따라서 높은 생육량과 비료 절감 효과가 인정된 PVA-95 처리와 CLS 처리에 의한 엽내 무기 성분 함량 증가가 인정됨에 따라 수경재배 상추의 고품질 생산에 유용하게 사용 가능하리라고 판단된다.

상추종자는 크기가 불균일하여 기계화 파종이 어렵다. 펠렛의 목적은 종자크기를 증가시켜 기계화 파종을 가능하게 하여 파종과 솎음노력을 절감하고 종자를 절약하는데 있다. 펠렛 접착제 종류 및 농도에 따라 발아율과 발아일수에는 큰 차이가 있었다. 사용된 접착제 가운데 polyvinyl alcohol(PVA)에서 전반적으로 발아가 원활하였고 다음이 polyvinyl pyrrolidone(PVP), hydroxyethyl cellulose(HEC), methyl cellulose(MC), tween 80 순으로 나타났다. 펠렛 파복물질의 종류에 따라 발아율이 달랐는데 전반적으로 diatomaceous earth 및 talc + calcium carbonate가 다른 펠렛 피복물질에 비해 발아율도 높고 발아일수도 다눅되어 상추의 종자 펠렛에 적합한 피복물질이었다. 반면 Limestone, calcium oxide, bentonite 등은 발아율이 저조하였다. 상추종자는 펠렛 후 종자의 크기가 33배 증가되었다. 펠렛종자에 영양물질 첨가는 발아율이 약간 감소되었고, 발아일수도 지연되는 경향이었다. 첨가되는 영양물질의 급원에 따라서도 펠렛종자의 발아력에도 차이가 있었는데, 대체적으로 MS medium이 monosodium phosphate 보다 발아억제 정도가 낮았다. Priming 후 펠렛된 종자는 무처리 종자를 펠렛한 경우에 비해 발아율이 높았고 조기발아 하였다.

계면활성제(SF316+FB0800)가 처리된 폴리에틸렌 필름 시설에서 직경 9cm 원안의 필름 표면에 부착된 수적량은 무처리구에서 1.21 mL, 1% 처리구에서 0.15mL, 2% 처리구에서 0.07 mL가 측정되었다. 그러나 육안으로는 1%와 2% 처리구 사이에 차이를 관찰하기가 어려웠다. 수적량은 하루 중 오전 10시에 가장 많았고, 기온의 상승된 오후 2시에 적었다. 무처리구에 비하여 계면활성제 1%와 2% 처리구 사이에 차이를 관찰하기가 어려웠다. 수적량은 하루 중 오전 10시에 가장 많았고, 기온이 상승된 오후 2시에 적었다. 무처리구에 비하여 계면활성제 1%와 2% 처리구에서 투광율은 각각 9.3%, 12.9% 높았다. 기온과 습도는 계면활성제가 처리된 비닐하우스와 머처리 비닐하우스 사이에 뚜렸한 차이를 나타내지 않았다. 오전의 기온은 계면활성제 처리 비닐하우스에서 1~2℃ 정도 높았으며, 지온의 경우는 계면활성제 처리시설에서 3~4℃ 정도 높은 경향을 나타냈다. 겨울철 상추의 생육은 계면활성제가 처리된 필름으로 피복된 비닐하우스에서 빨랐다. 그러나 계면활성제농도 1%와 2% 처리구 사이에는 뚜렸한 차이를 보이지 않았다.

동계의 노지 및 무가온 하우스 재배시에 통기성 간이 피복재의 효과적인 보온방법과 GA3 처리로 일상추의 생육 촉진효과를 구명하기 위하여 공시재료를 청치마상추와 적치마상추로 하였다. 농PO계 필름하우스 내에서 ‘파스라이도’ 피복재를 이용하여 10월 26일부터 처리한 직접피복(1), 11월 5일부터 처리한 직접피복(2) 및 터널피복 후, 수확 일주일 전에 GA3를 식물체에 엽면살포하여 그 효과를 조사하였다. 평균기온과 상대습도는 대체로 직접＋터널피복, 직접피복 및 대조구의 순으로 높았다. 청치마상추와 적치마상추의 생육은 대체로 직접＋터널피복, 직접피복(1), 직접피복(2), 터널피복, 대조구의 순이었고, 또 GA3처리는 생육을 촉진시켰다. 엽록소 함량은 대조구, 터널피복, 직접피복(2), 직접피복(1), 직접＋터널피복의 순으로 높았다 GA3천리에 의해서 엽록소의 함량은 반대로 저하하였다. 청치마상추와 적치마상추의 생체중은 직접＋터널피복, 직접피복(1). 직접피복(2), 터널피복, 대조구의 순이었고 건물중도 같은 경향이었다. GA3처리는 생체중과 건물중을 약간 증가시켰다. 그러나 대조 구간에 비교한 결과 적치마상추의 생체중과 건물중이 청치마상추보다 낮았다

저온기에 통기성 간이 피복재의 피복방법에 의한 보온환경이 잎상추의 생육촉진에 미치는 영향을 구명하기 위하여 농PO계 필름하우스내에서 '파스라이도' 피복재를 이용하여 직접피복, 터널피복 및 직접+터널피복 처리구 하에서 10월 13일부터 10월 31일가지 18일간 청상추와 적상추를 재배하여 그 효과를 검토하였다. 평균기온, 지온, 엽온과 상대습도는 피복의 효과가 현저하여, 직접+터널, 직접피복, 터널피복 및 대조구의 순으로 높았으며, 광합성유효광량자속은 역순위였다. CO2의 농도는 주간보다 야간에 현저히 증가하였는데, 직접피복에서 가장 높았으며, 다음은 직접+터널피복, 터널피복, 대조구의 순으로 높았으나 그 차이는 매우 낮았다. 청상추와 적상추의 초장, 엽수 및 엽면적 등은 직접+터널, 직접피복, 터널피복의 순으로 촉진되었으나 통계적인 유의차는 없었다.

잎상추 수경재배시 배양액 내 NO3-N와 NH4-N 비율 및 pH 조절이 엽중 nitrate 함량에 미치는 효과를 구명하였다. NO3-/NH4+의 비율 처리는 12:1, 10:3, 8:5이었으며, 8:5 처리구에 pH를 자동적으로 조절해준 처리구조 설정하였다. pH의 변화는 12:1 처리구에서는 실험기간 동안 계속적으로 상승하는 경향을 보였고, NH4+의 비율이 높을수록 pH가 상당한 저하하다가 낮은 수준에서 유지되었다. NH4+의 비율이 가장 높았던 8:5에 pH를 자동적으로 조절해준 처리구에서는 5.5-6.5 사이의 안정적인 수준으로 pH를 유지하였다. 엽중 nitrate 함량은 전반적으로 12:1 처리구에서는 점점 감소하는 경향을 보였으나, 12:1과 8:5에 pH를 조절해준 처리구에서는 비슷한 양상으로 수확시마다 증가하는 경향을 보였다. 즉, NH4+의 비율을 높이고 배양액의 pH를 조절하는 것이 생육 및 엽중 nitrate 함량에 가장 좋은 것으로 나타났다

상추를 포함한 4종의 식물의 수용 및 에탄올 추출액이 상추종자의 발아와 생장에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. l. 은행, 상추, 돼지풀, 달맞이꽃의 수용 추출물은 상추종자의 발아 및 생장율을 현저하게 억제되는 경향을 보여 억제물질을 함유하고 있음을 알 수 있었다. 2. 추출용매별로는 에탄올 추출액이 수용추출액보다 억제효과가 큰 것으로 나타났다. 3. 공시식물의 종류에 관계없이 추출물의 농도 10%가 상추의 발아와 생장을 가장 크게 억제시켰고 희석되어질수록 그 효과는 낮아졌다.

결구상추의 엽중 nitrate 함량을 줄이고자 수확 7일전 Yamazaki 상추 배양액에 포함되어있는 질소의 양을 조절하였다. Yamazaki 상추 배양액내의 질소를 1배(6.Sme/l), 3/4배(4.gme/l), 2/4배(3.3me/l), 1/4배 (1.6me/l)로 처리해 주었다. 배양액 pH는 전반적으로 7.2~8.4로 높은 수준을 유지하였다. 질소의 양이 많을수록 pH와 EC는 상승하였다. 엽중 nitrate 함량은 1/4배 처리구에서 가장 낮았으며, 다른 처리구 사이에는 유의성이 없었다. 처리에 관계없이 결구되지 않은 겉잎이 결구된 잎보다 nitrate 함량이 낮았다. 결구부의 무게, 폭 및 지상부중은 1/4배 처리구에서 가장 낮은 경향을 보였다.

순환식 담액수경 상추재배에서 양액의 pH 변화는 미량원소 수준에 관계없이 생육 중기에 낮아지다가 생육후반에 회복되었는데 양액 내에 Humus첨가에 의해 양액의 pH 변화가 완만해졌다. 생육은 Humus첨가에 의해 양호한 경향을 나타냈고 미량원소수준이 높아질수록 저조하여 Cu · Zn농도 5ppm이상에서 황화현상 등의 피해가 발생하였으며, Humus 첨가에 의해 중금속에 의한 생체중 감소가 현저히 억제되었으며 과잉피해증상이 완화되는 경향을 나타내었다. 무기성분 흡수에서는 Zn은 흡수억제 효과가 없었으나 Cu원소의 흡수는 억제되어 중금속의 피해 우려시 Humus의 효과가 어느 정도 인정된다.

수경재배에서 양액의 재활용이 상추의 생육이나 수량에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 Control, 양액보충, EC조절, 양액검정보정, 양액검정보정＋humus첨가 등의 5처리를 두어 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 양액의 pH에서 양액검정보정구와 양액 검정보정.＋Humus참가구가 4차재배까지 7.0이하로 안정된 경향을 나타내었고, EC는 양액보충구가 재배횟수가 늘어날수록 현저히 떨어졌고 다른 처리는 대조구와 유사한 경향이었다. 생육 및 수량은 양액검정보정 처리가 양액내 무기이온들의 균형으로 대조구와 유사한 경향을 나타내었으며 양액보충구 및 EC조절구는 재배횟수가 늘어날수록 떨어지는 경향이었다. 양액의 무기성분중 N O3-N와 N H4-N는 재배후 처리에 관계없이 농도가 크게 떨어졌고 특히 Ca과 Mg은 모든 처리구에서 재배횟수에 관계없이 재배전에 비해 재배 후에 양액내에 축적되는 경향을 보였다. 상추엽중 무기성분함량은 T-N와 P2 O5 의 경우 1차재배후 양액검정보정＋Humus 첨가구에서 다른 처리에 비해 함량이 적었고 재배횟수가 늘어날수록 처리간에 차이가 없었다. K과 Mg은 재배횟수나 처리간에 차이가 없었고, Ca의 경우 양액검 정보정＋Humus 첨가구에서 1차와 2차재배 후 다소 많았으나, 재배횟수가 늘어날수록 처리간에 차이가 없었다.

본 실험은 상추 수경재배시 지하부 환경요인이 상추의 생육에 미치는 영향을 바탕으로 식물공장에서 활용가능성이 큰 상추의 최적 근권환경을 알아보고자 수행하였다 근권부 환경조건으로는 배양액의 pH와 U를 각각 여러 가지 수준으로 실험하였다. pH 3.0을 제외한 pH 4.0~8.0에서 가시적인 생리장해 없이 양호한 생육을 나타냈으나 광합성, 증산량 및 무기이곤 흡수를 고려한 상추의 최적 배양액 pH는 pH 5.5~6.0였다. 배양액의 전기전도도는 0.8~3.6 mS.cm-1 /로 처리하였을 때, 고농도에서는 Ca결핍으로 인한 잎끝마름증이 나타나 품질이 저하되었고 생육과 광합성이 높은 EC 1.2~l.6mS.cm-1 /가 최적인 것으로 나타났다. 이런 결과는 상추 식물공장에서 상추의 주년생산, 공장적 대량생산 및 청정생산 등의 효율적인 재배를 하는데 기여 할 수 있을 것으로 보인다.

식물공장에 있어서 생산성 극대화를 위한 최적환경을 구명하기 위하여, 식물공장 시스템 하에서 광도와 배양액 농도가 잎상추의 생육과 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과 광이 높아짐에 따라 증산량과 광합성량이 높았으며, 광도 200μmol m-2 s-1과 300μmol m-2 s-1 에서 생체중과 건물중이 가장 높게 나타났다. 따라서 식물공장내 잎상추의 최적 광도는 200 μmol m-2 s-1 이상으로 나타났다. 지상부 환경요인들과의 지하부 환경 요인과의 관계를 밝히기 위해서 광도와 배양액 농도간의 관계가 잎상추 생육과 품질에 미치는 영향을 조사한 결과 통계적 유의성은 없었으나 저광도에서는 배양액농도가 높은 편인 2.4 mS cm-1에서 고광도에서는 1.8 mS cm-1 수준에서 생육량이 많게 나타났다.