본 연구에서는 파프리카(Capsicum annuum L.) ‘Scirocco’ 품종 수경재배 시 배액 재사용 여부에 따른 순환식 재배와 비 순환식 재배 및 배지 종류가 배액의 양분 이온 변화 양상과 생 육에 미치는 영향을 조사하였다. 파프리카의 파종은 2021년 8 월 19일에, 정식은 2021년 9월 16일, 순환식 및 비순환식의 재 배 방식 적용은 2021년 10월 21일에 시행하였다. 배액 내 양 분 분석 결과, Na+와 Cl‒은 작물이 제대로 흡수하지 않는 대표 적은 이온으로써 생육이 진전될수록 순환식 재배방식에서 집 적되었다. 또한 배액 내 NH4-N의 함량이 NO3-N의 함량에 비 해 현저히 낮으므로 파프리카의 이온 선택성으로 인해 NO3-N 보다 NH4-N이 우선 흡수되는 것으로 생각된다. 파프리카의 생육 및 과실 특성은 배액 재사용 여부와 배지의 종류에 따른 처리 간의 차이가 크지 않았다. 결론적으로 순환식과 비순환 식의 수경재배 방식, 코이어와 암면의 배지 종류에 따른 파프 리카 수경 재배 시 중기 이후의 세력 약화로 인한 착과 불량을 유의하여 관리한다면 처리 간의 차이가 크지 않으므로 농가의 실정에 맞는 재배 방식과 배지를 선택하여 파프리카를 생산할 수 있을 것으로 생각된다. 다만 최근 환경오염에 대한 관심이 높아진 만큼 배액 재사용에 따른 병원균 감염 등을 잘 관리한 다는 가정 하에서 순환식 재배 방식을 채택해도 수량 감소나 품질 저하 등은 우려하지 않아도 될 것이라 판단되며, 폐기 문 제가 발생하는 암면 대신 코이어 배지를 선택한다면 더욱 환 경오염 감소에 기여할 수 있으리라 기대된다.

본 연구는 갯방풍의 생장 및 생리활성화합물 함량에 대한 NaCl 농도 및 처리 시기의 효과를 조사하기 위해 수행되었다. 첫 번째 실험에서 갯방풍 묘는 온실에서 호글랜드(EC 1.5dS·m -1 , pH 6.5) 배양액에 NaCl 40, 80, 120, 160, 200mM 을 첨가하여 담액식 수경재배 시스템에 정식 후 30일 동안 재배되었다. 두 번째 실험에서 갯방풍은 수확 10일 전, 5일 전에 양액에 NaCl 50, 100, 150, 200mM을 첨가하여 담액식 수경 재배 시스템에서 50일 동안 재배되었다. 두 실험 모두 NaCl 처리를 하지 않은 것을 대조군으로 사용했다. 식물 생장과 광합성 특성, 총 페놀함량, 총 플라보노이드 함량, 항산화 활성이 조사되었다. NaCl 농도가 80mM 이상일 때 갯방풍의 생육이 유의적으로 감소하였다. 두 번째 실험에서 엽수, 엽면적, 지상부와 지하부 건물중 같은 생육 특성은 수확 10일 전 50mM NaCl에서 유의적으로 우수했다. 광합성률은 대조구와 50mM NaCl 처리에서 가장 높게 나타났으며, 처리 시기와 관계없이 NaCl 농도가 100mM 이상일 때 유의적으로 감소하였다. 또한, 100mM 이상의 NaCl 농도에서 잎의 가시적 피해가 관찰되었다. 총 페놀함량 및 플라보노이드 함량은 수확 5일 전 200mM 처리에서 가장 높았다. 그러나, 항산화 활성은 대조구와 수확 10일 전 50mM 처리에서 가장 높았다. 결론적으로, 수경재배 시 양액에 수확 10일 전 50mM의 NaCl을 처리하는 것이 고품질 갯방풍 생산에 효과적이었다.

This experiment was aimed to identify concentrations of mineral nutrients in leaf lettuce (Lactuca sativa) grown on hydroball aquaponics and in the water for growing fish by conducting two experiments. The experiment I (Expt. I) was conducted with 12 fishes (F12) with and without filter, hydroball and plants (H12 (12 fishes, hydroball), FHP12 (12 fishes, filter, hydroball, 6 plants) and HP12 (12 fishes, hydroball, 6 plants)), and the experiment II (Expt. II) was with and without plants (FH15 (15 fishes, filter, hydroball), FHP15 (15 fishes, filter, hydroball, 6 plants)). The pH level in the water of all the treatments was decreased during the growing period, and the pH and EC of the water were lower in all the treatment with plants than those without plants in both Expt. I and Expt. II. When compared with adequate nutrient concentrations for hydroponics, nitrate nitrogen (NO3-N) and phosphorus (P) concentrations in the fish growing water were higher under the FHP15 treatment in Expt. II; however, potassium (K), calcium (Ca), and magnesium (Mg) were only 16, 49, and 82% of hydroponics, representatively, and iron (Fe) was not detected. The fresh weight of lettuce harvested from the FHP15 treatment was 38 g, only a 30% of marketable lettuce yield. The T-N and P contents of the leaf tissue grown under the FHP15 treatment were close to the optimal level; however, the K, Ca, and iron (Fe) contents were less than the optimal with no deficiency symptom.

Recycling of drained nutrient solution in hydroponic cultivation of horticultural crops is important in the conservation of the water resources, reduction of production costs and prevention of environmental contamination. Objective of this research was to obtain the fundamental data for the development of a recirculation system of hydroponic solution in semi-forcing cultivation of ‘Bonus’ tomato. To achieve the objective, tomato plants were cultivated for 110 days and the contents of inorganic elements in plant, supplied and drained nutrient solution were analyzed when crop growth were in the flowering stage of 2nd to 8th fruiting nodes. The T-N content of the plants based on above-ground tissue were 4.1% at the flowering stage of 2nd fruiting nodes (just after transplanting), and gradually get lowered to 3.9% at the flowering stage of 8th fruiting nodes. The tissue P contents were also high in very early stage of growth and development and were maintained to similar contents in the flowering stage of 3rd to 7th fruiting nodes, but were lowed in 8th node stages. The tissue Ca, Mg and Na contents in early growth stages were lower than late growth stages and the contents showed tendencies to rise as plants grew. The concentration differences of supplied nutrient solution and drained solution in NO3-N, P, K, Ca, and Mg were not significant until 5 weeks after transplanting, but the concentration of those elements in drained solution rose gradually and maintained higher than those in supplied solution. The concentrations of B, Fe, and Na in drained solution were slightly higher in the early stages of growth and development and were significantly higher in the mid to late stages of growth than those in supplied solution. The above results would be used as a fundamental data for the correction in the inorganic element concentrations of drained solution for semi-forcing hydroponic cultivation of tomato.

상토에 기비로 혼합된 질소 시비수준 차이가 ‘녹광’ 고추의 플러그 묘 생장에 미치는 영향을 구명하기 위해 본 연구를 수행하였다. 코이어더스트, 피트모스 그리고 펄라이트를 용적기준 35, 35 및 30%로 혼합한 상토를 조제할 때 질소를 0, 100, 250, 500, 750, 1,000 및 1,500mg·L-1로 농도를 조절하여 첨가하였고, 질소를 제외한 필수원소는 모든 처리에서 동일한 농도로 조절하였다. 비료를 포함한 상토를 50-cell 트레이에 충진한 후 종자 를 파종하였다. 파종 후 매주 pH와 EC 측정, 파종 0, 3 및 7 주 후 상토의 다량원소 농도 분석, 그리고 파종 7 주 후에 지상부 생장 조사와 식물체 무기원소 함량을 분석하였다. 파종 전 상토의 pH는 질소수준별 차이가 크지 않았지만 육묘기간이 길어질수록 처리간 차이가 커지는 경향이었다. 상토의 EC는 파종 전 질소 시비수준 별 뚜렷한 차이를 보였지만, 파종 4주 이후부터 처리간 차이가 적어졌고, 7주 후에는 모든 처리에서 유사한 수 준으로 측정되었다. 상토 추출용액의 NH4-N 및 NO3-N 농도는 EC와 유사한 경향을 보이며 낮아졌고, 다량원소 농도 역시 파종 3주 이후에 감소폭이 더 커졌다. 파종 후 7주 후 조사한 고추 유묘의 지상부 생장은 500 및 750mg·L-1 처리구에서 우수하였으며, 1,000mg·L-1 이상의 처리구에서는 질소 무시비구와 비슷한 수준으로 생장이 저조하였다. 파종 7주 후 분석한 식물체내 N 함량은 질소 시비수준이 높아질수록 직선적으로 증가하였으며, 지상부 생장이 우수하였던 500 및 750mg·L-1 시비구가 각 각 5.13 및 5.31%로 분석되었다. 이상의 결과를 고려하 였을 때 고추의 유묘 생장을 위해서는 기비로서의 질소 시비수준을 500 또는 750mg·L-1으로 조절하는 것이 바람직하며, 건물중에 기초한 N 함량이 5.1~5.3% 수준으 로 시비농도를 조절하는 것이 바람직하다고 판단하였다.

수경재배 시스템에 있어서 배액의 재활용은 생산비 절감 및 환경오염 방지를 위하여 중요하다. 방울토마토를 반촉성 수경재배 하면서 생육 단계별 공급액, 배액 및 잎의 무기성분 분석을 통하여 순환식 수경재배 시스템 개발을 위한 기초자료를 확보하고자 본 연구를 수행하였다. 연구목적을 달성하기 위해 주기적으로 공급액, 배액 및 식물체 잎을 채취한 후 무기물 함량을 분석하였다. 생육 초기에는 배액의 EC가 공급액과 비슷한 약 2.0dS·m-1였지만, 생육 후기로 갈수록 높아져 9화방 착과기에는 4.5dS·m-1였다. 영양생장이 왕성한 생육 초기의 pH는 6.4~6.7 범위였으나 생식생장이 강해진 생육 후기에는 5.9~6.1로 낮아지는 경향이었다. 생육 초기에는 공 급액과 배액의 NO3-N, P, K, Ca 및 Mg 농도가 비슷하였지만 생육 후기로 갈수록 공급액보다 배액의 농도가 높아지는 경향이었다. 생육 초기에 잎의 T-N 함량이 높았지만 후기로 갈수록 낮아지는 경향이었다. K와 Ca 함량은 생육 초기에는 낮았으나 후기로 갈수록 높았으며, P와 Mg 함량은 생육초기부터 후기까지 유사한 수준으로 분석되었다. 이상의 결과는 토마토 수경재배를 배액재 활용에 있어 무기원소 농도 변화를 교정하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

본 연구는 탄소 : 질소(탄질)비가 다른 유기자재를 시용하였을 때 시기별 양분의 동태와 유기재배 수수*수단그라스의 비료이용율에 미치는 영향을 조사하였다. 처리구는 질소함량 210kg/ha 수준으로 축분퇴비, 알팔파, 유박, 화학비료를 포함하였다. 유박과 알팔파는 가장 낮은 탄질비를 나타내었고 축분퇴비는 33.7 : 1의 가장 높은 탄질비를 보였다. 축분퇴비는 시용량이 가장 많았고 이에 따라 토양내 양분농도를 증가시켰다. 탄질비가 낮은 유박과 알팔파는 축분퇴비에 비해서 질소의 무기화율을 촉진시켰다. 질소이용효율은 화학비료구에 비해서 알팔파와 유박이 약 60% 전후를 나타내었고, 축분퇴비는 20% 이하의 효율이 관찰되었다. 인산의 이용효율은 알팔파가 가장 높았고 축분퇴비가 가장 낮았다. 이에 따라 탄질비를 고려한 유기자재를 선택해서 밭토양에 시비를 해야 할 것으로 판단되었다.

본 시험은 유기농 사과과원에서 생육초기인 5월과 6월에 ‘후지’ 사과나무 주위를 청결상태로 유지했을 때 잎과 토양의 무기성분 및 수체생장과 수확량에 미치는 영향을 조사하였다. 조기예초구 (5월과 6월에 예초)는 관행예초구(6월말 한번 예초)보다 높은 예초량 발생으로 수체에 높은 무기성분을 공급하였지만 토양과 잎의 칼륨함량을 증가시킨 것 이외에는 다른 무기성분에는 별다른 영향이 없었다. 하지만 엽내 칼륨은 관행재배에서 보고한 기준치보다 낮은 농도를 나타내었다. 두 처리 모두 재배 중기까지 토양에 약 200 g 전후의 전질소를 공급하여서 8년생 사과나무가 요구로 하는 질소량을 충족시켰다. 조기예초구는 수체의 수관증가와 원면적을 증가시킴으로써 과실의 수량을 관행예초구 보다 증가시켰다.

본 시험은 순환식 수경재배시 배양액조성이 배양액 내 다량원소 농도의 변화 및 오이 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 네 가지 배양액조성, 즉 일본 원시 배양액, 야마자키 오이 배양액, PBG 오이 순환식 배양액 및 원예원 오이 순환식 배양액이 급액되는 순환식 펄라이트 수경재배시스템에서 오이('조은백다다기' 품종)를 재배하였다. 네 가지 배양액조성 처리구 모두에서 순환배양액내 NO3-N, Ca2+, Mg2+ 및 SO4-S의 농도는 정식후일수가 진전됨에 따라 증가되었고 NH4-N의 농도는 점차적으로 감소되었다. 순환배양액내 PO4-P와 K+의 농도는 과실수확 개시기부터 과실수확 최성기까지 계속적으로 감소되었다. 순환배양액내 NO3-N, NH4-N 및 Ca2+의 농도는 배양액조성 간에 큰 차이를 나타내지 않았다. 그러나, 야마자키 배양액을 이용한 오이 순환식 수경재배 시에 다른 세 가지 배양액조성에 비하여 PO4-P와 K+의 농도는 가장 낮아지고 Mg2+와 SO42-의 농도는 가장 높아지는 결과를 나타내었다. 엽수를 제외한 작물 생육은 배양액조성 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나, 오이의 과수와 과실수량은 야마자키 배양액조성 처리에서 가장 적었는데, 그것은 순환배양액내 PO4-P와 K+의 농도가 낮게 유지되었기 때문이다.

본 연구는 칼륨의 시비농도를 인위적으로 조절하여 잎들깨의 생장과 결핍증상 발현에 미치는 영향을 구명하고, 생육을 우수하게 유지할 수 있는 식물체 및 토양의 한계농도를 밝히기 위하여 수행하였다. 칼륨 결핍 증상은 노엽에서 시작되었으며, 노엽의 가장자리가 황변하고, 황변된 부위가 점차 갈색으로 변화되었으며, 갈변 후 괴사하였다. 칼륨 시비농도를 8mM까지 높일 경우 엽장과 줄기직경이 길거나 굵어졌으며, 생체중 및 건물중이 무거워지고, 엽록소 함량이 감소하였다. 생육이 우수하였던 K 8mM 시비구의 식물체당 건물중과 K 함량이 5.01g과 2.76%였으며, 생장억제를 방지하기 위해서는 1.7% 이상의 K 함량을 가져야 한다고 판단되었다. 칼륨을 8mM로 시비한 처리의 엽병추출액내 K 농도가 12,289mg·kg-1였고, 1:2로 추출한 토양농도가 11.65mg·L-1였으며, 엽병추출액은 8,700mg·kg-1이상, 토양용액은 4.5mg·L-1을 유지하도록 시비하여야 수량 감소를 방지할 수 있다고 판단되었다.

본 연구는 질소의 시비농도를 인위적으로 조절하여 잎들깨를 관비재배 하면서 질소의 시비수준이 생장과 결핍증상 발현에 미치는 영향을 구명하고, 생육을 우수하게 유지할 수 있는 식물체 및 토양의 한계농도를 밝히기 위하여 수행하였다. 질소 무시비구에서 지상부 식물생육의 심한 억제 현상과 노엽의 엽신 전체가 황화된 후 점차 괴사하는 결핍증상이 나타났다. 질소 시비농도가 높아질수록 정식 75일 후의 생체중과 건물중이 무거워졌고, 엽병 추출액의 NO3-N 농도와 토양 NO3-N 농도가 높아졌으나, 20mM 시비구에서는 질소과잉증상이 나타났다. 10~15mM 시비구에서 가장 바람직한 생장을 보였으며, 이때의 질소 함량은 건물중 기준으로 0.9~1.25%, 엽병추출액 및 1:2 추출법으로 분석한 토양의 NO3-N 농도가 각각 800~3,300mg·kg-1 및 28.7~47.3mg·L-1 범위에 포함되었다.

시비농도를 인위적으로 조절하여 잎들깨를 관비재배하면서 인산의 시비수준이 생장과 결핍증상 발현에 미치는 영향을 구명하고, 생육을 우수하게 유지할 수 있는 식물체 및 토양의 한계농도를 밝히기 위하여 본 연구를 수행하였다. 인산이 결핍될 경우 전체 지상부 생육이 심하게 억제되었으며, 노엽에서 초기증상이 발현되고, 엽병과 엽신이 자주색을 띄는 특징을 보였다. 증상이 나타난 부위는 점차 갈변하고 괴사하였다. 본 연구의 인산 시비수준 내에서는 농도가 높아질수록 식물 생육이 증가하여 0, 0.5 및 4.0mM 시비구에서 생체중이 각각 0.48g, 9.289 및 25.5g였고, 건물중이 0.06g, 1.46g 및 4.13g으로 조사되었다. 생육이 가장 우수하였던 4.0mM 처리에서 지상부 인산함량과 엽병추출액의 인산 농도가 1.78% 및 2,040mg·kg-1였고, 이 보다 10%낮은 식물 생육을 최저 한계점으로 판단한다면 각각 0.3% 및 900mg·kg-1 이상의 인산 농도를 유지하도록 시비해야 한다고 판단하였다. 정식 65일 후 인산 4.0mM 처리의 토양 인산 농도가 1.26mg·L-1였으며, 이 또한 수량감소를 방지하기 위해 0.57mg·L-1 이상의 토양 농도를 유지하도록 시비해야 할 것으로 판단하였다.

비트 재배에 알맞은 양액 농도를 구명하고자 근비대기 개시기(직경 1cm 정도)전후에 양액 농도가 생육과 몇 가지 성분에 미치는 영향을 조사하였다. Yamazaki 상추 용액을 근비대기 전에 0.5, 1, 2, 4배, 그리고 각각을 근비대 시작 후에 0.5, 1, 2, 4배로 처리하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 뿌리의 무게는 초기 0.5, 1, 2배액의 경우에 후기에 4배액 처리가 좋았다. 그러나 후기 4배액 처리구에서는 뿌리의 바람들이와 열근율이 높았다. 비타민 C는 근비대 후기에 너무 높거나 낮은 농도 처리 시 낮았다. 그러나 bataxanthin과 batacyanin은 비대기 전 농도에 관계없이 후기 처리 농도가 낮을수록 높았다. 따라서 비트에 가장 알맞은 농도는 초기에 1-2배액, 후기에 2배액을 쓰는 것이 좋다고 본다.

1. 배양액의 EC(mS/cm)와 배양액의 수분포텐셜은 직선적인 관계가 있고, EC의 증가는 배양액의 수분포텐셜 저하로 나타났으며 이에 따라 상위엽의 수분포텐셜이나 침투포텐셜이 변화하는 경향을 보였다. 2. 물리화학, 열역학적인 지표가 되는 수분포텐셜(Φw)은 배양액 뿐만 아니라 식물의 근, 경, 엽 및 과실에서의 수분 상태를 동일 단위로 나타내는 것으로 식물의 생장을 제어할 때 유일한 지표인 것으로 나타났다. 3. 배양액의 수분포텐셜 저하에 따라 상위엽의 수분포텐셜이나 침투포텐셜이 저하하는 경향을 보였다. 4. 배지내 Cu 농도가 5μm이상으로 되면 생육, 지상부의 생체중, 지하부의 건물중, 엽록소 함유율이 동시에 급격히 저하하는 경향을 보였다. 5. 배지내 Cu 농도의 증가에 따라서 생장율의 저하가 나타났으며 생장율의 저하에 따라 상위엽의 수분포텐셜이 저하하는 경향을 보였다. 팽압은 처리에 관계없이 거의 일정하게 나타나 팽압과 배지내 배양액의 Cu 농도 스트레스간에는 직접적으로 관계가 없는 것으로 나타났다. 수분포텐셜(ψw)은 식물신장, 세포신장을 수적으로 표현하는 것이 가능하다. 수원이 되는 용액이나 배지, 식물체를 동일 단위(㎫)로 관찰하는 것이 가능해 식물체의 수분생리적 비교 검사를 위한 유효한 방법으로 생각되었다.

양액농도 및 저면공급주기를 달리하여 양치식물의 생육을 촉진시키고자 봉의꼬리, 부싯깃고사리, 도깨비고비를 시험화종으로 하고 양액농도를 무처리, 500배, 1,000배, 2,000배액 등 4처리, 관주주기를 매일, 5일, 10일, 20일 등으로 4처리로 하여 시험한 결과 봉의꼬리는 무처리 매일관수에 비하여 2,000배액을 10일 간격으로 처리한 것이 생육이 좋았고 도깨비고비는 1,000~2,000배액을 10일 간격으로 처리하는 것이 좋으며 부싯깃고사리는 1,000배액에서 5일 간격으로 처리한 것이 생육이 좋은 것으로 나타났다. 결론적으로 봉의꼬리는 2,000배액 10일, 도깨비고비는 1,000~2,000배액에 10일, 부싯깃고사리는 1,000배액에 5일 간격으로 관주하는 것이 생육이 가장좋은 것으로 나타났다.