증산은 적정 관수 관리에 중요한 역할을 하므로 수분 스트레스에 취약한 토마토와 같은 작물의 관개 수요에 대한 지식이 필요하다. 관수량을 결정하는 한 가지 방법은 증산량을 측정하는 것인데, 이는 환경이나 생육 수준의 영향을 받는다. 본 연구는 분단위 데이터를 통해 수학적 모델과 딥러닝 모델을 활용하여 토마토의 증발량을 추정하 고 적합한 모델을 찾는 것을 목표로 한다. 라이시미터 데이터는 1분 간격으로 배지무게 변화를 측정함으로써 증산 량을 직접 측정했다. 피어슨 상관관계는 관찰된 환경 변수가 작물 증산과 유의미한 상관관계가 있음을 보여주었다. 온실온도와 태양복사는 증산량과 양의 상관관계를 보인 반면, 상대습도는 음의 상관관계를 보였다. 다중 선형 회귀 (MLR), 다항 회귀 모델, 인공 신경망(ANN), Long short-term memory(LSTM), Gated Recurrent Unit(GRU) 모델을 구 축하고 정확도를 비교했다. 모든 모델은 테스트 데이터 세트에서 0.770－0.948 범위의 R2 값과 0.495mm/min－ 1.038mm/min의 RMSE로 증산을 잠재적으로 추정하였다. 딥러닝 모델은 수학적 모델보다 성능이 뛰어났다. GRU 는 0.948의 R2 및 0.495mm/min의 RMSE로 테스트 데이터에서 최고의 성능을 보여주었다. LSTM과 ANN은 R2 값이 각각 0.946과 0.944, RMSE가 각각 0.504m/min과 0.511로 그 뒤를 이었다. GRU 모델은 단기 예측에서 우수한 성능 을 보였고 LSTM은 장기 예측에서 우수한 성능을 보였지만 대규모 데이터 셋을 사용한 추가 검증이 필요하다. FAO56 Penman-Monteith(PM) 방정식과 비교하여 PM은 MLR 및 다항식 모델 2차 및 3차보다 RMSE가 0.598mm/min으로 낮지만 분단위 증산의 변동성을 포착하는 데 있어 모든 모델 중에서 가장 성능이 낮다. 따라서 본 연구 결과는 온실 내 토마토 증산을 단기적으로 추정하기 위해 GRU 및 LSTM 모델을 권장한다.

This study aims to select eggplant cultivars adaptive to the hot temperature period greenhouse climate by water consumption, and growth performance of plants and fruits of different European eggplant cultivars, including ‘Bartok (BA)’, ‘Bowie (BO)’, ‘Black Pearl (BP)’, ‘Ishbilia (I)’, ‘Mabel (M)’, ‘Vestale (VE)’ and ‘Velia (VL)’, in substrate hydroponic cultivation under hot and humid greenhouse conditions. On the 118 DAT, the leaf number and stem dry weight were highest in ‘VL’, followed by ‘M’, and there was no significant difference in leaf dry weight among cultivars. The marketable fruit number per plant was 16.4 for ‘M’, which was higher than other cultivars, and ‘VE’ and ‘VL’ were 8.5 and 8.8, respectively. The weight per fruit was low for ‘M’ at 136 g, and the highest in ‘VE’ and ‘VL’ at 332 and 281 g, respectively. There was no significant difference in fruit production per plant. In this study, ‘M’, which has high water use efficiency and a large number of fruits, and ‘VL’, which required less quantity to water consumption for producing 200 g of fruit and had a high product weight, will have excellent adaptability in the UAE greenhouse condition.

생물환경조절학회지 31권 4호에 게재된 논문의 사사가 잘못 기재되어 있어 바로 잡습니다.

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.

최근 토마토 수경재배가 증가하며 장기 재배가 일반화 되고 있다. 수경재배에서는 작물의 양분과 수분 요구도를 고려하 여 적정 양액을 공급하는 것이 생산성, 자원의 이용, 환경보전 측면에서도 매우 중요한데 장기재배에서는 계절적인 환경변 화가 심하므로 이것을 고려한 급액 관리가 매우 중요하다. 따 라서 코이어 배지를 이용한 토마토 장기재배에서 급액량이 생 육과 수량에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 온실 외부에 설치된 일사 센서로 적산일사를 기준으로 급액 횟수를 조절하 였으며, 생육시기별로 급액 기준을 변경하며 4수준(High, Medium high, Meidum low, Low)으로 급액량을 달리 처리 하였다. 급액량이 많을수록 배액률이 높았으며 배액의 EC가 지나치게 높아지는 것을 방지 할 수 있었다. 재배기간이 경과 하면서 배액 EC가 높아졌는데 급액량이 적은 처리일수록 상 승 폭이 컸다. 초장은 급액량이 가장 적은 처리구가 다른 처리 구에 비하여 작았고 마디수와 화방의 발생 수는 급액량에 영 향을 받지 않았다. 착과수는 전체적으로는 급액량의 영향을 크게 받지 않았으나 저온기에 발생한, 12－15화방에서는 급 액량이 가장 많았던 처리구가 착과수가 적었다. 배꼽썩음과 는 급액량이 가장 적은 처리구가 많았고 발생 시기도 빨랐다. 과실의 크기는 High 처리구가 컸으나 전체 수량은 Medium high 처리가 가장 많았다. 시험의 결과로 코이어를 이용한 토 마토 수경재배에서 급액량이 근권의 양·수분 안정화와 생산 성에 미치는 영향과 적정한 급액 관리의 중요성을 확인할 수 있었다. 따라서 최근에 보급되고 있는 복합환경제어시스템에 근권의 정보를 기준으로 정밀급액제어 알고리즘을 적용한다 면 수경재배 제어기술 발전과 더불어 작물의 생산성 향상에도 기여할 수 있을 것으로 판단되므로 이에 대한 지속적인 연구 가 필요할 것이다.

딸기 수경재배 시 일사비례제어를 이용하여 생육단계별 적 정 누적일사량 기준을 설정하고자 수행하였다. 급액 방법은 외부 일사량을 기준으로 일정 누적 일사량에 도달하면 급액 하였고 누적 일사량 기준은 150, 200J·cm-2과 생육단계에 따 라 200J·cm-2에서 150J·cm-2로 변경하는 처리를 두었다. 타이 머 제어는 대조구로 설정하였다. 월별 평균 급액 횟수는 누적 일사량이 많은 3월에 150 J·cm-2과 생육단계별(150J·cm-2) 처 리구가 5.6회, 누적일사량이 적은 12월에 200J·cm-2과 생육 단계별(200J·cm-2) 처리구가 2.7회, 타이머는 3.6－3.8회였 다. 수분이용효율은 주당 총 급액량이 적었던 타이머 처리구 가 19.8g·L-1로 일사제어 처리구에 비해 낮았다. 일사제어에 따른 생육 및 과실 특성은 차이가 없었다. 생육단계별 처리구 가 총 상품과 수량은 주당 328g, 상품과율 85.3%로 가장 높았 다. 딸기 수경재배 시 일사비례 급액제어 방식은 재배기간 동 안 동일한 누적일사량 기준보다 생육단계별로 누적일사량을 조절하는 것이 과실의 수량 향상에 도움이 되었다.

This study aimed to examine cucumber (Cucumis sativus) varieties adaptive to the desert climate by comparing and analyzing the growth, yield, and water consumption. Two long-sized cucumber varieties, ‘Gulfstream’ and ‘Imea’ and two medium-sized cucumbers, ‘Nagene’ and ‘Sausan’ were cultivated in coir substrate hydroponics under hot and humid greenhouse conditions from March 2 to June 20, 2020. On the 113 DAT, ‘Nagene’ had the longest plant height and the highest internode number. The marketable fruit number per plant was higher in the medium-sized varieties, which had more internode number. The marketable fruit number was 31.3 for ‘Gulfstream’, 30.7 for ‘Imea’, 57.8 for ‘Nagene’, or 56.0 for ‘Sausan’ with no significant difference in total fruit weights per plant. The water consumption required to produce 200 g of fruit was lower in the ‘Nagene’ (2.39 L) with the highest water use efficiency (WUE). Therefore, ‘Nagene’ variety may have higher adaptability to desert high temperature compared to the long-sized varieties, and it is going to be necessary to verify more medium-sized cucumber varieties.

우리나라 딸기 재배는 시설 재배로 이루어지고 있으며, 대부분 농가의 급액 관리는 재배자의 경험을 토대로 타이머 제어 방식으로 이루어지고 있다. 타이머 급액 방법은 재배 환경, 작물의 생육 단계, 배지 수분 함량 등을 고려하기 어려워 작물을 최적 수준으로 관리하지 못하고, 급액 관리의 정확성이 결여되는 문제점이 있다. 적산 일사량과 배지 수분함량을 이용한 급액 방법은 작물의 생육 상태에 따라 정밀하게 양액을 공급하는 친환경적인 방법이다. 본 연구는 코이어배지를 이용 한 딸기 수경재배에서 적산일사량과 배지 수분함량을 이용한 복합 급액 제어와 타이머 제어 급액 방법을 비교하고 복합 급액 제어 시 최적의 적산 일사량 기준을 설정하고자 수행하였다. 적산일사량 급액 방법은 외부 일사량을 기준으로 100, 150, 250J∙cm -2에 도달하면 자동으로 급액하며 배지 수분함 량이 60% 미만이면 강제 급액하고, 1회 급액량은 50mL로 공급하였다. 타이머 제어는 대조구로 설정하였다. 급액을 개시 하는 적산 일사량 기준이 작을수록 일일급액량이 많았으며 100J∙cm -2 기준 급액 시 급액량은 250J∙cm -2 처리구 대비 46% 많았다. 지상부 생체중과 건물중 모두 복합 급액 제어 방법이 타이머 제어보다 높았으며, 100, 150J∙cm -2 처리구에서 지상부 생체중이 높았고 100J∙cm -2 처리구에서 건물중이 유의하게 높은 값을 나타냈다. 수량 또한 타이머 제어 방법보다 복합 제어 방법에서 유의하게 높았으며 적산 일사량 기준이 작을수록 초기 수량이 증가하였다. 평균 과중은 타이머 제어 급액 시 가장 낮았다. 본 연구 결과 딸기의 정밀 급액 관리를 위하여 적산 일사량과 배지 수분 함량 센서를 이용한 복합 제어 활용 가능성을 확인하였다.

여름철 수경재배 시 포그 분무와 차광 처리에 의한 하우스 내부의 온도 및 광 변화를 모니터링하였다. 시험 1은 2019년 8 월 맑은 날을 기준으로 무처리, 차광, 포그, 포그 + 차광 등 각각 4처리 하였다. 시험 2는 시험 1에서 온도 저감 효과가 가장 좋았던 포그 + 차광 처리를 이용하여 멜론 ‘달고나’, ‘소풍가자’ 2품종에 대해 2020년 여름 기간에 실증 재배를 실시 하였다. 시험 1의 결과 포그 + 차광 혼합처리 시 온도 저감 효과가 뚜렷하여 하우스 내부 온도가 외부 온도보다 가장 낮은 경우 약 4°C 정도 낮게 나타났다. 하우스 내부와 외부의 온도 편차 를 살펴보면 포그와 차광 혼합처리에서는 평균 2－4°C 더 낮아졌고, 포그 또는 차광 단일 처리구는 하우스 내부 및 외부 간의 온도 편차가 거의 없었으며, 무처리는 하우스 내부 온도가 외부 온도보다 평균 3－4°C 더 높은 것으로 조사되었다. 하우스 내외부 일사량 변화를 측정한 결과 무처리구와 포그 단일 처리의 하우스 내부 일사량 변화가 비슷하였고, 차광 단일 처리와 포그와 차광 혼합처리의 하우스 내부 일사량 변화가 서로 비슷하였다. 무처리와 비슷한 포그만 처리한 경우 일반적 인 비닐 피복재에 의한 하우스 내부 일사량 저하의 영향만 관찰되었다. 특히 포그 + 차광 처리의 경우 차광 단일 처리와 매우 유사한 일사량의 변화가 관찰되었다. 이러한 결과를 바탕으로 2020년 여름에 실증 재배를 한 결과, 8월 외부 기온 최대 36.3°C일 때 냉방 처리 하우스 내부 기온은 32.4°C 정도 유지 되었으며, 약 3.9°C 정도 온도 저감 효과가 있었다. 생산된 멜론의 과중은 1.3－1.5kg 다소 작았으나, 가용성 고형물 함량은 12.6－13.3°Brix로 단맛은 양호한 편이었다. 포그와 차광 혼합 냉방처리를 이용 할 경우 여름철 고온기 온도 저감 효과를 가져 올 수 있고 멜론의 정상적인 생육과 과실 수확이 가능 하였다.

멜론(Cucumis melo L.)의 수경재배에서 급액량이 생육과 과실 품질에 미치는 영향이 매우 크기 때문에 품종별 그 특성을 조사하고 품종별 급액량을 다르게 조절하여 실험을 수행하였다. 2019년에 ‘달고나’를 비롯한 12품종의 멜론을 동일한 관 수량으로 재배하여 품종 특성을 조사하고 각각의 생육 정도를 몇 개의 그룹으로 분류하였다. 줄기 마디길이(0－20마디), 엽 면적 및 과중은 ‘달고나’ 가 가장 작은 그룹이었고 ‘월드스타’ 가 중간, ‘킹스타’가 가장 큰 그룹에 속했다. 실험 결과를 바탕으로 ‘달고나’, ‘월드스타’, ‘킹스타’ 및 ‘루비볼’을 실험품종으로 선발하여 2020년에 각 품종별로 급액 요구량에 맞도록 급액량을 각각 다르게 처리하였다. 재배기간 동안 품종별로 배액률을 모니터링하면서 급액량을 각각 조절한 결과, ‘생육초기’에는 4품종 모두 비슷한 급액량을 요구하였으나 ‘개화기’ 부터는 ‘월드스타’와 ‘킹스타’ 2품종, ‘루비볼’과 ‘달고나’ 2품 종의 급액량이 비슷하게 변화하였다. ‘착과시기’부터 품종별로 급액량의 급격한 변화가 관찰되었는데 ‘달고나’가 제일 먼저 급액량이 줄어들기 시작하였고, 다음으로 ‘루비볼’, ‘월드스타’, ‘킹스타’ 순으로 점점 줄어드는 경향을 보였다. 이러한 품종 간 생육 및 과실 품질의 차이는 품종 고유의 특성에서 비롯된 것이며, 멜론 수경재배에서 품종별 생육 특성이 급액 요구량에 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있었다. 따라서 멜론 수경재배 시 고품질의 과실을 생산하기 위해서는 그 품종 고유의 생육 특성을 반영한 정밀한 급액량 조절이 필요할 것으로 판단된다.

접목은 대목의 특성을 이용하여 환경에 대한 적응성 확대하고 생산성을 향상시키는 수단으로 이용 할수 있는 기술이다. 따라서 토마토 장기 수경재배에 적합한 대목을 탐색하고 수경재배에서 접목묘 이용 효과를 검증하고자 이 연구를 수행하였다. 수경재배에 적합한 대목을 탐색하기 위하여 8개 대목 품종과 3개 재배품종의 생육과 양액흡수량을 조사하였다. 접목 효과를 검증하기 위하여 재배 품종 ‘대프니스’, ‘수퍼도태랑’, ‘미니찰’을 실생묘와 ‘비브로킹’, ‘맥시포트’ 대목에 각각 접목한 접목묘의 생육과 양액흡수 특성을 조사하였다. 수경재배 대목 적응성 탐색 결과 토마토 품종별 엽 발생 속도가 다르고 엽면적의 차이도 컸다. 재배품종에 비하여 ‘맥시포트’와 ‘버팀목’이 양액흡수는 많았고, ‘닥터큐’, ‘올라운드’, ‘비브로킹’, ‘파이팅’은 흡수력이 떨어졌다. 재배품종을 ‘비브로킹’, ‘맥시포트’ 대목에 각각 접목하여 실생묘와 양액 흡수력을 비교하였을 때 ‘비브로킹’ 접목묘는 실생에 비하여 흡수가 적었던 반면에 ‘맥시포트’ 대목 접목묘는 흡수가 더 많았다. ‘맥시포트’ 대목 접목묘의 초장, 경경, 엽수는 실생묘와 차이가 없었다. 그러나 엽면적, 지상부 및 지하부 생체중, 뿌리의 부피는 접목묘가 훨씬 많았다. 품종별로는 ‘대프니스’와 ‘미니찰’은 접목에 의한 지상부 및 지하부의 생장량 증가하였으며 ‘수퍼도태랑’은 상대적으로 접목 효과가 적은 것으로 나타나 품종에 따른 접목 효과가 다른 것으로 나타났다.

멜론(Cucumis melo L.)의 코이어 배지 수경재배 시 고품질 과실을 생산하기 위한 적정 착과 절위, 적심 절위 및 수확 시기를 구명하고자 하였다. 코이어 배지 슬라브(100 × 20 × 10cm)에 3주를 정식하였다. 양액은 야마자키 멜론 표준액을 이용하였고, 급액 농도는 ‘초기-중기(과실 비대기)-후기’의 생육 단 계별로 1.8-2.0-2.3dS·m-1 공급하였다. 착과 및 적심 절위 실험은 ‘피엠알달고나’와 ‘얼스아이비’ 2품종을 이용하였다. 착과 절위 실험은 8-10, 11-13 및 14-15 마디에 각각 3처리하였다. 적심 절위 실험은 18, 21 및 24 마디에 각각 3처리하였다. 과실 수확시기 실험은 ‘피엠알달고나’와 ‘얼스크라운’ 2품종을 이용하여 착과 45일, 50일, 55일 및 60일 후로 4처리하였다. ‘피엠알달고나’ 품종에서 11-13마디 이상 착과 시, 엽폭 28.2cm, 엽면적은 10,845cm2로 가장 컸다. 줄기 길이는 ‘얼스아이비’ 품종에서 11-13마디 착과시 147.6cm로 가장 길었다. 과중은 ‘얼스아이비’ 품종에서 11-13마디 착과시 2.0kg으로 가장 컸다. 과실의 가용성 고형물 함량(SSC)은 ‘피엠알달고나’ 품종에서 8-10 마디 착과시 14.5°Brix, 24 마디 적심시 14.0°Brix로 각각 유의성 있게 가장 높았다. 착과 절위가 낮아 질수록 SSC값이 증가하는 경향이 두 품종에서 동일하게 나타났다. ‘피엠알달고나’와 ‘얼스크라운’ 2품종 모두 착과 55-60 일 후 수확된 과실의 SSC 값과 과중이 가장 우수하였다. 종합적으로 검토하면 대부분 SSC값은 착과 절위가 낮아지고 적심 절위가 높아질수록 증가하고, 과중은 착과 절위가 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 착과 후 일수가 증가할수록 과실 의 SSC값이 증가하였으며 다양한 품종에 대한 추가 연구가 더 필요하다고 생각되었다. 따라서 코이어 배지를 이용한 수 경재배 시 멜론 품종 별로 특성을 잘 파악하여 착과 절위, 적심 절위 및 과실 수확시기를 설정하여야 한다.

9월 15일경 본포에 정식하는 딸기 촉성재배에 필요한 묘령 75일 이상의 정식묘를 삽목을 이용해 육묘하기 위해, 어미묘의 정식 시기와 런너의 방임 시기에 따른 삽수의 생산성을 검토하였다. 시험 품종은 국내에서 육성된 ‘매향(Maehyang)’, ‘죽향(Jukhyang)’ 및 ‘금실(Kuemsil)’ 등 3품종을 사용하였다. 시험 1은 어미묘 정식 시기에 따른 삽수 생산량을 조사하 기 위해 20일 간격으로 2월 28일, 3월 20일 및 4월 9일에 어미묘를 정식하였으며, 6월 4일부터 7월 1일까지 2~3회에 걸쳐 삽수를 채취하였다. 시험 2는 어미묘의 런너 방임시기에 따른 삽수 생산량을 조사하기 위해 3월 5일에 어미묘를 정식하였으며, 정식 후 20일, 40일 및 60일 간격으로 런너를 방임하였다. 그리고, 5월 29일부터 6월 26일까지 1~3회에 걸쳐 삽수를 채취하였다. 어미묘 정식 시기별 자묘 발생량을 비교한 결과, 2월 28일 정식구가 3월 20일 및 4월 9일 정식 구 대비 품종 별로 각각 29∼45%, 114∼165% 더 많았다(시험 1). 어미묘의 런너 방임시기별 자묘 발생량은 정식 20일 후부터 방임한 것이 40일 및 60일 후 방임한 처리구 대비 품종 별로 각 60∼ 77%, 104∼176% 증수된 것으로 나타났다(시험 2). 결과적 으로, ‘매향’, ‘죽향’, 및 ‘금실’ 3품종 모두 9월 15일경 본포 정식에 필요한 묘를 삽목으로 번식할 경우, 어미묘를 2월 하순경 일찍 심는 것이 삽수 발생량이 가장 많았으며, 어미묘에서 발생되는 런너는 정식 후 20일까지 제거한 후 방임하는 것이 삽수 생산에 유리한 것으로 조사되었다. 이 연구 결과는 국내 육성 신품종의 생력 육묘 및 품질 향상을 위한 효율적인 육묘시 스템의 개선을 위해 활용하고자 한다.

겨울철 재배 시 중∙소과종 수박의 안정적 생산을 위한 적정 줄기유인 수와 착과 위치를 구명하기 위하여 본 연구를 수행 하였다. 줄기유인 수를 위한 시험은 아들줄기를 각각 2, 3, 4줄기로 달리하여 유인하였다. 줄기유인 수에 따른 초장, 경경, 마디수 등 생육특성은 3, 4줄기보다 2줄기에서 높은 결과를 보였다. 그러나 과중, 과고, 과폭 등 과실특성은 4줄기에서 높게 나타났다. 당도와 착과율은 줄기유인 수에 따라 유의한 차이가 없었다. 착과 위치를 위한 시험의 착과 위치는 2, 3, 4번째 암꽃으로 달리하였다. 착과 위치에 따른 암꽃의 평균 착과마디는 각각 11.5, 15.8, 23.1마디였다. 착과 위치가 높아질수록 과중이 증가하여 2번째 암꽃에 비해 4번째 암꽃이 0.8kg 무거웠다. 그러나 당도는 착과 위치가 증가할수록 감소하여, 2번째 암꽃이 4번째 암꽃에 비해 1.3°Bx 높았다. 생육과 과실 특성을 종합적으로 고려하였을 때, 겨울철 중∙소과종 수박의 줄기유인 수는 3줄기, 착과 위치는 3번째 암꽃이 고품질의 수박의 생산을 위해 적합할 것으로 판단된다. 그러나 추후에 재식거리, 중∙소과종 품종의 다착과 등 수박 재배 농가의 소득 안정을 위한 다양한 연구가 필요하다고 생각된다.

최근 수경재배에서 가장 많이 사용되는 친환경 유기배 지인 코이어 배지를 사용하였을 때 코이어 칩과 더스트 비율, 급액량에 따라 멜론의 생육과 과실 품질을 분석하고 봄 재배시 코이어 배지를 이용한 멜론 수경재배의 기초 자료를 제공하고자 본 연구를 수행하였다. 실험에 사용한 2 종류의 코이어 배지는 칩과 더스트의 비율이 각각 3:7, 5:5이었으며, 배액률 10, 20, 30% 수준으로 급액하였을 때 멜론의 생육과 품질 변화, 배지의 물리적 ·화학적 변화를 분석하였다. 배액률 10%를 기준으로 양액을 공급한 처리구는 총 급액량이 주당 91L로 급액량이 가장 많은 배액률 30% 처리구에 비해 약 30% 절감되었다. 총 배액량 또한 급액량이 가장 적은 배액률 10% 처리구에서 주당 10L 이하로 낮은 값을 나타내었다. 더스트 비율이 높은 칩:더스트 3:7 배지는 5:5 배지 보다 총 배액량이 약 30-70% 감소하였다. 급액량이 많고 더스트 비율이 높은 3:7 배지를 사용했을 경우 엽생육과 과실 비대가 좋았고 당도는 품종 간 차이가 컸다. 배액률 30%를 기준으로 급액하면 배액률 10% 기준으로 급액하였을 때보다 과중이 21% 증가하였다. 더스트의 비율이 높은 3:7 배지는 5:5 배지보다 용기용수량, 공극 률 등 배지 물리성이 우수하였고, 재배 기간 중 네트발 현기 이후 배액 EC가 3.0-6.8dS·m-1로 높은 값을 나타내 었다. 재배 품종 특성 및 재배 조건 등을 고려하여 적정한 양수분 관리를 하면 코이어 배지를 이용한 수경재배 시 고품질의 멜론을 생산할 수 있을 것으로 판단된다.

배양액의 농도 조건과 품종별 양수분 흡수특성을 구명하여 장기 수경재배를 위한 기초자료를 획득하고자 연구를 수행하였다. 시험 품종으로 토마토 대과종으로는 적색계인 ‘대프니스’와 도색계인 ‘수퍼도태랑’ 소과종으로는 ‘미니찰’ 품종을 이용하였다. 담액재배하였으며 배양액의 EC를 1.0dS·m-1, 2.0dS·m-1, 3.0dS·m-1, 4.0dS·m-1로 다르게 공급하였다. 배양액의 EC가 높은 처리에서 초기에는 엽면적, 생체중이 감소하였으며 염류장해가 발생하면서 생육(초장, 엽면적, 경경, 생체중)이 불량해졌다. 배양액의 EC가 높을수록 수분흡수가 적었다. 수분흡수량은 1차에서는 품종별 차이가 뚜렷하지 않았으나 2차 조사에서는 ‘대프니스’가 EC 2.0dS·m-1 이상에서도 수분흡수가 크게 감소하지 않았으나 ‘수퍼도태랑’은 높은 EC 처리에서 수분 흡수가 감소하였다. 배양액의 EC가 낮은 처리에서 무기이온의 흡수는 N, P, K는 급액농도 보다 높게 흡수된 반면에 Ca, Mg, S는 흡수율이 낮았다. 배양액의 EC가 높은 처리에서는 대부분의 이온이 초기 투입농도의 50% 이하로 흡수되었다. 따라서 EC가 낮은 처리가 높은 처리 보다 흡수되고 남은 배양액의 이온간 불균형이 심하였다. 품종 간에는 ‘대프니스’가 저농도에서 흡수량이 많고 고농도에서는 흡수량이 적어 불량한 양분조건에서 양분을 효율적으로 이용하는 품종이었 으나 과잉 흡수된 양분으로 인한 장해 증상은 가장 심하게 나타내었다.

본 연구의 목적은 2단 베드 벤치 시스템에서 딸기를 재배하는 동안 상단베드에 의한 차광으로 광량 부족한 하단 베드에서 자란 딸기의 생산량 및 과일 품질에 LED 보광의 영향을 확인하기 위한 것이다. 딸기 전용상 토로 충진된 2단 베드 벤치에 2015년 10월부터 2016년 1월까지 점적 관수로 딸기를 재배하였다. LED 광이 처리되지 않은 상단과 하단 베드를 대조구로 이용하였고, LED 광 처리를 위해서 오전 10시부터 오후 4시까지 하 단 베드에 각각 청색, 적색, 그리고 청색과 적색을 혼합 한 LED 광을 100μmol·m-2·s-1의 광량으로 보광 하였다. 딸기의 수확량에 있어서, 하단 베드의 청색 LED 보광된 처리에서 자란 딸기는 하단 부분 대조구와 비교하여 유의하게 증가되었으며, 상단 베드 대조구에서 자란 딸기 생산량의 90% 수준까지 증가되었다. 청색 및 혼합 LED와 상단베드에서 생육된 딸기 과일의 유리당 함량은 적색 LED와 하단 베드 부위 대조구에 비하여 높았다. 안토시아닌의 함량은 자연 광을 많이 받는 상단 베드에서 생육된 딸기 과일이 가장 높았지만, 하단베드 처리만을 비교하할 때, LED를 보광한 모든 딸기과일이 보광하지 않은 하단 부분의 대구조의 딸기 과일보다 높았다. 따라서 딸기 2단 베드 재배 시 하단 베드에 청색 LED 보광이 생산 증대 및 품질 향상에 유리할 것으로 판단된다.

수경재배에서는 근권내 양분의 집적 정도는 급액의 양과 밀접한 관계를 가지기 때문에 급액의 양(횟수)이 토마토의 생육과 수량에 미치는 영향이 크다. 따라서 본 시험에서는 코이어를 이용한 토마토 장기 수경재배에 급 액량이 근권의 무기이온에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 적산일사량을 기준으로 급액량을 조절하였으며 생육시 기별로 적산일사량 설정치를 변경하며 급액량을 4수준으로 처리하였다. 처리별 매일의 급액량과 배액량을 조사하였고 배액율을 계산하였다. 급액량이 많을수록 토마토의 수분 흡수 량은 증가하는 경향이었다. 그러나 High 처리구는 2월과 3월에 Medium high 처리구에 비하여 수분 흡수가 감소 하였다. 월별 평균 급액량과 배액율을 계산하여 배액율이 20-30%되는 급액 구간으로 1월은 120-140J/cm2, 2월 은 100-120J/cm2, 3월은 80-100J/cm2, 4월은 70-90J/cm2, 5월은 60-75J/cm2로 적정한 범위를 정할 수 있었다. 급 액량이 많을수록 이온들의 농도가 낮아서 근권의 양분집 적을 상당 부분 방지할 수 있었는데 양분을 흡착하는 코이어 배지의 특성 때문에 배액율이 20-30%인 경우 근 권의 무기이온의 농도는 상당히 높았다. 그런데 P와 K는 처리에 관계없이 배액에서 급액농도 보다 낮아지는 경우가 발생하였으며, 급액량이 많은 처리에서도 Mg와 S가 가장 잘 집적되는 이온이었다. 일사 량이 적은 시기에는 급액량에 따른 배액내 무기이온의 농도는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 일사량이 많은 시기에는 급액량이 적을수록 배액의 무기이온의 농도가 높았다. 특히, 3월 이후에는 급액량 조정만으로는 배액의 이온농도 상승을 방지하기 어려워 우선적으로 급액 EC 를 낮춰 근권에 양분이 집적되는 것을 막을 필요가 있었다.

최근 국내에서 육성된 딸기 신품종 ‘베리스타’와 ‘죽향’ 의 수경재배 시 생육 단계별 적정한 양액 농도가 품질과 생산성에 미치는 영향을 구명하기 위하여 연구를 수행하였다. 길이 40m, 폭 10m의 플라스틱 온실내에 높이 1m, 폭 33cm의 수경재배용 베드를 설치하고 원예용 상토를 충진한 후 ‘설향’, ‘베리스타’, ‘죽향’ 묘를 정식 하였다. 배양액은 네덜란드 PBG 배양액을 사용하였으며, 생육 단계를 생육초기-개화기-수확초기-수확후기로 나누어 처리 2는 ‘설향’ 기준 급액 농도 EC 0.68-1.0-1.2- 1.0dS·m-1, 처리 1은 30% 낮은 농도인 EC 0.68-0.8- 0.85-0.7dS·m-1, 처리 3은 30% 높은 농도인 EC 0.68- 1.2-1.55-1.3dS·m-1으로 급액 하였다. 재배기간 동안 딸기 품종별 생육과 수량 등을 조사하였다. ‘베리스타’는 2번 처리구와 3번 처리구 간의 지상부 생육에 차이가 없었으며, ‘베리스타’와 ‘죽향’ 모두 양액 농도가 높을수록 엽색이 짙었으나 양자 효율은 차이가 나지 않았다. ‘죽향’은 급액농도에 따라 3월 이후 생육 후기에 생육 차이가 뚜렷하였고, 3번 처리구에서 가장 생육이 왕성하였다. ‘베리스타’와 ‘죽향’ 모두 과중, 과장, 과폭 및 과실 경도 가 3번 처리구에서 유의하게 높은 값을 나타냈다. 수확과의 총 당 함량은 처리 간에 차이가 없었으나 환원당 과 비환원당의 조성 비율은 처리별로 다르게 나타났다. 수량을 조사한 결과, ‘베리스타’는 급액 농도가 높아질수록 수확과의 수가 많았으나 수량은 처리별로 큰 차이가 나타나지 않았다. 반면, ‘죽향’은 급액농도 간에 뚜렷한 차이를 보였으며, 3번 처리구에서 가장 수확량이 많았다. 생육 특성과 과실 품질을 종합적으로 고려해 본 결과, ‘베리스타’는 ‘설향’ 표준 급액농도와 동일하게 EC 0.68- 1.0-1.2-1.0dS·m-1로 관리하는 것이 경제적이며, ‘죽향’은 ‘설향’ 기준 급액농도보다 30% 높은 EC 0.68-1.2-1.55- 1.3dS·m-1로 공급해 주는 것이 고품질의 과실을 많이 수확할 수 있는 방법으로 판단된다.

수경재배에서는 제한된 근권에서 작물의 양수분 흡수 특성을 고려하여 양액을 공급하여 재배하고 있지만 작물의 무기이온 흡수는 기상조건이나 작물의 생장에 의해 이온간 흡수비율이 달라지므로 근권내 이온의 균형이 깨지기 쉽다. 그런데 최근에는 토마토 재배에는 무기배지인 암면을 대체하여 코이어 배지가 주로 이용되고 있는데 코이어 배지를 이용한 장기재배에서 양액의 공급이 근권과 생육에 미치는 영향에 관한 연구는 거의 없다. 따라서 본 시험에서는 코이어를 이용한 토마토 장기 수경재배에 급액의 EC농도가 근권의 무기이온과 생육에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 칩과 더스트가 5:5로 혼합된 코이어 배지를 이용하였으며, 급액의 EC를 1.0, 1.5, 2.0, 3.0 dS·m-1 로 달리 공급하였다. 급액 EC가 낮은 1.0dS·m-1, 1.5dS·m-1 처리구에서는 NO3-N, P, Ca, Mg 이온이 초기에 급액농도 보다 배액의 농도가 낮았다. 그러나 P를 제외한 모든 이온이 EC 2.0dS·m-1 농도 보다 농도로 급액한 것은 배지내 농도가 매우 높아졌다. 배액에 특히 높아지는 이온은 S와 Mg 였다. 평균 과중은 3화방까지는 EC 1.0dS·m-1, 1.5dS·m-1 간에 큰 차이가 없었으나 이후로는 급액의 EC가 높을수록 과중이 작았다. 6화방까지 수확 과수와 수량이 1.5dS·m-1가 가장 많았으나 재배기간이 경과할수록 고농도 급액구의 수량이 감소하였다. 배꼽썩음과는 생육초기에는 주로 EC 3.0dS·m-1 처리에서만 발생하였으나 일사량이 증가하면서 모든 처리에서 발생하였다. 발생율은 EC 3.0dS·m-1 처리구가 높고, 더 낮은 농도 처리에서는 발생율의 차이가 없었다.