본 실험은 토마토 양액재배에서 펄라이트 배지를 순환식 재배방법에 적용하고자 수행되었다. 펄라이트 배지의 입자를 소립(ø1∼2mm 미만), 중립(ø2∼3mm), 대립(ø4∼5 mm)으로 분리하여 양액공급량에 따른 토마토의 생육을 검토한 결과는 아래와 같다. 제 3화방 개화(초기생육)시 초장은 중립과 대립에서는 양액공급량이 많을수록 길었으나 소립에서는 양액공급량에 관계없이 길어 초기에 생육관리는 대립일수록 1일 양액공급량이 많아야 할 것으로 생각되었다. 그러나 제 3화방 개화기 이후는 소립에서는 주당 1일 공급량을 1.5L로, 그리고 중립과 대립에서는 주당 1일 3.0L로 관리하는 것이 착과수가 많고 수량이 높았다 기형과율은 펄라이트 입자의 크기에 관계없이 양액공급량이 많을수록 적었다. 근활력은 정식 후 50일까지는 입자크기 및 양액공급량에 관계없이 증가하였으나, 50일 이후부터는 감소하기 시작하여 정식 후 100일에는 소립에서는 양액공급량이 많을수록, 그리고 중립과 대립에서는 양액공급량이 적을수록 감소하는 경향이 컸다. 소립에서는 앙액공급량이 증가할수록 모든 무기성분함량이 감소하는 경향이었으나 중립과 대립에서는 증가하는 경향이었다 N. K. Ca및 Mg의 함량은 소립에서는 양액공급량이 1일 3.0L/주 처리구에서 가장 적었으나 대립과 중립에서는 1일 3.0L/주 처리구에서 가장 많았다. 이상의 결과에서 토마토 순환식 양액재배시 펄라이트 입자는 중립과 대립의 사용이 유리하고 양액공급량은 주당 1일 3.0L 관리하는 것이 유리하였다.

수경재배시 토마토의 수량감소를 최소화하면서 과실의 품질을 향상시킬 수 있는 방법을 고자 모모타로 품종을 공시하여 양액 1.6dS.m-에 해수농도를 1.0, 2.0그리고 3.0dS.m-을 첨가하여 저온기에 재배하여, 토마토의 생장특성을 비교하였으며, 수확된 과실을 성숙 단계별로 나누어 품질과 향 성분을 비교 검토하였다 해수를 1.0, 2.0과 3.0ds.m-을 양액에 첨가한 처리는 초장. 엽장, 엽폭, 절간장과 엽록소 함량에 영향을 미치지 않았다. 해수첨가는 과장 과중과 5주당 상품수 와 무게에 영향을 주었으며, 해수농도 처리가 높을수록 수량 감소가 심했다. 과실품질은 해수 처리에 의해 향상되었다. 당도는 높아지고, 산함량은 높아졌으며, 과실 pH는 낮아졌다. 품질 향상은 EC 2.0~3.0dS.m-에서 높았으며, 성숙 시기별로는 Br＋5~Br＋7에서 정점에 달했다. 전체적으로, 토마토과실의 분석된 상대적인 향 성분 함량은 해수 처리에 의해 유의성은 없었으나 많아지는 경향을 보였다. 성숙 단계가 진행되면서 그 양이 현저하게 증가하였다. 대부분 Br단계에서 그 양이 증가하기 시작했으며, Br＋5~Br＋7단계에서 정점을 이루었다. 이상의 결과들로부터, 수량 감소를 최소화하면서 토마토 품질을 향상시키기 위하여 토마토 양액재배시 기본양액 1.6ds.m-에, 바닷물을 양액 1,000 L당 26~39L, 즉 EC가 3.6~4.6dS.m- 정도 되도록 해수를 첨가하는 것이 좋았으며, 성숙단계로서는 Br＋5~Br＋7 단계가 가장 품질이 좋은 것으로 나타났다. 이 결과들은 토마토 수경재배 시 수량감소를 줄이면서 품질을 높일 수 있는 방법으로 적용할 수 있을 것이라 생각된다.

팽연화왕겨 배지는 펄라이트와 수분특성이 달라서 펄라이트는 과채류 재배용 스티로폼베드에서 재배할 경우 1일 1.5~2.0L씩의 급액량을 1일 16회로 분할하여 급액한 처리에서 가장 좋은 생육을 보였으나 팽연화왕겨는 1일 16~24회로 분할 급액할 경우 높은 수량성을 보였다. 또한 토마토 재배시 정식 후 25일간 급액 EC를 높여줌으로써 우수한 생육 및 수량을 얻을 수 있었으며 초기 부숙이 급속히 진행되는 과정에서 발생되는 NO3의 부족을 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

본 논문에서는 온실재배 토마토에서 수분 상태를 고려한 정밀한 관개를 위하여 경직경의 변화에 근거한 자동관개 시스템을 구현하고자 하였으며 이와 같은 작물적 지표에 의한 관개제어시스템을 포트재배(closed feeding system) 조건과 포장재배 조건의 재배에 적용하여 토마토의 수량과 과실의 품질에 대하여 그 적합도를 평가하였다. 작물적 지표에 의한 관개 자동화를 위하여 경직경 측정 센서를 이용하여 측정한 경직경 일증가량(DI)를 관개 개시점의 결정에 이용하고, 동시에 이때의 관개량을 결정하기 위하여 토마토 증산모델을 적용한 마이크로 컴퓨터 자동관개 시스템을 구현하고 그 성능을 평가하였는데, 이 자동 관개 시스템을 이용하여 관개처리한 결과 포트재배에서는 토양수분에 의한 관개방식보다 수량 및 과실의 당도가 증가하였으나 포장조건에서는 관개방법간에 큰 차이가 없었다. 따라서 경직경 증가에 근거한 관개 개시점을 판단하고 관계량을 결정하는 증산모델을 사용하는 컴퓨터 시스템은 특히 closed feeding System에서 유용하며 토양조건에서는 토양의 상태, 작물의 반응 등을 고려하여 적용하여야 할 것으로 판단되었다.

순환식 펄라이트 고형배지경에서 토마토의 영양과 환경특성을 고려한 생육단계별 최적 배양액을 개발하고자 일본 야채시험장표준액(야시액)을 2 수준(l/2, 1.0 배액)으로 하여 실험을 하였다. 전반적으로 일본 야시액 1배액에서 생육이 좋았으며 식물체내 무기이온함량도 적정치로 나타났다. 따라서 1배액의 양수분 흡수율에 의해 토마토 순환식 고형배지경용 배양액을 조성 하였고 그것을 SCUT 배양액으로하였다. 생육단계별로 육묘기. 영양생장기 및 결실기로 나누어 양수분 흡수율(n/w)을 계산한 결과, 육묘기에 N 13.5, P 3.3, K 7.0, Ca 7.0 및 Mg 3.5 me.L-1이었고, 영양생장기에는 N 14.2, P 3.3, K8.0, Ca 7.5 및 Mg 4.0 me.L-1, 결실 비대기에는 N 10.0, P 3.0, K 7.0, Ca 6.0, Mg 3.0 me.L-1로 조성하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 생육단계별로 조성된 시립대 순환식 토마토 배양액(SCUT)을 네덜란드의 순환식 배양액 (PBG)과 함께 비교실험을 수행한 결과 근권내 pH 와 EC변화는 저농도구인 1/2배액에서 변화가 크게 나타나지 않았다. 근권내 무기이온함략 변화는 시립대액에서는 생육단계별로 조성배양액을 바꾸어 공급하면서 실험한 결과 1/2배액에서 근권내 N, p 함량이 적정수준이하로 나타났고 2배액에서는 근권내 N, K, Ca, Mg 함량이 집적되어 고농도로 되는 경향을 보였다. 반면에 1배액에서는 전반적으로 근권내 무기양분이 적정수준을 유지하고 있었으며 특히 시립대 배양액에서 토마토의 생육, 수량 및 품질이 높게 나타났다.

본 연구의 목적은 온실재배 토마토에서 경직경의 경시적 변화와 식물체내 수분, 토양수분, 증산 및 일사량 등과의 관계를 정량적으로 파악하여 토마토 경직경의 monitoring에 의한 관개시기 진단 방법을 모색하는 것이다. 스트레인게이지로 제작한 경직경 미소변화 측정장치와 load cell을 이용하여 각각 경직경 변화 및 지상부 생체중의 변화를 1996년 7월 1일부터 16일까지 10분 간격으로 계측하였으며, 또한 토양 수분함량, 증산, 일사량 등도 동시에 관측하였다. 실험을 시작하기 전에 충분한 관개를 하였으며 이후는 외관상으로 위조증상이 나타나기 시작할 매 관개를 하였다. 생체중과 경직경은 매우 유사한 일변화를 보였는데 해뜰 무렵인 오전 6시경에 최대치에 이르고 이후 일사량과 증산의 증대에 따라서 감소하기 시작하여 중산이 최대에 이르는 시각보다 다소 늦은 오후 3시경에 최저에 달하였다가 일사 및 증산의 감소에 따라서 다시 증대하여 경직경의 변화와 체내수분함량의 변화와는 매우 밀접한 관계가 있었다. 수분부족 증상이 없었던 날들의 일당 경직경 증가량(DI) 및 생체중 증가량(DG)은 일사량과 높은정의 상관을 보였으나 수분부족장애를 받은 날들은 일사량에 따른 이들의 기대치보다 현저하게 낮아 생체중 및 경직경 증대가 매우 둔화되거나 오히려 감소하여 이를 기준으로 관개시기를 정확하게 판단하는 것이 가능하였다. 실험기간 중 7월 10일의 경우 외관상으로는 위조증상이 없었으나 증산량은 현저히 감소하여 식물체가 수분부족 상태였던 것으로 판단되었는데 이 날 토중 l0cm 및 20cm에서의 토양수분 포텐샬은 -0.2bar 이상으로 전일과 큰 차이가 없었으나 경직경 및 생체중의 증가는 현저히 둔화되어 수분 부족을 잘 반영하였다. 한편 낮 동안의 생체 중 최대감소량(ML)과 경직경 최대수축량(MC) 역시 일사량과 유의한 정의 상관을 보여 일사량 및 증산량 증대에 따라 체내 수분 손실량이 증대하고 이에 따라서 경직경이 감소하는 한계를 보였다. 그리고 식물의 수분장애가 심한 경우에는 일사량에 따른 이들의 기대치보다 현저하게 높았으나 수분장애가 미약한 경우에는 기대치와 구별하기가 어려워 이들을 기준으로 관개 시기를 정확하게 판단하기는 어려운 것으로 판단되었다. 따라서 관개시기의 판단에는 토양수분, MC 및 ML을 기준으로 하는 것보다 DG 또는 DI를 기준으로 하는 것이 효율적인 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 온실 재배 토마토 군락의 열수지에 근거한 증산모델을 구성하고 실험을 통하여 모텔에 필요한 계수의 추정과 모질의 검증을 수행하였다. 온실의 일사략과 엽-대기수증기압차(LVPD)를 매개변수로 하는 기공확산저항 추정식을 구성하여 기공작산저항 실측 자료를 이용하여 추정식의 계수를 추정하였다. 이 추정식으로 기공확산저항 변이의 80％ 이상을 설명할 수 있었으며 추정식에 이용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 검정한 결과 추정정도가 높아 증산예측 모델의 구성식으로 이용될 수 있는 것으로 판단되었다. 반투과성 매질의 복사 흡수이론을 적용한 Stanghellini의 식을 다소 변형하여 모델의 군락 순복사 추정식으로 사용하였으며 이 추정식에 의하여 계산된 순복사량은 실측치와 잘 일치하였다. 계수 추정에 사용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 순복사 및 기공확산저항 추정식으로 구성된 증산예측 모델의 군락온도 및 증산예측 정도를 검증하였다. 모델에 의하여 계산된 군락 온도, 순간 증산속도 및 일 총 증산량은 실측치와 잘 일치하여 본 연구에서 작성된 증산 예측 모델은 온실 재배 토마토의 환경제어, 관개제어 등에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

방울토마토 잠액 수경재배에 육묘단계를 생략한 재배기술을 확립하기 위하여 ‘Pico’, ‘Pepe’ 및 ‘Koko’ 3품종의 측지를 육묘상에서 15일간 육묘한 것과 양액 재배상에 바로 정식하고 양액의 농도를 표준과 50% 농도의 2수준으로 처리하여 생육상태와 수량을 조사하였다. 1. 직접정식이 육묘정식보다 초기 생육단계에서 초장이 길었고, 엽수가 많았으며 엽면적이 넓었다. 수확시기는 직접정식이 육묘정식보다 6일 정도 빨랐고 품종간에는 ‘Pepe’가 다른 2품종보다 빨랐으며 양액 농도간에는 차이가 없었다. 2. 과일 1개당 평균 무게는 정식묘가 양액의 농도에 따른 영향은 없었고 품종간에는 ‘Pepe’가 적었다. 그리고 수량은 표준농도의 양액에 직접 정식한 ‘Pepe’에서 가장 많았다. 3. 과즙의 당도는 직접 정식한 구가 육묘 정식한 구보다 높았고 품종간에는 ‘Pepe’가 높았다.

본 연구에서는 펄라이트 단용 및 혼합배지를 이용한 양액재배 기술을 개발하기 위하여 이들 배지 자체가 갖는 물리ㆍ화학적 특성에 따른 양액 및 작물체의 관리방법을 계량화하는데 실험목적을 두고 토마토를 대상으로 하여 상이한 배지에 대한 생장반응 및 과실수량을 비교하였다. 1. 초장은 단용배지에서 피트모스(C처리구)와 왕겨배지(D처리구)가 102cm와 101.67cm로 높은 생장을 보였으나 세립 펄라이트는 80.67cm로 가장 작은 초장을 나타냈다. 혼합 배지의 경우 펄라이트의 함량이 많은 처리구(F, G, M처리구)에서 초장이 높은 것으로 나타났다. 2. 엽면적은 단용배지보다는 혼용배지에서 높게 나타났으며, 특히 F처리구(대림 펄라이트+세립 펄라이트+피트모스=5:3:2)에서 2,893 cm2로 가장 높았다. 3. 상대생장률(RGR)은 F, B, G, A처리구 순으로 높았고, 순동화율(NAR)도 이와 유사한 경향을 나타냈다. 4. 총과실수량은 세립 펄라이트 단용처리구에서 5,103g으로 가장 많았으며, 왕겨 단용처리구가 가장 낮아 3,213g 이었다. 펄라이트의 양이 많을수록 수량이 높았으며 왕겨의 사용량이 많을수록 수량이 낮게 나타났다. 5. 당도는 수량이 많은 세립 펄라이트 단용 처리구가 4.99-5.38, 대립 펄라이트+세립 펄라이트+훈탄=5:3:2로 혼합한 처리구에서 5.26-5.43 정도를 나타냈으며, 수량이 가장 적은 왕겨 단용처리구가 전체 화방에서 6 이상의 당도를 나타냈다.

국내 원예시설의 증가와 더불어 양액재배농가도 증가추세에 있어 저렴한 국산 양액재배 자동화기기가 농가에 필요한 실정이다. 이에 따른 양액재배의 EC와 pH를 자동조절하기 위하여 마이크로컴퓨터의 일종인 PLC(programmable logic controller)를 이용한 장치를 개발하고 재배실험을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Ladder diagram언어를 사용하여 양액재배의 자동화 프로그램을 작성하였다. 2. PLC를 이용하여 양액의 EC, pH수준을 1.70-l.72mS/cm, 6.1-6.5로 전 생육기간 동안 유지시킬 수 있었다. 3. 대조구에 비하여 처리구가 상품과(당도 5.0 oBrix, 산도 0.4% 이상) 및 수량성이 높은 결과를 얻었다. 4. 식물체의 무기성분 함량은 처리구가 대조구에 비해 전체적으로 높았다.

야마자키 토마토용 배양액을 이용하여 토마토를 담액 재배할 경우, pH 7.5 정도인 수돗물을 용수로 한 배양액에 NH4H2PO4를 사용하므로써 배양액의 pH를 안정시키는 동시에, 적정 식물생장을 유도할 수 있는 NH4H2PO4농도를 찾고자 실험을 수행하였다. 그 결과 NH4H2PO4의 농도를 증가시킴에 따라 배양액의 pH가 감소하는 경향을 보였으며, EC는 반대의 경향을 보였다. NH4-N 8/3 me/l 처리구에서는 식물체에 황화현상이 나타났다. NH4-N이 4/3 me/l 혹은 5/3 me/l인 처리구에서 pH와 EC를 안정적으로 유지할 수 있었다. 엽장이나 줄기직경은 NH4-N 2/3 me/l처리구에서 큰 값을 나타냈고, 과실의 당도는 NH4-N 5/3 me/l 처리구에서 가장 높았다. 이상의 결과로부터, 토마토의 담액 재배시 수확기 이전에는 NH4-N을 2/3 me/l로 하고, 수확기에는 NH4-N을 4/3-5/3 me/l로 하는 것이 바람직한 것으로 사료되었다.

본 연구는 SCDS(specific color difference sensor)를 이용하여 토마토의 비파괴적인 질소 영양 진단 방법을 확립하기 위하여 질소 농도를 0, 10, 50, 100, 150, 200, 300, 600ppm으로 조절하여 NFT방식으로 실험을 수행하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 배양액 내의 질소 농도가 0ppm에서 150ppm으로 높아짐에 따라 토마토 잎의 기공 저항은 급격히 줄어든 반면 기공 확산 속도는 증가하였다. 한편, 질소 농도가 높아짐에 따라 광합성 속도도 증가하였지만 100ppm에서 부터 600ppm까지는 큰 차이를 보이지 않았다. 토마토 잎의 SCDS값이 높아짐에 따라 광합성 속도는 직선적으로 증가하였으며 평균 과중과 상품 수량은 2차 곡선모양으로 증가하는 경향을 보였다. 엽내 질소 함량이 3% 정도될 때까지 광합성 속도는 크게 증가하였지만 3.3-3.5% 수준부터 광합성은 포화상태를 나타냈다. 토마토 잎의 SCDS값과 엽내 질소 함량 간에는 고도로 유의한 정의 상관을 보였다. 토마토의 생리적 활성, 생육 및 상품 수량을 고려해 볼 때, 엽내 질소 함량의 적정 범위는 3.0-3.8%인 것으로 나타났다. 이 범위에 해당되는 SCDS값은 40.4-52.2였다.

양액재배에서 제주송이가 다른 배지와 비교하여 방울토마토의 수량 및 품질에 미치는 영향과 양액성분 변화를 조사하여 제주송이를 양액재배용 고형배지로 실용화하기 위하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 건엽비, 건과비, 당산비는 1익㉣ 1회 1시간 담액후에 완전 배액한 구에서 높았다. 2. 방울토마토 생과중은 상위 화방으로 갈수록 암면구와 담액수경구는 작아졌으나, 송이구와 일향토구, 펄라이트구 등 고형배지경에서 무거웠다. 3. 방울토마토의 생육이 왕성한 시기에 양액성분중 다량원소를 분석한 결과는 송이 재배구에서 인산과 칼륨 농도가 낮았다. 4. 방울토마토의 수량과 당도는 암면과 일향토구에서 높은 경향을 보였다. 5. 일반적으로 양액재배에서는 수분의 증발과 식물의 수분 흡수 증산작용으로 비료염의 농도가 높아가는데 송이구도 다른 고형배지경과 비슷한 결과를 보였다. 6. 제주 송이 양액재배용 고형배지로 손쉽게 이용할 수 있는 가벼운 자재로 가공개발 연구가 있어야 할 것으로 본다.

방울토마토의 수경재배시 과실의 외형형질을 비파괴적으로 추정하고, 이를 검정하였다. ‘Chelseamini’와 ‘뽀뽀’에 비해 ‘Minicarol’의 외형상의 크기(과장, 과폭, 과중, 과실부피)가 특히 작았다. 토마토 과실의 외형형질 간에는 고도의 상관이 인정되어 과실의 생장은 길이생장과 부피생장과 균형있게 이루어지는 것으로 나타났다. 과실의 체적 및 무게는 다음 식으로 추정 가능하였다. 과실의 체적=0.071×(과장+과폭)3＋0.451, 과실의 무게 =0.072×(과장+과폭)3＋0.542. 1993-1994년에 수확한 과실도 이 식으로 설명되었다.

방울토마토에 적합한 수경재배방식에 관한 연구 결과, 담액수경에서 주경의 기부직경, 엽장, 엽폭, 화방길이 등의 생육이 가장 좋았으며, 암면재배와 NFT는 유사하였다. 개화시기와 과실의 착색일에 대하여는 각 방식마다 차이를 보이지 않았으나, 과실의 수확량은 담액수경에서 많았다. 건물율, 유기산, 경도, 당도 등은 담액수경에서 낮았고, 당산비와 vitamin C는 높아 담액수경에서 품질이 약간 우수한 것으로 나타났다. 따라서, 방울토마토의 여름재배에서는 담액수경방식이 바람직한 것으로 평가되었다.

국내 원예시설이 고정화되면서 각종 연작 장해가 나타남에 따라 객토와 토양소독의 필요성이 커지고 있으나 객토와 토양소독에 소요되는 비용 증가가 큰 문제로 대두되고 있다. 이에 따른 간이한 양액재배 시스템으로서 농가에서도 투자비용과 운용비용이 저렴하면서 환경오염의 염려가 없거나 적은 각종 인공배지를 활용한 토마토 자루재배(bag culture) 실험결과는 다음과 같다. 1. 단용배지를 이용한 토마토 자루배재에서 질석, 훈탄, 모래, 페놀수지 (PRE), 입상면, perlite 등에서 생육, 수량 및 품질면에서 이용가능성이 높고 이들 배지의 단점을 보완한다면 암면 대체도 가능할 것으로 보인다. 2. 혼합배지를 이용한 토마토 자루재배에서 perlite와 입상면 혼합처리에서는 perlite 20-40％수준과 입상면 80-60％수준에서, peatmoss와 질석 혼합처리에서는 peatmoss 40-60％와, 질석 60-40％ 혼합비율에서, peatmoss+질석 +입 상면 혼합처리에서는 peatmoss를 50-60％로 하고 질석과 입상면을 각각 25-20％로 혼합한 경우에서 각각 높은 수량과 품질을 보여주었다.

수경재배에 적합한 방울토마토 품종선발에 관한 연구결과, 배양액 공급후 시간이 흐를수록 배양액의 pH는 상승했으며 EC는 감소했다. ‘미니캐롤’은 모두 다발화방이었으며, ‘체르시미니’와 ‘뽀뽀’는 single, double, 다발화방이 골고루 나타났다. 각 품종간 생육정도는 별다른 차이를 보이지 않았으나, 수확량에 있어서는 ‘미니캐롤’이 세 품종 중 단연 많았으며, ‘뽀뽀’와 ‘체르시미니’는 별 차이를 보이지 않았다. 당도, 당산비, vitamin C등의 과실의 내적품질은 ‘미니캐롤’에서 좋았다. 관능검사결과 ‘미니캐롤’이 과육의 부드러움, 먹기편한 정도, 껍질의 연도도 등에서 제일 높은 점수를 받아, 세 품종 중 시장성이 가장 좋은 것으로 나타났다.

The aim of this study was to determine the effects of different compositions of environmental substrates on hydroponic tomato cultivation. Three different substrates were used in coir chip:dust (v/v=50:50; CP1), coir chip:dust (v/v=80:20; CP2), and rock wool cube with CP2 (CPR). The amount of irrigation during the cultivation period was 190 mL/(plant·time) in all substrates. The pH and EC were 5.8-6.2 and 2.6-2.9 dS/m, respectively. The drainage rate in CP1 was 31%, in CP2 was 36%, and in CPR was 29%. The growth of tomato plants in terms of height was higher in CP1 and CPR. The leaf area was greater in CP2. The fresh and dry weights were greater in CP2 and CPR treatments. The net photosynthesis in CP2 (19.31 μmol CO2/m2s) and root activity in CP2 were higher among all three treatments. The soluble solid content of fruit was not significantly different among treatments. The yield per plant in CP2 and CPR treatments was 17% greater than the yield per plant in CP1. Therefore, the most suitable substrate for hydroponic tomato cultivation is the substrate mixed with coir chip:dust (v:v=80:20; CP2), i.e., CPR.