본 연구는 봄에서 여름 재배기에 토마토를 암면배지 재배에서 누적일사량급액방식(ISR)과 물관수액흐름 속도에 따른 급액방식(SF)에서 급배액량, 수분흡수량, 과실 생육 및 과실 생산량, 과실비대속도를 관찰하였다. 정식 후 28일에서 82일 까지 총급액량은 SF 제어구에서 약 5.0L 적게 소비되었으나 지상부와 과실 생체중은 유의차가 없었고 수분이용효율(WUE)과 과실 200g을 생산하는데 소요된 물량도 두 처리 간 유의차가 없었다. 정식 후 58일에서 82일까지 급액방식에 따른 실시간 광량과 물관수액흐름속도 상관관계를 관찰하였을 때 상관관계(r2)는 SF제어구에서 더 높게 나타났다. 정식 56일부터 82일까지 실시간 측정된 과경비대속도와 배지함수율의 상관관계를 살펴본 결과 SF제어구에서 야간과 낮 시간대에 ISR제어구 보다 높았고 특히 야간 시간대에 상관관계가 더 높게 나타났다. SF제어구의 물관수액흐름속도와 수분부족분(Humidity Deficit: HD)과의 상관관계(r2=0.6286)도 광량과의 관계만큼 높게 나타났다. 더 많은 현장 연구를 통해 수확량, WUE 및 센서의 정확도과 같은 특성에 관한 결과들을 도출하였을 때 상업적 수경재배 농장 재배자의 관심을 얻을 수 있을 것으로 보인다.

펄라이트자루를 사용한 수경재배에서 급액관리방식의 일종인 배액전극제어법에 필요한 배액 이동매개 체를 선발하기 위해서 시판되고 있는 친수성 매트 중에서 극세사, 융, 면 등의 배양액 흡수속도를 분석 했다. 또한, 선택된 매트가 배액전극제어법을 적용하였을 때에도 높은 흡수속도를 갖는지 알아보기 위해 연구를 수행하였다. 실험결과 면이 가장 수분보유력이 뛰어났으며, 배액전극제어법을 적용했을 때에도 가장 적합한 것으로 나타났다.

섬초롱꽃을 공시하여 4종의 고형배지(펄라이트 1호 단용, 펄라이트 1호와 피트모스 1 : 1 (V : V)혼용, 입상암면 단용 및 피트모스 단용 배지)에서 70일간 재배하면서 배지에 따른 생장반응과 무기성분 함량을 비교 분석하였다. 생육반응은 초장, 경경, 엽수, 근장, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중 등 전반적인 부분에서 펄라이트와 피트모스 1 : 1(v : v) 혼용 배지 〉피트모스 배지 〉펄라이트 배지 〉입상암면 배지 처리구 순으로 좋게 나타났다. 식물체내 무기성분은 K(15.38-43.91cmol+/kg), Ca(5.48-7.78cmol+/kg), Mg(4.38-6.55cmol+/kg), Na(1.25-1.69cmol+/kg) 순으로 많았다. 무기성분 함량은 생육이 우수한 것으로 나타난 펄라이트와 피트모스 혼용 처리구에서 재배한 섬초롱꽃에서 많게 나타났다.

질경이를 공시하여 펄라이트, 펄라이트와 피트모스 1:1 혼합, 입상암면 및 피트모스 등 4종의 고형배지경에서 배지에 따른 생장반응과 무기성분 함량을 비교 분석하였다. 배지종류별 생육반응은 초장, 경경, 엽수, 최대근장, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중 등 전반적인 초기생장이 펄라이트와 피트모스 혼합배지〉피트모스 배지〉입상암면 배지〉펄라이트 배지 처리구 등의 순인 것으로 나타났다. 식물체내 Ca와 Mg함량은 피트모스 배지에서, Mg와 Na 함량은 입상암면 배지에서 가장 높은 것으로 나타났다. 식물체내 P2O5 함량은 식물 생장과 비례적으로 증가하여 펄라이트와 피트모스 1:1 혼합 배지 처리구와 피트모스 배지 처리구에서 높게 나타났다.

PUR 배지와 펄라이트 배지를 이용하여 방울토마토를 재배할 경우 적산일사량에 따른 관수가 과실의 당도에 미치는 효과에 대해서 연구하였다. PUR 배지경의 경우 관수량이 많을수록 당도가 낮은 경향을 보였으며 상위화방으로 갈수록 차이가 크게 나타났다 배액량을 25%로 했을 때 펄라이트 배지에 비해 PUR 배지에서 당도가 높게 나타났으며 생육이 진행됨에 따라서 그 차이가 커졌다. 과실의 붉은 정도를 나타내는 a＊값은 PUR 배지간에는 관수량에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나 펄라이트 배지와는 상당한 차이를 보여 3, 4, 5화방에서는 뚜렷하게 PUR이 높은 값을 나타내었다. 과중은 펄라이트 재배에서 높았으며 PUR 배지경에서는 배액량을 25%로 하는 것이 고당도 과실을 다수확 할 수 있는 것으로 나타났다.

환경 보전에 대한 필요성이 대두되면서 비순환식 양액재배 시스템이 순환식 양액재배 시스템으로 전환됨에 따라 순환식 양액재배 시스템에 적합한 배양액의 개발이 시급히 요구되고 있다. 따라서, 순환식 고형배지경에 적합한 배양액을 개발하기 위하여 본 실험을 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 오이 순환식 고형배지경에 적합한 배양액 조성 및 농도를 알아보기 위하여 일본 야채 시험장 표준액을 1/2 배액, 1 배액 및 3/2 배액으로 조제하여 오이를 재배한 결과, 오이의 초장은 배양액농도를 높임에 따라 짧아졌으며 엽장, 엽폭 및 처리 농도간에 차이가 없었고 상품과수와 상품수량은 1 배액에서 가장 많았다. 양수분흡수율(n/w)에 따라 개발된 오이 순환식 고형배지경에 적합한 배양액 조성(SCU 배양액)은 영양 생장기 동안 N 11.4, P 3.3, K 6.0, Ca 4.5 및 Mg 3.5 me.l-1, 생식 생장기 동안 N 10.4, P 3.3, K 5.0, Ca 4.5 및 Mg 3.5 me.l-1이었다. 2. 순환식 배양액으로 개발된 SCU 배양액의 적합성을 검정하기 위하여 산기 배양액, PTG 배양액 및 SCU 배양액에서 오이를 재배한 결과, 근권내 EC와 pH는 모든 배양액에서 생육기간 동안 안정적이었다. 배양액 내의 다량원소를 측정한 결과, 산기 1 배액, PTG 1 배액, SCU 1/2 배액, SCU 1 배액 및 SCU 3/2 배액 모두 오이의 생육이 진전됨에 따라 배양액내 N, P 및 K 농도는 감소하였으며 Ca 농도는 완만하게 상승하였다. Mg는 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 오이의 광합성속도는 SCU 1 배액, SCU 3/2 배액 및 산기 1 배액에서 높았다. 생육은 SCU 1/2 배액에서 가장 낮았고 SCU 1 배액과 SCU 3/2 배액, 산기 1 배액 및 PTG 1 배액에서는 처리간에 차이를 보이지 않았다. 엽내 N, P, K 및 Mg 함량은 SCU 1 배액, 산기 1 배액 및 PTG 1 배액에서 적정 수준을 나타냈고 엽내 Ca 함량은 PTG 1 배액에서 낮았다. 총수량은 SCU 1 배액에서 가장 높았고 다음으로 산기 1 배액에서 높았다. 따라서 본 실험에서 개발된 배양액(SCU 배양액)은 오이 순환식 고형배지경에 적합한 배양액이라 할 수 있다.

고형배지경에서 육묘기와 정식 후의 배양액농도의 차이가 토마토의 생육에 미치는 영향을 구명하고자 본 실험을 수행하였다. 배지는 펄라이트, 버미큘라이트 및 피트모스를 사용하였으며, 배양액 농도는 육묘기 때에는 0.5, 1, 2, 3 및 5mS/cm로 각기 다르게 처리되었고 정식후에는 1, 2 및 3mS/cm로 처리되었다. 모든 배지에서 총과수, 총수량, 상품과수 및 상품수량은 1.0mS/cm보다 2.0-3.0mS/cm에서 훨씬 더 높았다. 기형과율은 피트모스>펄라이트>버미큘라이트 순이었으며 비타민C 함량은 버미큘라이트>펄라이트>피트모스 순이었다. 모든 배지에서 육묘기에는 2.0-5.0mS/cm, 정식 후에는 2.0-3.0mS/cm로 관리했을 때, 상품수량이 높게 나타났다. 육묘기 뿐만 아니라 정식 후의 배양액농도는 총수량, 상품수량 및 당도에 결정적인 영향을 미쳤다. 그러나, 총과수와 상품과수는 정식 후의 배양액농도에 의해 큰 영향을 받았다.

고형배지경에서 배양액농도가 토마토의 생육에 미치는 영향을 구명하고자 본 실험을 수행하였다. 배지는 펄라이트, 버미클라이트 및 피트모스를 사용하였으며, 묘들은 육묘기 때에는 0.5, 1, 2, 3 및 5mS/cm의 각기 다른 배양액농도로 재배되었고 정식후에는 1, 2 및 3mS/cm의 농도로 옮겨져 재배되었다. 육묘기 때에 배양액농도를 0.5mS/cm에서 3.0mS/cm로 높임에 따라 유묘의 광합성속도는 3가지 종류의 배지에서 모두 증가하였으며, 0.5-3.0mS/cm 범위 이상의 농도에서는 광합성속도가 감소하였다. 초장, 엽장, 엽폭, 경경 및 지상부 건물중은 펄라이트에서는 배양액농도를 0.5mS/cm에서 5mS/cm로 높임에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 버미클라이트에서는 2-5mS/cm에서 높았으며, 피트모스에서는 3mS/cm일 때 가장 높았다. 따라서 묘의 초기생장에 대한 배지별 적정배양액농도는 배지에 따라 차이가 있는데, 펄라이트에서는 3-5mS/cm, 버미클라이트와 피트모스에서는 각각 2-5mS/cm, 3mS/cm인 것으로 나타났다. 정식 후에 배양액농도를 1mS/cm에서 3mS/cm로 높임에 따라 3가지 종류의 배지에서 모두 건물중이 크게 증가하였다. 그러나, 육묘기와 정식 후에 계속하여 5mS/cm의 고농도로 재배한 것들의 건물중은 단지 조금 증가하였다.

반하의 기내 조직배양을 통해 소괴경 생산을 하고자 적합한 식물생장조절제 처리조건, 배지와 처리 농도, 고형지지물의 종류와 농도를 조사하였다. 기내 소괴경 형성에 적합한 식물생장조절물질과 농도 조건을 연구 한 결과 0.1mg/l 2,4-D와 0.5 mg/l BAP 혼합처리에서 잎 (3.9개)과 엽병 (4.7개) 배양모두 최고치의 소괴경을 생산할 수 있었다. 기내 소괴경 형성에 적합한 배지는 SH배지로 나타났으며 잎과 엽병 배양에서 4.5와 5.2개의 소괴경을 생산하였으며, 최적 농도는 SH 배지의 무기염류를 반으로 줄인 1/2 SH배지가 가장 효과적이었다. 기내 소괴경 생산에 적합한 고형지지물과 그 농도를 조사한 결과, 잎과 엽병 배양 모두 agar보다 gelrite에서 소괴경 형성이 잘 되었으며, 농도별로는 agar 6%, Gelrite는 4% 처리에서최고치의 소괴경을 생산할 수 있었다. 기내에서 생산된 소괴경은 5˚C에서 1개월간 냉장 보관 후에 생장상에서 MS 고형배지가 든 배양용기와 멸균 소독한 상토에 옮겨 발아율을 조사한 결과, MS고형 배지에서 자란 소괴경은 86%의 발아율을 보였으며, 멸균 소독한 상토에서는 43%의 발아율을 보였다. 추후 반하 소괴경의 발아율과 토양 적응성을 높이는 연구보강으로 소경을 번식용 종자로 활용할 수 있는 방안을 모색할 예정이다.