오이 고형배지경에서 배액을 분석하여 생육단계에 따른 pH, EC 변화와 주요 영양소의 흡수변화를 구명하고, 이를 적용하여 오이의 생육단계에 적절한 양분관리방안을 제시하기 위하여 본 실험을 수행하였다. 배액의 pH 와 EC 변화양상 및 배액분석을 통하여 오이의 생육단계는 정식 후부터 착과기, 착과 후부터 수확기로 분류하는 것이 적당한 것으로 판단하였다. 저온기에 가온시설 내에서 오이를 재배한 본 실험에서는 정식 후 첫 화방이 착과되기까지 약 3주의 시간이 소요되었고, 착과 후부터 첫 수확까지 소요일수는 약 7~10일로 조사되었다. 상위 화방으로 생육이 진행되는 속도는 약 3~4일정도 차이였고, 착과와 수확에 소요되는 일수는 대체로 일정했다. 오이의 코이어 자루재배 시, 전체 재배기간 중에서 착과 전에는 EC 농도를 3.0dS·m−1 정도로 높게 관리하다가 착과 후에는 2.0-2.3dS·m−1 정도로 낮추어 관리하고, 과실이 비대하면서 수분요구도가 증가하므로 일일급액량을 늘려주는 급액 관리가 적절한 것으로 사료된다. 원소별 로는 질소, 인, 칼슘은 착과 전에는 N 700mg·L−1, P 60mg·L−1, Ca 110mg·L−1 수준으로 공급하고, 착과 후에는 N 660mg·L−1, P 50mg·L−1, Ca 100mg·L−1 수준으로 조절이 필요할 것으로 사료된다. 칼륨과 마그네슘은 착과 전기에는 각각 400mg·L−1과 80mg·L−1으로 공급하고, 후기에는 공급을 조금 줄여주는 것이 비료이용효율을 높일 수 있는 방법이 될 것이다.
본 연구는 토마토 코이어 자루재배시 습해의 원인을 구명하고 습해를 방지하기 위하여 실시하였다. 실험은 미니찰을 고시하고 단동형 2중 플라스틱하우스에서 실시 되었다. 배양액은 Yamazaki 토마토 전용배양액을 사용하였으며. 배양액 공급시간은 해뜨고 1시간 후 시작하여 해지기 2시간 전에 종료하였다. 자루당 I자형 찢기 및 L 자형 찢기는 6개씩 15cm 길이로 찢었으며, 밑 찢기는 3 개씩 15cm 길이로 뚫었다. 배액구 위치에 따른 배지무게는 포습 24시간 후 I자형 찢기는 14.2kg, L자형 찢기는 13.8kg, 밑 찢기는 12.8kg로 밑 찢기가 가장 가벼웠다. 포습 24시간 후 1일 관수하여 무게를 측정한 결과 I 자형 찢기는 14.5kg, L자형 찢기 14.2kg, 밑 찢기 13.3kg 로 역시 밑 찢기가 가벼웠다. 이것은 밑 찢기에서 배지 내 함수량이 가장 적은 것을 의미한다. 부정근 발생정도 는 I자형 뚫기 및 L자형 뚫기에서 160 및 170개 발생하였으나 밑 뚫기에서는 53개 발생하였다. 뿌리의 건물중 (5주)은 밑 찢기가 57g으로 I자형 찢기 23g 및 L자형 찢기 25g과 비교해서 2배 이상 높았으며, 뿌리길이도 밑 찢기가 31.4cm로 다른 찢기 방법과 비교하여 길었다. 상품수량은 밑 찢기가 26.5kg/20주 로 I자형 찢기 19.7kg, L 자형 찢기 24.0kg와 비교해 높은 수량성을 보였다. 따라서 U자형 베드에서 코이어 자루배지를 이용하여 수경재배를 할 경우 배액구는 밑 찢기로 만들어야 습해를 방지하여 생산성을 높일 수 있을 것으로 사료되었다.
코이어 자루재배시 일중 급액마감시각을 달리함으로써 최적 생장을 유지하면서도 용수이용효율(WUE)와 비료이용효율(FUE)를 높이기 위해 실험을 실시하였다. 급액마감시각에 따라 일몰 1시간 전부터 4시간 전까지 4단계로 나누어 처리한 결과, 하루 동안의 배지 내 수분함량은 마감시각의 영향을 크게 받는 것으로 나타났는데, 급액마감시각이 빠를수록 일일 수분함량 변화폭이 컸다. 그러나 일일급액횟수는 급액마감시각의 영향이 크지 않았는데 이는 급액제어 시스템으로 배액전극 제어법을 사용한 것과 코이어 배지의 이화학적 특성 때문으로 판단되었다. 최종 생육은 통계적 유의차를 보이지 않았다. 상품과량은 일몰 2시간 전 처리에서 가장 많았고, 4시간 전 처리에서 가장 적었다. 급액마감시각 처리별 128일 동안의 급액량을 조사한 결과, WUE와 FUE는 일몰마감 4시간 전 처리에서 가장 낮았고, 2시간 전 처리에서 가장 높았다. 식물생육, 수확량 및 WUE와 FUE 등의 면에서 일몰 1시간 전 처리와 4시간 전 처리는 경제적인 면에서 바람직하지 않았고, 2시간 전에 급액을 마감하는 것이 가장 경제성이 좋을 것으로 사료된다.
고구마 재배농가에서 무병묘를 손쉽게 자가증식할 수 있는 간편한 수경재배 시스템을 도입하기 위하여, 점적호스를 이용한 순환식 자루재배 시스템을 시설하여 배지 혼합비율 및 삽수종류에 따른 무병묘의 생육을 조사하였다. 연황미와 맛나미 모두 15일경까지는 배지 종류에 따른 생육에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 20일경부터는 원예용상토(TKS-2)와 펄라이트 함량이 높은 혼합배지(코코피트 : 펄라이트, 3 : 7 v/v)에서 생육이 양호하였다. 품종 간에는 연황미의 생육이 맛나미보다 양호하였으며, 1마디 삽수보다 정단 삽수로 증식하는 것이 효과적이었다. 연황미와 맛나미의 줄기생육은 정단 삽식에서 1마디 삽식보다 10cm 및 2cm 이상 신장하였으며, 코코피트와 펄라이트 3 : 7(v/v) 혼합배지에서의 건물중과 생체중은 원예용 상토 또는 코코피트와 펄라이트 7 : 3(v/v) 혼합배지에서보다 유의한 증가를 보였다. 따라서 코코피트와 펄라이트(3 : 7, v/v) 혼합배지를 이용한 자루재배는 고구마 무병묘 증식에 성공적으로 적용할 수 있었으며, 고구마 종순농가에서도 큰 경제적 부담없이 적용할 수 있을 것으로 기대되었다.
오이와 착색단고추를 대상으로 펄라이트 자루재배의 급액시스템으로 배액전극제어법을 적용할 경우 적정 전극높이를 구명하기 위하여 실험을 수행했다. 전극높이를 바닥에서 4, 8, 12, 16mm로 처리하여 실험한 결 과, 오이와 착색단고추 모두에서 생육과 수량은 처리간 차이가 없었다. 그러나 일중 급액개시시기의 과다관 수를 방지하기 위해서는 4mm가 가장 적합할 것으로 사료되었다.
토마토 펄라이트 자루재배에서 기존에 알려진 배액 전극제어법 적용시기를 가능한 앞당기고, 배양액을 절감하기 위해 수행되었다. 실험처리는 정식후 15일차(T-15), 19일차(T-19), 22일차(T-22)에 배액전극제어법을 적용하는 3개 처리와 타이머법 1개 처리를 실시하였다. 기존의 정식후 1개월 이후에 배액전극제어법 적용하는 관행보다 2주 앞당긴 15일차 처리부터 작물이 배액전극제어법에 반응하는 것으로 나타났다. 생장 및 수확량은 배액전극법에서 높았다. 용수이용효율과 비료이용효율은 T-15 처리에서 가장 경제적이었고, 타이머법 처리는 경제성이 낮았다. 따라서 배액전극제어법 처리시기를 빨리 적용할수록 경제성이 높음을 알 수 있었다.
토마토를 대상으로 암면과 코이어를 사용한 자루재배에서 일사량제어와 배액전극제어법의 급액제어 능력을 실험한 결과, 배지 종류에 관계없이 일사량제어법에 비해 배액전극제어법에서 배지함수량과 배액량이 안정 적이었다. 총수확량과 상품과량은 배액전극제어법에서 많았으며, 동일한 급액제어 처리 안에서는 배지간 차이는 없었다. 당도는 급액제어 방법의 차이보다는 배지의 종류에 영향을 많이 받았다. 배액전극제어법은 펄라이트뿐만 아니라 암면과 코이어배지에서도 범용적으로 일사량제어법에 비해 유리한 것으로 나타났다.
토마토 펄라이트 자루재배에서의 효율적인 점적핀설치 위치를 규명하기 위해서, 지제부로부터 5cm 위치에 고정(F5), 15cm 고정(F15) 및 5cm~15cm로 이동(M5-15)의 3처리구를 두었다. 점적 핀 위치에 따른 배지 내 뿌리 분포를 알아보기 위해서 자루 배지를 9등분해 염색한 결과, F5 처리구에서는 다른 처리에 비해 뿌리량이 지제부 가까이에 좀 더 많았고 지제부에서 멀어질수록 뿌리량은 적었다. 지제부에 가까울수록 뿌리는 하위로 많이 발달해 있으며, 멀수록 배지 전체에 균일하게 분포하는 경향을 보였다. F15 처리구에서는 지제부에서 멀수록 뿌리가 많이 밀집되어 있었고 지제부에서 멀어질수록 위쪽에 많이 분포되어 있었다. 점적 핀 위치가 지제부로부터 5cm 위치에서 15cm로 이동한 M5-15 처리구에서는 전체적으로 뿌리가 균일하게 분포되어 있었다. 펄라이트 자루 내 배지 부위별 수분 분포를 생육단계에 따라 조사한 결과, 처리에 관계없이 수직분포는 하부로 갈수록 수분함량이 많았으며, 하부에서 특히 많았다. 관수종료 1시간 후에는 상부에서는 차이가 없었지만, 중부 및 하부에서는 지제부에 가까울수록 수분함량이 많았다. 중앙과 양측 면 사이에 큰 차이는 없었다. 수확량은 F15 처리구에서 가장 많은 경향을 나타내었다. 이상의 결과, 펄라이트 자루재배에서는 점적핀을 지제부로부터 15cm에 위치시키는 것이 뿌리분포나 수확량에 가장 좋은 것으로 나타났다.
펄라이트 자루재배시 일중 관수마감시각을 달리함으로써 최적 생장을 유지하면서도 용수이용효율(WUE)과 비료이용효율(FUE)을 높이기 위해 실험을 실시하였다. 관수마감시각에 따라 일몰 1시간 전부터 4시간 전까지 4단계로 나누어 처리한 결과, 배지 내 수분함량은 마감시각이 늦을수록 많은 경향을 나타냈다. 최종 생육은 일몰 4시간 전 처리구에서 약간 낮은 경향을 보이기는 했으나, 통계적 유의차는 보이지 않았다. 상품수량은 일몰 1시간 전 및 2시간 전에서 가장 많았고, 4시간전에서 가장 적었다. 관수마감시각 처리별 128일 동안의 급액량을 조사한 결과, WUE와 FUE는 일몰마감 1시간 전 처리구에서 가장 낮았고, 3시간 전 처리구에서 가장 높았다. 식물생육, 수확량 및 WUE와 FUE 등의 면에서 일몰 4시간 전에 관수를 중단하는 것은 바람직하지 않으며, 2~3시간 전에 마감하는 것이 좋을 것으로 사료된다.
토마토 펄라이트 자루재배에서 배지종류별 유효수분 함량을 분석하여 관수안정성을 구명하고, 배지 내 수분이 시간의 경과 및 일사량에 따라 변해가는 양상을 조사함으로써 타이머 제어시 관수 전략을 수립하고자 실험을 수행하였다. 5단 수확이 끝난 토마토 6그루가 심겨져 있는 40L 크기의 펄라이트 배지를 배양액으로 포수시킨 후 배지 내 수분감소를 무게로 측정하였다. 배지 내 수분이 감소함에 따라 일중 무게 변화량도 감소하는 경향을 나타냈다. 무게 감소가 계측된 시간에서 다음으로 무게 감소가 계측된 시간까지 걸리는 시간 간격을 볼 때, 일중 최장 무게 변화와 흡수속도가 모두 점차 늦어지는 현상이었다. 즉, 수분스트레스에 의해 식물활력의 회복이 일출 후 점차 느려지는 것으로 나타났다. 실험에 사용한 배지의 경우 유효수분량은 30% 정도로 12kg이므로 배지의 수분보수력은 토마토의 수분 요구도를 만족하는 것으로 나타났다. 본 실험에서와 같은 상황일 경우 일일적산일사량이 1,519W/m2 혹은 601W/m2일 때, 관수를 하루에 5회 혹은 10회 타이머를 이용하여 공급할 경우의 적정 시간을 도출했다.
토마토 펄라이트 자루재배법의 확립을 위한 기초 연구로, 입도분포가 다른 7가지 충진용 펄라이트를 대상으로 물리성 및 수분특성을 조사했다. S-1(1.2-5mm), S-2(0.15-5mm) 및 S-5(Parat No. 1)에서는 1.0-2.8mm의 입자 및 2.8mm 이상의 입자가 비교적 고르게 분포하였다. (1-3mm), S-4(Parat No. 2), S-6(OTAVI) 및 S-7(Agroperl B-3)에서는 1.0-2.8mm의 입자가 84.66, 58.67, 32.11 및 41.75%이었고, 2.8mm 이상의 입자가 8.85, 8.84, 15.73 및 22.26%로 비교적 대립이 적게 분포하였다. 특히, S-4, S-6 및 S-7은 1mm 이하의 입자가 많이 분포하였다. 공극률은 59~62% 정도로 제품간 큰 차이를 보이지 않았다. 용기용수량은 S-2에서 27.7%로 낮은 것을 제외하고는 35~40% 사이의 수치를 나타내었다. 모든 배지는 수분장력 0kPa에서는 약 60%정도의 수분을 보유하였으나 4.90kPa에서 급격히 감소하여, 식물이 쉽게 흡수할 수 있는 수분 량이 많았다. 물리적 특성을 조사한 7가지 배지 중에서 입도분포가 다른 3가지 배지 S-1, S-2 및 S-3에 대하여 자루재배 적응성을 평가하였다. 공시 토마토는 로꾸산마루(사카타종묘)이었다. 자루 규격은 길이 120×폭 34cm(배지량 40리터, 흑백PE비닐 두께 0.1mm)였다. 생육일수에 따라 일사량과 급액량 및 배액율을 조사한 결과, 배지간에 일정한 경향을 발견하기 어려웠으며, 처리간에 급액 및 배액의 차이는 인정되지 않았다. 배지 종류별 자루단면의 뿌리분포를 나타낸 결과, S-1과 S-2에서 S-3에 비해 뿌리 분포량이 많은 것으로 나타났다. 모든 처리에서 생육은 비슷하였다. 수량은 S-1 처리가 다른 처리에 비해 총수량이 8,628kg/10a로 다소 높았다. 과실 당도는 처리간 차이가 없이 4.9~5.1˚Brix 수준이었으며, 소형과와 기형과는 S-3에서 많이 나왔다. 이상 연구결과에서 입도분포가 1.2-5mm인 것이 바람직한 것으로 나타났다.
자루재배에서의 효율적인 급액관리법을 규명하기 위해서, 배액 전극법, Timer법 및 적산일사량법으로 토마토 펄라이트 자루재배를 하였다. 배지의 무게변화는 배액 전극법의 경우 일사량이나 생육단계에 관계없이 일정한 범위 내에서 매우 안정적으로 유지되었다. 반면에 일사량법과 Timer법에서는 일사량과 생육단계 등에 따라 매우 변동이 심해서 안정적인 급액관리로 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 총수량은 배액 전극법에서 가장 많았으나, 상품수량은 일사량법 이외에는 차이가 없었고, 당도에도 유의한 차이가 보이지 않았다. 생육은 배액전극법이 가장 좋았고, 일사량법과 Timer법에서 낮았다. 이상의 결과에서, 일사량법은 적절한 Timer 제어를 병행하고, 부단히 보정을 해주어야 안정적인 급액이 가능한 반면 식물의 요구에 수동적으로 대응하는 배액전극법은 급액횟수에 관계없이 안정적인 급액방법으로 나타났다.
본 시험은 단고추 자루식 양액재배시 육묘일수에 따른 생육, 수량에 미치는 영향을 구명하고자 풋트당 2주로 하여 육묘일수 20일, 30일, 40일, 50일, 60일 처리구를 두고 재배를 요약하면 다음과 같다. 묘 소질은 육묘일수가 길수록 묘 생육이 좋았고 정식후 개화일 빨랐으나 평균 개화소요일수는 30일묘에서 48일로 가장 짧았고 다음으로 20일묘 순이었다. 뿌리활력은 20일과 30일묘에서 양호하였고 1차측근수는 30일묘가 1.5mm 이하 굵기의 뿌리수가 106.5개로 가장 많았으며 1차 측근장도 1,085cm로 가장 길었다. 정식후 생육은 엽중, 그중,경중 모두 30일묘에서 좋았으며, 수량은 수확초기에는 육묘일수가 긴 60일과 50일묘에서 수량이 많았으나 재배기간이 길어질수록 30일과 40일묘에서 수확량이 많았고 총수량도 많았다.
단고추의 자루재배에 의한 양액재배시 NO3--N과 NH4--N의 비유 (8:2와 10:0), 배지 종류에 따른 생육, 수량 및 무기성분 흡수에 미치는 영향을 조사하였다. 배지의 무기성분 중 P, K, Ca 및 Mg는 배지간에 차이가 나타났는데, P 및 Mg는 버미큘라이트+왕겨에서, K는 펄라이트+버미큘라이트에서, 그리고 Ca은 펄라이트+피트모스에서 각각 그 농도가 높았으며, 펄라이트 단용배지에서 가장 낮았다. 다른 성분에 비하여 Ca의 농도가 가장 높았으며, 10:0 양액에 비하여 8:2 양액에서 배지내 무기성분의 농도가 낮았다. 양액의 pH는 NO3-:NH4+ 비율에 따라 배지간에 다소 차이가 있었으나, 10:0에서 안정적이었으며, 8:2에 비하여 약간 높게 유지되었다. 배지별 EC는 펄라이트+버미큘라이트와 버미큘라이트+왕겨에서 높았다. 8:2에서는 1.83∼2.10ds·m-1 범위였고, 10:0에서는 1.78∼1.97 ds·ms-1 범위로 나타나 모든 배지에서 단고추 생육에 적합한 범위를 유지하였다. 초장고 경경은 8:2와 10:0의 경우 배지에 따른 생육차는 없었으며, 엽면적은 버미큘라이트+왕겨에서, 생체중, 건물중 등은 피트모스+훈탄에서 무거웠고, 펄라이트 단용 배지에서 가장 불량하였다. 생육 등은 배지 종류에 따른 영향도 있었으나, 초장, 경경, 엽면적, 생체중 및 건물중 등은 NH4+를 첨가한 8:2 양액에서 배지종류에 관계없이 10:0에 비하여 높게 나타났다. 주당과수 및 주당수량은 8:2에서 버미큘라이트+왕겨에서 17.53개와 1,588g으로 많거나 무거웠으며, 펄라이트 단용배지에서 가장 적었다. 10:0에서의 주당과수는 버미큘라이트+왕겨에서 16.44개로, 수량은 펄라이트+피트모스에서 1,394g 으로 가장 높게 나타났다. 수량성은 배지 종류에 따른 차이도 일부 인정되었으나, 8:2의 모든 배지에서 과수, 주당수량, 평균과정, 과경, 과장 및 상품과율 등이 모두 10:0 양액보다 높게 나타났다. 식물체내의 무기성분은 8:2의 경우 K+ 및 Mg2+는 잎에서 Ca2+은 뿌리에서 많았으며 PO4-은 과실과 줄기에서 많았다. 10:0에서의 무기성분도 8:2에서와 같은 경향을 나타내었으며, 배지간에 무기성분의 차이는 인정되지 않았다. 양액조성에 따른 무기성분 함량의 차이는 K+, Ca2+ 및 Mg2+는 10:0에서, PO4-은 8:2에서 각각 많았다.
본 실험은 단고추 자루식 장기 양액배지에 있어서 암면 대체배지를 개발코자 암면구를 대조구로하여 훈탄, 펄라이트, 훈탄(3) : 펄라이트(7), 훈탄(1) : 펄라이트(1), 출탄(7) : 펄라이트(3)를 두고, 이들 배지종류가 생육 및 수량에 미치는 영향을 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초장과 엽수는 처리간 유의성이 인정되지 않았으나 훈탄(1) : 펄라이트(1)구에서 경경이 굵고 지상부 건물중과 근중이 무거웠으며 T/R율은 작았다. 2. 과장과 과수 역시 처리간에 유의성이 인정되지 않았으나 훈탄(1) : 펄라이트(1)와 훈탄(3) : 펄라이트(7)구에서 과장과 과수, 평균과중이 컸고, 수량도 많았다. 3. 식물체분석 결과 잎과 뿌리에 함유된 전질소와 인산은 훈탄(1) : 펄라이트(1)에서 많은 편이었다. 4. 수량은 수확 개시 4월 이후부터 계속 증가하여 7개월 후인 5월에 가장 많았고, 훈탄(1) : 펄라이트(1)구에서 수확 초기부터 후기까지 다른 처리구에 비하여 많았다.
오이(샤프 1호)와 암면, 톱밥, 버미큘라이트+펄라이트+피트모스를 1:1:1(이하 체적비임), 펄라이트+피트모스 1:1, 펄라이트+훈탄 7:3, 왕겨와 10mesh 이하로 분쇄한 왕겨 7:3의 비율로 각각 혼합한 배지를 공시하여 배지의 물리성과 작물의 생육 및 수량을 조사하였다. 함수율은 10 mesh 이하로 분쇄한 왕겨에서 42.5%로써 타 배지에 비하여 높았고, 펄라이트와 훈탄을 7:3으로 혼합한 배지에서 31.8%로써 타 배지에 비하여 낮았다. 초장, 엽수, 생체중 및 건물중 등의 생육은 버미큘라이트+펄라이트+피트모스를 1:1:1로 혼합한 배지에서 왕성하였으며, 상품과율 및 수량도 생육과 같은 경향을 나타내었다. K를 제외한 식물 체내 모든 무기양분의 함량은 버미큘라이트+펄라이트+피트모스를 1:1:1로 혼합한 배지에서 높았으며, K의 함량은 펄라이트+훈탄 7:3에서 타 배지에 비하여 높았다.
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.