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.

동절기 절화장미의 양액재배 시 생장조절제 종류 및 처리농 도에 따른 생육변화에 대해 검토하였다. 장미 ‘수려(Suryeo)’ 품종을 이용하여 동절기 양액재배 시 생장조절제인 BA, CCC, Kinetin, 4-CPA, TDZ를 농도별로 처리하였다. 생장 조절제 중에 Kinetin, BA와 TDZ가 절화장미 ‘수려’ 품종 재 배생육에 영향을 주었다. Kinetin은 초장과 절화장이 길어지 고, 꽃잎수 및 상품수량이 증가하였으며, 처리농도에 따른 영 향이 비교적 안정적으로 나타났다. BA는 절화장 및 절화 수확 일수가 짧아지고 절화수량이 많아지며, 수확량 및 비상품화율 도 높아져 사용 시 주의가 필요하다. TDZ는 생육억제와 상품 수량이 감소하였으나, 그 외 CCC와 4-CPA처리시 영향은 크 지 않았다. ‘수려’와 같은 장미에 동절기 생장조절제 처리시 생육과 수량을 높이기 위해서는 Kinetin 처리가 효과적인 것 으로 보인다. 향후에도 동절기 절화장미 생산성 향상을 위해 서 더 많은 생장조절제 처리 및 농도에 대한 연구가 지속적으 로 이루어 져야 할 것으로 판단된다.

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

There are many different types of cultivation in tomatoes for year-round production. One of them, semi-forcing cultivation is characterized by growing seedlings in winter season. If grafted seedlings are used in winter season that energy cost can be reduced, because they have tolerance to cold stress. This study was conducted to analyze the rootstock performance by measuring the growth, yield, and leaf-macronutrient content of cherry tomatoes grown in semi-forcing hydroponics. Three domestic rootstocks ‘HSF4’, ‘21LM’, ‘21A701’, and a control cultivar ‘B-blocking’ were grafted onto jujube-shaped cherry tomato (Lycopersicon esculentum L.) commercial cultivar ‘Nonari’. The total yield per plant with grafted cherry tomato ‘21A701’ was 3,387g, which was 11%, 22% and 24% higher than the yield with ‘B-blocking’, non-grafted one and ‘HSF4’. The stem diameter of ‘21A701’ was thick with 8.26mm, whereas non-grafted one was thin with 7.23mm at 160 days after transplanting. The flowering position of ‘21LM’ was 34% and 47% higher than the flowering position of ‘B-blocking’ and non-grafted one at 153 days after transplanting. The NO3-N concentration in petiole sap of ‘21LM’ was the highest with 1,746mg·L-1 and non-grafted one and ‘HSF4’ were the lowest with 1,252mg·L-1 and 1,245mg·L-1 at 167 days after transplanting. The results indicated that rootstock/scion combinations in cherry tomatoes can affect the plant growth, yield, and the concentration of different NO3-N in leaves at the late growth stage. Both ‘21A701’ and ‘21LM’ have vigorous root system, which influence the growth and yield increased.

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.

식물의 생장과 발달은 지하부 환경에도 영향을 받으므로 근 권 환경의 변수들을 관수전략의 수립에 고려하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 수분이동 특성이 다른 2종류의 암 면배지에서 FDR센서를 활용하여 체적함수율(VWC)과 Bulk EC(ECb) 그리고 식물의 뿌리가 이용하는 Pore EC(ECp)에 대한 관계를 분석하고, 이를 활용하여 이용가능한 근권 환경 데이터 수집과 보정 방법을 확립하고자 진행되었다. 실험은 물리적 특성이 다른 2종류의 암면배지(RW1, RW2)를 사용 하였다. FDR 센서를 활용하여 함수율(MC)과 ECb를 측정하 였으며, ECp는 체적함수율(VWC) 10－100%에서 배지 중 앙부위에 일회용 주사기를 이용하여 배지 잔류 양액을 추출 후 측정하였다. 이후 2종류 배지(RW1, RW2)에 서로 다른 농 도(증류수, 0.5－5.0)의 배양액을 각 체적함수율 범위(0－ 100%)로 공급하여 ECb와 ECp를 측정하였다. RW1, RW2 배지에서 ECb와 ECp의 관계는 3차 다항식에 가장 적합하였 다. 체적함수율(VWC) 범위 3차 다항식에 따른 ECb와 ECp 의 관계는 낮은 체적함수율(VWC) 10－60% 구간에서 큰 오 차율을 보였다. 체적함수율(VWC)범위에 따른 센서 측정값 (ECb) 및 식물 뿌리가 이용하는(ECp)의 상관관계는 2종류 배 지(RW1, RW2) 모두 Paraboloid 식에서 결정계수값이 각각 0.936, 0.947로 가장 높았다.

The efficient nutrient solution cooling system consisting of buffer tank, three-way valve, and heat pump et al. was developed for hydroponics of leafy vegetables at high temperatures period. It was designed in such a way that the buffer tank was first cooled to enable precise temperature control of the nutrient solution with small capacity heat pump. Developed system was installed in the NFT hydroponics farm cultivating leafy vegetables and performance evaluation was carried out. For cultivation of Lalique lettuce(Lactuca sativa var.), the temperature of nutrient solution tank, buffer tank, and the root zone, the performance of cooling system, and the environment of greenhouse were analyzed. Also, by measuring the growth and yield of lettuce, the effect of cooling nutrient solution on the growth of lettuce NFT hydroponics was analyzed.

참외는 줄기를 땅 위에서 포복재배로 유인하는 것이 일반적으로써 노동강도가 강해서 농업인 근골격계 질환의 원인이 되므로 작업강도를 낮추고 품질도 향상시키기 위한 새로운 재배 방법을 찾고자 본 실험을 수행하였다. 그 결과, 줄기를 상향으로 유인하는 처리구가 생육 및 광합성 특성이 좋았고, 근활력은 하향 줄기 유인 처리구에서 좋은 것으로 나타났다. 상품 수량에 있어서는 상향 처리구가 4.055kg/10a, 하향 처리구가 3,983kg/10a으로 통계적인 유의성은 없었다. 줄기유인 작업에 대한 작업자세 평가의 경우, 기존 포복재배가 상향, 하향 재배방식 보다 위험수준이 높은 것으로 평가되었다. 결론적으로, 참외 수경 수직재배는 작물 생육, 수확량 및 작업 노동강도 등을 고려해 볼 때 기존 포복재배 방식을 대체할 수 있는 새로운 재배방법이라고 판단되고, 참외 줄기 유인 방법별로 수량 등에 유의성이 없으므로 상향 줄기유인 방법이나 하향 줄기 유인방법 중에서 하우스의 구조나 재배자의 의향에 따라서 선택하여 수직재배를 하면 될 것으로 사료된다.

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.

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.

수경재배시 양액 내 탄산정 처리를 통한 상추의 생육 및 생 리활성물질 변화를 조사하기 위해 네덜란드에서 시판되는 고 형 탄산정을 사용하였다. 실험은 무처리를 대조구로 하여 0.5 배, 1배, 2배 처리구로 구성하였다. 실험결과, 탄산정 처리 후 챔 버내 대기 CO2 농도는 처리 직후 2배 처리구에서 472.2μL·L -1 로 가장 높은 수치를 보였으며, 양액내 pH는 2배 처리구는 pH 6.03로 가장 많이 감소하였다. 이후 시간이 경과함에 따라 CO2 농도와 pH는 처리 전 수준으로 회복하는 모습을 나타냈 다. 상추의 엽폭과 엽면적은 탄산정 2배 처리시 17.1cm, 1067cm 2로 가장 큰 값을 나타내었으며 지상부 생체중, 건물 중은 0.5배 처리구에서 63.87g, 3.08g으로 가장 높게 나타났 다. 상추의 근장은 대조구에서 28.4cm로 가장 길었으나 처리 구들간에 지하부의 생체중, 건물중은 유의적인 차이를 나타 내지 않았다. 외관상 탄산정 처리에 의해 상추의 근장이 짧아 지고 곁뿌리가 많이 발생한 것이 관찰되었다. 또한 뿌리가 갈 색으로 약간 변하는 결과가 있었지만, 지상부 생육에는 부정 적인 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 탄산정 처리에 의 한 상추의 생리활성물질을 분석한 결과 chlorogenic acid와 quercetin 두가지 물질이 검출되었으며 이를 정량분석한 결과 1배 처리구에서 chlrogenic acid는 대조구보다 249% 증가하 였지만 quercetin은 37% 감소한 결과를 나타냈다. 항산화 활 성을 나타내는 DPPH 라디컬 소거능을 비교한 결과 대조구와 0.5배 처리가 1배, 2배 처리보다 유의적으로 높은 값을 나타냈 다. 이를 통해 탄산정 처리가 수경재배 상추의 생육과 생리활 성물질을 증대에 효과가 있음을 제시한다.

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.

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.

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.

본 실험은 토마토(Solanum lycopersicum L. ‘Hoyong’ ‘Super Doterang’) 암면재배에서 배지 전체의 정전용량을 측정할 수 있는 장치(Substrate capacitance measurement device, SCMD)를 기반으로 한 적정 급액 방법을 구명하기 위하여 누적일사량 제어구(Integrated solar radiation automated irrigation, ISR)와 물관수액흐름 제어구(sap flow automated irrigation, SF)를 대조구로 비교하면서 봄부터 여름철과 겨울철에 재배를 실시하였다. SCMD 제어구는 급액 개시 후 배지 한 개당 설정된 배액 목표량이 처음 발생하는 시점까지 10분간격으로 급액하였고 첫 배액이 배출되면 그 때의 배지의 정전용량(Capacitance)을 100%로 간주하고 그 기준치의 급액제어 점(Capacitance threshold, CT)에 도달하면 급액 되었고 그 뒤 목표 배액량이 발생하면 급액이 멈추는 방식으로 제어되었다. 봄부터 여름재배에서 실험 처리를 위해 SCMD제어구의 일회 급액량 (Irrigation volume per event)을 50, 75, 또는 100mL로 설정하였고 겨울철 재배에서는 CT가 0.65, 0.75, 또는 0.90가 되면 급액 되도록 설정하였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량을 50, 75, 100mL로 설정하였을 때 급액 횟수는 각각 39, 29, 19회 였고 배액율은 각각 3.04, 9.25, 20.18%였다. 겨울철 재 배에서 CT를 0.65, 0.75, 0.90로 설정하였을 때 급액횟수는 각각 5.67, 6.50, 14.67회였고 배액율은 9.91, 10.78, 35.3%였다. 봄부터 여름철 재배에서 일회 급액량 처리에 따른 물관수액흐름속도(SF) 변화는 1회 급액량과 배액량을 각각 50과 75mL로 제한한 경우 100mL로 제 한한 경우와 비교하여SF 신호가 외부 광량 신호 (SI) 보다 늦어지는 경향(time lag)을 보였고 겨울철 재배에서 CT를 0.65로 설정한 경우는 물관수액흐름 속도나 함수율이 매우 낮아졌고 CT를 0.90로 설정한 경우는 함수율과 물관수액흐름 속도는 매우 높았으나 많은 배액이 배출되었다. 따라서 토마토 봄부터 여름철 재배에서 SCMD를 활용하여 CT를 0.9로, 배지 한 개당 배액 목 표량을 100mL로 설정하였을 때 일회 급액량은 75~100mL 범위가 적합하고 겨울철 재배에서는 1회 급 액량을 75mL로, 배액 목표량을 70mL로 설정하였을 때 CT는 0.75이상 0.9이하 범위가 적합할 것으로 판단되었다. 앞으로 정전용량 값과 배지 용적수분함량의 관계성을 구명하고 보정계수를 구하는 연구가 필요할 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.

배양액의 종류 및 LED를 이용한 다양한 광질 조건이 물냉이의 생장과 glucosinolates 함량에 미치는 영향을 3주간의 수경재배를 통하여 살펴보았다. 물냉이 종자를 암면배지에 파종 후 발아시켜, 2주간 육묘하였다. 유묘들은 semi-DFT 시스템에 이식하였다. 환경조절실은 주간온도 20±1℃와 야간온도 16±1℃, 주간습도 65±10%와 야간습도 75±10%의 범위에서 조절되었으며 16/8h 조건의 광주기와 180±10μmol·m-2·s-1 광강도를 유지하였다. 배양액은 오오츠카 하우스 1A(OTS), 한국원시(HES)과 화란온실작물연구소(PBG) 배양액을 초기 EC 1.0-1.3, pH 6.2와 형광등을 광원으로 실험하였다(실험-1). 광질에 대한 생육과 glucosinolates 함량을 분석하기 위하여 단색광(적색: R10, 백색: W10) 처리구와 혼합광(적청녹색: R2B1G1, 백청녹색: W2B1G1, 적색: R10, 적청색: R5B1, 적청색: R3B1)처리구를 두었다. 물냉이 지상부의 생육은 3개의 배양액 처리구에서 유의적인 차이가 발견되지 않았지만, 뿌리의 생체중은 HES와 비교하여 PBG와 OTS에서 13.7%와 55.1% 증가하였다. OTS 처리는 PBG와 HES 처리구에 비해 gluconasturtiin 함량이 96%, 65% 증가하였다. 백색광조건(W10)과 비교하여 적색광(R10) 처리는 초장이 101.3% 증가하였다. 청색광 비율의 증가는 지상부 생육에 긍정적인 영향을 주었다. 물냉이의 건물중 당 glucosinolates 함량은 R2B1G1 처리구와 비교하여 R3B1 처리구에서 144.5% 증가하였으며, W10 처리구와 비교 시, 약 70% 증가하는 경향을 보였다. R3B1 처리구에서 물냉이의 생육과 총 glucosinolates의 함량이 가장 높게 나타났다.