본 연구는 SAP를 국화(Chrysanthemum morifolium) 분화 생산에 활용하고 SAP의 혼합 비율에 따른 물 사용량과 국화 의 생육을 비교하고자 수행하였다. SAP를 배지의 부피비인 0, 0.05, 0.1, 0.2%로 섞었으며 각각의 처리구는 토양수분함 량 0.50m3･m-3로 일정하게 유지시켰다. 국화의 성장은 초장, 초폭, 뿌리 길이, 개화소요일수를 조사하였다. SAP 0, 0.05, 0.1, 0.2% 처리구에 따르면 식물체의 초장, 초폭, 생체중은 처리구간에 유의한 차이가 없었다. 그러나 지하부 건물중에서 는 0.2% SAP 처리가 대조구보다 유의하게 높았다. 실험 기간 동안 SAP의 혼합 비율에 따라 사용되는 관수량에는 상당한 차이가 있었다. 관수량은 0, 0.05, 0.1, 0.2% SAP 처리에서 각각 43.5, 37.2, 30.1, 29.4L이었다. 결론적으로 동일한 토 양수분조건하에서 SAP의 양에 따른 국화의 생육에는 차이가 없었으나, SAP를 통해 토양의 보수력을 향상시켜 사용되는 물의 양을 크게 줄일 수 있었다.

최근 원예작물의 지속가능한 생산을 위한 작물 생육환경 센 싱 기반 복합환경제어시스템 연구와 산업적 이용이 부각되면 서, 노지재배에 적용하기 적합한 토양센서 활용 방안 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 산업 및 연구 현장에서 많 이 사용되고 있는 TEROS 12 FDR 센서(frequency domain reflectometry sensor)를 노지 과수원의 토양에 알맞게 활용 하기 위하여 국내 세 지역 과수원 토양의 토성별 FDR 센서 활 용 방법을 제시하고자 수행하였다. 실제 과수가 재배되고 있 는 각 과수원에서 토양을 채취하여, 토성 및 토양수분보유곡 선을 조사하였으며, 토양별 TEROS 12 센서 Raw 값과 이에 대응하는 용적수분함량 값을 선형 회귀 분석, 3차 회귀 분석을 통해 보정식을 얻은 뒤 제조사에서 제공하는 광질 토양 보정 식과 비교 분석하였다. 채취한 세 과수원의 토양은 모두 토성 이 달랐으며, 토성에 따라 각 보수력에 따른 용적수분함량 수 치에 차이가 있었다. 또한, TEROS 12 센서 보정식에서는 모 든 토양에서 3차 회귀 분석 보정식이 결정계수 0.95 이상으로 가장 높게 나타났으며, RMSE도 가장 낮게 나타났다. 제조사 에서 제공하는 보정식을 사용하여 TEROS 12 센서의 용적수 분함량을 보정할 경우 토양에 따라 실제 수치에 비해 최대 0.09－0.17m3·m-3가량 낮게 나타나, FDR 센서 사용시 적용 토양에 알맞은 보정이 반드시 선행되어야 함을 확인하였다. 또한 토성에 따라 토양의 보수력 구간에 따른 용적수분함량 범위의 차이가 있었으며, 토양 용적수분함량의 수치 해석에 보수력 정보가 수반되어야 할 것으로 나타났다. 또한, 사질이 많은 토양에서는 관수 개시점 측정을 위해 FDR 센서를 활용 하는 데 있어 용적수분함량 측정 범위가 상대적으로 좁아 정 밀도가 떨어질 것으로 판단되었다. 결론적으로 토양에서 FDR 센서를 통해 토양수분의 변화를 알맞게 해석하고 노지 에서 알맞은 관수 시점을 선정하기 위해서는, 적용 토양의 수 분보유특성을 파악하고 FDR 센서 보정을 선행하여 올바른 토양 수분 정보 제공이 필요할 것이다.

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.

대부분의 자동관수시스템 기술은 생산측면에서의 원예산물 효율적 재배에 초점을 맞추고 있으나, 화훼식물의 관상가치를 유지하며 효율적으로 식물을 유지 관리하는데 적용될 수도 있다. 이에 본 연구는 실내 조경식물로 많이 이용되고 있는 산호수(Ardisia pusilla)의 관상가치를 유지하기 위한 최적의 용적수분함량(volumetric water content, v/v) 조건을 알아보기 위하여 실시되었다. 토양수분센서와 데이터로거를 이용한 자동관수시스템으로 처리구별 상토 용적수분함량을 0.3, 0.4, 0.5 및 0.6m3･m-3으로 유지하도록 하였으며, 처리 당일과 처리 1, 2, 4주 후에 초장, 초폭, 엽수, 엽면적, SPAD, 잎 수분함량, 생체중, 건물중, 광합성률 및 엽록소 형광과 각 화분의 관수량을 측정하였다. 상토 용적수분함량 처리 1주일 후에는 처리에 따른 생육 및 생리 반응의 차이를 보이지 않았으나, 처리 2주일 후에는 가장 낮은 용적수분함량인 0.3m3･m-3 처리구에서 다른 처리구에 비해 낮은 Fv/Fm 값을 나타냈다. 처리 4주일 후에는 처리에 따른 생리 반응 차이를 보이지 않았으나 초폭, 지상부 생체중, 지상부 건물중, 엽수, 엽면적과 같은 생육 반응은 가장 낮은 용적수분함량 처리구에서 감소하였다. 본 실험 결과를 통해 산호수는 생육 반응에 비하여 생리 반응이 비교적 빠르다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 0.5m3･m-3 처리 구의 관수량이 가장 많았으며, 처리구와 관계없이 관수량은 지상부 생체중에 비례하는 것으로 나타났다. 종합적으로 살펴보았을 때, 0.4m3･m-3 처리구에서 산호수의 관상가치가 우수하게 유지되었고, 이를 통해 효율적이고 용이한 물관리가 가능하므로 실내에서 산호수 생육시 0.4m3･m-3 수준의 상토 용적수분함량이 가장 적절한 것으로 판단된다.

비순환식 고형배지경에서 배액이 토양과 지하수 오염을 발생시키는 문제를 해결하고자 그동안 연구된 데이터를 바탕으로 배액 최소화 재배방식을 확립을 위해 본 연구는 토마토 코이어 수경재배농가 시설에서 FDR 센서, 적산일사량 센서 및 타이머를 이용하여 토마토를 재배하며 급배액량, 생육 및 생산량을 비교하였다. 정식 후 88일까지 일일 식물체당 평균 급액량은 처리구에 따른 큰 차이가 없었다. 하지만 정식 후 88일 이후 107일 까지 TIMER, FDR, IR 제어구 각각의 일일 식물체당 평균 급액량은 IR(2125mL) > TIMER(2063mL) > FDR(1983mL) 수준이었고 108일부터 120일 까지는 IR(2000mL) > TIMER(1664mL) > FDR(1500mL) 수준 이었다. 배액률은 TIMER 제어구의 경우 5~12%, FDR 센서 제어구의 경우 0~7%, IR 제어구의 경우 12~19% 수준으로 IR > TIMER > FDR 순이었다. 정식 후 88일 이후부터는 FDR과 IR 제어구가 급액량에 상이한 결과를 보였는데, 이는 재배 후기 즉, 5월 20일 이후 (정식 후 94일) 누적일사량의 증가로, IR 제어구에서는 급액이 증가된 반면 FDR 센서 처리구는 적심 이후 30일이 경과된 6월 2일경부터 IR 제어구 보다 일일 급액량이 평균 500mL 적게 공급된 결과이다. 식물체 생육 및 상품과 수량도 급액방식에 따른 통계적 유의차는 없었지만, 당도는 FDR 처리구에서 TIMER 처리구에 비해 약 11%, IR 처리구에 비해 약 18% 높았다.

최근 식물공장 및 친환경적 농업에 대한 국내외적 관심이 증가하면서, 화훼생산에서도 환경측정센서를 이용한자동제어시스템 관련 연구들이 많이 이루어지고 있다. 특히, 토양수분센서를 이용한 자동관수시스템은 고품질 화훼류의 생산에 있어 매우 효율적이며 친환경적인 재배방법으로 현재 국내외적으로 활발한 연구 개발이 이루어지고 있다. 원예 생산에서 사용할 수 있는 토양수분 측정센서 종류로는 토양수분장력계, 석고블록, 중성자수분 측정기와 유전상수측정기 등이 있으나, 현재 가장 효율적으로 이용되는 토양수분센서는 FDR(frequency domainreflectometry) 방식으로서 이러한 센서를 이용하면 고품질의 화훼를 생산하기 위한 적정 토양수분함량 기준을 설정할 수 있을 뿐 아니라 많은 식물생육환경에 대한 연구에 명확한 기준을 제시할 수 있는 장점이 있다. 또한,자동관수시스템을 이용하여 화훼생산을 하게 되면 관수량을 절약할 뿐 아니라, 비료 비용을 절약할 수 있고, 병충해를 줄이며, 고품질의 화훼작물을 생산해내며, 균일한 생장을 통해 생육시기를 줄이는 결과를 가져올 수 있다. 이를 통해 농가에서는 고품질의 화훼작물을 생력적으로 생산해낼 수 있으며, 소득을 증대시키고, 환경오염도 줄여줄 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 토양수분센서를이용한 자동관수시스템에 대한 개요, 제작 방법 및 실제활용에 대해서 논하였다.