본 시험은 순환식 수경재배시 배양액조성이 배양액 내 다량원소 농도의 변화 및 오이 생육에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 네 가지 배양액조성, 즉 일본 원시 배양액, 야마자키 오이 배양액, PBG 오이 순환식 배양액 및 원예원 오이 순환식 배양액이 급액되는 순환식 펄라이트 수경재배시스템에서 오이('조은백다다기' 품종)를 재배하였다. 네 가지 배양액조성 처리구 모두에서 순환배양액내 NO3-N, Ca2+, Mg2+ 및 SO4-S의 농도는 정식후일수가 진전됨에 따라 증가되었고 NH4-N의 농도는 점차적으로 감소되었다. 순환배양액내 PO4-P와 K+의 농도는 과실수확 개시기부터 과실수확 최성기까지 계속적으로 감소되었다. 순환배양액내 NO3-N, NH4-N 및 Ca2+의 농도는 배양액조성 간에 큰 차이를 나타내지 않았다. 그러나, 야마자키 배양액을 이용한 오이 순환식 수경재배 시에 다른 세 가지 배양액조성에 비하여 PO4-P와 K+의 농도는 가장 낮아지고 Mg2+와 SO42-의 농도는 가장 높아지는 결과를 나타내었다. 엽수를 제외한 작물 생육은 배양액조성 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나, 오이의 과수와 과실수량은 야마자키 배양액조성 처리에서 가장 적었는데, 그것은 순환배양액내 PO4-P와 K+의 농도가 낮게 유지되었기 때문이다.

본 연구는 장미 순환식 수경재배 시 재배시기별로 적합한 배양액을 개발하고자 일본야채다업시험장 표준액을 1/4S, 1/2S, 2/3S, 1S로 하여 펄라이트와 입상 암면을 4:6 부피비로 섞은 고형배지를 이용하여 실험을 실시하였다. 고온기재배의 경우 1/2S 처리구에서, 저온기의 경우 2/3S 처리구에서 광합성 속도, 절화 품질 및 생육이 우수하였다. 이를 토대로 1/2S(고온기), 2/3S(저온기) 처리구의 양수분 흡수율을 기준으로 새로운 배양액을 조성하였다. 이온의 조성은 고온기의 경우 NO3-N 6.8, NH4-N 0.7, PO4-P 2.0, K 3.8, Ca 3.0, Mg 1.2, SO4-S 1.2me·L-1, 저온기의 경우 NO3-N 6.8, NH4-N 0.7, PO4-P 2.0, K 3.8, Ca 3.0, Mg 1.2, SO4-S 1.2me·L-1 이었다. 개발한 배양액의 적합성 평가실험 결과 UOS 배양액은 Ca, P 등의 이온이 장미의 양분흡수율보다 많이 함유된 기존의 배양액과 비교하여 근권 내 EC 변화가 안정적이었다. 또한 절화수량이 재배기간에 관계없이 기존 배양액보다 높은 결과를 나타내었고 특히 저온기 재배시 아이찌현 배양액 처리구에 비하여 수확량이 140% 증가하였다. 따라서 고형배지를 이용한 장미 순환식 수경재배시 새로 개발된 배양액을 사용할 경우 기존 배양액에 비해 비료절감의 효과와 함께 안정적인 생육 및 수량증대를 기대할 수 있다.

본 연구는 토마토 수경재배에서 풋마름 병원균의 분포와 침입 및 전파경로를 구명하여 풋마름병 방제의 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 배양액 재배시스템에서 토마토 풋미름병의 발생정도별로 배양액탱크, 배지, 폐액에서 병원균의 밀도를 검정한 결과 20% 정도 발병된 포장의 폐액에서는 19,000cfu/mL의 밀도로 검출되었으며 연작연수가 많을수록 병 발생이 심하였다. 토마토 펄라이트 수경재배시스템에서 토마토 풋마름병의 발생전파 과정은 최초 발생지점으로부터 좌우로 급속히 전파되었다. 토마토 풋마름병 발생포쟁에서 병원균의 유입경로를 추적한 결과 육묘 중에 감염되는 경우와 웹스 주변의 이병된 토양에서 감염되는 경우로 크게 두 가지 방법으로 유입되는 것으로 생각된다. 또한 시판용 토마토 종자에서는 풋마름병원균이 검출되지 않았다.

Echinacea 청정대량생산을 위해 재배환경조절이 강한 수경재배 시스템에서 Echinacea 뿌리와 잎 생산에 적합한 수경재배 시스템을 선발하고자 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 공시작물은 E. angustifolia DC. 와 E. purpurea (L.) Moerch이며 NFT, modified NFT, DFT, aeroponics, Ebb & Flow등 5가지 시스템을 사용하여 150일간 실험하였다. 120일 수경재배한 두 종 모두 광합성 및 증산률은 Ebb & Flow 시스템에서 유의적으로 낮은 수준을 보였다. 정식 후 150일 째 지상부 생체중과 건물중은 E. angustifi이za의 경우 분무경과 DFT에서 높았고, E. purpurea는 분무경과 NFT에서 유의성 있게 높았다. 지하부의 생체중 및 건물중은 E. angustifolia와 E. purpurea는 분무경에서 가장 높았고 다음으로 M-NFT에서 높았다 두 종 모두 뿌리의 길이는 두 종 모두 NFT 및 Ebb & Flow 시스템에서 높았고 분얼수는 E. purpurea가 분무경에서 유의적으로 높았다. 따라서 Echinacea의 바이오매스 확보를 위한 수경재배 방식으로 광합성과 지상와 지하부 생육량이 E. angustifolia 와 E. purpurea 모두 높았던 분무경 시스템을 선발하였다.

본 연구는 딸기 배양액의 NO3-N와 NH4-N의 비율을 달리하여 '장희(章姬)' 딸기의 생육, 수량 및 과실의 품질, 그리고 양이온 흡수에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. NO3-N와 NH4-N의 비율은 5.5:0, 4.0:1.5, 3.0:2.5me·L-1로 조절하였다. 실험기간 동안 배양액내의 NH4-N의 비율이 높아질수록 pH가 낮았으며, EC는 전 실험기간 동안 0.8~1.0dS·m-1로 4월 이후에 5.5:0 처리구가 다른 처리구보다 약간 낮았으나 그 외에는 처리구 간에 유의한 차이를 나타내지 않았다. NO3-N:NH4-N를 3.0:2.5로 NH4-N의 비율을 높여도 양이온의 흡수에 길항증상이 나타나지 않았다. 딸기의 엽병장과 엽폭은 NO3-N의 단독 처리구 보다 NO3-N:NH4-N이 4.0:1.5와 3.0:2.5인 처리구에서 더 길어졌다. NO3-N:NH4-N이 4.0:1.5와 3.0:2.5 처리구 간에는 유의한 차이가 없었다. 과장, 과경, 과중, 당도는 NO3-N와 NH4-N비율 차이에 따른 통계적인 유의차가 인정되지 않았다. 주당 과실 수량은 NO3-N:NH4-N 4.0:1.5의 처리구에서 가장 낮았으며, 나머지 두 처리간에는 유의한 차이가 없었다. 실험 기간 동안 이상과는 전혀 발생하지 않았다.

본 실험은 장미 식물공장에서 single-node cutting 'Versillia'의 양분흡수 특성을 구명하고 순환식 수경재배 시스템에 적합한 배양액 내 무기이온 조절방식을 구명하고자 수행하였다. 실험 기간동안 각 처리별 배양액 내 무기이온함량 변화를 살펴본 결과 EC 제어구의 경우 NO3-N은 생육 후반이 되면 그 함량이 적정 범위 이상으로 증가 하였고 P와 Mg은 감소하였으며 배양액 첨가구는 전체적인 배양액 내 무기이온 함량이 증가하였다. 이에 비해 무기이온 제어구는 생육 기간동안 근권 내 적정 범위를 유지하였다. 광합성 효율을 나타내는 지표 중 하나인 Fv/Fm는 무기이온제어구와 배양액 첨가구에서 높았고 절화장, 생체중 등은 무기이온 제어구에서 높았다. 그러나 뿌리의 활성 정도를 측정해본 결과 무기이온 제어구에서 높았으나 배양액 첨 가구에서는 생육 초기에 배양액 내 pH 변화폭이 커서 가장 낮게 나타났다. 위의 결과를 종합하였을 때, 무기이온 조절(다량 미량원소 제어구와 다량원소 제어구)을 통해 배양액을 관리하는 것이 생육 전 기간 동안 근권 환경을 적절히 유지해 줄 수 있었고 이에 따라 절화 품질도 향상되므로 장미(single-node cutting) 순환식 수경재배에 적합한 근권 환경 제어방식이라고 할 수 있다.

수경재배 시스템에서의 고추냉이 잎 생산 가능성을 알아보고자 실험을 수행하였다. 분무수경, 마사, Coir등의 배지경 시스템에서 60일 재배하였을 때 고추냉이 잎 광합성 속도가 높고, 상품 가능 잎(엽폭 11~13cm)이 주당 11.2~11.7매, 생체중 52~53.8g으로 높았다. Yamasaki 배양액을 급액한 담액 수경 방식에서 130일 재배하였을 때 고추냉이의 주 당 수확 잎 수가 25.7매로 가장 높았다 봄과 가을 재배 고추냉이 수경재배를 통해 고추냉이 상품 가능 수확 잎 수는 주 당 평균 2~4일에 1매를 수확함으로써 재배 환경 조절이 가능한 수경재배 방식에서의 고추냉이 잎 생산이 가능하였다.

딸기의 백납과를 유발하는 것으로 추정되는 몇 가지 요인 중에서 규소가 백납과의 발생에 미치는 영향을 검토하였다. 배양액 내에 규소를 첨가하면 약 1개월 후부터 백납과가 발생하였는데 potassium silicate (K2SiO4) 200mL·L-1 처리에서는 최고 90%이상의 백납과 발생율을 나타내었다. 배양액에 규소를 제거하면 약 7~8주 후에 백납과의 발생이 중단되었으나 potassium silicate(K2SiO4)의 200mL·L-1 처리에서 가장 늦게까지 발생이 지속되었다. 과실의 길이는 대조구에 비해 규소 처리구에서 약간 길었으며, 과경과 과중은 고농도의 규소 처리구에서 감소하는 경향을 나타내었다. 과실내의 가용성 고형물과 과실수, 주당 수확량은 처리 간에 차이가 없었다. 백납과의 발생비율은 규소의 농도가 높을수록 현저하게 증가하였다. 본 실험의 결과에서 왕겨배지를 사용하는 수경재배의 백납과 발생은 왕겨에서 유출된 규소의 영향인 것으로 밝혀졌다. 이 결과는 수경재배농가의 백납과 발생 방지에 유효한 정보로 이용될 수 있을 것이다.

본 실험은 딸기의 고설수경재배에 이용 가능한 적정한 배지를 조사하기 위하여 수행하였다. 코코피트 배지에서 엽수가 가장 많았으며, 원예용 상토배지에서 엽장과 엽폭이 가장 우수했다. 과중은 통계적인 유의성은 없었지만 원예용 상토배지에서 25.8g으로 가장 높게 나타났고 과장, 과경, 당도 등도 처리 간에 유의한 차이는 없었지만 원예용 상토배지에서 가장 좋은 결과를 나타내었다. 주당 수확과수는 원예용 상토와 코코피트 배지 모두 왕겨 혼합배지보다 유의하게 높은 수치를 나타내었다. 주당 수량은 원예용 상토배지가 545.9g으로 가장 많았으며, 그 다음으로 코코피트 배지에서 높았으며 왕겨 혼합배지에서 가장 낮았다. 본 연구에서는 딸기의 수경재배에 적합한 고형배지로서 생산자가 구입과 작업이 편리하고 물리성이 좋은 원예용 상토의 우수성을 입증하여, 딸기 재배농가에게 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대되며 타 작물의 고형배지 재배에서도 유용하게 이용될 것으로 생각된다.

수출 유망작목인 사철딸기의 페치카 품종을 이용하여 코랭지(해발 약 800m)의 여름 생산(6-9월) 가능성과 고설벤취식 양액재배의 적합한 양액관리 농도를 검토한 결과가 아래와 같다. 고랭지한천)에서는 평지(분산)보다 하우스내 상온이 4℃ 정도 낮았고 야간온도가 1℃ 정도 낮았다. 근권온도는 고랭지(최고 25.5℃, 최저 19℃)가 평지보다 평균 3℃ 정도 낮았다. 초기생육(엽수, 엽장, 엽폭, 생체중 등)은 고랭지에서 평지보다 좋았으며 기형과 발생율도 낮았다. 주당과 중은 고랭지에서 평지에 비해 많았으며 특히 수출규격품 과실(8~15g)중도 높았다. 총수량은 고랭지에서 2,967kg/10a로 평지에 비해 52%증수하였으며 과실의 가용성 고형물과 유기산 함량이 높았고 Citric acid가 95% 이상이었다. 양액농도 관리에서는 S(EC 0.75dS m-1)에서 생체중 생육이 가장 좋았으며 양액농도가 증가할수록 억제되는 경향이었다. 특히 5/3S(EC 1.25dS m-1)에서는 뿌리의 갈변이 심하고 근활력이 낮았다. 총수량은 S(EC 0.75dS m-1)에서 2,064kg/10a로 가장 많았으며 양액농도와 수량간의 추세선은 y=-808×2+967x+1703(R2=0.7994, 꼭지점 =3/5S)였다. 이상의 결과에서 페치카의 여름재배에 알맞은 양액농도(EC)는 3/5S이고, 1.0dS m-1 이상에서는 과실의 당도는 높아지나 기형과의 발생이 많으므로 낮은 농도로 관리하는 것이 유리한 것으로 판단되었다.

본 실험은 고랭지에서 사계성딸기의 고설벤치식 양액재배시 묘의 생산 및 저장방법에 따른 생육 및 수량을 비교하고자 실시하였다. 처리는 주냉장묘, 노지월동묘, 폿트냉장묘와 1년생묘였다. 정식시 묘의 생육량은 폿트냉장이 가장 많았다. C/N율은 1년생이 19.5로 가장 낮았고, 폿트냉장은 39.2로 가장 높았다. 그러나 첫 수확기의 생육량은 처리간에 큰 차이를 보이지 않았다. 1년생의 첫 수확시기는 다른 처리에 비해 5~9일 늦었다. 1년생의 평균과중은 12.6g으로 가장 무거웠다. 상품수량은 폿트냉장이 가장 많았고, 1년생, 주냉장, 노지월동 순으로 많았다. 따라서 고랭지에서 단경기생산을 위한 사계성 딸기의 정식묘는 폿트냉장이 가장 좋았다.

가을철 수경재배에 알맞은 품종을 선발하기 위해 19개 품종을 대상으로 선발 실험을 하였고 그 중 가장 우수한 '아트라스'를 대상으로 생육 및 수량 실험을 수행하였다. 선발 실험결과 직립형태이면서 발아율 90%이상, 초장이 25cm 내외인 '아트라스'와 '딤플'이 가장 좋았고, 발아율은 다소 떨어지지만 '마호로바'도 비교적 우수한 생육을 보여 수출용 품종으로 적합하였고, 직립형태 중 초장이 20cm 정도인 '프리미엄'과 '플라톤' 품종은 내수용으로 적합한 품종으로 생각되었다. 정식시 재식거리를 12×9 cm, 12×11 cm, 12×13 cm, 12×15 cm로 하여 '아트라스'를 재배한 결과 초장 등 엽 생육은 처리간 유의성은 없었다. 재식거리에 따른 초장의 차이는 12×11 cm가 24.1 cm, 12×13 cm가 21.5cm, 12×15 cm가 21.2cm에 비해 재식거리가 넓어짐에 따라 감소되었다. 한편 지상부의 생체중은 재식거리가 넓어질수록 증가되었으며, 1개체의 무게는 12×9 cm의 7.3g에 비해 12×11 cm, 12×13 cm, 12×15 cm이 각각 10.7g으로 46% 컸으며, 정식 1홀당 생체중도 재식거리가 넓을수록 증가되어 12×9 cm의 20.2g에 비해 12×11 cm에서 33.8g, 12×13 cm에서 29.7g, 12×15 cm에서 26.9g으로 각각 67~33% 증가되어 수량에 영향을 미쳤다. 수량은 12×11 cm가 14,890kg·ha-1으로 12×9cm의 8,900kg·ha-1에 비해 67%증가되었다. 따라서 가을철 시금치 수경 재배시 안정 생산을 위한 재식거리는 12×11 cm라고 생각되어 진다.

본 연구는 섬유 제조과정에서 발생하는 파쇄섬유 및 버려지는 의류 등의 합성섬유를 과채류 수경재배용 배지로 활용하기 위하여 적용 가능성을 여러 방면에서 검토하였으며 그 결과는 다음과 같다. 물리성 분석에서 합성섬유 배지는 암면에 비해 가비중과 고상률은 약간 낮았고, 기상률과 수분함량은 높았다. 화학성은 pH 6.5, EC 0.03dS·m-1로 암면의 6.6과 0.01dS·m-1와 큰 차이가 없었으며, CEC는 0.39me/100mL로 암면의 3.29me/100mL보다 낮았고, K+, Ca2+, Mg2+, Na+등의 양이온 함량은 합성섬유 배지에서 약간 높았다. 모모따로 토마토 재배에서, 합성섬유 배지는 초장, 경경, 화방별 첫꽃 개화소요일수 등 생육은 암면 배지에서와 차이가 없었다. 1과중은 각각 182g과 181g, 상품과율은 각각 93.8%와 92.0%로 두 배지간에 큰 차이가 없었으며, 10a당 상품수량은 합성섬유 배지에서 암면 배지의 97%수준인 12,799kg이었다. 수출오이 재배시, 합성섬유와 암면 배지간의 엽장, 엽폭, 엽수, 경경, 엽록소 함량 등 생육 차이는 없었다. 1과중은 암면 배지에서 높았으나, 상품률은 합성섬유 배지에서 약간 높았다 10a당 상품수량은 합성섬유 배지에서 5,062kg으로 암면 배지에서보다 오히려 2% 증가하였다. 재배기간 동안 근권 양액의 무기이온 농도는 NO3 - 농도만 암면 배지에서 높았을 뿐, NH4+, H2PO4- , K+ Ca2+, Mg2+, SO42- 등의 다른 이온들의 농도는 두 배지간에 유의한 차이가 없었다.

마죠람과 오레가노 수경재배시에 생육과 정유함량에 미치는 양액내 Ca2+ : K+의 적정비율을 구명하고자 시험을 수행하였다. 양액은 유럽채소연구소의 0.5배액을 사용하였다. Ca2+ : K+의 비율은 3.5;13, 4.5:11(표준용액), 5.5:9, 6.5:7 mM·L-1 4가지 농도로 처리하였다. 그 결과 마죠람의 생육은 5.5:9와 6.5:7 mM·L-1구에서 우수하였다. 비타민 C는 6.5:7구에서 그리고 정유함량(%)과 정유수량은 5.5:9구에서 높았다. 오레가노의 경우는 생육과 비타민 C의 함량은 5.5:9와 6.5:7구에서, 정유성분과 수량은 6.5:7구에서 높았다. 따라서 마죠람은 5.5:9 그리고 오레가노는 6.5:7로 조절하여 가꾸는 것이 생육과 수량 그리고 정유 생산량을 증가시킬 수 있다고 본다.

양액재배 용수 내에 HCO3-(중탄산 이온)이 많이 존재하면 배지의 pH가 높아져서 알칼리성이 되고 다른 유용 이온의 용해도와 흡수를 저해하므로 중탄산 이온의 제거를 위한 적절한 방법이 필요하다. 중탄산 이온을 제거하기 위해 실제 농가에서 사용하고 있는 용수를 재료로 산 용액(HNO3, H3PO4 및 H2SO4)의 첨가법을 이용하여 중탄산 이온을 처리하였다. 적정기를 이용하여 처리 전과 후 시료의 중탄산 이온을 적정한 결과 산의 첨가량에 비례해서 중탄산 이온 농도가 감소하였다. KHCO3을 3차 증류수에 첨가하여 50, 100, 150, 200, 250mg.L-의 중탄산 용액들을 만들고, 각각 HNO3, H3PO4또는 H2SO4을 일정 비율로 첨가한 결과 pH도 교정되고 중탄산 제거에도 효과적이었다 이 결과에 따라 양액재배를 하고 있는 농가에서 사용하고 있는 용수의 중탄산 이온의 함량을 적정하고 각 산을 첨가한 후 잔류량을 적정한 결과 중탄산 이온의 제거 효과를 보였다.

양액재배용 배지로 팽연화 왕겨를 사용할 경우 반촉성 및 억제 재배용으로 사용 가능한 횟수는 3회 사용시 Ca++의 다량 용출로 인한 배지의 다져짐이 나타나며 원형여지크로마토그래피상의 부숙도 판정에서도 2작기 경과동안 거의 부숙되는 것으로 미루어 2회까지 사용이 안정적인 것으로 판단되였다. 2회 사용일수의 합산이 245일 이고 정상적인 급액은 이루어지지 않았으나 30일 정도의 재상용전 기간 동안에도 습윤상태를 유지한 것으로 미루어 장기재배 1작기에도 사용이 가능한 것으로 판단되나 펄라이트의 적정 사용기간에 비해 1/3 정도로 사용기간은 짧은 편이었다. 교체비용을 포함한 배지 재료비는 펄라이트 대비 65.3% 정도로 경제적이었다.

본 연구에서는 유기물 재료로 구득이 쉽고 수량이 풍부하며 재료의 균일성이 좋은 왕겨를 팽연화 하여 양액재배용 배지 재료 사용하기 위해 적합한 조건을 탐색해 보았다. 팽연화 왕겨의 물리성은 CEC 37.0cmol.kg-1, 가비중 0.19g.㎤, -0.1 bar 상태에서 보수력 271.0으로 펄라이트보다 우수하였으나 흡수속도는 펄라이트에 크게 떨어지는 경향이었다. 팽연화 수준이 높아짐에 따라 보수력, 흡수속도 등 수분관련 물성이 좋아지는데 반해 입도가 작아지고 부숙속도가 빨라지는 변화가 있었고 재배중 부숙이 진행됨에 따라 급액 15일 이후부터 pH가 상승되며 15~20일 사이에 NO3 부족이 심화되어 작물에 스테레스를 주는 것으로 판단되었다. ERH a처리에서 당도가 펄라이트에 비해 약 1.0 。Brix정도 높고 수량의 유의성은 없었으므로 틈새간극 8mm, 날높이 3mm에서 생산된 팽연화 왕겨의 물성이 양액재배용 배지 재료로 사용하기에 적정하였다.