• 제목, 요약, 키워드: hydroponic waste solution

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고추재배를 위한 시설하우스 폐양액의 재활용 (Recycling of Hydroponic Waste Solution for Red Pepper (Capsicum annum L.) Growth)

  • 박창진;김경희;유경열;옥용식;양재의
    • 한국환경농학회지
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    • v.24 no.1
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    • pp.24-28
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    • 2005
  • 본 연구에서는 시설하우스 폐양액이 고추의 생육과 양분 흡수에 미치는 영향을 평가하고 폐양액 관주시 부가적으로 얻을 수 있는 관개 효과를 산출함으로써 폐양액의 토양 시비에 따른 농업적 가치를 평가하였다. 시설하우스 폐양액의 토양 관주시 Ca, Mg K 등 염류의 증가로 인하여 pH와 EC는 상승하였고, 총질소는 암모늄태 질소와 질산태 질소의 증가와 함께 처리 후 100 mg $kg^{-1}$ 이상 증가하였다. 고추 생육은 화학비료 70% 및 폐양액 30% 혼합처리구와 화학비료 50% 및 폐양액 50% 혼합처리구에서 양호하였으며 양분 흡수도 동일한 경향을 나타내었다. 고추 수확량은 화학비료 70% 및 폐양액 30% 혼합처리구에서 가장 높은 것으로 조사되었다. 1일 발생되는 폐양액(288 L 10 $a^{-1}\;day^{-1}$)을 토양에 시용하여 증발산되는 수분을 보충할 경우 최고 $409.86m^2$의 면적을 관개할 수 있는 것으로 산출되었다. 이상의 결과를 통해 폐양액의 토양처리는 화학비료 대체 효과와 폐양액의 정화 효과를 동시에 얻을 수 있으며 적정량 시용시 주변 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 지속적인 처리가 가능할 것으로 판단되었다.

시설하우스 폐양액의 토양 처리에 따른 질소 및 인의 이동 (Fate of Nitrogen and Phosphorous in Hydroponic Waste Solution Applied to the Upland Soils)

  • 양재의;박창진;유경열;김경희;옥용식
    • 한국환경농학회지
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    • v.24 no.2
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    • pp.132-138
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    • 2005
  • 본 연구에서는 폐양액의 토양 처리에 따른 토양의 이화학적 특성 변화를 조사하고 혼합이온교환수지를 이용하여 토양 깊이에 따른 양분의 이동 및 농도 변화를 평가함으로써 폐양액이 토양에 미칠 수 있는 영향을 평가하고자 하였다. 폐양액을 토양에 처리한 경우 토양 중 $H^+$ 이온과 폐양액의 양이온이 교환되어 토양을 통과한 폐양액의 pH와 EC는 감소하였다. 컬럼 시험 결과 폐양액의 EC, 암모늄테 질소 및 $K^+$는 컬럼 길이가 길어질수록 감소하였고 관주 횟수가 증가할수록 제거율이 감소하였다. 이러한 현상은 폐양액 중의 양분이 토양층을 통과하며 양이온교환용량을 포화시켰기 때문이며 따라서 토양의 양이온교환용량과 염기포화도는 폐양액의 처리 효율과 처리용량을 결정하는 주요인으로 판단되었다. 질산태 질소의 경우 초기 폐양액 농도의 약 2/3 정도가 감소하였고 컬럼 길이보다는 관주 회수에 더 큰 영향을 받았다. 인산의 경우 제거효율이 높았으며 대부분이 고정화 혹은 침전 반응에 의한 것으로 판단되었다. 고추재배 포장에 폐양액을 처리한 경우 질소 및 인은 $NO_3-N>NH_4-N>PO_4-P$ 순으로 토양 용액에 존재하는 것으로 조사되었고 질산태 질소의 경우 45 cm 깊이에서도 농도가 높게 나타나 지하수로의 이동 가능성을 확인할 수 있었다. 따라서 질산태 질소의 경우 폐양액의 토양 처리를 제한할 수 있는 주요한 인자로 작용하는 것으로 사료된다. 인산의 경우 30 cm와 45 cm 모두에서 농도가 낮게 나타나 표층에서 대부분이 제거되는 것으로 확인되어 인산 이온이 지하수로 유입될 가능성은 매우 낮을 것으로 판단되었다.

폐양액 활용을 위한 Filamentous Cyanobacteria의 선발 및 최적배양 (Selection of Filamentous Cyanobacteria and Optimization of Culture Condition for Recycling Waste Nutrient Solution)

  • 양진철;정희경;이형석;최승주;윤상순;안기섭;사동민
    • 한국토양비료학회지
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    • v.37 no.3
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    • pp.177-183
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    • 2004
  • 최근 시설 재배지에서는 사용된 배양액을 그냥 방출하고 있어서 지표수의 부영양화와 지하수의 오염을 유발시키는 것으로 알려져 있으며, 이와 같은 폐양액 처리 기술이 요구된다. 따라서 본 연구는 국내토양에서 분리된 광합성 독립영양 세균인 cyanobactria 중 우수한 균주를 선발하고 이의 생장에 필요한 다량의 N, P와 미량 필수원소 등 각종영양 물질이 충분히 함유된 폐양액을 이용하여 광합성 세균을 대량배양 하고자 하였다. 4종 (Anabaena HA101, HA701과 Nostoc HN601, HN701)의 미세조류 중 BG-II ($NO_3{^-}$) 액체배지에서 생장과 양분흡수능이 우수한 균체는 Nostoc HN601이었고, 이 균체는 질소 고정능 뿐만 아니라 균체 내 양분 보유능이 우수하여 본 실험을 위하여 최종 선발하였다. 선발된 Nostoc HN601의 최적 배양 조건는 통기처리 시 배양액 부피의 1/2수준의 조건과 초기 폐양액의 pH를 8.0으로만 조절 해주는 non-buffering 시스템이 효과적이었다. 최적 배양 조건하에서 Nostoc HN601을 15 L의 광배양기에 토마토를 수경 재배한 10 L의 폐양액을 이용하여 배양한 결과 균체의 생장은 $16mg\;Chl-a\;L^{-1}$로 실험실조건에서 배양된 균체 ($8.3mg\;Chl-a\;L^{-1}$)보다 약 2배정도 빠르게 증가되었으며, 폐양액 내 인산도 1주일 이내에 100% 제거시킴으로서 인산 제거효율이 매우 우수하였다. 또한 선발된 Nostoc HN601의 질소 고정능은 $22.4nmol\;C_2H_4\;mg^{-1}\;Chl-a\;h^{-1}$로 매우 우수하였고, 균체 내 총 인산과 총 질소함량은 각각 19.1 mg P와 63.3 mg N으로 높게 나타났다. 이러한 결과로 광반응기에서 폐양액을 이용한 cyanobacteria의 대량배양은 부영양화와 지하수 오염을 일으키는 폐양액 내 인산제거에 큰 효과가 있고. 배양된 균체는 높은 질소와 인산을 함유하고 있어서 생물비료로도 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

시설하우스 폐양액 처리를 위한 소형 인공습지의 최적 조합방법, 여재깊이 및 폐양액 부하량 (Optimum Configuration, Filter Media Depth and Wastewater Load of Small-scale Constructed Wetlands for Treating the Hydroponic Waste Solution in Greenhouses)

  • 박우영;서동철;임종서;박성규;조주식;허종수;윤혜숙
    • 한국환경농학회지
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    • v.27 no.3
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    • pp.217-224
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    • 2008
  • 시설하우스 폐양액 처리를 위한 소형 폐양액처리장치 개발을 위해 소형 폐양액처리장치를 VF-HF, VF-VF, HF-VF 및 HF-HF 조합형으로 구분하여 조합방법별, 여재깊이별 및 폐양액 부하량별로 각각 최적 조건을 조사하였으며, 개발된 시설하우스 폐양액처리장치의 적용성을 검증하기 위해 상기 최적조건하에서 실제 오이, 파프리카 및 딸기 시설하우스에서 배출되는 폐양액의 수처리효율을 조사하였다. 여재 깊이에 따른 오염물질의 수처리 효율은 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P 모두에서 깊이가 깊어짐에 따라 수처리효율이 점점 증가하였으며,여재깊이70 cm에서 모든 조합의 BOD, COD 및 SS의 처리효율은 각각 87, 84 및 82% 이상으로 조합방법에 따라 큰 차이 없이 안정적인 수처리 효율을 보였다. T-N 및 T-P의 경우 HF-HF 및 HF-VF 조합형의 처리효율이 타 조합방법에 비해 약간 높았다. 폐양액 부하량에 따른 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 $150L\;m^{-2}\;day^{-1}{\approx}300L\;m^{-2}\;day^{-1}>450L\;m^{-2}\;day^{-1}$순으로 폐양액의 부하량이 증가함에 따라 수처리 효율이 점점 감소하였다.모든 폐양액 부하량에서의 오염물질 처리효율은HF-VF 및 HF-HF 조합형이 다른 조합형에 비해 높았으며, 특히 총 질소의 경우 HF-HF 조합형이 가장 높은 처리효율을 보였다. 장치의 최적 여재깊이는 70 cm이상이었고, 최적 폐양액 부하이상의 결과를 미루어 볼 때 시설하우스 소형 폐양액처리량은 $300L\;m^{-2}\;day^{-1}$이하이었으며, 최적 조합방법은HF-HF 조합형이었다.

The Closed Recycling System for Combination fish Culture and Hydroponic Vegetable Production

  • Takahiro-SAITO;Koji-OTSUBO;Lee, Gonigin;Seishu--TOJO;Kengo-WATANABE;I, Fusakazu-A
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • pp.584-590
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    • 1993
  • The constructed closed recycling system discussed in this technical report will be economically viable in future for the production of fish and vegetable in earth, space station and space colony, further, it will contribute a lot in the prevention of pollution in the world's ecological system. To make combined system, water management (Nitrification) is required, and it took 45 days to breed microorganism which facilitates this process. After this period , the recycle was confirmed to be working .Using derived equations, the expected nutrient characteristics of waste water were determined and it was found that the resulting nutrient balance was almost same as that in hydroponic solution when KOH was added to maintain pH level. Reverse osmosis (RO) system could solve the problem of the low nutrient concentration . It was found that plants grow well in fish waste water which was produced using RO system. RO system could combine fish and plant production through the advantageous use of separated high concentration water for plant and permeated water for fish in integrated combined system.

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하수처리수 및 폐양액의 재이용이 배추 유묘 생장에 미치는 영향 (Effects of Reclaimed Wastewater and Waste Nutrient Solution Irrigation on Seedling Growth of Chinese Cabbage)

  • 홍기찬;최봉수;임경재;원재희;전신재;허승오;하상건;김남원;양재의;옥용식
    • 한국환경농학회지
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    • v.28 no.2
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    • pp.171-178
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    • 2009
  • 기후변화로 인해 발생될 수 있는 물 부족 현상에 대응하기 위하여 기존 농업용수에 대한 대체용수로 하수처리수 및 폐양액의 재이용이 유식물 생장에 미치는 영향을 평가하였다. 하수처리수와 폐양액에 대한 수질분석결과 유기배지로부터의 폐양액은 무기배지로부터의 폐양액 및 하수처리수와 비교해서 보다 많은 양분을 함유하고 있었으며 하수처리수에서는 $Na^+$$Cl^-$ 함량이 다른 용수보다 높은 것으로 나타났다. 배추묘의 생육은 폐양액 처리구에서 대조구인 지하수 처리구에 비해 유사하거나 촉진되었고 하수처리수 처리구에서는 대조구와 비슷하게 나타났다. 육묘기간 동안 배추묘가 흡수한 질소는 관행재배에서 5.47 mg/plant 이었으며, 유기배지와 무기배지로부터의 폐양액 처리구에서 각각 10.02 mg/plant, 5.20 mg/plant인 것으로 나타났다. 하수처리수 처리구에서는 배추의 질소함량이 4.59 mg/plant으로 나타났다. 관행의 1/2 수준으로 시비하고 유기배지로부터의 폐양액을 처리한 배추의 질소 흡수량은 8.34 mg/plant으로 관행재배보다 높은 것으로 나타나 폐양액 이용 시 육묘에 이용되는 비료의 시용을 줄여야 할 것으로 판단된다. 한편 배추의 인 함량은 관행재배에서 8.9 ${\mu}$g/plant로 나타났으며 유기배지로부터의 폐양액 처리구에서도 관행재배와 비슷한 수준이었다. 반면 인 함량이 낮았던 무기배지로부터의 폐양액과 하수처리수 처리구에서 배추가 흡수한 인산 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 배추묘가 흡수한 양이온의 경우 관행재배에 비해 폐양액과 하수처리수 처리구에서 상대적으로 많은 양을 흡수하였다. 이상의 결과로부터 선정된 폐양액 및 하수처리수에 대한 농업용수로써의 재이용 가능성을 확인할 수 있었으며 향후 현장실험을 통해 작물의 생육특성 및 생산량 평가를 실시하고 대체용수 사용에 따른 환경영향을 평가하는 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.

벼 수경육묘에서 양액의 EC 초기 설정에 따른 묘 생육과 무기성분의 이용 (Effects of Initial EC Values on Seedling Growth and Utilization of Minerals in Hydroponic Rice Seedling Raising)

  • 김영광;홍광표;정완규;손길만;송근우;강진호
    • 한국작물학회지
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    • v.48 no.3
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    • pp.200-204
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    • 2003
  • 벼 생산비중 육묘에 투입되는 비용을 경감시키고 이앙의 효율을 제고하기 위하여, 기계이앙용 상자육묘시 상토를 전혀 사용하지 않고 물과 양액만으로 묘를 생산하는 수경육묘법을 개발하고자 양액의 환경중 적정 EC설정에 대한 시험을 실시하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 초기 설정 EC 농도는 육묘시기에 관계없이 3.0 dS/m 까지는 초장과 건물중이 증가되었으나 EC 3.0 dS/m 이상에서는 차이가 없었다. 2. 육묘후 폐양액의 EC는 초기 설정 3.0 dS/m은 1.1 dS/m로 낮아졌던 만면, 4.0과 5.0 dS/m에서는 1.5-2.4 dS/m로 높게 나타났다. 3. 경엽의 무기성분 함량은 양액의 EC가 높을수록 N, P 및 K 함량은 증가하였는데 그 중 K의 증가율이 가장 높았고. Ca는 반대로 감소하였다. 4. 수경묘에 축적된 무기성분량 중 N과 P는 양액의 EC 2.0 또는 3.0 dS/m를 기점으로 증가도가 둔화되었다. 5. 초기 EC 설정농도가 높을수록 수경묘에 축적된 N에 대한 다른 무기성분 비율 중 K/N 비율은 EC가 높을수록 증가한 반면, Ca/N 비율은 만대로 감소하였다. 6. 공급된 양액의 무기성분 중 N, P 및 K의 이용효율은 EC 2.0과 3.0 dS/m에서 높았으나, Ca와 Mg의 이용효율은 EC가 높을수록 감소하였다.

충북지역 양액 재배용 지하수 및 폐양액의 화학적 특징 (Chemical Characteristics of Ground Water for Hydroponics and Waste Nutrient Solution after Hydroponics in Chungbuk Area)

  • 이경자;강보구;이기열;윤태;박성규;이철희
    • 한국환경농학회지
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    • v.26 no.1
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    • pp.42-48
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    • 2007
  • 본 조사는 충북지역의 양액재배 농가에서 양액재배를 위한 지하수 수질과 양액 재배 후 버려지는 폐양액의 수질에 대한 기초 자료를 얻고자 수행되었다. 양액재배를 위한 지하수의 수질 조사는 19개 지점의 양액재배농가에서 수집하여 분석하였고, 폐양액은 그중 15개 지점을 선택하여 분석하였다. 양액재배에 이용되는 지하수의 수질 분석결과 pH의 수준은 $6.2\sim7.7$이었고, 평균은 6.8이었다. EC의 분포범위는$0.10\sim0.45$ dS $m^{-1}$ 이었고, 평균은 0.23 dS $m^{-1}$ 이었다. $NO_3-N$ 농도의 분포범위는 $0.12\sim13.77$ mg $L^{-1}$, $SO_4^{2-}$의 분포범위는 $1.84\sim63.01$ mg $L^{-1}$, 그리고 $Cl^-$의 분포범위는 $10.46\sim72.09$ mg $L^{-1}$이었다. 그들의 평균값은 각각 4.00 mg $L^{-1}$, 12.70 mg $L^{-1}$ 및 27.57 mg $L^{-1}$이었다. $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$$Na^+$의 분포 범위는 각각 $3.24\sim36.99$ mg $L^{-1}$, $1.44\sim14.93$ mg $L^{-1}$$6.12\sim25.25$ mg $L^{-1}$이었고, 평균 농도 값은 $Ca^{2+}$ 13.06, $Mg^{2+}$ 6.02 및 $Na^+$ 12.08 mg $L^{-1}$이었다. 양액재배 후 버려지는 폐양액에서 pH 수준은 $4.3\sim8.8$ 이었고, 평균은 6.7이었다. EC의 분포범위는 $0.44\sim2.37$ dS $m^{-1}$이었고, 평균은 1.15 dS $m^{-1}$이었다. $NO_3-N$, $PO_4-P$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$$Na^+$ 의 분포범위는 각각 $10\sim212$, $0.56\sim26.1$, $10\sim295$, $16\sim215$, $9\sim54$$10\sim53$ mg $L^{-1}$이었다. 평균 농도 값은 $NO_3-N$ 100, $PO_4-P$ 12.15, $K^+$ 99, $Ca^{2+}$ 78, $Mg^{2+}$ 26 및 $Na^+$ 26 mg $L^{-1}$이었다. 양액 재배 후 버려지는 폐양액 중의 무기성분 함량은 양액재배에 이용되는 원수에 비해 상당히 높아졌다.

질소 및 인 함유 폐양액 처리를 위한 최적 인공습지 시스템 선정 (Selection of Optimum System in Constructed Wetlands for Treating the Hydroponic Waste Solution Containing Nitrogen and Phosphorus)

  • 박종환;서동철;김성헌;이충헌;최정호;김홍출;이상원;하영래;조주식;허종수
    • 한국토양비료학회지
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    • v.45 no.5
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    • pp.764-771
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    • 2012
  • 질소 및 인 함유 폐양액 처리를 위한 최적 인공습지 시스템을 선정하기 위해 처리조의 연결방식을 달리하여 최적 system을 선정하였고, 선정된 최적조건하에서 폐양액 부하량에 대한 적응성을 평가하였다. 현장 폐양액처리장에서 시스템별 정화효율을 평가한 결과 system A의 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 각각 88, 77, 94, 54 및 94%로서 다른 시스템에 비해 가장 높은 정화효율을 보였다. 현장 폐양액처리장에서 폐양액 부하량별 수처리 효율을 조사한 결과 system A의 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 폐양액 부하량에 따라 별 차이 없이 각각 87-89, 76-79, 93-94, 52-55 및 91-94%로 전반적으로 높고 안정적으로 처리되었다. 하지만 T-N의 처리효율은 55% 정도 수준으로 폐수배출기준을 안정적으로 만족하기 위해서는 질소처리효율을 좀 더 향상시킬 필요가 있을 것으로 판단된다.

막분리 돈분농축액비와 몇가지 친환경농자재의 혼합액이 수경재배에서 상추의 생육과 수량에 미치는 영향 (Effects of Concentrated Pig Slurry Separated from Membrane Filter and Several Environment-Friendly Agro-Materials Mixtures on the Growth and Yield of Lettuce (Lactuca sativa L.) in Hydroponics)

  • 류종원
    • 한국축산시설환경학회지
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    • v.16 no.1
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    • pp.51-60
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    • 2010
  • 본 연구는 시설재배에서 관비, 양액재배에 가축액비를 활용하기 위하여 한외여과막(UF) 분리 후 역삼투막 (RO)에서 농축액비를 제조하였다. 농축액비의 양분불균형을 조정하기 위하여 친환경농자재를 첨가하여 액비를 제조하였다. 처리구는 농축액비와 친환경농자재를 혼합하여 시용하는 조합처리를 두었으며 농축액비 단독처리구 (CS), 농축액비의 부족성분인 인산을 보충한 농축액비+골분혼합처리구 (CS+BM), 농축액비에 안산, 질소성분 보충을 위한 골분, 동물성아미노산 혼합처리구 (CS+BM+AA), 농축액바에 인산, 질소, 무기물 성분 보충을 위한 골분, 동물성아미노산, 해초분말 혼합처리구 (CS+BM+AA+SW)와 대조구로 원예연구소 상추 표준양액구 (NS) 등 5개 처리구를 두었다. 상추(Lactuca sativa L.)를 공시하여 수경재배에서 상추의 생육과 수량에 미치는 액비의 영향을 검토하였다. 1. UF/RO 공정을 통하여 SS (Suspended solid)의 수치가 20 이하로 양액 재배시 막힘 문제가 없는 액비의 생산이 가능하였다. UF/RO에서 생산된 농축액의 비료가치는 식물생육에 필요한 질소, 칼리, 황 등 다량의 다량원소와 다양한 미량원소를 함유하고 있어서 비료로서 가치가 있었으나 칼리함량이 상대적으로 높고 질소, 인산 함량이 낮아 농축액비 (CS) 단독처리구는 양분의 불균형을 초래하여 생육이 불량하여 상추수량이 화학양액대비 51%의 저조한 수량을 나타내었다. 2. 농축액비에 골분, 동물성아미노산, 해초분말을 혼합한 시용구는 대조구인 표준양액과 대비 84% 상추수량을 나타내었다. 따라서 농축액비에 골분, 동물성아미노산, 해초분말을 첨가한 혼합용액을 조제하면 화학양액에 비하여 수량감소가 16% 있었으나 유기물에서 유래한 액비로 상추 수경재배에 활용이 가능 할 것으로 판단된다.