• 원예과학기술지
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• 제31권4호
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• pp.423-428
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• 2013

Although closed soilless culture is useful for saving water and fertilizers with minimizing environmental pollution, adequate management of nutrient solutions is still not stabilized in greenhouse cultivation. In order to investigate the problems occurred in closed soilless culture of Paprika (Capsicum annuum L., cv. Fiesta), we compared ion balance, fruit yield, and the water and fertilizer use efficiencies in the closed system with those in the open system. The plants were grown in rockwool culture with a nutrient solution of EC $2.5dS{\cdot}m^{-1}$. After 4 weeks of treatment, individual ratio of $NO{_3}^-$, $K^+$, $Ca^{2+}$, and $Mg^{2+}$ to total ion concentrations ($meq{\cdot}L^{-1}$) decreased from the initial value, especially the biggest decrement was observed in $K^+$, and on the other hand, $SO{_4}^{2-}$, $Cl^-$, and $Na^+$ were accumulated in the closed system. Yields after four-time harvests were 19% higher in the open system than in the closed system. Total volume of water used per unit area ($m^2$) in the open system was 20% higher, but the total water use per fruit was not significantly different between the two systems, while t total fertilizer use per fruit was 78% higher in the closed system. Amount of marketable fruits was not significantly different between the two systems. We concluded that the increase in $K^+$ supply and the replenishment of recycled nutrient solution every four weeks were required for preventing the imbalance or depletion of nutrients in the close soilless culture of paprika plants to get more balanced nutrient composition during whole cultivation period.

• 원예과학기술지
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• 제32권1호
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• pp.46-52
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• 2014

본 연구는 순환식과 비순환식 수경재배 온실 내 특정 구역에서 잠재적인 병발생 가능성을 추정하기 위하여 미생물 시료의 채취 및 배양을 통하여 집락형성단위수(CFU)를 분석하였다. 시료의 채취는 배지를 기준으로 각 구역별 3cm 간격으로 $25cm^2$의 면적에 대해 4개의 구역을 각 온실별로 3회 반복하여 이루어졌다. 비순환식과 순환식 수경재배 온실에서 암면과 코이어를 배지로 사용하는 각 2개 농가를 조사대상으로 하였다. 진균류의 경우 비순환식 수경재배 온실에서 유의적으로 높은 수준의 집락형성단위수(CFU)가 관찰되었다. 세균류의 경우는 유의적인 차이는 관찰되지 않았지만, 순환식 수경재배 온실이 비교적 낮은 경향을 나타냈다. 위치 별 CFU의 비교에서는 순환식과 비순환식 모두 배액의 발생에 따른 환경조건의 변화가 적은 배지 부분에서 가장 낮은 수준의 CFU가 관찰되었다. 주성분 분석결과 온실 내 배액의 이동 경로 상에서 수집된 시료가 미생물의 개체수 변화에 많이 기여하고 있는 것으로 판단되었다. 순환식 수경재배 온실은 비순환식 수경재배 온실에 비해 미생물 증식억제에 유리한 조건에 있으며, 이는 외부 환경에 비해 비교적 단순한 생태계로 구성된 온실의 조건을 고려해 보았을 때 잠재적인 병 발생 가능성이 상대적으로 낮음을 의미한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권4호
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• pp.298-304
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• 2010

EC 기준 순환식 양액재배에서 식물의 양분 흡수와 배액율은 재사용 양액 내의 이온 비율과 농도에 영향을 미친다. 본 연구는 파프리카(Capsicum annum L. 'Boogie')의 EC 기준 순환식 양액재배에서 시간과 배액율에 따른 이온 농도의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 첫 번째 실험에서 수집된 배액을 EC $2.2dS{\cdot}m^{-1}$로 조정하고 새로 조성한 양액과 혼합하여 재사용 하고 주기적으로 샘플링 하여 이온의 농도를 분석하였다. 두번째 실험은 7%, 16%, 39%, 51%의 배액율을 적용하고 배액과 배액을 원수로 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합하였을 때의 EC 변화와 이온 농도를 분석하고 비교하였다. 재사용 양액에서의 $K^+$ : $Ca^{2+}$와 $SO_4^{2-}$ : $NO_3^-$와 같은 이온 간의 비율 변화를 조사하였다. 첫번째 실험에서의 이온 농도의 변화 범위는 각각 $K^+$ 1.13, $Ca^{2+}$ 5.35, $Mg^{2+}$ 0.92, $NO_3^-$ 0.9 $SO_4^{2-}$ 1.10, $PO_4^{3-}$ $0.19meq{\cdot}L^{-1}$이었다. 이온 간의 비율 변화는 양이온에서는 주로 $K^+$ : $Ca^{2+}$을 중심으로 음이온에서는 $NO_3^-$ : $SO_4^{2-}$을 중심으로 나타났다. 두 번째 실험에서 배액율에 따른 배액의 배액율이 증가함에 따라 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 배액 내 각 이온의 농도도 배액율의 증가에 따른 감소 경향을 보였다. 배액율에 따른 배액 내 이온 간의 비율 변화에는 차이가 없었다. 그러나 배액을 희석하고 새로 조성한 양액과 혼합함에 따라 교정 효과에 차이가 나타났다. 7% 의 배액율이 새 양액의 이온 비율에 가장 근접하였으며, 16%, 51% 39% 순으로 교정되었다. 교정에 따른 이온 비율 변화는 $K^+$ : $Ca^{2+}$와 $NO_3^-$와 $PO_4^{3-}$를 중심으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권1호
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• pp.69-77
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• 2006

The experiment was conducted to investigate the nutrition absorption pattern in the growth stage and develope the optimal nutrient solution hydroponically grown the cherry tomato 'Koko' in closed substrate culture system with the nutrient solution of National Horticultural Research Station in Japan into 1/2S, 1S, and 2S. When plant was grown in 1/2S, the growth and yield were high and the pH and EC in the root zone were stable. Suitable composition of nutrient solution for cherry tomato was $NO_3-N\;6.8,\;PO_4-P\;2.7,\;K 3.2,\;Ca\;3.6\;and\;Mg\;1.1\;me\;L^{-1}$ in the early growth stage, $NO_3-N\;7.3,\;PO_4-P\;2.2,\;K\;3.7,\;Ca\;3.6;and\;Mg\;1.1\;me\;L^{-1}$ in the late growth stage by calculating a rate of nutrient and water uptake. To estimate the suitability for the nutrient solution in a development of cherry tomato developed by Wongkwang university in Korea (WU), plant was grown in perlite substrate supplied with different solution and strengths(S) by research station for greenhouse vegetable and floriculture in the Netherlands (Proefstation voor tuinbouw onder glas th Mssldwijk; PTG) of 1/2S, 1S, and 2S, respectively. The growth was good at the PTG and WU 2S in the early stage and the PTG of 1S and WU of 1S and 2S in the late stage. The highest yield of cherry tomato obtained in the WU of 2S. pH and EC in root zone of WU of 2S were stable during the early and late growth stage. Therefore when cherry tomato plant was grown in WU of 2S of EC $1.6{\sim}2.0\;dS\;m^{-1}$in the nutrient solution, not only stable growth and yield but also fertilizer reduction can be obtained than that of PTG.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권4호
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• pp.247-252
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• 2011

순환식 수경재배에서 배액의 EC, 부피, 관수량은 재사용 양액의 혼합비율을 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 적산 일사량 제어법으로 관수할 경우 일일 관수량의 예측은 곤란하며 일반적으로 고정된 혼합비율을 사용한다. 이 경우 새 양액이 고정적으로 투입되어 양분의 조정 효과가 기대되지만, 때때로 배액의 강제배출을 필요로 한다. 본 연구는 적산 일사량 제어법으로 관수하는 순환식 수경재배 조건에서 배액의 혼합비를 고정한 처리구(FR)와 정해진 혼합 용량 내에서 배액의 부피와 EC에 따라 혼합비를 변경하는 처리구(MR)의 재사용 양액 내 양분 조정효과를 비교하여 양수분 이용효율이 높은 혼합방식의 규명에 기여하고자 수행하였다. 배액의 농도 변화를 비교하기 위한 대조구로는 비순환식 수경재배 처리구(OP)를 구성하였다. FR처리구의 배액 혼합 비율은 배액의 희석 EC를 각각1.0, $2.0dS{\cdot}m^{-1}$로 설정하여 혼합처리를 적용하였다. MR 처리구의 경우는 혼합 용량을 1회 관수량을 기준으로 배액의 EC와 부피에 따라 혼합비율이 변경되도록 하였다. 배액의 누적 현상은 FR 1.0 처리구에서 관찰되었으며, FR 2.0과 MR 처리구에서는 배액 누적현상이 나타나지는 않았으나 MR 처리구의 배액 저장량이 FR 2.0 처리구에 비해서 낮게 나타났다. 배액과 재사용 양액 내 $Mg^{2+}:K^+:Ca^{2+}$와 $SO^{2-}_4:NO^-_3:PO^{3-}_4$의 당량 농도 간 비율 변화는 FR, MR 처리구에서 초기비율 대비 비교적 좁은 변화 범위를 나타냈다.

• 원예과학기술지
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• 제29권1호
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• pp.29-35
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• 2011

EC 기준의 순환식 수경재배시스템에서 재사용 양액 내의 이온 농도의 변화와 각 이온의 EC 기여 비율의 변화는 안정적인 양액 관리를 위해서 고려되어야 할 중요한 요인이다. 본 연구는 초기 생육단계 파프리카의 EC 기준 순환식 수경재배에서 교체 주기에 따른 재사용 양액 내 이온 농도, 이온균형 및 이온의 EC 기여도의 변화를 조사하여 재사용 양액의 적정 분석 주기를 규명하고자 수행하였다. 실험은 파프리카의 평균 마디수가 13마디일 때 시작하였고, 처리 종료시점에서는 평균 마디수가 18마디였다. 1개의 암면 슬라브당 3주의 파프리카가 재배되었다. 처리는 재사용 양액의 교체 주기에 따라 각각 1주, 2주, 3주, 4주 교체 처리구로 구성되었다. 양액은 일사비례제어방식으로 급액되었다. 배액은 배액 탱크에 수집된 후에 당일 관수가 종료된 후 혼합 탱크에서 EC $2.69dS{\cdot}m^{-1}$가 될 때까지 희석되었다. 혼합된 양액은 익일의 양액으로 사용되었다. 재사용 양액은 주기적으로 수집하여 분석되었다. 교체 주기에 따른 이온 농도의 변화는 처리별 차이가 나타나지 않았다. 모든 처리구에서 이온 농도의 변화 범위는 각각 $K^+$ 5-8, $Ca^{2+}$ 11-14, $Mg^{2+}$ 2.0-2.7, $Na^+$ 0.5-0.6, $NO_3{^-}$ 14-19, ${SO_4}^{2-}$ 4-5, ${PO_4}^{3-}$ 1-4, $Cl^-$ $0.3-0.5meq{\cdot}L^{-1}$와 같았다. 교체 주기에 따른 이온 균형 변화는 크지 않았다. 그러나 전체 처리구에서 이온 비율의 변화는 일정한 경향을 나타냈다. 양이온 비율 변화는 $K^+$ : $Ca^{2+}$을 중심으로 나타났으며, 음이온은 ${SO_4}^{2-}$ : ${PO_4}^{3-}$를 중심으로 나타났다. 양액 중의 $K^+$, $NO_3{^-}$, $H_2PO_4{^-}$의 1가 이온과 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, ${SO_4}^{2-}$의 2가 이온의 활동도 계수는 각각 0.8-0.9, 0.5-0.6 사이에서 변하였고, 시간 경과와 함께 각 이온의 활동도 계수는 일정한 경향을 나타냈다. 각 이온이 양액의 EC에 기여한 비율은 $K^+$와 $NO_3{^-}$가 가장 컸고, 다음으로 $Ca^{2+}$, ${SO_4}^{2-}$, $Mg^{2+}$ 순으로 나타났다. 본 실험에 적용한 교체 주기 4주는 초기 생육단계의 파프리카를 EC 기준 순환식으로 수경재배 할 경우, 이온 농도 변화와 이에 따른 EC 기여도의 변화는 안정적인 범위 이내라고 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제17권4호
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• pp.252-260
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• 2008

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 $NO_3$-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.

• 생물환경조절학회지
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• 제14권3호
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• pp.203-211
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• 2005

토마토 순환식 고형배지경 시스템에서 생육단계별 작물의 양분 흡수율을 밝히고 최적 배양액을 개발하고자 일본야채시험장 표준액($NO_3-N$ 16.0, $NH_4-N$ 1.3, $PO_4-P$ 4.0, K 8.0, Ca 8.0, Hg 4.0 $me{\cdot}L^{-1}$)을 1/2, 1 및 2배액의 3수준 농도로 조성하여 실험을 수행하였다. 생육초기와 후기 모두 1/2배액 처리에서 생육이 양호하고, 근권 내 pH와 EC의 변화도 적었으며, 식물체내 무기이온 함량도 적정치로 나타났다. 따라서 생육단계별 양${\cdot}$수분 흡수(n/w)율에 의해 개발된 토마토 순환식 배양액 조성은 생육초기에는 $NO_3-N,\;PO_4-p$, K, Ca, Mg 및 $SO_4-S$ 농도가 각각 7.1, 2.1, 4.0, 3.1, 1.2 및 1.2 $me{\cdot}L^{-1}$, 생육후기에는 각각 6.5, 2.3, 3.4, 3.1, 1.1 및 1.1 $me{\cdot}^L^{-1}$로 나타났다. 개발된 배양액의 적합성 검정을 위하여 네델란드 온실작물연구소의 순환식 PTG(Proefstation voor tuinbouw onder glas te Naaldwijk) 배양액으로 비교 실험을 하였다 초기 생육은 PTG와 WU 배양액의 2배액 처리에서, 후기 생육은 WU 2배액 처리에서 가장 좋았다. 정식 후 72일째까지의 수량은 WU 2배액 처리에서 가장 높았으며, 배꼽썩음과는 PTG와 WU 배양액의 모든 농도에서 나타났다. WU 2배액의 EC와 pH변화는 재배되는 동안 안정적이었다. 생육이 높았던 WU 2배액의 식물체내 무기성분 함량 N과 P 함량이 높음에 따라 배양액 조성시 N, P 함량을 낮추어 공급하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권1호
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• pp.7-12
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• 2017

본 실험은 순환식 수경재배에서 배액 재사용율이 여름 파프리카의 생육 및 착과에 미치는 영향을 분석하기 위해 수행되었다. 시험구는 비순환식 수경재배를 대조구로 하여 폐양액의 혼합비율을 0, 20, 30, 50%로 처리하여 2015년 3월부터 9월까지 25주간 실시되었다. 실험결과 경경은 생육 초기인 1, 2그룹시에는 시험구간 차이를 보였지만 3그룹이상 진전될수록 차이가 나타나지 않았다. 엽면적은 배액 혼합율이 많을수록 작아지는 경향을 보였다. 생육 마디수는 50% 재사용 시험구가 대조구에 비해 1.4마디 적었지만 유의적인 차이를 보이지 않았다. 수확마디수는 대조구가 11.1마디, 50% 재사용 시험구가 8.7마디로 유의적인 차이를 보이며 배액을 재사용 할수록 수확마디가 적어지는 경향을 나타내었다. 수확율 역시 수확마디와 동일한 경향을 보이며 대조구가 33.2%로 가장 높았고 50% 재사용 시험구가 27.6%로 가장 낮았다. 상대적 생산량은 1그룹에서 대조구를 기준으로 30%, 35%, 45%의 생산량이 감소하였고 이러한 경향은 2그룹과 4그룹에서도 나타났다. 하지만 3, 5그룹에서는 50% 시험구의 생산량이 13%, 5% 증가하였다. 비상품과의 비율은 0%, 20%, 30%, 50% 재사용 시험구에서 각각 2%, 4%, 4%, 7%로 재사용율이 높을수록 증가하는 경향을 보였다. 결론적으로 초기 생육의 저하로 인한 생산량 감소를 유의하여 관리한다면 중기생육 이후부터는 무기이온의 불균형이 발생하여도 작물생육이 안정기에 접어들어 재사용으로 인한 생육 및 수량 감소를 우려하지 않아도 될 것으로 판단된다.