An Aero-NFT nutriculture system using microcomputer for cultivation of greenhouse melon was developed and the performance of the system was evaluated through experiments. The system could control temperature, EC and pH of the nutrient solution within the error ranges of $\pm$ 0.2$^{\circ}C$, $\pm$ 0.2 mS/cm, $\pm$ 0.1 pH, respectively. The results of cultivation experiment showed that temperature, EC and pH of the nutrient solution were generally controlled within the setting ranges during cultivation period. The growth results were good until pinching, but the fruit quality of melons was not high except sweetness and shape. To optimize performance of the system, more techlical information for nutriculture of greenhouse melon was needed.
본 연구는 양액재배 카네이션의 고품질 절화 생산체계 확립과 생산기간 단축을 목표로 적정 재배방식과 배양액의 종류를 구명하기 위하여‘지지’품종(Dianthus caryophyllus L.cv. Gigi)을 공시하여 생장과 개화반응을 조사 비교하였다. 1. PH는 재배방식에 관계없이 PTG 배양액에서 가장 낮게 나타났으며 DFT에서는 산기 배양액이 가장 높은 결과를 보였고 NFT에서는 Cooper 배양액에서 가장 높게 나타났다. EC는 pH의 경향과는 반대되는 결과로 pH가 가장 낮았던 PTG 배양액에서 가장 높게 나타났다. 2. 재배방식과 양액의 종류에 따른 정식후 88일 후의 초장은 DFT 재배의 PTG 배양액에서 53.0cm로 가장 컸으며, 그 다음은 NFT 방식에서 49.3cm, NFT 방식에서 Cooper 배양액을 사용했을 경우 27.3cm로 가장 작게 나타났다. 3. 경경은 NFT 방식의 PTG 배양액에서 7.2mm로 가장 두꺼웠고, DFT 방식의 일본 원시균형배양액을 사용했을 때 6.1mm로 가장 가늘게 나타났다. 4. 절화의 수량과 관계되는 분지수는 DFT방식에 일본 원시균형배양액 처리구에서 가장 많은 12.7개로 나타났으며 PTG 배양액은 DFT와 NFT 재배방식 양자에서 모두 좋은 결과를 보였다. 5. 개화소요일수가 가장 짧은 경우는 NFT 방식에 PTG 배양액을 사용할 때 122.3일로서 이것은 개화소요일수가 가장 긴 DFT 방식의 Cooper 배양액의 137.5일보다 약 15일 정도 단축되었다. 6. 카네이션의 품질과 관계되는 화경장의 크기는 BFT 방식에 PTG 배양액 사용구에서 92.4cm로 가장 크게 나타났다.
양액재배(養液栽培)는 토양(土壤)만큼 완충능력(緩衝能力)이 없기 때문에 양액(養液)에 대한 식물체(植物體)의 반응(反應)은 직접적(直接的)이고 민감(敏感)하다. 뿐만아니라 우리나라 계절(季節)은 여름에 고온(高溫)이 되고 겨울에 저온(低溫)이 되는 대륙성(大陸性) 기후(氣候)이기 때문에 양액재배(養液栽培)에서 근권환경(根圈環境)의 개선(改善)이 필요(必要)하다. 따라서 우리나라 기후 여건하에서 양액재배(養液栽培) 방법별(方法別) 근권환경(根圈環境)의 변화(變化)를 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 봄철 양액재배시(養液栽培時) 베드 온도하강(溫度下降)이 가장 빠른 재배방법(栽培方法)은 사경재배(砂耕栽培)였으며 온도하강(溫度下降)이 가장 완만(緩慢)한 재배방법(栽培方法)은 암면재배(岩綿栽培)였다. 고온기(高溫期)에 외부온도(外部溫度)의 영향이 적었던 양액재배 방법도 암면재배(岩綿栽培)였고 고온지속(高溫持續) 시간(時間)이 가장 긴 재배방법(栽培方法)은 NFT(Nutrient film technique)였다. 배양액(培養液)의 pH 및 EC 변화(變化)는 암면재배(岩綿栽培)와 분무경(噴霧耕)이 컸으며 다음으로 사경, NFT와 DFT(Deep flow technique)에서는 배출구 쪽으로 갈수록 점점 낮아지는 경향(傾向)을 보였으나 분무경(噴霧耕)은 위치별(位置別)로 차이(差異)가 없었다. 근활력(根活力)은 분무경(噴霧耕)에서 가장 높았고 그 다음으로 암면재배(岩綿栽培), NFT가 높았으며 DFT, 사경(砂耕), 훈탄재배(燻炭栽培)에서 낮았다.
NFT 수경재배 방식을 이용한 고구마 바이러스 무병주 대량 증식 기술을 개발하기 위하여, 버미큘라이트와 펄라이트(1:1, v/v)를 채운 72공 플러그 트레이(35mL/cell)에 삽목하여 양액 종류, 삽수 크기 및 품종에 따른 생육특성을 평가하였다. 무병묘의 줄기신장, 생체중 및 건물중 등은 일본원시배양액, 한국원시배양액, 야마자키 상추배양액의 순으로 양호한 생육을 보였다. 삽수 종류에 따른 무병묘의 생육은 줄기 정단 삽수에서 가장 양호하였으며, 삽수 크기가 클수록 줄기 길이, 생체중 및 건물중의 증가가 뚜렷하였다. 품종 간에는 '신자미'와 '연황미'의 줄기신장, 생체중 및 건물중 증가가 다른 품종에 비하여 양호하였다. 줄기 굵기와 뿌리 길이는 삽수 부위 및 크기와 품종 간에 유의차가 없었다. 1마디 삽수는 2마디 삽수와 생육특성에서 유의한 차이를 보이지 않았다. NFT 수경 재배에서 무병주 대량 증식 효율은 1마디 삽수와 정단 삽수를 이용하는 것이 효과적이었다.
본 실험은 배지의 종류 및 환경조건에 대하여 배지의 온도변화 특성을 분석하는 것을 목적으로 하였다. NFT DFT, 슬라브형 성형암면, 면상암면, 펄라이트 배지를 사용하는 순환식 양액재배시스템을 구축하였다. NFT와DFT시스템은 양액 및 재배조 내의 공기온도를 측정하였고, 고형배지는 배지온도를 측정 .비교하였다. NFT시스탬의 양액 공급유량을 3$\ell$/min, 5$\ell$/min로 할 때, 양액 온도는 주간에는 전자가 후자에 비하여 약 3t 정도 높게 나타났다. 재배조내의 공기온도도 동일한 경향을 보이며 약 2$^{\circ}C$ 정도 차이를 나타냈다. DFT 시스템의 수위를 0.8cm, 1.8cm로 할 때, 양액 온도는 주간에는 전자가 후자에 비하여 약 1-2$^{\circ}C$ 정도 높게 나타났다. 또한 재배조내의 공기 온도도 동일한 경향을 보였다. 펄라이트 배지는, 주간에 멀칭한 배지가 약 3$^{\circ}C$ 정도, 면상암면 배지도 약 3$^{\circ}C$ 정도 높게 나타났고, 슬라브형 암면배지는 주야간 멀칭한 배지가 1-4$^{\circ}C$정도 높게 나타났고. 특히 주간에 높은 온도상승을 나타냈다. 고형배지중에서 펄라이트 배지온도가 암면에 비교하여 상대적으로 야간은 낮고 주간이 높게 나타났다. 슬라브형 암면의 경우는 표면적 전체가 공기중에 노출되어 있기 때문에 다른 고형배지보다 주간의 온도상승이 크게 나타났다. 고형배지의 뿌리부분의 온도가 작물과 작물사이의 배지온도에 비하여 주간 약 3f정도 낮게 나타났으며, 야간의 경우는 거의 차이가 없었다.
본 실험은 수경재배에서 딜의 양수분 흡수 패턴을 밝히고 생육과 환경특성에 적합한 배양액을 개발하여 실제 재배에 응용하고자 수행하였다. 이를 위해 딜의 양분 홉수율에 의한 배양액을 조성하였으며 그 적합성을 검정하기 위해 기존배양액과 비교실험을 실시하였다. 딜의 NFT재배에 적합한 배양액을 개발하기 위해서 일본야채시험장 표준액을 1/4배액, 1/2배액 및 1배액으로 조성하여 재배한 결과, 1/2배액에서 생육과 수량이 가장 높았으며 근권내 pH와 EC의 변화도 안정되었고, 식물체내 무기이온 합량도 적정치로 나타나 딜의 양분흡수특성에 적합할 것으로 판단되었다. 따라서 일본야채시험장 1/2 배액의 양수분 흡수율(n/w)을 기준으로 새로운 배양액을 조성하였으며, 이온의 조성은 NO$_3$―N 8.85, NH$_4$―N 0.55, P 2.1, K 6.2, Ca 2.8, Mg 1.7 me.L$^{-1}$였다. 딜의 순환식 NFT 재배용으로 개발한 배양액의 적합성 검정실험 결과, 근권내 pH와 EC는 저농도인 SCU 1/2배액을 제외하고는 변화폭이 크게 나타나지 않았다. 본 실험에서 개발된 SCU 1배액은 기존에 허브 배양액으로 사용된 일본 야채 시험장 배양액과 비교할 때 생육과 수량면에서 우수하였으며, 엽내 무기성분 함량도 적정수준을 나타내었다. 따라서, 본 실험에서 개발된 SCU 배양액은 딜의 NFT재배에 적합한 배양액이라 할 수 있다.
식물은 생육에 필요한 특정양분의 요구도가 환경요인, 품종 및 생육단계에 따라 좌우된다. 양액내 특정양분의 부족과 축적은 NFT같은 순환식 재배시스템에서 많은 문제점으로 나타나고 있는데 이는 식물생육이 주로 근권내 EC 조절에 의존하기 때문이다. 일반적으로 Ca, Mg, SO$_4$, Cl, Na, HCO$_3$$^{-}$등이 축적되기 쉬워 대규모 엽채류 재배농가와 식물공장에서 작물생육에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. (중략)
가을철(9-10월) 무가온 하우스에서 돌나물($Sedum$$samentosum$)의 4지역 수집종을 재료로 순환식 NFT 수경재배 방식을 이용하여 수량 및 품질에 미치는 재식거리의 영향을 조사하였다. 배양 40일째에 초장은 15.0-18.9cm 범위였으며, 평균 초장은 $10{\times}10$>$2.5{\times}2.5$>$5{\times}5cm$ 순으로 길었다. 재식거리에 관계없이 '포항'과 '완도' 수집종이 '군산'과 '완주' 수집종에 비하여 빠른 생장을 보였으며, 마디수, 줄기 직경, 개체당 생체중 및 건물중은 밀식할수록 감소하였다. 반면 단위면적 당 생체수량은 밀식할수록 크게 증가하여$2.5{\times}2.5cm$에서 4지역 수집종 평균 $14.9kg{\cdot}m^{-2}$이었으며, 수집종간에는 '포항' 수집종이 $17.6kg{\cdot}m^{-2}$으로 가장 높았다. 초장생육에 근거한 1차 수확적기는 30-40일경이었으며, 밀식할수록 줄기 경도를 나타내는 압착강도가 낮았으며, 쓴맛이 감소하였다. 그러나 밀식에 따른 삽식노력이 과중한 점은 개선해야 할 필요가 있었다.
수경재배에 있어 배양액의 pH가 Ralstonia solanaceaum 의 토마토 뿌리내의 이동과 배양액 전체로의 전염 확산에 미치는 영향을 조사하였다. 실내실험에서 배앙액의 pH를 4.0 또는 4.5로 조절한 배양액을 24시간 방치하였을 경우에는 병원균이 생존할 수 없었으며, pH를 각각 5.0, 5.5, 6.0, 6.5로 조절한 경우에는 1, 14, 51,그리고 $62\%$의 생존율을 보였다. pH 6.5와 5.0의 두가지 pH조건하에서 포장내 NFT(nutrient-film technique)배양에서 풋마름병원균 밀도는 pH 6.5 보다 pH 5.0에서 더 현저하게 낮았다. 모든 데이터에서 풋마름병원균은 pH 6.5에서 현저하게 시들음 증상의 발병율이 높게 발생하였다. 뿌리에 접종된 토마토 포장에서는 pH 5.0 처리구(l1/48) 보다 pH 6.5 처리구에서 현저하게 발병율이 높았다(34/48).줄기에 접종된 병원균은 pH 6.5에서 24주중 7주가 시들음 현상을 나타내었다. 수경재배에 있어서 pH 환경을 조절하여 토마토 시들음병에 잠재적인 역할을 하는 풋마름병의 발병율을 억제할 수 있었다.
여름철 고품질 돌나물(Sedum samentosum)을 생산하기 위하여, 4지역의 수집종에 대한 토경재배와 NFT 수경재배에 따른 생육특성, 수량 및 품질, 비타민 C와 무기성분 함량등을 조사하였다. 초장은 18.4-21.8cm 범위로 재배방식 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 개체당 신초수, 엽장, 엽폭, 엽수, 생체중 및 건물중 등은 토경재배보다 수경재배에서 유의한 증가를 보였으며, '군산', '완도' 수집종에서 단위면적당 생체중 및 건물중이 높았다. 줄기두께는 수경재배보다 토경재배에서 증가하였으며, 수집종간에도 유의한 차이를 보였다. 줄기의 경도는 수경재배($1.3kg{\cdot}cm^{-2}$)보다 토경재배($2.0kg{\cdot}cm^{-2}$)에서 유의하게 높았으나, 수집종 간에는 차이를 보이지 않았다. 관능검사(1-9)에 의한 쓴맛은 보통이었으며, 쓴맛 정도와 비타민 C 함량은 재배방식 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 무기성분 함량은 Fe를 제외한 대부분이 토경재배보다 수경재배에서 높은 경향이었으며, K, Na, Zn 함량은 2배 이상 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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