절화장미 순환식양액재배 시스템

1. 서론

절화류 양액재배는 과채류와는 달리 아직까지 대부분 암면을 이용하는 것이 특징이며 점차 펄라이트 등의 배지가 도입 단계이다. 우리나라의 양액재배 면적은 매년 증가하여 `99년에는 장미재배 전체 면적의 22%인 151.3ha를 차지하고 있다. 일본 장미 생산면적의 약 40%는 암면재배가 도입되어 있고 안정된 생산기술로서 암면이 배지로 사용되고 있다. 양액재배의 장점으로 연작장해가 나타나지 않으며 개식 및 정식이 용이하고 양액관리 체계가 정립 단계에 있다.

표1. 절화장미 연도별 재배현황

표2. 일본의 절화류 양액재배면적 연도별 추이(ha)

암면재배는 기존의 수경재배와 비교하여 초기 투자비용이나 양액관리면에서 많은 유용성이 있는 반면 급액된 양액을 순환시키지 않기 때문에 폐액에 함유되어 있는 질소·인산의 부영양화 물질에 의한 환경오염이 발생하며 배지교체시 발생하는 폐암면의 양은 암면의 보급확대에 따라 증가하기 때문에 폐기상의 중요한 환경 문제가 되고 있다.

순환식 양액재배시스템은 사용이 끝난 배양액의 처리 문제가 용이하게 해결된다 .

2. 순환식 양액재배 장치

재배방식은 고형배지를 이용하여 양액급액방식을 암면보다 보수성이 낮은 배지도 이용할 수 있는 자갈경과 같은 저면급액방식을 사용하였다. 재배장치는 종래의 저면급액방식보다 저비용·간이 제작할 수 있다.

이 방식의 특징은 물받이 등을 이용한 재배조의 바닥면에 급액과 폐액을 겸한 유공다공관을 설치한다. 유공다공관의 한쪽 또는 양쪽에 재배조에서 배양액탱크로 통하는 폐액관을 설치한다. 급액관은 유공다공관 속에 배관하는 2중배관 방식이다. 재배조에 배지충진은 급배액관 위에 모관수의 이동이 빠른 섬유성 원예시트를 깔고 고정배지를 넣어 시트로 싸고 저면에 있는 배양액을 모관수에 의해 상부로 이동, 순환한다. 배양액은 수중펌프로 급액관을 통하여 다공관내부로 급액한다. 수위상승으로 다공관을 통하여 저면에서 재배조로 균일하게 급액한다. 일정한 수위 및 수량이 되었다면 급액을 정지한다. 배액은 다공관을 통하여 배양액 탱크로 반송된다. 펌프의 작동은 타이머 설정에 따르고 배수판의 개폐는 간이 플로우트판에 따라 하여 급액펌프의 시동때 닫고, 운전정지시에 열어서 일괄 배수한다.

3. 순환방식 양액재배시험 결과

(1) 장미양액재배 배양액 순환방식

목질계 배지, 무기배지 6종류로 재배시험을 실시하였으며 재배방법은 주년재배작형, 아칭방식, 재식밀도 23주/3.3m 2 , 배지사용량을 약 5ℓ/1주로 하고 공시품종은 롯데로제(접목묘:녹지접삽)를 이용하였다.

시험배지는 목질계 배지로서 야자껍질, 수피배지, 훈탄 3종류, 무기배지로는 펄라이트, 경석, 입상암면이다. 배양액 처방은 화란장미처방(순환)을 사용하였고 배양액 관리는 증발산에 의한 부족분을 일정농도로 추가 보급하였다.

표2. 월별 절화수량

시험기간에 따라서 배지별 절화수량은 암면 100에 대비하여 펄라이트 93, 발포연석 49, 야자껍질 4, 수피 18, 훈탄 90이었다. 배지의 물리·화학성으로 보아 펄라이트·발포연석·훈탄은 적정급액·비배관리를 하면 암면과 동등한 배지로서 이용할 수 있다. 절화품질중 황화(클로로시스)의 발생을 5단계 구분하였을때 광물계 배지에서는 약정도 발생하고, 유기배지인 야자껍질, 수피에서는 심하고, 훈탄에서 중∼강 정도로 발생하여 각구 모두 특정요소결핍으로 배양액 보정이 필요하였다.

배양액은 연용하면 왕겨껍질 및 수피배지의 경우 유기물이 분해·축적되어 유기성 물질의 오염지표로 하는 COD의 값이 각각 97∼275㎖/ℓ, 15∼30㎖/ℓ정도 검출되었다. 또한 광물배지에서는 모두 COD의 값이 10mg/ℓ이고, 순환작용에 의하여 뿌리에서 산출되는 유기물의 집적은 없었다.

(2) 이온보정에 의한 배양액 관리방법

시험배지는 순환사용을 하여도 유기성 물질이 용출되지 않는 무기성배지(훈탄, 경석, 펄라이트 대립, 펄라이트(소립):질석(1:1), 입상암면을 선정해서 재배시험을 실시하였고, 재배방법은 배양액농도·관리방법을 다음과 같이 바꿔서 실시하였다. 배양액 농도는 급액횟수가 4회/1일의 경우, 화란장미처방(순환)에서 경엽부의 생육이 떨어지기 때문에 다량요소는 일본원시처방표준액을 기준으로 하여 미량원소 Fe 3mg/ℓ, Mn 0.5mg/ℓ, Zn 0.05mg/ℓ, Cu 0.1mg/ℓ로 하였다. 배양액 관리는 주요원소, 미량원소 모두 7∼10일마다 분석하여 분석치에 기초하여 각 이온농도가 일정농도를 유지하도록 추가공급하였다.

표3. 월별 절화수량 (배양액관리)

배양액을 이온보정방법으로 관리한 경우 각 배지 모두 생육은 순조롭고 절화수량은 암면 100에 대비 훈탄 118, 경석 112, 펄라이트(대립) 113, 펄라이트(소립) 103, 펄라이트(소립):질석(1:1) 101로 각 배지 모두 암면과 같거나 그 이상이었다. 또한 품질평가지표로서 황화엽 발생은 표4과 같이 모든 배지에서 전혀 없었다.

표4. 절화등급분포 및 황화정도 (98. 2 ∼ 98. 10)

절화등급분포를 보아도 70cm이상의 수량비율은 암면 81%에 대하여 훈탄 82%, 경석 84%, 펄라이트(대립) 82%, 펄라이트(소립) 86%, 펄라이트(소립)+ 질석(1:1) 83%로 각배지 모두 암면과 비슷하였다.

또한 펄라이트 대립구에서는 수확시기가 조금 늦었지만, 배지의 보수성을 고려해서 배양액의 급액빈도를 적절히 하면 암면과 동등해지는 것을 예상할 수 있었다. 재배시험을 실시하여 1년 경과된 배지를 조사한 경우 염류집적은 없었고 또한 배양액은 근계에서 발생하는 유기성 물질의 축적은 거의 없이 EC값은 상승하지만 이온관리방법에 따르면 1년간 배양액을 연용하여도 목표치에 가까운 농도로 배양액의 유지가 가능하였다.

그리고 양액재배장치의 급배수 방식은 배관의 보수관리가 필요없어 급액차이가 없이 매우 안정되었다.

4. 결론

고형배지를 사용하는 양액재배는 암면재배의 보급으로 장미생산의 합리화에 기여하고 있지만 현행방식은 환경보전면에서 대책이 불충분하다.

위 시험에서는 보수성이 낮은 배지에서도 적용되는 양액재배장치를 제작하여 배양액 순환이용방식 및 암면대체배지를 검토한 경우 배양액 관리를 적절히 하면 훈탄, 펄라이트 등의 배지에서도 동등한 수량 및 품질을 확보할 수 있는 것으로 생각된다.

이것들은 각종 배지의 물리·화학적 특성을 근거로 한 간이배양액 관리방법과 본 방식에 적합한 보다 고품질 생산을 위한 배양액 관리기준의 검토가 필요하다. 또 제작한 재배장치를 축으로 한 저비용 간이제작을 할 수 있는 재배시스템을 구축이 필요하다.