3) 수질 판단지표
(1) 진단항목

양액재배에 있어서 용수의 수질검사는 반드시 필요하다. 양액재배 시작 후도 때때로 점검할 필요가 있다. 지하수의 수질변동은 의외로 크기 때문에 알 아야할 필요가 있다. 표2는 하천과 지하수의 수질검사를 한 경우 수질지표이다.

o pH : pH는 산성과 알칼리성을 나타내는 물의 가장 기본적인 성질이다. 양 액재배의 수질로서는 통상의 pH 보다도 RpH 쪽이 지표가 된다. 지하수는 일반적으로 CO 2 를 많이 포함하므로 pH는 낮으나 RpH를 측정하면 pH 보다 상당히 높게 되는 경우가 있다.

o EC : 물에 녹아있는 염류의 총량을 나타내며 일상의 수질점검을 간편하게 사용하기 쉬운 지표이다.

o 이온류 : Na, K, Ca, Mg 등은 양이온이라 하고 Cl, SO 4 2- 등은 음이온이라 한다. EC를 높이는 요인이 된다.

o 중탄산(HCO 3- ) : 지하수에 함유된 중요한 음이온이다. 대량으로 함유되면 알칼리성을 나타내고 그 중화는 어렵다. 적당히 있는 경우는 pH 6∼7로 강 한 완충능이 있다.

o 철, 망간 : 지하수는 고농도로 함유되어 있는 경우가 많다. 지하수에는 Fe 2- 의 형으로 녹아 있으나 공기중에서 Fe 3+ 로 산화되어 갈색 불용의 수산 화철로 침전한다. 따라서 철은 양분으로서 이용되지 못한다. 망간은 그대로 흡수 이용되므로 망간 농도가 높은 원수는 주의해야 한다. 표3은 각종 원예 작물에 이용되는 지하수의 수질을 나타낸 것이다. 양액재배에 이용되는 지 하수는 토양재배에 이용되는 지하수보다도 양질인 것이 이용되고 있다.

표2. 수질지표

수질지표
지 표 내용 및 작물과의 관계
pH 수소이온농도 pH=Log(1/[H + ]) RpH : 녹아있는 가스를 대기와 평행상태로 했을때 pH
COD (화학적산소요구량) 어떤 시약에 의해서 산화된 유기물 등 환원성 물질의 다소를 나타내는 지표
EC(전기전도도) 단위 : dS/m, EC가 높은것은 삼투압이 높은 것을 의미하며 작물에 수분스트레스가 생김
N(질소) 암모니아, 질산의 무기태질소와 단백질등 유기태질소로 물에 포함되며 필수원소임. 생활 및 농업폐수에는 가끔 고농도의 NH 4 – 를 포함
P(인산) 주로 인산(H 2 PO 4 – , HPO 4 2- 등)으로 물에 녹아 있음. 물에 고농도로 포함되어 있지 않아 과잉은 걱정없음
Cl – (염소) 해수에 1.9%(19,000ppm) 포함. 지표수에는 100mg/l 이하로 분포
SO 4 2- (황산) 작물생육에 과잉장해는 어렵고 EC를 높이는 작용
4.8 알칼리도 pH를 4.8까지 내릴 때 소비된 산의 량을 나타낸 값. 주로 탄산(CO 3 2- ), 중탄산(HCO 3- )의 량을 표시. 이온의 량을 나타내므로 EC를 높이는 요인
Na + (나트륨) 고농도의 경우 EC를 높이며 과잉흡수에 의해 장해발생
K + (칼륨),Ca 2+ (칼슘) Mg 2+ (망간) 필수원소이지만 과잉되면 EC를 높이고 고농도에서 각각 단독으로 과잉해를 줌
Fe(철) 공기와 접촉하여 산화되어 불용성의 수산화철로 됨
Mn(망간) 미량요소로 지하수에 고농도로 있는 경우가 있음
Zn(아연) 공장폐수, 양액재배에서 아연도금관에서 용출
Si(규소) 시물체에 살수관수하면 하얀것이 부착됨
B(붕소) 해안 가까운 지하수에 비교적 다량함유(해수:4∼5ppm)
SS(부유물질) 물에 현탁하여 있는 불용성 물질. 점토 및 모래등의 무기물과 플랭크톤 등의 유기물이 있음. 노즐 막는 요인임
DO(용존산소) 물에 녹아 있는 산소의 량. 지표수의 경우 물의 건전성을 나타내는 지표

(2) 수질의 요구조건

양액재배의 용수로서 우물물뿐만 아니라 하천수, 수돗물, 빗물 등이 이용되고 있으나 어느 경우도 병원균과 점토분을 함유하지 않아야 하며 배양액의 조성, 농도, pH를 변화시키지 않는 것이 바람직하다. 수질검사 때는 주로 무기성분의 농도가 중요하나 생물학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD)에도 주의해야 한다. 수중 부유물과 미생물이 많으면 BOD가 높게되고 환원성의 메탄(CH 4 ), 암모니아(NH 3 ), 황화수소(H 2 S), Fe, Mn등이 많으면 그들의 산화에 관여하는 산소 즉 COD가 높게된다. COD와 BOD가 높은 지하수와 하천수는 용수로서 부적합하다. 용수중 무기성분의 농도는 순수에 가까운 낮은 농도가 바람직하다. 그러나 우물은 장소에 따라 Ca, Mg, Fe, Mn, Cu 및 중탄산과 그밖의 중금속이, 해안 가까이는 Na 와 Cl가 많을 경우가 있다. 질산(NH 4 -N)과 암모니아(NH 4 -N)등의 무기태질소가 상당히 포함된 경우도 있기 때문에 양액재배전에 수질검사는 반드시 해야한다. 또한 수질검사는 한번만 실시하지 말고 최소한 분기에 한번씩은 실시해야 한다.

표3. 농업에 이용되는 물의 수질 (일본 애지현)

농업에 이용되는 물의 수질 (일본 애지현)
구 분 pH RpH EC COD NH4-N NO3-N T-N Cl SO4— HCO3– Na K Ca Mg Fe Si
dS/m ppm
하 천 – – – – 0.05 0.26 – 5.8 10.6 0.51 6.7 1.2 8.8 1.9 0.24 8.9
저수지 8.4 – 0.12 7.8 0.10 0.06 0.80 7.2 11.0 – 5.6 2.7 10.0 1.9 0.25 3.4
지하수 6.3 8.0 0.25 0.7 0.21 0.27 – 15.0 9.8 0.83 15.0 4.2 15.1 5.7 0.82 12.4
빗 물 4.7 – – – 0.30 0.22 – 3.8 2.6 – 2.0 0.2 0.5 0.3 – –

 

표4. 양액재배 원수에 포함된 무기성분 (천엽농시)

양액재배 원수에 포함된 무기성분
구 분 pH EC NH4-N NO3-N P K Ca Mg Na Fe Cl SO4— B
dS/m ppm
우물물
수돗물
빗 물		 6.5-9.0
6.5-8.5
6.3-7.2		 0.1-3.7
0.1-0.8
0.0-0.1		 0.0-6.9
0.0-0.1
0.0-0.1		 0.0-74.0
0.0-2.0
0.0-3.0		 0.0-7.0
0.0-1.0
0.0-0.0		 0.0-48.8
0.4-3.0
0.0-8.0		 1.1-170.9
1.0-110.0
0.0-6.0		 0.0-70.8
0.2-14.0
0.0-1.5		 0.5-575.7
2.6-68.8
0.0-18.0		 0.0-29.6
0.0-0.6
0.0-0.4		 0.6-781.0
8.0-21.0
2.0-300.0		 0.0-141.8
2.0-20.0
0.5-25.0		 0.0-0.6
0.0-1.0
0.0-0.0

 

표5. 암면재배 수질기준 (애지현)

암면재배 수질기준
구 분 pH EC dS/m Na– ppm Cl ppm SO4— ppm HCO3– me/l Ca++ ppm Mg++ ppm Fe ppm Mn ppm
기준A 6.0-7.2 〈0.2 〈10 〈15 〈20 〈1.0 〈20 〈10 〈0.5 〈0.2
기준B 5.0-7.5 〈0.3 〈15 〈30 〈40 〈2.0 〈50 〈25 〈1.0 〈0.5

* 기준A: 시판 양액재배용 비료 사용
* 기준B: 단비원액 제조의 경우

 

표6. 화란 수질기준 (날드윅온실연구소)

화란 수질기준
구 분 EC (dS/m) Cl Na HCO3– Fe Mn B Zn
– ppm –
기준1 〈1.5 〈50 〈30 〈40 〈1.0 〈0.5 〈0.3 〈0.5
기준2 – 〈50-100 〈30-60 〈40 〈1.0 〈1.0 〈0.7 〈1.0