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문제 정의
- 따라서 본 연구는 송 등의 연구13)에서 제시한 바와 같이 현재 폐기되는 제지슬러지의 재활용을 위해 제지슬러지를 주원료로 하여 펄프몰드 방식으로 육묘포트를 제조하고 작물재배 실험을 통해 그 적용가능성을 구명하고자 수행되었다.
- 본 실험은 제지슬러지 육묘포트 처리에 따른 고추 ‘녹광’ 유묘의 생육과 무기성분에 미치는 영향을 검토하기 위하여 육묘공장에서 수행하였다.
제안 방법
- 작물은 고추(녹광, 농우바이오)를 공시하였다. 2009년 2월 15일에 일반 플라스틱 포트와 제조된 지피포트에 인공상토 토실이를 충진한 후 셀 당 1립씩 파종하여 30일간 육묘하였다. 파종 후 육묘는 주간온도 26℃, 야간온도 20℃로 하였으며, 관수는 1일 1-2회 하였으며, 육묘 중 엽면 시비는 원예연구소 육묘 시비 기준량에 준하여 실시하였다.
- 제지슬러지로 제조된 육묘포트는 다공성 조직이기 때문에 수분흡습에 따른 기계적 강도 저하로 포트의 물리적 구조가 파괴될 가능성이 크고, 육묘포트에 흡습된 수분이 생육에 영향을 미칠 가능성도 있다. 따라서 라텍스를 사용하여 육묘포트를 코팅 처리한 것과 처리하지 않은 두 종류의 군으로 나누어 실험에 사용하였다. 이상 신문지 고지 배합비, 멸균처리 유무, 코팅처리 유무에 따른 상세한 실험조건은 Table 1과 같다.
- 신문지 고지가 첨가되어 제조된 육묘포트에는 50% 이상의 셀룰로오스가 포함되어 있고 이들 섬유소를 영양원으로 하는 미생물들에 의해 오염되어 있을 가능성도 있다. 따라서 이러한 미생물들이 작물재배 시 생육에 영향을 끼칠 경우를 고려하여 육묘포트를 멸균처리 한 것과 처리하지 않은 두 종류의 군으로 나누어 실험에 사용하였다.
- 생육 조사 항목은 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 엽록소, 초장, 근장, 엽장, 엽폭, 경경, 엽수이고, 배지 내 이·화학성 조사 항목은 pH와 EC이며, 유도결합플라즈마 (ICP)로 무기성분을 분석하였다.
- 파종 후 30일째인 2009년 3월 17일에 생육 및 배지 내 이·화학성 조사와 무기성분을 분석하였다.
- 2009년 2월 15일에 일반 플라스틱 포트와 제조된 지피포트에 인공상토 토실이를 충진한 후 셀 당 1립씩 파종하여 30일간 육묘하였다. 파종 후 육묘는 주간온도 26℃, 야간온도 20℃로 하였으며, 관수는 1일 1-2회 하였으며, 육묘 중 엽면 시비는 원예연구소 육묘 시비 기준량에 준하여 실시하였다. 파종 후 30일째인 2009년 3월 17일에 생육 및 배지 내 이·화학성 조사와 무기성분을 분석하였다.
대상 데이터
- 본 실험은 경상대학교 부속농장 유리온실에서 실시되었다. 제조된 지피포트와 대조구로 폴리스티렌으로 제조된 50공 플라스틱 포트를 사용하였다.
- 실험에 사용된 육묘포트는 제지슬러지와 신문지 고지를 중량기준 5:5, 6:4의 비율로 혼합하여 건식 펄프몰드 방식으로 제조되었다. 현장에서 가장 많이 사용되는 72공 플라스틱 육묘포트와 동일하게 제작하였으며 상세한 형상은 Fig.
- 본 실험은 경상대학교 부속농장 유리온실에서 실시되었다. 제조된 지피포트와 대조구로 폴리스티렌으로 제조된 50공 플라스틱 포트를 사용하였다. 작물은 고추(녹광, 농우바이오)를 공시하였다.
- 실험에 사용된 육묘포트는 제지슬러지와 신문지 고지를 중량기준 5:5, 6:4의 비율로 혼합하여 건식 펄프몰드 방식으로 제조되었다. 현장에서 가장 많이 사용되는 72공 플라스틱 육묘포트와 동일하게 제작하였으며 상세한 형상은 Fig. 1 및 Fig. 2와 같다.
데이터처리
- 생육 조사 항목은 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 엽록소, 초장, 근장, 엽장, 엽폭, 경경, 엽수이고, 배지 내 이·화학성 조사 항목은 pH와 EC이며, 유도결합플라즈마 (ICP)로 무기성분을 분석하였다. 시험구의 배치는 완전 임의배치 3반복으로 하였고, 통계처리는 SAS 프로그램을 이용하여 최소유의차 검증으로 분석하였다.
성능/효과
- 4(a)는 코팅 처리된 육묘포트의 상태를 나타낸 것으로 제지슬러지와 신문지의 혼합비율에 관계없이 육묘기간 동안 모양이 변형되지 않았으나, 코팅 처리 되지 않은 육묘포트의 경우는 Fig. 4(b)와 같이 육묘기간 동안 수분흡습에 따른 영향으로 육묘포트가 찢어지거나 함몰되어 육묘 작업이 불가능한 것으로 나타났다. 또한 코팅 처리된 육묘포트의 경우 지하부 생체중, 건물중, 근장의 생육 결과가 코팅 처리 되지 않은 경우보다 더 나은 것으로 나타났다.
- 7%로서 전체 발생량에 비해서 슬러지 재활용 비율이 현저히 낮은 실정이다.3) 슬러지 문제를 최소화하기 위해서 기본적으로 공장 내 슬러지 발생량을 최대한 줄여야 하고, 회수하여 쓸 수 있는 섬유자원은 최대한 회수해서 유용한 용도로 쓰이도록 해야 한다. 이를 위해 최근 섬유 선별 기술이 개발되고 있고, 현장에 적용하여 사용되기도 한다.
- 각 실험구 별 배지 내 EC 값은 공정육묘에서 사용 가능한 범위 내에 분포했으나 pH 값은 다소 높게 나타났다. 다만 플라스틱 포트를 사용한 대조구와 비교할 때 높은 값을 나타냈으며 육묘 생육에 직접적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다.
- 5는 고추 ‘녹광’의 육묘 후 배지 내 잔류하는 pH와 EC 값을 나타낸 것이다. 각 실험에 사용된 육묘포트 별로 배지의 pH 값은 다소 차이를 나타냈으나 평균 7.5 정도에서 분포하였다. 이는 공정육묘용 상토의 권장 pH 6.
- 각 실험구 별 배지 내 EC 값은 공정육묘에서 사용 가능한 범위 내에 분포했으나 pH 값은 다소 높게 나타났다. 다만 플라스틱 포트를 사용한 대조구와 비교할 때 높은 값을 나타냈으며 육묘 생육에 직접적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 이는 제지슬러지 내에 존재하는 무기이온이 배지로 흡수되어 나타난 결과로 판단되었다.
- 4(b)와 같이 육묘기간 동안 수분흡습에 따른 영향으로 육묘포트가 찢어지거나 함몰되어 육묘 작업이 불가능한 것으로 나타났다. 또한 코팅 처리된 육묘포트의 경우 지하부 생체중, 건물중, 근장의 생육 결과가 코팅 처리 되지 않은 경우보다 더 나은 것으로 나타났다. 이는 코팅 처리 유·무에 따라 육묘포트에 공급된 수분이 육묘포트 내부로 흡습되는 정도에 따라 고추 유묘의 지하부 생육에 영향을 미친 것으로 코팅 처리된 경우는 육묘포트 내부로 수분흡습량이 코팅 처리 되지 않은 것에 비해 작았기 때문으로 여겨진다.
- 모든 생육에서 대조구가 우수한 생육을 보였으며, 멸균 처리된 육묘포트에서 육묘된 고추 ‘녹광’의 초장, 근장, 생체중과 건물중 등의 유묘생육은 비멸균 처리된 육묘포트에서 육묘된 고추유묘의 생육결과와 유의적인 차가 없었다.
- 생육 실험 결과 플라스틱 포트를 사용한 경우가 제지 슬러지를 사용한 육묘포트에 비해 생육이 뚜렷하게 양호한 것으로 나타났다. 육묘포트의 멸균처리 유·무에 따른 고추묘의 생육차이는 나타나지 않았으나.
- 이상 제지슬러지를 이용한 육묘포트의 실증실험 결과에서 제지슬러지를 이용한 육묘포트는 고추 육묘에서 분해되지 않는 플라스틱 포트를 대체할 충분한 가능성을 제시하였으며 코팅 처리된 육묘포트는 제지슬러지의 자원 재활용에 있어 원예용 농자재의 첫 상품이 될 수 있을 것으로 판단되었다.
- 멸균처리에 따른 차이는 없었으나 코팅처리의 유무에 따라 다소 차이가 있었다. 코팅 처리 되지 않은 육묘포트 내 배지의 EC가 코팅 처리에 따른 것보다 약 1.5배 이상 높게 나타났다. 그러나 각 실험조건 별로 측정된 배지 내 EC 값의 정도는 유묘생육에 영향을 끼치지 않는 범위 내에 존재하였다.
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