[논문]수출 파프리카 재배 농가의 지하수 이온 특성

최기영; 오정심; 이철승; 박성태; 강투모로우; 유형주; 이용범

수출 파프리카 재배 농가의 지하수 이온 특성
Ion Characteristics of the Ground Water in Hydroponic Farms of Paprika for Export 원문보기

생물환경조절학회지 = Journal of bio-environment control, v.19 no.2, 2010년, pp.70 - 76

최기영 (서울시립대학교 환경원예학과) , 오정심 (서울시립대학교 환경원예학과) , 이철승 (서울시립대학교 환경원예학과) , 박성태 (서울시립대학교 환경원예학과) , 강투모로우 (서울시립대학교 환경원예학과) , 유형주 (서울시립대학교 환경원예학과) , 이용범 (서울시립대학교 환경원예학과)

초록
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파프리카 수경재배 농가에서 사용하고 있는 지하수 수질을 조사하기 위해, 강원도(27점), 경상남도(70점), 전라남도(54점) 지역에서 채취한 지하수의 pH, EC 및 무기이온의 농도를 2008년 11월부터 2009년 9월까지 분석하였다. 평균적으로 pH 7.2(6.57~7.54), 전기전도도(EC) 0.31(0.05~0.49) $dS{\cdot}m^{-1}$, $HCO_3$ 97.81(35.37~161.11), T-N 5.68(0.45~15.48), P 0.67(0.15~0.70), K 2.53(0.59~6.70), Ca 35.68(4.15~80.70), Mg 7.35 (1.46~14.87), Na 17.89(3.31~34.82), Fe 0.01(0~0.05), Mn 0.09(0~0.51), Zn 0.06(0~0.07), Cu 0.03(0~0.10) $mg{\cdot}L^{-1}$을 나타내었다. 지역과 농가에 따라 지하수의 pH, EC, $HCO_3$, Ca, Mg, Na 이온 특성은 차이를 나타내었다. 수경재배 전용비료로 배양액 조성이 가능한 범위 빈도율은 pH 5.0~8.0이 92.6%, EC < 0.5$dS{\cdot}m^{-1}$ 미만 89.3%, Na < 30 미만 97.5%, Ca < 40 미만 88.5%, Mg < 20 미만 97.5%, $HCO_3$ < 100 미만 69.5%, Fe < 0.05 미만 90.1%, Mn < 0.6 미만 99.6%, Zn < 0.5$mg{\cdot}L^{-1}$ 미만 98.3% 이었다. 이상의 측정된 전체 이온 항목이 단비 조성에 적합한 수질은 70개소로 46.3%을 나타내었다. pH는 EC, Mg, $HCO_3$, Na, 및 Fe 이온과, EC는 T-N, K, Ca, Mg, $HCO_3$, Na, 및 Mn과 유의한 상관을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

To investigate the ground water quality status for paprika hydroponics for export, its pH, EC (electrical conductivity) and inorganic ion concentrations were analyzed in Gangwan-do (27 samples), Gyeonsangnam-do (77 samples) and Jeollanam-do (54 samples) from November 2008 to September 2009. The average values of several components in ground water were as follows; 7.20 (6.57~7.54) in pH, 0.31 (0.05~0.49) $dS{\cdot}m^{-1}$ in EC, 97.81 (35.37~161.11) in $HCO_3$, 5.68 (0.45~15.48) in T-N, 0.67 (0.15~0.70) in P, 2.53 (0.59~6.70) in K, 35.68 (4.15~80.70) in Ca, 7.35 (1.46~14.87) in Mg, 17.89 (3.31~34.82) in Na, 0.01 (0~0.05) in Fe, 0.09 (0~0.51) in Mn, 0.06 (0~0.07) in Zn, and 0.03 (0~0.10) $mg{\cdot}L^{-1}$ in Cu, respectively. The values of pH, EC, $HCO_3$, Ca, Mg and Na in ground water were different depending on areas and farms. Frequency rates were 92.6% of pH 5.0~8.0, 89.3% of EC < 0.5 $dS{\cdot}m^{-1}$, 69.5% of $HCO_3$ < 100, 97.5% of Na < 30, 88.5% of Ca < 40, 97.5% of Mg < 20, 90.1% of Fe < 0.05, 99.6% of Mn < 0.6, and 98.3% of Zn < 0.5 $mg{\cdot}L^{-1}$, respectively, which can be used for nutrient fertilizers in hydroponics. The percentage of suitable water quality was 46.3% as 70 sites among the all analyzed ions. The pH value showed high significance of correlations with EC, Mg, $HCO_3$, Na, and Fe. Also the EC value showed high positive significance with T-N, K, Ca, Mg, $HCO_3$, Na and Mn.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 파프리카 수출단지 재배 농가의 원수 수질을 분석하고, 분석한 결과를 토대로 지역 간 원수 특성을 파악하여 수경재배 기초 자료로 활용하고자 수행하였다.

제안 방법

분석 시료의 채취 지역과 채취일은 Table 1과 같으며, 지역별 분석 시료 수는 강원도 27점(강릉시 1점, 철원군 24점, 화천군 2점), 경남 70점(마산시 2점, 진주시 9점, 창원시 10점, 함안군 17점, 함양군 20점, 합천군 12점) 및 전남 54점(강진군 4점, 장흥군 2점, 화순군 40점, 영암군 1점, 영광군 8점)이였다. 주요 분석 항목은 전기전도도(electrical conductivity; EC), pH, HCO₃, T-N, P, K, Ca, Mg, Na, Zn, Fe, Mn, Cu 등 13항목을 분석하였다. 분석용 시료는 Watman No.

대상 데이터

2008년 11월 27일부터 2009년 9월 15일까지 과채류공통수출연구사업단에서 지원한 파프리카 수출단지 국내 수경재배 농가의 원수 151점을 분석하였다. 분석 시료의 채취 지역과 채취일은 Table 1과 같으며, 지역별 분석 시료 수는 강원도 27점(강릉시 1점, 철원군 24점, 화천군 2점), 경남 70점(마산시 2점, 진주시 9점, 창원시 10점, 함안군 17점, 함양군 20점, 합천군 12점) 및 전남 54점(강진군 4점, 장흥군 2점, 화순군 40점, 영암군 1점, 영광군 8점)이였다.
2008년 11월 27일부터 2009년 9월 15일까지 과채류공통수출연구사업단에서 지원한 파프리카 수출단지 국내 수경재배 농가의 원수 151점을 분석하였다. 분석 시료의 채취 지역과 채취일은 Table 1과 같으며, 지역별 분석 시료 수는 강원도 27점(강릉시 1점, 철원군 24점, 화천군 2점), 경남 70점(마산시 2점, 진주시 9점, 창원시 10점, 함안군 17점, 함양군 20점, 합천군 12점) 및 전남 54점(강진군 4점, 장흥군 2점, 화순군 40점, 영암군 1점, 영광군 8점)이였다. 주요 분석 항목은 전기전도도(electrical conductivity; EC), pH, HCO₃, T-N, P, K, Ca, Mg, Na, Zn, Fe, Mn, Cu 등 13항목을 분석하였다.
파프리카 수경재배 농가에서 사용하고 있는 지하수 수질을 조사하기 위해, 강원도(27점), 경상남도(70점), 전라남도(54점) 지역에서 채취한 지하수의 pH, EC 및 무기이온의 농도를 2008년 11월부터 2009년 9월까지 분석하였다. 평균적으로 pH 7.

이론/모형

주요 분석 항목은 전기전도도(electrical conductivity; EC), pH, HCO₃, T-N, P, K, Ca, Mg, Na, Zn, Fe, Mn, Cu 등 13항목을 분석하였다. 분석용 시료는 Watman No. 6 여과지로 여과한 후 전기전도도는 EC 측정기(S30, Mettler Toledo, Germany), pH는 pH 측정기(MP220, Mettler Toledo, Germany), HCO₃는 bicarbonate법, T-N은 켈달법, P는 Ammonium meta vanadate법, K, Ca, Mg, Na, Zn, Fe, Mn 및 Cu는 원자흡광분석기(AA400, Perkin Elmer, USA)를 이용하여 각 파장별로 측정하였다. 자료의 통계 분석은 SAS 프로그램(Window용 V.

성능/효과

Mg 함량은 평균 7.4mg·L−1(0.5~83.5mg·L−1)으로 5mg·L−1 미만이전체의 61.2%, 5~15mg·L−1은 30.5% 빈도율을 나타내었으며, 지역별로 경남, 강원, 전남의 Mg 15mg·L−1 미만이 각각 90%, 96.3%, 90.9%로 90% 이상이 이 범위에 포함되었다.
3%을 나타내었다. pH는 EC, Mg, HCO₃, Na, 및 Fe 이온과, EC는 T-N, K, Ca, Mg, HCO₃, Na, 및 Mn과 유의한 상관을 보였다.
3dS·m⁻¹ 이하를 보이는 지역을 살펴보면, 강원도 내 철원군, 화천군, 경남 내 함양군, 합천군, 및 전남 내 영광군 등으로 조사지 13개 시·군 중 5개 군이었다. pH의 경우는 조사지역 중 경남 함안군, 전남 강진군과 화순군을 제외한 나머지 10개 시군에서 pH가 적정한 것으로 보이나, EC는 지역에 따른 차이가 컸다. 또한 원수 내의 중탄산 함량은 pH에 영향을 주는 인자로서 Bae 등(1995)이 제시한 단비로 배양액 처방을 해야 하는 중탄산 함량 100mg·L⁻¹ 이상인 지역이 강릉시(1점)를 비롯해 진주시, 함안군, 강진군, 장흥군, 화순군 등 6개 시군이 포함되었고, 합천군, 철원군, 화천군의 평균 중탄산 함량은 각각 18.
각 도별 원수 이온 함량을 살펴보면, 강원도 원수(27점)는 평균 pH 6.83, EC 0.13dS·m−1, HCO3 40.05, T-N 1.20, P 0.13, K 2.32, Ca 12.75, Mg 3.72, Na 7.29 Fe 0.01, Mn 0.05, Zn 0.06, Cu 0.02mg·L−1을, 경남 원수(70점)는 평균 pH 7.14, EC 0.30dS·m−1, HCO3 78.06, T-N 4.11, P 0.83, K 2.09, Ca 45.62, Mg 7.05, Na 17.30, Fe 0.02, Mn 0.13, Zn 0.05, Cu 0.04mg·L−1을, 전남 원수(54점)는 평균 pH 7.35, EC 0.35dS·m−1, HCO3 119.98, T-N 7.19, P 0.13, K 2.12, Ca 31.18, Mg 9.93, Na 24.05, Fe 0.01, Mn 0.02, Zn 0.06, Cu 0.02mg·L−1을 나타내어 지역에 따른 원수 이온 특성은 평균값과 상이하였다.
7%가 포함되었다. 각 도별로 살펴보면 pH 6.0~7.0과 pH 7.0~8.0 범위 비율이 경남은 50.0%, 41.4%, 강원은 55.6%, 40.7%, 전남은 27.3%, 59.1%로 도 지역 내 86.0% 이상이 pH 6.0~8.0 범위에 속하였다. 그러나 전남의 경우는 pH 6.
353) 이온 간에 1% 유의수준에서 정의 상관을 나타내고 있어 Ca, Mg가 탄산염의 형태로 결합되어 있을 것으로 판단되었다. 또한 EC는 원수 내에 존재하는 모든 이온의 합으로 T-N, K, Ca, Mg, Na의 다량 성분 외에 Mn 이온의 기여도가 높았다. Mn 이온이 높으면 Fe가 결핍되기 쉬운데, 철 공급 비료원으로 주로 사용하는 킬레이트철도 Ca, Mn, Zn, Cu 등이 높으면 킬레이트에서 철을 빼내어 침전[Fe(OH₃)]이 생기므로 배양액 관리에 주의가 요구되리라 본다.
또한 전남 화순 지역도 Na 30~60mg·L−1이 전남 조사지의 18.4%를 나타내 배양액 pH 변화를 살펴봐야 할 것으로 판단되었다.
따라서 이들 원수를 정확히 분석하여 작물 재배 기준에 맞게 설정 농도에서 원수로 공급되는 성분량을 제외하고 배양액으로 공급하는 것이 바람직하다. 또한 항목간 상관 분석 결과 pH, EC, Ca, Mg, HCO₃^-등의 이온 등은 원수 분석시 우선적으로 분석해야 할 항목으로 판단되었다.
02mg·L⁻¹을 나타내어 지역에 따른 원수 이온 특성은 평균값과 상이하였다. 뿐만 아니라 경남 내에 포함된 마산, 진주, 창원, 함안, 함양, 합천 등 6개시군의 원수를 분석한 결과에서도 평균 pH, EC, HCO₃ 등을 비롯한 T-N, P, K, Ca, Na, Mg 등의 이온 함량은 차이를 보였다. 이와 같이 원수의 특성은 지역에 따라 차이를 보였으며, 같은 지역이라도 농가에 따라서 차이를 보였다.
수경재배 전용비료로 배양액 조성이 가능한 범위 빈도율은 pH 5.0~8.0이 92.6%, EC < 0.5dS·m−1 미만 89.3%, Na < 30 미만 97.5%, Ca < 40 미만 88.5%, Mg < 20 미만 97.5%, HCO3 < 100 미만 69.5%, Fe < 0.05 미만 90.1%, Mn < 0.6 미만 99.6%, Zn < 0.5mg·L−1 미만 98.3% 이었다.
이를 근거로 수경재배 수질 기준인 pH 6.0~7.5, EC 0.3dS·m−1 이하를 보이는 지역을 살펴보면, 강원도 내 철원군, 화천군, 경남 내 함양군, 합천군, 및 전남 내 영광군 등으로 조사지 13개 시·군 중 5개 군이었다.
3% 이었다. 이상의 측정된 전체 이온 항목이 단비 조성에 적합한 수질은 70개소로 46.3%을 나타내었다. pH는 EC, Mg, HCO₃, Na, 및 Fe 이온과, EC는 T-N, K, Ca, Mg, HCO₃, Na, 및 Mn과 유의한 상관을 보였다.
조사지 Ca 함량은 평균 35.7(0.3~244.2) mg·L−1로 20mg·L−1 미만과 20~40mg·L−1가 전체 조사지의 43.8%, 29.8%를 나타내었다.
조사지 내 Fe 함량 범위는 평균 0.01mg·L−1(0~0.17mg·L−1) 범위로 0.3mg·L−1 미만이 전체 조사지의 80.2%가 포함되어 비교적 양호한 원수 수질을 나타내었으나 경남의 일부 지역에서는 0.09mg·L−1이상의 Fe 함량이 높은 원수를 함유하는 농가도 관찰되었다.
조사지 내 Mn 함량은 평균 0.08mg·L−1(N.D.~1.13mg·L−1)로 0.2mg·L−1 미만이 전체의 90.1%를, Zn 함량은 평균 0.06mg·L−1(N.D.~0.49mg·L−1)로 Zn 0.15mg·L−1 미만이 전체의 92.6%를, Cu 함량은 평균 0.03mg·L−1(N.D.~0.40mg·L−1)로 Cu 0.03mg·L−1 미만이 전체의 70.0%를 보여 대체로 우수한 수질임을 보였다.
조사지 평균 Na 함량은 17.9mg·L−1(1.5~115.4mg·L−1)로 전체 조사지 중 Na 15mg·L−1 이하가 61.2%, 15~30mg·L−1는 25.6%로 조사지 86.8%가 30mg·L−1 미만에 속해 단비 조성이 가능한 허용수준에 속하는 것으로 조사되었다.
조사지의 평균 K 함량은 2.5mg·L−1(0.2~21.4mg·L−1)로, 2mg·L−1 미만이 전체 조사지의 74.4%, 2~4mg·L−1이 13.2%을 나타내었으며, Ca, Mg 함량에 비해 비교적 낮은 함량을 보였다.
10) mg·L⁻¹을 나타내었다. 지역과 농가에 따라 지하수의 pH, EC, HCO₃, Ca, Mg, Na 이온 특성은 차이를 나타내었다. 수경재배 전용비료로 배양액 조성이 가능한 범위 빈도율은 pH 5.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수경재배에 이용되는 원수로 무엇을 이용하는 것이 좋은가?	수경재배에 이용되는 원수는 순수한 물이 이상적이지만, 가능한 무기성분 농도가 낮은 지하수, 하천수, 빗물 등을 이용하는 것이 좋다. 국내 수경재배 농가는 대부분 지하수를 이용하고 있으며, 지하수의 수질 상태는 작물 재배에 대단히 중요하다.
	국내 파프리카와 토마토 같은 과채류 재배 농가의 단위 면적당 생산성이 네덜란드에 비해 낮은 이유는?	국내 파프리카, 토마토 등의 과채류 재배 농가 단위 면적(m2)당 생산성은 네덜란드에 비해 1/2~1/10 수준으로 낮은 실정이다(Lee, 2009). 이는 네덜란드를 비롯한 유럽연합에 속한 높은 기술 수준을 갖춘 국가들이 시설의 현대화, 에너지 투입의 절감, 수경재배 시스템의 도입 등을 통해 작물 생산성 극대화를 도모하였기 때문으로 생각된다.
	신선원예작물 중에서 무엇이 수출 품목으로 자리 잡고 있는가?	2008년 농산물 수출은 44억 달러로 96년 이후 연평균 3%의 지속적인 증가세를 나타내고 있으며 이 중 신선농산물인 원예작물이 큰 증가세를 보이고 있다. 신선원예작물 중에서는 파프리카를 비롯한 토마토, 딸기 등의 과채류와 장미, 국화 등의 화훼류가 수출 품목으로 자리잡고 있다. 또한 품목에 따른 차이는 있으나, 수출재배 면적 중 수경재배 면적은 약 20% 내외로 추정되며 특히 과채류 수경재배 비중이 화훼류에 비해 높은 것으로 나타나고 있다.

참고문헌 (6)

Bae, J.H., Y.R. Cho, and Y.B. Lee. 1995. Field survey for well water quality in hydroponic farms. Korean Journal of Bio-Environment Control 4(1):80-88.
Kim, J.H., C.M. Choi, J.S. Lee, S.G. Yun, J.T. Lee, K.R. Cho, S.J. Lim, S.C. Choi, G.J. Lee, Y.S. Kwon, K.C. Kyung, M.J. Uhm, H.K. Kim, Y.S. Lee, C.Y. Kim, S.T. Lee, and J.S. Ryu. 2008. Chacteristics of groundwater quality for agricultural irrigation in plastic film house using multivariate analysis. Korean Journal of Environmental Agriculture 27(1):1-9.

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Lee, G.J., B.G. Kang, K.Y. Lee, T. Yun, S.G. Park, and C.H. Lee. 2007. Chemical characteristics of ground water for hydroponics and waste nutrient solution after hydroponics in Chungbuk area. Korean Journal of Environmental Agriculture 26(1):42-48.

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Lee, J.H. 2009. Research on actual management condition of greenhouse horticulture in the Netherlands. Rural development administration. Suwon. Korea. pp156-157.
Park, K.W. and Y.S. Kim. 1998. Hydroponics. Academic Press. Seoul. pp59-64.
Shin, W.K., Y.H. Lee, S.G. Cheon, Y.H. Hwang, and K.H. Cho. 1998. Ionic chacteristics of the ground water for hydroponics in Kyeongnam area. Korean Journal of Bio-Environment Control 7(3): 246-242.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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