[논문]오존, 자외선 및 염소처리가 수경재배 상추의 생육 및 배양액의 살균효과에 미치는 영향

이중환; 정종도; 서동환; 최경배; 전하준

오존, 자외선 및 염소처리가 수경재배 상추의 생육 및 배양액의 살균효과에 미치는 영향
Effect of Ozone, Ultraviolet light and Chlorine on Lettuce Growth and Nutrient Solution Sterilizing in Hydroponics 원문보기

이중환 (경상북도농업기술원 원예연구과) , 정종도 (경상북도농업기술원 원예연구) , 서동환 (경상북도농업기술원 원예연구) , 최경배 (경상북도농업기술원 원예연구) , 전하준 (대구대학교 원예학과)

최근 시설재배에서는 염류 집적 및 토양전염성 병해충 등으로 인한 연작장해를 회피하기 위하여 수경재배로 전환하는 농가가 급속히 증가하고 있다. 우리나라의 수경재배면적은 '98년 23 ha에서 2000년 1,000 ha로 급속히 증가하고 있는데, 이중 약 12％는 담액수경이나 박막수경의 순수 수경재배 방식이 차지하고 있으나 대부분이 고형배지를 이용한 비순환방식이다. 배양액의 비순환방식은 토양이나 지하수의 오염이 염려되지만, 순환방식의 경우에는 배양액 성분의 조정이나 배양액의 소독 등재처리가 필요하여 농가에서는 기피하고 있는 실정이다. (중략)

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문제 정의

그러나 우리나라에서는 순환배양액의 무기 이온의 조정에 의한 배양액 관리기술에 대한 연구는 활발히 이루어지고 있으나, 병원균의 오염에 의해 폐기되는 배양액의 재활용에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 본 실험에서는 배양액 재활용 이용 기술에 대한 연구의 일환으로 수경재배시 병원균에 오염된 배양액에 오존, 자외선 및 염소처리를 하여 배양액의 소독 효과와 상추의 생육이나 수량에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
수경재배시 병원균에 오염된 배양액에 오존, 자외선 및 염소 처리를 하여 각 처리별 소독 효과를 검토하고, 또한 이러한 처리가 상주의 생육이나 수량에 미치는 영향을 알아보고자 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다.

제안 방법

1차 재배에서 배양액이 오염되지 않아서 배양액 살균에 대한 효과를 검정할 수 없었으므로, 1차 수확 20일 후에 역병균(phytophtora capsici)의 유주자 현탁액(lOemF) 100ml를 배양액 탱크 내에 접종하여 인위적으로 배양액을 오염시킨 후 자외선, 오존 및 염소 처리를 실시하였다. 각 처리 5일 후 상추의 생육, 생리장해 및 병 발생 정도를 조사한 결과 대조구에서 상추는 역병균에 감염이 되어 거의 수확을 할 수 없을 정도였으나 오존 처리에서는 병 발생이 6% 정도로 정상적으로 생육이 가능하였다(Table 3).
정식 베드는 폭 90cm, 길이 180cm, 높이 10cm 로 스티로폼을 이용하여 제작하였으며, 배양액 탱크는 2002 플라스틱 용기를 사용하였다. 배양액의 살균은 자외선(80mJ/cm), 염소(5ppm) 및 오존(20ppm)처리를 하였는데, 자외선 및 오존은 1시간씩 5회 처리하였으며 염소 처리는 1회 실시하였다. 모든 처리는 수확 7일 전에 실시하였으며, 각 처리 후 배양액은 잔류 오존 및 염소를 감소시키기 위하여 5시간 이상 방치한 후 공급하였다.
생육조사는 농촌진홍청 농사 시험연구조사 기준에 따라 수확시 실시하였으며, 반복당 20주씩 조사하였다. 생리장해는 고사된 엽면적율을, 병 발생 정도는 이병주율을 달관 조사하였다.
생육조사는 농촌진홍청 농사 시험연구조사 기준에 따라 수확시 실시하였으며, 반복당 20주씩 조사하였다. 생리장해는 고사된 엽면적율을, 병 발생 정도는 이병주율을 달관 조사하였다.

대상 데이터

본 시험은 경상북도농업기술원 수경재배 온실에서 수행하였다. 공 시작물은 상추의 '적치마' 품종을 사용하였고 종자는 하루 동안 물에 침지한 후 6월 10일에 TKS-2 상토에 파종하였으며, 6월 25일 10X 10cm 간격으로 수경재배 베드에 이식하였다. 배양 액 은 원시시험장 조성 배양액(N:P:K:Ca:Mg=15:3:6:8:4me)을 사용하였으며 시험 전에 배양액은 황산H₂SO₄)을 이용하여 pH를 6.
공 시작물은 상추의 '적치마' 품종을 사용하였고 종자는 하루 동안 물에 침지한 후 6월 10일에 TKS-2 상토에 파종하였으며, 6월 25일 10X 10cm 간격으로 수경재배 베드에 이식하였다. 배양 액 은 원시시험장 조성 배양액(N:P:K:Ca:Mg=15:3:6:8:4me)을 사용하였으며 시험 전에 배양액은 황산H₂SO₄)을 이용하여 pH를 6.5로 조정하였다. 정식 베드는 폭 90cm, 길이 180cm, 높이 10cm 로 스티로폼을 이용하여 제작하였으며, 배양액 탱크는 2002 플라스틱 용기를 사용하였다.
본 시험은 경상북도농업기술원 수경재배 온실에서 수행하였다. 공 시작물은 상추의 '적치마' 품종을 사용하였고 종자는 하루 동안 물에 침지한 후 6월 10일에 TKS-2 상토에 파종하였으며, 6월 25일 10X 10cm 간격으로 수경재배 베드에 이식하였다.
5로 조정하였다. 정식 베드는 폭 90cm, 길이 180cm, 높이 10cm 로 스티로폼을 이용하여 제작하였으며, 배양액 탱크는 2002 플라스틱 용기를 사용하였다. 배양액의 살균은 자외선(80mJ/cm), 염소(5ppm) 및 오존(20ppm)처리를 하였는데, 자외선 및 오존은 1시간씩 5회 처리하였으며 염소 처리는 1회 실시하였다.

성능/효과

1차 재배에서 배양액이 오염되지 않아서 배양액 살균에 대한 효과를 검정할 수 없었으므로, 1차 수확 20일 후에 역병균(phytophtora capsici)의 유주자 현탁액(lOemF) 100ml를 배양액 탱크 내에 접종하여 인위적으로 배양액을 오염시킨 후 자외선, 오존 및 염소 처리를 실시하였다. 각 처리 5일 후 상추의 생육, 생리장해 및 병 발생 정도를 조사한 결과 대조구에서 상추는 역병균에 감염이 되어 거의 수확을 할 수 없을 정도였으나 오존 처리에서는 병 발생이 6% 정도로 정상적으로 생육이 가능하였다(Table 3). Razumovskii S.
다. 배양액에 병원균을 인위 접종 후 처리별병 발생율을 조사한 결과, 오존처리구에서 병 발생율이 5%로 배양액 소독 효과가 가장 높은 것으로 나타났다.

후속연구

배양액의 비순환 방식은 토양이나 지하수의 오염이 염려되지만, 순환 방식의 경우에는 배양액 성분의 조정이나 배양액의 소독 등 재처리가 필요하여 농가에서는 기피하고 있는 실정이다. 그러나 계속적인 수경재배 면적의 확산을 고려한다면 비료와 물을 효율적으로 이용하고 (Sonneveld, 1999) 배양액에 의한 환경오염을 줄이기 위해서도 순환식 수경재배 방식을 정착시켜야만 할 것이다. 네덜란드에서는 토양 이외에서 작물을 재배할 때에는 배양액의 재활용을 법제화(온실산업 편집부, 1996)하고 있으며 그 밖의 유럽 여러 나라에서도 수경재배 시에 버려지는 폐배양액이나 배지 등을 재사용하기 위한 연구가 다양하게 이루어지고 있다.
D(1984) 등 은 산소 원자 3개가 결합한 기체인 오존이 자연계에 존재하는 원소 중 불소 다음으로 강력한 산화력을 가지고 있어 미생물을 수초 내에 살균한다고 하였는데, 본 실험에서도 병원균에 대한 강한 살균력을 확인할 수 있었다. 그러나 오존처리에서도 생리장해로 인한 엽고사율이 6% 정도 나타나 배양액을 계속 순환시켜야 하는 수경재배에서 직접 사용하기 위해서는 배양액에 처리하는 오존 농도에 대한 면밀한 검토가 있어야 할 것으로 생각되었다. 자외선 처리에서는 생리장해 현상은 나타나지 않았으나 이병율이 20% 정도로 생육이 부진하였고, 염소 처리에서는 상추의 잎이 위조되는 장해 증상과 병 발생이 동시에 나타나 배양액 소독 방법으로 사용하기에는 부적합한 것으로 생각되었다.

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