초록 ▼

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
시설재배시 지중 관수기술의 개발 목적은 물 절약과 관비 효율을 높이고 지속적으로 이용함으로써 노동력을 절감하고자 하였으며 연구개발의 필요성은 우리나라는 가상수(假象水, Virtual water) 순수입국으로 2009년 발표된 물포럼 자료에 의하면 320억톤으로 5위로 많은 물이 필요하나 우리나라는 물 부족국가로 알려져 있어 물 절감기술의 개발이 필요하다. 특히 국내 물 소비량 중에서 농업용수가 160억톤으로 국내 물 소비량 47%에 달하고 있다. 따라서 지중관수는 물 절약에 예상되고 관수효율이

Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
시설재배시 지중 관수기술의 개발 목적은 물 절약과 관비 효율을 높이고 지속적으로 이용함으로써 노동력을 절감하고자 하였으며 연구개발의 필요성은 우리나라는 가상수(假象水, Virtual water) 순수입국으로 2009년 발표된 물포럼 자료에 의하면 320억톤으로 5위로 많은 물이 필요하나 우리나라는 물 부족국가로 알려져 있어 물 절감기술의 개발이 필요하다. 특히 국내 물 소비량 중에서 농업용수가 160억톤으로 국내 물 소비량 47%에 달하고 있다. 따라서 지중관수는 물 절약에 예상되고 관수효율이 높아질 것으로 예상되었으며 같은 작목을 지속적으로 재배할 때 관수시설 설치 및 회수에 대한 노동력 절감, 원예작물의 수확량, 비료이용률 향상, 지표 관수보다 물 이용률 증대, 지중관비에 따른 양분의 이동, 분포, 흡수율, 토층별 양분함량 변화 구명이 필요하다.
Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
연구개발 내용은 시설과채류 재배에서 지중점적관수 호스 설치 기준과 엽채류 재배시 지중 점적 호스의 적정 설치 간격과 깊이를 구명하고 지중 관비시 유기액비와 화학비료의 흡수량 및 물이용 효율을 연구하여 현장 실증으로 연구결과를 검증하고자 하였다. 연구 범위는 과채류는 토마토와 고추를 대상으로 하였고 엽채류는 상추와 시금치를 대상으로 효과적인 지중 관수 방법을 연구하였다. 토성별 물과 양분 이용률을 연구하였다.
Ⅳ. 연구개발결과
연구개발 결과는 시설과채류 토마토, 오이 및 고추작물을 대상으로 지중관수 및 공기주입효과를 구명하였고 공기 주입 방법으로 지중관수용 오스모드레인 호스를 이용하는 방법이 효과가 높음을 구명하였다. 시설 엽채류 재배에서 지중관수 호스 깊이 간격 연구는 점적호스 간격은 40cm 내외가 가장 효과적인 것으로 판단되었으며 지중호스 매설 깊이는 20∼30cm가 적당한 것으로 판단되었으나 경운 등 작업상문제와 호스의 손상없이 장기간 사용을 위해서는 30cm 깊이가 적당한 것으로 판단되었다. 지중관수시 텐시오메터의 적정 깊이는 지중 점적호스 매설 깊이를 30cm로 하였을 때 관수 조절용 텐시오메터 적정 매설 깊이는 20cm로 구명되었다. 지중관비시 유기 액비를 이용한 화학비료 절감 효과는 오이작물을 대상으로 연구한 결과 SCb 액비를 이용하여 화학비료 대체가 가능한 것으로 판단되었다. 토성별 지중관비의 화학비료와 물 절감 효과는 물과 비료 절감에서 식양토 > 양토 > 사양토 순으로 나타났다.
Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
토마토, 오이, 고추 등 시설과채류의 자동 지중관수 및 aeration 기술인 오스모드레인 튜브, 벤츄리관, 토양 수분 장력센서, 콘트롤러 등을 이용하여 관수 자동화를 시스템을 구축하고 상추 지중 관수시 호스의 적정 깊이 및 간격 기술을 영농활용하고 농업기술 길잡이인 기술서를 보완, 현장 적용 확대 보급할 계획이며 지중관비시 유기액비 및 화학비료 흡수량 및 물이용 효율연구 결과는 시설오이 지중관비에서의 자동관수센서의 적정 매설 깊이 등을 영농활용할 계획임. 또한 지중관수 이용 엽채류 및 시설과채류 재배기술에 대한 연구 성과를 영농교육시 활용할 예정이다.

Abstract ▼

This research was carried out to investigate the effect of subsurface drip irrigation. Toamto, cucumber, and green pepper plants were grown in soil system (silty loam with pH 6.5) under the greenhouse, to determine the effects of subsurface drip irrigation (SI) and subsurface drip irrigation plus ae

This research was carried out to investigate the effect of subsurface drip irrigation. Toamto, cucumber, and green pepper plants were grown in soil system (silty loam with pH 6.5) under the greenhouse, to determine the effects of subsurface drip irrigation (SI) and subsurface drip irrigation plus aeration (SIA) into root zone comparing with conventional surface drip irrigation (DI) in terms of water use efficiency, soil properties, and growth and fruit yield. Two drip lines per crop row were layed on the soil surface in DI system, buried at a depth of 20cm below the soil surface in SI system, and also buried at a depth of 20cm below the soil surface and aerated for 3 minutes a hour during the daytime (08:00-19:00) by a air compressor in SIA system. A automatic irrigation with watering point of –20 ~ –30 kPa based on soil moisture contents was applied by controllers and electronic vacum soil moisture sensors. Reduction in soil moisture contents was delayed in SI and SIA, compared to DI. Irrigation amount applied in pepper cultivation was around 30% less in SI than in DI. Electric conductivity and nitrate nitrogen content in the surface soil grown green pepper were significanly lowered in SI and SIA, compared to DI. Better development of root system was observed in SIA and SI than in DI. Results showed that pepper fruit yield increased by 30% in SIA and 22% in SI in comparision with DI.
The effect of installation spacing of subsurface drip irrigation pipe on the mineral content, nutrient uptake, yield of lettuce, water requirement for irrigation, and soil chemical properties in greenhouse cultivation are following. Semi-forcing and retarding culture were implemented in this experiment, with four treatments containing overhead spray irrigation and three subsurface irrigation lateral spacing intervals of 30, 40, 50cm at a depth of 30 cm from soil surface, respectively. Each mineral content of lettuce grown under subirrigation system did not show significant difference between treatments, however the uptake of nutrients was lower at 50cm-distance. The yield was largest in 30cm-subirrigation (SI), followed by 40cm-SI, overhead spray, and 50cm-treatment. Water requirement for irrigation was highest in overhead spray, and it was in reverse proportion to the distance of irrigation pipes. NO₃ -N content in the soil, at a depth of 10cm, showed a higher value in 50cm-SI, followed by 40cm-SI, overhead spray and 30cm-SI. Exchangeable K content was highest in 50cm-SI, Mg was highest in 40cm-SI, and Ca was lowest in 30cm-SI. Water requirement for irrigation was in proportion to the depth of irrigation pipes and the lettuce yield was largest at a depth 20cm and 30cm-SI from soil surface. In conclusion, the lettuce yield was not different between 30 and 40cm-SI, but water requirement for irrigation was lower as the distance of irrigation pipes was further. And it seems to be needed more precise research on this theme, because crop yield and the dynamics of soil minerals in subsurface irrigation can vary with the depth and distance of irrigation pipes, dripper, water flow depending on the soil texture, and plant response to soil minerals.
Subsurface drip irrigation (SDI) with fertigation provides an effective and cost-efficient way to supply water and nutrients to the plants around the root zone while maintaining a dry soil surface. However, vegetables production in greenhouse are typically intensely managed with high inputs of fertilizers and irrigation water, which increases the risk of ground-water nitrate contamination. So, irrigation management plays an important role on nitrogen use efficiency (NUE) and water use efficiency (WUE) for vegetable crop production. Our objectives were to evaluate ⅰ) the appropriate depth of soil moisture sensors for automatic irrigation control, ⅱ) difference of NUE and WUE under sandy loam, loam and clay loam treatments, ⅲ) the possibility of slurry composting biofiltrate (SCB) alternative to chemical fertilizer, and ⅳ) effect of nitrate nitrogen in SCB on total nitrogen content. The results are as follow. Firstly, the appropriate depth of irrigation control sensor for cucumber in case drip hose buried 30 cm deep was 20 cm below surface. Fruit yields (kg/10a) were 5,706 and 5,695 (10 cm depth), 5,606 and 6,051 (20 cm depth), 4,099 and 4,130 (30 cm depth) for 2010 and 2011, respectively. Slightly higher values were observed with irrigation sensor at 20 cm depth, although no significant differences were found between 10 and 20 cm depth. In addition, nitrogen and water application rates at 20 cm depth reduced compared with 10 cm depth. Secondly, the growth and yield of cucumber did not show any significant differences between SCB and chemical N fertilizer under SDI systems, so that SCB can be replaced as chemical fertilizer. For example, fruit yields were 10,640 kg/10a in SCB and 10,253 kg/10a in N fertilizer treatment for 2012. Thirdly, NUE and WUE by three different soil texture showed the order of clay loam> loam> sandy loam. Finally, for analysis of total nitrogen in the case of pig slurry containing a low concentration of total nitrogen, it is necessary that a additional procedure detecting nitrate nitrogen by adding devarda’s alloy after heating the sample with H₂SO₄.
To reduce amount of irrigation when grow lettuces, a subirrigation test that was a drip irrigation was conducted. The amount of irrigation of subirrigation system was conserved that of normal irrigation by 94%. The leat number and fresh-weight of subirrigation system was higher than norman irrigation of them, and the yield of subirrigation system was increased by 8%. The storability of lettuces at the low temperature storage was better than that of the room temperature storage. The fresh-weight reduction of subirrigation system was lower at the low temperature storage and a figure of lettuces was well keeped.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• S U M M A R Y ... 5
• 목 차 ... 8
• 제1장 서 론 ... 9
• 제1절 시설과채류 지중관수 호스설치 기준 ... 9
• 제2절 시설엽채류 지중관수 호스 설치 방법 ... 9
• 제3절 지중 관수시 양분흡수량 및 이용 효율 ... 10
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제1절 시설과채류 지중관수 호스설치 기준 ... 12
• 제2절 시설엽채류 지중관수 호스 설치 방법 ... 12
• 제3절 지중 관수시 양분흡수량 및 이용 효율 ... 13
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
• 제1절 연구 수행 내용 ... 14
• 제2절 연구결과 및 고찰 ... 22
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 54
• 제1절 목표대비 달성도 ... 54
• 제2절 정량적 성과 ... 55
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 57
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 58
• 제7장 기타 중요 변동사항 ... 59
• 제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 60
• 제9장 참고문헌 ... 61