보고서 정보
주관연구기관 |
국립농업과학원 National Institute of Agricultural Sciences |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2015-02 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
과제관리전문기관 |
농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 |
TRKO201500010626 |
과제고유번호 |
1395035143 |
사업명 |
국책기술개발 |
DB 구축일자 |
2015-07-11
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201500010626 |
초록
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Ⅳ. 연구개발결과
○ 제1세부과제 : 수경재배용 식물성 배지 및 이용기술 개발
- 상토와 코코피트를 혼합한 처리구에서 상추의 생육은 엽수, 엽장, 엽폭 모두 양호한 생육을 보였으며, 재배기간 동안의 EC와 pH 변화는 각각 1.40~1.45dS/m, 6.36~6.46으로 나타나 별도의 보정이 없더라도 안정적인 재배가 가능하였다.
- 토마토의 과실특성은 과폭, 과장, 과중 모두 약간 낮은 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났다.
- 스펀지나 암면 폐기 시 처리비용을 고려할 경우 상토+코코피트 혼합배
Ⅳ. 연구개발결과
○ 제1세부과제 : 수경재배용 식물성 배지 및 이용기술 개발
- 상토와 코코피트를 혼합한 처리구에서 상추의 생육은 엽수, 엽장, 엽폭 모두 양호한 생육을 보였으며, 재배기간 동안의 EC와 pH 변화는 각각 1.40~1.45dS/m, 6.36~6.46으로 나타나 별도의 보정이 없더라도 안정적인 재배가 가능하였다.
- 토마토의 과실특성은 과폭, 과장, 과중 모두 약간 낮은 경향을 보였으나 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났다.
- 스펀지나 암면 폐기 시 처리비용을 고려할 경우 상토+코코피트 혼합배지가 친환경 대체 배지로서 적용이 가능할 것으로 판단되었다.
- 생분해성 전분 배지를 선발하여 수경재배 육묘지지체로서의 적용 가능성을 검토한 결과 엽장, 엽폭의 생육은 정식 3주 후에 전분 배지 처리구에서 각각 19%, 28% 정도 양호한 경향을 보임에 따라 수경재배 육묘 지지체로 적용 가능성이 높은 것으로 판단되었다.
○ 제2세부과제 : 분리여과막 이용 폐양액의 양분 분리기술 개발
- 역삼투막의 시간당 처리성능(농축수 기준)은 900~1,250ℓ로 나노여과막 대비 13 ∼15% 정도 높게 나타났으며, 양분 분리도 99.7%로 양호한 결과를 보였다.
- 처리압력 20㎏f/㎠일 때 역삼투막을 공시하여 NFT 폐양액을 처리한 결과 농축정도에 관계없이 농축수와 처리수는 각각 시간당 190~200ℓ, 1,210~1,250ℓ로 안정적인 분리가 가능한 것으로 나타났다.
- 농축수의 EC와 pH 변화를 측정한 결과 EC는 초기 1.56dS/m에서 8.0dS/m로 5.1배 정도 높아지는 경향을 보였으며, pH는 초기 보다 2.7% 정도 낮아지는 것으로 나타났다.
- 처리수의 EC 농도는 폐양액 초기에 비해 96.8~99.7% 정도 제거되는 것으로 나타나 폐양액으로부터 양분이 안정적으로 분리되는 것이 확인되었다.
- 역삼투막에 의해 처리압력 20㎏f/㎠ 조건으로 토마토 암면재배 폐양액을 처리할 경우 농축횟수는 압력 및 수온 변화 등에 영향을 미치지 않는 6회 정도가 적정한 것으로 나타났다.
- 폐양액의 EC는 초기 대비 4회 농축 시 약 2배, 6회 농축 시 약 3.2배 정도 높아졌으며, pH는 6.8∼7.0 범위에서 유지되는 것으로 나타났다.
○ 제1협동과제 : 마이크로버블 이용 배양액 살균기술 개발
- 오존 마이크로버블 배양액 살균 시험장치 설계 제작을 위해 자흡식 선회노즐 및 용해탱크를 제작하여 공급유량 0~30ℓ/min, 오존 및 공기의 공급유량 0~1,000cc, 작동압력 2.5~5.0kgf/cm2이 조절 가능한 시작기를 제작하였다.
- 압력 변화에 따른 마이크로버블 사이즈를 측정한 결과 평균입경이 30~40μm이며, 개수 분포도 역시 20~50μm에 집중적으로 분포하는 것을 확인하였다.
- 작동 압력이 높아질수록 마이크로버블의 발생량이 증가하였으나 5.5kgf/cm2 압력일 때 발생량이 줄어드는 것을 확인하였다.
- 양액에 오존버블을 처리시 역병 및 탄저병은 0.8ppm 이상에서 사멸하는 효과가 있었으며, 시들음병의 경우 일부 포자는 생존하였으나, 처리시간을 조절할 경우 사멸이 가능한 것으로 사료된다.
- 오존 발생량이 3g/h로 공급 조건에서 시들음병균, 역병균과 탄저병균 모두 처리시간 120초 이내에서 병원균의 발아율이 현저히 감소되었다.
- 양액성분변화에 있어서 미량원소의 경우 큰 차이를 보였으며, 특히 Fe와 Mn의 경우 오존반응의 영향이 크게 나타나 추비를 고려해야 할 것으로 판단된다.
- 폐양액을 오존 마이크로버블로 시간별 처리할 경우 성분변화가 거의 없는 것으로 나타나, 병원균 살균 및 폐양액 재이용에 유용한 기술이라 사료된다.
○ 제2협동과제 : 폐양액에서 분리된 양분의 작물 적응시험 및 효과분석
- 폐양액 양분분리장치를 이용하여 상추 폐양액을 25배∼50배 농축, 토마토 폐양액을 2∼4배로 농축하여 고추 노지재배에 추비로 시용함으로써 배양액의 석회, 붕소 등 미량원소의 공급효과로 초기 석회결핍과의 발생이 관행 보다 낮았고, 수량 역시 높게 나타났다.
- 상추 및 토마토 시설재배시 배출되는 폐양액을 농축하여 고추 노지재배에 추비로 활용하는 기술을 확립하였다.
Abstract
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○ Development of plant medium and utilization technology for hydroponic
This study was conducted on the applicability of the organic medium which mixes the bed soil and cocopeat and the availability of the biodegradation medium as raising seedling supporter in order to develop hydroponic environ
○ Development of plant medium and utilization technology for hydroponic
This study was conducted on the applicability of the organic medium which mixes the bed soil and cocopeat and the availability of the biodegradation medium as raising seedling supporter in order to develop hydroponic environment-friendly medium.
The results are as follows : The growth of lettuce in medium which mixes bed soil and cocopeat showed the good the number of leaf, leaf strength, leaf width. The range of EC and pH during cultivation was respectively 1.40~1.45dS/m, 6.36~6.46. The selected medium was possible cultivation without adjustment.
The fruit width, fruit length and fruit weight of tomato showed a little low tendency but it showed not significant difference.
In case of considering disposal costs in the sponge or rock wool, the bed soil + cocopeat mixed medium was considered one of good environment-friendly substitution medium.
The applicability as the raising seedling supporter for hydroponics of the selected biodegradable starch medium was examined. According to the leaf length and the leaf width at 3 weeks after planting in starch medium was higher than about 19%, 28%, it was determined by one of good medium.
○ Development of nutrient separation technology for drained nutrient solution using membrane
This study was conducted to develop technology to separate efficiently the water and fertilizers of large amount using membrane the waste nutrient solution(WNS) during or after cultivation irrespective of cultivation method.
The results are listed as follows. The performance of reverse osmosis membrane was 13~15% up as 900~1,250 L per hour in nanofiltration membrane, the separation rate of nutrient showed 99.7%.
When the pressure was 20㎏f/㎠, the concentrated water and treated water separated by the reverse osmosis membrane from the waste nutrient solution of NFT cultivation was 190~200 L per hour, 1,210~1,250 L per hour respectively irrespective of concentrated degree.
In investigating the change EC and pH of the concentrated water, EC was increased 5.1 times from 1.56dS/m to 8.0dS/m, pH was decreased about 2.7% than the initial stage.
According to reducing the 96.8~99.7% of treated water EC from waste nutrient solution, nutrient solution from waste nutrient solution was separated steadily.
In case of treating waste nutrient solution of the tomato rockwool culture at pressure of 20㎏f/㎠, the number of concentration was suitable 6 times and it didn't have an effect on the pressure and water temperature.
EC of the WNS was increased about two times compared with the first stage in the four times concentration and it was increased about 3.2 times in the six times concentration, it showed that pH is maintained in 6.8~7.0 range.
○ Development of sterlized technique on nutrient solution using microbubbles
Micro-bubbles are tiny bubbles with mean diameter of less than 50㎛, have been applied in many fields including food processing, purification of polluted water and marine culture of oysters. Micro-bubble generator was confirmed mean micro bubble size 50㎛ below using particle size analyzer (SYMPA OICPIC-LIXELL). Therefore, the experiment parameters were compared with micro-bubble treated nutrient solution and waste nutrient solution to investigate the possibilities for growth effect or new technological application.
These experiments were analyzed for pH, EC, DO, ozone concentration, nutrient solution component and growth effects etc.
Sterilization is an important factor in reprocessing of drained nutrient solution (RDN). To evaluate the suitability of ozone micro-bubble for RDN in protected horticulture and plant factory, strong fungicidal activity of ozone and micro-bubble were applied. This experiment was taken advantage of ozon micro-bubbles. The Fusarium oxysporum, Phytophthora capsici and Colletotrichum gloeosporioides were treated with ozone concentration.
Ozone micro-bubble showed possibility of sterilization in RDN. Field test was carried out in lettuce cultivation facilities and strawberry growers.
○ Effect of growth and yield of hot pepper by application of drained nutrient solution in hydroponics
The objective of this research was to determine the effect of growth and yield of red pepper by application of concentrated waste nutrient solution(WNS) that was the drained nutrient solution for hydroponics culture tomato(Solanum lycopericum) and lettuce(Lactuca sativa). Different concentration degrees of drained nutrient solutions such as 25, 50 times on lettuce and 2, 4 times on tomato were used as treatment. The 4 times of N and K fertigation in red pepper was used check treatment.
There were no significant differences in the analysis of soil nutrient by the fertigation of concentrated waste nutrient solution of tomato and lettuce, and check treatment, after red pepper harvested. The plant height, stem diameter, fruit length and the other growth characteristics of red pepper did not show significant differences among the treatments during the experimental period. The WNS fertigation of tomato and lettuce had lower blossom-end rot ratio of pepper at early stage than check treatment, but higher yield of fresh red pepper than check treatment.
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