초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
순환식 수경재배를 위한 시설 과채류의 작목별 최적 양분관리 기술 개발

◼ 전체 내용
주요 과채류의 순환식 수경재배 최적 양분관리 기술 개발
○ 과채류(토마토, 파프리카, 딸기, 멜론) 생산현장 정밀 양액관리 데이터 수집/분석
○ 과채류(토마토, 파프리카, 딸기, 멜론) 배액 재사용에 따른 양분별 불균형 양상 분석을 통한 이온별 허용 범위 설정
○ 과채류(토마토, 파프리카, 딸기, 멜론) 생육과 재배 시기를 고려한 양분보정 기술을 적용하여 양분 불균

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
순환식 수경재배를 위한 시설 과채류의 작목별 최적 양분관리 기술 개발

◼ 전체 내용
주요 과채류의 순환식 수경재배 최적 양분관리 기술 개발
○ 과채류(토마토, 파프리카, 딸기, 멜론) 생산현장 정밀 양액관리 데이터 수집/분석
○ 과채류(토마토, 파프리카, 딸기, 멜론) 배액 재사용에 따른 양분별 불균형 양상 분석을 통한 이온별 허용 범위 설정
○ 과채류(토마토, 파프리카, 딸기, 멜론) 생육과 재배 시기를 고려한 양분보정 기술을 적용하여 양분 불균형 최소화 기술 개발

□ 연구개발성과
< 생산현장 정밀 양액관리 데이터 수집/분석 >
○ 농가 생산현장의 데이터를 수집/분석한 결과 대부분의 양액내 개별 이온농도는 급배액 EC 농도 변화 양상과 유사함
○ 토마토와 파프리카 대규모 농가는 주기적으로 배액을 분석하고 모니터링하여 근권부 허용 범위 안에서 양분 관리가 잘 이루어지고 있음
○ 딸기 농가의 경우 각농가 마다 사례가 매우 다르게 나타나며, 특히 양액을 관리하는 요인 중에 원수의 수질이 매우 큰 영향을 미침
○ 멜론은 다른 작물과 다르게 특히 작물 생육단계에 따른 급액 EC 및 급액량 관리가 매우 다양하며 중요한 특징이 있음. 이러한 재배적 특징 요인이 결과적으로 각 농가 현장에서 상품의 품질에 큰 차이를 나타내는 현상을 보임
○ 양액관리는 근권부 배액내 이온농도를 지속적으로 모니터링을 하면서 그 결과를 토대로 급액의 EC 농도를 적절하게 변경하는 것이 매우 중요함
< 재배방식 및 배지종류에 따른 파프리카 생육 및 배액 내 양분별 불균형 양상 분석 >
○ K⁺, Ca²⁺ 및 Mg²⁺ 양이온의 농도는 근권 내 양액의 EC와 유사한 변화 추이를 나타냄. K⁺, Ca²⁺, Mg2+의 급액과 배액에서의 농도는 재배방식 및 배지 종류에 차이 없었음
○ P 농도는 순환식 재배방식에서 요구도를 충족하지 못하고 부족하였으며, Cl- 농도는 순환식 재배방식의 코이어에서 많이 상승하였음. Na⁺와 Cl^-은 작물이 제대로 흡수하지 못하는 대표적인 이온으로서 생육이 진전될수록 순환식 재배방식에서 집적됨. 또한, 암면 배지에 비해 코이어 배지에서 집적되는 경향을 나타냄
○ 개별 이온의 변화 양상이 급액 EC 농도의 변화 양상과 그 추이가 거의 동일한 패턴을 보임. 따라서 배액을 분석하여 적정 허용범위에 맞도록 급액 EC 농도를 조정하는 것이 양분의 불균형을 해소하는데 도움이 됨
○ 각 작물별로 배액 EC를 급액의 EC보다 1.0~1.5 정도 높은 범위에서 지속적으로 유지가 되도록 급액의 EC를 변경하여 양액을 관리 한다면 작물생육에 문제가 없음
○ 배액을 보정하지 않고 순환식으로 배액을 재활용하면 생육 후기로 갈수록 근권부 이온농도가 지속적으로 상승하며 특정 이온의 과잉과 결핍을 초래함
○ 양분 불균형을 최소화하고 수량 증대를 위한 작물별 순환식 수경재배 배액희석 농도
- 순환식 수경재배 시 배액의 재사용을 위한 배액희석 농도(배액+원수, EC)
○ 배액 희석 농도가 높아지면 배액의 재사용율(%)은 높아지지만 양분 불균형이 나타남
< 생육/재배 시기를 고려한 양분 불균형 최소화 기술 개발 >
○ 순환식 수경재배와 비순환식 수경재배 시 작물의 생육 및 수량에 큰 차이가 없음
○ 배액을 분석하여 양액조성을 보정하지 않고 순환하는 것 보다 2주간격 또는 4주간격으로 배액을 분석하고 그 결과를 토대로 양액조성을 변경하여 순환식으로 재배를 하면 비료 절감율이 평균 30~40% 높아짐. 특히, 4주보다 2주간격 보정시 비료 절감 효과가 약간 더 높게 나타남
< 순환식 수경재배에 따른 화학비료 및 탄소배출량 저감효과 >
○ 비순환식 대비 순환식 비료구매비 감소(2주 간격으로 배액 분석 후 양분 보정 시)
- 딸기 21%, 토마토 63%, 파프리카 63%, 멜론 34% 감소됨
○ 순환식 전환 시 탄소배출량 저감효과(품목별 수경재배 면적 기준)
- 딸기 26%, 토마토 63%, 파프리카 61%, 멜론 34% 감소됨
< 순환식 수경재배 단계별 핵심기술 요약 >
○ 배액 배출로 인한 환경오염과 자원낭비를 줄이기 위해서, 더 나아가 중장기적으로 배액 재사용 법적 의무화에 대비하기 위해서 순환식 수경재배로의 전환이 반드시 필요함
< 주요성과 실적 >
○ 2024년 농촌진흥청 신기술보급 시범사업을 통해 강원도 철원을 포함한 전국 16개소 시행
- 시설 과채류 순환식 수경재배 양액 재활용 기술 보급 시범
○‘환경보전과 자원절감이 가능한 순환식 수경재배 매뉴얼(딸기, 토마토, 파프리카, 멜론)’ 발간, 도 농업기술원과 시군 농업기술센터 보급
○ 기술보급서(2건), 정책제안(2건), 영농기술·정보(9건), 프로그램 등록(1건)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ (기술적) 과채류 친환경 순환식 수경재배기술 개발로 농가 안정생산 기반 조성
○ (산업적) 농업용수 및 비료 사용량 감소에 따른 생산비 절감에 따른 소득향상
○ (환경적) 배액 방출량 감소로 하천의 부영양화 및 수질오염 경감
○ (정책적) 지속가능한 친환경 농업 구현으로 미래 스마트 농업 기반 조성

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 18
• 1) 연구 수행 결과 ... 18
• 2) 목표 달성 수준 ... 96
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 96
• 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 96
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 97
• 7. 참고 문헌 ... 97
• 끝페이지 ... 101