토마토 재배기술(5)-양액재배

5. 양액재배

 

양액재배는 연작장해를 피할 수 있으므로 같은 장소에서 장기간 연작할 수 있고, 작업의 자동화를 통한 생력화, 작업환경의 개선, 수량증대와 품질향상 등을 도모할 수 있는 장점이 있다. 반면에 토양재배에 비해 장점이 많지만 다음과 같은 불리한 점도 있다.

우선 각종 시설 설치에 많은 자본이 소요된다. 그리고 배양액의 조제, 농도조절, 환경관리 등에 있어 작물 영양생리와 물리․화학분야에 대한 상당한 지식과 재배 경험이 요구된다. 또한 품종 및 생육단계에 따라 배양액의 조성과 농도를 다르게 관리해야 한다. 토양재배와는 달리 식물의 지하부는 완충능이 적은 배지에서 배양액에 의해 재배된다. 따라서 온도, 수분, 용존산소, 용수 수질, 수온, 양분 농도, pH 등이 환경 변화에 민감하게 영향을 받으므로 재배 환경 관리에 정밀성과 많은 노력이 요구된다.

 

5-1. 양액재배용 용수

양액재배에서는 용수가 가장 중요하다. 용수는 지하수, 하천수, 빗물, 수돗물 등이 있는데 수량이 풍부하고 불순물이 함유되어 있지 않고 무기양분의 함량이 적으며 pH가 중성이나 약산성에 가까운 것이 좋다. 수질이 나쁘면 배양액을 조제해도 각 성분의 농도를 원하는대로 유지하기가 곤란하다. 용수는 성분별로 그 한계치를 정하여 그 이상의 농도가 될 경우에는 사용을 자제할 것을 권장하고 있다. 생물학적 산소요구량(BOD)이 높은 물은 뿌리를 가해할 수 있는 병원균이 있을 가능성이 높으므로 수질 검사를 할 때 무기이온 함량 뿐만 아니라 생물학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD)도 고려해야 한다.

염류농도(EC)의 경우 나트륨(Na)과 염소(Cl)의 한계농도는 명확하게 결정되지는 않았으나, 일반적으로 용수 중에 30~40mg/ℓ의 나트륨, 또는 같은 농도의 염소가 들어 있으면 문제가 발생할 가능성이 많다. 75mg/ℓ 이상에서는 양액 공급 방법과 배액 방법을 적절히 조절하여야 하며, 100mg/ℓ 이상이 되면 용수로서 장기간 이용이 곤란하다.

용수에 미량원소가 기준치보다 적게 들어 있으면 배양액을 조제할 때 이를 고려하여 계산하면 되지만 철(Fe)의 경우는 다르다. 일반적으로 용수에 함유된 철은 Fe(HCO3)2로 녹아 있는데 공기와 접촉하면 산화되어 Fe(OH)3로 변하여 침전되므로 작물이 직접 이용할 수 없다. Fe(OH)3가 양액 공급관에 집적되면 점적 배관이나 노즐이 막히므로 이를 제거해야 한다. 철분을 제거하는 방법은 용수에 공기를 불어넣는 폭기식과 필터를 이용하여 걸러내는 여과방식이 있다. 고농도의 중탄산(HCO3)은 pH 상승의 원인이 되므로 산으로 중화시켜야 한다. 중화에는 보통 4% 질산(HNO3)과 40% 인산(H3PO4)을 이용한다.

중금속이 함유된 용수로 식물을 재배할 경우에는 식물이 외관상으로는 정상이지만 식물체 내의 중금속 농도가 식품으로서의 기준치를 초과하는 경우가 있으므로 주의가 필요하다. 수돗물을 사용하는 경우 살균에 사용된 염소가 들어 있어서 뿌리에 장해를 줄 수 있으므로 하루 정도 방치하여 염소를 탈기시킨 후 사용 한다.

용수의 양은 m2당 “〔식물의 하루 중 최대 흡수량(100%)+배액률(30%)〕x 재배면적〕”으로 계산할 수 있다. 방울토마토가 1m2당 하루에 필요한 용수의 양은 6~7ℓ x 130%로 8~9ℓ/m2 정도가 필요하다. 따라서 10a를 재배하려면 약 10톤 정도의 용수를 확보해야 한다. 그리고 펌프 등의 설비 고장을 고려하여 하루 정도 사용할 수 있는 용수 저장 탱크가 필요하다. 용수로 사용하는 지하수의 양이 부족하거나 수질이 나쁘면 빗물이나 하천수를 이용해도 좋다. 일본과 네덜란드에서는 많은 농가에서 빗물을 용수로 사용하고 있으나 우리나라는 사용하는 농가가 거의 없다.

 

○

	구 분	장 해 정 도
		장해 없음	약간 장해	심각한 장해
염류 농도   뿌리를 통한 흡수   잎을 통한 흡수     기 타	EC(ds/m) 총용해고형물(mg/ℓ) 염소(Cl, meq/ℓ) 염소(Cl, mg/ℓ) 염소(B, mg/ℓ) 나트륨(Na, meq/ℓ) 나트륨(Na,mg/ℓ) 염소(Cl, meq/ℓ) 염소(Cl,mg/ℓ) 중탄산염(Cl, meq/ℓ) 중탄산염(Cl, mg/ℓ)	0.75이하 480 이하 2 이하 70 이하 1.0 3.0 이하 70 이하 3.0이하 100이하 1.5이하 40 이하	0.75~3.0 480~1,920 2~10 70~345 1.0~2.0 3 이상 70 3 이상 100 1.5~8.5 40-520	3.0이상 1,920이상 10이상 345이상 2.0~10.0 - - - - 8.5이상 520이상

용수의 수질 판정을 위한 기준

 

급수	EC (dS/m)	이온농도(mg/100g)			비 고
		Na	Cl	SO4
1	<0.5	<30	<50	<100	우 량 수
2	0.5-1.0	30-60	50-100	100-200	사용에 주의
3	1.0-1.5	60-90	100-150	200-300	내염성 작물 사용
4	>1.5	>90	>150	>300	사용 불가

○ EC와 이온 함량을 기준으로 한 수질의 분류

 

○ 양액재배 용수내 이온의 희망농도 및 최대 허용농도

이 온	이온 농도 및 수준
	희망 농도	최대 허용 농도
암모니움 (NH4+) 중탄산염 (HCO3-) 칼슘 (Ca2+) 탄산염 (CO32-) 염소 (Cl-) 마그네슘 (Mg2+) 질산염 (NO3-) 인산 (H2PO4-) 칼륨 (K+) 나트륨 (Na+) 황산염 (SO42-) 철 (Fe2+) 전기전도도 (EC)	1~2 meq/ℓ 0 meq/ℓ 5~6 meq/ℓ 0 meq/ℓ 0 meq/ℓ 2.0 meq/ℓ 10~12meq/ℓ 1 meq/ℓ 4-6 meq/ℓ 0 meq/ℓ 1 meq/ℓ 0 (mg/100g) 0 (dS/m)	- meq/ℓ 6.0 meq/ℓ 10 meq/ℓ 0 meq/ℓ 2 meq/ℓ 4 meq/ℓ 12 meq/ℓ 2 meq/ℓ 8 meq/ℓ 2 meq/ℓ 10 meq/ℓ 0.25 (mg/100g) 0.5 (dS/m)

가) NO3, NH4, H2PO4, K 고농도 : 작물피해 없음, 농업용수 오염

나) Ca, Mg 고농도: 작물 피해 없음, 용수 경화

다) HC03 250mg/100g (4meq/ℓ)이상 : 식물 독성,

배지 pH증가, Ca, Mg 탄산염으로 침전

라) Fe 0.25ppm이상 : 수산화철로 침전

 

5-1-1. 수돗물

우리나라에서는 수돗물을 용수로 사용하는 경우는 거의 없다. 수돗물은 잔류 염소에 의해 뿌리에 장해를 유발할 수 있다. 따라서 수돗물을 용수로 사용하려면 잔류 염소를 제거해야 하는데 물 1,000ℓ에 티오황산나트륨(Na2S2O3․5H2O) 2.5g을 첨가하면 잔류 염소나 결합 염소를 쉽게 분해할 수 있다. 그렇지 않으면 하루 정도 두었다가 사용하면 염소는 소실된다. 수돗물은 수도관의 보호를 위하여 pH를 높여 공급하므로 이에 유의해야 한다.

 

5-1-2. 빗 물

빗물은 대부분 수질이 좋다. 그러나 최근에는 대기 오염으로 인한 산성비가 많이 내리므로 pH가 낮은 경우가 있어 주의가 필요하다. 온실 설치에 사용되는 철골은 아연으로 도금한 것이 많은데 이런 경우에는 저수된 빗물에 아연이 혼입될 가능성이 높다. 빗물을 용수로 사용하려면 용량이 큰 집수조가 필요하다. 네덜란드의 경우 대규모 온실 옆에 큰 집수조를 만들어서 물이 지하로 스며들지 않도록 천막지 등을 깔아 빗물을 받아두었다가 사용하고 있다.

 

5-1-3. 지하수

우리나라에서는 양액재배 용수로 지하수를 가장 많이 사용한다. 칼슘이나 마그네슘은 작물의 생육에 필요한 성분이기 때문에 그 함량이 지나치게 높지 않으면 용수로 사용할 수 있다. 오히려 함유량을 알고 배양액을 조제한다면 용수에 들어있는 양만큼 비료를 절감할 수 있다. 그러나 물에 들어있는 양을 고려하지 않고 배양액을 조제하면 배양액의 칼슘과 마그네슘 농도가 원하는 것보다 높아져서 작물의 생육을 저해할 수 있다. 흘려버림식에 비하여 순환식에서 각 이온 간의 균형은 더 쉽게 흐트러지므로 용수에 함유된 농도를 알고 배양액을 조제해야 원하는 이온의 농도를 유지할 수 있다.

 

5-1-4. 용수의 수질개선

용수에 녹아있는 염류 중 주로 문제가 되는 것은 나트륨과 염소이다. 그리고 철분이 과다하거나 중탄산의 농도가 높아서 문제되는 경우도 있다. 용수에 과다하게 들어있는 염류를 줄이는 방법에는 역삼투, 증류, 이온교환, 전기 투석, 여과 등의 방법이 있으나 여과 이외의 방법은 비용이 많이 들어 실용화가 어렵다.

여과법은 철분제거에 효과적이다. 경제적인 방법은 물속에 공기를 불어넣으면서 여과하는 방법이다. 물속의 철은 대개 탄산염의 형태로 존재하므로 공기와 접촉하면 산화되어 Fe(OH)3으로 변하여 침전되는데, 이 물을 방치해두었다가 이용해도 되지만 여과해서 쓰는 것이 더 좋다. 여과조는 큰 통에 위로부터 모래, 활성탄, 또는 숯, 그리고 자갈을 같은 높이로 채워서 만든다.

 

5-2. 배양액의 종류와 조성

토마토 배양액의 종류는 한국에는 한국 원예연구소 배양액 등 4종류, 일본에서는 원시배양액과 야마자키 배양액이 유명하다. 유럽에서는 5종류 정도가 있으며, 화란의 PTG 양액, 벨기에 유럽 채소연구소의 NFT용과 배지경용 배양액 등이 있다. 적당한 배양액은 장기간 재배시에도 원소간의 균형이나 pH(산도)의 변화폭이 아주 적어야 하고, 작물이 흡수하기 좋은 이온의 상태로 적정한 농도로 만들어져야 한다. 일반적으로 한국과 일본에서 육성된 품종에는 한국과 일본에서 개발된 배양액이, 유럽에서 육성된 품종에는 유럽에서 개발된 배양액이 적합하다.

 

○ 비료염의 종류

비료염	분자식	분자량	당량중(mg/me)
질산칼슘 무수초산칼슘 질산칼륨 인산아모늄 인산칼륨 황산마그네슘 질산아모늄 염화카리 염화칼슘 황산카리 황산암모늄 황산칼슘	Ca(NO3)2․4H2O Ca(NO3)2 KNO2 NH4H2PO4 KH2PO4 MgSO4․7H2O NH4NO3 KCl CaCl2 K2SO4 (NH4)2SO4 CaSO4	236 108 101 115 136 246 80 74 111 174 132 140	118 54 101 38 48 123 40 74 55 87 66 70

 

○ 토마토 재배용 배양액의 조성

1) 다량원소(g/물1톤)

종 류	KNO3	NH4 H2PO4	Ca(NO3)2 4H2O	MgSO4 7H2O	KH2 PO4	KCl	NH4 NO3	비고
원시표준액	606	115	944	492	-	-	-	토마토: 1/2농도
야미자키액	404	76	354	246	-	-	-
플로리다액	192	-	885	507	219	23	-	3~4 화방이후
원예연 토마토전용액	505	76	472	246	-	-	-
화란PTG	345	-	725	370	272	-	70

 

2) 미량원소(g/물1톤)

철분 EDTA-Fe	붕산 H3BO3	황산망간 MnSO44H2O	황산아연 ZnSO4 7H2O	황산구리 CuSO45H2O	몰리브덴산 나트륨 NaM0O42H2O
15-25g	3g	2g	0.22g	0.05g	0.02g

 

5-2-1. 배양액 조제순서 및 혼합방법

배양액 원액조제용 비료는 단비를 이용하는 것과 제품비료를 구입하여 작물별로 소요량을 녹여주는 방법이 있다. 비료염을 조제하는 방법은 필요한 비료를 큰 배양액 통에 직접 녹이는 방법과 다량원소는 100배 내지 400배의 원액으로, 미량원소는 1,000배 내지 1만배의 원액으로 만들어 놓고 적절한 농도로 원수에 희석하여 사용하는 농축 배양액을 만들어 사용하는 방법이다. 농축 배양액을 만들어 사용하는 방법이 일반적으로 많이 사용된다. 조제순서는 P, Ca, Mg, NO3, SO4, K의 순으로 하는 것이 편리하다.

배양액의 조성 및 필요한 비료의 양이 결정되면 원하는 배양액 량에 맞추어서 실제로 조제에 들어간다. 우선 배양액 통을 최소한 A, B 두개를 준비한다. 이때 A액과 B액으로 분리한 것은 서로 결합하여 침전물이 생기지 않도록 하기 위해서이다.

 

① 각각의 비료를 ±5% 범위로 정확하게 측정하여 용기에 담는다

② 배양액 탱크에 용량보다 10~15% 정도 적은 양의 깨끗한 물로 채운다.

③ 무게를 잰 각각의 비료를 한 종류씩 플라스틱 배양액 통에 넣고 완전히 용해시킨 다음에 양액탱크에 넣는다. 50℃ 정도의 뜨거운 물을 사용하면 잘 녹는다. 완전히 용해시키지 않고 다른 것을 넣으면 침전이 생겨 더 이상 용해되지 않는 경우가 생긴다.

④ 칼슘염을 황산염 혹은 인산염과 같이 녹이면 침전이 생기기 쉬우므로 서로 다른 배양액 통에 넣는다. 진한 원액을 만들어 사용할 경우 A액의 경우에는 질산칼륨(KNO3)을 먼저 녹이고, 다음에 질산칼슘 (Ca(NO3)2 4H2O)를 용해시키는 것이 좋고, B액의 경우는 먼저 미량 요소를 녹인 후 다량원소를 녹이는 것이 좋다. 질산칼륨은 두 가지 액에 나누어 녹이면 잘 녹는다. 이때 녹이는 순서는 H3BO3, MnSO4․4H2O, KNO3, MgSO4․8H2O, NH4H2PO4이다. 순도가 낮은 비료를 사용할 경우에는 침전이 생길 수 있음을 유념해야 한다.

⑤ 미량요소중 Fe-EDTA(킬레이트철)은 양이 많아서 단독으로 녹여 사용하는 것이 좋지만 다른 미량요소는 양이 극히 적어 저울로 정확한 양을 측정하는 것이 어려우므로 1,000배 내지 10,000배 정도로 진한 원액을 만들어 필요시 보충하는 것이 좋다.

⑥ 배양액 통에 다 녹인 후 필요할 때마다 희석해서 탱크에 넣는다. A액과 B액을 만든 후 정량펌프나 액비혼입기를 통해 배양액을 공급할 경우에는 100배액으로 만들어 사용하는 것이 좋다.

⑦ 배양액의 pH를 측정하여 적정 pH보다 높으면 H2SO4를 이용해 낮추고, 낮으면 KOH로 높여 준다. pH가 높으면 Fe2+, Mn2+, PO43-, Ca2+, Mg2+ 등이 불용화되어 식물이 흡수할 수 없게 된다.

⑧ 배양액을 베드에서 5~10분간 순환시킨 후에 다시 pH를 측정하여 원하는 값으로 조절한다.

 

일반적으로 육묘기, 생육초기, 생육성기 등의 생육단계에 따라 배양액의 농도를 달리해야 하므로 조제시 표준시용량의 증감으로 이를 조절해야 한다.

 

 

○ 질산칼륨 = 1/2량 25.25㎏ ○ 질산칼슘 = 47.2㎏ ○ 킬레이트철 = 2㎏		○ 질산칼륨 = 1/2량 25.25㎏ ○ 제1인산암모늄 = 7.6㎏ ○ 황산마그네슘 = 24.6㎏ ○ 붕산 = 300g	○ 망간 = 200g ○ 아연 = 22g ○ 구리 = 5g ○ 몰리브덴 = 2g
A탱크 (1톤, 100배액)	+	B탱크 (1톤, 100배액)

 

↓

→ 지하수 공급 →

액비혼입기

→ 점적호스

 

[그림 2] 배양액의 원액 및 액비혼입 개략도(국산이나 일본산 질산칼슘 사용)

 

 

○ 질산칼륨 = 1/2량 21.7㎏ ○ 질산칼슘 = 43.2㎏ ○ 킬레이트철 = 2㎏		○ 질산칼륨 = 1/2량 21.7㎏ ○ 제1인산칼륨 = 9.1㎏ ○ 황산마그네슘 = 24.6㎏ ○ 붕산 = 300g	○ 망간 = 200g ○ 아연 = 22g ○ 구리 = 5g ○ 몰리브덴 = 2g
A탱크 (1톤, 100배액)	+	B탱크 (1톤, 100배액)

 

↓

→ 지하수 공급 →

액비혼입기

→ 점적호스

 

[그림 3] 배양액의 원액 및 액비혼입 개략도(노르웨이산 질산칼슘 사용)

각각의 비료는 물에 용해되더라도 배양액은 여러 가지 비료를 녹여서 만들기 때문에 다른 비료와 화학 반응을 일으켜서 침전이 생기는 경우가 있다. 특히 농축 배양액을 만들어 두고 사용하는 경우에는 침전이 생기기 쉬우므로 침전을 형성하는 이온들을 분리해서 만들어야 한다. 침전은 pH에 따라 생성되는 정도가 달라지나, 일반적으로는 칼슘(Ca2+)이 포함된 것과 황(SO42-)이나 인산이 포함된 것을 합치면 침전이 생기므로 분리해서 녹인 후 보관한다.

 

○ 농축 배양액 조제시 따로 녹여야 하는 원소 또는 비료

원소 혹은 이온	비료명
칼슘(Ca)	황산(SO4) 및 인산(PO4) 함유 비료
킬레이트 철(Fe-EDTA)	인산(PO4) 함유 비료
몰리브덴산나트륨(Na2MoO4)	농축 비료액
탄산수소칼륨(KHCO3)	산

5-3. 양액재배용 고형배지

토마토의 양액재배는 작물의 지지, 통기성 등, 토양의 잇점을 보완하기 위해 천연유기물 재료인 왕겨, 바크, 코코넛피트 등과 광물질인 암면, 펄라이트 등을 배지로 사용하는 고형배지경이 많다.

 

5-3-1. 펄라이트(Perlite)

현재 가장 많이 사용되고 있는 배지이다. 농업용으로 사용되는 펄라이트는 입자의 크기가 직경 1.18~4.75㎜정도 되는 것이 주로 사용 되어진다. 펄라이트의 특징은 무게가 가벼워 취급이 용이하고, 고온에서 팽창되어 병원균이 없으며, 통기성과 보수성이 우수하다. 일반적으로 생육에 적합한 산도(pH)를 지니고 있으며, 환경오염을 경감하기 위한 순환식 양액재배용 배지로 사용이 가능하다. 그러나 유효수분 함량이 낮아 이를 보완하기 위해 피트모스, 훈탄등과 혼합한 배지를 사용하는 것이 효과적이다.

 

5-3-2. 왕 겨

왕겨는 쉽게 부패하지 않아 배지로서 커다란 문제점은 없다. 왕겨의 특징은 투수성은 좋으나 보수성이 약하므로 정식전에 충분히 적셔서 사용하는 것이 좋다. 보수성이 약한 단점을 보완하기 위해 마사토, 훈탄, 피트모스 등을 혼합하여 사용하는 경우도 있다. 왕겨는 가격이 저렴하고 구입이 용이하며, 사용 후에 퇴비로 사용할 수 있다는 장점도 지니고 있다.

 

5-3-3. 암 면(Rockwool)

암면은 광석(현무암, 규산질암석 등)과 제철소 고로의 찌꺼기를 혼합하여 고온(1,500℃이상)에서 혼합 용융시켜 섬유화한 것으로 고상의 용적율은 3~4%정도이고, 기상의 용적율이 대단히 큰 모세관 구조로 되어 있다.

암면의 조성은 석회 30%, 산화알미늄 16%, 산화철 2%, 규산 38%, 고토 7%, 기타 7%로 되어 있다.

 

5-4. 양액 재배 관리 기술

5-4-1. 정식 베드 준비

정식하기 약 3~4일 전에는 정식을 하기 위한 포장을 완벽하게 준비해야 한다. 스티로폼 베드를 사용할 경우에는 원활한 배수를 위해 경사도가 40~50정도 되도록 잘 맞춘다. 연결베드의 길이는 20m를 넘지 않게 하는 것이 배수에 좋다. 배수가 불량할 경우 과습에 의한 피해를 입는다. 경사를 맞춘 후에는 뿌리가 토양과 직접 닿지 않도록 하는 것이 중요하며, 베드의 재사용과 베드로부터 뿌리를 토양과 격리시키기 위해 흑백비닐을 깔고 펄라이트를 채운다. 이때 펄라이트는 굵은입도 5 : 가는입도 5로 혼합해서 사용하는 것이 배수성과 통기성이 우수하다.

정식하기 하루 전에는 배지 내에 저농도의 양액을 포화시켜 정식시 배지 내에 적당한 습도가 유지되도록 한다.

 

5-4-2. 정식후 배양액의 pH 관리

토마토 재배시 배양액의 적정 산도는 pH5.5~6.0정도의 범위가 적당하다. 배지의 산도는 토마토의 양분흡수와 깊은 관계가 있고, 산도(pH)가 변하게 되면 양분의 흡수 양상도 변하게 된다. 따라서 산도의 급격한 변화는 토마토가 정상적인 생육을 하는데 있어 지장을 초래한다. 펄라이트와 같은 중성 배지는 공급되는 배양액의 산도에 의해 영향을 받고 배지 자체가 적정 수준에 가까운 배지산도를 갖고 있는 관계로 배지경으로 이용시 배양액의 적정 산도 범위는 pH 5.5~6.0이고 최적 산도는 pH 5.8로 조정하여 급액하는 것이 바람직하다.

토마토가 정상적으로 생육하면 양이온의 흡수량이 음이온보다 많으므로 배양액의 pH가 일반적으로 높아진다. 주 배양액을 조성할 때 pH가 6.0 수준이었다 할지라도 시간이 경과함에 따라 점점 높아져 몇주가 지나면 7.5까지 상승하다가 다시 안정을 유지한다. 반대로 방울토마토 재배 중에 배양액의 pH가 낮아지면 식물체가 양분을 정상적으로 흡수하지 못하므로 주의해야 한다. 원수의 수질에 따라 방울토마토의 양분 흡수가 달라져 배양액의 pH가 많이 변하는 경우도 있다. pH 4이하에서는 식물뿌리가 손상을 받고 pH 7이상에서는 인(P), 철(Fe), 망간(Mn) 등의 흡수가 장해를 받게 된다.

 

○ 배양액 산도(pH)에 따른 양액 성분 변화

- NO3-, H2PO4- 등 음이온을 우선적으로 흡수하면 pH 높아짐

- NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ 등 양이온을 흡수하면 pH 낮아짐

- pH 4.5 이하 강산성에서는 Ca, Mg, K 등 알칼리성염류 불용화

- pH 7.0 이상에서는 Fe, Cu, Zn 등의 미량요소 불용화되고 P와

Cu가 결합 침전되어 흡수가 어렵게 된다.

 

○ pH 조절 방법

근권 내 pH가 높을 경우	근권 내 pH가 낮을 경우
○ pH 5.0 이상의 배양액을 급액 (질산으로 pH 조정) ○ 암모니아태 질소(NH4-N)를 전체질소량의 10~20% 정도 추가 (암모니아태 질소 함량은 30ppm 이내로)	○ pH 6.5 이하의 배양액을 급액 ○ 암모니아태 질소(NH4-N) 공급량을 감소 ○탄산칼륨(KHCO3) 추가 공급 (농축액과는 별도로 공급)

 

○ pH가 낮아질 때 암모늄을 제외한 배양액

구분	정상 pH의 경우				pH가 낮아질 때 암모늄 제외
	KNO3	Ca(NO3)2 4H2O	MgSO4 7H2O	NH4 H2PO4	KNO3	Ca(NO3)2 4H2O	MgSO4 7H2O	KH2 PO4	NaNO3
원예연 토마토액	505	472	246	76	434	472	246	91	60
야마자키 토마토액	404	354	246	76	333	354	246	91	60

 

○ pH 보정대책

- 양액 내 NH4(암모늄)의 비율 조절에 의한 pH 안정

- 원수의 중탄산 함량에 따른 중화

: 원수내 함량이 30ppm 정도로 낮은 경우에는 중탄산칼륨을 원액 조제시 1톤 들이 A원액 탱크에 5~6kg 정도 혼합하여 주면 원수의 중탄산 함량이 60ppm 정도로 유지되어 pH 변화가 적어지게 된다.

 

pH의 상승으로 미량요소의 결핍이 일어날 때 엽면시비나 관주보다는 뿌리 부위의 pH 조절을 먼저 해주어야 회복이 빨라진다.

 

5-4-3. 정식후 배양액의 EC 관리

전기전도도(EC)는 배양액의 농도에 따라서 변화한다. 변화하는 요인으로는 배지의 이온 흡착 정도에 따라서 변하고, 배양액의 성분 농도와 작물의 흡수 농도가 일치하지 않는 경우에도 EC는 변화한다. 배지 내의 EC가 높아지면 탱크의 배양액 농도를 정상보다 묽게 하여 다량의 배양액을 공급하여 배지를 씻어 주는 방법으로 관리한다.

배양액의 EC는 생육단계 및 기상조건에 따라 조절하여야 한다. 토마토는 영양생장과 생식생장이 동시에 이루어진다. 특히 제 3화방 개화기 이후에는 생장량이 현저하게 증대된다. 따라서 이 시기에는 초세를 보아가며 전체적으로 배양액 공급 농도를 서서히 높여 주어야 한다. 이때 배양액의 공급 농도를 하루에 기존의 관리 농도보다 0.3~0.5dS/m 이상씩 높여 주게 되면 뿌리에서 흡수 스트레스가 발생한다. 따라서 배양액 공급농도를 높이거나 낮출 때에는 하루에 0.1~0.2dS/m 씩 조절 하는 것이 바람직하다.

EC 관리는 재배양식과 재배품종에 따라 다르지만 일반적으로 펄라이트재배, 천연유기물인 피트모스, 수태, 훈탄 등과 천연 화합물을 가공한 버어미큘라이트, 입상암면, 펄라이트 등이 혼합된 혼합배지재배는 일반적으로 생육 초기는 EC 0.8~ 1.2dS/m, 과실비대기는 EC 1.2~1.4dS/m, 수확기는 EC 1.4~1.8dS/m으로 관리한다. 유럽 품종으로 암면재배를 할 경우 보통 양액농도는 EC 3.0dS/m를 기준으로 하여 관리하고 여름에는 EC 2.0~2.5dS/m 수준으로 조절한다. 우리나라에서는 생육초기에 EC 2.5~4.0dS/m, 생육 최성기 EC 2.0~2.5dS/m, 생육말기엔 EC 2.0dS/m을 추천하고 있다.

 

5-4-4. 급배액의 관리

방울토마토는 생육단계별로 1일 1주당 0.5~2ℓ 정도의 물을 흡수하므로 급액량은 모터펌프의 압력, 베드의 용량, 배지입자의 크기, 계절별, 생육단계, 일사량 등에 따라 달라지므로 급액량의 관리는 가장 중요한 기술이라고 할 수 있다.

생육 초기에는 양액공급 간격을 길게 해도 좋으나, 생육이 진전됨에 따라서 공급 간격을 짧게 하고 공급 시간은 길게 한다. 양액 공급은 30분 간격으로 3분씩 하는 것을 표준으로 하되, 양액을 공급할 때마다 베드내의 배양액이 50% 정도 교환되도록 한다. 고온기에는 식물의 산소의 소비량이 많으므로 양액 공급 시간을 5~10분으로 하여 산소 부족도 막고 베드 내의 기온과 근권 온도가 저하되도록 한다.

급액횟수는 타이머 제어 방식의 경우 일평균 12~14회 정도가 적당하다. 일사량에 의한 제어방식을 이용할 경우에는 배양액 공급 개시점을 누적 적산일사량이 1.2~1.8Mj/㎡되었을 때 배양액이 공급 되도록 설정하는 것이 좋다.

항상 배액의 EC와 pH를 측정하여 pH가 7.0이상이 되면 공급 배양액의 pH를 약간 낮추어 공급한다. pH가 7.0이상이 되면 일부 비료염의 흡수가 저해되어 결핍이 될 수 있다. 또한 배액의 EC가 3.0이상이 되어 배지의 세척이 필요한 경우에는 평소 공급농도의 2/3정도로 EC를 낮추고 공급량은 ⅓정도 늘려서 1~2일 동안 공급하여 배지의 EC를 낮추어 주는 것이 좋다.

 

5-4-5. 배양액 산소 농도 관리

용존산소량은 온도가 높을수록 감소하기 때문에 여름철 재배에서는 용존 산소량이 생육의 큰 제한요인이 될 수 있다. 담액수경에서 양액 내 산소 농도를 높이기 위한 여러 가지 방법이 있다. ① 배양액의 수위를 낮춤으로써 직접 공기에 접하도록 해서 산소를 공급하는 액면 저하법, ② 배양액을 유동시킴으로써 배양액 내의 산소 확산을 촉진시켜 뿌리로의 산소공급을 촉진시키는 양액 유동법, ③ 저장탱크내 배양액에 기포를 공급하거나 배양액 공급 경로 중간에 공기 혼입기를 설치하는 방법 등이다.

산소공급은 뿌리썩음이나 생육 억제를 회피할 수 있을 뿐만 아니라 생육 가능 온도의 폭이 확대되고 또한 고농도 배양액에서의 생육 억제가 경감 ․ 회피되는 효과도 있다.

 

5-4-6. 배양액의 온도관리

양액재배에서 양액의 온도와 근권의 온도는 새로운 뿌리의 발육이나 양수분의 흡수, 그리고 용존산소량 등에 상당한 영향을 끼친다. 배양액의 온도가 낮으면 뿌리의 활성이 낮아지고 인산(P), 질산태질소(NO3-N), 칼륨(K)의 흡수가 억제된다. 배양액의 온도가 낮아 근권의 온도가 13℃이하로 내려가면 질산태질소(NO3-N)의 흡수와 인산(P)의 흡수가 현저하게 떨어진다.

반대로 배양액의 온도가 높아 근권의 온도가 상승하게 되면 질산태질소(NO3-N)의 흡수가 증가하고, 칼슘(Ca)의 흡수가 억제되어 배꼽썩음이 발생된다.

 

○ 배양액 최고 한계 액온과 최저 한계 액온

작물명	최고한계액온	적정양액온도	최저한계액온
토마토	25℃	15~18℃	13℃

 

겨울철에 근권의 온도가 낮을 때는 배양액의 희석통에 전열선을 설치하여 배양액의 온도를 25℃ 내외로 유지하고 베드에도 전열선을 설치하여 목표온도를 유지시킨다. 여름철에는 액온이 상당히 높아지므로 베드에 지하수를 흘려보내 근권의 온도를 25℃로 유지시키는 것이 좋다.