KR100423837B1 - 양액재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양액재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 씨감자의 양액재배에 있어서, 바이러스가 검정된, 씨감자 종서에서 채취된 생장점을 배양하여 얻어진 씨감자 정식묘를 길이 100㎝, 폭 50㎝, 높이 43㎝의 크기로 제조된 씨감자 양액 재배베드에 정식하고; 지상부에 설치된 양액탱크로부터 수압에 의해 일정하게 연속적으로 제공되는 양액을 노즐을 통해 분사하여 정식된 감자묘를 재배하고; 상기 감자묘의 지상부가 초장 10 내지 15㎝ 정도 자랐을 때 소독된 가위를 이용해 하위엽을 제거한 후 줄기를 베드 속으로 내리는 줄기내림을 실시하고; 경삽된 하위절이 재배조 바닥으로부터 5㎝ 정도에 이를 때까지 줄기내림작업을 2 내지 5회 추가로 실시한 후 다수의 복지로부터 형성된 씨감자를 수확하는 것으로 이루어지고, 상기에서 씨감자 묘는 생육시 35룩스 이상의 조도에서 00시부터 02시까지의 야간에 60분 간격으로 15분씩 2회 일장 처리되는 것을 특징으로 하는 양액재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법인 것이다.
Description
본 발명은 양액(養液)재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양액재배시 씨감자묘의 최적 근권환경을 제공함으로써 바이러스에 감염되지 않은 무병 종서를 대량으로 증식할 수 있는 씨감자 경삽시설을 이용한 양액재배법에 의한 씨감자의 대량 생산방법에 관한 것이다.
감자는 가지과의 다년생 작물로서 비교적 한랭한 기후에서 잘 생육하며, 휴면이 끝난 씨감자를 3절 또는 4절하여 심은 다음 발아기와 괴경형성기 및 경엽황변기를 거쳐 수확하게 되는데, 과채류나 엽채류와는 달리 수확대상이 되는 괴경이 땅 속에 형성되므로 양액재배로 씨감자를 생산하는 경우 발육에 적당한 근권환경을 만들어 주는 것이 매우 중요하다.
인공적으로 씨감자를 재배하기 위해 통상적으로 설치되어 사용되고 있는 씨감자 양액시설 분무경은 배양액을 불연속적으로 급여하여 식물체를 생육하도록 되어 있으나 급여간 공급주기가 짧고 식재된 식물체의 베드내 지하 부위의 온도와 습도가 급여 양액의 공급주기에 따라 심하게 영향을 받는 문제가 있다.
씨감자 양액재배에 있어서 베드 내의 근권 환경은 작물의 신장이나 특정 양분의 흡수 또는 저해 작물의 광합성 속도, 감자가 달릴 수 있는 복지(覆枝:Stolon) 신장 및 복지수, 최종 생산물(소괴경) 수확량 등에 영향을 주는 등 작물 생육에 직접적인 영향을 주게 되는데, 상기한 현재 사용되고 있는 양액 시설 분무경은 조ㆍ석간, 계절간 온도 변화가 크거나 또는 청명한 고온기의 외부 기온에 따라 근권부 변화가 심해서 재배자의 세심한 관심과 많은 노동력이 요구되는 어려움이 있어 왔다.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래기술의 단점을 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 외기 온도의 급작스런 변화에 상관 없이 재배자가 요구하는 생육 단계별로 베드 내의 온도를 일정하게 유지할 수 있고 재배조의 완충능력으로 최적 근권환경을 조성할 수 있으며 양액의 불연속적 급액 및 급여 휴식간 스트레스를 극복하므로써 수확물의 피목 비대를 완화하여 씨감자를 용이하고 안전하게 대량으로 생산할 수 있는 씨감자의 양액 재배베드 및 재배방법을 제공하기에 이르렀다.
본 발명에 있어서는 씨감자 양액재배시 정식된 씨감자 묘의 지하부 마디부터 순차적으로 발생하는 복지의 특성을 적절히 이용하도록 함으로써 1주식재한 특성을 고려할 때 효과적으로 재배할 수 있는 줄기내림작업 방법과 씨감자의 다수확을 위한 지상부의 생육조건을 충족할 수 있는 최적의 근권 환경조건을 제시하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 목적은 씨감자 양액재배시 최적의 근권환경을 제공할 수 있는 분무 양액재배 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 씨감자 양액 재배베드와 상판의 정면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 씨감자 양액 재배베드의 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 씨감자 양액 재배베드의 상판을 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1 --- 재배베드 11 --- 물흐름골
12 --- 물흐름 방지턱 13 --- 멀칭비닐 고정홈
14, 14' --- 지지벽 15 --- 바닥판
2 --- 재배베드 상판 21 --- 씨감자묘 정식구
22 --- 상판 지지 철심 23 --- 내부공기 유동방지턱
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 씨감자의 양액재배에 있어서, 바이러스가 검정된, 씨감자 종서에서 채취된 생장점을 배양하여 얻어진 씨감자 정식묘를 길이 100㎝, 폭 50㎝, 높이 43㎝의 크기로 제조된 씨감자 양액 재배베드에 정식하고; 지상부에 설치된 양액탱크로부터 수압에 의해 일정하게 연속적으로 제공되는 양액을 노즐을 통해 분사하여 정식된 감자묘를 재배하고; 상기 감자묘의 지상부가 초장 10 내지 15㎝ 정도 자랐을 때 소독된 가위를 이용해 하위엽을 제거한 후 줄기를 베드 속으로 내리는 줄기내림을 실시하고; 경삽된 하위절이 재배조 바닥으로부터 5㎝ 정도에 이를 때까지 줄기내림작업을 2 내지 5회 추가로 실시한 후 다수의 복지로부터 형성된 씨감자를 수확하는 것으로 이루어지고, 상기에서 씨감자 묘는 생육시 35룩스 이상의 조도에서 00시부터 02시까지의 야간에 60분 간격으로 15분씩 2회 일장 처리되는 것을 특징으로 하는 양액재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법인 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 분무수경 양액재배 장치는 100cm×50cm×43cm의 크기로 된 양액전용 재배베드와, 3톤 용량의 양액탱크, 2톤 용량의 회수탱크 및 원수 탱크, 700ℓ용량의 원액탱크 및 산,알칼리 급여탱크, 냉각기(7.5RT), 기포발생기(Air motor), UV 살균기, 전기히터 (5KW 1개, 3KW 1개)등의 주변기기로 이루어진다.
상기 양액탱크 내에는 양액의 농도 및 온도, pH, 베드내 온도 등을 자동급여하고 제어할 수 있는 종합콘트롤 제어시스템을 장착하였고, 회수탱크와 양액탱크 내에는 자동수위 조절기를 부착하여 양액의 수위 및 수압을 일정 수준으로 유지할 수 있도록 하였다.
또한, 양액탱크 내에서 일정 수위에 의한 수압이 작용하도록 양액탱크를 지상부에 설치하여 양액탱크 내의 수위가 지상 160 내지 170cm를 유지하도록 자동조정하므로써 흑색 PPC 20Ø관을 통하여 재배베드에 양액이 수압에 의해 연속적으로재배베드의 물흐름골을 따라 흐를 수 있도록 하였다. 한편, 재배베드 내부의 양액 토출입구는 토출압에 의한 소용돌이 및 양액의 압을 분산시키고자 양액의 압과 직각이 되도록 T자 형태의 토출관에 미세한 구멍을 뚫어 재배조 바닥으로 서서히 흐를 수 있도록 조절하였다.
이를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 양액전용 재배베드(1)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 상판(2)을 뚜껑으로 하는 장방형의 긴상자 모양으로, 지지벽(14, 14')과 이 지지벽 (14, 14')을 연결하는 바닥판(15)으로 이루어지며 바닥판(15)에는 2개의 물흐름골 (11)이 바닥판의 길이 방향으로 형성되어 있으며, 물흐름골(11)에는 양액을 일정 수위로 담지하도록 하기 위한 물흐름 방지턱(12)이 물흐름골(11)의 너비 방향으로 적당한 간격으로 설치된다.
따라서, 양액탱크에 일정 온도가 유지된 상태로 저장된 양액이 수압작용으로 재배베드 물흐름골을 따라 베드 저면에 연속적으로 흐르게 되고, 이때 유체가 갖고 있는 비열(냉기/온도)을 효과적으로 이용, 외기 온도가 급변하는 조건 속에서도 베드 내에서는 일정 온도를 유지할 수 있다. 또한, 순환 모터에 타이머를 장착하여 불연속적으로 급액하는 양ㆍ수분 급액 휴식기에도 양ㆍ수분을 공급받아 불연속 급액에 따른 감자묘의 스트레스를 최소화하였으며, 베드 내 일정 온도를 유지하고자 급액 시간의 폭을 줄였던 기존 시설(분무식 재배방법)의 단점을 최소화하여 재배조 베드 내에 일정한 근권환경을 유지하고 완충능력을 강화하였다.
본 발명의 씨감자 물흘림 양액 전용 재배베드는 베드 내 최적 근권환경 조성및 완충능력을 향상시켜 최대 복지 확보 및 수량을 기대할 수 있도록 100cm(길이)× 50cm(폭)×43cm(높이) 규격의 스트로폼 재배베드로 제작된다. 재배베드의 내부 바닥면에는 비열을 가진 양액이 흐를 수 있도록 물흐름골(높이 1cm, 폭 12cm)이 형성되고, 흐르는 일정량의 양액을 확보하기 위해 물흐름골 내에 물흘림방지턱(높이 0.3cm, 폭1cm, 길이13cm)을 설치하여 양액이 갖고 있는 비열(냉기/온기)을 효율적으로 이용하고 대형 갈고리 모양의 복지가 흐르는 양액과 닿지 않고 일부 뿌리가 배양액에 잠겨 양수분을 흡수할 수 있도록 한다.
피목 비대 현상이란 감자 표피에 발생하는 생리 장애로, 이들 피목을 통하여 가스교환이 이루어지는 감자 세포에 산소를 공급하는 역할을 하는 숨구멍이다. 수분과다 공급으로 호흡곤란이 생기면 이들 피목이 비대, 돌출하여 소돌기가 많이 발생하는데 병원균의 침입체가 되므로 감자가 부패하기 쉽다.
또한, 재배베드의 높이는 씨감자의 재배기간 동안 2 내지 5회 실시되는 줄기내림작업에 맞도록 설계되었으며 7 내지 30g의 일정 크기 씨감자를 여러 차례 나누어 수확할 수 있도록 설계 제작하였다. 양액재배의 경우 대개 1개의 유식물을 정식하기 때문에 괴경수를 늘리기 위해서는 우선 복지수를 많게 하는 것이 중요하다. 줄기내림작업은 토양재배의 감자 배토 개념에 따라 정식된 씨감자 묘가 발근되어 10 내지 15cm 자랐을 때 잘 소독된 수술용 가위로 씨감자 묘의 하위엽을 2 내지 3매 제거한 다음 줄기를 2 내지 3마디 정도 베드 속으로 내리는 작업이다. 경삽된 하위절이 재배조 바닥 5cm 정도 닿을 때까지 일주일 간격으로 1 내지 3회 반복적으로 실시하면 지하 마디부터 상부로 순차적으로 베드의 하단까지 발생하는 복지를한 주당 35내지 40개 정도 얻을 수 있으며 충분한 양수분 공급, 근권 환경변화 최소유지로 복지 원줄기에서 나온 측지마다 괴경이 형성되어 종서 생산에 다수확을 기대할 수 있게 된다.
줄기내림작업을 반복하여 실시한 후, 괴경 크기가 20g 정도되면 수확을 시작하여 씨감자 종서로 사용하여 수량에 지장을 주지 않는 범위인 7 내지 30g 정도의 괴경을 대상으로 7 내지 8차례 수확할 수 있다.
한편, 양액재배시 복지 출현은 씨감자 묘의 괴경 형성과 동시에 중지되기 때문에 씨감자 묘의 지상부 생육조건을 괴경 형성을 지연하는 12시간 이상의 장일과 줄기 신장의 최적 온도조건인 18 내지 19℃로 조절하는 것이 중요하다.
본 발명에 있어서 생육시 일장 처리는 00시부터 02시까지 120분 동안 60분 간격으로 15분씩 2회 처리하는 것이 바람직한데, 이때 조도는 35룩스 이상에서 실시한다.
일반적인 일장 처리는 일몰 후 또는 일출 전 2,000 내지 3,000 룩스 정도의 조도로 12 내지 14시간 동안 보광을 실시하지만, 본 발명에 따른 일장 처리는 주간의 광합성과 야간의 동화산물 축적을 고려한 야간 시간대에 실시하므로써 씨감자 묘의 지상부 생육조건을 최적의 조건으로 유지하는 동시에 에너지를 경제적이고 효율적으로 이용하기 위한 것이다.
다음 표 1은 일장 처리시 조도에 따라 얻어진 씨감자 괴경의 중량 및 수량을 나타낸 것이고, 표 2는 일장 처리 시간대에 따른 수확효과를 나타낸 것이다. 표 2의 결과는 종래의 일장 처리 시간대인 오전 5시에서 일출 전과 일몰 후에서 오후10시까지의 약 6시간 동안의 수확 효과를 100으로 하여 환산한 결과를 나타낸 것이다.
구분 | 조도(룩스) | |||||
5 | 15 | 25 | 35 | 45 | 55 | |
초장(cm) | 44 | 57 | 74 | 79 | 74 | 65 |
엽수(장) | 13 | 14 | 15 | 17 | 18 | 15 |
괴경수(개) | 22 | 26 | 29 | 36 | 36 | 38 |
괴경중량(g) | 251 | 321 | 390 | 486 | 489 | 565 |
구분 | 처리 시간대 (H) | |||
05~일출전,일몰후~22 | 22~24 | 00~02 | 02~04 | |
수량·효율(%) | 100 | 80 | 100 | 80 |
상기한 표 1에서는 35룩스 이상의 조도에서 괴경수와 괴경중량이 현저히 증가하는 것을 알 수 있고, 표 2에서는 야간시간대인 00시부터 02시까지 2시간 동안 일장처리하였을 때의 괴경 수확율이 종래의 방법인 05시에서 일출 전과 일몰 후에서 22시까지 일장처리하였을때의 결과와 동일한 것으로 나타나서 본 발명에 따른 일장처리가 종래 방법에 비하여 경제적이며 효과적임을 알 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
실시예 1씨감자 정식묘 시설 및 생산
바이러스가 검정된 생장점 채위 배양한 조직배양 묘를 양액재배의 무병 씨감자 묘(정식묘)로 사용하였다.
무병 씨감자묘(정식묘)는 다음과 같은 방법으로 생산하였다:
씨감자 종서에서 생장점을 채취, 조직배양(MS 배지 + 키네틴 0.5 ppm + GA 0.1 ppm Conrmarin 0.02g/ℓ)하여 500㎖ 용량의 배양병에서 10 내지 14cm 정도로 키운 줄기를 8 cm 이상 8 내지 10마디 정도 절취하였다. 다음으로 실내온도를 21℃로 하고 20시간 동안 5,000룩스의 조명을 실시하도록 조절된 담액식 경삽묘 시설에 꺾꽂이 경삽하여 배양액으로 싹을 5cm 이상 키운 후 다시 분무식 경삽묘 시설에 재꽂이 경삽하여 초장이 35 내지 40cm 정도된 묘를 얻었다.
얻어진 무병 씨감자묘를 분무 유경 물흘림 양액재배 장치에 정식 재배하였다.
담액식 경삽묘 시설의 베드는 길이 130cm, 폭 50cm, 높이 10cm의 규격으로 된 스티로폼 베드로 준비하고, 베드 상판에 1cm×1cm 간격당 1개의 작은 구멍을 뚫어 조직배양묘를 꺾꽂이 경삽할 수 있도록 하였다.
타이머를 장착한 순환 모터가 설치된 400ℓ양액통을 이용하여 40분 간격으로 양액이 베드 내에서 완전 제거된 상태에서 20분씩 급액하고, 수위를 조절하기 위하여 재배조 퇴수구에 수위 조절기를 설치하고 베드 내 양액 출구는 수압에 의한 소용돌이 및 물살을 방지하기 위하여 T자형의 관에 미세 구멍을 뚫어 수압을 분산시킨 상태에서 양액을 베드 내로 급액하였다.
경삽묘 시설 베드에 감자 조직배양묘를 꺾꽂이하고, 21℃ 전후의 생육 온도 하에서 5,000룩스로 20시간 일장의 인공광을 조명하였다. pH 6.5 내지 6.8에서 꺾꽂이 당일부터 측아의 싹이 틀 때쯤까지 800 내지 1,000룩스 약광에 두고 2일 정도 경과되면 5cm 정도의 측아를 10일 간격으로 반복하여 대량으로 얻을 수 있다.
이후 2일 간격으로 조명의 강도를 더하여 감자 싹이 8cm 정도가 되면 다시 깨끗하게 소독된 수술용 칼로 줄기 바로 밑을 날카롭게 절단하여 길이 260cm, 폭 50cm, 높이 20cm의 분무식 경삽묘 시설에 재꺾꽂이하여 초장을 35 내지 40cm 정도로 키워 정식묘 준비를 하고 4분 간격으로 30초씩 급액하였다.
또한, 담액식 및 분무식 경삽묘시설 양액통에 기포발생기(어항용 공기 순환 모터)를 설치하여 양액 내의 용존 산소량을 높이면 원활한 생육을 촉진시키는데에 효과적이다.
실시예 2씨감자 양액재배
양액재배 시설에 100 ㎝ ×50 ㎝ ×43 ㎝ 크기의 씨감자 정식용 스티로폼 물흘림 재배베드를 제조하여 설치하고, 방수 및 양액의 일정량 유지를 위하여 재배베드 내부에 흑색 필름을 깔았다. 흑색 PPC 20Ø관에 25cm 간격으로 360˚분사가 가능하고 445 ㎖/분의 분사량을 갖는 미스트 노즐(품명:Anjet)을 장착하여 이 관이 베드 바닥을 지나가도록 하였다. 씨감자 묘를 정식한 후 생육 초기에는 뿌리가 발생된 후 건조되는 것을 방지하기 위해 3분 간격으로 30초씩 양액을 공급하였다.
뿌리 발생이 양호하고 지상부가 초장 10 내지 15cm 정도 자랐을 때 칼키액에깨끗하게 소독된 수술용 가위로 하위엽을 2 내지 3매 제거한 다음 줄기를 베드 속으로 내리는 줄기내림작업을 실시하였다. 크기에 따라 7일 간격으로 2 내지 5회 줄기내림작업을 실시하고, 경삽 절단된 감자묘 부위가 재배조 내의 복지 받침발 5cm 위치까지 오도록 하면 지하 마디부터 상부로 순차적으로 이행하면서 복지가 발생하였고 주당 35 내지 40개 정도의 복지가 발생하였다.
줄기내림작업을 실시하는 동안의 일장 처리는 야간시간대인 00시부터 02시까지 120분 동안 60분 간격으로 15분씩 35룩스 이상의 조도로 2회 실시하였다.
상기한 바와 같이 씨감자 정식묘를 줄기내림작업 방법에 따라 재배하여 얻어진 씨감자묘의 복지 증가수와 씨감자 수확 수량의 증가 결과를 다음 표 3과 표 4에 기재하였다.
구분 | 작업시기(정식 후) | 복지증가수 | 수량증가 | ||
10일 | 17일 | 24일 | |||
내림간격(마디) | 3.4 | 2.1 | 1.7 | 7.2 | 17 |
구분 | 무내림 작업 | 내림 작업 | 수량 증가 |
2,200본 (총수량) | 29/본 | 37.8/본 | 8.8/본 |
상기한 표에 나타낸 바와 같이 양수분 급액에 따른 스트레스를 극복하는 동시에 줄기내림작업을 실시한 결과 본 발명에서는 종래 기술에 비해 적어도 30 내지 42%의 수확량 증가를 얻었다.
본 발명에 따르면, 충분한 양수분 공급, 최소한의 근권 환경변화 유지로 복지 원줄기에서 나온 측지마다 괴경이 형성되므로 종서 생산에 있어서 획기적인 다수확을 기대할 수 있다.
씨감자 보급률이 30% 이하로 농가의 신청량의 절반에도 미치지 못하는 우리나라의 현상황을 놓고 볼 때 본 발명을 이용하여 씨감자를 생산하면 농가의 주문에 따라 씨감자를 계획생산을 할 수 있어 소비자에게도 안정적으로 씨감자를 공급할 수 있게 되므로 고정적인 농가소득을 기할 수 있게 되고, 이 방법을 채소, 화훼 재배에 응용하게 되면 중요한 경제작물을 고품질로 재배할 수 있는 장점이 있다.
Claims (3)
- 씨감자의 양액재배에 있어서, 바이러스가 검정된, 씨감자 종서에서 채취된 생장점을 배양하여 얻어진 씨감자 정식묘를 길이 100㎝, 폭 50㎝, 높이 43㎝의 크기로 제조된 씨감자 양액 재배베드에 정식하고; 지상부에 설치된 양액탱크로부터 수압에 의해 일정하게 연속적으로 제공되는 양액을 노즐을 통해 분사하여 정식된 감자묘를 재배하고; 상기 감자묘의 지상부가 초장 10 내지 15㎝ 정도 자랐을 때 소독된 가위를 이용해 하위엽을 제거한 후 줄기를 베드 속으로 내리는 줄기내림을 실시하고; 경삽된 하위절이 재배조 바닥으로부터 5㎝ 정도에 이를 때까지 줄기내림 작업을 2 내지 5회 추가로 실시한 후 다발의 복지로부터 씨감자를 수확하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양액재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 씨감자 양액 재배베드 상에는 물흐름골이 배열되어 있고 물흐름골 내에는 수량을 조절하는 물흐름 방지턱이 설치되는 것을 특징으로 하는 양액재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법.
- 제 1항에 있어서, 씨감자 묘는 생육시 35룩스 이상의 조도에서 00시부터 02시까지의 야간에 60분 간격으로 15분씩 2회 일장 처리하는 것을 특징으로 하는 양액재배법을 이용한 씨감자의 대량 생산방법.
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