KR101172762B1 - 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법 - Google Patents
공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법 Download PDFInfo
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Abstract
공장형 작물생산 시스템에서 재배된 대파의 조직을 노지의 조직과 유사하도록 하는 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 공장형 작물생산 시스템을 이용한 작물의 조직감 향상 방법은 대파의 조직감 향상을 위해 규산염이 함유된 양액 조성물 및/또는 기류 스트레스를 이용하며, 이때 규산염이 함유된 양액 조성물은 양액 내 0.22mg/L를 첨가되고, 기류는 파 재배 기간 동안 0.5~0.6m/s로 제공된다. 그 결과, 병충해로부터 안전한 밀폐 공장형 작물생산 시스템 내 조건에서 노지대파와 유사한 조직감을 갖는 대파를 대량 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 활용하여 기존 노지 및 수경재배 대파에 비해 고품질의 대파를 얻어 식품 활용 시 부서짐을 방지하여 가공성을 높일 수 있다
Description
본 발명은 공장형 작물생산 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공장형 작물생산 시스템에서 인공광 및 양액 재배를 통한 작물 생산 시 대파의 조직감을 향상시키는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공장형 작물생산 시스템에 사용되는 수경재배는 토양을 사용하지 않고 작물에 필요한 영양소가 있는 양액에서 작물을 키우거나, 토양을 대체할 수 있는 영양소가 없는 배지에서 작물에 필요한 영양소가 있는 양액을 관수하여 작물을 키우는 것을 말한다. 수경재배는 일반 노지재배와 달리 생육에 필요한 필수원소를 식물이 흡수하기에 적합한 농도로 희석하여 뿌리에 공급하는 방법으로써 두 재배 방법 모두 장단점을 가지고 있다.
수경재배에서는 배지를 이용하더라도 토양에 비해 CEC(cation exchange capacity, 양이온치환능력)가 적기 때문에 양액 조건이 변하면 작물에 직접적인 영양을 미친다. 따라서 양액 관리가 세밀하게 이루어져야만 정상적인 생육을 유지시킬 수 있다.
일반적으로 수경재배의 경우 근권부 환경 및 양액의 조절로 고도의 수량성 및 품질을 확보할 수 있으나, 일반적으로 수경재배를 통해 키운 작물의 경우 조직이 연해지는 단점을 가지고 있기 때문에 실제 가공식품에 적용하기 위해 절단을 하게 되면 부스러지는 현상이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 종래 기술에 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 공장형 작물생산 시스템에서 재배된 대파의 조직을 노지의 조직과 유사하도록 하는 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공장형 작물생산 시스템을 이용한 작물의 조직감 향상 방법은 대파의 조직감 향상을 위해 규산염이 함유된 양액 조성물을 이용하며, 이때 규산염이 함유된 양액 조성물은 양액 내 0.22mg/L를 첨가된다.
또한 본 발명에 따른 공장형 작물생산 시스템을 이용한 작물의 조직감 향상 방법은 대파의 조직감 향상을 위해 기류 스트레스를 이용하며, 이때 기류는 파 재배 기간 동안 0.5~0.6m/s로 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 공장형 작물생산 시스템을 이용한 작물의 조직감 향상 방법은 대파의 조직감 향상을 위해 규산염이 함유된 양액 조성물과 기류 스트레스를 이용하며, 이때 규산염이 함유된 양액 조성물은 양액 내 0.22mg/L를 첨가되고, 기류는 파 재배 기간 동안 0.5~0.6m/s로 제공된다.
본 발명에 따른 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법은 양액에 규산염을 포함시킴으로써 대파의 생장 및 조직감을 향상시키며, 나아가 대파에 기류 스트레스를 제공함으로써 노지 작물과 유사한 조직감을 갖도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법은 병충해로부터 안전한 밀폐 공장형 작물생산 시스템 내 조건에서 노지대파와 유사한 조직감을 갖는 대파를 대량 생산할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 활용하여 기존 노지 및 수경재배 대파에 비해 고품질의 대파를 얻어 식품 활용 시 부서짐을 방지하여 가공성을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다. 또한 본 실시예에서는 대파의 생육을 위한 인공광 재배 기술을 일례로 예시하지만, 특별히 어느 한 작물이나 식물에 국한된 것이 아니라 여러 가지 다른 식물들(예. 채소, 곡류, 인삼류 등)에 응용할 수 있다 하겠다.
도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 대파 조직감 향상 방법을 적용하기 위한 공장형 작물재배 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 공장형 작물재배 시스템은 작물(대파)을 재배하기 위한 재배실(10)과, 재배실(10) 내의 공기를 순환시키기 위한 환기 실(20)을 포함한다.
재배실(10)에는 다단으로 적층된 재배배드(12)가 마련된다. 도 2에 확대 도시한 바와 같이 각 층의 재배배드(12) 바닥면에는 물 또는 양액이 수용 가능하도록 마련되며 그 위에는 작물 재배를 위한 재배판(14)이 설치된다. 재배배드(12)에는 복수의 재배판(14)이 설치 가능하며, 성장 속도에 따라 순차적으로 일단에서 타단으로 이동된다. 재배판(14)과 대향하는 재배배드(12)의 상측에는 작물에 인공광을 제공하기 위한 조명(16)이 설치된다. 미설명된 참조부호 17,18은 재배배드(12)에 물 및 양액을 급배수하기 위한 급수관과 배수관이다.
환기실(20)은 재배실(10)의 일측에 마련되는 송풍부(21)와 천장에 마련되는 순환부(25)를 포함한다. 송풍부(21)는 송풍팬(22)과 온습도조절장치(23)를 구비하여 작물에 최적화된 공기를 재배실(10)로 송풍하며, 재배실(10)과 송풍부(21) 사이의 측벽에 설치된 기류조절판(24)을 통해 송풍량을 조절한다. 재배실(10)로 송풍된 공기는 재배실의 타측에 마련되는 흡입구(26) 및 천장덕트(27)를 통해 연속적으로 순환된다.
공장형 작물재배 시스템에서 대파를 재배하기 위해서는 먼저, 육묘실(미도시)의 발아판 위 플라스틱 재배판에 육묘상(우레탄 스펀지)과 물을 채운 후, 대파 종자를 밀식 파종하여 암실에서 발아시킨다. 발아 후 pH가 6.0~7.0이고, EC 1.0인 양액과 280 PPF(μmol m-2 s-1)의 인공광을 공급하여 20일 후 정식묘를 얻는다. 정식묘는 공장형 작물재배 시스템의 재배판(14)에 구멍당 1~3주씩 옮겨 심고 EC농도가 2배인 양액을 재배재드(12)에 공급한 후 인공광을 주기적으로 공급하여 대파를 재배한다.
양액 조성은 일본 야마자끼 수경재배용 양액으로 한다. 육묘기간은 육묘환경에 따라 15~25일간 13~20cm 초장 크기로 육묘하며, 육묘 후 초장이 13~20cm 되었을 때 재배판(14)에 정식한다. 정식간격은 3~5cm X 3~5cm이며, 정식 구멍은 25mm하여 구멍당 1~3주씩 끼워진 우레탄 스펀지를 정식한다.
인공광으로 재배한 대파의 수확은 정식 후 60일경부터 직경이 13~30mm, 엽신장이 600mm 이상으로 자랐을 때 실시한다. 수확 시 파가 손상되지 않도록 하고 배드 표면 근처에서 잘라 수확한다.
(실험예 1)
하기 실험예는 본 실시예에 따른 공장형 작물생산 시스템 내에서 인공광을 이용하여 대파를 재배하는 방법을 기본으로 하여 대파의 최적 인공광 범위를 찾기 위해 실험한 것이다. 실험에 이용된 파종은 금장외대파를 이용하였으며, 육묘와 재배 시 인공광량은 280 PPF(μmol m-2 s-1)로 고정하였고, 재배 시 규산염 농도를 달리하여 대파의 엽신장, 직경, 생체중, 엽수를 측정하였다. 규산 용액은 동부실리카(규산 11% 함유)용액을 양액 내 첨가하였다. 식물재배 시 첨가되는 규산염은 세포벽에 있는 큐티클층을 강화시켜 식물체의 도관부를 건강하게 할 뿐만 아니라 직립화시키며, 양분의 통로를 강화시켜 식물의 생장 촉진 및 내병성 등을 향상시킨다.
| 규산 농도 (mg/L) |
엽수(개) | 엽신장(cm) | 직경(mm) | 생체중(g) |
| 0 | 5.65 | 63.70 | 9.02 | 19.24 |
| 0.06 | 5.61 | 62.52 | 11.42 | 21.74 |
| 0.11 | 5.74 | 63.78 | 10.99 | 27.81 |
| 0.22 | 7.00 | 67.59 | 13.11 | 38.13 |
| 0.3 | 5.93 | 62.44 | 10.65 | 20.78 |
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 규산염을 양액 내 0.06mg/L, 0.11mg/L, 0.22mg/L, 0.3mg/L을 각각 첨가하여 60일 동안 재배한 결과, 대파의 경우 규산염 농도가 증가할 수록 엽신장, 직경, 생체중이 증가함을 알 수 있었고 이를 분석해 본 결과, 양액 내 0.22mg/L를 첨가하는 것이 가장 바람직하다.
생산된 대파의 조직감을 비교하기 위하여 TPA(Texture Profile Analysis)를 이용하여 대파의 단단한 정도(hardness)를 측정하였다. 대파의 경우 연백부와 녹엽부를 나누어 조직감을 비교하였고, 연백부의 경우 파 뿌리 절단부에서 5cm 이내로 절단하여 사용하였고, 녹엽부의 경우 녹엽이 시작되는 부위에서 10cm 이내로 절단하여 사용하였다.
| 처리군 | 연백부 (g force) |
녹엽부 (g force) |
| 노지대파 | 398.92 ± 59.21 | 242.24± 58.54 |
| 규산염 무처리 대파 | 250.92 ± 48.13 | 201.32± 37.56 |
| 규산염처리 대파 (0.22mg/L) |
373.88 ± 50.58 | 231.95± 44.19 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 규산염 처리군의 경우 무처리군에 비해 조직감이 향상됨을 알 수 있었다. 그러나 노지대파의 조직감에는 약간 미치지 못하는 경향을 보였다.
(실험예2)
대파 조직감을 향상을 위하여 기류속도를 달리하여 조직감을 향상시키고자 하였다. 공장형 작물생산 시스템 내 평균 기류속도 0.2~0.3 m/s를 0.1m/s씩 상향 조정하여 60일 동안 일정한 간격으로 불어넣어 주었으며, 이 때 대파의 조직감을 평가한 결과는 다음과 같다.
| 처리군 | 연백부 (g force) |
녹엽부 (g force) |
| 노지대파 | 398.92 ± 59.21 | 242.24± 58.54 |
| 기류 스트레스(0.2~0.3m/s) | 250.92 ± 48.13 | 201.32± 37.56 |
| 기류 스트레스(0.2~0.3m/s) | 258.23 ± 45.94 | 203.78± 29.85 |
| 기류 스트레스(0.4~0.5m/s) | 342.80 ± 43.69 | 224.59± 35.57 |
| 기류 스트레스(0.5~0.6m/s) | 369.21 ± 36.84 | 233.52± 33.53 |
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 공장형 작물생산 시스템 내 기류의 속도를 다양하게 실험해 본 결과, 0.1m/s씩 기류가 증가할 때마다 조직감이 향상됨을 알 수 있었으며, 0.5~0.6m/s로 상향 조정했을 때 가장 조직감이 좋았다. 그러나 노지대파의 조직감에는 약간 미치지 못하는 경향을 보였다. 기류 스트레스가 6m/s를 초과하면 재배배드에 정식된 대파의 뿌리가 흔들려 빠지는 경향이 발생하였다.
(실험예3)
노지대파와 비슷한 조직감을 나타내기 위하여 규산염 처리와 동시에 평균 기류를 상향 조정하여 조직감을 향상시키고자 하였다. 규산염의 경우 0.22mg/L와 기류의 경우 평균 기류 0.2~0.3m/s를 0.5~0.6m/s로 상향 조정하였으며 60일 동안 일정한 간격으로 불어넣어 주었으며, 이때 대파의 조직감을 평가한 결과 다음과 같다.
| 처리군 | 연백부 (g force) |
녹엽부 (g force) |
| 노지대파 | 398.92 ± 59.21 | 242.24± 58.54 |
| 규산염 처리 대파 (0.22mg/L) |
373.88 ± 50.58 | 231.95± 44.19 |
| 규산염(0.22mg/L)처리 대파 + 기류 스트레스 | 440.88± 57.12 | 244.73± 47.28 |
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 규산염 처리군에 기류 스트레스를 제공한 결과, 규산염 단독 처리군에 비해 조직감이 향상됨을 알 수 있었으며, 이는 노지대파의 조직감 보다 더 향상됨을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 대파 조직감 향상 방법이 적용되는 공장형 작물재배 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2은 발명의 일 실시예에 따른 대파 조직감 향상 방법이 적용되는 공장형 작물재배 시스템의 재배배드를 도시한 사시도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 참조부호의 설명*
10..재배실 12..재배배드
14..재배판 16..조명
20..환기실 21..송풍부
22..송풍팬 23..온습도조절장치
24..기류조절판 25..순환부
Claims (6)
- 대파의 조직감 향상을 위해 규산염이 함유된 양액 조성물은 양액 조성물 내 규산염이 0.22mg/L 되도록 첨가하고, 대파에 기류 스트레스를 제공하는 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 기류는 파 재배 기간 동안 0.5~0.6m/s로 제공되는 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법.
- 대파의 조직감 향상을 위해 기류 스트레스를 제공하되, 상기 기류는 파 재배 기간 동안 0.5~0.6m/s로 제공되는 공장형 작물생산 시스템에 있어서 대파의 조직감 향상 방법.
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| JP2004194649A (ja) | 2002-10-23 | 2004-07-15 | Toagosei Co Ltd | 養液栽培用の殺菌剤および肥料、それを用いる養液栽培装置 |
| JP2005314292A (ja) | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Toagosei Co Ltd | 養液栽培用の殺菌剤および肥料、それを用いる養液栽培装置 |
| JP2006075088A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Nippon Ika Kikai Seisakusho:Kk | 培養・育成装置 |
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