KR101582386B1

KR101582386B1 - 작물의 무토양 재배시 배양액 공급량 제어방법

Info

Publication number: KR101582386B1
Application number: KR1020130154786A
Authority: KR
Inventors: 손정익; 신종화
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2016-01-04
Also published as: KR20150068754A

Abstract

본 발명은 작물의 무토양 재배시 배양액 공급량 제어방법에 관한 것으로, 작물의 무토양 재배시 공급되는 배양액의 공급량을 제어하는 방법에 있어서, 상기 작물이 받는 광도 및 상기 작물의 증산량을 복수 회 측정하여 광도 및 증산량의 데이터를 수집하는 데이터 수집단계; 상기 데이터 수집단계에서 수집된 상기 광도 및 상기 증산량 간의 상관관계를 통하여 관계식을 결정하는 관계식 결정단계; 및 상기 관계식을 적용하여 계산된 누적일사량에 따라 상기 작물에 배양액을 공급하는 배양액 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 배양액 공급량 제어하는 방법에 따르면, 무토양 재배에서 광도와 증산량 간의 정밀한 관계 규명으로 광도값을 보상하여 배양액의 공급량을 정확하게 예상함으로써 관수의 효율을 높일 수 있으며, 특히 우리나라의 여름과 같은 기후에서 배양액의 과다 공급을 제어하는 효과가 있다.

Description

작물의 무토양 재배시 배양액 공급량 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING IRRIGATION AMOUNT IN SOILLESS CULTURE}

본 발명은 작물의 무토양 재배시 배양액 공급량 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공배지 상태에서 재배되는 작물에 배양액(nutrient solution)을 공급함에 있어서 광도(light intensity) 및 증산량(transpiration rate)의 관계를 정확하게 규명하여 효과적으로 배양액의 공급량을 조절할 수 있는 방법에 관한 것이다.

무토양 재배는 흙을 사용하지 않고 인공배지 상태에 작물을 심고 배양액을 공급하여 재배하는 것으로, 수경재배가 여기에 포함된다.

무토양 재배는 단기간에 많은 양의 작물을 수확할 수 있고 토양 재배와 비교하여 자연환경의 지배를 훨씬 덜 받기 때문에 농경이 불가능한 곳에서도 재배가 가능하다는 장점이 있어 계속하여 무토양 재배 방식으로 재배되는 작물이 늘어나고 있는 추세이다.

이러한 무토양 재배로 재배되는 작물의 생산성은 관수 관리(irrigation management)와 밀접한 관계가 있으며, 적합한 관수 관리로 물과 양분 사용의 효율성 향상은 무토양 재배의 비용 절감에 중요한 요소 중 하나이다.

관수 관리는 통상적으로 일정한 양의 일사량이 누적되면 매 누적되는 시점마다 동일한 양의 배양액을 공급하는 방식으로 이루어지며, 누적일사값(accumulated radiation)은 증산량에 기초한다(De Pascale et al., 2011; Qiu et al., 2011; Shao et al., 2010; Ta et al., 2011; Ta et al., 2012).

일사량(또는 광도)은 지역, 위도 또는 계절에 따라 변화가 있음에도 불구하고, 상기 배양액의 공급 방식은 낮 동안 발생하는 일사량(또는 광도)의 변화는 무시하고 추정된 증산량에 의하므로, 작물에 의해 사용되는 배양액의 양을 계산하는데 오차를 범할 수 있다. 실제 필요한 배양액과 추정되어 공급되는 배양액의 오차는 광 조건이 높거나 낮아 광도 변동의 폭이 큰 극한 환경에서 더욱 커진다.

따라서, 정밀한 일사량 및 증산량의 측정으로 물과 양분의 낭비를 감소시킬 수 있는 효과적인 관수 운영 방안에 대한 연구가 필요하다.

대한민국 특허공개공보 제10-1999-0085172호

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인공배지와 같은 무토양 환경에서 작물을 재배함에 있어서, 광도 및 증산량 간의 관계를 파악하여 배양액의 공급량을 정확하게 예상할 수 있는 배양액의 공급량 제어방법을 제공함에 있다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 작물의 무토양 재배시 공급되는 배양액의 공급량을 제어하는 방법은 상기 작물이 받는 광도 및 상기 작물의 증산량을 복수 회 측정하여 광도 및 증산량의 데이터를 수집하는 데이터 수집단계; 상기 데이터 수집단계에서 수집된 상기 광도 및 상기 증산량 간의 상관관계를 통하여 관계식을 결정하는 관계식 결정단계; 및 상기 관계식을 적용하여 계산된 누적일사량에 따라 상기 작물에 배양액을 공급하는 배양액 공급단계를 포함하여, 상기 작물이 필요로 하는 배양액의 양과의 차이를 최소화하는 것을 특징으로 한다.

상기 데이터 수집단계에서, 상기 광도 및 상기 증산량은 일정한 시간 간격으로 측정하여 연속적으로 수집되며, 상기 시간 간격은 1 내지 60분인 것을 특징으로 한다.

상기 관계식 결정단계는, 상기 광도와 상기 증산량의 관계를 회귀 분석을 통하여 분석하고, 상기 광도를 보상하여 상기 관계식을 도출하는 것을 특징으로 한다.

상기 광도 및 상기 증산량 간의 상관관계는 하기 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 한다.

[수학식]

(상기 수학식에서, x는 광도(W/m²)이고, y는 증산량(g/m²·s)이고, a, b, c 및 x₀은 x 및 y에 의해 결정되는 회귀계수이다)

상기 작물은 파프리카이고,

상기 수학식에서 a는 234.972이고, b는 40.910이고, c는 28.101이고, x₀는 81.605의 값으로 결정되는 것을 특징으로 한다.

상기 배양액 공급단계는, 상기 누적일사량이 100J/㎠이 되는 시점에 상기 배양액이 공급되는 것을 특징으로 한다.

광도와 증산량 간의 정밀한 관계 규명으로 광도값을 보상하여 배양액의 공급량을 정확하게 예상함으로써 관수의 효율을 높일 수 있다. 특히, 우리나라의 여름과 같이 태양복사가 큰 지역에서 배양액의 과다 공급으로 인한 낭비를 줄이는 효과가 크다.

이를 통해, 효과적인 배양액의 공급량 제어에 의해 물과 양분의 낭비를 감소시켜 경제적인 장점이 있으며, 정확한 양의 배양액 공급으로 증산율의 과소 또는 과대 추정으로 발생되는 가뭄 또는 염류 장해를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 배양액 공급량 제어방법은 최적의 관수량을 계산하여 배양액을 공급하여 작물 성장, 과실의 수율 및 품질이 우수하다.

뿐만 아니라, 작물에 필요한 양을 초과하여 공급된 배양액이 외부로 배출되어 버려지면서 일어나는 지하수 오염과 같은 환경오염 물질의 부하를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물의 무토양 재배시 공급되는 배양액의 공급량을 제어하는 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 2a는 여름에 작물의 잎 단위 면적당 광도에 따른 추정된 증산량 및 각각 1분, 10분, 60분 간격으로 측정된 증산량을 비교하여 도시한 그래프이고, 도 2b는 겨울에 작물의 잎 단위 면적당 광도에 따른 추정된 증산량 및 각각 1분, 10분, 60분 간격으로 측정된 증산량을 비교하여 도시한 그래프이다.
도 3은 여름에 증산량의 추정값, 측정값, 보정값 및 광도를 도시한 그래프이다.
도 4는 하루 동안 작물당 평균 관수량, 배수량 및 증산량을 나타낸 그래프로, A는 여름이고, B는 겨울이다.
도 5는 한달동안 작물당 평균 관수량, 배수량 및 증산량을 나타낸 그래프로, C는 여름이고, D는 겨울이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 작물의 무토양 재배시 공급되는 배양액의 공급량을 제어하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 수집단계(S10), 관계식 결정단계(S20) 및 배양액 공급단계(S30)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 배양액은 작물의 생육에 필요한 무기양분을 각각의 흡수량의 비율에 맞추어 물에 용해시킨 것으로, 양액이라고도 한다.

광도(light intensity)는 일사량, 즉, 빛의 세기를 의미하고, 누적일사량(accumulated radiation)은 일정 시간 동안 도달한 태양 에너지의 양을 의미한다.

증산량(transpiration rate)은 작물의 표면에서의 증발량을 의미한다.

관수는 배양액을 공급하는 것을 의미하며, 관수량은 작물에 공급되는 배양액의 양을 의미한다.

데이터 수집단계(S10)는 작물이 받는 광도 및 상기 작물의 증산량을 측정하여 광도 및 증산량의 데이터를 수집하는 단계로, 이 단계는 광도 및 증산량에 대하여 연속적 데이터를 수집하기 위함이다.

광도 및 증산량 데이터는 복수의 데이터를 수집하여야 광도와 증산량 사이의 관계를 규명할 수 있으므로, 광도 및 증산량을 복수 회 측정할 수 있다.

광도 및 증산량의 복수 회 측정시 일정한 시간 간격으로 측정하는 것이 바람직하며, 상기 일정한 시간 간격을 1분 내지 60분일 수 있다.

관계식 결정단계(S20)는 상기 데이터 수집단계(S10)에서 수집된 광도 및 상기 증산량 간의 상관관계를 통하여 관계식을 결정하는 단계이다.

광도 및 증산량 간의 상관관계를 통하여 관계식을 결정하는 과정은 다음과 같다.

일반적으로 증산량 추정 모델은 Baille 등(1994)에 의해 간략화된 Penman-Monteith 방정식으로부터 수정된 식 1로 추산된다.

[식 1]

(E_t는 증산속도(g·h^-1), RAD는 입사광량(μmol·m^-2·s^-1), VPD는 수증기압 포차(㎜Hg), LAI는 엽면적 지수, k는 흡광계수, a, b는 매개변수(g·μmol^-1·m^-2, g·h^-1·㎜Hg^-1이다)

상기 식 1에서, VPD는 증산량의 추정에 직접적으로 영향을 주는 주요 요소 중 하나이나 대기 온도 및 상대 습도가 작물 재배지에서는 일정한 값을 가지도록 유지되므로 상수로 가정된다.

따라서, 상기 식 1는 선형의 관계를 가지는 하기의 식 2과 같이 단순화할 수 있다.

[식 2]

(E_t는 증산속도(g·h^-1), a 및 b는 계수이다)

광도 및 증산량의 데이터 통계 분석으로부터 작물의 잎 단위 면적당 광도 및 증산량은 선형의 상기 식 2보다는 하기 식 3과 같은 비선형 곡선-맞춤 에스자형 함수(nonlinear curve-fitting sigmoidal function)로 정확하게 표현될 수 있다.

여기서, 데이터 통계 분석은 회귀분석법을 통해 이루어졌다.

[식 3]

(x는 광도(W/m²)이고, y는 증산량(g/m²·s)이고, a, b 및 x₀은 x 및 y에 의해 결정되는 회귀계수이다)

상기 식 3를 통하여 실제 증산량과 예상되는 증산량의 차이를 줄였으나, 광도가 높을 때에는 작물의 기공이 닫혀 증산율이 감소하는 특성이 있으므로(del Amor et al., 2010; Gonzalez-Dugo et al., 2007; Kuiper, 1961), 실제 증산량은 높은 광조건 하에서는 추정된 증산량보다 낮음을 고려하여 관수량을 제어하는 일사량은 더 낮아야 한다.

이에 따라 상기 식 3의 광도 값을 보상하여, 다음의 수학식과 같은 광도와 증산량의 관계식이 결정되었다.

[수학식]

재배하는 작물이 파프리카인 경우, 상기 수학식에서 각각의 회귀계수는 a는 234.972이고, b는 40.910이고, c는 28.101이고, x₀는 81.605의 값으로 결정되고, 파프리카를 무토양 재배하는 경우 광도와 증산량은 하기 식 4와 같은 관계를 가짐을 알 수 있다.

[식 4]

배양액 공급단계(S30)는 상기 관계식 결정단계(S20)에서 결정된 관계식을 적용하여 누적일사량을 계산하고, 이에 따라 작물에 배양액을 공급하는 단계이다.

상기와 같이 계산되어 누적일사량이 일정한 값에 도달하는 시점마다 일정한 양의 배양액이 공급될 수 있다.

누적일사량이 100J/㎠이 되는 매 시점마다 일정한 양의 배양액이 공급될 수 있다.

상기 수학식을 이용하여 누적일사량을 계산하면 식 1의 추정된 증산율을 적용하는 것과 달리 변화하는 광도에서 정밀하게 증산량을 예상가능하게 하므로 작물이 필요한 양만큼의 배양액만을 공급할 수 있다.

이하, 본 발명의 내용을 구체적인 실시예를 통해 상세히 설명하고자 한다.

작물의 생장 조건

수원에 소재한 서울대학교의 연구용 농장에 위치한 벤로형 온실(venlo-type greenhouse)에서 파프리카를 이용하여 실험이 수행되었다. 파프리카 묘목을 0.9m(L) × 0.15m(W) × 0.07m(H)의 암면 슬래브에 옮겨심었다. 암면 큐브로 옮겨심은지 10일 이후에, 큐브의 바닥으로 뿌리가 나오기 시작했고 슬래브는 3plants·m^-2의 작물 밀도로 홈통(gutter)에 놓여졌다.

증산량과 관수량을 추정하기 위하여 3개의 관수 모니터링 및 제어 시스템과 18개의 전체 작물이 사용되었다.

실험은 2011년 2월부터 2012년 3월까지 여름과 겨울에 두 번 수행되었다.

낮시간의 온도, 밤시간의 온도 및 상대습도의 미기후(microclimate)는 각각 25~30℃, 15~22℃, 50~80%의 범위 내에서 환경적 제어 시스템에 의해 자동적으로 유지되었다.

사용된 배양액은 2.6~3.0dS·m^-1의 전기전도도를 가지고 5.5~6.5의 pH를 가지며, 배양액의 공급은 누적되는 일사량이 100J/cm²에 도달할 때 수행되도록 하였다.

증산량 측정

증산은 정밀 관수 모니터링 및 제어 시스템(irrigation monitor and control system, 서울대학교 개발)에 의해 측정되었다.

각 작물에 의해 흡수된 배양액의 양, 배양액 공급, 미기후 및 뿌리면적 환경 조건(수분 함량 및 기질의 전기전도도)이 정밀 관수 모니터링 및 제어 시스템에 의해 5초 간격으로 측정되었다.

증산은 5% 미만의 오차를 가지는 값을 얻기 위하여 최고 매 10분마다 측정하였다.

LAI는 실험기간 동안 매주 잎의 길이와 너비를 측정함으로써 측정되었다.

증산량 추정 모델

증산율은 Penman-Monteith 방정식으로부터 수정된 식인 상기 식 1에 의해 측정되었다.

상기 식 1에서, a, b, k 값은 각각 4.25, 0.009 및 0.84의 값을 사용하였으며, VPD는 온실의 대기 온도, 상대 습도가 일정한 값을 갖도록 제어되므로 상수로 가정된다.

실험 방법

증산율 및 광도 간의 관계는 여름과 겨울에 옮겨 심은 후 85-115일 후(Days After Transplanting, DAT 85-115)에 날씨가 맑은 5일 동안 연속적인 증산 데이터를 사용하여 조사, 비교되었다(LAI=3.0 - 3.5).

관수 모니터링 및 제어 시스템으로 측정된 증산의 정확한 양은 상기 식 1로부터 추정된 증산량과 비교하였다. 증산량은 단위 시간 동안 작물의 무게 변화에 기초하여 결정되었다.

또한, 1분, 10분 및 60분의 시간 간격으로 측정된 증산량과 누적된 일사량 간의 관계를 비교하였다.

잎 면적당 증산량은 상기 식 1로부터 광도 및 LAI 데이터를 사용하여 추정되었다.

이 결과를 기초로 하여, 여름과 겨울에 누적일사량 및 공급되는 배양액의 양 차이가 종래의 관수 방법과 수정된 관수 방법 간에 비교되었다.

여기서, 종래의 관수 방법은 상기 식 1에 따라 누적일사량이 계산되어 배양액이 공급되는 것이고, 수정된 관수 방법은 본 발명에 따라 누적일사량이 계산되어 배양액이 공급되는 것을 말한다.

데이터 분석

데이터는 통계 분석 프로그램 SAS 9.0으로 분석되었다. 즉각적인 광도 및 증산량 사이의 관계는 음의 지수 곡선과 피팅되었다. 그래프는 시그마플롯(SigmaPlot)으로 나타내었다.

광도 및 증산량의 정확한 관계식 도출

도 1에 도시된 그래프와 같이, 실험장소에서 온실 내부 광도의 최고점은 겨울보다 여름에 높았으며, 낮 동안 광도의 변동은 겨울(0-400W/m²)보다 여름(0-700W/m²)에 컸다. 여름의 광도의 최고점은 겨울의 광도의 최점에 비하여 거의 두 배로 높고, 광주기가 여름에 비하여 겨울에 더 ?음에도 불구하고 낮 동안의 누적일사량은 여름과 겨울에 큰 차이가 없었다.

증산량은 요구되는 관수량을 결정하는데 사용되고, 매일 Penman-Monteith 방정식으로 누적된 일사량에 기초하여 계산되었다. 매일 누적일사량이 광도에 무관하게 일정하게 유지됨에도 불구하고, 낮 동안 일어나는 광도의 변동으로 증산량은 차이가 날 수 있는 것이다.

특히, 광도가 높은 조건 하에서 광도의 변동이 커짐에 따라 증산은 더욱 억제된다. 뿐만 아니라 광도의 변동은 작물이 자라는 곳의 지역, 위도 및 기후 조건에 따라 커질 수 있다.

이러한 이유로 인하여, 증산량을 반영하는 누적일사량의 정확한 계산을 위하여 광도의 정확한 측정이 요구되는 것이고, 증산 데이터의 통계 분석을 통하여 발명자는 수학식의 광도와 증산량 간의 관계식을 도출해냈다.

[수학식]

여기서, 회귀계수 a, b, c 및 x₀는 각각 234.972, 40.910, 28.101, 81.605였다. 이러한 결과를 통하여 보상된 광도는 필요한 관수량을 결정할 때 적용하였다.

상기 실험을 통해 실제 측정된 광도의 측정값 및 보정값은 도 2의 그래프에 도시하였으며, 이러한 관계에 의하여 하루동안의 누적일사량 및 관수량을 하기 표 1에 기재하였다.

하기 표 1에서, 보정값이란 실제 광도를 보상한 광도와 증산량의 관계인 수학식에 의한 값을 의미한다. 즉, 광도 보정을 위한 종속 변수는 증산량이 되고 증산량을 기준으로 순간적인 광도에 대한 작물의 증산 반응에 의하여 광도와 증산량의 관계를 구함으로써, 이러한 관계식(수학식)을 통하여 실제 작물이 증산하는데 이용하는 광도값을 산출하였으며 이를 보정값이라 한다.

하루 중의 실제 조사되는 광도의 누적량과 관계식에 의해 보정된 광도의 누적량을 비교한 것이며, 이 때 공급되는 관수량을 비교하였다.

2011년 8월 22일	측정값	보정값
누적일사량 (MJ/cm²)	512.80	475.37
관수량 (ml)	1125	900

파프리카 재배의 경우, 최적의 뿌리 면적 환경에서 30% 배수율이 유지될 때 보정된 광도가 관수량을 결정하는데 사용되면 공급되는 배양액의 양을 10% 넘게 절감할 수 있다.

자세하게, 이러한 증산량에 기초하여 배양액이 공급될 때, 2011년 8월 22일, 종래의 방법(식 1에 따라 누적일사량이 100J/㎠에 도달할 때마다 225㎖의 배양액 공급)에 의해 제어되는 경우 5번의 관수가 일어나고, 본 발명에 의해 계산된 일사누적량에 따라 관수량을 제어하는 경우에는 4번의 관수가 일어났다.

이에 비하여, 2012년 1월 14일 겨울에는 광도의 변동 폭이 크지 않으므로 여름에 비하여 관수량의 차이가 크지 않았다.

즉, 광도 변동의 양과 높은 광도의 조건은 추정된 증산량 및 실제 증산량 간의 차이를 크게 하므로 특히 우리나라의 여름과 같은 기후에서 배양액이 10%를 초과하여 공급되었으며, 초과하여 공급된 배양액은 외부로 방출되고 결국 불필요한 영양분과 물이 낭비되는 결과를 가져온다.

작물 성장의 비교

종래의 방법과 본 발명의 방법에 따라 배양액을 공급한 경우 작물 성장에 영향을 미치는지 여부에 대해 평가하였다.

여름, 겨울에 각각의 작물의 높이, 노드 개수, LAI, 과실 개수를 측정하여 하기 표 2에 기재하였다.

하기 표 2에서 '비교예'는 식 1에 의해 배양액의 공급량이 제어되는 종래의 방식에 의한 것이고, '실시예'는 본 발명에 의해 발명된 수학식에 의해 배양액의 공급량이 제어되는 방식에 의한 것이다.

	여름		겨울
	비교예	실시예	비교예	실시예
높이 (cm)	160.8	162.1	205.2	208.2
노드 개수	28.3	28.1	32.3	32.9
LAI	3.37	3.24	3.52	3.67
과실 개수	8.8	9.1	10.8	10.1

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 보정된 광도에 기초하여 배양액을 공급을 제어하는 것은 작물 성장에 영향을 주지 않았다.

종래에는 작물이 요구하는 양보다 더 많은 배양액이 공급되었기 때문에, 배양액 공급량의 감소가 작물 성장에 영향을 주지 않는 것이다.

이러한 결과를 통하여, 관수량을 결정함에 있어 보정된 광도를 사용함으로써 특히 여름에 배양액의 공급량 감소가 파프리카 작물의 과일 수율과 질에 영향을 주지 않음을 알았다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

Claims

작물의 무토양 재배시 공급되는 배양액의 공급량을 제어하는 방법에 있어서,
상기 작물이 받는 광도 및 상기 작물의 증산량을 복수 회 측정하여 광도 및 증산량의 데이터를 수집하는 데이터 수집단계;
상기 데이터 수집단계에서 수집된 상기 광도 및 상기 증산량 간의 상관관계를 통하여 관계식을 결정하는 관계식 결정단계, 여기서 상기 관계식은 하기 수학식으로 표현된다
[수학식]

(상기 수학식에서, x는 광도(W/m²)이고, y는 증산량(g/m²·s)이고, a, b, c 및 x₀은 x 및 y에 의해 결정되는 회귀계수이다); 및
상기 관계식을 적용하여 계산된 누적일사량에 따라 상기 작물에 배양액을 공급하는 배양액 공급단계를 포함하여, 상기 작물이 필요로 하는 배양액의 양과의 차이를 최소화하는 것을 특징으로 하는 배양액 공급량 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 데이터 수집단계에서, 상기 광도 및 상기 증산량은 일정한 시간 간격으로 측정하여 연속적으로 수집되며, 상기 시간 간격은 1 내지 60분인 것을 특징으로 하는 배양액 공급량 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 관계식 결정단계는,
상기 광도와 상기 증산량의 관계를 회귀 분석을 통하여 분석하고, 상기 광도를 보상하여 상기 관계식을 도출하는 것을 특징으로 하는 배양액 공급량 제어방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 작물은 파프리카이고,
상기 수학식에서 a는 234.972이고, b는 40.910이고, c는 28.101이고, x₀는 81.605의 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배양액 공급량 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 배양액 공급단계는, 상기 누적일사량이 100J/㎠이 되는 시점에 상기 배양액이 공급되는 것을 특징으로 하는 배양액 공급량 제어방법.