KR20040033240A

KR20040033240A - 발포유리 입자를 함유한 배지

Info

Publication number: KR20040033240A
Application number: KR1020030012084A
Authority: KR
Inventors: 정병룡; 황승재
Original assignee: 대한민국 (경상대학교 총장); 정병룡; 황승재
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-04-21
Also published as: KR100530301B1

Abstract

본 발명은 발포유리 입자를 피트모스 등 다른 소재와 혼합하여 조성한 배지에 관한 것으로서, 배지의 통기성이 양호하고, 수분과 양분의 보유성이 좋으며 취급시 물리성 변화가 적어 작물의 생육에 적합한 환경을 제공할 수 있는 것으로서 원예산업상 유용한 발명이다.

Description

발포유리 입자를 함유한 배지 {Medium composed of cellular glass foam}

본 발명은 식물의 재배를 위한 배지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발포유리(CGF: cellular glass foam) 입자를 피트모스(peatmoss) 등과 혼합하여 조성한 식물의 육묘, 삽목, 분화재배 등을 위한 배지에 관한 것이다.

근래 플러그묘 생산과 원예작물 생산량의 증가에 따라 식물재배용 배지의 이용량이 증가하고 있다. 이러한 배지는 양분저장기능, 수분보유와 공급기능, 가스유통기능 및 식물체 지지기능을 갖추어야 하며, 현재 사용되고 있는 대부분의 배지재료로는 상기의 4가지 기능을 동시에 만족시킬 수 없기 때문에, 두 종류 이상의 물질을 섞은 혼합배지가 이용되고 있다. 이러한 혼합배지는 피트모스, 코이어(coir), 훈탄 등의 유기질 재료나 통기성과 배수성이 좋은 펄라이트와 버미큘라이트(vermiculite) 등의 무기질 재료를 적정비율로 혼합하여 배지의 이화학성을 작물생육에 적합하게 조정하여 이용되고 있으나, 원재료가 캐나다, 스리랑카 및 러시아로부터 전량 수입되고 있어 막대한 외환지출 및 작물의 생산단가를 높이는 요인이 되고 있다.

무기질 배지재료는 천연 상토와 비교해서 수분보유력이 낮고 알칼리성인 경우가 많으므로 이를 보완할 뿐만 아니라, 통기성 및 보수성을 조절하고 pH와 전기전도도(EC: electrical conductivity)를 안정적으로 유지시키기 위하여 유기물 배지재료를 혼합하여 사용한다. 현재 주로 이용되고 있는 배지재료는 펄라이트, 피트모스, 코코피트(cocopeat), 버미큘라이트, 훈탄 등이며, 이를 단용 혹은 혼용하여 사용하고 있으며, 물리화학적 특성에 따른 적정배지의 선택은 육묘, 삽목 및 분화재배 등의 성공여부를 결정짓는 매우 중요한 문제이다. 통기성과 배수성이 좋은 펄라이트는 주로 암면(rock wool) 또는 피트모스 등과 혼합되어 채소류 및 화훼류의 육묘와 양액재배를 위한 배지로 개발되어 왔으나, 펄라이트는 그 자체가 갖는 수분보유력은 크지만 입자 직경에 따라 배수능력이 지나치게 좋아서 식물의 초기 활착이 곤란해질 우려가 있으므로 보수성이 높은 입상암면, 피트모스 등의 다양한 재료를 이용한 혼합배지의 활용이 검토되고 있다. 또한, 펄라이트는 대다수의 고형배지의 경우처럼 원재료를 전면 수입에 의존하고 있어서 이미 사용한 펄라이트를재활용하거나 대체할 수 있는 새로운 배지소재의 개발이 요구되고 있다.

종래에는 본 출원인의 출원인 폐암면(used rock wool)에 목재파쇄입자, 코이어, 펄라이트 등을 혼합하여 조성한 폐암면을 이용한 식물재배용 배지(특허출원 제00-23321호)에 관한 내용이 개시되어 있으며, 현재 성형품의 형태로 암면성형 배지(US pat. 4,769,277) 및 피트모스 성형 배지(EP 248,777) 등이 공지되어 있다. 이러한 암면을 이용한 배지는 보수력과 기공율이 높으며 화학적으로 안정되어 있을 뿐만 아니라, 관수할 경우에 쉽게 젖으며, 취급이 용이한 특성이 있고, 피트모스 배지는 화학적인 안정성과 높은 보수력을 갖는 특징이 있어서, 암면 또는 피트모스를 사용한 배지는 미국을 중심으로 많이 사용되고 있다. 그러나, 암면은 자연분해가 되지 않아 사용 후 폐기시 어려움이 많을 뿐만 아니라 잔여 양액성분에 의한 2차 오염유발의 가능성이 매우 크다. 또한, 왕겨 또는 훈탄왕겨에 폐지 또는 펄프류, 흡습물질 등을 혼합하여 제조한 수경재배용 왕겨성형배지(한국특허 제293199호)도 공지되어 있으나, 이는 배지의 재료가 수분보유력이 좋지 않기 때문에 고흡수성 물질을 별도로 첨가하여야 하며, 이의 함량에 따라 배지의 물리화학적 특성이 변화하게 되는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여 안출한 것으로, 배지의 공극을 증진시키기 위해 혼합재료로서 많이 사용되고 있는 펄라이트 또는 암면을 대체할 수 있으며, 통기성, 식물체 지지능력 뿐만 아니라 수분 및 양분의 보유능력이 뛰어나고, 육묘용, 삽목용, 분화용 등의 다양한 용도로 사용가능한 식물재배를 위한 배지를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 고추와 토마토의 육묘 전·후의 배지의 pH 변화를 나타낸 그래프,

도 2는 고추와 토마토의 육묘 전·후의 배지의 전기전도도(EC: electrical conductivity) 변화를 나타낸 그래프이다.

도 3은 칼란코에의 재배 전·후의 배지의 pH 변화를 나타낸 그래프,

도 4는 칼란코에의 재배 전·후의 배지의 전기전도도 변화를 나타낸 그래프,

본 발명의 상기 목적은 발포유리(CGF: cellular glass foam) 입자를 피트모스(peatmoss) 등과 혼합하여 조성된 배지를 제공함으로써 달성하였다.

본 발명에서는 배지 내에서의 원활한 가스 유통이 이루어지도록 하기 위하여 발포유리와 탄화 밤나무칩을 사용한다. 발포유리는 현재 건축용 단열재나 절연재로 사용되고 있는 재질로서, 다공성 유리입자이므로 가볍고 통기성이 좋으며 산업부산물로 생산량이 많아 이를 수거하여 식물생육배지로 재활용함으로써 작물의 생산단가를 낮출 수 있는 효과가 있다. 그리고, 이화학적 성질이 펄라이트와 유사하지만 오히려 다공성 재질로 유효수분함량이 다소 적은 펄라이트의 단점을 보완하고 물리적 강도를 높일 수 있어 장기재배에 유리한 배지이며, 작물의 생육특성에 맞추어 육묘용 배지로 가공할 때 입자크기의 조절 및 다른 배지재료와의 혼합이 용이하며, 가공 후 물리성이 쉽게 파괴되지 않는 특징이 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 발포유리 입자를 이용하여 배지를 구성할 수 있는지를 살펴보기 위하여, 종래 사용되고 있는 재료인 암면, 펄라이트와 상기의 두 재료 및 피트모스를 다양한 비율로 혼합한 배지에 고추, 토마토 및 칼란코에(Kalanchoe)를 공시식물로 사용하여 이들의 생육특성을 조사하는 실험을 수행하였다. 그 결과 발포유리 입자는 배지로 사용할 경우 탁월한 생육효과를 보이는 것을 알 수 있었다. 본 발명에서는 상기의 식물들만을 사용하여 실험을 수행하였지만, 본 발명에 의한 배지는 통상의 다른 원예용, 농업용 또는 산림용으로 활용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하지만, 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 실시가능한 범위까지 포함한다.

실시예 1: 배지 재료의 준비

실험에 사용된 발포 유리질 소재(cellular glass foam; CGF)는 경기도 포천시 유진양행(주)에서 버려진 폐유리를 분말상태로 만든 후 발포제(CaCO₂)와 혼합하여 용융시키고 발포제 분해에 의해서 발생된 이산화탄소(CO₂)의 작용에 의해 만들어진 저비중의 다공질 유리 구조물이며 주성분은 이산화규소(SiO₂)이고, 기타 첨가물을 포함하여 이루어진 것이다.

펄라이트는 파라트(삼손(주)), 입상암면은 Green Wool(서울암면(주)), 그리고 피트모스는 Canadian peatmoss(Sunshine, Sungro Co., LTD)를 사용하였으며, 대조구로는 상업적 공정 육묘용 상토인 토실이 무비상토(pH 6.70, EC 0.17 mS/cm, 1:5 희석법, 신안그로(주))를 사용하였다.

실시예 2: 발포유리 입자를 이용한 배지에서의 고추와 토마토의 생육환경 및 특성조사

2000년 12월 7일에 상기의 실시예 1에서 준비한 배지 재료들을 다양한 비율로 혼합한 배지들(표 1 참조)을 채운 200공 플러그 트레이에 '녹광'고추(흥농종묘(주))와 '세계'토마토(서울종묘(주)) 종자를 파종하여 주간 28℃, 야간 20℃(야간 온도를 높이기 위해 근권 난방기 가동)로 유지하고, 매 3분마다 1분간 분무(fogging)하는 번식상에서 3일간 발아시켰다. 발아 후 실험구당 4반복, 반복당 100개체로 하여 3/4형 유리온실에서 최저온도 12.0℃, 최고온도 38.4℃, 평균온도 24℃ 및 평균습도 75%의 환경조건에 난괴법으로 배치하였다. 발아 후 생육상으로 옮긴 후의 최초 3일간은 하루에 한번씩 오전 10시경에 양액을 두상관수하고, 그 이후에는 하루에 한번 오전 10시경에 100L의 탱크에 조제된 공정육묘용 액비(표 2 참조)로 저면관수하였다.

파종 후 2주간 유묘 출현율을 조사하고, 고추와 토마토묘는 각각 69일과 42일간 육묘 후의 식물체의 생육특성을 조사하였다.

[표 1] 고추와 토마토의 생육 실험에 사용된 배지의 조성비

배지번호	구성비율(%, v/v)
배지번호	CCW	CGF	펄라이트	GR	피트모스
1	대조구(토실이)
2	50	0	0	50	0
3	50	0	0	0	50
4	0	50	0	50	0
5	0	50	0	0	50
6	0	0	50	50	0
7	0	0	50	0	50
8	33	0	0	67	0
9	33	0	0	0	67
10	0	33	0	67	0
11	0	33	0	0	67
12	0	0	33	67	0
13	0	0	33	0	67
14	67	0	0	33	0
15	67	0	0	0	33
16	0	67	0	33	0
17	0	67	0	0	33
18	0	0	67	33	0
19	0	0	67	0	33

(CCW, carbonized chestnut woodchips; CGF, cellular glass foam; GR, granular rock wool)

[표 2] 저면관수에 사용된 공정육묘용 액비

성분	농도(mg/L)	성분	농도
Ca(NO₃)·4H₂O	472	Fe-EDTA	15.0
MgSO₄·7H₂O	246	H₃BO₃	1.4
KNO₃	202	CuSO₄·5H₂O	0.2
NH₄NO₃	80	MnSO_4·4H₂O	2.1
KH₂PO₄	272	Na₂MoO_4·2H₂O	0.1
		ZnSO_4·7H₂O	0.8

배지의 pH 및 전기전도도(EC) 변화

실험에 사용된 배지는 사용전과 사용후 각 실험구별 3반복으로 30 mL의 시료를 채취하여 2차 증류수 150 mL로 1:5(v/v)로 희석하여 분당 100rpm으로 24시간 동안 교반한 후 거름종이(No. 2, Toyo Roshi Kaisha Co. Ltd)로 거른 후, 걸러진 용액의 pH와 EC를 측정하여 이 결과를 각각 도 1과 도 2에 나타내었다.

도 1에 나타낸 바와 같이 작물에 따라 pH 변화의 정도가 다소 달랐으나, 공통적으로 3, 5, 7, 9, 11 및 13번 실험구에서 배지 내 함유된 피트모스의 비율이 높아짐에 따라 pH가 낮아지는 경향을 보였다. 육묘 전 고추 배지의 pH를 살펴보면, 4, 10, 16번 실험구는 8.0 이상의 알칼리성을 나타내었는데 이는 CGF와 GR이 혼합됨으로써 이 두 재료가 서로 영향을 미쳤기 때문인 것으로 생각된다. 육묘 후 pH 범위는 6.2~7.0으로 육묘전의 6.5~8.7보다 낮아졌고, 특히 육묘 후 1, 7, 9, 11, 13번 실험구에서 일반적으로 식물의 생장에 적절한 범위인 것으로 알려진 pH 5.6~6.2 사이의 값을 나타내었다.

도 1로부터 육묘 전과 비교해 육묘 후 배지의 pH가 알칼리성에서 약산성의 적정값으로 근접했음을 알 수 있었는데, 이는 식물체 뿌리와 근권을 감싸고 있는 배지와 수소이온의 교환이 일어나 육묘 후기로 갈수록 식물자체의 완충능이 작용했기 때문인 것으로 사료된다. 또한, 작물 재배 중에 특별한 무기원소의 결핍증상이나 독성증상은 관찰되지 않았다.

도 2에는 EC의 변화를 나타내었으며, 그래프 상에 나타난 바와 같이 전체적으로 육묘 후의 배지의 EC가 증가하였다. 이는 발아 후 온실베드의 생육상에서 양액을 관주함으로써 배지 내에 염이 축적되었기 때문인 것으로 추정된다. 그러나, 무기물 배지인 CGF와 GR을 혼합하여 사용한 4, 10번 실험구에서는 육묘 후의 EC가 육묘 전에 비하여 낮았다. 이로부터 무기질 배지가 유기질 배지와는 달리 고농도의 염을 집적하지 않고 용탈시킴으로써 작물의 생육에 적합한 근권환경을 만들어줄 수 있음을 추정할 수 있었다.

고추 재배 전과 재배 후의 EC 범위는 각각 0.05~0.21 mS/cm에서 0.15~0.32 mS/cm로 증가하였으며, 고추 재배 후 대조구를 포함하여 3, 7, 9, 15번 실험구의 피트모스가 첨가된 혼합배지에서 EC가 가장 높게 나타났다.

고추의 생육특성조사

파종 후 69일째 초장, 근형성, 최대근장, 하배축 길이, 엽수, 엽록소 농도, 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 총생체중과 건물중, 건물율과 T/R율을 측정하였다. 근형성은 뿌리가 배지를 감싸고 있는 정도에 따라 가장 불량한 1에서 가장 우수한 5로 등급을 매겼다. 건물중은 생체중을 측정한 후 60℃의 항온건조기 내에서 72시간 건조한 직후에 측정하였다. 총엽록소 농도는 식물체의 잎을 채취하여 80%(v/v) 아세톤으로 추출하고 분광광도계(Unikon 922, Kotron Instrumens, Italy)를 사용하여 645 nm와 663 nm에서의 흡광도를 측정한 후 아래의 식을 이용하여 계산하였다.

[식 1]

파종 후 69일째 고추묘의 생육조사결과와 유묘 출현율 및 생장특성을 각각 아래의 표 3과 표 4에 정리하였다.

[표 3] 파종 후 69일째 고추묘의 생육조사결과

배지번호	초장(cm)	뿌리등급	뿌리 길이(cm)	하배축 길이(cm)	엽수	엽록소 농도(㎍/mg fw)	엽면적(cm²/plant)
1	17.6	5.0	8.0	2.4	8	1.21	87.4
2	18.5	3.7	9.0	2.4	8	1.11	95.7
3	18.4	4.3	8.7	2.4	8	1.33	78.7
4	16.7	2.7	7.6	1.9	7	1.67	78.9
5	16.9	2.7	8.4	2.1	7	1.47	60.5
6	17.6	3.0	8.3	2.2	7	1.34	80.5
7	17.5	3.0	7.8	2.2	8	1.20	91.1
8	17.4	3.0	8.3	2.2	8	1.29	83.1
9	16.6	3.0	6.0	2.1	7	0.91	87.3
10	16.1	2.0	7.7	2.0	7	1.38	70.1
11	17.7	5.0	6.3	2.0	8	1.21	90.3
12	17.0	3.3	6.4	2.6	7	1.20	86.4
13	18.2	5.0	5.9	1.9	8	1.20	95.0
14	16.2	4.0	6.5	2.5	8	1.32	91.1
15	17.0	3.0	5.7	2.5	9	1.42	77.9
16	13.7	1.0	6.2	2.0	8	1.39	61.0
17	15.8	2.7	5.5	2.2	8	1.62	77.8
18	15.5	3.3	6.2	2.4	7	1.34	86.2
19	16.2	3.3	6.7	2.5	8	1.34	88.6

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, CCW와 GR이 50:50(v/v)으로 혼합된 2번 실험구, CCW와 피트모스가 50:50(v/v)으로 혼합된 3번 실험구와 펄라이트와 피트모스가 33:67(v/v)의 비율로 혼합된 13번 실험구에서 초장이 가장 컸고, CGF와 GR이 67:33(v/v)의 비율로 혼합된 16번 실험구에서 가장 저조하였다. 최대근장과 엽면적은 CCW와 GR이 50:50(v/v)으로 혼합된 2번 실험구에서 가장 우수하였으며, 뿌리등급은 대조구, CGF와 피트모스가 33:67(v/v)로 혼합된 11번 실험구, 펄라이트와 피트모스가 33:67(v/v)의 비율로 혼합된 13번 실험구에서 좋게 나타나, 유기물 배지인 피트모스를 67%(v/v) 비율로 혼합하여 처리한 실험구에서의 뿌리생장이 양호한 것으로 나타났다. 엽수는 CCW와 피트모스가 67:33(v/v)으로 혼합된 15번 실험구에서 9매로 가장 많다.

[표 4] 고추묘의 유묘 출현율과 파종 후 69일째의 생장특성

배지번호	출현율(%)	생체중(mg)	건물중(mg)	총생체중(mg)	건물율(%)	T/R 율
배지번호	출현율(%)	지상부	지하부	지상부	건물율(%)	T/R 율	지하부	생체중	건물중
1	92	1244.4	188.0	95.8	16.8	1432.4	112.6	7.9	2.7
2	94	1145.1	173.0	77.1	20.1	1318.1	97.2	7.4	3.8
3	95	1238.9	228.9	90.6	23.3	1467.8	113.9	7.8	3.9
4	94	995.6	175.7	71.2	21.4	1171.3	92.7	7.9	3.3
5	92	1008.7	201.7	73.4	23.5	1210.3	96.9	8.0	3.1
6	93	1065.3	168.5	75.2	22.9	1233.9	98.1	8.0	3.3
7	94	1054.6	151.2	71.8	15.5	1205.8	87.3	7.2	4.6
8	93	1135.6	186.3	80.6	21.3	1321.9	101.9	7.7	3.8
9	95	1003.3	134.1	84.7	14.3	1137.4	99.0	8.7	5.9
10	92	1045.0	174.3	70.4	21.7	1219.3	92.1	7.6	3.2
11	93	1136.9	172.1	89.2	17.5	1309.0	106.7	8.2	5.1
12	95	1023.7	182.5	80.4	20.8	1206.1	101.2	8.4	3.9
13	91	1320.	188.8	105.5	17.2	1509.7	112.7	8.1	6.1
14	93	1004.1	154.1	83.7	16.5	1158.3	100.1	8.6	5.1
15	93	1143.1	219.9	89.3	19.4	1363.0	108.8	8.0	4.6
16	94	743.1	155.0	65.8	15.8	898.1	81.6	9.1	4.2
17	91	932.3	130.4	80.0	15.6	1062.7	95.6	9.0	5.1
18	91	886.3	146.9	73.5	15.9	1033.2	90.4	8.8	4.3
19	94	1021.1	131.8	95.4	16.2	1152.9	111.6	9.7.	5.9

상기 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 펄라이트와 피트모스를 33:67(v/v)의 비율로 혼합한 13번 실험구에서 지상부 생체중과, 건물중, 총생체중과 건물중, T/R율이 가장 좋은 결과를 보였다. 다음으로 대조구 및 CCW와 피트모스가 50:50(v/v)로 혼합된 3번 실험구에서 좋은 생육결과를 보였고, 이와 더불어 3번 실험구에서는 뿌리 생체중이 가장 높은 것으로 나타났다. 건물율은 CGF와 GR이67:33(v/v)으로 혼합된 16번 실험구, CGF와 피트모스가 67:33(v/v)으로 혼합된 17번 실험구, 펄라이트와 피트모스가 67:33(v/v)으로 혼합된 19번 실험구에서 가장 우수했다. 이는 CGF의 높은 통기성과 알칼리성, 피트모스의 높은 보수성 및 강산성이 혼합과정에서 상호보완됨으로써 작물생육에 적합한 이화학적 환경을 조성하였기 때문에 얻어지는 결과인 것으로 생각된다.

토마토의 생육특성조사

파종 후 42일째의 초장, 근형성, 최대근장, 하배축 길이, 엽수, 엽록소 농도, 엽면적, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 총생체중과 건물중, 건물율과 T/R율을 상기의 "고추"의 생육특성조사에서와 같은 방법을 이용하여 측정하였다.

[표 5] 파종 후 42일째 토마토묘의 생육조사결과

배지번호	초장(cm)	뿌리등급	뿌리 길이(cm)	하배축 길이(cm)	엽수	엽록소 농도(㎍/mg fw)	엽면적(cm²/plant)
1	10.5	4.9	7.3	5.3	4	1.58	106.1
2	9.3	4.3	7.6	4.9	4	1.61	105.6
3	10.6	4.7	8.2	5.3	4	1.57	124.0
4	.3	3.7	6.7	4.6	4	1.52	89.5
5	9.8	4.0	7.3	4.9	4	1.40	102.3
6	9.6	3.3	7.0	5.0	4	1.49	81.5
7	10.5	4.7	7.5	5.1	4	1.52	116.2
8	10.5	4.3	7.0	5.0	4	1.51	109.7
9	9.6	4.7	7.9	5.2	4	1.51	118.6
10	7.0	2.7	6.8	4.2	4	1.49	74.6
11	10.1	4.3	8.8	5.2	4	1.36	101.3
12	9.0	3.3	8.4	4.5	4	1.29	76.1
13	10.5	5.0	6.9	5.2	4	1.25	144.1
14	11.0	4.0	6.8	5.0	4	1.03	113.3
15	9.1	4.7	7.3	7.3	4	1.03	144.1
16	8.2	3.7	6.0	4.1	4	1.24	81.7
17	9.0	3.7	6.4	4.5	4	1.63	79.1
18	7.9	4.0	6.4	4.5	4	1.64	103.0
19	8.0	4.0	6.3	4.5	4	1.91	107.2

상기 표에 나타난 바와 같이, CCW와 GR이 67:33(v/v)의 비율로 혼합된 14번 실험구에서 초장이 가장 컸고, 대조구를 포함하여 3, 7, 8, 11, 13번 실험구에서 초장이 컸는데 이들 실험구 중 대조구와 8번 실험구를 제외한 나머지 실험구는 탄화 밤나무칩 또는 피트모스의 혼합비율이 높은 배지였다. 뿌리등급은 펄라이트와 피트모스가 33:67(v/v)로 혼합된 13번 실험구가 5등급으로 조사되어 뿌리분포가 가장 우수하였다. 최대근장은 CGF와 피트모스를 33:67(v/v)로 혼합한 11번 실험구에서 가장 길었다. 하배축 길이는 15번 실험구에서, 엽면적은 13번과 15번 실험구에서 가장 높은 것으로 나타났다. 특히 엽면적은 4, 10, 12, 16번 실험구와 같이 CGF와 GR과 같은 무기질 배지로만 조합된 실험구와 CGF와 피트모스가 33:67(v/v)로 혼합된 17번 실험구에서 가장 저조한 경향을 보였는데, 이는 통기성과 배수성은 좋은 반면 지속적인 보수능력과 양분보유능력이 낮은 무기질 다공성 배지를 사용하였기 때문인 것으로 추정된다.

[표 6] 토마토묘의 유묘 출현율과 파종 후 42일째의 생장특성

배지번호	출현율(%)	생체중(mg)	건물중(mg)	총생체중(mg)	건물율(%)	T/R 율
배지번호	출현율(%)	지상부	지하부	지상부	건물율(%)	T/R 율	지하부	생체중	건물중
1	81	1472.5	162.6	98.5	13.4	1635.1	111.8	6.8	7.4
2	75	1127.3	144.5	75.3	11.2	1271.8	86.5	6.8	6.7
3	84	1329.9	164.9	86.8	11.5	1494.8	98.2	6.6	7.6
4	74	960.2	153.3	69.3	12.6	1113.5	81.9	7.4	5.5
5	78	1284.4	173.2	86.2	12.7	1457.6	99.0	6.7	6.8
6	76	1150.1	155.2	79.2	13.7	1305.3	92.9	7.1	5.8
7	82	1392.4	175.6	102.9	16.7	1568.0	119.6	7.6	6.2
8	84	1196.2	132.3	77.0	10.9	1328.6	87.3	6.6	7.1
9	84	1489.7	178.7	105.0	13.3	1668.3	118.3	7.1	7.9
10	74	845.2	117.2	63.5	10.5	962.5	74.0	7.7	6.1
11	76	1567.2	184.9	114.5	15.3	1752.1	129.9	7.4	7.5
12	74	1065.5	148.6	78.6	14.9	1214.0	93.5	7.7	5.3
13	78	1612.1	193.1	114.1	13.2	1805.2	127.3	7.1	8.6
14	83	1421.3	192.2	90.8	12.7	1613.5	103.4	6.4	7.2
15	81	1702.4	209.2	117.8	15.5	1911.7	103.3	7.0	7.6
16	73	1010.3	155.7	73.7	12.0	1166.0	85.7	7.4	6.1
17	73	1105.4	174.9	84.0	14.7	1280.3	98.7	7.7	5.7
18	78	1019.0	155.0	73.1	12.6	1174.0	85.7	7.3	5.8
19	71	1198.4	185.3	91.8	15.5	1383.8	107.3	7.8	5.9

상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 지상부 및 지하부 생체중과 지상부 및 지하부 건물중, 그리고 총생체중과 건물중은 15번 실험구에서 가장 높았으며, 반면 10번 실험구에서 가장 낮게 나타났다. 이는 유기물 배지 50% 이상, 무기물 배지 50% 이하의 비율로 배지를 혼합조성한다면 배지의 삼상비가 적절히 분포되어 생육에 최적화된다는 것을 보이는 것이다.

건물율은 4, 5, 10, 16, 17번 실험구와 같이 통기성과 배수성이 높은 CGF가 혼합된 실험구에서 가장 높은 수치를 나타냈다. 대조구와 3, 7, 9, 14, 15번 실험구에서와 같이 탄화 밤나무칩과 피트모스가 혼합된 배지에서 발아율과 T/R율이 높았다.

실시예 3: 발포유리를 이용한 배지에서의 칼란코에의 생육환경 및 특성조사

2001년 10월 29일에 칼란코에(Kalanchoe blossfeldiana'Gold Strike')의 모주에서 자라난 3마디(잎 6매) 생장지를 채취하고, 상기의 실시예 1에서 준비한 배지 재료들을 다양한 비율로 혼합한 배지들(표 7 참조)을 채운 72공 트레이에 삽목하였다. 평균온도 18.2℃와 상대습도 66.7% 조건의 미스트상(4 min/20 min)에서 발근시켜 생식생장과 개화를 억제하기 위해서 전조(명기 14 h/d, 암기 10 h/d) 재배하였다. 칼란코에는 삽목 15일 후 발근하였고, 발근 후 재배기간동안 두상관수하였으며, 칼란코에 재배 37일 후 배지의 물리성 및 식물체의 생육특성을 조사하였다.

[표 7] 칼란코에의 생육 실험에 사용된 배지의 조성비

배지번호	구성비율(%, v/v)
배지번호	CGF	펄라이트	GR	피트모스
1	100	0	0	0
2	0	100	0	0
3	50	0	50	0
4	0	50	50	0
5	50	0	0	50
6	0	50	0	50
7	33	0	67	0
8	0	33	67	0
9	33	67	0	0
10	0	33	0	67

(CGF, cellular glass foam; GR, granular rock wool)

배지의 pH 및 전기전도도(EC) 변화

상기의 실시예 2에서 사용한 방법과 동일한 방법을 이용하여 실험에 사용된배지의 pH와 EC를 측정하여 이 결과를 각각 도 3과 도 4에 나타내었다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 재배 전과 후의 pH는 펄라이트와 CGF의 대부분의 처리에서 약알칼리성으로 측정되었으나 재배 후 감소하여 안정된 pH 값을 나타내었다. 펄라이트와 피트모스가 1:1(v/v) 또는 1:2(v/v)로 혼합된 배지에서는 약산성에서 중성쪽으로 상승하면서 안정화되었다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 배지의 EC는 펄라이트 단용처리를 제외하고 모든 처리에서 실험 전에 비해 낮아지는 경향을 보였다. CGF와 펄라이트를 비교할 경우 실험 전 EC는 CGF가 펄라이트 처리보다 높으나 실험 진행 중 관수에 의한 배지 내 염류 용탈로 감소하는 것으로 나타났다.

칼란코에의 생육특성 조사

칼란코에의 재배 37일 후 각 식물체의 초장, 근장, 경경, 엽수, 엽면적, 발근율, 지상부와 지하부의 생체중과 건물중, 발근등급과 총엽록소 농도를 측정하였으며, 각 항목의 측정방법은 상기의 실시예 2에서 사용한 방법과 동일한 방법을 이용하여 측정하였다.

[표 8] 재배 37일 후의 칼란코에의 생육조사결과

배지번호	뿌리등급	초장(cm)	경경(cm)	엽수	근경(cm)	뿌리 중량(g)	엽록소 농도(g/mg fw)	잎면적(cm²)	T/R 비	건물률(%)
배지번호	뿌리등급	초장(cm)	경경(cm)	엽수	근경(cm)	생물중	엽록소 농도(g/mg fw)	잎면적(cm²)	T/R 비	건물률(%)	건물중
1	5	1.9	0.37	8	2.7	3.42	0.28	0.25	7.077	11.86	7.07
2	4	1.8	0.35	8	3.2	4.74	0.38	0.25	77.16	8.53	6.87
3	3	2.0	0.46	8	2.3	4.09	0.39	0.24	99.29	11.64	6.03
4	3	1.8	0.45	8	3.1	4.95	0.43	0.30	108.37	9.85	5.98
5	3	2.1	0.48	8	2.5	5.40	0.38	0.31	107.47	12.64	5.73
6	3	1.9	0.45	8	3.4	4.02	0.29	0.30	107.54	13.79	5.63
7	3	1.9	0.44	8	2.2	3.86	0.35	0.29	116.53	11.46	5.91
8	2	2.1	0.44	8	3.5	4.87	0.37	0.41	126.63	12.49	5.80
9	2	2.1	0.46	8	3.4	4.96	0.35	0.31	117.10	13.06	5.66
10	3	2.0	0.45	8	3.3	3.87	0.28	0.29	114.62	14.87	5.65

상기 표 8에 나타난 바와 같이, 식물초장과 경경은 CGF와 피트모스 1:1(v/v)로 혼합한 배지에서 가장 좋았으며 CGF와 피트모스에 각각 입상암면과 피트모스를 동일한 비율로 혼합한 것과 비교했을 때 펄라이트보다 CGF 처리가 생육이 우수하였다. 근장은 CGF가 혼합된 처리보다 펄라이트 처리에서 더 길었다. 삽목 후 근군형성상태의 뿌리등급과 엽면적, 그리고 건물율은 CGF와 펄라이트 단용처리에서 가장 낮았다. 뿌리의 생체중과 건물중은 CGF와 피트모스가 1:1(v/v)로 혼합된 처리에서 높았으며 CGF 단용처리에서 가장 낮았다. T/R율은 펄라이트와 피트모스가 1:2(v/v)로 혼합된 배지에서 가장 높았으며 펄라이트 단용처리에서 가장 낮았다. 또한, CGF와 피트모스가 1:1(v/v)로 혼합된 배지에서 지상부 생체중과 건물중 및 총 생체중과 건물중이 가장 높았으며, CGF와 펄라이트에 각각 입상암면과 피트모스를 동일한 비율로 혼합한 것과 비교할 때 CGF 혼합처리가 펄라이트 혼합처리보다 생육이 우수하였다.

상기와 같은 생육조사결과 모든 배지에서 특별한 생육억제효과나 결핍증상 및 악영향없이 우수한 생육을 보였으며, 특히 펄라이트의 대체배지인 CGF와 탄화 밤나무칩을 피트모스와 혼합한 배지에서 대조구와 비교해 같거나 더 좋은 결과를 나타냈다. 고추묘의 경우 CCW와 피트모스를 50:50(v/v)로 혼합한 배지 또는 CGF에 50%(v/v) 이상의 피트모스를 혼합하여 조성한 배지에서의 묘의 생육이 좋은 것으로 판명되었다. 토마토의 경우 보수성이 높은 탄화 밤나무칩과 피트모스의 혼합비율을 높일수록 묘의 생육이 좋은 것을 알 수 있었다. 그러나, CGF와 GR만을 혼합한 무기질 배지에서는 양분 보유능력이 낮고, 지속적인 보수능력이 떨어지는 단점으로 인하여 식물생육이 저조한 것으로 나타났다. 또한, CGF의 혼합배지와 펄라이트의 혼합배지를 비교했을 때 CGF가 혼합된 배지가 칼란코에의 생육이 펄라이트 혼합배지와 유사하거나 오히려 우수한 것으로 나타나, CGF를 식물의 육묘, 삽목, 분화 등을 위한 배지로 사용할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 발포유리 입자를 피트모스 등 다른 소재와 혼합하여 조성한 배지에 관한 것으로서, 배지의 통기성이 양호하고, 수분과 양분의 보유성이 좋으며 취급시 물리성 변화가 적어 작물의 생육에 적합한 환경을 제공할 수 있는 원예산업상 유용한 발명이다.

Claims

발포유리(cellular glass foam; CGF)과 피트모스(peatmoss)를 혼합하여 조성된 배지.
제 1항에 있어서, 발포유리 33~50%(v/v)와 피트모스 67~50%를 혼합하여 조성된 것을 특징으로 하는 배지.
제 1항에 있어서, 탄화 밤나무칩 33~67%(v/v)와 피트모스 67~33%(v/v)를 혼합하여 조성된 것을 특징으로 하는 배지.