KR20160094523A - 씨감자 생산용 순환식 담액수경 장치와 이를 이용한 재배방법 - Google Patents

씨감자 생산용 순환식 담액수경 장치와 이를 이용한 재배방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 씨감자 생산용 묘를 옮겨 심을 수 있는 적어도 하나의 씨감자묘 정식구가 형성된 정식패널; 상기 정식패널이 안치되는 공간이 형성되고, 상기 정식패널에 정식된 씨감자묘의 생장에 필요한 배양액을 담액하는 베드; 상기 베드 내부로 배양액을 순환시키기 위한 순환펌프와 연결되어 상기 베드에 상기 배양액을 공급하는 공급관; 및 상기 베드를 순환하여 배출되는 배양액을 회수하는 퇴수관; 을 포함하며, 상기 퇴수관에는 상기 베드 내에 배양액의 수위를 유지하도록 베드의 하단으로부터 소정간격 이격되는 배수구가 형성되어, 상기 정식된 씨감자묘는 소정부위 상기 배양액에 담액되는 것을 특징으로 하는 순환식 담액수경 장치에 관한 것이다.

Description

씨감자 생산용 순환식 담액수경 장치와 이를 이용한 재배방법{Circulation type deep flow technique apparatus for producing seed potatoes and cultivation method using the same}
본 발명은 씨감자 생산용 순환식 담액수경 장치와 이를 이용한 재배방법에 관한 것으로, 특히, 순환식 담액수경 장치를 분무경과 조합하여 씨감자를 재배하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 농작물의 재배시스템은 노지재배와 시설재배로 크게 구분할 수 있다. 시설재배는 유리온실이나 비닐하우스를 이용하여 작물을 키우는 것으로서 화학비료의 과다한 사용에 의한 염류집적이 작물 생장에 저해 요인이 되고 있다. 또한, 작물을 동일한 토양에서 연속적으로 재배하면 노지재배나 시설재배에서 좋은 수확을 기대하는 것이 어렵다. 이에 따라, 배양액으로 작물을 키우는 수경재배가 널리 행하여지고 있다.
수경재배는 흙에서 작물을 재배하지 않고 필수 영양분이 용해된 배양액을 작물에 공급하여 식물을 생장시키는 것으로, 식물의 생장속도를 조절할 수 있고, 필요한 시기에 맞춰 재배할 수 있다.
이러한 수경재배는 분무경(aeroponics), 담액경(deep-water culture), 수기경(aerohydroponics), 배지경(substrate culture) 등이 있으며, 국내에서 씨감자를 재배할 때에는 분무경을 가장 많이 이용하고 있다. 또한, 일부에서는 배지경을 이용하고 있다.
상기 분무경은 감자의 뿌리가 베드(bed) 안에 공기 중에 매달려 있는 상태로 분무되는 배양액을 흡수하여 자라는 방식이다. 특히, 뿌리, 땅속줄기(stolon), 덩이줄기(괴경, tuber)로 산소의 공급이 용이하여 괴경이 잘 비대하므로, 씨감자 재배에 많이 이용되고 있다. 그러나, 감자 뿌리가 공기 중에 노출되어 있어 정전이나 노즐막힘이 원인이 되어 배양액이 장시간 공급되지 않으면 수분 부족으로 식물체가 시들거나 심하면 말라죽는 경우도 있다.
담액경(비순환식)에서 씨감자를 재배할 경우에는 괴경이 물속에서 자라기 때문에 크기가 작고, 괴경 표면에 있는 숨구멍(피목)이 부풀어 올라 품질이 떨어지게 된다.
또한, 배지경은 펄라이트, 코코피트, 훈탄, 암면 등의 배지(토양과 같이 식물의 뿌리를 지지해 줄 수 있는 고형 물질)를 단독으로 또는 혼합해서 이용하고 있으며, 생산되는 괴경수량이 분무경과 담액경보다 적다.
따라서, 수경재배시 씨감자 생산의 안정성을 확보하면서 괴경 생산을 증대시킬 수 있는 재배 기술이 필요한 실정이다.
KR 등록 제10-0620307호
본 발명은 분무경과 담액수경 재배방식을 이용하여 수경재배시 씨감자 생산의 안정성을 확보하면서 괴경(tuber)의 생산을 증대시킬 수 있는 씨감자 재배방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 씨감자 생산용 묘를 옮겨 심을 수 있는 적어도 하나의 씨감자묘 정식구가 형성된 정식패널; 상기 정식패널이 안치되는 공간이 형성되고, 상기 정식패널에 정식된 씨감자묘의 생장에 필요한 배양액을 담액하는 베드; 상기 베드 내부로 배양액을 순환시키기 위한 순환펌프와 연결되어 상기 베드에 상기 배양액을 공급하는 공급관; 및 상기 베드를 순환하여 배출되는 배양액을 회수하는 퇴수관; 을 포함하며, 상기 퇴수관에는 상기 베드 내에 배양액의 수위를 유지하도록 베드의 하단으로부터 소정간격 이격되는 배수구가 형성되어, 상기 정식된 씨감자묘는 소정부위 상기 배양액에 담액되는 것을 특징으로 하는 순환식 담액수경 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 씨감자 묘를 정식패널에 정식하여 분무경으로 재배하는 제1분무경 단계; 상기 분무경을 상기 순환식 담액수경 장치로 전환하여 재배하는 담액수경 단계; 및 상기 담액수경 단계 후에 분무경으로 재배하는 제2분무경 단계; 를 포함하는 씨감자의 재배방법을 제공한다.
본 발명에 따른 씨감자의 재배방법은 씨감자 생산의 안정성을 확보하면서, 괴경(tuber)의 생산을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 순환식 담액수경 장치의 재배조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 순환식 담액수경 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 수미(Superior) 품종을 종래기술과 본 발명을 비교하여 재배한 사진을 나타낸다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 순환식 담액수경 장치의 재배조를 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 순환식 담액수경 장치를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에서 수미(Superior) 품종을 종래기술과 본 발명을 비교하여 재배한 사진을 나타낸다. 이하, 도 1 내지 도 3과 실시예를 통해서, 본 발명인 씨감자 생산용 순환식 담액수경 장치와 이를 이용한 재배방법을 상세히 설명한다.
본 발명은 씨감자 생산용 순환식 담액수경 장치(100)에 관한 것이며, 이를 분무경과 조합하여 수경재배시 씨감자 생산의 안정성을 확보하면서, 괴경의 생산을 증대시킬 수 있는 씨감자 재배방법에 관한 것이다.
여기서, 분무경이라 함은 수경재배에서 발생하기 쉬운 뿌리의 산소부족을 방지하기 위하여 개발된 것으로, 배양액을 간헐적으로 근부에 분무하는 방식을 의미한다. 또한, 담액수경은 베드(120)내의 수위를 조절하여 배양액을 채워서 재배하는 방식을 의미한다. 특히, 본 발명은 순환식 담액수경 장치(100)로, 배양액이 재배조에 채워진 상태로 정체되어 있는 것이 아니라 배양액이 순환되는 순환식을 이용하였다.
여기서, 괴경(tuber)이라 함은 광합성에 의해 만들어진 탄수화물의 저장기관으로서 땅속줄기(stolon)의 끝이 부풀어 오른 것을 의미하는 것으로, 본 발명에서는 씨감자를 의미한다.
도 1과 도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명은 순환식 담액수경 장치(100)에 관한 것으로, 씨감자 생산용 묘를 옮겨 심을 수 있는 적어도 하나의 씨감자묘(10) 정식구가 형성된 정식패널(110); 상기 정식패널(110)이 안치되는 공간이 형성되고, 상기 정식패널(110)에 정식된 씨감자묘(10)의 생장에 필요한 배양액을 담액하는 베드(120); 상기 베드(120) 내부로 배양액을 순환시키기 위한 순환펌프(200)와 연결되어 상기 베드(120)에 상기 배양액을 공급하는 공급관(121); 및 상기 베드(120)를 순환하여 배출되는 배양액을 회수하는 퇴수관(122); 을 포함하며, 상기 퇴수관(122)에는 상기 베드(120) 내에 배양액의 수위를 유지하도록 베드(120)의 하단으로부터 소정간격 이격되는 배수구가 형성되어, 상기 정식된 씨감자묘(10)는 소정부위 상기 배양액에 담액되는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 순환식 담액수경 장치(100)는 분무경 베드(120)를 일부 변형한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 재배조에 배양액이 채워진 상태로 순환하며, 배양액의 수위를 유지하도록 하여, 정식된 감자뿌리와 땅속줄기의 일부는 배양액에 잠긴 상태로 양분과 수분을 흡수하며, 배양액에 잠기지 않고, 공기중에 노출된 뿌리는 산소를 흡수하는 역할을 한다.
이때, 순환식 담액수경 장치(100)의 퇴수관(122)에는 추가로 수위조절관을 연결하여 베드(120)에 채워지는 배양액의 높낮이를 조절할 수 있다. 상기 수위조절관은 베드(120) 내부에 상기 퇴수관(122)과 연결될 수 있으며, 필요시에는 쉽게 분리할 수 있다.
또한, 수위조절관의 일단에는 순환되는 배양액에 들어있는 식물뿌리 잔재 등의 불순물을 걸러내는 필터가 배치될 수 있다. 이에 더하여, 상기 담액수경 장치(100)는 씨감자 묘에 빛을 조사하는 광원부(300)를 포함할 수 있다.
본 발명의 씨감자 재배방법은 씨감자 묘를 정식패널(110)에 정식하여 분무경으로 재배하는 제1분무경 단계; 상기 분무경을 제1항에 따른 순환식 담액수경 장치(100)로 전환하여 재배하는 담액수경 단계; 및 상기 담액수경 단계 후에 분무경으로 재배하는 제2분무경 단계; 를 포함한다.
이때, 상기 제1분무경 단계는 40 내지 50일, 상기 담액수경 단계는 14 내지 42일, 제2분무경 단계는 20 내지 40일 동안 재배할 수 있다. 또한, 상기 담액수경 단계에서 배양액의 깊이를 5cm 내지 20cm 로 유지할 수 있다.
특히, 제1분무경 단계, 담액수경 단계 및 제2분무경 단계에서 각각의 기간은 재배하는 감자의 품종에 따라 달라질 수 있으며, 상기 제1분무경 단계에서 재배하는 기간이 40일 미만일 경우에는 괴경형성의 효율이 낮아지며, 50일을 초과하는 경우에는 괴경비대효율이 낮아질 수 있다.
이에 더하여, 상기 담액수경 단계에서는 상기 제1분무경 단계와 마찬가지로, 씨감자 재배기간이 14일 미만일 경우에는 괴경형성의 효율이 낮아질 수 있으며, 42일을 초과하는 경우에는 하기의 제2분무경 단계에서 괴경이 비대되는 기간이 짧아지기 때문에 괴경비대효율이 낮아질 수 있다. 또한, 제2분무경 단계는 20 내지 40일일 수 있으며, 이 기간은 상기 제1분무경 단계와 담액수경 단계에서의 기간에 따라 달라질 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 >
실시예 1. 순환식 담액수경 배양준비
본 발명의 실시예에서 조직배양기술로 생산한 씨감자의 묘인 무병묘(in vitro plants)를 분무경 베드(120)의 정식패널(110)에 옮겨 심었다. 상기 씨감자 묘(10)를 옮겨 심고 약 3주 정도 되면 뿌리가 자라서 베드(120)의 밑바닥에 도달하였으며, 이 시기부터 분무경 재배방식을 담액수경 재배방식으로 전환하는 것을 검토하였다. 즉, 정식 후, 25일, 39일, 53일, 67일부터 순환식 담액수경으로 전환하여 후술하게되는 실시예에서 비교하였다.
특히, 본 실시예에서는 감자전용 배양액을 이용하였다.
또한, 순환식 담액수경 장치(100)는 도 1과 도 2에 나타난 장치를 이용하였다.
보다 구체적으로, 배양액이 베드(120)에 채워진 상태로 계속 흐르게 하기 위해서 베드의 한쪽에서 공급하고 반대쪽에는 일정량 이상으로 채워지고 남은 배양액이 배양액 통으로 회수되도록 공급관(121)과 퇴수관(122)을 설치하였다. 또한, 공급관(121)은 타이머와 연결하여 배양액의 공급 간격을 조절하였다.
실시예 2. 담액수경 전환시기별 괴경수와 크기분포
본 실시예는 분무경에서 담액수경으로 전화하는 시기별 괴경수량과 크기분포를 비교하고, 이를 표 1에 나타내었다. 이때의 품종은 수미와 자영이었다.
품종 담액수경 전환시기 괴경수(/주) 괴경중(/주) 평균 괴경중
>1g >5g >1g >5g >1g >5g
수미 25일 25.2 12.7 237 205 9.7 16.5
39일 27.8 12.8 205 155 7.4 12.1
53일 34.0 16.8 207 159 6.1 9.5
67일 32.5 18.8 305 265 9.5 14.0
자영 25일 21.8 7.9 160 125 7.4 16.1
39일 22.1 12.6 199 171 9.0 13.5
53일 29.3 8.8 163 113 5.6 12.7
67일 29.8 14.7 197 157 6.7 10.8
본 실시예에서 담액수경으로의 전환시기가 늦을수록 수미와 자영은 괴경수가 증가하는 경향을 보였다. 수미와 자영은 베드에 옮겨 심은 후 39일째(괴경형성이전)에 담액수경으로 전환하면 괴경수의 증가가 크지 않았지만, 53일째(괴경형성기~괴경비대초기)에 담액수경으로 전환하면 괴경수가 뚜렷하게 증가한 것을 확인할 수 있었다. 여기서, 분무경 방식으로 재배하다가 순환식 담액수경으로 전환하는 시기는 괴경형성기 또는 괴경비대초기가 적당하다는 것을 알 수 있었다.
실시예 3. 담액수경 ( DFT ) 처리기간별 감자 수량과 크기분포
본 실시예에서 담액수경 처리기간별 괴경수량과 크기분포를 비교하여 연도별로 평균을 내어 표 2에 나타내었다. 씨감자의 품종은 수미, 고운, 하령, 자영을 이용하였다.
품종 담액수경 전환시기 괴경수(/주) 괴경중(/주) 평균 괴경중
>1g >5g >1g >5g >1g >5g
수미 0 20.3 12.2 277 256 13.8 20.6
2 33.4 16.3 295 254 9.0 15.8
4 36.7 16.7 373 325 11.3 19.5
6 33.7 16.6 334 289 10.3 18.4
고운 0 12.3 10.1 268 263 21.1 24.8
2 26.4 13.6 346 318 14.8 23.3
4 29.4 12.6 322 278 13.6 21.9
6 44.5 16.1 346 273 9.5 18.6
하령 0 9.5 6.6 169 161 17.5 24.0
2 15.3 8.0 223 208 15.6 25.7
4 20.5 9.4 232 206 12.9 22.2
6 17.7 9.8 239 220 13.3 22.1
자영 0 13.3 9.6 213 204 15.9 21.1
2 18.1 10.1 214 199 12.0 19.7
4 23.8 11.6 234 207 11.1 18.0
6 21.4 10.9 226 202 11.1 20.4
상기 표 2는 담액수경(DFT) 처리기간별 감자 수량과 크기분포를 나타낸 것이다. 여기서, 담액수경 처리기간 0 이라 함은 담액수경으로 전환하지 않고, 분무경으로만 씨감자를 재배한 것을 의미한다. 본 실시예에서, 담액수경 처리기간이 2주라 함은 씨감자묘를 분무경 방식으로 괴경형성기까지 재배한 후에 14일동안 담액수경 방식으로 재배하였고, 나머지 기간은 다시 분무경 방식으로 재배한 것을 의미한다.
본 실시예에서 담액수경 처리기간별 괴경수를 비교해본 결과, 수미는 2주, 고운, 자영은 2-6주 동안 담액수경으로 재배하였을 때, 괴경수가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 즉, 담액수경으로 재배하는 기간에 따라 괴경수가 증가하는 것은 품종별로 차이가 났다. 또한 담액수경 방식을 이용하지 않고 분무경으로만 재배하는 것 보다는 분무경과 담액수경을 조합하였을 때 괴경수가 증가한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 담액수경 방식을 도입하였을 때, 평균괴경중이 분무경으로 재배하는 것보다 감소된 부분이 발견되었으나, 이는 담액수경 방식으로 재배하였을 때, 괴경수가 증가되었기 때문이다.
본 실시예에서, 씨감자 수경재배시 생육초기에 분무경 방식을 사용하고, 생육중기에는 담액수경 방식, 생육후기에는 다시 분무경 방식을 이용하였을 때, 괴경수가 증가하므로 씨감자 생산효율이 높은 것을 확인할 수 있었다.
실시예 4. 담액수경 ( DFT ) 배양액 깊이별 괴경수량과 크기분포
본 실시예에서 담액수경 방식의 배양액 깊이별 괴경수량과 크기분포를 비교하였다. 보다 구체적으로, 재배조 내부의 퇴수관에 수위조절관을 연결하여 재배조 내에 채워지는 배양액의 수위를 조절할 수 있었으며, 그 깊이를 5, 10, 20cm 로 하여 분무경(배양액 깊이 0cm)과 비교하였다. 씨감자를 베드에 옮겨 심은 후 95 내지 100일에 괴경수, 괴경중, 평균 괴경중을 비교하였다. 품종은 수미, 고운, 하령, 자영을 이용하였다.
품종 DFT
배양액깊이
괴경수 괴경중 평균 괴경중
>1g >5g >1g >5g >1g >5g
수미 0 21.3 13.0 319 298 15.1 22.6
5 32.5 18.6 338 300 10.6 15.9
10 39.1 17.2 291 227 7.5 12.8
20 51.0 22.4 361 271 7.3 11.9
고운 0 14.3 11.0 358 350 25.8 31.9
5 25.7 15.9 352 326 15.3 21.5
10 34.4 18.1 380 335 11.1 18.0
20 52.0 22.1 349 266 6.7 12.3
하령 0 10.5 6.8 216 208 21.0 31.2
5 22.5 12.6 242 216 10.9 17.3
10 26.4 10.3 231 199 10.1 19.6
20 27.1 11.5 233 196 9.1 17.7
자영 0 14.9 10.3 244 231 17.1 22.7
5 18.8 11.2 237 218 13.1 19.9
10 26.0 9.8 227 192 9.0 19.9
20 34.6 12.9 238 193 7.4 15.1
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 담액수경 방식에서는 분무경보다 괴경수가 증가하는 것으로 보아, 배양액의 깊이를 5 내지 20cm 정도로 할 수 있었다.
도 3은 본 실시예에서 수미(Superior) 품종의 배양액 깊이별 감자 수량과 크기를 나타낸 사진이다. 육안으로도 확인할 수 있듯이, 분무경 방식만을 사용하였을 때보다 순환식 담액수경으로 전환하였을 때, 괴경수가 증가하였다. 도 3에 나타난 바와 같이, 수미 품종은 담액수경의 배양액이 20cm 깊이일 때, 괴경의 수가 분무경 방식보다 확연히 많은 것을 확인할 수 있었다.
10: 씨감자묘
100: 순환식 담액수경 장치 110: 정식패널
120: 베드 121: 공급관
122: 퇴수관
200: 순환펌프
300: 광원부

Claims (7)

  1. 씨감자 생산용 묘를 옮겨 심을 수 있는 적어도 하나의 씨감자묘 정식구가 형성된 정식패널;
    상기 정식패널이 안치되는 공간이 형성되고, 상기 정식패널에 정식된 씨감자묘의 생장에 필요한 배양액을 담액하는 베드;
    상기 베드 내부로 배양액을 순환시키기 위한 순환펌프와 연결되어 상기 베드에 상기 배양액을 공급하는 공급관; 및
    상기 베드를 순환하여 배출되는 배양액을 회수하는 퇴수관; 을 포함하며,
    상기 퇴수관에는 상기 베드 내에 배양액의 수위를 유지하도록 베드의 하단으로부터 소정간격 이격되는 배수구가 형성되어, 상기 정식된 씨감자묘는 소정부위 상기 배양액에 담액되는 것을 특징으로 하는 순환식 담액수경 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 퇴수관은
    수위조절관을 연결하여, 높낮이를 조절함으로써, 상기 배양액의 수위조절을 하는 것을 특징으로 하는 순환식 담액수경 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수위조절관의 일단에 순환되는 배양액에 포함된 불순물을 걸러내는 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 순환식 담액수경 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 재배조는
    상단에 배치되어 상기 정식패널에 정식된 씨감자묘에 빛을 조사하는 적어도 하나의 광원부를 포함하는 순환식 담액수경 장치.
  5. 씨감자 묘를 정식패널에 정식하여 분무경으로 재배하는 제1분무경 단계;
    상기 분무경을 제1항에 따른 순환식 담액수경 장치로 전환하여 재배하는 담액수경 단계; 및
    상기 담액수경 단계 후에 분무경으로 재배하는 제2분무경 단계; 를 포함하는 씨감자의 재배방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1분무경 단계는 40 내지 50일, 상기 담액수경 단계는 14 내지 42일, 제2분무경 단계는 20 내지 40일 동안 재배하는 것을 특징으로 하는 씨감자의 재배방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 담액수경 단계는 배양액의 깊이를 5cm 내지 20cm 로 유지하는 것을 특징으로 하는 씨감자의 재배방법.
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