수경재배와 공장식 식물 재배

수 경 재 배

(hydroponics-water culture)

흙을 사용하지 않고 물과 수용성 영양분으로 만든 배양액 속에서 식물을 키우는 방법을 일컫는 말로,

물재배 또는 물가꾸기라고 한다.

뿌리의 상태와 성장모습을 직접 관찰할 수 있으며 오염되지 않은 깨끗한 채소나 작물을 생산해낼 수 있고

집안에서 손쉽게 재배가 가능하여, 집안을 꾸미는 역할을 한다.

수경재배를 할 수 있는 식물은 대부분 수염뿌리로 되어 있는 외떡잎식물들이며

튤립이나 히야신스, 수선화와 같은 구근류나

파인애플과 같은 과수류,

토란, 고구마, 양파, 콩나물과 같은 채소류,

베고니아, 바이올렛, 제라늄, 메리골드와 같은 화초류,

페레로미아, 아이비, 행운목과 같은 관엽류는 모두 수경재배가 가능하다.

모래나 자갈 같은 비활성물질을 사용하기도 하며

자갈은 물이 가득한 묘판에서 식물이 넘어지지 않도록 지지해준다.

비료 용액은 정기적으로 펌프로 흘려 보내는데

용액의 농도와 펌프 횟수는 식물의 종류와 온도 및 일광과 같은 주위 조건에 따라 달라지며,

식물 성장에 필요한 주요성분인 질소·인산·칼륨과 황·마그네슘·칼슘과 같은 미량원소들이

용액에 따라 다양한 비율로 들어 있다.

용액에 사용되는 화학물질들은 보통 혼합한 후 건조시켜 보관하며

식물이 자람에 따라 비료용액의 농도와 펌프 횟수가 증가한다.

자갈을 사용한 수경재배는 다양한 종류의 채소와 화초를 재배할 수 있으며,

주된 장점은 물과 비료의 자동적인 공급으로 노동력을 절감할 수 있다는 것이다.

단점은 설치비용이 많이 들고 용액의 상태를 자주 점검해야 하는 것이다.

재배 수율(收率)은 땅에서 길렀을 때와 비슷하다.

양액재배(養液栽培)-Nutriculture

용액재배(solution culture)라고도 하며 필요한 양분을 작물 고유의 흡수성 성분의 적정치로 배양액을 조성하여

산소를 공급하면서 배양하는, 토양을 이용하지 않는 재배방법.

단기간에 많은 양의 작물을 수확할 수 있고 토양재배와 비교하여 자연환경의 지배를 훨씬 덜 받기 때문에

농경이 불가능한 곳에서도 재배가 가능하다.

그러나 많은 자본이 필요하고, 일단 병원균이 침투하면 단기간에 전염되며 작물에 대한 세심한 영양관리가 필요하다.

우리나라에서는 1980년경부터 양액재배가 시작되어

1985년에는 재배면적이 4ha에 이르렀으며 1994년에는 59.5ha에 달하였다.

그 가운데 70% 정도는 고형배지를 이용하는 것이며, 30% 정도는 담액수경재배 방식을 취한 것이다.

해당 작물은

오이·토마토·방울토마토·고추 등의 과채류,

상추·미나리·앤다이브·잎파·들깨 등의 엽채류,

장미·거베라·국화·카네이션 등의 화훼류이다.

재배방식은 1990년을 전후하여 이전에는 NFT, 역경재배(礫耕栽培), 훈탄재배 등이 주류를 이루었으나

그 후부터는 NFT를 제외하고는 암면재배, 펄라이트재배로 바뀌어 가고 있다.

암면, 경석, 훈탄(燻炭), 톱밥, 자갈, 모래 등으로 만든 고형배지(固形培地)를 이용하여

작물이 생육하는 환경을 인위적으로 조성하기 때문에

탱크농법(tank farming), 베드농법(bed farming)이라고도 한다.

NFT(nutrient film technique)나 담액수경(湛液水耕), 분무경(噴霧耕), 모관수경(毛管水耕) 등과 같은

수경재배가 여기에 포함된다.

토마토 분무식 다년재배 모습입니다. 옆에 화분과 비교하고 있습니다.

양액을 파이프 재배기에 순환시켜 양채를 재배하고 있습니다.

역시 파이프에 양액을 순환시켜 화초와 오이를 재배실험하고 있습니다.

중국은 양액재배를 무토재배(無土栽培)라고 합니다.

아래 사진은 산동성 연태시(煙台市)에 소재한 원예시험장에 설치된 무토재배 사진입니다.

입체식으로 채소와 화훼를 재배하고 있습니다.

방울토마토를 장기재배하고 있는데 분무경입니다.

입체식으로 재배하고 있는데 수확을 하지않아 무성해 보입니다.

파이프형 재배조

입체식 재배조

토마토 장기재배

도시농업에 적합한 양액재배시스템

수경재배는 어떤 공간에서든 시설만 갖추면 작물을 재배할 수 있습니다.

화분같은 재배조와 영양액을 공급할 수 있는 장치 그리고

작물생육에 적합한 적절한 온도를 맞춰주면 어떤 환경에서도 재배가 가능합니다.

따라서 도시농업의 성격상 토양재배가 어려운 곳에서 얼마든지

친환경농산물을 재배하여 맛볼 수 있습니다.

벽면 인테리아형 수경재배

파이프형 수경재배

입체식 및 파이프형 수경재배

공장형 채소농장(식물공장)

국립농업과학원의 식물공장 전경

경기도 농업기술원의 로봇을 이용한 식물공장

식물공장

기후변화에 따른 식량의 안정적 확보와 집중호우, 초대형 태풍, 가뭄 등의 기상이변으로 농업생산성 약화에 대비하여 태양광은 LED를 이용한 인공조명으로, 공기는 인공적으로 CO2 주입, 온도는 공기조절기로 유지, 토양은 양분을 포함한 배양액으로 대체하는 방식으로 공산품처럼 계획생산이 가능한 시스템적인 농업형태이다.

1957년 덴마크의 크리스텐센농장에서 “식물 눈(새싹채소)” 생산을 위해서 시작되었으며 평면시설로 컨베이어시스템을 통해 작물을 운반하였고, 태양광의 보광원으로 고압나트륨램프를 사용하였다고 한다.

일본은 1974년 히타치제작소 중앙연구소에서 연구를 시작, 생장데이터 구축에 초점을 맞추어 지역경제를 활성화하고, 기후변화 대응 차원에서 식물공장 사업을 추진 중이며 경제산업성과 농림수산성이 협력하는 농상공 연계를 추진하여 식물공장사업을 추진하고 정부의 보조금제도를 도입하여 현재 50개 식물공장을 150개로 늘릴 계획으로 있다.

최근에는 방사능에 오염된 야채가 우려되어 실내에서 상추 등 채소를 재배할 수 있는 식물공장 ‘아그리 큐브’를 개발해 판매를 시작하였으며 요식업체를 겨냥한 작은 컨테이너 크기의 식물공장은 차량 한 대 크기의 공간만 있으면 설치할 수 있도록 설계되어 있으며 재배상자가 좌우로 층층이 배치되는 식물공장 내부는 형광등과 에어컨으로 빛과 온도를 조절한다. 상추 등 23가지 채소를 재배할 수 있고, 상추 기준으로 연간 1만 포기를 수확할 수 있다고 한다.