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논문KCI 등재

수경재배 시설원예단지 작물 유형별 배액 특성 및 부하량 평가 연구

A study on drainage characteristics and load amount evaluation by crop type in a hydroponic cultivation facility of horticultural complex

김현우|박민정|강동현|손진관|임류갑|강태경|진유정
한국습지학회 (Korean Wetlands Society)|2021.11|한국습지학회지 (Journal of Wetlands Researh)|제23권 제4호|pp. 352-363

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Ecosystem ServicesGreenhouse생태계서비스Reuse온실Waste water재이용폐수
주제분류기타자연과학

초록

본 연구는 시설원예단지에서 배출되는 배액 내 포함된 영양물질의 부하량을 평가하여 양액 재이용방안 및 수처리장도입 설계 등에 활용하고자 하였다. 수경재배 대표 재배 작물을 토마토, 파프리카, 오이, 딸기로 선정하여 총 80 샘플을 수질분석하였다. 분석결과 N, P, K+ , Na+ , Mg2+, Ca2+, Si4 + , HCO3 - , Cl- , S2-, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B 등의 각종 비료성분은 배액 내 매우 높은 농도로 함유되어 있어 수처리 필요성을 확인하였다. 통계분석을 통해 딸기의 배액농도가 토마토, 파프리카, 오이보다 낮은 것으로 분석되었으며, 토마토의 경우 이러한 필수이온 농도가 가장 높으므로비료의 재이용 측면에서는 가치 있는 자원의 대상임을 확인하였다. 시설원예단지 1m2 에서 배출되는 배액의 N과 P의부하량을 분석하였다. N은 1ha 기준 일간 토마토는 4.0kg, 파프리카 3.3kg, 오이 3.0kg, 딸기 1.5kg의 처리용량이 계산되었다. P농도는 일간 토마토 0.5kg, 파프리카 0.6kg, 오이 0.4kg, 딸기 0.2kg을 일간 처리할 수 있는 규모와 용량이 필요하다고 제안하였다. 본 연구를 통해 작물별 시설온실에서 배출되는 배액에 포함된 질소와 인의 양을 평가하여배액에서의 양분적 가치산정을 통한 경제성 분석과 지속가능한 농업을 위한 시설원예단지의 수처리 시설 도입 시 반영해야 할 처리용량 산정 시 이용할 수 있는 기초자료로 활용되길 기대하였다.

Abstract

The purpose of this study was to evaluate the load of nutrients contained in the drainage discharged from the facility horticultural complex and to use them for re-use of fluids and design for introduction of water treatment plants. Representative hydroponic cultivation crops were selected as tomato, paprika, cucumber, and strawberry, and the total number of samples analyzed for water quality was 80. As a result of the analysis, since various fertilizer components such as N, P, K+ , Na+ , Mg2+, Ca2+, Si4 + , HCO3 - , Cl- , S2-, Fe, Mn, Cu, Zn, Mo and B are contained at very high concentrations in the drainage, the need for water treatment was confirmed. Through statistical analysis, it was analyzed that the drainage concentration of strawberries was lower than that of tomatoes, paprika, and cucumbers. In the case of tomatoes, these essential ion concentrations are the highest, so it was confirmed that they are subject to valuable resources in terms of reuse of fertilizers. The load of N and P of the drainage discharged from the facility horticultural complex 1m2 was analyzed. For N, the daily processing capacity of 4.0 kg of tomatoes, 3.3 kg of paprika, 3.0 kg of cucumbers, and 1.5 kg of strawberries was calculated based on 1 ha. It was suggested that the P concentration needs a scale and capacity that can handle 0.5 kg of tomatoes, 0.6 kg of paprika, 0.4 kg of cucumber, and 0.2 kg of strawberries per day. Through this study, the amount of nitrogen and phosphorus contained in the drainage discharged from the greenhouse of each crop was evaluated to analyze the economy. In addition, it was expected to be used as basic data that can be used to calculate the treatment capacity to be reflected when introducing water treatment facilities in facility horticultural complexes for sustainable agriculture.

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