[농업]수경재배 방식의 장단점

 

1)서론
농촌과 농업환경이 급속하게 변하면서 농촌인구의 감소, 고령화, 부녀화되어 농업노동을 기피하는 경향이 짙어지고 있다. 화학비료와 농약의 무분별한 투입으로 환경이 오염되고, 소비자들은 보다 안전하고 고급화된 농산물을 요구하고 있는 상황이다. 자동화된 시설에서 편안하면서 생력적인 재배 시스템을 선호하는 생산자들과, 보다 안전한 고품질의 농산물을 요구하는 소비자들을 만족시킬 수 있는 재배방식이 수경재배이다.
 
2)본론
수경재배는 배지의 사용유무에 따라 관행적으로 순수수경과 고형배지경으로 나뉜다. 순수수경은 액상배지경과 기상배지경으로 나뉘며 아래 설명할 순환식 수경재배로 분류된다. 고형배지경의 사용은 무기배지경과 유기배지경으로 나뉘는데 아래의 비순환식 수경재배로 분류된다.
수경재배는 배액 재사용 방식에 따라 비순환식과 순환식으로 구분된다. 비순환식 수경재배의 경우 급액량의 약 30%가 주변으로 배출되어 지하수 오염, 녹조 현상 등 환경문제의 원인이 된다. 비순환식은 한 번 사용한 양액을 시설의 내외부로 방류시키는 방식으로 방류식, 관주식이라고도 한다. 양분관리는 용이하지만 비료와 수분 손실이 크고, 환경을 오염시킨다. 방류에 따른 재배환경 불량으로 병발생이 많아지고 배약량을 줄이기 위해 급액량을 줄이면 수량과 품질을 떨어뜨릴 수가 있다.
순환식 수경재배는 배액 여과 및 살균 시스템을 대부분 수입에 의존하기 때문에 시설 투자비 측면에서 큰 부담이 있다. 순환식은 양액을 탱크에서 베드로, 베드에서 탱크로 순환시키면서 재배하는 방식이다. 한 번 사용한 양액을 버리지 않고 재사용하는 것이기 때문에 친환경적이고 자원절약형 방식으로 볼 수 있다. 배액 처리를 위한 시설과 비용이 요구되는 어려움, 배액을 잘못 사용했을 때 수량과 품질이 떨어질 수 있는 위험이 있다. 아직은 배액 재사용 기술이 정착되지 않았고, 폐양액 관리가 어려워 농가에서는 기피하는 경향이 있다.
순수수경은 말 그대로 순수한 무토양재배로 뿌리를 직접 양액에 담그거나 뿌려주면서 재배하는 방식이다. 액체상태의 양액을 배지로 하는 경우 ‘양액배지경’이라 하고 담액수경, 박막수경, 모세관수경이 있다. 기체상태의 양액을 배지로 하는 경우는 ‘기상배지경’이라고 하고 분무경, 분무수경 등이 있다. 순수수경은 고체상태의 배지를 이용하지 않기 때문에 비고형배지경이라고도 부른다.
담액 수경은 양액을 베드에 채운 상태에서 작물의 뿌리를 담가서 재배하는 방식이다. 담액 상태에서 뿌리가 양액에 담겨진 상태로 재배하기 때문에 산소공급을 위하여 특별한 장치나 수단이 동원되어야 한다. 담액수경의 순환시스템은 탱크 내의 양액을 펌프로 뽑아 올려 급액관을 통하여 베드 내로 흘리고 일정 수위 이상이 되면 회수관으로 넘쳐 흘러 다시 탱크로 집액되는 구조로 되어 있다. 무탱크 방식의 경우 양액을 베드 내 또는 베드 사이에서 서로 순환시키는 방식이다. 우리나라에서는 주로 엽채류, 미나리 재배에 쓰인다. 연속통기식, 환류방식, 액면저하방식, 등량교환방식 등이 있다.
박막수경은 NFT라고 부르는 세계적으로 가장 널리 이용되고 있는 수경방식이다. 베드의 바닥에 일정한 크기의 기울기를 만들어 얇은 막상의 양액이 흐르도록 하고, 그 위에 작물의 뿌리 일부가 닿게 하여 재배하는 방식이다. 이 방식은 뿌리의 일부는 공중에 노출되고, 나머지는 흐르는 양액에 닿아 공중산소와 수중산소를 다 같이 이용할 수가 있다. 이 방식에 이용되는 베드는 작물의 뿌리분포에 적당한 너비와 양액이 지속적으로 흐를 수 있도록 적당한 기울기가 필요하다. 박막수경용 베드는 다양한 재료를 이용하는데 그 중 플라스틱 성형 베드를 채널이라고 부른다. 베드 자체가 가볍기 때문에 높게 설치하여 작업 효율을 높이는 것이 좋다. 경우에 따라 간편하게 흑색 또는 은색의 광차단 필름을 삼각형으로 구축하여 이용한다. 베드의 높이에 따라 저설형과 고설형이 있는데, 저설형은 과채류나 절화류에 적합하고, 고설형은 엽채류나 딸기 등에서 수확의 편의성과 작업성을 개선하는 데 사용될 수 있다.
분무경은 뿌리를 양액이나 고형배지에 두지 않고 베드 내의 공중에 매달아 양액분무로 젖어있게 하면서 재배하는 방법으로 공기경이라고도 한다. 광을 차단하고 공기 중에 노출된 뿌리에 양액을 간헐적으로 분무해 주는 간단한 양액재배방식이다. 분무시간과 간격을 조절하여 작물의 양수분 흡수의 특성에 따른 생육상태를 조절할 수 있다. 노출되어 있어 뿌리의 산소공급을 원활하게 할 수 있지만, 베드 내의 온습도가 변하기 쉬운 결점이 있다.
수기경은 분무경에 준하여 배양액을 부리에 분무함과 동시에 베드 저면에 양액을 일정량으로 유지하여 뿌리의 일부를 담가 재배하는 방식으로 분무수경이라고도 한다. 성형베드나 목재합판 등을 이용하여 베드를 만들고 양액을 직접 펌프로 흡수하여 분무파이프를 통해 각 베드의 바닥에 설치된 분무노즐을 통해 작물의 뿌리에 공급한다.
고형배지경은 화학적으로 안정되어 활성이 없는 다양한 고형물에 양액을 공급하면서 작물을 재배하는 방식이다. 이 때 사용되는 불활성 고형물은 모래, 자갈, 암면, 펄라이트, 질석, 왕겨, 훈탄, 피트모스, 코코넛 코이어 등이 있는데, 이들은 뿌리를 고착시키고 양수분을 일시적으로 보관, 공급하는 역할을 한다. 양액 관리면에서 순환식보다는 비순환식이 간편하지만 자원의 재활용, 친환경적인 측면에서 순환식 고형배지경의 사용이 권장되고 있다. 고형배지경은 고형물에 따라 방식을 나누어 설명할 수 있다.
암면재배는 현 세계적으로 가장 많이 이용되는 수경방식이다. 순환식과 비순환식이 있는데 순환식은 충분히 급액을 하고 배출되는 양액을 다시 양액탱크로 환류하여 재급액에 이용하는 방식으로 수경과 유사하다. 비순환식은 작물의 증산량이나 양분흡수량에 따라 급액하는 방식으로 구조가 단순하며 사경과 비슷하다. 암면재배는 시설비가 저렴하고 재배관리를 시스템화 할 수 있으며, 다양한 작물에 적용할 수 있다. 이식과 정식이 간편하고 병해충 발생위험이 없다는 장점이 있다. 암면은 작물과 작기에 따라 2~6년까지 사용이 가능하지만 장기적으로 사용하면 물리성이 나빠진다는 점을 감안해야 한다.
펄라이트경은 배지 특성상 수분흡수율이 높지만 유효수분함량이 떨어져 입상암면, 피트모스 등을 혼합하여 사용하는 경우가 많다. 베드방식과 자루방식으로 나누어지는데 자루재배의 경우 베드가 필요없어 초기 설치비가 저렴하고 재배형태의 전환이 용이한 장점이 있어 최근 이용이 늘고 있다. 자루재배는 일정한 형태의 자루에 적당한 배지를 충전하고 양액을 관주시켜 재배한다. 생육 중 배지 내 온도상승을 억제하고 증발을 통한 양액의 손실을 적게 하기 위하여 내면은 흑색이고 외면은 백색인 비닐자루를 쓴다. 충전 배지는 펄라이트, 피트모스, 코코넛 코이어 등이 있는데 베드를 반드시 수평으로 설치할 필요는 없고 보통 이랑 위에 놓고 운영할 수 있는 간편한 방식이다. 초기에는 농가에서 자루를 직접 제작해 사용했으나 지금은 자루가 규격화 되고 설치와 폐기가 쉬워 자루재배가 증가하는 추세다.
코이어경은 코코넛 코이어를 이용해 배지를 만드는 것이다. 피트모스보다 짧은 섬유로 되어 있고, 커피찌꺼기 같은 점도를 가지고 있다. 사용 도중 점차 통기성이 떨어지는 경향이 있다. 코코넛 배지는 그 양에 따라 생장 가능한 뿌리의 양이 달라진다. 대체적으로 배지 양이 많으면 뿌리가 많이 생장한다. 실제로 고형배지경에서 뿌리가 지나치게 분포하면 근권의 양액농도, 산도 등이 급변하게 되어 양분관리가 어려워지고 작물의 생육조절이 힘들어진다.
훈탄경은 왕겨를 태워 만든 훈탄을 배지로 하여 작물을 재배하는 방식이다. 300°C정도로 가열하여 만들어서 병충해가 없고, 공극률이 커서 통기와 배수가 좋다. 훈탄은 잔근 처리가 쉬워 간단한 햇볕소독으로 재상용도 가능하다. 다만 처음 사용할 때는 알칼리성이므로 물로 충분히 씻은 다음 사용해야 한다. 재배과정에서 부스러지면서 물리성이 나빠지므로, 보통의 경우 2년정도 사용하고 폐기한다.
사경재배는 베드에 모래를 채우고 자동양액 공급장치를 이용하여 관수와 양액을 공급하면서 작물을 재배하는 방식이다. 역경재배는 모래 대신 4~13mm 이용하는 것이다. 모래와 자갈은 자체 염류를 함유하고 있기 때문에 양액의 조성을 다르게 할 필요가 있다. 지금은 모래와 자갈의 구입이 쉽지 않고 잔근처리 등의 어려움 때문에 많이 이용되지 않고 있다.
순환식 고형배지경은 혼합양액탱크를 준비해서 조제된 양액을 재배 베드로 급액한 후, 배액은 배액탱크로 회수하여 여과와 살균과정을 거쳐 살균양액탱크에 모아 혼합탱크로 다시 보내서 pH, EC 등을 조절하여 재사용하는 것이다. 배액을 재사용하는 것이 핵심기술인데 배액을 재사용하더라도 작물의 생육반응이 비순환식과 차이가 없어야 한다.(처음과 같아야 한다는 뜻이다.) 성분분석을 철저히 하여 최초 급액과 같게 해야 한다.
 
3)결론
필자가 있는 곳은 진주 수곡과 가까운 곳이라 수경재배와 관련한 시설, 배지, 양액 등의 사용과 관리를 일상적으로 볼 수 있는 곳이다. 덕분에 수업에서 본 것이 완전히 낯설지는 않았다.
수업에서 수경재배의 시설, 온도, 광, 공기, 수분, 토양 환경의 특성과 배지와 양액을 어떻게 사용하는지 확인하고, 순환식과 비순환식 수경재배의 특성을 살펴보았다. 특히 수경재배 시설의 관수 환경 결정과 양액의 조제와 관련된 용수와 필수원소가 든 양액조제를 집중적으로 살펴보았다. 양액의 관리는 양액의 급액기술과 관련하여 pH, 온도, 산소, 농도, 성분조절 등을 중점적으로 보았다. 앞으로 스마트팜 등의 투자나 그밖의 시설원예 공부에 도움이 될 듯하다.