순환식 수경재배기술
양액 재사용 기술
양액이란?
앞서 수경재배기술에서도 언급했지만 양액이라는 것은 식물이 성장하는데 필요한 영양성분이 들어 있는 물( 양액(nutrient))입니다.
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그런데 이 식물이 성장하는데 필요한 영양성분이라는 것이 다른 말로 하면 비료입니다.
즉 이온화된 N, P, K, Ca, Mg와 같은 비료성분이라는 것입니다.
수경재배(Hydroponics, Hydroponic culture, soilless culture)는 양액의 재사용 여부에 따라 2가지로 나눌 수 있습니다.
양액 저장탱크에서 식물의 뿌리 부근에 양액을 공급한 이후에 그 양액을 그대로 버리는 비순환 방식이 있고, 양액 저장탱크에서 식물의 뿌리 부근에 공급된 양액을 회수하여 살균한 이후 재사용하는 순환방식이 있습니다.
사실 수경재배규모가 많지 않을 때는 비순환 식이 재배에는 안정적입니다.
양액을 회수하여 재사용한다는 것은 양액에 들어 있는 비료성분의 불균형이나 균이나 곰팡이 등의 오염을 감수해야 하기 때문에 그만큼 위험부담이 큽니다.
물론 위험부담을 줄이기 위해 회수된 양액을 살균하고 비료성분의 균형을 잡기 위해 PH와 EC 등을 관리하지만 비순환식 만큼 단순하지 않고 복잡합니다.
문제는 수경재배 규모가 확대되었을 때입니다.
앞서 언급한 바와 같이 양액이라는 것은 결국 비료성분이 포함된 물입니다.
대규모 수경재배에서 양액이 회수되지 않고 비순환식으로 운영된다면 이 비료성분이 포함된 물이 그대로 외부에 방출되게 됩니다.
앞서 언급한 바와 같이 외부로 방출되는 양액이 양이 적을 때는 문제가 없을지 모르지만 양이 많아지면 하천과 토양 등에 심각한 생태계 오염을 가져올 수 있다는 것이 문제입니다.
자연계에게 받아 들일 수 있는 한계를 넘어선 비료성분이 결국 토양으로 축적되고 그것이 물과 토양에 생물이 살 수 없는 환경을 조성할 수 있기 때문입니다.
그래서 네덜란드의 경우 94년 순환식 전환 법제화(The Waste Water Disposal Decree)를 통해 양액 재활용을 권장(Encouraging recycling), 잔여 배출물의 오염 제거(Decontaminating any remaining discharge), 의무적 폐양액 재사용 등 폐수 재활용을 권장하고 있습니다.
우리나라의 경우도 친환경농업 육성법(법률 제9623호) 및 시행규칙(농림수산식품 부령 제73호)을 통해 수경재배 농산물의 친환경농산물(무농약 농산물 및 저농약 농산물) 인증 시 "수경재배 및 양액재배의 방식은 순환식 등으로 하여 양액으로 인한 환경오염이 없어야 함"[제9조(인증기준)]으로 명시하고 있습니다.
그러나 2014년 기준으로 우리나라는 순환식 사용비율이 5% 미만으로 추정되고 있습니다.
네덜란드의 90% 이상 일본의 40% 이상에 많이 못 미치는 수치입니다.
이유는 여러 가지 있습니다만 가장 큰 이유는 우리나라에 아직 환경에 영향을 줄만큼 수경재배 규모가 크지 않다는 것이라고 생각이 됩니다.
대한민국의 경우 90년대 이후 유리온실의 보급과 함께 수경재배면적이 급격히 늘어나고 있지만 농가당 규모는 2013년을 기준으로 농가당 0.43ha 규모로 영세합니다. 네덜란드에서 허용하는 온실의 최소 규모가 4.5ha라는 것과 비교해보면 네덜란드에서 가장 작은 온실에 비해서도 10% 규모도 안된다는 것입니다.
문제는 최근 동부를 시작으로 하여 LG CNS 등이 농업에 참여하여 규모가 늘어나면서 결국 순환식을 꼭 해야 하는 환경이 되었다는 것입니다.
대부분의 전문가들 말씀에 의하면 순환식 수경재배에서 명심해야 할 것은 2가지라고 합니다.
위의 그림에서 보시는 것과 같이 폐양액에 혹시 균이나 곰팡이 등이 오염될 것으로 고려하여 폐양액을 살균하는 장치를 잘 관리해야 하는 것이 첫 번째입니다.
두 번째는 양액 속에 들어 있는 비료성분이 식물 생육에 적합하도록 균형을 맞추고 있는지 지속적으로 분석하고 관리해야 한다는 것입니다.
첫 번째 폐양액의 오염을 관리하지 못한다면 일반적인 흙에서 재배할 때 보다 수십 배 빨리 한순간에 모든 작물에 균이나 곰팡이가 퍼질 수 있는 위험이 있습니다.
두 번째 양액의 비료성분을 잘 관리하지 못하면 재배하는 모든 식물이 한순간에 생리장애를 일으켜 정상적인 수확을 기대할 수 없게 되는 위험이 있습니다.
폐양액의 오염을 막기 위해서 다양한 방식의 폐양액 살균장치가 사용되고 있습니다.
비료성분의 관리를 위해 1차적으로는 PH( hydrogen exponent : 수소이온 지수, 산성도)와 EC(electrical conductivity : 전기전도도)를 센서로 관리를 하고 일정 주기별로 양액을 샘플링하여 성분을 분석해야 합니다.
많은 위험이 따르지만 그만큼 많은 기술이 개발되어 있어 좀 더 적극적인 도입이 필요할 것 같습니다.
출처
: 순환식 수경재배의 필요성 및 당면과제, 2014년 10월 24일, 국립원예특작과학원 시설원예시험장 이한철
