■ 연구기관
△한국 : 농촌진흥청, 서울시립대, 서울대 등
△네덜란드 : Wageningen UR, Priva, Hydrion, Hortimax 등
■ 연구내용
현재 국내 수경재배 농가의 95% 이상은 비순환식 재배방식으로 고형배지경의 경우 급액량 중 20~50%가 배액으로 발생하여 연간 환경부하량은 1ha당 물 방출량 6000톤, 질소 10톤, 인 1톤 등으로 추정된다.
순환식 수경재배는 환경적 측면에서 토양의 염류집적 및 지하수 오염을 방지하고 수자원을 보호할 뿐만 아니라, 배양액을 재사용함으로써 30a당 약 1,130천원의 비료 사용료를 절감할 수 있다.
총이온농도(EC) 기준으로 제어하는 순환식 수경재배시스템에서 교체주기에 따른 재사용 양액내 이온농도, 이온균형 및 이온의 EC기여도의 변화를 조사하여 재사용 양액의 적정 분석주기를 구명한다.
재순환되는 배양액내 각 이온의 최대 수용농도를 작물별로 설정하고 순환식 시스템에서 배양액내 Na, Cl 등의 축적을 막고 N와 P의 양분 손실을 최소화 할 수 있는 배액 및 양액관리 기술이 장미와 파프리카 등에서 연구된다.
양액 내 질산태질소, 칼륨, 칼슘 등 양분의 농도를 동시에 측정하는 이온 선택성 전극(ion-selective electrodes, ISEs)과 개별 이온의 양액 자동 제어시스템 알고리즘의 개발 및 적용 연구가 진행 중이다.
순환식 수경재배방식의 기초 기반기술인 작물별 순환식 배양액, 폐양액 재활용기술, 및 살균시스템 개발을 위해 연구 개발되고 있다.
※ 순환식배양액 조성(네덜란드 온실작물연구소 등), 양액공급시스템 (PRIVA, NETAFI), 여과장치(LP- UV, HP-UV, Heating, Sand filter, Biofilter, Membrane filter 등) 개발.
적산일사 제어에 의한 관수시 배액혼합방식에 의한 재사용 양액 내 양분조정효과 비교.
배액의 혼합비(배액의 희석 EC)를 고정한 처리구와 배액의 부피와 EC에 따라 혼합비를 변경하는 처리구에서 이온농도 교정효과와 양수분의 이용효율 비교한다.
친환경 수경재배를 위한 배액 배출의 최소화를 위해 수위센서에 의한 배액전극 급액 시스템, 유기배지용 함수량 측정센서(FDR 등)를 이용한 배지내 양·수분 조절기술 등이 연구되고 있다.
네덜란드 순환식 수경재배 시스템 연구 Hydrion-Line Project는 실시간 작물 계측센서, 모델에 의한 작물의 양분요구도 예측, 양수분 공급조절을 위한 센서(유량센서, 이온센서 등)와 작물모델의 통합체계 또는 작물모델과 콘트롤러의 통합체계, 모델/컨트롤러 파라미터의 on-line 보정 등 기술에 관해 연구한다.
■ 국내 기술수준과 전망
배액회수 및 희석장치, 여과장치 및 살균장치, 양분의 조성농도, 산도 보정장치 등 일부시스템을 비순환식에 추가로 설치하여 한국형 순환식 수경재배시스템이 개발됐다.
기존 비순환식 방식과 생산성 차이가 없으면서 물과 비료의 사용량 이 30~40% 절감됐다.
작물의 수량과 품질의 안정적 유지를 위해서 작목, 작물생육단계, 재배시기, 재배방식 등에 따라 다양한 양액조성, 양액관리 매뉴얼 개발, 배액의 재활용 기술 등 보다 안정적인 양액관리기술의 개발이 요구됐다.

■ 참고문헌 및 사이트
● Voogt, W. and E.A. van Os. 2012. Strategies to manage chemical water quality related problems in closed hydroponic systems. Acta Hort. 927:949-955.
● Kim, H.J., W.K. Kim, M.Y. Roh, C.I. Kang, J.M. Park, and K.A. Sudduth. 2013. Automated sensing of hydroponic macro-nutrients using a computer controlled system with an array of ion-selective electrodes. Comp.Elect. Agric. 93:46-54.
● http://www.agrinnovazione.region-e.sicilia.it/reti/Orticoltura/progetti-di-ricerca/progetto-pio/html/doc/Pisa-2005/02-Gieling.pdf
● Ahn, T.I and J.E. Son. 2011. Changes in Ion Balance and Individual Ionic Contributions to EC Reading at Different Renewal Intervals of Nutrient Solution under EC-based Nutrient Control in Closed-loop Soilless Culture for Sweet Peppers (Capsicum annum L. 'Fiesta'). Kor. J. Hort. Sci. Technol. 29(1):29-35.
■ 자료제공 : 농촌진흥청 국립원예특작과학원 시설원예시험장 농업연구사 여경환