상추 수경재배시 질산염경감기술

[구름채]

채소에 함유되어 있는 질산염이 사람의 건강에 영향을 미치는지에 대한 논란은 지금도 계속되고 있다. 국내외에서 채소에 함유된 질산염이 인체에 해롭다는 주장을 한 바 있으나 아직 명확하게 밝혀진 사실은 없다. 질산태 질소를 주로 이용하는 양액재배에서는 식물체내에 질산염 함량이 많을 것이라고 생각하는 사람이 많은데, 토양재배에 비하여 오히려 적을 뿐 아니라 그 함량 저하 방법도 매우 간단하다. 유럽에서는 식물체내 질산염 함량을 3,000~3,500ppm 이하로 규제하고 있다.

1. 수경 상추의 질산염 함량 저하방법

가. 양액의 농도를 낮춘다.
나. 양액 중의 질산태 질소 비율을 낮춘다.
다. 수확전 약 1주일간 양액에 질산태 질소 공급을 중단한다.
라. 양액의 pH 자동조절이 가능한 경우 암모니아태 질소만 공급하여 재배한다.

2. 각 방식별 특징

가. 양액농도를 낮추는 방법

  양액 농도에 따른 생체중과 건물중은 EC 2dS/m에서 무거워서 수량은 많지만 질산염 함량도 높다. 그러나 0.5dS/m에서의 질산염 함량은 2,892ppm으로 2.0dS/m의 4,330ppm의 2/3수준으로 낮지만 생체중은 2.0dS/m의 60% 밖에 안된다. 따라서 양액의 농도를 조절하는 방법은 수확 7~10일 전부터 실시해야 수량 감소가 적다.

표 1. 양액의 농도에 따른 생체중 및 질산염 함량
양액농도 (dS/m)	생체중 (g/주)	건물중 (g/주)	질산염 함량 (ppm)
0.5 1.0 1.5 2.0	64.2   83.1   94.3 101.1	2.16 3.32 3.44 3.54	2,892 3,592 3,894 4,330

주) 사용양액 : 야마자키 상추 재배 전용액, 정식 : 4월 1일

나. 양액의 질산태 질소(NO₃)농도 저하

  양액의 질산태 질소 농도에 따른 상추의 생체중과 건물중은 13me/ℓ에서 72.1g및 3.09g으로 무거웠으나 질산염 함량은 4,296ppm으로 많다. 이와 같이 양액중의 질산태 질소 농도가 높으면 식물체내 질산염 함량도 높아지므로, 수량이 증가하거나 기존의 양액과 대등하면서 식물체내 질산염 함량을 낮추기는 매우 어렵다. 양액의 질산태 질소 농도가 3.25me/ℓ인 경우에는 식물체의 질산염 함량은 2,938ppm으로 낮출 수 있으나 작물의 생체중은 1/2 이하로 감소한다. 따라서 양액의 질산태 질소 농도를 낮추어 식물체내 질산염 함량을 저하시키는 방법은 수확 7~10일 전부터 이용해야 수량 감소를 줄일 수 있다.

표 2. 양액의 질산태 질소 농도와 상추의 생육 및 질산염 함량
양액의 질산태질소 (NO3-) 농도(me/ℓ)	생체중 (g/주)	건물중 (g/주)	질산염 함량 (ppm)
3.25   6.50   9.75 13.00	30.7 55.2 64.5 72.1	1.74 2.13 2.34 3.09	2,938 3,684 3,721 4,296

주) 정식 : 4월 1일

다. 수확 전 질산태 질소(NO₃ 공급 중단)

  수확 전 약 4~5일간 양액의 질산태 질소의 공급을 중단하고 질산칼륨 대신 염화칼륨을, 질산칼슘 대신 염화칼슘을 동일 당량으로 대체하는 방법이다. 이 방법을 이용하면 식물체내 질산염 함량을 1,600 ppm 수준으로 줄일 수 있다. 그러나 생육이 왕성한 수확기에 처리를 하므로 10% 정도의 수량 감소를 감수해야 한다. 이 방법은 포기상추와 같이 한번에 수확하는 작물에는 적용이 가능하지만 치마상추나 잎들깨와 같이 잎이 자라는 대로 수확하는 작물에는 적용이 어렵다.

라. 수확 전 맹물 급액

  수확 전 4~5일간 양액의 공급을 중단하고 맹물을 공급하는 방법이다. 이 방법 역시 생육 후기에 비료 공급이 중단되어 10% 정도의 수량이 감소된다. 한번에 수확하는 작물에는 적용이 가능하나 자라는 대로 잎을 한 장씩 수확하는 작물에는 적용이 어렵다. 식물체내 질산염 함량은 2,000ppm 이내로 줄일 수 있다.

마. 양액의 질산태질소(NO₃) 와 암모니아태질소(NH₄) 비율

  양액의 NH₄비율이 높아질수록 상추의 생체중과 건물중은 감소한다. NH₄의 비율이 25%에 도달할 때까지는 수량의 감소가 없다. 그러나 그 이상이 되면 수량은 현저히 감소한다. 반면에 NH₄비율이 높아질수록 식물체내 질산염 함량은낮아진다. 실질적으로 NH₄비율이 50%이면 상추의 질산염 함량은 3,348ppm으로 유럽의 규제치 내에 들게되어 문제가 없다. 다만 양액의 pH를 자동으로 조절할 수 있다면 작물의 생육은 NH4비율이 25% 이내인 경우와 대등하면서도 질산염 함량은 10% 정도 낮출 수 있다.

표 3. 양액의 NO3 와 NH4 비율에 따른 상추의 생육 및 질산염 함량
양액의 NO3- : NH4+ (%)	생체중 (g/주)	건물중 (g/주)	질산염함량 (ppm)
100 : 0 75 : 25 50 : 50 25 : 75	58.2 59.8 39.9 19.3	2.80 2.88 1.83 1.17	3,845 3,624 3,348 2,163

주) 정식 : 10월 1일

바. 탄산암모늄 시용에 의한 방법

  탄산암모늄[(NH₄)₂CO₃]을 질소원으로 이용한 경우 상추의 생체중과 건물중은 기존의 양액과 대등하나 질산염 함량은 500ppm 대로 낮출 수 있다. 그러나 이 방법은 탄산암모늄의 pH가 높기 때문에 2-3me/ℓ의 농도 밖에 공급할 수 없으며, pH가 작물 생육에 부적합한 범위로 저하될 때마다 탄산암모늄으로 pH를 조절하면서 질소 공급을 겸하는 방법이다. 결국 질소비료를 분시하면서 재배하는 형태로 전 질소를 암모늄태로만 공급하기 때문에 식물체내 질산염 함량은 매우 낮아진다. 이 방법은 잎을 계속 수확하는 작물에도 적용이 가능하나 양액의 pH를 자동으로 조절할 수 있는 장치가 없으면 사용이 곤란하다.

표 4. 탄산암모늄을 이용한 상추 질산염 저하 효과

질소급원	생체중 (g/주)	건물중 (g/주)	질산염 함량 (ppm)
대조 탄산암모늄+암모니아수 탄산암모늄	61.5 58.3 56.2	2.41 2.34 2.26	3,948    543    517

주 : 1) 대조구의 NO₃--N : NH4-N = 6 : 0.5 me/ℓ
      2) 탄산암모늄 + 암모니아수 = (NH₄)₂CO₃: 3me/ℓ + NH₄OH : 0.5me/ℓ
      3) 정식 : 10월 1일

 

 표준액의 질소 농도와 동일한 6.5me/ℓ의 암모니아수를 시용할 경우 양액의 pH가 9이상으로 상승하여 pH의 조절이 어렵다. 따라서 3me/ℓ의 탄산암모늄과0.5me/ℓ의 암모니아수를 공급하여 pH를 6.5로 조절한 후, 5.5로 저하하면 다시 암모니아수를 공급하여 pH를 6.5로 맞추어 줌과 동시에 질소를 추비하는 방식으로 재배해야 한다. 탄산암모늄의 경우도 3me/ℓ를 시용한 후 양액의 pH를 6.5로 조절한 다음 5.5로 저하하면 탄산암모늄을 이용하여 6.5로 조절하면서 재배한다. 그러나 암모니아수의 경우 피부에 닿으면 화상을 입을 뿐 아니라 유해한 가스가 발생하므로 비료로 사용하기에는 부적합하다.