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-- KAST의 가정용 채소재배기 SF-202를 이용한 상추의 재배시험기록? ( 작성자: ㈜카스트엔지니어링, ㈜ 카스트친환경농업기술 대표 박후원 카스트엔지니어링은 여러차례 LED를 이용한 식물 재배시험을 해 온 바가 있으나 그 자료가 일관되게 남아 있거나 정리되어 있지 않아 아쉬움이 많다. 여기서는 이런 잘못을 시정하고, 지금부터나마 체계적인 시험 관찰을 진행하여 그 과정을 사실 그대로 상세히 기록하고 공개하여 누구에게나 도움이 되게 할 생각이다. 그리고 이번 시험의 주된 목적은 자연광(태양광)을 전혀 쓰지 않은 상태에서 인공광은 몇 마이크로 몰(mol: 광합성광양자량밀도)정도에서 식물이 자라는지, LED를 이용해 어떻게 하면 효율적으로 식물성장에 필요한 이만한 빛을 합성해 낼 수 있을지를 알아볼 겸 그 실용성 확인에 두었다. 이번 시험은 <KAST 가정용 채소 재배기 모델 SF-203>을 이용해서 진행했다. 어차피 이 제품은 KAST가 가정용 채소재배기로 생산 판매할 예정인 제품이므로, 그 실용성을 알아보기 위한 기회도 되기 때문이다. 이 시험은 재배용 스펀지 모판에 처음 심는 것으로 시작된다. 여기서 말하는 온실이란, 가로 세로 3m, 6m(6평)의 컨테이너에 에어컨과 간이형 히터를 설치했고, 모든 창문에 햇살이 들어오는 것을 막기 위해 두꺼운 커튼을 쳐 놓은 곳을 말한다.. 또한 여기서 SF 란 Sunny Field 라는 뜻이고, 20X 는 소형, 또는 가정용의 시리얼 넘 버로, 202는 재배상이 2층으로 되어있는 구조이고, 203은 재배상이 3층으로 되어 있다는 표시이다. 아래 (사진 1) 설명: 온실의 내부. 오른쪽으로 형광등과 순수 LED 만의 식물재배 비교 시험을 위한 2층짜리 체임버와, 왼쪽으로 SF-203(3층) 2대와 SF-202(2층) 2대가 놓여있는 모습이 보인다.
아래(사진 2) 설명: 식물을 수경재배하기 위한 재배상의 모습. 오른쪽에 3단짜리(재배상이 3층) 모델 SF-203 2대와, 왼쪽에 2단짜리 SF-202 2대가 놓여있는 모습이 보인다. 각각의 재배상(흰색으로 보이는 스티로폼 판)에는 이제 갓 정식을 마친 어린 모종들이 심
이번의 시험은 실제 일반인이 직접 집에서 본 재배상을 이용하여 채소를 재배, 수확하기까 지의 과정을 설명하면서 동시에 실제 재배시험을 하는 작업으로, 아래와 같은 순서에 의해 사진과 함께 설명해 나가기로 하겠다.
※ 수경재배 본 시험의 기본은 당연히 수경재배이다. 수경재배란, 식물이 물 위에 떠있으면서 자라는 것을 말한다. 가정에서, 그것도 2단, 또는 3단으로 채소를 기르기 위해서는 수경재배방식이 가장 편하고 실용적이기 때문이다. 그리고 그 방법도 어려운 것이 아니다. 비록 우리가 원하는 시험의 목적은 가정용 채소재배기에서 LED 만을 광원으로 하여 식물이 실용적일만큼 자랄 수 있는가에 있으나, 그러기 위해서는 사실적 시험을 해야 할 것이기 때문이다. 그만큼 본 시험에는 먼저 수경재배 환경이 먼저 마련되어야 하므로 시험과정이 그만큼 번거로워지는 것도 사실이다. 본 시험은 온실로 개조한 곳에서 진행됐다. 수경재배를 위한 작업의 순서. 1. 싹 틔우기: 채소 씨를 스펀지로 된 모판에 심어 물을 적셔 두어 싹을 틔우기. 모판으로 사용할 스펀지에 상추 씨앗을 하나 하나씩 칼집이 나 있는 스펀지 판에 핀셋으로 꼽아 심는다. 아래 (사진3)의 설명. 모판의 보기: 수경재배에서 모판이란 스펀지 판을 말한다. 이 스펀지 판에는 사진에서 보듯 가로 세로로 칼집이 나 있어 가로 세로 각 1.5cm 크기의 조각으로 뜯어내기 쉽게 되어있다. 또한 이 4각의 각 조각에는 한 가운데 칼집이 나 있는데, 이렇듯 칼집이 나 있는 홈 속에 핀셋으로 상추 씨앗을 하나씩 옮겨 꼽아 넣어 두면 된다. 그런 후 이 모판을 플라스틱 용기에 넣어 물이 촉촉하게 젖도록 해서 어둡고 따뜻한 곳(아랫목 같은 곳)에 두면 3일쯤 후엔 싹이 튼다. 씨앗의 종류나 상태에 따라선 한 10일 후에 싹이 트는 경우도 있다.
2. 모종 옮겨심기: 핀셋으로 스펀지를 스티로폼으로 된 재배상에 옮기기. 3. 재배상에서 기르기: 스티로폼으로 된 재배상을 재배기에 옮겨놓은 후 물과 배양액을 붓기. 그 전에, 여기서 말하는 모판과 재배상(Bed)을 보여드리겠다.
(위 사진 4)의 설명 : 스펀지로 된 모판은 가로 세로 각 1.5cm 정도 크기의 사각형 모양 으로 뜯어지게 되어 있고, 그 사각형 하나마다 칼집이 나 있어 이 구멍에 채소 씨앗을 하나씩 꼽아 넣게 되어있다. 사진은 핀셋으로 상추 씨앗을 하나씩 집어 스펀지 모판에 난 사각의 구멍(흠집같은 형태)에 꼽아 넣는 장면. 채소 재배의 제 1 과정은 이 스펀지로 된 모판에 채소 씨앗을 핀셋으로 집어 한 구멍에 하나씩 밀어 넣는 작업이다. 이 작업은 어떻게 보면 짜증이 나는 일이기도 하겠으나, 다른 한 면에서는 식물을 재배한다 는 뜻에서, 무언가의 생명을 싹 틔우는 작업의 시작이란 의미서는 호기심 이 가는 일이기도 하다. 이렇게 만든 모판(스펀지 판)을 플라스틱으로 된 용기에 넣은 후 물을 아주 약간 부어(스펀 지가 축축할 정도) 뚜껑을 닫아 방안 한쪽 구석에 놓아둔다. 즉 기온이 대략 18℃에서 24℃ 정도가 되고 좀 어두운 곳이 발아가 잘 되기 때문이다. 아래(그림 5)설명: 씨앗을 다 꼽아 넣은 후의 모판은 플라스틱 용기에 넣어 놓고 물을 부어 준다. 물은 스펀지기 촉촉할 정도면 된다. 이제는 이 플라스틱 통을 어둡고 따뜻한 곳(18~24도)에 두면 씨앗이 발아한다. 4. 모종 옮겨심기(정식), 씨앗이 발아하면 한 5~10일 후, 이번에는 이 모종을 들어내(스펀지와 함께 뜯어내) 스티로폼으로 된 재배상에 옮겨 심어주면 된다. 말이 옮겨 심는다는 표현이지, 사실은 그냥 스편지 조각을 하나씩 뜯어내 스트로폼 상에 나 있는 각 구멍마다에 하나씩 꼽아주는 작업이다. 아래(사진6)설명. 싹이 돋아난 모종(스펀지 판에 있는 것)을 하나씩 뜯어내 재배상(스트로 폼)에 미리 나있는 구멍에 하나씩 끼워 넣어주는 작업. 이 작업을 모종 옮겨심기(정식)라고 한다.
본 시험에서는 종묘를 넣을 구멍을 한 재배상에 15개(가로 5개, 세로 3개)를 미리 뚫어 두었다. 이 시험에서는 상추를 재배해 볼 예정이고, 상추는 다 자라면 한 포기가 최소한 지름 10cm쯤의 면적은 차지할 것으로 예상되었기 때문에 구멍 사이의 간격이 최소한 8~9cm는 되어야 할 것 같기 때문이다. 그리고 가능하면 한 재배상에는 발아한 종묘의 크기가 비슷한 것들끼리 모아서 해야 좋다. 될성싶은 나무는 떡잎부터 알아본다는 속담과 같이, 이때부터의 크기에 따라 나중에도 크는 속도가 다르기 때문이다. 이제 모종을 심은 재배상 (Bed : 모종을 심은 스티로폼 판) 을 트레이 (Tray : 가로 세로 각 25 cm, 45 cm 정도 크기의 스테인리스 철판이나 플라스틱으로 된 4각 그릇)에 갖다 놓 고 여기에 물을 부어 주어야 한다. 5. 물 주기. 물의 양은 트레이에 깊이 3cm 쯤 부어 주어야 하니까, 트레이 1개(1층)에 들어 가는 물의 양은 가로 45cm, 세로 25cm, 물은 대략 깊이가 3cm쯤 되도록 부어 주 어야 하니까 트레이 한 개에 들어가는 물의 양은 45*25*3 (cm)에서, 3,375cc (3,375ml) 쯤이 된다. 아래(사진 7) 재배상을 놓아둔 트레이에 물을 주는 장면. 물은 깨끗한 지하수를 쓰거나 샘물을 쓰도록 한다. 물론 수돗물을 주어도 된다. 이번 시험에서는 수돗물을 사용했다.
6. 배양액 주기. 그리고 당연히 비료를 주어야 한다. 수경재배에서는 비료 역시 액체상태로 여러 가지 영양소를 혼합해 놓은 것(양액이라고 한다)을 물에 섞어주면 된다. 이번 시험에서는 수경제배에 쓰이는 양액도 직접 만들어 썼는데 그 배합 방식은 아래와 같다. 사진 설명: 양액은 원래부터 <A양액>과 <B양액>으로 따로 나뉘어 공급되고 있다. 양액A 와 양액 B는 서로 섞이면 혼합이 질 안되고 침전물이 생기므로 이렇듯 따로 분리해서 보관하다 사용할 때 섞는 것인데, 어떤 제조사에서는 미리 섞어 공급하기 도 한다. 그런 경우엔 양액을 오래 보관할 수는 없는 것으로 생각된다. 이번 시험에서 사용된 양액은 경북 성주 과채류 시험장과 대구대학교에서 제공받은 양액제조 기초과정에 의거해 KAST 가 직접 제조한 것으로, 이것이 최상의 배양액은 아닐 수도 있다. 아래(사진 8) 설명. 양액 A 와 양액 B 의 사진. 양액 A는 500cc 용량이고 양액 B는 100 cc 용량의 통에 들어있다. 양액 A는 물 100배 희석용이고, 양액 B는 물 500배 희석용이므로, 이 양액 A 와 양액 B 모두를 물 50리터에 타서 사용하면 된다.
<양액 A>는 그 구성 성분이 아래와 같다. 용량 500ml(500cc), 여기에 물을 100배(50리터: 2말 반) 타서 희석해 사용함. 1. 질산칼슘( Ca(NO3)2*4H2O)................................. 20g 2. 질산칼륨(KNO3)................................................. 30g 3. 키레이트 철(EDTA-Fe)........................................ 2.5g 4. 물 ..................................................................... 약 470cc 용량 100ml(100cc), 여기에 물을 500배(50리터: 2말 반)타서 희석해 사용함. 1. 제 1 인산 암모늄(NH4 H2PO4)............................. 4.5g 2. 황산 마그네슘(MgSO4*4H2O) ............................ 12.5g 3. 붕소(CH3BO3), 붕산(H3BO3).............................. 150mg 4. 망간(MnSO4*4H2O)............................................ 100mg 5. 아연(ZnSO4*4H2O)............................................. 10mg 6. 구리(CuSO4*5H2O)............................................. 5mg 7. 몰리브덴산 나트륨(NaMoO4*2H2O)...................... 1mg 8. 물...................................................................... 약 93cc 위 약품들은 그리 비싼 것들은 아니나, 개인이 이 모든 화공약품들을 구입해 배양액을 제조하기엔 어려움이 많으리라. 그러므로 배양액은 몇몇 인터넷 쇼핑몰에서, 또는 채소 재배기를 판매하는 KAST 에서의 구입도 가능하므로 구입해 쓰는 것으로 한다. 위의 배양액의 보기에서, 배양액A는 물 100배 희석용이므로, 여기서 한 층(1개의 트레이) 당의 물 양은 3,375cc 이니까 그 양의 100분지 1은 33.75cc 가 되어, 이만큼의 양을 트레이 1개에 부어 섞어준다. 또한, 배양액 B는 물 500배 희석용이므로, 3,375cc의 500분지 1은 6.75cc 가 되어 이만큼의 양을 물에 타 준다. 이런 과정으로, 물과 양액을 모두 재배상에 준 결과가 된다. 이제는 이 재배상을 재배기에 올려 놓는다 그리고는 그저 재배기의 불을 켜 두기만 하면 된다. 채소는 이제부터 LED에서 비춰지는 빛을 받아 자라기 시작한다. 그러면 LED 조명을 이용한 가정용 채소재배기(모델 SF-202, SF-203)란 어떤 기 능을 하는 것일까. KAST의 제품, 모델 SF-202 시리즈는 햇빛이 모자라는 곳(거실, 지하실, 차고)에서, 또는 햇빛이 덜 드는 베란다에서 식물을 재배해 식용으로 사용하고자 하거나 농약을 전혀 사용하지 않은 채소를 직접 자신의 손으로 기르고 수확하기를 원하는 분에게 필요한 제품이다. 이 재배기의 천정에는 아래(사진9) 와 같이, 청색, 적색, 백색 등의 LED 가 7개씩 들어있는 LED 바가 두 줄이 있어, 여기서 태양광을 대신할 빛을 만들어 식물에 비춰줌으로써 식물이 자라게 되는 것이다.
이렇듯 LED 가 달려있는 막대를 LED 바(Bar)라고 하는데, 이 바에는 하나마다 7개씩의 1W 급 LED 가 달려 있으므로, 결국 한 층(재배상이 하나 있는 층) 마다 LED 가 14개 사용되고 있는 셈이다. 이 LED 의 1개당 소비전력은 약 1W 가 되고, 이렇게 LED 에 전력을 공급하기 위한 전원장치(Power supply: 여러 가지 방법이 있으나 여기서도 원치 않는 전력의 소비가 이루어진다) 에서의 전력소모율 약 15%(효율을 85%로 봤을 때)와 전류의 흐름을 제어, 또는 제한하기 위한 저항(Resistor) 에서의 전력 소모율 또한 약 15% 를 합쳐 약 30%의 전력 손실이 있는데 이를 합쳐 본 재배기에서의 1층당 전력 소모량은 14W(LED 14개) * 1.3(손실 30% 포함해서 )에서, 약 18.2W 가 되어, 2층짜리(SF-202)의 전력소비량은 36.4W 가 되고, 3층짜리(SF-203)는 54.6W가 된다. 여기서, 2층짜리 재배기(SF-202)의 전기 소모량이 36.4W이므로, 이 재배기를 밤낮 구별 없이 24시간 연속으로 켜 놓는다고 하면, 이때의 전기 소모량은 1개월(30일로 계산)에 36.4W*24시간*30일에서 26,208Wh 가 되고, 이것은 26.208kWh 이므로, 1개월당 이만큼의 전기를 쓴다는 이야기다. 여기서, 만일 전기를 조금이라도 좀 아끼려면, 낮에는 햇빛이 아주 약간이라도 드는 곳이 라면, 낮에는 그만한 햇빛이라도 이용하기로 하고 밤에만 재배기를 가동하는 것으로 하여, 재배기는 반으로 줄어 월 전기 사용량도 13.104 kWh로 줄어든다는 계산이다. 아래(사진 10) 설명. 찍은 사진. 아직은 모종이 자리를 잡지 못한 듯 힘이 없고 가녀린 모습이어서 이것 이 상추의 모종인지 조차 잘 모를 정도이다.
[ SF-202 시험재배 -2-] 로 이어집니다. |
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출처: 옹기종기 알꽁 달꽁 원문보기 글쓴이: 옹기종기
