스마트팜 예습 정리 - pH EC, 원소

작물 관리에 있어 pH와 EC는 관수 양분공급을 통해 관리한다.

 

 

pH

의미 - 물, 토양의 산성, 알칼리성을 나타냄

요약 - 근권부 환경과 배액의 상태를 나타냄.

단위 - 0~14 단위가 있고 중성은 7이다.

정리

pH 상태에 따른 근권부 상태
pH 높음	pH 낮음
철분, 마그네슘, 인 흡수가 방해받음.	몰리브덴 흡수가 힘들어짐, 토양 병원균에 취약해짐

 

양액의 적정 pH는 5~6 (스마트팜 강사의 의견은 5.5~6.5)

 

양액의 농도 혼합

예시로, 1리터의 pH 4 양액은 10⁻⁴ mol 으로 1리터의 pH 5 양액 10⁻⁵ mol/L하고 혼합하면 0.0001 mol + 0.00001 mol = 0.00011 mol이 되고 2리터의 4.259의 양액이 된다. pH는 로그 스케일이기 때문에 숫자에 자신이 없다면 양액 혼합에 있어 gpt나 계산기로 계산해보고 한 번에 크게 넣어야한다. 아무튼 그래서 pH를 높이기 위해서는 공급 pH를 살짝 올려서는 소용이 없다. 

 

EC

의미 - 전기 전도도

요약 - 물에 녹아있는 이온 농도를 나타냄. 양액의 비료농도를 체크하는데 씀

단위 - dS/m(데시시멘스/미터) 또는 mS/cm(밀리시멘스/센티미터)가 있으며 주로 전자가 사용됨

정리

EC는 스마트팜 재배에 있어 양액의 농도를 나타내는 기준으로 쓰인다. EC가 높으면 이온량이 많다는 것이고 양분 농도가 높다는 의미이다. 반대로 EC가 낮다는 것은 용액 중 이온량이 낮으며 양분 농도가 연하다는 뜻이다. EC가 상승하면 수량이 감소하지만 과실의 저장성이 높아진다. 근권부의 EC가 높아지면 당도가 증가하지만 병해충의 위험도 감수해야한다.

공급 EC와 배액 EC의 차이를 확인하면 물을 적게 주는지 많이 주는지를 확인할 수 있다. EC 차이가 0.8 이하라면 주는 족족 거의 그대로 빠져나가는 것이기에 물을 너무 많이 주고 있는 것이며, 반대로 EC 차이가 1.5가 넘으면 물을 적게 주는건지 체크해야한다.

 

다량원소

질소 ( N ) 공급 형태 : NO₃⁻(질산태), NH₄⁺(암모늄태)

질소는 작물이 가장 많이 요구하는 원소이며 잎과 줄기의 성장과 단백질, 엽록소 합성에 사용된다.

결핍 증상 : 황화 현상이 발생

과잉 증상 : 도장현상이 발생함. 줄기만 길어지고 기세가 약해진다.

인 ( P ) 공급 형태 : H₂PO₄⁻, HPO₄²⁻

에너지 대사, 뿌리 발달, 꽃과 과일 착과에 필수적이다.

결핍 증상 : 뿌리 성장 저해, 잎에 반점 발생

과잉 증상 : 일부 미량 원소(Fe, Zn)의 흡수 저해가 발생한다.

칼륨 ( K ) 공급 형태 : K⁺

토마토, 하훼류의 착색에 영향을 끼친다. 칼륨 자체가 기공 개폐에 영향을 끼치며 삼투압 조절과 광합성 산물 이동에 중요함. 생식생장 중이나 개화, 착과가 본격적으로 진행되는 시기에 칼륨 소모량이 크다. 이 시기에는 질산가리를 10% 내외로 증산해서 공급하는 것이 좋다. 

결핍 증상 : 잎 끝이나 가장자리가 누렇게 변하는 갈변 현상 발생, 기공 개폐에 문제가 생김

과잉 증상 : 칼슘, 마그네슘 흡수를 방해함

칼슘 ( Ca) 공급 형태 :  Ca²⁺

칼슘은 식물 내의 물을 운반하는 중요한 역할을 한다. 칼슘이 부족하면 배꼽썩음이 쉽게 발생하며 칼륨이 많은 경우에도 칼슘 흡수가 방해받기에 이때 역시 배꼽썩음의 위험이 증가한다. 일몰 시간보다 급수를 일찍 증단하면 해는 떠있는데 작물체가 물을 계속 흡수한다. 그러면 배지는 건조해지고 여기서 문제가 발생하기 때문에 칼슘 결핍이 발생하면 물을 너무 일찍 끊는건지 확인 요망.

결핍 증상 : 잎이 짙은 색이 되며 물의 흡수가 방해받음. 토마토는 배꼽썩음, 상추는 팁번이 발생한다.

과잉 증상 : 미량원소 흡수를 방해함

 

마그네슘 ( Mg ) 공급 형태 : Mg²⁺

엽록소 중심의 금속 원소이며 효소 활성에 기여한다.

결핍 증상 : 잎맥은 녹색으로 남는데 잎맥 사이가 노래지는 엽맥간 황화 발생. 하위엽에서 주로 먼저 발생

과잉 증상 : 칼륨 흡수 방해.

황 ( S ) 공급 형태 : SO₄²⁻

단백질, 아미노산 합성에 필요하다.

결핍 증상 : 황화현상이 발생하지만 질소 결핍과 달리 신엽부터 황화가 발생하는 것이 차이점

과잉 증상 : 희귀하나 발생한다면 토양 pH의 급격한 산성화

 

미량원소

철 ( Fe )

엽록소를 형성하고 전자전달계에 필수적인 미량원소이다.

결핍 증상 : 엽맥의 경우 녹색으로 남지만 조직 사이에 황화현상이 일어난다.  토마토의 경우 어린 잎의 기저부에만 황화현상이 일어난다. 철분 공급량이 적절한데도 결핍 증상이 나타나는 농가를 가보면 보통 pH가 많아 철분이 있는데 흡수를 못하는 경우가 많다. 배지내의 pH가 5.5 이상이 되면 철분 흡수율이 줄어든다. 배지 pH가 5.5 이상으로 높아지면 철 흡수가 억제될 수 있어 결핍 발생이 많아짐.

과잉 증상 : 잎의 황백화, 다른 미량 원소 흡수 방해

망간 ( Mn )

광합성과 물분해 과정과 효소 활성에 관여함.

결핍 증상 : 망간 결핍과 철분 결핍은 증상이 아주 비슷하게 나타난다. 우선 엽맥은 녹색으로 남아있지만 엽맥 사이가 황화현상이 나타나는 것이 비슷하다. 차이점은 망간 결핍은 경계선이 뚜렸하고 생장점의 약간 아래에서 나타난다는 것이다. 

과잉 증상 : 외엽(아랫잎)의 엽맥 사이에 갈색 미소반점이 나타나거나 엽맥이 갈변하며, 어린잎의 엽맥은 담록색이나 황변하는 증상이 나타난다. 망간 과잉은 주로 배지 pH가 낮을 때 발생하며 수분 과다로 인해 망간이 과도하게 방출될 때 나타날 수 있다.

 

구리 ( Cu )

산화, 환원 효소 보조인자로 사용된다.네덜란드는 작물체가 요구하는 것보다 더 많은 구리를 사용하는데, 토양 병원균으로부터 작물체를 지키기 위해 동화 농약 효과를 노리는 것이다. 

결핍 증상 : 작물체는 구리를 아주 소량만 흡수하기에, 토마토같은 작물에서 구리 결핍 증상이 나타나는 것은 거의 보이지 않는다. 결핍되면 잎들이 말리고, 색깔이 노랗게 변한다. 

과잉 증상 : 새잎 선단부부터 황백화 발생, 뿌리 성장 저해

아연 ( Zn )

호르몬 합성과 효소 활성에 필요하다.

결핍 증상 : 잎의 크기가 좁아지고 엽맥이 녹색으로 남게 된다.

과잉 증상 : 아연 독성 작용이 생기면 수량이 10% 이상 감소한다. 

 

붕소 ( B )

붕소 결핍 증상의 경우에는 끝 가장자리가 노랗게 변한다. 모든 생장점 부위에는 붕소가 필요하다. 꽃이 생장하면 꽃에 필요하고, 과일이 자랄때는 과일에 필요하고, 뿌리가 뻗어나가는 끝부분에도 붕소가 필요하다. 붕소가 부족하면 꽃과 과일이 기형화되며 뿌리의 발근률이 떨어진다. 한국 농가는 붕소가 함유된 지하수를 많이 사용하기에 붕소를 따로 공급하면 붕소 독소 작용현상이 일어날 수 있다.

결핍 증상 : 잎 끝과 가장자리가 누렇게 변하며 꽃. 과일의 기형화. 뿌리 발근율도 떨어짐

과잉 증상 : 생장 정지 및 고사

 

몰리브덴 ( Mo )

질산을 암모늄으로 전환하는 효소로서 기능한다.

결핍 증상 :  몰리브덴 결핍은 비대칭 잎이 나타난다. pH가 낮은 경우 발생할 수 있다.

과잉 증상 : 드문 케이스지만 발생하면 영양소 흡수를 방해함.

 

 

현재 강의 순회를 하며 내용을 정리 중이기에 추가될 수 있음

(32강 까지 순회)

 

부족한 내용은 GPT, 논문 검색 등으로 보완함.