수경재배용 배지 특징

배지란 수경재배에서 토양 대신에 식물의 뿌리에 수분, 양분 및 산소를 공급하며 뿌리를 고정하는 기능을 갖는 유무기의 천연 및 인공의 것을 말한다. 이들은 각각의 이화학적 특성이 달라 실제 재배상에서는 급 배액 관리가 필요하다. 우리나라에서 수경재배용 배지의 이용은 펄라이트가 가장 많고, 다음은 암 면, 혼합 배지, 기타 순으로 면적을 차지하고 있는데 이중 펄라이트는 토마토와 오이, 암 면은 착색 단고추, 장미, 토마토, 오이에 이용되고 있다. 최근에는 농가의 배지 선택이 가격이나 재활용 등을 고려하여 코코 슬라브와 같은 유기 배지의 비중이 높아지고 있는데 주요 재배 작물은 파프리카, 딸기, 장미, 토마토이다. 반면 유럽은 암 면의 비중이 월등히 높은데 이는 암면 재배에 대한 기술이 정립되어 있기 때문이나 최근에는 배지의 폐기 문제 등과 같은 환경문제가 대두되면서 환경친화적 배지의 개발에 대한 관심이 높아지고 있어 그 변화는 다소 있을 것이다. 따라서 수경재배용 배지가 갖추어야 할 일반적 특성은 화학적 활성이 없을 것, 화학적 안전성을 갖출 것, 청결할 것, 투수성이 높을 것, 적절한 보수성을 가질 것, 적절한 공급량을 가질 것 외에도 배지의 완충 능력이 높고, 염기 치환 능력을 어느 정도 가진다면 근권의 pH 변화가 적고 완충력을 높일 수 있어 바람직하다. 배지의 이 화학성은 작물의 근권부터 수분, 공기, 미생물 등과 같은 환경과 밀접한 관계가 있어 사용할 배지의 물리성과 화학성을 파악하여 배지에 적합한 배양액 관리와 급액 관리를 하는 것이 작물의 생육과 생산성을 높일 수 있다. 물리성에서 공극량은 암 면, 펄라이트, 코코넛, 피트모스, 훈탄, 질석, 목탄 등이 80% 이상으로 높으며, 유효수분함량은 암 면과 피트모스가 50%를 상회하고 있다. 가 비중이 토양의 1/4 정도가 되는 배지는 코코넛, 피트모스, 암 면, 훈탄, 펄라이트, 질석, 목탄, 왕겨, 톱밥 등이 있다. 화학성은 피트모스와 수피가 강산성으로 산도교정이 필요하며, 코코넛은 pH가 5.6에서 6.2 수준으로 산도교정이 필요 없는 유기물 배지였고, 질석과 펄라이트는 중성이었다. 암 면과 훈탄은 약알칼리를 나타냈으며, 목탄은 강알칼리를 나타내 역시 산도교정이 필요하였다. 한편 배양액을 사용한 후 배지 내 무기이온의 변화를 조사한 결과 펄라이트가 가장 안정된 경향을 보였고 다음으로 암 면이었는데 암 면은 사용된 인산 함량의 30% 이상이 낮은 수치를 보였다. 질석은 자루 재배용 배지로서 적합하나 공급된 배양액의 변화가 큰 결과를 보였는데, 인산과 칼리의 농도가 감소하여 초기에 농도를 높이며, 칼슘과 마그네슘은 줄여 공급해야 한다. 유기물 함량이 높은 피트모스와 수피는 인산, 칼륨, 칼슘을 초기에 중시하여 교정의 필요성이 있었다. 이상에서와 같이 어느 재료나 이화학적 성질이 완전한 것은 찾기 힘들고 단지 암 면과 펄라이트가 가장 가능성이 높았으나 유효수분함량이 낮아 질석, 코코넛, 피트모스 등을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 수경재배용 암 면은 1968년 덴마크의 Grodan 사에서 처음 개발하였는데 암 면을 이용한 수경재배는 전 세계적으로 농가에서 가장 선호하는 배지로 보급되고 있다. 암 면은 현무암, 석회암, 규산질 암석, 고로 슬래그 등을 1600도의 고온에서 용융시켜 고속 원심 회전 방사기에서 원심력으로 직경 3~10으로 섬유화시켜 압축, 성형화한 것이다. 물리성은 밀도가 80kg/m에서 고상 3%, 공극량이 97%로서 가볍고 통기성과 보수성이 크다. 또한 입자 분포가 균일하기 때문에 물의 확산이 균일하다. 증류수로 포화시킨 후 하루가 지난 후 암 면의 높이별 수분함량도 윗부분이 35% 수준이고 밑으로 갈수록 약 90%를 유지하고 있다. 이처럼 암 면은 충분한 통기성, 투수성, 보수성을 갖고 있다는 것을 보여주며 어느 정도 조절이 가능하다는 것이 다른 인공배지와의 차이점이다. 화학성은 재료에 따라 차이가 있으나 산화규소가 35~47%, 산화철이 8% 등이다. 제철소 찌꺼기인 슬러그가 함유되면 산화칼슘 함량이 높아져 암 면의 품질이 낮아진다. 암 면 배지의 특징은 보수성이 높고 공극이 많아 통기성이 우수하므로 근권 내 산소 공급이 원활하다. 물의 확산성이 있어 점적 관수로서 균일한 수분을 유지, 조절할 수 있다. 무기질로서 변질이 안되고 병원균의 염려가 없으며, 공업적으로 생산되기 때문에 품질이 균일하게 안정되어 있다. 수경재배에서 필요한 베드나 양액순환용 탱크의 일부가 생략될 수 있으므로 시설비를 절감할 수 있다. 일반 수경재배에서는 배양액을 필수적으로 순환시켜야 하지만 암면 재배에서는 순환시키지 않고 암 면 내의 부수량과 작물의 증산량에 따라 계속 배양액을 공급하면 되므로 병원균의 침입이나 전파를 막을 수 있는 이점이 있는 것 외에 작물 재배 완료 후 남아 있는 뿌리의 처리가 불가능하고 필요하지 않은 무기성분은 집적되어 있을 수 있으므로 소독과 배지를 씻어내는 것이 꼭 필요하다. 암 면을 사용한 후 폐기 처리에 대해서도 고려해야 한다. 시판되고 있는 성형화된 암 면 배지는 종자를 파종하는 파종용 플러그, 육묘용 큐브, 작물을 재배하는 슬라브가 있고, 번식 및 용기 재배용의 배지로 사용하는 발수성과 흡수성인 암 면이 있다. 순환식 수경재배에서는 환경친화적이며 비료 및 수분 절약을 통한 비용 감소에 기여하지만, 그에 상응하는 안정적인 양액 관리 및 재사용 기술과 배액의 저장 및 재활용에 필요한 설비와 처리 방법 등이 고려되어야 한다. 특히 온실이 소규모에서 대규모로 변화하게 될수록 약간의 기술 혁신은 전체적인 비용 절감 및 수익 향상에 결정적으로 기여할 수 있다.