Journal of Bio-Environment Control ISSN:1229-4675(Print) 2765-3641(Online) 생물환경조절학회지

배추는 한국에서 연중 소비되는 김치의 주 원료이며, 노지에서 주로 재배되고 있다. 온실 재배 수경재배 시스템은 기후 변화에 영향을 받지 않고 토양을 대신한 배지를 사용함으로써 토양 병원균으로부터 작물을 보호할 수 있어 재배 안정성을 확보할 수 있다. 수경재배용 배지 중 일부는 재사용이 가능하고, 이러한 배지의 조성은 작물 생장과 품질에 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 재사용 코이어 배지 또는 인공배지를 첨가한 배지 조성에 칼슘 공급원을 처리하여 배추(Brassica rapa ‘Bulam Plus’)를 수경재배 했을 때 배액과 생육에 미치는 영향을 알아보고자 10주동안 수행하였다. 배지 조성은 재사용 코이어: 피트모스: 펄라이트 비율(v/v/v)을 각각10:0:0, 7:2:1, 5:3:2의 세 처리와 각 처리에 칼슘 공급원인 CaSO₄(G)와 CaO(Q)를 200g/m² 혼합한 총6가지 처리(G_10:0:0, G_7:2:1, G_5:3:2, Q_10:0:0, Q_7:2:1, Q_5:3:2)하였다. 배액량, 배액의 pH와 EC, 생육, 잎끝마름(Tipburn)발생을 조사하였다. 배추 생육이 증가함에 따라 모든 처리에서 배액률은 감소하였고, 처리 9주째는 20% 미만으로 감소하였다. 배액의 EC는 G 처리가 Q 처리보다 높았으나 배액의 pH는 Q 처리가 높았다. 처리 10주째 배추의 초장, 엽수, 엽폭은 처리 간 유의성이 없었다. 엽록소함량값(SPAD)은 G_7:2:1과 G_5:3:2처리에서 높게 나타났다. 잎의 당도와 건물중은 Q_5:3:2처리에서 높았으며, 건물중이 관찰되었다. 배추의 잎끝마름 발생은 처리 25일째 관찰되었으며, G_7:2:1처리에서 가장 높았다. 이상의 결과를 종합할 때 CaO가 첨가되고 재사용 코이어 50% 함유된 Q_5:3:2처리에서 수경 재배된 배추 생육이 양호하였다. 본 연구는 간이 시설을 적용된 수경재배 시스템에서의 안정적 배추 재배를 위해 재사용 코이어 배지와 칼슘 공급원에 관한 기본 정보를 제공하고자 하였다.

본 연구는 표현 형질 생육 데이터인 엽장, 엽 수와 기상 데이터인 생육도일을 활용하여 여러 기계 학습을 통해 마늘의 생체중을 예측하는 모델을 개발하고자 하였다. 검증 데이터에서 random forest 모델의 결정계수가 0.924, 평균제곱근오차(g)는 13.583 그리고 평균절대오차는 8.885로 가장 우수하였다. 평가 데이터에서는 Catboost 모델이 결정계수가 0.928, 평균제곱근오차(g)는 13.486 그리고 평균절대오차는 9.181로 가장 우수하였다. 그러나 Catboost, Random forest 그리고 LightGBM 모델을 0.5, 0.3 그리고 0.2 가중치를 두어 학습한 Weighted ensemble 모델이 마늘 생체중 예측의 검증 및 평가에 있어서 검증 데이터의 결정계수가 0.922, 평균제곱근오차(g)가 13.752 그리고 평균절대오차는 8.877이었으며 평가 데이터에서는 결정계수가 0.923, 평균제곱근오차(g)가 13.992 그리고 평균절대오차가 9.437로 두 번째로 우수한 결과를 나타내었다. 이러한 결과들을 종합적으로 미루어 보았을 때, Weighted ensemble 모델이 모델의 안정성 측면에서 최적의 모델이라고 판단하였다. 따라서 농가들이 표현 형질과 기상 데이터만으로도 기계학습 기법을 통하여 마늘의 생체중 예측을 통해 작형 모니터링이 가능할 것으로 보이며 추가적으로 다년도 데이터 취득과 검증을 통하여 성능을 고도화가 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 저온 스트레스에서 살리실산(SA, salicylic acid)의 경엽처리가 배추의 광합성, 생리활성 및 생육에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. SA을 각각 0.25, 0.5 및 1mM 농도로 주당 100mL을 4일 간격으로 3회 엽면 살포하였고, 7일간 저온 스트레스를 처리하였다. SA 처리 시 광합성 속도, 기공전도도, 세포 내 CO₂ 농도 및 증산 속도는 무처리 대비 증가하였고, 2회 처리 후 가장 높았다. MDA 함량은 무처리 대비 유의한 차이를 보이며 감소하였다. APX, CAT, POD 및 SOD 활성은 무처리 대비 현저하게 증가하였으며, 각각 최대 62, 81, 55 및 26% 증가하였다. 배추의 생육 특성은 무처리와 유의한 차이를 보이지 않았으나, 수량 지수는 2－6% 정도 증가하였다. 따라서 SA의 경엽처리는 배추의 생육, 광합성 특성 및 항산화 효소 활성을 증대시켜 저온 스트레스를 완화 하였고, 적정농도는 0.5－1mM이라 판단된다.

본 연구는 사과 ‘홍로’의 생육 시기별 품질 변화를 분석하여 숙기를 진단하기 위한 최적 수확 지표를 선정하고, 기계 수확이 가능한 사과 ‘홍로’의 품질 기준을 설정하고자 수행되었다. 전라북도 완주군에 위치한 국립원예특작과학원에서 재배된 7년생 사과 ‘홍로’ 품종을 대상으로 2021년부터 2023년까지 만개 후 58－59일(6월 상순)부터 수확 시기가 지난 만개 후 164－173일(9월 하순)까지 10일 간격으로 과실 품질을 조사하였다. 또한 완주군, 화성시, 포천시에서 수집된 품질 데이터를 활용하여 지역별 ‘홍로’ 품질 변화를 분석하였다. 과중은 생육이 진전됨에 따라 증가하다가 수확기 직전 250－320g 범위에 도달했다. 경도와 산도는 생육이 진전되면서 감소했고, 가용성 고형물 함량은 증가하다가 12－14°Brix 에서 더 이상 증가하지 않는 경향을 나타냈다. 또한 당산비는 생육이 진전될수록 증가하여 수확기에는 50 이상으로 증가했다. 색도 L^*값과 b^*값은 증가하다가 수확기에는 급격하게 감소했으며, a^*값은 수확기에 급격히 증가하였다. 전분 함량은 생육 후반부에 급격히 감소하여 수확기에는 20mg·g^-1 이하로 낮아졌다. 전분 함량과 과실 특성들 간의 상관분석을 한 결과, 경도와 산도가 각각 0.86과 0.84로 높은 상관성을 나타냈다. 따라서 경도와 산도를 최적 수확 지표로 선정하였으며, 수확 가능 최소 품질 범위는 경도 39.7±6.4N, 산도 0.255±0.052%, 가용성 고형물 함량 13.6±1.3°Brix, 색도 a^*값 14.7±12.8로 설정하였다. 이 기준과 함께 회귀 계수가 높은 비파괴 조사항목인 종경, 횡경, 색도a^*값을 활용한다면 기계 수확뿐만 아니라 재배자에게도 유용한 정보를 제공하여 수확 시기를 최적화시킬 수 있을 것으로 기대한다.

국내 수박(Citrullus lanatus) 품종의 발아율에 대한 Solid Matrix Priming(SMP)의 영향을 평가하였다. Micro cel-E가 SMP 처리에 가장 이상적인 matrix로 밝혀졌으며, 종자:matix:물의 비율은 10:5:10(w/w/w)로, 25°C에서 3일 동안 처리했을 때 유근의 돌출없이 발아속도가 촉진되었다. SMP 처리 과정 동안 초기 4시간 동안의 수분 흡수율은 급격하게 증가했으며, 이후 72시간 동안은 더 느린 속도로 흡수되었고, 처리 마지막 시간까지 수분 흡수율은 41%이었다. 발아 온도와 상관없이, SMP 처리된 종자는 발아 시간이 단축되면서 발아율이 향상되었다. 특히, 최적 발아 온도보다 낮은 온도에서 발아율이 높았다. 품종별 차이는 있었으나, 특히 ‘해찬꿀’과 ‘리코스위트’ 품종에서 발아율이 유의미하게 증가하였다. 또한 일부 품종에서 SMP 처리 종자의 유묘출현율과 초장, 생체중이 무처리에 비하여 증가한 값을 보였으며, SMP 처리로 종자의 발아속도 및 유묘활력을 증진시켜 우량 묘 확보가 가능한 것으로 판단되었다.

포도 ‘My heart’의 기내증식과 기외이식 후 생장에 있어서 배양용기에 부착한 미세공극 Filter 처리가 건전한 유묘를 생산하는데 효과적인 방법을 찾고자 실시하였다. 미세공극 Filter는 환기구 크기별로 White filter type (50.0 mm×3.5 mm)과 Green filter type (50.0 mm×7.0 mm) 으로 구분하여 밀폐 처리와 비교하였다. Shoot tip 배양에 있어서 Green filter type에서 shoot 분화율이 75%로 White filter type 77%와 밀폐처리 80% 보다 낮았지만 투명화 shoot 발생율은 4%로 White filter type 13.4%, 밀폐처리 24.7%에 비하여 9.4－20.7%가 적었다. 전체 배양묘의 54.9%가 투명화 발생이 되었을 때 Green filter type으로 90일 동안 계대 배양하고 조사한 결과 투명화율은 11.8%로 감소하였고 분화한 shoot 수는 89개에서 915개로 증가하였다. Filter type에 따라 IBA 2.0 mg·L-1를 첨가하여 30일 동안 배양을 하였을 때 Green filter type에서 기내 발근율 100%, 뿌리 수 7.3개, 엽수 10.0개로 White filter type과 밀폐 처리보다 좋았다. 기외 이식하고 15일 후의 유묘 생존율도 Green filter type에서 100%로 다른 처리에 비하여 1.5－29.5% 더 높았고 초장이 11.0cm, 생체중이 1.7g 으로 가장 양호하였다. 미세공극 Green filter 처리는 포도 ‘My heart’의 기내배양에서 shoot 투명화를 감소시키고 shoot와 뿌리 생성을 촉진시키고 기외이식 후 생장은 통계적으로 유의하게 확인되어 건전한 유묘 생산에 효과적이었다.

본 논문에서는 국내외 신재생에너지 정책 동향을 분석하고 히트펌프의 종류에 따른 농업적 적용 연구 분석을 통해 적용성을 평가하고자 하였다. 국내에서는 설치비용이 상대적으로 많이 소요되고 보급율이 낮지만, 탄소중립을 위한 열 부문 온실가스 감축의 대안으로 주목할 필요가 있다. 히트펌프는 신재생에너지원의 이용효율을 극대화하고 친환경적인 난방 및 냉방 솔루션을 제공함에 있어서 중요한 역할을 한다. 외국에서는 신재생 열에너지 공급 의무화 제도로 건축물 내 열에너지 사용량의 일정비율을 신재생에너지를 통해 공급하도록 의무화하고 있으며, 신재생 열에너지 차액 지원 제도를 통해 신재생에너지 이용 설비와 화석연료 이용 설비 간의 비용 차이를 보상하고 있다. 우리나라 원예시설의 온실 난방도 예전에는 80%가 유류였지만, 최근에는 고유가로 인하여 유류가 60%, 전기가 30%를 차지하고 있는 것으로 나타나고 있다. 따라서, 전기로의 전환을 보여주고 있으며, 추후 농사용 전기 요금 정책 변화 및 요금 인상 등에 대응 하기 위한 히트펌프 활용, 보급의 확대가 필요할 것으로 생각된다. 특히, 우리나라는 에너지 가격적인 측면만을 볼 때는 히트펌프 보급에 매우 유리한 여건에 있는 것이 사실이다. 외국과 비교하여 도시가스와 전력요금이 GDP대비 낮은 수준이며, 전력요금 대비 가스요금은 상대적으로 비싼 수준이어서 히트펌프 보급에 의한 경제성이 있다(Kim, 2016). 최근 전기요금이 인상되었지만, 농사용 전기요금(저압)은 kWh당 59.5원으로 OECD 평균 전기요금에 비교하여 저렴한 편이기 때문에 히트펌프 적용에 따른 효과는 크다고 할 수 있다.우리나라는 겨울철 외기온도가 낮게 형성되는 기후적 특성으로 인하여 난방 효율이 저하 문제로 AHP는 난방기로서의 관심이 크지 않은 실정이지만, AHP 보급은 화석연료, 가스 등 연료 사용 보일러 교체에 따른 온실가스 저감 효과를 나타낼 수 있다. 우리나라도 EU 등의 사례에서 알 수 있듯이 공기열을 재생에너지로 인정함으로써 탄소중립실현을 위한 수단으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다. GHP 경우에는 지하에 파이프 시스템이 매설되기 때문에 부지 소유 조건에 따라 시공 가능 여부가 결정될 수도 있으며, GHP의 적용 방식에 따라 굴착 비용이 많이 소요될 수 있다. 지하수, 하천수, 해수, 폐수 등에 포함된 열원으로부터 흡수하여 난방 및 냉방을 제공하는 시스템으로 축열시스템과 심야전기 활용 시에는 운전비를 크게 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 슬러지(이물질)가 유입·퇴적되면 효율이 저하되거나 고장을 일으킬 가능성이 있기 때문에 유지관리에 대한 노력이 더 요구된다.히트펌프를 적용하는데 있어서 다양한 요소들을 고려해야 한다. 히트펌프를 적용하려고 하는 지리적 조건에 따라 적합한 히트펌프를 선정하는 것과 히트펌프를 적용하고자 하는 원예시설의 크기에 적합한 용량을 선정하는 것이 효율적인 에너지 이용을 위해 주요하다. 또한, 주 열원과 보조 열원을 결합한 시스템인 하이브리드 히트펌프를 이용하여 두 가지 열원을 최적화하여 사용함으로써 에너지 효율성을 극대화하기 위한 노력도 필요하다. 히트펌프의 이용 확대를 위해서는 정부의 보조금이나 세제 혜택을 통해 초기 비용 부담을 완화하는 것은 중요하지만, 그와 동시에 히트펌프의 에너지 효율을 향상 시킬 수 있는 연구개발에도 투자가 필요할 것으로 사료된다. 이로부터 히트펌프에 대한 기술 발전을 촉진하고, 보다 경제적이고 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공할 수 있기 때문이다.

딸기 수출에 있어서 미숙과 수확은 착색불량, 과실 품질 저하 등 문제를 야기하지만 단순히 수확 숙도만을 높일 경우 상품성 유지기간이 단축되는 문제가 발생한다. 따라서 본 연구는 ‘금실’ 딸기의 수출 확대를 위해 최적의 수확 숙도를 규명하고, 저장 중 상품성을 유지할 수 있는 수확 용기 변경 효과를 평가하고자 수행되었다. 수확 숙도는 착색도 50%, 70%, 90%로 설정하였고, 관행적인 과실을 포개서 수확하는 다단 수확용기와 1단 수확용기를 비교하였다. 1월, 3월, 5월에 걸쳐 수확 착색도 및 수확용기를 달리하여 수확된 과실은 수출농가와 동일하게 예냉, 선별 및 포장, 저장 과정을 거쳤고 저장 중 1일, 3일, 6일, 12일째에 과실의 착색도, 당도, 경도, 외관지수, 무게 손실률을 측정하였다. 연구 결과, 착색도 70% 이상에서 수확한 딸기는 당도가 높고 판매에 적합한 착색도를 유지한 반면 저장성은 낮아졌다. 하지만 착색도 50% 수확에서는 판매에 적합한 착색도에 도달하지 못하였다. 다단 수확용기는 과실 간의 밀착으로 인한 물리적 손상으로 저장 중 감모율이 높았으며 외관 지수가 더 빠르게 감소하였다. 반면 1단 수확용기는 외관지수 변화가 적으며 감모율이 낮아 저장 중 상품성을 유지하는 데 효과적이었다. 특히 고온기(5월)에는 90%-다단, 70%-다단보다 90%-1단 처리에서 외관지수가 더 높은 값을 보일정도로 수확용기를 변경하는 효과가 우수하였다. 결론적으로, 수출 딸기의 고품질 유지와 소비자 만족도를 위해 수확 시 착색도를 70% 이상으로 유지하고, 기존 다단 수확용기에서 1단 수확용기로의 전환이 필요하다.

작물 증발산량은 잠재 증발산량에서 작물계수를 곱하여 작물의 요수량을 산출할 수 있어 수자원 관리에 널리 사용되는　방법이다. 특히 유엔식량농업기구(FAO)가 관개 및 배수 논문 NO.56에서 발표한 Penman-Monteith　방정식(FAO 56-PM)은 잠재 증발산량을 추정하는 표준방법으로, 평균온도, 최대온도, 최소온도, 상대습도, 풍속 및 일사량의 6가지 기상 데이터가 필요하다. 그러나　농경지 인근에 설치된 기상센서는 설치 및 유지보수 비용이 높아 결측, 이상치와 같은 데이터 신뢰성 문제를 야기하여 정확한 증발산량 계산을 복잡하게 만든다. 본 연구에서는 인근 기상청의 데이터를 사용하여 필요한 6가지 기상 변수를 예측함으로써 기상 센서 없이 작물 증발산량을 추정할 수 있는지 조사하였다. 우리는 기상청의 API를 통해 수집할 수 있는 22개의 기상 변수를 입력 데이터로 활용했다. 9개의 회귀 모델을 학습한 후 성능에 따라 상위 3개를 선택하고 하이퍼파라미터 튜닝을 적용하여 최적의 모델을 식별했다. 가장 좋은 성능을 보인 모델은 Extreme Gradient Boosting Regression(XGBR)이었으며 평균온도, 최대온도, 최소온도, 상대습도, 풍속 및 일사량에서 결정계수(R²)가 각 0.98, 0.99, 0.99, 0.91, 0.72, 0.86로 높은 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 XGBR 모델이 작물 기상 데이터를 사용하여 작물 증발산 모델에 필요한 입력 값을 정확하게 예측할 수 있어 값비싼 기상 센서가 필요 없음을 시사한다. 이 접근 방식은 센서 설치 및 유지보수가 어려운 지역에서 특히 유용할 수 있으며, 직접적인 센서 데이터 없이도 표준 증발산 모델의 사용을 가능하게 한다.

본 연구는 기후변화로 인해 사과 과수원에서 발생하는 가뭄에 대응하기 위한 새롭게 개발된 ‘지중스틱’의 영향을 조사하였다. 지중스틱이 ‘후지’ 사과나무(Malus domestica Borkh.)의 증발산량, 상대엽수분함량, 토양체적수분함량에 어떤 영향을 주는지 스프링클러 관수 방식과 비교하였다. 2022년과 2023년에 지중스틱으로 측정된 일별 증발산량은 스프링클러보다 각각 37.2%와 71.4% 낮았다. 시간별 평균기온에 따른 2022년과 2023년의 지중스틱 증발산량은 스프링클러보다 48% 및 51% 낮았다. 2023년에 측정된 스프링클러와 지중스틱의 증발량은 평균기온 15°C에서 0.04L·h^-1, 0.03L·h^-1였고, 평균기온 40°C에서 0.54L·h^-1, 0.14L·h^-1였다. 관수 시스템에 따른 ‘후지’ 사과나무의 상대엽수분함량을 조사한 결과, 스프링클러와 지중스틱을 통해 각각 26L, 16L를 관수하였을 때의 상대엽수분함량은 관수 전과 비교하여 각각 관수 4시간 후, 24시간 후에 유의하게 증가했다. 동일한 시간 동안 스프링클러와 지중스틱을 통해 관수를 적용한 후, 10cm, 20cm 깊이에서 토양 체적수분함량(Volumetric Water Contents, VWC)을 측정하였다. 스프링클러는 깊이에 따른 토양 VWC에 차이가 없었다. 반면, 지중스틱으로 관수했을 때, 20cm 깊이의 VWC가 10cm 깊이의 토양 VWC보다 더 많이 변화했다. 그러나 지중스틱의 토양VWC는 스프링클러와 비교하여 낮게 나타났다. 지중스틱과 스프링클러를 이용한 동일시간의 관수에서 지중스틱의 처리에서 낮은 증발산량을 보였으며, 스프링클러보다 40% 적은 관수량이 필요한 것으로 조사되었다.

온실 내부 환경은 지역에 따라 외부 환경의 영향을 지속적으로 받는다. 본 연구는 몽골, UAE(아부다비), 호주(퀸슬란드) 등 지역별로 구축된 한국형 스마트 온실의 환경 특성을 비교하고자 수행하였다. 몽골과 아부다비의 온실 모두 내외부 엔탈피 차이가 감소함에 따라 환기율이 증가하였다. 아부다비의 반밀폐형 온실에서는 10시부터 14시까지 평균 내부 기온이 외부 기온보다 약 7－10°C 낮았고 내부 VPD(12mbar)는 외부 VPD(56mbar)보다 4.6배 낮았는데 이 결과는 포그 시스템 운영과 관련이 있는 것으로 보인다. 퀸즐랜드 온실의 경우, 내부 온도가 외부 온도보다 11시 기준 약 3.81°C 높았고, 내부 엔탈피와 VPD가 외부 온도보다 높았으며, 내부와 외부의 엔탈피 차이가 증가함에 따라 환기율이 증가하였다. 이 결과로 엔탈피를 낮추는 것은 환기와, VPD를 낮추는 것은 포그 시스템 작동과 관련이 있는 것을 알 수 있다. 또한, 작물 생육에 적합한 환경 조건을 효과적으로 관리하기 위해 엔탈피와 VPD 기반의 포그, 환기 또는 난방 시스템이 필요하다는 것을 알 수 있다.

본 연구는 54일 동안 관수량과 오이(‘아시아 은천 F1’)의 생육, 줄기 수액 흐름, 광합성 특성, 수분 이용 효율에 대한 상대 습도(RH)와 광도의 영향을 평가하였다. 오이는 토양 화분에서 재배되었으며, 토양 수분 장력계로 자동 제어(－10kPa) 하여 EC 1.5dS m^-1의 양액을 1회 주당(per plant) 265mL 공급하였다. 처리는 세 조건으로 광도 200µmol·m^-2·s^-1에 가습 처리구(HL)와 무가습의 대조구(Control), 광도 350µmol·m^-2·s^-1에 가습 처리구(HH)로 설정하였다. 주간(weekly) 평균 RH는 가습 처리구에서 79.5%(VPD 2.4kPa), 무가습 처리구에서 65.5%(VPD 4.0kPa)이었고, 평균 온도는 모든 처리구에서 25℃이었다. 총관수 횟수는 대조구에서 29회, HL처리구에서 26회, HH처리구에서 27회이었다. HH처리구에서 초장과 마디 수, 엽 생육, 줄기 직경에서 생장이 컸으며, HH처리구에서 광합성률이 더 높았고, 대조구에서 증산률이 더 높았다. 주간 엽온은 HH처리구에서 28℃, HL처리구에서 26℃, 대조구가 23℃였으며, 엽기온차는 HH처리구에서 2℃, HL처리구에서 0℃, 대조구에서 －3℃ 이였다. 모든 처리구에서 줄기 수액흐름(SFRR)은 광의 유무와 토양수분장력에 영향을 받아 광주기 시작 전 10%(HH, Control)－30%(HL)에서 광주기 시작 이후 60%(HH)－90%(Control)로 상승하였고, 관수 후 SFRR은 20－30% 상승폭을 나타냈다. 광 조사 동안 평균 SFRR은 대조구에서 88.5%로 가습처리구보다 높은 경향이었다. 이상의 결과 오이 토양 포트재배에서 토양수분장력 －10kPa 관수제어시 처리구의 토양 수분장력은 차이가 없음에도 불구하고 적정 VPD가 유지되면 오이의 생육과 암꽃발생률이 높았고 광주기 동안 엽기온차, 관수영향은 SFRR에 영향을 주었다.

최근 농촌 인구 감소와 고령화로 노동력 부족 현상이 심화되면서 농민들이 인력을 확보하는 데 어려움을 겪고 있다. 기존의 노지 벼 육묘는 많은 공간과 노동력을 요구하며, 어린 묘의 품질 관리가 어려운 문제가 있다. 본 연구에서는 컨테이너형 수직농장을 활용하여 벼 육묘일수를 줄이고, 광 및 양액의 처리에 따른 생육 효과를 확인하였다. ‘고시히카리’와 ‘참드림’ 두 품종의 벼를 지하수와 희석된 양액을 사용하여 각각 160와 355μmol·m^-2·s^-1의 광도에서 10일간 컨테이너형 수직농장에서 재배하였다. 벼 육묘 결과, 모든 품종에서 10일 만에 이앙 가능한 초장을 확보할 수 있었으며, 양액을 처리하지 않는 저광도에서 경제적 운영이 가능함을 확인하였다. 뿐만 아니라 육묘된 벼는 순화과정에 문제가 없고, 본답 정식 이후에도 기존 노지육묘와 생산성이 유사한 것을 확인하였다. 경제성 분석을 통해 육묘판 생산 시 컨테이너형 수직농장 2동 이상 있을 경우 기존 노지육묘보다 비용 절감이 있음을 확인하였다. 따라서 컨테이너형 수직농장을 활용한 벼 육묘는 비용 절감과 노동력 부족 문제 해결에 기여할 수 있는 효과적인 대안이 될 것으로 기대된다.

우리나라의 식량자급률은 49.3% 정도이며, 이중 쌀, 고구마, 감자 등은 자급률이 높으나 콩, 보리쌀, 옥수수, 밀 등은 자급률이 낮다. 또한 1인당 연간 쌀 소비량은 갈수록 감소하고 있고, 과잉 생산에 의해 쌀 가격의 경쟁력 또한 저하되고 있는 실정이다. 따라서 기존 쌀 중심의 논 이용 작부체계에서 벗어나 다양한 작물을 재배할 수 있는 밭 이용 작부체계로의 전환이 필요하다. 이 시험에서는 남부지역 밭 재배 콩 - 양파 작부체계에서의 품종 및 파종(정식) 시기에 따른 작부체계 성립 가능성 및 생산성을 구명하고자 하였다. 경남 창녕군 관내 밭 포장에서 시험을 수행하였으며 작물 별 재배 기간은 양파는 2022년 10월에서 2023년 6월까지, 콩은 2023년 6월부터 2023년 10월까지였다. 양파는 로망(조생종), 탱크(중생종), 카타마루(중만생종)의 3종을, 콩은 선유2호(단기성 두부 및 장류용 콩), 대찬, 태광(이상 일반 두부 및 장류용 콩)의 3종을 시험품종으로 각각 선정하였다. 또한 콩의 파종 시기는 6월 중순(조기), 6월 하순(적기) 및 7월 상순(만기)의 3시기로, 양파의 정식 시기는 10월 하순(조기), 11월 상순(적기), 11월 중순(만기)으로 각각 설정하였다. 주요조사항목은 시험기간 중 기상 상황, 작물 재배 전·후 토양 화학성, 작물 생육, 수량 특성 및 경제성 등이다. 콩과 양파의 재배기간 중 평균 기온과 강수량은 평년보다 높아서 고온, 다우의 기상 특성을 보였다. 시험 포장의 토양 화학성 분석 결과, 콩 재배 시 토양 산도 개량, 양이온 무기성분 함량 증가 및 질소 축적 등의 효과가 있는 것으로 생각된다. 양파에서는 조생종인 로망의 수확기가 시험 품종 중 가장 빨랐다. 또한 정식기에 따른 양파 수확기는 모든 시험 품종에서 차이가 없었다. 반면 중생종인 탱크와 중만생종인 카타마루의 상품 수량 및 경제성(소득)은 로망보다 높았다. 정식기에 따른 양파 상품 수량 및 경제성(소득)은 모든 품종에서 차이가 없었다. 콩에서는 단기성 품종인 선유2호의 수확기가 태광 및 대찬보다 빨랐다. 선유2호 및 태광에서는 파종기에 따라서 수확기에 차이가 있었으나, 대찬에서는 모든 파종기에서 수확기가 동일했다. 상품수량 및 경제성(소득)은 대찬이 태광, 선유2호보다 높았다. 작물 별 파종(정식)기, 수확기에 따른 후작물 재배 포장 준비 기간과 경제성(소득) 등을 고려했을 때, 콩(품종 : 대찬, 파종기 : 6월 하순) － 양파(품종 : 탱크, 정식기 : 11월 상순)의 작부 체계가 본 시험에서는 가장 적절한 것으로 판단된다.