원예기능사 필기 - 토양수분, 탄산가스 시비

1. 토양수분 측정

1) 건토중량법

• 중량 수분햠량을 측정하는 표준 측정 방법으로, 젖은 토양과 건조 토양의 무게만으로 측정한다. 건토중량법은 가장 고전적이면서도 가장 정확한 토양수분 표준 즉 정법이다.
• 측정 방법 : 포장에서 토양 채취도구 (모종삽 등)을 활용하여 시료를 채취한 후 공기가 통하지 않는 용기나 봉투에 담아서 실내로 가져온다. 채취한 젖은 시료 무게를 저울을 이용하여 측정. 시료를 측정한 후 시료를 말린다. 말린 토양시료의 무게를 측정한다. 수분함량식을 이용하여 수분함량을 계산한다.
  수분함량(%, 중량) = 건조 전 토양무게 - 건조 후 토양무게/ 건조 후 토양무게

2) 토양수분장력계

• 토양수분장력계는 가장 널리 이용되는 토양수분 측정 방법이다. 텐시오미터를 이용하며 포장 상태에서 토성에 관계없이 토양의 수분 상태를 연속적으로 측정할 수 있으며 관수 시기와 관수량을 정확하게 알 수 있다.
• 토양수분장력계를 이용한 토양수분의 측정 원리는 다공질컵을 관으로 연결하여 토양이 물을 잡아당김에 따라 다공질컵에 걸리는 압력을 압력계로 직접 읽는 것이다.
• 측정 방법
  -토양에 매설할 깊이와 특성을 고려하여 적절한 토양수분 장력계를 선택.
  압력계를 점검한다. 압력계의 연결 부위를 살짝 빨아 압력계의 정상 작동 여부를 확인한다.
  - 토양수분장력계를 조립한다. 공기가 새지 않도록 나사 부위를 테프론 테이프로 감고, 연결 부위에 들어가는 고무링을 넣는다.
  - 토양수분장력계에 물을 채우고 공기를 제거한다. 조립된 토양수분장력계에 끓인 증류수를 채워 넣고, 공기방울이 맺히면 살살 두드려 기포를 제거한다.
  - 영점을 조절한다.
  - 토양수분장력계를 매설한다.
  - 3~6시간 정도 경과 후 안정이 되면 토양수분을 측정한다.

3) 토양수분의 표현

• 토양수분의 양적인 면의 표현방법 : %로 표현되는 토양수분 함량
• 토양수분의 질적인 면의 표현방법 : kPa(또는 bar, pF)로 표현되는 토양수분 퍼텐셜(장력)

 

https://youtu.be/K9U3bzjmP48?si=fLETXHoSnERFXypT

 

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2. 탄산가스 시비

1) 공기 환경

• 공기의 구성 : 질소 약 78.1%, 산소 약 21%, 아르곤 약 1%, 이산화탄소 약 0.03%
• 산소는 작물의 호흡작용에, 이산화탄소는 광합성 작용에, 질소는 질소 동화 작용에 이용된다.

2) 탄산가스 시비

• 식물은 탄산가스(이산화탄소)를 흡수함으로써 포도당을 생성하게 되므로, 탄산가스 농도를 증가시키면 광합성 속도를 증가시킬 수 있다.
• CO₂ 보상점, 포화점 
  - CO₂ 보상점 : 광합성에 의한 유기물의 합성속도와 호흡에 의한 유기물의 소모속도가 같아지는 CO₂ 농도의 수준으로, 대기 중 이산화탄소 농도의 약 1/10~1/3배 정도이다.
  - CO₂ 포화점 : CO₂ 농도가 어느 한계점까지 높아지면 CO₂의 투하량을 그 이상 높여도 광합성속도는 증가하지 않는 점으로, 대기 중 이산화탄소 농도의 약 7~10배 정도이다.
• 탄산가스 농도의 일변화
  - 호흡작용으로 인하여 해뜨기 직전에 700~1500ppm으로 높게 나타나지만, 해가 뜨면서 급속히 저하하여 환기 직전에는 300ppm 미만으로 크게 감소하게 된다.
  - 탄산가스 농도가 감소하였을 때 광합성량이 급격하게 감소한다. 겨울에는 보온이 필요해서 환기가 불가능하므로 탄산시비를 해 줄 필요가 있다.
• 시설 내에서 하루 중 이산화탄소의 농도가 가장 큰 시간은 해뜨기 직전이다.
• 탄산시비 공급원 : 액화탄산가스와 프로판가스 등이 사용되고 있으며, 미숙 유기물도 공급원이 된다.

3) 탄산가스 시비 방법

• 환기
  - 환기에 의해 온실 내로 외부의 공기를 공급함으로써 공기 중의 탄산가스 농도인 350ppm까지 부족분을 보충하는 것.
  - 가장 간편하지만 정밀한 생육 환경 조성이 어려운 면이 있고 350ppm 이상의 고농도 환경을 만들 수 없다.
  
  
• 액화 탄산가스 시비법
  - 온실 밖의 그늘진 곳에 20~30kg의 가스탱크를 설치하고 배관하여 하우스 내로 공급한다.
  - 유해가스가 발생하지 않고 비교적 장치가 간단하여 소규모 온실에 적용하기 좋다.
  - 액화 탄산가스의 가격이 다소 비싸고, 기화기를 설치해야 한다.
  
  
• 드라이아이스 시비법
  - 고체탄산(dryice)을 용기에 담아 실내에 두면 승화하면서 탄산가스를 방출한다.
  - 하절기에 냉방의 효과가 있고 소규모 온실에 쉽게 적용이 가능하다.
  - 균일한 분포를 위해 내부 유동팬과 승화된 탄산가스를 송풍 하는 시스템이 필요하다.
  - 액화 탄산가스보다 비싸다.
  
  
• 연소식 탄산가스 시비법
  - 천연가스, 프로판가스, 백등유 등의 연료를 연소시켜 탄산가스를 발생시킨다.
  - 가격이 저렴하고 장치가 간단하지만 온도와 습도조절이 어렵다.
  - 연소 시 질소산화물, 일산화탄소, 아세틸렌, 이산화황 가스로 인해 발생 작물에 피해가 나타날 수 있다.
  
  
• 고체 탄산가스 시비법
  - 탄산가스 시용을 쉽게 할 수 있으나 탄산가스 발생량 대비 가격이 비싸고, 탄산가스 농도 조절이 어렵다.
  - 최근 개발된 탄산나트륨과 탄산암모늄에 촉매제를 이용한 제품이 농가에 적용되고 있다.

3. 탄산가스 시비 효과

1) 화훼작물별 탄산가스 시비 효과

• 장미 : 1000ppm의 이산화탄소 시용으로 53%의 절화 수량을 증대시켰고, 개화기 단축 및 꽃잎의 수를 크게 증가시켰다.
• 국화, 카네이션 등 : 수량 증대, 절화 품질의 향상 및 절화의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

2) 탄산가스 적용 시 고려사항

• 시비량 : 광도, 온도 등이 적당할 때 시용은 약 1,000~1,500ppm이 적당하다. 광도가 낮으면 탄산가스 포화점이 낮아지기 때문에 시비 농도를 낮추고, 반대로 광도가 높으면 시비 농도를 높여야 한다. 측창 환기를 하는 동안 탄산가스 농도를 높게 시용하는 것은 비효율적이다.
  장미의 탄산가스 적정 농도는 700~1,000ppm이다. 
• 시비 시기
  - 보통 본엽 2~3매가 전개될 때부터 탄산가스를 시용하도록 한다.
  - 유묘일 때에는 탄산가스 소비량이 매우 적고 광합성 능력도 낮으므로 탄산가스 시용 효과가 매우 낮다. 
  - 일출 후 약 1시간 후부터 환기할 때까지 3~6시간이 적당하다. 
  - 일사량이 충분할 때 기공이 충분히 열려 광합성이 활발히 진행되므로 효과적이다.
  - 비 오는 날은 탄산가스를 사용하지 않고, 흐린 날은 맑은 날보다 30~40% 낮은 농도를 공급한다.