수경재배

적상추, 다채, 청경채는 웬만하면 잘 발아하고,

치커리, 쑥갓은 온도가 조금 더 따뜻해야 발아가 잘 된다고 합니다.

앞전에 치커리를 3주가 지나도 발아가 잘 안 되더라고요.

집 안 온도가 22~23 정도라서 그런가 봅니다.

참조. (농기술길잡이) 수경재배 > 제2장 작물별 수경재배 기술 > 8 엽채류 > 나. 파종 및 육묘 p157

그리고, 우레탄 스펀지(수경용 스펀지) 경우 수분관리를 해야 표 2-8-4와 같은 발아율이 나오고 나옵니다.

그림 2-8-2 오른쪽 그림을 보면, 트레이의 수위를 80 로 유지하고 발아했다고 되어 있네요.

현재 발아 테스트 중입니다. ^^

그리고, 발아 후 본옆이 3~4매 나왔을 때, 정식판에 옮길 예정입니다.

산도(pH)는 용액 내에 존재하는 수소이온(H+)의 농도를 나타내는 지표로, 0 ~ 14까지의 수치로 나타낸다.

배양액 산도(pH)는 양분의 용해도와 작물의 양분흡수에 직접 영향을 미치며, 대부분의 작물은 토양재배와 수경재배에서 모두 pH 5.5 ~ 6.5 범위에서 대체로 생육이 왕성하다. 그 이유는 pH 5.5 ~ 6.5 범위에서 대부분의 무기양분의 흡수가 원활히 이루어 지기 때문이다.

작물의 이온흡수 특성에 따른 뿌리 주변부분(근권부) 배양액 pH변화를 보면 작물이 양이온(K+, NH₄, Ca²+, Mg ²+)을 흡수하면 뿌리에서 배양액으로 수소이온이 발출되어 뿌리 둘레(근권)의 pH가 낮아진다.

반대로 음이온(NO₃-, SO₄²-, H₂PO₄-)을 흡수하면 수산이온(OH-)이 방출되어 뿌리 둘레(근권) pH가 높아진다.

이러한 pH변화는 작물적 요인(작물의 종류, 품종), 생리적 요인(생식생장기, 영양생장기), 환경요인(지상부의 온.습도와 광도, 뿌리 주변(근권) 온도) 에 따라 배양액 내에 존재하는 양이온과 음이온의 흡수비율이 달라지기 때문이다. 뿌리 주변(근권)의 pH를 적정 수준으로 유지하는 것은 수경재배에서 가장 중요한 배양액 관리 중의 하나이다.

배양액의 pH는 5.5 ~ 6.5로 유지하는 것이 좋지만 5.0 ~ 7.0 의 범위에서도 작물 생육에는 지장이 없다.그러나, pH가 4.5이하로 떨어지면 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등의 알칼리성 염류가 양액에 녹지 않는다(불용화).

pH가 7.0 이상일 경우에는 철이 침전되어 작물 흡수가 어렵고,

8.0 이상이면 망간과 인이 불용화되기 쉽다.

생식생장기 동안에는 식물이 칼륨을 중심으로 양이온을 많이 흡수하여 뿌리 둘레(근권)의 pH가 낮아진다. 이때에 암모니아태질소가 함유된 비료염을 사용할 경우 뿌리 둘레(근권)의 pH가 더욱 낮아진다. 이를 방지하기 위해서 중탄산칼륨(KHCO₃)과 같은 비료를 사용하며 중탄산칼륨은 칼륨의 공급원이 될 뿜만 아니라 동시에 중산탄이온(HCO₃-)이 pH가 낮아지는 것을 방지하여 pH를 안정적으로 유지한다.

ps. 참조자료. (농업기술길라잡이 191) 식물공장 / 제2장 인공광 식물공장 / 7. 수경재배 / 나. 배양액 관리 기술 / 2) 산도(pH)관리 (p133)

https://www.nongsaro.go.kr/portal/ps/psb/psbx/cropEbookLst.ps?menuId=PS65290&sText=&pageIndex=1&pageSize=10&sKeyword=&sNameOrderAt=Y&group2Cnt=&cropEbookGubunChk=&sStdPrdlstCode=&sStdTchnlgyCode=&stdPrdlstCode=&sRdaStdPrdlstCode=&sRdaStdTchnlgyCode=&kidofcomdtyNo=0&sOldDtShowAt=N&sSearchText=&sSearchType=srchType02&cNo=173&stdItemCd=AE04AE45&cropsEbookNm=%EC%8B%9D%EB%AC%BC%EA%B3%B5%EC%9E%A5#

5 pH 이하루 내려가면, 양분흡수가 어려워진다. (농업기술길잡이 / 수경재배 p.54)

배양액 농도는 전기전도도(Electrical Conductivity, EC)로 나타낸다. EC는 배양액 내 모든 이온농도를 합산하여 나타내는 수치다.

EC는 전이온농도라고도 하며, 각 무기성분의 함량을 정확하게 알 수 없기 때문에 정기적으로 전문기관에 배양액 분석을 의뢰해야 한다.

생육초기에는 작물의 양. 수분 흡수량이 적어 저농도(표준의 1/3)로 관리하고, 생육이 진전됨에 따라 농도를 높인다.

잎과 줄기의 생육을 촉진하기 위해서는 질소를,

과일 생산을 위해서는 인, 칼륨, 칼슘 농도를 높이는 목적에 맞는 성분의 농도 조절이 필요하다.

배양액 농도는 겨울철에는 높게, 여름철에는 낮게 관리하는데 이것은 계절에 따른 수분소비량이 다르기 때문이다.

일반적으로 작물벌 적정 뿌리 주변(근권) 배양액 농도는

열매채소류(과채류) 2.5 ~ 3.5 dS.m-1, (1,250 ~ 1,750 ppm, 계수 500 적용)

절화류(꽃) 2.0 ~ 2.5 dS.m-1 (1,000 ~ 1,250 ppm, 계수 500 적용)

입채소류(엽채류) 1.5 ~ 2.0 dS.M-1 (750 ~ 1,000 ppm, 계수500적용)

수준이다.

광량이 부족한 겨울철이나 이상기후로 충분한 빛을 확보할 수 없을 때는,

열매채소류(과채류) 3.0 ~ 6.0 dS.m-1, (1,500 ~ 3,000 ppm, 계수500적용)

로 짙게 관리하기도 한다.

순환식은 비순환식보다 낮게 관리하고 피트모스나 코코피트 등의 유기재지는 낮게, 암면과 펄라이트 등의 무기배지는 다소 짙게 관리하는 것이 일반적이다.

ps. 참조자료. (농업기술길라잡이 191) 식물공장 / 제2장 인공광 식물공장 / 7. 수경재배 / 나. 배양액 관리 기술 / 1) 농도(EC) 관리 (p132)
https://www.nongsaro.go.kr/portal/ps/psb/psbx/cropEbookLst.ps?menuId=PS65290&sText=&pageIndex=1&pageSize=10&sKeyword=&sNameOrderAt=Y&group2Cnt=&cropEbookGubunChk=&sStdPrdlstCode=&sStdTchnlgyCode=&stdPrdlstCode=&sRdaStdPrdlstCode=&sRdaStdTchnlgyCode=&kidofcomdtyNo=0&sOldDtShowAt=N&sSearchText=&sSearchType=srchType02&cNo=173&stdItemCd=AE04AE45&cropsEbookNm=%EC%8B%9D%EB%AC%BC%EA%B3%B5%EC%9E%A5#

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현재 엽채류만 키우고 있고, 양액에 칼슘을 추가하기 전에는 800ppm이라서 적정했는데,

칼슘을 추가한 이후 1400ppm으로 높게 나왔습니다. 식물상태를 봐가면 칼슘농도를 줄여야겠네요.

end.

발코니의 선반에 커버를 씌운 후 온실 효과를 더 높이고자 뽁뽁이를 붙였습니다.

그런데, 햇빛이 들어오는 부분에 대해서는 뽁뽁이를 해야할 지 고민이 되서 ChatGpt에 물었습니다.

결론)

1. 뽁뽁이는 광 투과율이 나빠(광투과율 50~70%), 산란 필름을 추천함.(80%~90%)

2. 뽁뽁이는 단열효과는 있음.

3. 일반 투명 비닐보다 산란 필름이 광투과율이 약간 낮을 수 있지만, 빛을 고르게 분산시켜 작물 생장에 유리한 환경을 만든다.

ps. 필름별 광투과율 

- 뽁뽁이 : 50% ~ 70%

- 산란 필름 : 80% ~ 90%

- 일반 투명 비닐: 85% ~ 90%

일단, 앞은 기존의 투명 필름을 유지하고, 좌, 우, 뒤만 뽁뽁이를 설치했습니다.

앞쪽도 다음에는 투명비닐보다는 산란필름으로 교체해야 겠네요.

시골을 지나다 보면 비닐하우스가 반투명으로 보였는데, 아마도 산란필름인가 봅니다.

ps. 아래는 장수비닐 제품을 설명입니다. 단순한 비닐이 아니였네요. ^^;;;

end.

아래는 ChatGpt 내용입니다.

Q1. 직사광 온실에 뽁뽁이를 달면 직사광이 없어지는데, 광량에 크게 영향을 줄까요?

온실에 뽁뽁이를 붙이면 직사광을 줄이는 효과가 있지만, 동시에 내부로 들어오는 광량도 감소할 수 있습니다. 뽁뽁이는 빛을 산란시키는 역할을 하기 때문에 직사광으로 인한 과도한 열 축적을 방지하고, 온실 내부 온도를 일정하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 하지만 이 과정에서 광량이 일정 부분 감소할 수 있어 광합성이 필요한 식물에게는 영향을 미칠 수 있습니다.

광량 감소가 문제가 될 경우:

• 뽁뽁이를 붙이는 대신, 투명도가 높은 차광막이나 산란 필름을 사용하는 것도 고려할 수 있습니다.
• 뽁뽁이를 일부 구역에만 설치하거나, 시간대별로 제거 및 부착하는 방법도 가능합니다.

식물 상태 확인: 뽁뽁이 설치 후 식물의 생장 상태나 광합성 활동을 주기적으로 관찰하여 필요에 따라 조치를 취하는 것이 좋습니다.

설치 목적에 따라 뽁뽁이의 유용성이 달라지므로, 열 차단과 광량 사이에서 적절한 균형을 찾아야 합니다.

Q2. 산란 필름과 뽁뽁이의 광량차이가 있나요?

산란 필름과 뽁뽁이는 모두 빛을 산란시키는 역할을 하지만, 광량에 미치는 영향에는 차이가 있습니다.

산란 필름

• 광 투과율: 일반적으로 산란 필름은 고투명성 소재로 만들어져 빛을 산란시키면서도 광 투과율이 높습니다.
• 효과: 직사광을 부드럽게 분산시켜 광합성에 필요한 빛을 효과적으로 전달하며, 그림자나 과도한 열 축적을 줄입니다.
• 장점: 빛이 더 균일하게 분포되므로 온실 내 모든 식물에 고르게 빛을 공급할 수 있습니다.

뽁뽁이

• 광 투과율: 뽁뽁이는 주로 공기층이 포함된 플라스틱으로 만들어져 빛의 투과율이 상대적으로 낮습니다. 이는 산란 필름에 비해 광량 감소가 더 클 가능성이 있습니다.
• 효과: 단열 효과가 뛰어나 온도 조절에는 유리하지만, 광량이 부족할 경우 식물 생장에 영향을 줄 수 있습니다.
• 장점: 비용이 저렴하고 설치가 간단합니다.

광량 비교

• 산란 필름은 보통 80~90% 이상의 광 투과율을 유지합니다.
• 뽁뽁이는 투명도와 두께에 따라 다르지만, 일반적으로 광 투과율이 50~70% 수준일 수 있습니다.

결론

• 광량 확보가 중요하다면 산란 필름이 더 적합합니다. (==> 전면부는 광량 확보가 중요함)
• 온도 조절이 더 중요하다면 뽁뽁이가 효율적일 수 있습니다.
  최종 선택은 온실 내 식물의 요구 조건(광합성 필요량, 온도 민감도 등)과 예산에 따라 결정하면 됩니다.

Q3. 비닐 하우스의 재질은 산란 필름인가요?

비닐하우스의 재질은 사용하는 목적과 환경에 따라 다르며, 반드시 산란 필름일 필요는 없습니다. 일반적으로 사용하는 비닐하우스 재질은 다음과 같습니다:

1. 일반 투명 비닐 (PE 필름)

• 특징: 광 투과율이 높아 햇빛을 직접 투과시킴.
• 장점: 저렴하고 설치가 쉬우며, 직사광을 그대로 받을 수 있어 광합성이 필요한 작물에 적합.
• 단점: 직사광으로 인해 과열이나 그림자 문제가 발생할 수 있음.

2. 산란 필름

• 특징: 빛을 산란시키는 처리가 된 비닐로, 균일한 광 분포를 제공.
• 장점: 온실 내부의 온도와 빛 분포를 고르게 유지하여 작물 성장에 유리.
• 단점: 일반 비닐보다 가격이 비쌈.

3. 차광 필름

• 특징: 빛의 투과를 줄이고 과도한 직사광을 막아줌.
• 장점: 강한 햇빛이나 고온 지역에서 열 축적을 방지.
• 단점: 광량이 줄어드는 단점이 있어, 광합성이 적게 필요한 작물에 적합.

4. 다층 필름 (단열 필름)

• 특징: 여러 층으로 구성되어 단열 효과를 제공.
• 장점: 열 손실을 줄이고 내부 온도를 일정하게 유지.
• 단점: 투명도가 낮아 광량이 줄어들 수 있음.

5. 특수 기능 필름

• 자외선 차단 필름: 해충 억제 및 작물 보호.
• 방적 필름: 물방울 생성 방지로 광투과율 유지.

결론

산란 필름은 광량과 온도 조절이 모두 필요한 경우 적합하며, 일부 고품질 작물 재배용 비닐하우스에서 주로 사용됩니다. 하지만 기본적인 비닐하우스는 일반 투명 비닐이나 차광 필름을 사용하는 경우가 많습니다. 선택은 재배 작물, 지역 환경, 예산에 따라 달라집니다.

Q4. 일반적인 비닐하우스의 광투과율은 어느정도 인가요?

일반적인 비닐하우스에서 사용하는 재질의 광투과율은 70~90% 정도입니다. 이는 사용된 비닐의 종류와 상태에 따라 다를 수 있습니다. 구체적으로는 다음과 같습니다:

1. 투명 비닐 (일반 PE 필름)

• 광투과율: 약 85~90%
• 특징: 깨끗하고 새로운 상태에서는 높은 투과율을 유지하지만, 시간이 지나면서 먼지, 오염물, 자외선에 의한 변색(황변) 등이 발생하면 광투과율이 감소할 수 있습니다.

2. 산란 필름

• 광투과율: 약 80~90%
• 특징: 일반 투명 비닐보다 약간 낮을 수 있지만, 빛을 고르게 분산시켜 작물 생장에 유리한 환경을 만듭니다.

3. 차광 비닐

• 광투과율: 약 50~70%
• 특징: 강한 직사광을 차단하고 열 축적을 방지하기 위해 설계된 재질로, 광합성이 덜 필요한 작물이나 고온 지역에 적합합니다.

4. 노화된 비닐

• 광투과율: 60~80% 이하로 감소
• 특징: 먼지 축적, 자외선에 의한 손상 등으로 인해 시간이 지나면 광투과율이 급격히 떨어집니다.

광투과율 유지 팁

• 주기적인 청소: 비닐 표면에 쌓인 먼지와 이물질을 제거하여 투명도를 유지.
• 고품질 비닐 사용: 자외선 차단 코팅이 된 내구성 좋은 비닐을 선택하면 광투과율 감소를 줄일 수 있음.
• 교체 주기 관리: 비닐은 일반적으로 3~5년마다 교체하는 것이 좋습니다.

결론

새로운 상태의 일반 비닐하우스는 약 **85~90%**의 광투과율을 제공하지만, 환경적 요인과 재질에 따라 달라질 수 있습니다. 고품질 비닐과 관리 방법을 사용하면 광투과율을 더 오래 유지할 수 있습니다.

end.

수경재배 관련 책을 보면 평균적으로 1일 빛 누적 량이 77,000 lux 정도로 보고 있습니다.

(77,000 lux에 대한 근거 자료를 좀 더 찾아봐야겠습니다.)

그래서, 1 lux의 의미를 먼저 알아보고,

대표적인 상추(엽채류) 식물이 필요한 빛의 밝기와 지속시간을 정리했습니다.

결론:

1.  1 lux는 1 lumen의 빛이 1제곱미터(m²)의 면적에 골고루 퍼질 때의 밝기.

• LED등의 스펙은 1m 거리에서의 밝기다.
• 1/거리m² 비율로 멀어질수록 어두워진다.

2. 상추 생육에 필요한 빛의 밝기와 지속시간

2.1 필요한 조도

 - 약 15,000~25,000 lux

 ps. 농사로 사이트 / "수경재배" ebook 에는 상추는 광보상점은 1,500 lux, 광포화점은 25,000 lux로 되어 있습니다.

       여기에  온도  /습도 / TDS(ppm) / pH 도 조건을 잘 맞춰야 쑥쑥 커겠죠.

2.2 빛 지속시간과 조합

2.3 생육 단계별 지속시간과 lux

• 발아 단계:
  • 빛 강도: 10,000~15,000 lux
  • 지속시간: 10~12시간
  • 발아 시기에는 약한 빛으로도 충분하며, 광량 과다는 피해야 합니다.
• 생장 단계:
  • 빛 강도: 15,000~25,000 lux
  • 지속시간: 12~16시간
  • 이 단계에서는 강도와 지속시간 모두 중요한 역할을 합니다.
• 수확 단계:
  • 빛 강도: 15,000~20,000 lux
  • 지속시간: 12시간 내외
  • 과도한 빛은 피하고, 최적의 조도로 유지합니다.

결국, 오늘 수경재배기에 설정한 밝기도 더 밝게 하면, 수확을 늘리 수 있다는 거네요.

거실 온도를 더 내릴 수는 없어서, LED의 높이를 더 내리면 온도가 올라가서 현재 높이가 일단은 최선 같습니다.

상추만 키우는 것이 아니라서, 최적은 힘들고 적정선에서 조정해야겠습니다.

발코니는 너무 추워서 겨울이 지나면 장소를 옮길지 고민해 봐야겠네요.

end.

아래는 ChatGPT로 자료를 정리했습니다.

1 lux는 조도의 단위로, 한 평면에 얼마나 밝게 빛이 도달하는지를 나타냅니다. 이를 이해하려면 조도와 관련된 개념을 살펴보는 것이 유용합니다.

1. Lux의 정의

• 1 lux (lx):
  1 lumen의 빛이 1제곱미터(m²)의 면적에 골고루 퍼질 때의 밝기를 말합니다.
  • 단위: lx = lm/m²
  • 여기서 **lumen(lm)**은 광속의 단위로, 빛의 총 출력량을 의미합니다.

2. 쉬운 예로 이해하기

• 촛불:
  1미터 떨어진 거리에서 촛불 하나가 비추는 조도가 약 1 lux입니다.
• 실내조명과 비교:
  • 흐린 밤의 야경: 약 1 lux
  • 가정의 일반 실내조명: 약 100~500 lux
  • 밝은 태양 아래: 약 100,000 lux

3. LED에서의 1 lux 의미

LED 조명이 1 lux의 밝기를 제공한다는 것은:

• 1제곱미터 크기의 면적에 1 lumen의 광속이 균등하게 분포되었음을 뜻합니다.
• 빛이 넓게 퍼질수록 lux 값은 낮아지고, 좁은 영역에 집중될수록 lux 값은 높아집니다.

4. 실제 적용에서의 중요성

• 조명 설계:
  LED 조명에서 lux는 특정 공간(책상, 방, 거리 등)의 요구 조도를 충족하기 위해 설계될 때 중요한 기준입니다.
• 예시:
  • 독서용 조명: 약 300~500 lux 권장
  • 길거리 조명: 약 10~30 lux

1 lux는 어두운 환경에서도 아주 약한 밝기를 의미하며, 예를 들어 미세한 표시등이나 아주 어두운 상태에서 식별 가능한 조도로 이해할 수 있습니다.

그러면, 상추는 얼마만큼의 빛의 세기와 지속시간이 필요할까요?

아래는 ChatGPT로 자료를 정리했습니다.

상추 재배 시 필요한 빛의 지속시간과 lux 단위의 빛 강도를 함께 정리하면 다음과 같습니다.

1. 상추의 빛 요구량 (lux 기준)

• 필요 조도: 약 15,000~25,000 lux
  • 이 조도는 빛의 세기(μmol/m²/s) 기준으로 약 200~400 μmol/m²/s에 해당합니다.

2. 빛 지속시간과 조합

3. 생육 단계별 지속시간과 lux

• 발아 단계:
  • 빛 강도: 10,000~15,000 lux
  • 지속시간: 10~12시간
  • 발아 시기에는 약한 빛으로도 충분하며, 광량 과다는 피해야 합니다.
• 생장 단계:
  • 빛 강도: 15,000~25,000 lux
  • 지속시간: 12~16시간
  • 이 단계에서는 강도와 지속시간 모두 중요한 역할을 합니다.
• 수확 단계:
  • 빛 강도: 15,000~20,000 lux
  • 지속시간: 12시간 내외
  • 과도한 빛은 피하고, 최적의 조도로 유지합니다.

4. 참고 사항

• 자연광: 맑은 날 햇빛의 조도는 약 100,000 lux로, 상추에는 과도할 수 있습니다. 직사광선을 차단하거나 반그늘에서 재배하는 것이 좋습니다.
• 인공조명 (LED): LED 풀 스펙트럼 조명을 사용하는 경우, 15,000~25,000 lux를 제공하며, 하루 12~16시간 동안 조명을 유지하는 것이 이상적입니다.

5. 결론

• 상추는 15,000~25,000 lux의 조도에서 12~16시간 동안 빛을 받는 것이 가장 적합합니다.
• 빛의 강도가 낮을수록 지속시간을 늘려야 하고, 강도가 높으면 지속시간을 줄이는 방식으로 조절할 수 있습니다.

마지막으로, 

광포화점과 광보상점에 대해서 알아보겠습니다.

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**광포화점(light saturation point)**은 식물이 광합성 과정에서 빛의 세기가 일정 수준에 도달했을 때, 더 이상 빛의 세기를 증가시켜도 광합성 속도가 증가하지 않는 점을 말합니다.

이 지점에서는 식물이 광합성을 최대한으로 수행하며, 더 강한 빛을 받아도 효율이 더 높아지지 않습니다. 대신, 과도한 빛은 광 스트레스를 유발할 수 있습니다.

광포화점의 주요 특징

1. 광합성 최대치:
   광포화점에서는 식물의 엽록체가 빛을 활용하여 광합성을 수행할 수 있는 최대 속도에 도달합니다. 이 상태에서는 빛의 세기를 높여도 더 많은 산소나 탄수화물이 생성되지 않습니다.
2. 제한 요인:
   광포화점 이후에는 빛이 아닌 다른 요인(예: 이산화탄소 농도, 온도, 영양분 등)이 광합성을 제한하게 됩니다.
3. 식물별 차이:
   • 저광성 식물: 낮은 빛 환경에서도 광합성이 활발하며, 광포화점이 낮습니다.
     예: 고사리, 관엽식물 → 약 20,000~30,000 lux.
   • 고광성 식물: 강한 빛에서 광합성이 활발하며, 광포화점이 높습니다.
     예: 토마토, 고추 → 약 50,000~80,000 lux 이상.

광포화점과 관련된 개념

1. 광보상점 (light compensation point):
   • 식물이 호흡을 통해 소비하는 이산화탄소와 광합성을 통해 생산하는 이산화탄소가 같아지는 빛의 세기를 뜻합니다.
   • 광보상점 이하의 빛에서는 식물이 생존에 필요한 에너지를 충분히 생산하지 못합니다.
2. 광스트레스:
   • 광포화점을 넘는 빛이 지속되면 잎이 손상되거나 광합성 능력이 저하됩니다.

상추의 광포화점

• 상추와 같은 저광성 또는 중광성 식물의 경우 광포화점은 대략 25,000~30,000 lux(약 400~600 μmol/m²/s)입니다.
• 이를 넘는 강도의 빛에서는 추가적인 광합성 효과가 없으며, 과도한 빛은 생장에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다.

결론

광포화점은 식물의 광합성 효율을 이해하고 최적의 빛 환경을 제공하는 데 중요한 지표입니다. 식물 재배 시, 광포화점 이하의 빛 환경에서 충분한 빛을 제공하는 것이 이상적이며, 이를 초과하는 강도의 빛은 피하는 것이 좋습니다.

광보상점에 대해서

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**광보상점(light compensation point)**은 식물이 광합성을 통해 생산하는 산소와 에너지가, 호흡 과정에서 소비하는 산소와 에너지와 동일한 수준이 되는 빛의 세기를 의미합니다.

이 지점에서는 식물이 에너지를 생산과 소비의 균형 상태로 유지하며, 추가적인 생장은 이루어지지 않고 단지 생존만 가능합니다.

광보상점의 주요 특징

1. 광합성과 호흡의 균형:
   • 광보상점에서는 광합성 속도와 호흡 속도가 같아서, 이산화탄소(CO₂)와 산소(O₂)의 순 교환이 없습니다.
   • 빛의 세기가 광보상점보다 낮아지면, 식물은 에너지를 소모하며 자원이 고갈될 수 있습니다.
2. 식물별 차이:
   광보상점은 식물의 종류와 환경에 따라 크게 달라집니다.
   • 저광성 식물 (shade plants):
     • 광보상점이 낮습니다.
     • 예: 고사리, 스파티필룸 → 약 1,000~5,000 lux.
   • 고광성 식물 (sun plants):
     • 광보상점이 높습니다.
     • 예: 토마토, 고추 → 약 10,000~15,000 lux.

광보상점과 빛의 세기

• 광보상점 이하:
  • 빛이 부족하여 식물이 호흡에서 더 많은 에너지를 소비하고, 성장하지 못하며 결국 고사할 수 있습니다.
• 광보상점 이상:
  • 빛이 충분해지면서 광합성이 호흡을 초과하게 되고, 식물이 생장하고 에너지를 축적할 수 있습니다.

광보상점과 광포화점의 차이

상추의 광보상점

• 상추와 같은 저광성 식물의 광보상점은 대략 1,000~5,000 lux(약 20~50 μmol/m²/s)입니다.
  ==> 농사로 사이트 / "수경재배" ebook 에는 상추는 광보상점은 1,500 lux, 광포화점은 25,000 lux로 되어 있습니다.
• 따라서 상추를 재배할 때 이보다 낮은 빛의 세기에서는 생장이 멈추고, 생존이 어려울 수 있습니다.

결론

광보상점은 식물이 에너지 균형을 유지하기 위해 필요한 최소한의 빛의 세기입니다.

• 저광성 식물은 낮은 광보상점에서 잘 자라므로 실내 환경에서도 생존 가능하지만, 고광성 식물은 더 많은 빛이 필요합니다.
• 식물 재배 시 광보상점보다 높은 빛 환경을 유지해야 생육과 수확이 가능합니다.

end.

현재는 실내에서 수경재배기 2대로 채소를 키우고 있지만,

좀 따뜻해지면 베란다에서 식물을 키우고 싶어서 수경재배기를 만들려고 자료를 모으고 있습니다.

DIY로 "담액 순환식 수경(DFT: deep flow technique)" 재배기를 제작한다면,

1) 리빙박스 위에 포터 구멍을 뚫고,

2) 리빙박스를 아래에는 원터치피팅으로 호스를 연결해서 수위를 점검하고,

3) 다단으로 리빙박스로 구성하면, 아래위 박스를 연결해 줍니다.

4) 마지막으로 맨아래 양액저장통에서 워터펌프로 맨 위 리빙박스로 양액을 올려 줍니다.

예전에 사용하던 6mm 호스가 있어서 재활용하려는데,  6mm 호스와 워터펌프 용량의 용량이 적정한지 궁금해서 ChatGPT에 질문을 했습니다.

워터펌프를 aliexpress.com에서 보통 240L/h 제품을 많이 판매해서, 해당 제품으로 질문을 했습니다.

결론 요약.

1. 240L/h 펌프에 6mm 호스는 가정용 수경에 적합하다.

 - 단, 호스가 길어지면, 압력이 약해지므로 8mm 이상이 적합하다.

2. 100L/h 펌프의 경우,  6mm 호스로 2m 높이로 물을 이동시키는 것이 가능하지만,
    펌프의 수두(헤더)(최대 높이 지원)가 2.5 m 이상인지 확인이 필요하다.

- 소형 수경재배 펌프의 수도는 보통 1.5m ~ 3m 사이인데, 수두 높이 확인은 필요함. 소형제품에는 정보가 없네요.

- 만약 펌프의 최대 수도가 낮다면, 가능한 방법.

  1) 호스 직경을 8mm로 늘리면 마찰 손실이 감소하여 더 효율적으로 물을 이동시킬 수 있다.

  2) 더 강력한 펌프로 교체한다.

3. 호스 크기와 유량 참고 표

아래 표는 호스 내경에 따른 대략적인 유량과 적정 유속을 나타냅니다.

4. 가능하면, 6mm 보다는 8mm 이상 호스를 추천.

현재 10mm 호스로 작업하고 있는데, 호스가 굵으면 전반적인 원가가 올라갑니다. (2024-12-27 업데이트)

호스도, 원터치피팅도 모두 가격도 올라갑니다. 참조하세요.

DIY를 몇 번 해서 8mm와 10mm를 비교해봐야 겠네요.

end.

ps. 너무 상세히 나오니까, 머리가 아파옵니다. 제품을 구매 후 후기를 작성해야겠습니다. ^^;;;

아래는 ChatGPT로 정리하였습니다.

펌프 용량이 240L/h인 경우 적당한 호스 외경은 펌프가 효율적으로 작동할 수 있도록 유량과 압력을 고려하여 결정해야 합니다. 다음을 참고하세요:

1. 펌프 용량과 유량 계산

• 240L/h는 약 4L/min입니다.
• 이 정도의 유량은 소형 및 중소형 수경재배 시스템에 적합하며, 일반적인 소형 호스로도 충분히 처리 가능합니다.

2. 적합한 호스 직경 선택

권장 호스 외경

• 6mm 외경 (내경 약 4mm):
  • 4L/min의 유량을 안정적으로 처리할 수 있습니다.
  • 저압 시스템(1~2 bar)에서 적합하며, 대부분의 가정용 수경재배 시스템에서 사용됩니다.
• 8mm 외경 (내경 약 6mm):
  • 더 많은 유량을 필요로 하거나, 호스 길이가 길어 압력 손실이 우려되는 경우 적합합니다.
  • 펌프와 연결되는 메인 라인으로 적합하며, 분배 라인으로는 6mm를 사용할 수 있습니다.

3. 유량에 따른 압력 손실 고려

호스 직경이 너무 작으면 압력 손실이 발생하여 유량이 감소할 수 있습니다.

• 호스 길이가 짧거나 시스템이 간단한 경우: 6mm 외경 사용 가능.
• 호스 길이가 길거나 높은 위치로 영양액을 이동시킬 경우: 8mm 외경 이상 권장.

4. 필터와 연결 부품 고려

• 펌프 앞에 필터를 설치하여 이물질로 인한 막힘을 방지하세요.
• 사용하려는 피팅과 호스 외경이 호환되는지 확인하세요.

결론

• 펌프 용량이 240L/h인 경우, 호스 외경 6mm가 적합합니다.
• 그러나 호스 길이가 길거나 시스템 확장이 예상된다면, 메인 라인에 8mm 외경을 사용하는 것을 추천합니다.
  이 방식은 효율적인 유량 유지와 압력 손실 방지에 도움을 줍니다. 😊

추가로, 왜 이런 결론이 내렸는지도 궁금해서 질문을 했습니다.

호스와 펌프 용량을 계산하는 공식이 이나, 표가 있으면 알려주세요.

아래는 ChatGPT로 정리하였습니다.

펌프 용량이 100L/h이고, 6mm 호스를 사용하여 2m 높이로 물을 이동시키려면, 펌프의 **압력 헤드(수두)**와 호스 내에서의 압력 손실을 고려해야 합니다. 이를 계산해 보겠습니다.

1. 펌프의 기본 수두 계산

• 펌프가 물을 2m 높이로 이동시키려면 최소한의 수두가 필요합니다.
• 수두(압력 헤드, hh)에 따른 압력 요구:

Prequired=ρ⋅g⋅h

• ρ=1000 kg/m ³  (물의 밀도)
• g=9.81 m/s²  (중력 가속도)
• h=2 m

Prequired = 1000 x 9.81 x 2 = 19620 Pa (≈0.2 bar)

따라서 펌프가 최소 0.2 bar의 압력을 제공해야 2m 높이로 물을 올릴 수 있습니다.

2. 호스 내 압력 손실 계산

압력 손실은 호스 길이와 직경, 유속에 따라 결정됩니다. Darcy-Weisbach 방정식을 간략화하여 계산합니다:

ΔP=f x L/D x ρv ² /2

입력값:

• L=2 m (호스 길이)
• D=6 mm = 0.006 m (호스 내경)
• ρ=1000 kg/m³ (물의 밀도)
• Q=100 L/h = 0.0000278 m ³ /s
• 단면적 A = π⋅r2 = 3.14 ⋅ (0.003) ²  = 0.00002827 m ² 
• 유속 v = Q/A = 0.0000278 / 0.00002827 ≈ 0.98 m/s

마찰 계수 (ff):

• 소형 호스의 경우 f≈0.03 로 가정.

압력 손실 계산:

ΔP = 0.03 ⋅ 2/0.006 ⋅ 1000⋅(0.98)² / 2

ΔP = 0.03 ⋅ 333.33 ⋅ 480.1 ≈ 4800 Pa (≈0.048 bar)

3. 총 압력 요구량

총 압력 요구량은 호스의 압력 손실과 높이에 따른 수두를 합한 값입니다:

Ptotal = Prequired + ΔP = 0.2 bar + 0.048 bar = 0.248 bar

4. 펌프의 성능 확인

펌프가 100L/h의 유량을 유지하려면, 펌프의 최대 수두(헤드)가 2.5m 이상이어야 합니다. 일반적으로 소형 수경재배 펌프의 수두는 1.5m~3m 사이에 있으므로, 다음을 확인해야 합니다:

• 펌프 사양에 수두가 2.5m 이상으로 명시되어 있다면 가능합니다.
• 수두가 2.5m 미만이면 유량이 감소하거나 물이 2m 높이에 도달하지 못할 수 있습니다.

결론

• 6mm 호스와 펌프로 2m 높이로 물을 이동시키는 것은 가능하지만, 펌프의 수두(최대 높이 지원)가 2.5m 이상인지 확인이 필요합니다.
• 펌프의 수두가 부족하다면, 8mm 호스로 업그레이드하거나 펌프를 교체하는 것을 고려하세요.
• 펌프 성능이나 유량이 궁금하다면 사양을 확인 후 추가로 문의 주세요! 😊

TDS와 EC에 대해서 알아보겠습니다.

수경재배를 할 때, 양액의 ppm(TDS: Total Dissolved Solids 총용존고형물) 과 pH(수소이온농도) 를 많이 신경을 써는데,

그중에서 비슷한 의미의 TDS와 EC에 대해서 알아보겠습니다.

1. ppm은 영양상태를 측도가 되고,

    - ppm이 낮으면, 양액을 더 추가해야하고, ppm이 높으면 물을 희색해야합니다.

    - ppm값이 측정기로 일정하다고 하더라도, ppm이 점점 높아지는 추세면,
      양액 농도가 짙은어서 물을 더 많이 흡수한다는 뜻으므로, 농도를 낮춰야 합니다.

2. pH(수소이온농도)는 식물이 양액을 흡수하기 위한 농도를 맞추기 위해 측정합니다.

   - 보통 식물은 6.0pH 정도를 좋아하고, 식물에 따라서 농도차이가 조금 있습니다.
     전문적으로 재배한다면, 생산력과 관려이 있으므로 권고하는 농도를 참조해야 합니다.

   - 가정에서 수돗물을 사용하면 보통 7pH가 넘기 때문에(알카리성), 산도조절제(보통 산성)를 넣어 6pH정도로 맞춥니다.

TDS와 EC에 대한 상세내용은 아래에 정리하였습니다.

아래 내용은 ChatGPT를 사용하여 정리하였습니다.

수경재배에서 TDS(Total Dissolved Solids)와 EC(Electrical Conductivity)는 작물 재배에 중요한 물리적, 화학적 요소를 나타내며, 수경재배 시스템에서 영양액의 품질과 농도를 평가하는 데 사용됩니다.

1. TDS (Total Dissolved Solids, 총 용존 고형물)

• 정의: 물 속에 녹아있는 모든 고형 물질(무기 염류와 유기 물질)을 측정한 값.
  주로 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K), 질산염(NO₃⁻), 황산염(SO₄²⁻) 등의 영양소 농도를 포함합니다.
• 단위: ppm (parts per million)
• 역할:
  • 작물 성장에 필요한 영양소가 적절히 포함되어 있는지 평가합니다.
  • TDS가 너무 낮으면 작물이 필요한 영양소를 충분히 공급받지 못할 수 있고, 너무 높으면 작물에 염분 스트레스를 유발할 수 있습니다.
• 측정 방법: TDS 미터로 측정하며, EC 값을 바탕으로 TDS를 계산할 수도 있습니다.
                   (보통 TDS = EC × 계수, 일반적으로 500~700 사용)

2. EC (Electrical Conductivity, 전기 전도도)

• 정의: 물 속의 이온(전기 전도에 기여하는 영양소)의 농도를 측정하여 물의 전기 전도성을 나타냅니다.
  영양소 농도가 높을수록 전도도가 증가합니다.
• 단위:         mS/cm (밀리지멘스 퍼 센티미터)
           또는 μS/cm (마이크로지멘스 퍼 센티미터)  <-- 수경재배기에서는 이 단위를 더 많이 사용하는 것 같습니다.
• 역할:
  • 영양액 농도가 적절한 범위에 있는지 확인합니다.
  • EC 값이 너무 낮으면 영양소 부족, 너무 높으면 과잉 염류로 인한 피해가 발생할 수 있습니다.
• 측정 방법: EC 미터로 간단히 측정 가능합니다.

TDS와 EC의 관계

• TDS는 EC를 기반으로 추정됩니다. TDS는 EC 값에 변환 계수를 곱한 값으로, 이 계수는 물에 포함된 이온 종류에 따라 다릅니다.
  • 일반적인 변환 공식: TDS (ppm) = EC (mS/cm)×계수(500 ~ 700)
• TDS는 더 직관적으로 실제 용해된 물질의 양을 나타내고, EC는 전기적 특성을 이용해 간접적으로 농도를 측정합니다.

적절한 TDS와 EC 값 (작물별로 다름):

• 잎채소: EC 1.0-1.5 mS/cm, TDS 500-750 ppm
• 과채류: EC 2.0-3.0 mS/cm, TDS 1000-1500 ppm
• 허브류: EC 0.8-1.2 mS/cm, TDS 400-600 ppm

중요성

• TDS와 EC 값은 작물의 종류, 생육 단계, 수온 등에 따라 조절해야 합니다.
  • 초기 생육 단계: 상대적으로 낮은 값
  • 성장기/결실기: 더 높은 값

정기적으로 TDS와 EC를 모니터링하여 적절한 영양 공급과 작물의 건강한 성장을 유지하는 것이 중요합니다.

end.

수경재배를 시작하면서, 여기 수돗물은 약 염기성이라는 걸 알게됐습니다.

pH페이퍼로 보면 7.* 점 대, aliexpress.com에서 산 측정기로는 앞전에 7.83 정도 나왔네요.

그래서, 오늘 다시 궁금해서 측정해 봤습니다.

pH페이프로 수돗물을 측정한 경우, 7보다는 진하고 8보다는 많이 연합니다. 

그리고, 시간이 지나면 조금 더 진하게 보입니다. (아래 사진이 1-2분 후 다시 확인 했을 때 색상)

그리고, 측정기에서 측정한 값입니다. 몇일전은 7.83 이었는데,  오늘은 8.06 네요.

이 지역에 큰 눈이 내린 후라서 영향이 있는지도 모르겠네요.

그래도, 측정기 값은 참 신뢰기 안갑니다. 처음에 pH보정을 하다가 리셋했는데,

그때 중간에 0.4 정도 낮게 나온 것 같습니다. 교정을 위한 시료가 오면 다시 교정을 해봐야 겠네요.

그래도, 수돗물의 수소이온농도가  7점대 중반 정도는 정상일까 라는 의문이 듭니다.

그래서 찾아봤습니다.

※ 군포시상하수도 : https://www.gunpo.go.kr/sudo/index.do

2024.11.4 에 측정한 원수 수질검사에서 수소이온농도는 7.4 pH 네요.

그리고, 아래 매뉴 "정수장 수질검사(월) 결과" 를 보면,

2024.11.8 에 측정한 수소이온농도는 7.5 pH 입니다.

맨아래 수돗물품질보고서를 보면, 연간 자료가 있는데,

수질용어 정의에는 7pH 전후의 물이 음용에 적합하고, 수질 기준은 5.8 ~ 8.5 pH사이라고 하네요.

참고로, 2024.11.27 서울시 아리수 정수센터의 수소이온농도 자료 입니다.

7.2 ~ 7.4 정도로 유지되고, 여기도 기준은 5.8 ~ 8.5 pH이네요.

결국 요즘 우리가 마시는 수돗물은 약 염기성 이네요.

※ 서울아리수본부 : https://arisu.seoul.go.kr/c2/sub6_1_1.jsp

토양에서 재배하는 경우, 비료에 산성성분이 있어서 약산성으로 바뀐다고 되어있네요.

그리고, 너무 산성화 되면 석회를 섞어서 중화시킨다고 합니다.

수경재배의 경우, 양액을 섞은 후, pH 농도 조절은 필 수 인 것 같습니다.

아래는 ChatGPT에 물어본 수수이온농도정보입니다.

pH 농도는 수소이온농도(potential of Hydrogen)의 약자로, 물질이 산성, 중성, 또는 염기성(알칼리성)인지 나타내는 척도입니다. 수용액 내 수소 이온(H⁺)과 수산화 이온(OH⁻)의 농도를 기반으로 측정됩니다.

pH 척도

• pH 값은 0부터 14까지의 범위를 가집니다.
  • pH 7: 중성 (예: 순수한 물)
  • pH < 7: 산성 (예: 레몬즙, 식초)
  • pH > 7: 염기성(알칼리성) (예: 비누, 암모니아 용액)

pH 측정 원리

• 수소 이온 농도의 음의 로그 값을 계산하여 pH를 나타냅니다. pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log [H⁺]
  • 여기서 [H+][H⁺]는 수용액 내 수소 이온의 몰 농도입니다(단위: 몰/L).

pH의 중요성

1. 물의 품질 관리:
   • 수돗물의 pH는 일반적으로 6.5~8.5 범위로 유지되어야 안전합니다.  (<== 우리 규정보다 엄격한 값이네요)
   • 너무 산성이나 알칼리성일 경우 배관 부식, 건강 문제 등을 유발할 수 있습니다.
2. 환경 모니터링:
   • 강, 호수 등의 pH는 생물의 생존에 중요한 영향을 미칩니다. pH가 극단적으로 변하면 생태계가 파괴될 수 있습니다.
3. 산업 분야:
   • pH 조절은 식품, 제약, 화학 공정 등에서 필수적인 공정입니다.

pH와 일상

• 산성: 식초(pH 약 2.5), 레몬즙(pH 약 2), 커피(pH 약 5)
• 중성: 순수한 물(pH 7)
• 염기성: 비누(pH 약 9), 표백제(pH 약 12)

end.

ps. 오늘의 수경재배기  수소이온농도

재배기의 왼쪽과 오른쪽의 농도를 테스트 했습니다. 

pH페이프로 보면 6.0에 가깝게 보입니다.

그리고, 재배기의 측정기 값은 역시 왼쪽은 7.07, 오른쪽 6.94 이네요.

대략 0.5 오차가 나고 있는 것 같습니다. 측정기는 교정 후 다시 해봐야 겠어요. 

ChatGpt를 활용하여 내용을 정리하였습니다.

ChatGpt를 활용하여 내용을 정리하였습니다.