양액관리, 온도조절, 빛의 양 조절에 관한 고찰

양액 관리

 

 수경재배는 흙을 사용하지않고 양액에서만 영양분을 흡수함으로 양액관리가 필수적이다. 양액관리가 안되면 작물의 성장지연, 영향 과다/결핍, 해충 발생등 많은 문제점이 생긴다.

 

양액 제조

 양액을 제조할때는  A통,B통C통,D통을 사용하여 만들 수 잇다. A통에는 질소, 칼리, 칼슘, 철 등이 들어가며 B통은 질소, 인산, 고토, 붕소들이 들어간다. C통의 경우 대부분이 질소로 이루어져있고 C통은 PH를 쉽게 조절할 수 있다. D통의 경우 비타민이나 영양제로 식물이 잘 클수 있게 도와준다.  A와 B통의 경우 필수적이지만 C통과D통은 선택사항이다.

 

 또한 양액을 제조할때는 꼭 나눠서 타야한다. A통의 질산칼슘을 B통에 넣게 되면 인이나 황이 칼슘이 만나면 불용화되어 이용할 수 없게 된다. 이렇게 되면 여과기나 모터를 입자들에 의해 고장날 수 있고, 식물이 양분을 흡수하는데 양이온과 음이온을 흡수할 수 없음으로 A통을 먼저 넣어주고 B통을 넣어주는 것이 바람직하며 지속적으로 양액을 갈아줘야 한다. 

 

PH

 PH란 용액의 수소이온 농도지수를 나타내는 지표이다.  A통과 B통을 이용해 PH조절은 거의 불가능 하다.  C통의 질산과 인산을 이용하면 정확히 제어할 수 있지만 임의적으로 질산과 인산을 넣어줄경우 비율의 양도 어렵고 비율이 정말 어렵다. PH가 높을 겨우에는 식초나 식용구연산을 넣으면 조금은 해결할 수 있다. PH가 너무 낮을 경우에는 수산화나튜룸이다 탄산칼륨을 넣어주면 되지만 물을 갈아주는 방법을 택하도록 하자.

 

EC

 EC란 전기전도도로 용액에 전기가 얼마나 잘 통하는지 나타내는 지표이다. 이는 영양분의 농도와 관련이 있으며 양성이온과 음성이온으로 나눠 전기전도도가 변화하게 된다. EC조절도 수경재배에서 필수적이다. 영양분 공급을 최적화하고 결핍과 과다영양이 일어나지 않도록 주의해야한다. EC는 어느정도 물을 추가하거나 영양을 추가하여 조절할 수 있다. 주로 여름철에는 일조량이 강하고 온도가 높아 수분 소비량이 높음으로 공급 EC를 조금 낮게 설정하고 겨울철의 경우 반대로 조금 높게 설정하는 것이 좋다. 

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온도조절

 

상추를 키우기로 결정했는데 상추는 저온성 식물이라고 알려져있다. 하지만 수경재배 비닐하우스에서 냉각시스템을 투입하는것은 참 어렵다. 온도를 낮추려고 많이 생각해보았는데 쉽지가 않았다. 다음은 냉각시스템을 투입하려고 생각한 방법들이다. 

1. 통풍 : 비닐하우스를 열어 외부와 공기를 교환하여 열을 제거하는 방법. 하지만 여름철 외부의 온도도 높은 편이기 때문에 효과가 별로 없을것 같다. 

2. 배기팬과 흡기팬 : 마찬가지로 공기나 기체를 바깥으로 빼내고 시원한 바람을 들여줄순 있지만 외부온도와의 차이가 크지 않기 때문에 효과가 미미할 것 같다. 또한 겨울철에 비닐하우스역활에 방해가 될 것 같다.

3. 냉각기 : 가장 효과적이고 정확하게 제어할 수 있는 방법이다. 하지만 나에겐 너무 비싸다....ㅠ

4. 냉각팬 : 기화열을 이용하여 물의 온도를 낮추는 방법이다. 그나마 부담이 덜되는 방법이지만 냉각팬이용시 물의 증발이 매우 빨리리되는데 이는 PH와 EC에 큰 영향을 줄 수 있음으로 다른 방법이 좋을것 같다.

5. 펠티드 소자 이용 : 펠티드 소자의 특성을 이용해서 냉각, 가열할 수 있다. 나름 괜찮은 방법이지만 전기적인 효율이 매우 낮기 때문에 저탄소를 목표로하는  프로젝트와 맞지 않는듯 하다. 

 

 위와같은 방법들이 있지만 결국 비닐 하우스를 제거하고 5V모터에 바람을 쐬어주고 온도가 너무 올라가면 잎에 초음파 분무기를 뿌려 기화열로 온도를 내려주어야겠다. 바람이 부는것은 식물에게도 중요한 요소이고 바람이 너무 강하면 작물에 피해가 될 수 있으니 5V모터로 선택하였다. 아래 사진은 물을 뿌려주고 선풍기를 쐬어주었을때 온도가 얼마나 내려갈 수 있는지 테스트해본 결과이다. 약 2도정도 떨어짐을 확인 할 수 있었다. 

 

 반대로 온도를 높이는 방법은 히터를 틀거나 비닐하우스를 넣어주면 온도가 유지된다. 하지만 상추가 저온성 식물이라 실내온도와 크게 차이나지 않아서 일단은 만들고 겨울이 되었을때 문제가 발생하면 그때 방향성을 잡아야겠다.

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빛의 양 조절과 재배방식

 

 원래 수경재배에서는 씨앗을 스펀지나 배지에 넣어 재배하고 그중에서 잘 자란 싹만 골라내어 수경시스템으로 옮겨야 한다. 또한 잎이 자람에 따라 빛의 양을 조절해 LED의 위치를 조절해줘야 되는데 나는 이러한 과정들도 자동으로 진행되면 좋을거 같아서 여러 고민을 해보았다. 

 

 빛의 양조절은 시간이 지남에 따라 각도가 조절되도록 서보모터를 달아 LED의 위치를 조절하면 될거 같고, 옮겨 심는작업은 수위를 조절해서 육묘기에는 스펀지가 촉촉하게 적셔질수 있게 수위를 높게 설정하고 뿌리가 자람에 따라 벨브를 조절해 수위를 낮추어주면 뿌리에 산소 공급도 용이해질 것 같다. 근데 오늘 실험을 한번 해봤는데 벨브가 강하게 고정되어있어 서보모터의 토크로 돌려질지는 실제로 해봐야될 것 같다.

 벨브 서보모터는 MG946R을 사용할 예정이다. 4.8V에서 10.5kg 토크힘을 가지고 있다는데 일단 구매해서 해보고 안되면 그냥 LED 용으로 써야겠다 ㅎㅎ