다품종 작물재배를 위한 조합 가능형 양액 순환공급 시스템

Abstract

향후 국내 에너지 위기와 기후변화에 따른 적극적 대처방안의 일환으로 미래의 식량자원 확보차원에서 기후변화와 무관하게 특수하게 조성된 인공환경에서의 작물재배가 가능한, 온실이나 비닐하우스 및 기존 식물공장과 같은 시설재배의 경제성 문제를 해결하기 위해 지속가능하고 에너지 효율이 높은 작물 인공재배 시설의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 적층형 밀식재배시설의 작물 생육공간 디자인을 위해 대상작물의 생육특성과 구축된 자연광 공급방식 설비구조를 바탕으로, 하나의 시설을 기반으로 작물마다 별도의 양분조성을 실시간으로 조합 가능한 새로운 양액 공급방식과 생육설비 시스템을 제시한다. 우선 양액 공급방식은 기존의 수기경, 담액재배 및 에어로졸 시스템이 대표적이며 그 방식에 따라 적합한 작물재배시설 구성요소를 선정하였다. 또한 생육설비 구조를 시설재배 자동화에 초점을 두어 파종, 생육, 수확으로 재배공간을 분업화 하였으며 생육부를 시설규모별 확장 가능한 부분으로 모듈화 하였다. 이를 위해 담액재배 방식을 개선하여 작물재배 트레이가 이동 가능한 형태로 자동화 설비를 구축하였으며 다품종 작물재배가 가능하도록 가변화된 설비를 구축하였다. 또한 지속적인 양액순환 설비를 통해 요구 양액 농도 변화에 능동적으로 대처하고 폐양액의 배출을 제로화 하여 최소의 자원으로 작물재배가 가능하다. 본 연구는 적층형 밀식재배공간을 구축하여 자연광만으로 효과적인 다층 작물생육이 가능한 도농복합지역형 스마트 그린하우스의 새로운 생육환경 시스템 도출의 일환이다.