CO2 이것저것
식물재배에 필요한 요소중 이산화탄소, 산소, 소수는 토양의 성분이나 양액의 양분에서 얻는 것이 아니라 대기중이나 물에서 얻게 됩니다. 산소와 수소는 물에서 얻게 되고 이산화탄소는 대기 중에 포함된 이산화탄소에서 얻게 됩니다. 대기중 이산화탄소의 농도가 350ppm 이다. 식물이 요구하는 적절한 이산화탄소 요구량을 공급한다면 노지에 비해 재배기간 단축이나 수확물의 중량 증대와 같은 성과를 얻을 수 있다.
식물이 생장하기 위한 생리작용은 광합성에 많은 부분을 차지한다. 광합성은 빛, 온도, 이산화탄소, 물과 함께 이온화된 질소, 인산 칼륨 등의 영양성분을 받아들여 이루어진다. 이중 이산화탄소를 통한 탄소 화합물이 90% 내외이고 물과 함께 이온화되어 받아들여진 질소, 인산, 칼륨 등의 영양성분의 화합물은 10% 내외이다.
이산화탄소 농도가 너무 높으면 식물이 정상적으로 자라지 못하고 키만 자라는 웃자람현상이 일어날 수 있기 때문에 700~1,500ppm의 범위에서 적절하게 조절할 필요가 있다.
센서를 통해 이산화탄소 농도가 일정 수준 이하로 떨어졌을 때 일정 수준까지 올려주도록 공급할 수도 있고, 빛을 조사하는 시간과 온도에 따라 광합성이 높은 시간을 정해 공급하는 방식도 있다.
이산화탄소 공급 방법
- 실내 이산화탄소 농도가 대기중 이산화탄소 농도인 350ppm 보다 낮은 경우 환기를 통해 외부의 공기를 실내로 공급하는 방법
- 가스 등 연료를 연소하여 발행하는 이산화탄소를 실내에 직접 공급하는 방식
- 고압으로 충전된 액화 탄산가스나 고체 탄산을 이용하는 탄산가스 공급장치
이산화탄소 공급시 장점
1) 해충의 의사소통을 방해하는 역할을 한다.
- 톱다리개미허리노린재는 이산화탄소 농도가 증가할 수록 수명이 압도적으로 감소된다.
- 왕담배나방은 이산화탄소의 농도가 높으면 교미를 위한 페로몬 반응에 영향을 준다.
2) 작물의 품질과 생산량 증가에 기여
- 경북농업기술원에 따르면 참외에 이산화탄소를 공급했을 때 당도가 일반 참외보다 높아졌다고 발표했다. 이에 성주과채류시험장은 딸기, 토마토, 오이, 수박, 멜론 등 작물에도 이산화탄소가 당도에 영향을 끼친다고 강조했다.
- 경기 오이 재배 하우스의 경우 600~900ppm의 이산화탄소를 공급한 결과 병충해도 방지되었고, 오이 수확일이 빨라지고 수확량이 30% 증가되었다고 밝혔다.
농진청 "식물성장 적합 이산화탄소는 700ppm"
https://www.safetimes.co.kr/news/articleView.html?idxno=76318
농촌진흥청이 공기 중의 이산화탄소 농도가 새싹채소의 성장과 기능성물질 합성에 미치는 영향을 과학적으로 밝혔다.
이 연구는 새싹채소의 성장과 기능성물질 합성에 최적의 이산화탄소 농도를 찾는 것이다. 배추·박초이·무순·홍빛열무싹 4종류에 350, 700, 1000, 4000ppm(parts per million, 100만분의 1)농도로 공급 후 작물의 크기와 비타민 C 합성량, 항산화 효과를 측정했다.
일반적으로 공기 가운데 이산화탄소는 350ppm으로 측정된다.
실험 결과, 이산화탄소의 농도가 700ppm일 때 실험 기준 농도인 350ppm보다 배추 크기는 1.9%, 박초이는 1.84%, 홍빛열무싹은 3% 커졌다. 1000ppm 이상에서는 작아졌다.
또한, 700ppm에서 배추는 0.44배, 박초이는 0.48배 비타민 C가 높아졌으며, 4000ppm에서는 각각 1.21배, 0.86배 증가했다.
항산화 효과 측정 결과, 700ppm에서 배추는 7.5%, 박초이는 2%, 무순은 3.3%, 홍빛열무싹은 7.2% 높아졌다. 4,000ppm에서 배추는 21%, 박초이는 7%, 무순은 5.3%, 홍빛열무싹은 15% 높아졌다.
이산화탄소 농도가 높을수록 새싹채소별 비타민 C의 함량이 증가하고 항산화효과도 개선됐으나, 다수확을 고려해 이산화탄소의 최적 농도를 700ppm으로 설정할 수 있었다.