수직농장 환경
지상부 환경 주요 환경요인 : 온도, 습도, 광, 이산화탄소, 풍속 등
지하부 환경 : 작물의 뿌리를 통해 영양분을 공급
주요 환경관리는 배약액 양분, 온도, 용존산소량이 있다.
식물은 빛과 물과 이산화탄소로부터 탄소화물을 만든다. 이것이 바로 광합성이다.
식물은 광섭성작용에 의해 생장한다.
광합성 합성물은 저장기관으로 이동하기 위해서는 적당한 온도를 유지해야 생산성을 높일 수 있다.
이를 위해 광합성과 전류를 촉진하고 호흡량을 줄여서 작물이 성장한다.
인공광원
복사에너지 : 태양광으로부터 나오는 것으로 전자파, 광양자의 에너지를 방출하여 전달한다.
태양광은 파장에 따라 전자파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등으로 구분된다.
파장이 짧을수록 광양자의 에너지가 크다.
식물이 자라는데 빛은 필수적이다.
수직농장에서는 빛을 공급하기 위해서 백열등, 형광램프, 할로겐램프, 고압나트륨램프, 발광다이오드와 같은 인공광원을 사용한다. 인공광원의 이용 조건은 식물이 광합성 작용에 반응이 커야 효율적이다.
수직농장에서 사용하는 인공광원은 식물의 재배하는 품목과 생육 시기와 개화 시기에 따라 다양하게 적용한다.
보통 수직농장에서는 수명이 길고 광의 효율성이 높은 LED를 많이 사용한다.
이산화탄소 공급
공기는 다양한 성분을 포함하고 있는데 그중에 가장 많은 성분이 질소로 78%를 차지한다.
그다음이 산소 21%, 아르곤 1%, 이산화탄소 0.04% 등으로 이루어진다.
이산화탄소는 대기 중 농도가 350ppm정도이다.
인간에게는 불필요한 요소이나 식물에는 생장에 필수이며 광합성 작용에 꼭 필요한 요소이다.
이산화탄소 농도가 낮아지면 광합성은 감소하여 생장 속도가 느려지만 반대로 농도가 높으면 광합성이 증가하여 생장 속도가 빨라진다.
이산화탄소 포화점에서는 비효율적이다.
식물은 광합성을 하기 위해 이산화탄소를 흡수한다.
밀폐된 실내에서는 이산화탄소가 감소하여 식물 생장을 저해하는 원인이 된다.
따라서 공기의 흐름이 없는 식물생산시설에서는 이산화탄소를 조절해줘야 하며, 이산화탄소의 공급을 위해 환기를 하거나 직접 주입해야 한다.
양액관리
수직농장에서의 수경재배 방식은 토양 없이 인공배지를 이용하여 재배하는 방식이다.
인공배지에는 식물이 자라는 데 필요한 양분을 공급하는 역할을 한다.
작물의 성장에는 다량원소와 미량원소가 필요하다.
다량원소에는 탄소, 수고, 산소, 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황이다.
미량원소에는 철, 망간, 아연, 구리, 몰리브덴, 붕소, 염산이다.
수경재배에서는 이 다량원소와 미량원소를 적절한 농도로 희석한 양액을 공급한다.
양액의 적정한 농도 확인을 위해 양액의 pH, 즉 용존산소량과 이온농도를 주기적으로 확인, 점검해야 한다.
재배방식
수경재배 방식에는 순수한 수경재배와 고형배지 재배로 나뉜다. 순수한 수경재배는 양액을 담수하거나 뿌리부위에 분무해 준다.
고형배지는 황경, 폴리우레탄, 스펀지, 펄라이트, 자갈과 같은 재료를 배지로 사용한다. 배지는 저렴하고 쉽게 공급할 수 있는 친환경 소재가 적합하다.
자동제어
수직농장은 지상부와 지하부의 환경을 적절하게 관리해야 한다.
지상부의 광 에너지, 이산화탄소, 온도, 습도, 풍속과 같은 주요 요인을 모니터링하고 최적생육환경을 관리한다.
인공광원의 공급은 복층의 작물 재배지에 대한 세심한 관리가 필요하다.
최적의 생육 모델에 따라 적당한 공을 공급해야 한다.
인공광원의 공급은 재배 작물의 종류와 생산 목적에 따라 알맞게 공급되어야 한다.
청색광 400~500nm의 경우 엽록소 형성이 활발하여 잎채소 재배에 적당하다.
녹색광 500~600nm은 줄기 신장에 좋고 성장억제 효과가 있다.
적색광 600`~700nm은 식물의 성장을 크게하고 뿌리 생육이 활발하다.