Availability of Slurry Composting and Biofiltration for Cultivation of Cherry Tomato

방울 토마토 재배 시 퇴비단 여과 액비의 이용가능성

In this study, the availability of slurry composting and biofiltration (SCB) solution as an alternative for synthetic nutrient solution was determined by monitoring the growth, fruit yield, and fruit quality of cherry tomato (Solanum lycopersicum L. 'Unicon'). Treatments for nutrient solution were consist of SCB 1/2N, 1N, 2N, and commercial nutrient solution 1N (CNS 1N) based on nitrogen concentration (218.32 $mg{\cdot}L^{-1}$) of cherry tomato nutrient solution (control 1N). All nutrient solution including SCB solution (440~520 mL per day) was supplied to rock wool medium using a timer. After 31 days of transplanting, fresh and dry weights of shoots, leaf area, plant height, stem diameter, SPAD value and number of node were measured. After measuring growth characteristics of tomato plants, total fruit yield, ratio of marketable fruit yield, fruit weight, total soluble solids content, total acidity, total phenolic concentration, and antioxidant capacity were determined once a week for 7 weeks. As a result, among the SCB treatments, SCB 1/2N was similar to control 1N and CNS 1N in terms of fresh and dry weights of shoots, leaf area, stem diameter, number of node, and SPAD value. Increased N concentration of SCB inhibited the growth of tomato plants. Total fruit yield of SCB 1/2N was 47% of that of control 1N which showed the best result. Percentage of marketable fruit yield in SCB 1/2N was about 58%. Soluble solids contents, total acidity, total phenolic concentration and antioxidant capacity was the highest in SCB 2N and the other treatments were not shown any difference. Blossom-end rot rarely occurred in control 1N and CNS 1N while SCB treatments without Ca induced the physiological disorder of 7~19%. In conclusion, SCB 1/2N was good for the vegetative growth of cherry tomato plants but reduced yield and quality of fruit compared with control 1N and CNS 1N. Thus, it is possible to apply SCB solution to grow cherry tomato plants hydroponically but in the consideration of fruits yield and quality additional supply of several minerals would be required.

본 실험은 SCB(slurry composting and biofiltration) 액비의 방울 토마토(Solanum lycopersicum L. 'Unicon') 수경재배 이용가능성을 알아보기 위해 실시 되었다. 배양액처리 대조구로는 방울 토마토 전용 배양액(Control 1N)을 사용하였고, 이 배양액의 질소량($218.32mg{\cdot}L^{-1}$)을 기준으로 시판양액 1N(CNS 1N), SCB 1/2N, SCB 1N, SCB 2N을 타이머 제어에 의해 하루에 440~520mL을 공급하였다. 31일 동안 재배한 후 지상부 생체중과 건물중, 엽면적, 초장, 줄기직경, SPAD값, 마디수를 조사하였으며, 그 후 주 1회 총 7번의 과실을 수확하여 총 생산량과 상품성 과실 비율, 과실중, 당도와 산도, 과실의 총 페놀 농도 및 항산화도, 배꼽썩음병 발생률을 조사하였다. 그 결과 SCB처리 중에는 SCB 1/2N은 지상부 생체중 건물중, 엽면적, 줄기직경, 마디수 및 SPAD값에서 Control 1N 및 CNS 1N과 유의적 차이를 보이지 않으면서 우수한 생육을 유도하였다. SCB는 질소 농도가 증가하면서 점차로 생육의 저해현상을 보였다. 과실의 총 생산량은 Control 1N에서 가장 높았으며, SCB 처리중 생장이 가장 좋았던 SCB 1/2N 처리구는 Control 1N 총 생산량의 47%를 기록하였다. 상품성 과실 비율도 SCB 1N과 SCB 1/2N 처리구는 약 57~58%로 낮게 나타났다. 당도와 산도, 총 페놀 농도와 항산화도에서는 SCB 2N에서 가장 높은 수치를 보였고, 나머지 처리구와 대조구에서는 유의적으로 차이를 보이지 않았다. 배꼽썩음병은 Control 1N, CNS 1N에서는 발생하지 않았지만, SCB 2N, 1N, 1/2N 처리구는 각각 약 7, 13, 19%의 발생률을 나타내었다. 결론적으로 SCB 1/2N 처리는 Control 1N와 CNS 1N과 비교해서 방울 토마토의 영양생장에는 양호한 결과를 보였지만, 과실의 수량과 품질을 유지하지는 못했다. 따라서 SCB 액비는 방울토마토 시설 수경 재배에서 배양액으로의 가능성은 확인하였지만, 과실의 생산량과 상품성을 고려한다면 개화기 및 과실 비대기에 추가적인 무기 양분의 공급이 필요할 것으로 판단되었다.