딸기의 코이어 수경재배에서 FDR 센서를 이용한 관수조절 시 관수 후 최소대기시간과 관수종료시각이 배액율, 수분이용효율, 비료이용효율 및 딸기의 수량에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 관수 후 다음 관수까지의 최소대기시간은 0분, 5분, 10분, 15분과 계절에 따라 10분(11월)-15분(12월~2월)-5분(3월~4월)으로 변화를 갖도록 설정하였다. 관수종료시각은 13시, 15시, 17시 처리와 관수종료시각 없이 24시간 관수한 처리로 하였다.
딸기의 코이어 재배에서 겨울(12월~1월)에 관행의 일평균 주당 급액량은 162.9mL이었고, 배액율은 25.4%이었다. 겨울에 FDR 센서 제어의 일평균 주당 급액량은 관행의 30.3~72.9% 수준이었다. 즉, FDR 센서 제어의 배액율은 16% 이하였다. FDR 센서 제어 중 최소대기시간 10분의 배액율은 5% 이하였고, 일평균 주당 수분 보유량은 112.2mL로 관행의 주당 수분 보유량 121.5mL과 비슷한 수준이었다. 봄(2월~4월)에 관행의 일평균 주당 급액량은 269.4mL이었고, 배액율은 35.4%이었다. 봄에 FDR 센서 제어의 일평균 주당 급액량은 관행의 37.5~89.1%였다. FDR 센서 제어의 배액율은 20% 이하였다. FDR 센서 제어 중 최소대기시간 0분, 15분 10-15-5분 처리의 배액율은 15% 미만이었다. 그 중 최소대기시간 15분에서 가장 낮은 8.5%의 배액율을 보였고 일평균 주당 수분 보유량은 115.4mL 로 가장 높았다.
딸기의 코이어 재배에서 관수종료시각에 따른 관행의 일평균 주당 급액량은 겨울에 급액량은 162.8mL이었고, 배액율은 25.4%였다. FDR 센서 제어의 일평균 주당 급액량은 관행의 41.3~79.9% 수준이었다. FDR 센서 제어의 배액율은 17% 이하였다. FDR 센서 제어 중 관수종료시각 13시의 배액율은 10% 이하였고, 급액량이 관행과 비슷한 수준이었다. 봄에 관행의 일평균 주당 급액량은 267.1mL이었고, 배액율은 26.5%였다. 같은 시기에 FDR 센서 제어의 일평균 주당 급액량은 타이머의 37.8~67.4%였고, 배액율은 15% 이하였다. FDR 센서 제어 중 관수종료시각 17시의 배액율은 6% 이하였고, 급액량이 관행과 비슷한 수준을 보였다.
딸기의 코이어 재배에서 관행의 수분이용효율은 13.8g·L·plant-1이었다. 최소대기시간에 따른 수분이용효율은 최소대기시간 5분을 제외한 모든 FDR 센서 제어에서 관행보다 높았다. 그 중 최소대기시간 15분과 0분의 수분이용효율은 관행에 비하여 170.2%와 160.9% 로 통계적 유의하게 높았다. 딸기 품질을 나타내는 당도는 최소대기시간 15분에서 높았다. 관수종료시각에 따른 수분이용효율은 관행에서 13.8g·L·plant-1이었다. FDR 센서 제어의 수분이용효율은 모든 처리에서 관행보다 높았고, 처리 간 통계적 유의차가 없었다. 딸기의 품질을 나타내는 당도는 관수종료시각 17시에서 높았다.
딸기의 코이어 재배에서 관행의 전 재배기간 동안 투입되는 비료양은 주당 3,272.4kg/ha이었다. FDR 센서 제어 시 최소대기시간에 따른 비료양은 주당 1,182.3kg/ha~2,765.7kg/ha이었고, 가장 많이 절감한 처리는 최소대기시간 15분으로 주당 2,090.1kg/ha 절감할 수 있었다. FDR 센서 제어 시 관수종료시각에 따른 비료양은 주당 1,340.6kg/ha~2,016.2kg/ha이었고, 비료양을 가장 많이 절감한 처리는 관수종료시각 17시로 주당 1,931.8kg/ha 절감할 수 있었다.
광합성 특성과 딸기의 지상부 생육 특성에서는 최소대기시간과 관수종료시각에 따른 처리 간 차이가 유의하지 않았다. 과실생육 특성 및 수량에서는 전 재배기간 동안 주당 총 수량과 주당 평균 과중도 최소대기시간과 관수종료시각에 따른 차이는 통계적으로 유의하지 않았다.

Water drainage from open hydroponics causes significant environmental pollution due to agrochemicals and loss of water and nutrients. The objectives of this study were to establish an irrigation schedule based on threshold values of volumetric substrate water content for strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) cultivation aimed at minimizing effluent from coir substrate hydroponics and improving water and fertilizer use efficiencies and yield using a frequency domain reflectometry (FDR) sensor-automated irrigation system. For the purpose, it was necessary to determine proper duration of off-time between irrigation cycles and end-time of irrigation hours. For the off-time duration between irritation cycles, a 0-, 5-, 10-, or 15-minute treatment was applied to three different growing seasons using the FDR-automated irrigation system. For the end-time of irrigation hours, a 13:00, 15:00, 17:00, or no end-time treatment was also applied to three different growing seasons using the FDR-automated irrigation system. As comparisons, a timer-set irrigation(TIMER) system was applied.
In results, the FDR-automated irrigation system reduced irrigation volume and drainage ratio by 15% and lower than 50%, respectively during the entire growing period, compared to those in the TIMER irrigation system. Also it was found that maintaining proper duration of off-time reduced significant drainage ratio. During the winter season, maintaining 10-minute off-time resulted in the drainage ratio lower than 5% with higher retained water volume (= irrigated water volume?drained water volume). During the spring season, maintaining 15-minute off-time resulted in a drainage ratio lower than 15% with the highest retained volume than other treatments. When the end-time of irrigation hours was controlled in the FDR-automated irrigation system, the daily average irrigation volume and drainage ratio during the entire growing period were decreased by 25% and 50%, respectively, compare to those of TIMER. During the winter season, controlling end time of irrigation off hour at 13:00 resulted in a 10% of drainage ratio. During the spring season, controlling end time of irrigation off hour at 17:00 resulted in a drainage ratio lower than 6%.
The highest soluble solid content (SSC) was observed when the duration of off-time was the 15 minutes, and the end-time of irrigation hours was controlled at 17:00. A higher water use efficiency (WUE) was found in all the treatments of off-time duration in the FDR-automated system than that in the treatments of TIMER system, except for the treatment of 5-minute off-time duration. Also a higher WUE was observed in all the treatments of end-time of irrigation hours in the FDR-automated system than that in the treatments of TIMER system, except for the treatment of 13:00 end-time. The amount of fertilizer used for 1.0 hectare was decreased by 506.7~2,090.1kg in all the treatments of off-time duration in the FDR-automated system than that in the treatments of TIMER system, and also decreased by 1,256.2~1,931.8kg in all the treatments of end-time of irrigation hours in the FDR-automated system than that in the treatments of TIMER system.
All the integrated results indicate that the FDR sensor-automated irrigation system with 10-minute off-time and 13:00 end-time during winter season, and with 15-minute off-time and 17:00 end-time during spring season may be more applicable for strawberry cultivation in coir substrate hydroponics improving water and fertilizer efficiency, minimizing leachate, and reducing pollution.