본 논문은 우리나라 헛개나무 자원을 보존하고 효과적으로 육종연구에 활용하기 위하여 전국에서 10개 헛개나무 집단을 선발하여 생태적, 형태적, 차대생장 및 밀원적 특성을 조사․분석 하였다. 선발집단의 생태적 특성을 구명하기 위해 25개소의 조사구를 선정하여 식물사회학적 방법으로 식생유형을 구분하여 군집구조 특성을 분석하였다. 10개 자생지에서 선발된 우수개체 엽과 과병의 형태적 특성을 주성분분석 및 평균연결방법에 의한 유집분석을 이용하여 집단간 유연관계를 구명하였으며, 차대묘의 생장특성 및 엽 형태적 특성을 분석하였다.
또한, 헛개나무의 개화지 및 화밀분비 특성을 조사․분석하고 본당 화밀분비량을 추정하여 밀원으로 활용가능성을 구명하였다.
1. 생태적 특성
우리나라 헛개나무 자생지는 위도 35° 20′22″～38° 10′23″, 경도 126° 41′35″～130° 53′04″, 해발 70~900m 의 범위로 북향의 산복에 주로 분포하여 지역 간에 수평적 거리에서 현저한 차이를 나타냈다. 군집구조 분석을 통해 25개 조사구의 생태적 특성을 파악한 결과, 헛개나무군락으로 구분되었고, 헛개나무군락은 신갈나무군과 말오줌나무군으로 구분되었다. 신갈나무군은 굴피나무소군과 물푸레나무소군으로 구분되어졌다. 따라서 헛개나무림의 산림식생은 1개의 군락, 2개의 군, 2개의 소군으로 분류되었으며, 총 3개의 식생단위로 나타났다. 중요치 분석결과 25개 조사지역 임분 모두 교목층, 관목층, ...
본 논문은 우리나라 헛개나무 자원을 보존하고 효과적으로 육종연구에 활용하기 위하여 전국에서 10개 헛개나무 집단을 선발하여 생태적, 형태적, 차대생장 및 밀원적 특성을 조사․분석 하였다. 선발집단의 생태적 특성을 구명하기 위해 25개소의 조사구를 선정하여 식물사회학적 방법으로 식생유형을 구분하여 군집구조 특성을 분석하였다. 10개 자생지에서 선발된 우수개체 엽과 과병의 형태적 특성을 주성분분석 및 평균연결방법에 의한 유집분석을 이용하여 집단간 유연관계를 구명하였으며, 차대묘의 생장특성 및 엽 형태적 특성을 분석하였다.
또한, 헛개나무의 개화지 및 화밀분비 특성을 조사․분석하고 본당 화밀분비량을 추정하여 밀원으로 활용가능성을 구명하였다.
1. 생태적 특성
우리나라 헛개나무 자생지는 위도 35° 20′22″～38° 10′23″, 경도 126° 41′35″～130° 53′04″, 해발 70~900m 의 범위로 북향의 산복에 주로 분포하여 지역 간에 수평적 거리에서 현저한 차이를 나타냈다. 군집구조 분석을 통해 25개 조사구의 생태적 특성을 파악한 결과, 헛개나무군락으로 구분되었고, 헛개나무군락은 신갈나무군과 말오줌나무군으로 구분되었다. 신갈나무군은 굴피나무소군과 물푸레나무소군으로 구분되어졌다. 따라서 헛개나무림의 산림식생은 1개의 군락, 2개의 군, 2개의 소군으로 분류되었으며, 총 3개의 식생단위로 나타났다. 중요치 분석결과 25개 조사지역 임분 모두 교목층, 관목층, 초본층에서 헛개나무의 중요치가 높게 나타났으며, 종다양성지수는 장성이 0.52로 가장 낮았고, 기타지역은 대부분 2.05 내외로 나타났다. 식생단위별 종다양도 지수도 오대산, 가평, 괴산, 보령 지역에서 2.62이상으로 높게 나타났는데 높은 종다양도는 다양한 수종간의 경쟁이 이루어짐을 의미하므로 인위적 파괴 위협에 노출되어 있는 헛개나무의 경우 종다양도가 높은 자생지 집단에 대한 유전자원 보전 전략 수립이 필요할 것으로 사료된다.
집단별 생장특성은 청송과 괴산이 수고, 흉고직경, 흉고단면적, 단위면적당 재적에서 가장 우수한 생장을 보였으며, 함양, 오대산 집단에서 가장 불량한 생장을 나타냈다.
헛개나무의 자생지 토양은 조사된 10지역 A, B층 평균 토양수분 각 24.1%, 23.6% , 유기물함량 각 22.3%, 11.3%, A층 C/N비 평균 14.6, 유효인산 각 98.6 mg/kg, 118.1 mg/kg, 염기포화도 각 39.7%, 30.5% 로 대부분의 조사항목에서 우리나라 산림토양의 평균 보다 높은 것으로 나타나 헛개나무가 비옥한 토양에서 잘 자라는 수종임을 알 수 있었다. 조사된 11가지 입지 및 토양환경 인자를 대상으로 실시한 주성분분석에서 A층의 제1주성분은 pH, 치환성 Na+, 치환성 K+ 순으로 높은 값을 나타냈으며, 제2주성분에서는 염기포화도, C.E.C, 치환성 Mg2+순으로 높은 값을 보였고, B층은 제1주성분은 치환성 Mg2+, pH, 전질소 순으로 높은 값을, 제2주성분은 염기포화도,치환성 Na+, 치환성 Ca2+ 순으로 높은 값을 보였다. A, B층 모두 제1, 2주성분의 2차원 산포도에서 염기포화도에 따라 생장이 우수한 그룹(청송, 괴산)과 불량한 그룹(함양, 오대)으로 구분되었다. 대부분의 토양요인이 양호한 헛개나무 자생임지 중에서 생육에 영향을 미치는 토양인자는 염기포화도로 나타났다.
2. 형태적 특성
엽형질 특성조사 결과 광교집단이 엽장, 엽신길이, 엽폭, 엽병길이 등 엽 크기와 관련된 형질에서 가장 큰 값을 나타냈으며, 8개 조사형질간 상관관계에서는 엽 길이와 엽면적, 엽 길이와 엽폭이 높은 상관을 보였으며, 엽 길이, 엽폭, 엽 면적 등 크기형질과 엽 두께, 엽맥 수 등 엽의 질적 형질 사이에 유의성은 인정되나 상관계수는 동일분류 형질간 상관과 비교하여 낮게 나타났다. 주성분분석결과 제1주성분은 엽 면적, 엽 길이, 엽 폭, 엽병 길이 순으로 높은 값을 나타냈으며, 평균연결방법으로 조사된 엽형질을 유집분석한 결과 Ⅰ그룹 광교, 보령 집단, Ⅱ그룹 장성 집단, Ⅲ그룹 괴산, 청송, 울릉, 가평 집단, Ⅳ그룹 함양, 오대, 설악 집단으로 크게 4개 그룹으로 구분되었다.
과병특성의 조사결과 10개 집단 중 광교 집단은 과병 형질 중 송이 폭과 가용성 고형물 형질을 제외하고 나머지 6개 항목에서 모두 가장 낮은 값을 나타냈다. 과병형질간 상관분석에서는 엽 형질에서와 달리 형질 간 유의성이 인정되지 않는 경우가 많았으며, 특히 가용성 고형물의 경우 다른 항목과의 상관에서 유의성이 전혀 인정되지 않았다. 주성분분석결과 제1주성분에서는 송이길이, 과병직경, 과병무게, 과병 수, 종자 수 순서로 높은 값을 나타냈으며, 제2주성분에서는 송이 폭, 종자 수, 과병 수, 과병무게, 과병직경 순서로 높은 값을 나타냈다. 제3주성분에서는 가용성 고형물이 가장 높은 값을 나타냈는데, 제1, 3주성분의 산포도 분석결과 가용성 고형물(당도) 함량은 헛개나무 과병의 집단구분에 활용이 가능한 형질로 판단된다. 과병 형질을 이용한 유집분석의 결과는 Ⅰ그룹 광교 집단, Ⅱ그룹 보령 집단, Ⅲ그룹 장성과 설악 집단, Ⅳ그룹은 함양, 청송, 가평, 오대 집단, Ⅴ그룹은 울릉과 괴산 집단으로 크게 5개 그룹으로 구분되었다.
3. 선발차대의 생장특성
우량품종 육성을 위해 선발된 헛개나무 차대묘 20가계의 평균 묘고는 61.6 cm, 평균 근원직경은 6.98 mm였으며, 가계별로는 KW 2-5 가계가 평균 묘고 79.3 cm로 가장 우수한 생장을 보인 반면 근원직경에서는 JN 2-2 가계가 평균 9.16 mm로 가장 우수한 생장을 나타내었다. 묘고와 근원직경에서 가장 우수한 생장을 보인 KW 2-5와 JN 2-2 가계는 가장 낮은 생장을 보인 가계들과 비교하여 각각 57%와 53%의 우수한 생장을 보였다. 묘고와 근원직경의 초기생장 상위 10% 가계를 선발했을 때 KW 2-5와 JN 2-2 가계가 전체 가계 평균에 비해 125%의 선발 효과를 보였으며, 상위 20% 가계를 선발했을 때 KW 2-5, JN 2-2, KW 1-1, KW 1-15 가계에서 115%의 선발효과를 나타냈다.
차대묘의 엽 특성을 조사한 결과, 평균 변이계수는 9.4~42.4%로 나타나 변이 폭이 넓음을 알 수 있었으며, 특히 엽병길이와 엽병직경 특성의 변이계수가 각각 42.4%와 28.7%로 다른 특성들에 비해 큰 값을 나타내어 가계간 변이가 심한 특성으로 나타났다. 조사된 엽 특성들은 모두 가계간 유의적 차이가 인정되었으며, 엽 길이와 엽형지수간 상관을 제외한 모든 특성들간의 상관에서는 정의상관 관계가 인정되었다. 특히, 엽 길이와 엽폭특성간의 상관계수가 0.8049로 나타나 두 특성간에 매우 유의적인 관계가 있는 것으로 나타났다.
4. 밀원적 특성
헛개나무는 5월 15일 화축이 형성되어 한달 가량 생장한 후 개화하였으며, 화아 열림에서부터 각 개화 단계는 4시간 이내에 완료되었다. 41클론에 대한 24시간 동안의 화밀분비량 조사 및 클론별 본당 화밀 분비량 추정 조사 결과 평균 3.02㎕의 화밀이 분비되었으며, 본당 화밀분비량은 2.23ℓ로 추정되었다. 41클론의 화밀분비량과 개화지당 개화 수의 상관관계를 분석한 결과 두 요인 간 상관은 매우 낮았으며(R2=0.003), 꽃의 화밀 분비량 차이보다는 클론별 개화량의 차이가 본당 화밀량에 더 큰 영향을 미쳤다. 결실지당 꽃수는 최대 2,388개에서 207개로 클론간 큰 차이를 나타냈다.
개화된 꽃은 화아가 열린 직후부터 이틀간 2회의 화밀을 분비하였으며 꽃 하나당 4.15㎕의 화밀을 분비하였다. 52클론의 결실지 특성을 분석하여 추정한 본당 꽃 수는 약 720,000개였으며 본당 화밀분비량은 2.98ℓ로 아까시나무와 비교하여 본당 꽃 수 및 본당 화밀분비량 모두 헛개나무가 더 높게 나타났다.
밀원활용을 위한 헛개나무 육종에서는 1차적으로 다개화 개체 선발이 더 유리하며, 일반적인 과수 전정 등의 방법을 통해 개화지를 유도하여 개화량 조절이 가능할 경우 화밀분비량 또한 우수품종 육종을 위한 육종목표가 될 수 있을것으로 사료된다.
본 논문은 우리나라 헛개나무 자원을 보존하고 효과적으로 육종연구에 활용하기 위하여 전국에서 10개 헛개나무 집단을 선발하여 생태적, 형태적, 차대생장 및 밀원적 특성을 조사․분석 하였다. 선발집단의 생태적 특성을 구명하기 위해 25개소의 조사구를 선정하여 식물사회학적 방법으로 식생유형을 구분하여 군집구조 특성을 분석하였다. 10개 자생지에서 선발된 우수개체 엽과 과병의 형태적 특성을 주성분분석 및 평균연결방법에 의한 유집분석을 이용하여 집단간 유연관계를 구명하였으며, 차대묘의 생장특성 및 엽 형태적 특성을 분석하였다.
또한, 헛개나무의 개화지 및 화밀분비 특성을 조사․분석하고 본당 화밀분비량을 추정하여 밀원으로 활용가능성을 구명하였다.
1. 생태적 특성
우리나라 헛개나무 자생지는 위도 35° 20′22″～38° 10′23″, 경도 126° 41′35″～130° 53′04″, 해발 70~900m 의 범위로 북향의 산복에 주로 분포하여 지역 간에 수평적 거리에서 현저한 차이를 나타냈다. 군집구조 분석을 통해 25개 조사구의 생태적 특성을 파악한 결과, 헛개나무군락으로 구분되었고, 헛개나무군락은 신갈나무군과 말오줌나무군으로 구분되었다. 신갈나무군은 굴피나무소군과 물푸레나무소군으로 구분되어졌다. 따라서 헛개나무림의 산림식생은 1개의 군락, 2개의 군, 2개의 소군으로 분류되었으며, 총 3개의 식생단위로 나타났다. 중요치 분석결과 25개 조사지역 임분 모두 교목층, 관목층, 초본층에서 헛개나무의 중요치가 높게 나타났으며, 종다양성지수는 장성이 0.52로 가장 낮았고, 기타지역은 대부분 2.05 내외로 나타났다. 식생단위별 종다양도 지수도 오대산, 가평, 괴산, 보령 지역에서 2.62이상으로 높게 나타났는데 높은 종다양도는 다양한 수종간의 경쟁이 이루어짐을 의미하므로 인위적 파괴 위협에 노출되어 있는 헛개나무의 경우 종다양도가 높은 자생지 집단에 대한 유전자원 보전 전략 수립이 필요할 것으로 사료된다.
집단별 생장특성은 청송과 괴산이 수고, 흉고직경, 흉고단면적, 단위면적당 재적에서 가장 우수한 생장을 보였으며, 함양, 오대산 집단에서 가장 불량한 생장을 나타냈다.
헛개나무의 자생지 토양은 조사된 10지역 A, B층 평균 토양수분 각 24.1%, 23.6% , 유기물함량 각 22.3%, 11.3%, A층 C/N비 평균 14.6, 유효인산 각 98.6 mg/kg, 118.1 mg/kg, 염기포화도 각 39.7%, 30.5% 로 대부분의 조사항목에서 우리나라 산림토양의 평균 보다 높은 것으로 나타나 헛개나무가 비옥한 토양에서 잘 자라는 수종임을 알 수 있었다. 조사된 11가지 입지 및 토양환경 인자를 대상으로 실시한 주성분분석에서 A층의 제1주성분은 pH, 치환성 Na+, 치환성 K+ 순으로 높은 값을 나타냈으며, 제2주성분에서는 염기포화도, C.E.C, 치환성 Mg2+순으로 높은 값을 보였고, B층은 제1주성분은 치환성 Mg2+, pH, 전질소 순으로 높은 값을, 제2주성분은 염기포화도,치환성 Na+, 치환성 Ca2+ 순으로 높은 값을 보였다. A, B층 모두 제1, 2주성분의 2차원 산포도에서 염기포화도에 따라 생장이 우수한 그룹(청송, 괴산)과 불량한 그룹(함양, 오대)으로 구분되었다. 대부분의 토양요인이 양호한 헛개나무 자생임지 중에서 생육에 영향을 미치는 토양인자는 염기포화도로 나타났다.
2. 형태적 특성
엽형질 특성조사 결과 광교집단이 엽장, 엽신길이, 엽폭, 엽병길이 등 엽 크기와 관련된 형질에서 가장 큰 값을 나타냈으며, 8개 조사형질간 상관관계에서는 엽 길이와 엽면적, 엽 길이와 엽폭이 높은 상관을 보였으며, 엽 길이, 엽폭, 엽 면적 등 크기형질과 엽 두께, 엽맥 수 등 엽의 질적 형질 사이에 유의성은 인정되나 상관계수는 동일분류 형질간 상관과 비교하여 낮게 나타났다. 주성분분석결과 제1주성분은 엽 면적, 엽 길이, 엽 폭, 엽병 길이 순으로 높은 값을 나타냈으며, 평균연결방법으로 조사된 엽형질을 유집분석한 결과 Ⅰ그룹 광교, 보령 집단, Ⅱ그룹 장성 집단, Ⅲ그룹 괴산, 청송, 울릉, 가평 집단, Ⅳ그룹 함양, 오대, 설악 집단으로 크게 4개 그룹으로 구분되었다.
과병특성의 조사결과 10개 집단 중 광교 집단은 과병 형질 중 송이 폭과 가용성 고형물 형질을 제외하고 나머지 6개 항목에서 모두 가장 낮은 값을 나타냈다. 과병형질간 상관분석에서는 엽 형질에서와 달리 형질 간 유의성이 인정되지 않는 경우가 많았으며, 특히 가용성 고형물의 경우 다른 항목과의 상관에서 유의성이 전혀 인정되지 않았다. 주성분분석결과 제1주성분에서는 송이길이, 과병직경, 과병무게, 과병 수, 종자 수 순서로 높은 값을 나타냈으며, 제2주성분에서는 송이 폭, 종자 수, 과병 수, 과병무게, 과병직경 순서로 높은 값을 나타냈다. 제3주성분에서는 가용성 고형물이 가장 높은 값을 나타냈는데, 제1, 3주성분의 산포도 분석결과 가용성 고형물(당도) 함량은 헛개나무 과병의 집단구분에 활용이 가능한 형질로 판단된다. 과병 형질을 이용한 유집분석의 결과는 Ⅰ그룹 광교 집단, Ⅱ그룹 보령 집단, Ⅲ그룹 장성과 설악 집단, Ⅳ그룹은 함양, 청송, 가평, 오대 집단, Ⅴ그룹은 울릉과 괴산 집단으로 크게 5개 그룹으로 구분되었다.
3. 선발차대의 생장특성
우량품종 육성을 위해 선발된 헛개나무 차대묘 20가계의 평균 묘고는 61.6 cm, 평균 근원직경은 6.98 mm였으며, 가계별로는 KW 2-5 가계가 평균 묘고 79.3 cm로 가장 우수한 생장을 보인 반면 근원직경에서는 JN 2-2 가계가 평균 9.16 mm로 가장 우수한 생장을 나타내었다. 묘고와 근원직경에서 가장 우수한 생장을 보인 KW 2-5와 JN 2-2 가계는 가장 낮은 생장을 보인 가계들과 비교하여 각각 57%와 53%의 우수한 생장을 보였다. 묘고와 근원직경의 초기생장 상위 10% 가계를 선발했을 때 KW 2-5와 JN 2-2 가계가 전체 가계 평균에 비해 125%의 선발 효과를 보였으며, 상위 20% 가계를 선발했을 때 KW 2-5, JN 2-2, KW 1-1, KW 1-15 가계에서 115%의 선발효과를 나타냈다.
차대묘의 엽 특성을 조사한 결과, 평균 변이계수는 9.4~42.4%로 나타나 변이 폭이 넓음을 알 수 있었으며, 특히 엽병길이와 엽병직경 특성의 변이계수가 각각 42.4%와 28.7%로 다른 특성들에 비해 큰 값을 나타내어 가계간 변이가 심한 특성으로 나타났다. 조사된 엽 특성들은 모두 가계간 유의적 차이가 인정되었으며, 엽 길이와 엽형지수간 상관을 제외한 모든 특성들간의 상관에서는 정의상관 관계가 인정되었다. 특히, 엽 길이와 엽폭특성간의 상관계수가 0.8049로 나타나 두 특성간에 매우 유의적인 관계가 있는 것으로 나타났다.
4. 밀원적 특성
헛개나무는 5월 15일 화축이 형성되어 한달 가량 생장한 후 개화하였으며, 화아 열림에서부터 각 개화 단계는 4시간 이내에 완료되었다. 41클론에 대한 24시간 동안의 화밀분비량 조사 및 클론별 본당 화밀 분비량 추정 조사 결과 평균 3.02㎕의 화밀이 분비되었으며, 본당 화밀분비량은 2.23ℓ로 추정되었다. 41클론의 화밀분비량과 개화지당 개화 수의 상관관계를 분석한 결과 두 요인 간 상관은 매우 낮았으며(R2=0.003), 꽃의 화밀 분비량 차이보다는 클론별 개화량의 차이가 본당 화밀량에 더 큰 영향을 미쳤다. 결실지당 꽃수는 최대 2,388개에서 207개로 클론간 큰 차이를 나타냈다.
개화된 꽃은 화아가 열린 직후부터 이틀간 2회의 화밀을 분비하였으며 꽃 하나당 4.15㎕의 화밀을 분비하였다. 52클론의 결실지 특성을 분석하여 추정한 본당 꽃 수는 약 720,000개였으며 본당 화밀분비량은 2.98ℓ로 아까시나무와 비교하여 본당 꽃 수 및 본당 화밀분비량 모두 헛개나무가 더 높게 나타났다.
밀원활용을 위한 헛개나무 육종에서는 1차적으로 다개화 개체 선발이 더 유리하며, 일반적인 과수 전정 등의 방법을 통해 개화지를 유도하여 개화량 조절이 가능할 경우 화밀분비량 또한 우수품종 육종을 위한 육종목표가 될 수 있을것으로 사료된다.
To understand the ecological features of 10 selected population of Hovenia dulcis var. koreana Nakai in Korea, the habitat environment was investigate and analyzed, and characteristics of community structures were examined in 25 studied plots by distinguishing the types of vegetation using plant soc...
To understand the ecological features of 10 selected population of Hovenia dulcis var. koreana Nakai in Korea, the habitat environment was investigate and analyzed, and characteristics of community structures were examined in 25 studied plots by distinguishing the types of vegetation using plant sociology method. Principle component analysis and average linkage cluster analysis were performed to explain the relationship between populations based on morphological features of leaves and fruit petiole of selected superior tree from the 10 habitats. Growth characteristics of their progenies and morphological characteristics of their leaves were analyzed. In addition, characteristics of flowering lateral and nectar secretion were investigated and analyzed, and the potential of the nectar being used as a honey plant was investigated by estimating the amount of nectar secreted per tree.
1. Ecological Characteristics
The habitat of H. dulcis var. koreana in Korea considerably differs between regions and is distributed across the hillside and valley in the range of latitude 35° 20′22″-38° 10′22″ and longitude 126° 41′35″-130° 53′04″, 70-900 meters above sea level. Cluster structure analysis was performed to identify the ecological characteristics of 25 studied plots: The H. dulcis var. koreana community was separated and was classified into the Quercus mongolica group and the Sambucus sieboldiana var. pendula group.
The Q. mongolica group was classified into the Platycarya strobilacea Siebold & Zucc. var. strobilacea for. Strobilacea sub-group and the Fraxinus rhynchophylla. Hance sub-group. Thus, the H. dulcis var. koreana forest habitat was classified as one community with two groups and two sub-groups with a total of three vegetation units.
The tall tree layer, shrub layer, and herb layer showed high importance values in all stands in 25 studied plots. Species diversity index was lowest in Jangseong (0.52), and it was approximately 2.05 in most of other districts. Species diversity index per vegetation unit was high (2.53 and above) in Odae, Gapyeong, Goesan, and Boryeong, and this can be attributed to the stable community on the hillside of the districts.
The soil physico-chemical properties of H. dulcis var. koreana habitat was analyzed. In layers A and B in 10 districts, the average soil moisture was 24.1% and 23.5%, respectively; organic matter was 22.3% and 11.3%, respectively; available phosphate was 98.6 mg/kg and 118.1 mg/kg, respectively; degree of base saturation was 39.7% and 30.5%, respectively. Average C/N ratio in layer A was 14.6. Thus, most of the analyzed positive characteristics of the soil in the Korean forests were found to have higher than average values, indicating that H. dulcis var. koreana is a tree species that grow well in fertile soil.
Principle component analysis was performed for 10 soil environment factors. In layer A, primary principle component was highly correlated with pH, exchangeable Na+, exchangeable K+, and available phosphate, in descending order; secondary principle component was highly correlated with degree of base saturation, C.E.C, and exchangeable Mg2+, in descending order. In layer B, primary principle component was highly correlated with exchangeable Mg2+, pH, and total nitrogen, in descending order; secondary component was highly correlated with exchangeable Na+, degree of base saturation, and exchangeable Ca2+, in descending order.
Measure of dispersion in two dimensions was expressed by primary and secondary principle components: layer A was classified into Group 1 (Ulleung), Group 2 (Goesan), Group 3 (Odea, Seorak, and Boryeong), Group 4 (Hamyang), Group 5 (Cheongsong, Gwanggyo and Jangseong), and Group 6 (Gapyeong); layer B was classified into Group 1 (Ulleung), Group 2(Boryeong, Goesan and Gwanggyo), Group 3 (Jangseong, Odae and Hamyang), Group 4 (Gapyeong), Group 5 (Seorak), Group 6 (Cheongsong). Also, by primary and third principle components: Goesan, Odea, Seorak and Hamyang were classified a one Group in the layer A; in the layer B: Boryeong, Jangseong and Geosan were classified a one Group and Odea, Hamyang, Gapyeong and Seorak were classified other Group. Layer A and B shown higher organic matter contents than average value of forest soil in Korea.
2. Morphological Characteristics
Leaf traits were also analyzed and the results are as follows. The Gwanggyo group showed the highest value in leaf traits that are related with leaf length, leaf width, and petiole length. In correlation with the eight traits that were analyzed, leaf length was highly correlated with leaf area, leaf length, and leaf width. Size traits such as leaf length, leaf width, and leaf area were significantly correlated with qualitative traits such as leaf thickness and number of leaf vein. In comparison, correlation between same traits within a category resulted in a lower correlation coefficient.
Principle component analysis showed that primary principle component was highly correlated with leaf area, leaf length, leaf width, and petiole length, in descending order. Cluster analysis of leaf traits using average linkage method classified the leaf traits into four groups: Group I (Gwanggyo and Boryeong), Group II (Jangseong), Group III (Goesan, Chungseong, Ulleung, and Gapyeong), and Group IV (Hamyang, Odae, and Seorak).
As for the result of examining the fruit petiole features, among the 10 groups, the Gwanggyo group showed the lowest value in six items excluding such petiole features as bunch diameter and soluble solid contents. Correlation analysis of the fruit petiole traits showed that there was no significant correlation between traits in many cases. In particular, soluble solid contents was not significantly correlated with any other items.
Primary principle component was highly correlated with bunch length, petiole diameter, petiole weight, number of petiole, and number of seed, in descending order. Cluster analysis of the fruit petiole trait classified specimens into five groups: Group I (Gwanggyo), Group II (Boryeong), Group III (Jangseong and Seorak), Group IV (Hamyang, Cheongsong, Gapyeong, and Odae), and Group V (Ulleung and Goesan).
3. Growth Characteristics of Selected Progeny
The average tree height and root diameter of twenty H. dulcis var. koreana trees that were selected for breeding of a superior tree were 61.6 cm and 6.98 cm, respectively. KW 2-5 showed the best growth rate (average of 79.3 cm) whereas JN 2-2 showed the best root diameter growth rate (average of 9.16 mm).
KW 2-5, which showed the best height growth rate, had a 57% higher growth rate than family that had the lowest growth rate. JN 2-2, which showed the best root diameter growth rate, had a growth rate that is 53% higher than species that had the lowest growth rate. When the top 10% of family in terms of tree height and root diameter was selected, KW 2-5 and JN 2-2 resulted in 125% selection outcome compared with the average value of the rest of the families. When the top 20% of the families was selected, KW 2-5, JN 2-2, KW 1-1, and KW 1-15 showed 115% selection outcome.
When the leaf features of the progeny were studied, the average variation coefficient was found to be 94-42.4%, indicating a wide range of variation. Particularly, variation coefficient such as petiole length and diameter, which were 42.4% and 28.7%, respectively, were higher than that of other features. Thus, it was proven that leaf feature differed greatly between families.
The leaf features that were studied were all significantly different between families, and positive correlation was observed between all features except between leaf length and leaf morphological index. Particularly, correlation coefficient between leaf length and width was 0.8049, suggesting a highly significant correlation between them.
4. Honey plant characteristics
H. dulcis var. koreana formed a floral axis on May 15, grew for about one month, and flowered. Opening of flower buds was completed within four hours. The amount of nectar secreted for 24 hours in 41 clones was studied, and the amount of nectar secretion per indivitual tree was estimated from each clone. An average of 3.02 ㎕ of nectar was secreted and the amount of nectar secretion per individual tree was estimated to reach 2.23 liters.
The analysis of correlation between the amount of nactar secretion in 41 clones and the number of flowers per flowering lateral established a weak correlation (R2=0.003). The number of flowers per individual tree had more influence on the amount of nectar secretion per individual tree than the amount of secreted nectar per a flower did. The number of flowers per flowering lateral differed greatly between clones (207-2,388),
Flowers secreted nectar twice for two days from the opening of the flower bud, and 4.15 ㎕ of nectar was secreted per flower. The estimated number of flowers per tree based on the analysis of the fruiting branch of 52 clones was 720,000, and the amount of nectar secretion per individual tree was estimated to be 2.98 liters. Thus, the amount of nectar secretion per individual tree and the number of flower per tree of H. dulcis var. koreana were higher than those of Robinia pseudoacacia.
To understand the ecological features of 10 selected population of Hovenia dulcis var. koreana Nakai in Korea, the habitat environment was investigate and analyzed, and characteristics of community structures were examined in 25 studied plots by distinguishing the types of vegetation using plant sociology method. Principle component analysis and average linkage cluster analysis were performed to explain the relationship between populations based on morphological features of leaves and fruit petiole of selected superior tree from the 10 habitats. Growth characteristics of their progenies and morphological characteristics of their leaves were analyzed. In addition, characteristics of flowering lateral and nectar secretion were investigated and analyzed, and the potential of the nectar being used as a honey plant was investigated by estimating the amount of nectar secreted per tree.
1. Ecological Characteristics
The habitat of H. dulcis var. koreana in Korea considerably differs between regions and is distributed across the hillside and valley in the range of latitude 35° 20′22″-38° 10′22″ and longitude 126° 41′35″-130° 53′04″, 70-900 meters above sea level. Cluster structure analysis was performed to identify the ecological characteristics of 25 studied plots: The H. dulcis var. koreana community was separated and was classified into the Quercus mongolica group and the Sambucus sieboldiana var. pendula group.
The Q. mongolica group was classified into the Platycarya strobilacea Siebold & Zucc. var. strobilacea for. Strobilacea sub-group and the Fraxinus rhynchophylla. Hance sub-group. Thus, the H. dulcis var. koreana forest habitat was classified as one community with two groups and two sub-groups with a total of three vegetation units.
The tall tree layer, shrub layer, and herb layer showed high importance values in all stands in 25 studied plots. Species diversity index was lowest in Jangseong (0.52), and it was approximately 2.05 in most of other districts. Species diversity index per vegetation unit was high (2.53 and above) in Odae, Gapyeong, Goesan, and Boryeong, and this can be attributed to the stable community on the hillside of the districts.
The soil physico-chemical properties of H. dulcis var. koreana habitat was analyzed. In layers A and B in 10 districts, the average soil moisture was 24.1% and 23.5%, respectively; organic matter was 22.3% and 11.3%, respectively; available phosphate was 98.6 mg/kg and 118.1 mg/kg, respectively; degree of base saturation was 39.7% and 30.5%, respectively. Average C/N ratio in layer A was 14.6. Thus, most of the analyzed positive characteristics of the soil in the Korean forests were found to have higher than average values, indicating that H. dulcis var. koreana is a tree species that grow well in fertile soil.
Principle component analysis was performed for 10 soil environment factors. In layer A, primary principle component was highly correlated with pH, exchangeable Na+, exchangeable K+, and available phosphate, in descending order; secondary principle component was highly correlated with degree of base saturation, C.E.C, and exchangeable Mg2+, in descending order. In layer B, primary principle component was highly correlated with exchangeable Mg2+, pH, and total nitrogen, in descending order; secondary component was highly correlated with exchangeable Na+, degree of base saturation, and exchangeable Ca2+, in descending order.
Measure of dispersion in two dimensions was expressed by primary and secondary principle components: layer A was classified into Group 1 (Ulleung), Group 2 (Goesan), Group 3 (Odea, Seorak, and Boryeong), Group 4 (Hamyang), Group 5 (Cheongsong, Gwanggyo and Jangseong), and Group 6 (Gapyeong); layer B was classified into Group 1 (Ulleung), Group 2(Boryeong, Goesan and Gwanggyo), Group 3 (Jangseong, Odae and Hamyang), Group 4 (Gapyeong), Group 5 (Seorak), Group 6 (Cheongsong). Also, by primary and third principle components: Goesan, Odea, Seorak and Hamyang were classified a one Group in the layer A; in the layer B: Boryeong, Jangseong and Geosan were classified a one Group and Odea, Hamyang, Gapyeong and Seorak were classified other Group. Layer A and B shown higher organic matter contents than average value of forest soil in Korea.
2. Morphological Characteristics
Leaf traits were also analyzed and the results are as follows. The Gwanggyo group showed the highest value in leaf traits that are related with leaf length, leaf width, and petiole length. In correlation with the eight traits that were analyzed, leaf length was highly correlated with leaf area, leaf length, and leaf width. Size traits such as leaf length, leaf width, and leaf area were significantly correlated with qualitative traits such as leaf thickness and number of leaf vein. In comparison, correlation between same traits within a category resulted in a lower correlation coefficient.
Principle component analysis showed that primary principle component was highly correlated with leaf area, leaf length, leaf width, and petiole length, in descending order. Cluster analysis of leaf traits using average linkage method classified the leaf traits into four groups: Group I (Gwanggyo and Boryeong), Group II (Jangseong), Group III (Goesan, Chungseong, Ulleung, and Gapyeong), and Group IV (Hamyang, Odae, and Seorak).
As for the result of examining the fruit petiole features, among the 10 groups, the Gwanggyo group showed the lowest value in six items excluding such petiole features as bunch diameter and soluble solid contents. Correlation analysis of the fruit petiole traits showed that there was no significant correlation between traits in many cases. In particular, soluble solid contents was not significantly correlated with any other items.
Primary principle component was highly correlated with bunch length, petiole diameter, petiole weight, number of petiole, and number of seed, in descending order. Cluster analysis of the fruit petiole trait classified specimens into five groups: Group I (Gwanggyo), Group II (Boryeong), Group III (Jangseong and Seorak), Group IV (Hamyang, Cheongsong, Gapyeong, and Odae), and Group V (Ulleung and Goesan).
3. Growth Characteristics of Selected Progeny
The average tree height and root diameter of twenty H. dulcis var. koreana trees that were selected for breeding of a superior tree were 61.6 cm and 6.98 cm, respectively. KW 2-5 showed the best growth rate (average of 79.3 cm) whereas JN 2-2 showed the best root diameter growth rate (average of 9.16 mm).
KW 2-5, which showed the best height growth rate, had a 57% higher growth rate than family that had the lowest growth rate. JN 2-2, which showed the best root diameter growth rate, had a growth rate that is 53% higher than species that had the lowest growth rate. When the top 10% of family in terms of tree height and root diameter was selected, KW 2-5 and JN 2-2 resulted in 125% selection outcome compared with the average value of the rest of the families. When the top 20% of the families was selected, KW 2-5, JN 2-2, KW 1-1, and KW 1-15 showed 115% selection outcome.
When the leaf features of the progeny were studied, the average variation coefficient was found to be 94-42.4%, indicating a wide range of variation. Particularly, variation coefficient such as petiole length and diameter, which were 42.4% and 28.7%, respectively, were higher than that of other features. Thus, it was proven that leaf feature differed greatly between families.
The leaf features that were studied were all significantly different between families, and positive correlation was observed between all features except between leaf length and leaf morphological index. Particularly, correlation coefficient between leaf length and width was 0.8049, suggesting a highly significant correlation between them.
4. Honey plant characteristics
H. dulcis var. koreana formed a floral axis on May 15, grew for about one month, and flowered. Opening of flower buds was completed within four hours. The amount of nectar secreted for 24 hours in 41 clones was studied, and the amount of nectar secretion per indivitual tree was estimated from each clone. An average of 3.02 ㎕ of nectar was secreted and the amount of nectar secretion per individual tree was estimated to reach 2.23 liters.
The analysis of correlation between the amount of nactar secretion in 41 clones and the number of flowers per flowering lateral established a weak correlation (R2=0.003). The number of flowers per individual tree had more influence on the amount of nectar secretion per individual tree than the amount of secreted nectar per a flower did. The number of flowers per flowering lateral differed greatly between clones (207-2,388),
Flowers secreted nectar twice for two days from the opening of the flower bud, and 4.15 ㎕ of nectar was secreted per flower. The estimated number of flowers per tree based on the analysis of the fruiting branch of 52 clones was 720,000, and the amount of nectar secretion per individual tree was estimated to be 2.98 liters. Thus, the amount of nectar secretion per individual tree and the number of flower per tree of H. dulcis var. koreana were higher than those of Robinia pseudoacacia.
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