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문제 정의
- 골프장이나 경기장과 같은 잔디 지반 조성시 사문석이 토양 개량재로 활용될 가능성이 있는지 알아보고자 온실 내 포트에서 사문석과 모래를 일정비율로 혼합한 다음 한국잔디와 한지형 잔디의 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 기존 골프장 개량재인 맥반석과 제오라이트를 비교구로 하였으며, 시료는 개량재와 모래를 용적비로 10 : 90, 20 : 80(%, V/V)씩 혼합하였다 와그너 포트에 혼합 시료를 채운 다음 한국 잔디와 한지형 잔디 종자를 파종하고(2000년 6월), 데이터는 파종 1개월 후부터 6개월(2000년 12월)까지 1개월 간격으로 잔디의 품질을 가시적으로 판단하고 2개월 간격으로 건물중을 조사하였다 모든 시험구는 완전임의배치하였으며 각 처리는 3반복으로 하였다.
- 본 연구는 사문석이라는 천연광물 소재가 토양 개량재로서 가능성이 있는지를 판단하기 위해 수행되었으며 그 결과는 다음과 같다.
- 본 연구의 목적은 사문석을 일정한 규격의 입자로 가공하여 잔디 재배용 토양 개량재로 활용될 가능성이 있는지 검증하는 것이다.
제안 방법
- 마지막으로 토양의 고상율과 기상율은 용적밀도와 진비중을 측정한 후 계산에 의해 산출하였다. 잔디밭 토양 개량재는 입도가 매우 중요하므로 사문석의 입도는 2剛이하의 입도를 가지도록 파쇄한 다음 모든 시험에 이용하였다(Table 2 참조).
- 보수성은 100ml의 채토관에 토양을 충진하여 사주법으로 10kPa의 부압을 가하여 토양수분과 부압과의 평형상태를 확인한 다음 토양 수분량을 측정하였고 토양의 건조밀도는 100ml의 채토관에 토양을 다져가며 완전히 충진한 다음 105°C로 조절된 건조기에서 24시간 수분을 증발시킨 후 질량을 측정하여 건조밀도를 계산하였다. 마지막으로 토양의 고상율과 기상율은 용적밀도와 진비중을 측정한 후 계산에 의해 산출하였다.
- 사문석이 잔디 지반용 개량재로 적합한지 알아보고자 모래에 사문석 분쇄토 맥반석, 제오라이트를 용적비로 각각 10%, 20%, 30%(사문석만) 혼합한 다음 pH, EC, 용적밀도 보수성, 투수성을 조사하였다. 사문석, 모래 그리고 토양 개량재 혼합토의 pH와 EC는 토양 화학분석법(농업기술연구소 1988)에 따라 측정하였다.
- 이를 위하여 기존 골프장 개량재인 맥반석과 제오라이트를 비교구로 하였으며, 시료는 개량재와 모래를 용적비로 10 : 90, 20 : 80(%, V/V)씩 혼합하였다 와그너 포트에 혼합 시료를 채운 다음 한국 잔디와 한지형 잔디 종자를 파종하고(2000년 6월), 데이터는 파종 1개월 후부터 6개월(2000년 12월)까지 1개월 간격으로 잔디의 품질을 가시적으로 판단하고 2개월 간격으로 건물중을 조사하였다 모든 시험구는 완전임의배치하였으며 각 처리는 3반복으로 하였다.
- 마지막으로 토양의 고상율과 기상율은 용적밀도와 진비중을 측정한 후 계산에 의해 산출하였다. 잔디밭 토양 개량재는 입도가 매우 중요하므로 사문석의 입도는 2剛이하의 입도를 가지도록 파쇄한 다음 모든 시험에 이용하였다(Table 2 참조).
- 잔디의 시각적 품질을 분석 방법은 잔디 전문가 2인이 1개월 간격으로 한국잔디와 한지형 잔디의 엽색, 밀도와 잔디의 피복면적을 시각적으로 판단하여 1에서 9까지 평가하였다.
대상 데이터
- 연구에 사용된 잔디는 한국잔디(匆⑶切 japonica "Zenith") 와 한지형 잔디인 perennial ryegrass(Loi'im perenne L. "Advent")의 종자를 종묘회사에서 직접 구입하여 사용하였다.
- 공시 재료는 모래와 사문석, 제오라이트와 맥반석을 사용하였다. 주재료인 모래는 문막을 원산지로 하는 일반 골프장 배토 및 그린 지반 조성용 모래를 구입하여실험 재료로 이용하였으며(Table 1 참조), 제오라이트와 맥반석은 시판되고 있는 제품을 사용하였으며, 끝으로 사문석은 안동에서 직접 구입하여 사용하였다.
- 주재료인 모래는 문막을 원산지로 하는 일반 골프장 배토 및 그린 지반 조성용 모래를 구입하여실험 재료로 이용하였으며(Table 1 참조), 제오라이트와 맥반석은 시판되고 있는 제품을 사용하였으며, 끝으로 사문석은 안동에서 직접 구입하여 사용하였다. 본 시험에 사용된 사문석의 화학적 성분을 토양 화학 분석법(농업기술연구소 1988)에 따라 분석한 결과, 주성분은 규소와 마그네슘(Table 2 참조)이며, 색깔은 검회색을 띠는 광물로 본 연구를 위해 입자는 2.0mm 이하로 인위적으로 파쇄하여 사용하였다(Figi旺 1 참조).
- 주재료인 모래는 문막을 원산지로 하는 일반 골프장 배토 및 그린 지반 조성용 모래를 구입하여실험 재료로 이용하였으며(Table 1 참조), 제오라이트와 맥반석은 시판되고 있는 제품을 사용하였으며, 끝으로 사문석은 안동에서 직접 구입하여 사용하였다. 본 시험에 사용된 사문석의 화학적 성분을 토양 화학 분석법(농업기술연구소 1988)에 따라 분석한 결과, 주성분은 규소와 마그네슘(Table 2 참조)이며, 색깔은 검회색을 띠는 광물로 본 연구를 위해 입자는 2.
데이터처리
- 건물중량 조사를 위해서는 포트의 잔디를 채취한 다음 흙을 털어 내고물로 깨끗이 세척하였다. 세척된 잔디는 드라이 오븐에서 약 70 °C 의 온도로 72시간 건조시킨 다음 건물중량을 측정하였다 실험 결과에 대한 통계 분석은 SAS Ver. 6.12(SAS Institute Inc., 1996)를 이용하여 실시되었으며 통계분석은 Duncan's multiple range test로 하였다.
이론/모형
- 용적밀도 보수성, 투수성을 조사하였다. 사문석, 모래 그리고 토양 개량재 혼합토의 pH와 EC는 토양 화학분석법(농업기술연구소 1988)에 따라 측정하였다. 토양 기초물성 측정시 방법은 다음과 같이 하였다(東京大學 出版會, 1995).
- 토양 기초물성 측정시 방법은 다음과 같이 하였다(東京大學 出版會, 1995). 포화된 토양의 투수속도는 Darcys law에 의해 계산하여 구하였다.
성능/효과
- 1. 토양의 물리성을 측정한 결과 모래에 사문석 혼합비율을 10〜30%까지 증가시킬 경우 투수계수는 1010〜 901mm/h로 측정되어 USGA(미국 골프 협회)의 투수성기준(300 〜600m/h)에 포함되었으므로 잔디 생육에 적합한 투수조건으로 파단되었다. pH와 EC조사 결과에서도 모래에 사문석이 '10% 혼합될 경우 잔디 생육에 적정할 것으로 예상되었다.
- 2. 온실 내 한국잔디의 시각적 품질을 조사한 결과 제오라이트 10% 혼합 처리구가 가장 우수하였으며 그다음으로 사문석 10%, 맥 반석 10% 순이었다. Perennial ryegrass에서는 사문석 혼합 처리구의 잔디품질이 가장 우수한 것으로 조사되었으며 다른 처리구와 유의한 차이가 인정되었다.
- 3. 한지형 잔디인 perennial ryegrass에서는 사문석을 10% 혼합한 처리구의 건물중량이 가장 무거웠고 그 다음이 맥반석, 제오라이트였다. 특히, 사문석 10% 처리구는 맥반석 10% 처리구에 비해 7%, 무처리구에 비해서는 무려 15%이상 한지형 잔디인 perennial ryegrass 건물중량이 증가하였다.
- 7월부터 12월까지 4주 간격으로 잔디의 품질을 조사하여 그래프로 나타낸 경우(Figure 4 참조), 전 실험 기간 동안 사문석 10%가 혼합된 처리에서 생육이 가장 우수였으며 맥반석 혼합 처리구와 무처리에 비해 유의성이 인정되었다. 다음으로는 사문석 20%, 제오라이트 20%, 맥반석 10%가 혼합된 순으로 생육이 저하되었다.
- 토양의 물리성을 측정한 결과 모래에 사문석 혼합비율을 10〜30%까지 증가시킬 경우 투수계수는 1010〜 901mm/h로 측정되어 USGA(미국 골프 협회)의 투수성기준(300 〜600m/h)에 포함되었으므로 잔디 생육에 적합한 투수조건으로 파단되었다. pH와 EC조사 결과에서도 모래에 사문석이 '10% 혼합될 경우 잔디 생육에 적정할 것으로 예상되었다.
- 특히, 사문석 10% 처리구는 맥반석 10% 처리구에 비해 7%이상, 무처리구에 비해서는 무려 15%이상 평균 건물중량이 증가하여 1% 수준에서 통계적으로 유의한 차이가 인정되었다(Figure 7 참조). 그러나 , 사문석 20%처리구는 다른 토양 개량재와 차이가 거의 없는 것으로 나타남에 따라 한지형 잔디에는 사문석 개량재를 혼합하는 토양이 좋으며 혼합비는 10% 내외가 바람직할 것으로 판단되었다.
- 모래에 토양 개량재를 혼합한 후 6개월간 한국 잔디의 평균 건물중량(dry weight) 변화를 조사한 결과, 제오라이트 20%처리에서 건물중량이 가장 높았고 다음 사문석 10%, 맥반석 10%, 제오라이트 10% 혼합 처리순으로 건물중량이 낮게 나타났으나 각 처리간 차이는 크지 않았다. 그러나 사문석을 10% 혼합한 처리구에서 무처리구에 비해 평균 건물중량이 9%이상 증가하여 유의 차가 인정되었으나 사문석 20% 처리구의 건물중량은 무처리구와 큰 차이가 없었다(Figure 6 참조).
- 3mS/m 이하로 분석되었다. 물리성 분석 결과, 입경 1.0〜0.25mm가 80%이상인 모래의 투수속도가 1, 063m /h, 용적밀도는 1.40g/cm3 이었으나, 사문석의 경우 입자가 모래에 비해 매우 굵고 고르게 분포함에 따라 사문석 100%의 투수 계수는 13, 500m/h로 모래 1063mm/h에 비해 10배 이상으로 높게 나타났다. 하지만 모래에 대한 사문석의 혼합율이 증가할수록 오히려 투수속도는 10-15% 감소하여 1010~901mn)/h.
- 본 실험 결과에 따르면 한국잔디보다 한지형 잔디인 perennial ryegrass에서 사문석 (serpentine) 처리구의 생육이 우수하였으며 모래에 사문석을 혼합할 경우 혼합비율은 10%가 적합한 비율로 나타났다.
- 본 연구 결과를 고려할 때 너무 높은 투수계수 때문에 사문석 자체로는 잔디지반에 적합하지 않지만 모래에 사문석을 10~30% 혼합할 경우 투수계수가 1010~ 901mm/h 사이에 분포하므로 잔디의 생육토양으로 큰 문제가 없을 것으로 예상되었다. 모래에 제오라이트를 혼합할 경우 혼합량이 증가함에 따라 보수성이 증가하였으며 이와 달리 모래에 맥반석을 혼합할 경우 오히려 보수성이 조금 낮아 졌다.
- 보였다. 전반적으로는 개량재 10%를 혼합한 처리구의 한국 잔디품질이 20%처리구보다 우수한 것으로 조사되었다 (Figure 2 참조). 사문석 처리구의 경우 피복이 완료된 후 생육은 매우 왕성한 특징을 보였는데, 특히 한국 잔디가 휴면에 접어드는 11월 하순경 사문석 처리구에서만 잔디 엽색이 그대로 유지되는 것이 특이하게 관찰되었다(Figure 3 참조).
- 토양 개량재를 혼합한 후 6개월(203년 7월〜12월)간 한지형 잔디의 건물중량을 조사한 결과 사문석 10%를 혼합한 처리구의 평균 건물중량이 가장 높았고 그 다음이 맥반석 10%, 20%이었다. 특히, 사문석 10% 처리구는 맥반석 10% 처리구에 비해 7%이상, 무처리구에 비해서는 무려 15%이상 평균 건물중량이 증가하여 1% 수준에서 통계적으로 유의한 차이가 인정되었다(Figure 7 참조).
- 한지형 잔디인 perennial ryegrass에서는 사문석을 10% 혼합한 처리구의 건물중량이 가장 무거웠고 그 다음이 맥반석, 제오라이트였다. 특히, 사문석 10% 처리구는 맥반석 10% 처리구에 비해 7%, 무처리구에 비해서는 무려 15%이상 한지형 잔디인 perennial ryegrass 건물중량이 증가하였다. 한국 잔디에서는 사문석 10% 혼합 처리구에서 무처리구에 비해 평균 건물중량이 9% 이상 증가하여 유의차가 인정되었다.
- 맥반석 10%, 20%이었다. 특히, 사문석 10% 처리구는 맥반석 10% 처리구에 비해 7%이상, 무처리구에 비해서는 무려 15%이상 평균 건물중량이 증가하여 1% 수준에서 통계적으로 유의한 차이가 인정되었다(Figure 7 참조). 그러나 , 사문석 20%처리구는 다른 토양 개량재와 차이가 거의 없는 것으로 나타남에 따라 한지형 잔디에는 사문석 개량재를 혼합하는 토양이 좋으며 혼합비는 10% 내외가 바람직할 것으로 판단되었다.
- 파종 후 1개월의 양생 기간을 거친 다음 7월〜12월까지 데이터 조사가 실시되었으며, 전체 자료의 평균값으로 한국잔디의 시각적 품질을 조사한 결과, 제오라이트 10% 처리구의 잔디품질(turf visual quality)°] 가장 우수하였고 사문석 10%, 맥반석 10% 처리구의 순으로 저하되었다 모든 처리구에서 대조구의 잔디품질이 가장 낮은 것으로 조사되었으며 이는 사문석을 비롯한 다른 개량재 처리와 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 전반적으로는 개량재 10%를 혼합한 처리구의 한국 잔디품질이 20%처리구보다 우수한 것으로 조사되었다 (Figure 2 참조).
- Perennial ryegrass에서는 사문석 혼합 처리구의 잔디품질이 가장 우수한 것으로 조사되었으며 다른 처리구와 유의한 차이가 인정되었다. 한국잔디와 perennial ryegrass에서 모두 사문석 20% 혼합 처리구보다 10%처리구에서 잔디생육이 더 좋은 것으로 나타났다. 휴면 시기에는 사문석이 혼합된 처리구에서 zoysiagrass와 perennial ryegrass가 휴면상태에 들어가기 전의 녹색기간이 일반 다른 처리구보다 1〜2주 이상 더 지속되었다.
후속연구
- 있다. 그러나 이 개량재가 답압이 지속되는 잔디 지반에서 토양 고결과 지반에 미치는 영향이나 식물에 미치는 영향에 대한 장기적인 연구는 반드시 필요할 것으로 예상되며 본 실험 결과에 따르면 사문석을 잔디 지반 개량재로 혼합하여 사용할 경우 Si, Mg 성분이 많고 유해중금속이 포함되어 있지 않으므로 년간 잔디밭 비료의 사용량을 경감시켜 친환경적인 소재로 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
- 일반적으로 토양 pH가 적정 범위에서 멀어지게 되면 식물이 이용할 수 있는 토양 내 일부 양분의 유효도는 그만큼 감소하게 되는데서 부분적인 원인을 찾을 수 있을 것으로 사료되었다. 그러나 토양 pH가 너무 높을 경우 발생되는 문제는, 지반조성 시 사문석과 함께 피트모스와 같은 유기물을 혼합하여 사용하게 되면 해결될 것으로 예상되며 장기적으로는 실제 필드 시험을 거친 다음 정확한 토양분석과 잔디 초종에 따른 적정 혼합비에 관한 보완 연구가 필요할 것으로 사료되었다.
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