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문제 정의
- 본 연구는 생태적 호안공법에 적용되는 대표적인 목본식물인 갯버들(SaHx gracilistyla Miq.)의 생태적 호안소재로서의 적용 효율과 효과를 파악하기 위한 것으로 삽수의 규격을 달리하여 현장에 직접 삽목하였을 때의 시간 경과에 따른 근계 생장 변화 특성을 분석하였다.
- 본 연구는 식물의 생물공학적 특성과 역할에 관한 실증적 연구가 부족한 상황에서, 생태복원의 주된 관심 대상이 되고 있는 습지 수제부에 분포하고 있는 대표적인 목본 식물인 갯버들 근계의 생장 특성을 현장에서 가장 쉽게 적용할 수 있는 삽목법을 중심으로 분석한 데 의의가 있다. 그러나, 다양한 규격의 삽수를 적용하지 못하였고, 식물의 생육에 있어서 가장 핵심이 되는 요소인 토양을 경남 진주시 주변의 남강 흐}류의 소택형습지 지역에 분포하는 사질 양토에 국한시킨 것은 본연구의 한계로 지적될 수 있다.
- 본 연구에서는 갯버들 삽목 공법의 현장 적용성 검토를 목적으로 하기 때문에, 호안 공사 현장에서 쉽게 확인할 수 있는 삽수중량, 길이, 직경 등의 외형적인 삽수규격을 중심으로 근계 발달 및 생장 특성을 파악하고자 하였다.
- 이에 본 연구에서는 갯버들 삽목법을 적용하는 호안공사 현장에서 쉽게 확인할 수 있는 삽수중량, 길이 직경 등의 외형적인 삽수규격을 중심으로 근계 발달 및 생장 특성을 파악하고자 하였다.
제안 방법
- 내 저수지 연접 지점에 설치하였다. 가로세로 2m, 깊이 50an의 방형으로 부지를 굴토하고, 토양 수분을 유지하기 위해서 바닥에 비닐을 피복하였으며, 미리 준비한 공시토양을 40cm 깊이로 충전하였다. 공시체의 길이에 따라서 세 개의 큰 대조구로 구분하였으며, 각 대조 구는 다시 공시체의 굵기에 따라서 세 개의 작은 대조 구로 구분하여 표 2와 같이 총 9개의 대조구로 구성하였다 각 대조구는 100개의 공시체로 구성하였으며, 식재 간격은 10cm이다(2001년 3월 27일).
- 갯버들 삽수를 직경과 길이에 따라서 각각 세 가지씩, 총 아홉 유형의 갯버들 삽수를 2001년 3월 말 삽목하여 6개월 간 생육조사를 수행하였다. 분석결과, 삽목 후 약 3개월이 경과한 시점이면서 본격적인 우기인 7월 중의 생장이 가장 왕성한 것으로 나타났으며, 8월 말부터는 생장량 변화추세가 완화되는 것으로 분석되었다.
- 갯버들을 이용한 생태 호안 공법의 적용 효율과 효과를 파악하기 위해서 삽수의 규격을 달리하여 시간 경과에 따른 생장 변화를 측정하였다. 이 실험을 통하여 갯버들의 활착과 생장에 영향을 미치는 삽수규격 인자를 해석하였으며, 구체적인 연구 방법은 다음과 같다.
- 공시체 굴취시 뿌리의 손상을 막고 연접한 시료의 생육에 미치는 영향을 최소화하기 위하여 수압(水壓) 을 이용하여 선택된 뿌리 주변의 토양을 수세(水洗)하였으며, 채취된 시료는 실험실에서 흐르는 물에 하루 (24시간) 동안 수세함으로써 뿌리에 묻어 있는 미세한 토양입자를 제거하였다(Bohm, 1979).
- 가로세로 2m, 깊이 50an의 방형으로 부지를 굴토하고, 토양 수분을 유지하기 위해서 바닥에 비닐을 피복하였으며, 미리 준비한 공시토양을 40cm 깊이로 충전하였다. 공시체의 길이에 따라서 세 개의 큰 대조구로 구분하였으며, 각 대조 구는 다시 공시체의 굵기에 따라서 세 개의 작은 대조 구로 구분하여 표 2와 같이 총 9개의 대조구로 구성하였다 각 대조구는 100개의 공시체로 구성하였으며, 식재 간격은 10cm이다(2001년 3월 27일). 실제 수제 부의 생육 조건과 비슷하게 유지하기 위하여 실험이 진행되는 동안 일체의 병해충 방제를 위한 처리는 없었다.
- 직경에 따라서 구분된 휴면지는 삽목 깊이(5<加)와 침수 깊이(약 3cm), 작업성 등을 고려하여 10cm 길이를 최소단위로 하였으며, 2 배수에 해당되는 20an, 40an 길이의 삽수로 조제하여 생체중, 최대 직경, 길이, 눈의 수 등을 측정하여 분류하였다. 또한 자연적인 생장에 영향을 미칠 수 있는 일체의 화학적 처리는 배제하였다.
- 삽수 자체의 중량에 따른 생장량 차이의 교략효과를배제하고 경과일수에 따른 생장량 변화량을 비교하기 위해, 삽목 전 삽수중량을 공변량으로 두고 경과일수에 따른 생장량 변화를 공분산분석(ANCOVA)한 결과표 3과 같은 결과를 얻었다.
- 삽수중량에 따른 생장량 변화를 비교하기 위하여, 앞 절에서 생장량 변화가 급격하게 일어난 시기였던 6월 말을 기준으로 삽목 후 99일 이전의 활착기와 99일 이후의 생장기로 구분하여, 생장량과의 상관관계가 가장 높은 것으로 나타난 삽수중량을 기준으로 순생장량 변화를 비교하였다.
- 세척된 공시체는 약 1시간의 풍건(風乾)을 통하여 표면의 수분을 제거한 후, 엽생중량(葉生重量), 근생중량(根生重量), 신초중량(新草重量), 근장(根長), 엽수 (葉數), 신초장(新草長)을 측정하였다.
- 따른 생장 변화를 측정하였다. 이 실험을 통하여 갯버들의 활착과 생장에 영향을 미치는 삽수규격 인자를 해석하였으며, 구체적인 연구 방법은 다음과 같다.
- 53cm) 의 규격으로 구분하였으며, 각 규격별로 균등한 직경을 유지하도록 주의하였다. 직경에 따라서 구분된 휴면지는 삽목 깊이(5<加)와 침수 깊이(약 3cm), 작업성 등을 고려하여 10cm 길이를 최소단위로 하였으며, 2 배수에 해당되는 20an, 40an 길이의 삽수로 조제하여 생체중, 최대 직경, 길이, 눈의 수 등을 측정하여 분류하였다. 또한 자연적인 생장에 영향을 미칠 수 있는 일체의 화학적 처리는 배제하였다.
- 공시체는 총 6회에 걸쳐서 회수되었다. 첫 번째 회수는 식재일로부터 65일 경과한 2001년 5월 30일에 이루어졌으며, 이후 약 한달 간격으로 2차(7월 2일), 3차(7 월 31일), 4차(8월 30일), 5차(9월 29일), 6차(10월 31 일) 시료채취가 이루어졌다. 매번 대조구별 5개체씩 총 270개의 시료를 무작위로 채취(採取)하여 분석에 이용하였다 그러나, 10월 31일 채취된 시료의 경우 대부분의 잎이 낙엽으로 없어져서 분석에서 제외시켰다.
대상 데이터
- 균일한 생육 조건과 실험의 편의를 위하여 공 시체용 삽수는 경상남도 사천시와 진주시, 산청군의 경계지점인 덕천강 하류의 하상 퇴적부에 위치한 갯버들 군락지의 1년생 휴면지를 채취하여 사용하였다. 삽수는 2001년 3월에 채취하였고 평균 직경을 기준으로 대(0.
- 첫 번째 회수는 식재일로부터 65일 경과한 2001년 5월 30일에 이루어졌으며, 이후 약 한달 간격으로 2차(7월 2일), 3차(7 월 31일), 4차(8월 30일), 5차(9월 29일), 6차(10월 31 일) 시료채취가 이루어졌다. 매번 대조구별 5개체씩 총 270개의 시료를 무작위로 채취(採取)하여 분석에 이용하였다 그러나, 10월 31일 채취된 시료의 경우 대부분의 잎이 낙엽으로 없어져서 분석에서 제외시켰다.
- 1년생 휴면지를 채취하여 사용하였다. 삽수는 2001년 3월에 채취하였고 평균 직경을 기준으로 대(0.72 cm) . 중(0.
- 실험구는 경상남도 진주시 가좌동의 진주산업대학교 농장 내 저수지 연접 지점에 설치하였다. 가로세로 2m, 깊이 50an의 방형으로 부지를 굴토하고, 토양 수분을 유지하기 위해서 바닥에 비닐을 피복하였으며, 미리 준비한 공시토양을 40cm 깊이로 충전하였다.
데이터처리
- 삽수규격과 경과일수에 따른 생장량의 비교에는 분산분석 (ANOVA) 이적용되었고 갯버들의 생장에 경향을 미치는 인자를 파악하기 위한 상관분석과 '단계적 변수등록 및 제거 (Stepwise)' 방식을 통한 다중회귀분석이 적용되었다. 또한, 삽수규격에 따른 생장량 변화 관계를 해석하기 위하여 공분산분석(ANCOVA)을 적용하여 해석하였다.
- 본 실험에 적용된 삽수의 규격 조건 중 뿌리 생장량 증가에 결정적인 역할을 하는 요인을 분석하기 위하여, 삽수중량을 공변량으로 삽수직경에 따른 삽목 후 3개월 이후의 뿌리 생장량을 공분산 분석(ANCOVA)하였다. 분석결과, 삽수중량에 의한 교략효과를 제거한 후에도 삽수직경은 뿌리 생장량에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다.
- , 2001)을 이용하여 통계처리 되었다. 삽수규격과 경과일수에 따른 생장량의 비교에는 분산분석 (ANOVA) 이적용되었고 갯버들의 생장에 경향을 미치는 인자를 파악하기 위한 상관분석과 '단계적 변수등록 및 제거 (Stepwise)' 방식을 통한 다중회귀분석이 적용되었다. 또한, 삽수규격에 따른 생장량 변화 관계를 해석하기 위하여 공분산분석(ANCOVA)을 적용하여 해석하였다.
- 측정된 값은 통계 패키지인 SPSS R1KSPSS Inc., 2001)을 이용하여 통계처리 되었다. 삽수규격과 경과일수에 따른 생장량의 비교에는 분산분석 (ANOVA) 이적용되었고 갯버들의 생장에 경향을 미치는 인자를 파악하기 위한 상관분석과 '단계적 변수등록 및 제거 (Stepwise)' 방식을 통한 다중회귀분석이 적용되었다.
성능/효과
- 각 생체 부분별 생장량의 상관관계 분석에서 뿌리 생장량과의 상관관계가 가장 높은 부분은 새롭게 형성된 생체를 나타내는 신초(잎+가지) 생장량인 것으로 나타났다 그러나, 신초를 구성하는 신초지와 신초엽중에서는 신초지의 상관계수(.749)가 신초엽의 상관계수(.528)보다 높은 것으로 나타났다.
- 분석결과, 삽목 후 약 3개월이 경과한 시점이면서 본격적인 우기인 7월 중의 생장이 가장 왕성한 것으로 나타났으며, 8월 말부터는 생장량 변화추세가 완화되는 것으로 분석되었다. 갯버들 삽수의 규격에서 연간 뿌리 생장량에 가장 많은 영향을 미치는 인자는 삽수중량이었으며, 삽수 중량의 교략효과를 배제한 공분산분석 결과 삽 수직 경이 뿌리 생장량을 결정짓는 중요한 요인으로 나타난 반면, 삽수길이는 증가할수록 오히려 뿌리 생장량이 감소하는 것으로 나타났다. 이는 삽수의 길이가 길어질 수록 생육 초기에 삽수의 흔들림 가능성 및 이에 따른 활착 부진과 대기에 노출된 부분으로부터의 수분 증발량의 차이에 의한 영향으로 보인다
- 결론적으로 습지수제부에 갯버들을 적용할 경우 신속한 호안 효과를 거두기 위해서는 삽수의 초기 활착기의 건조를 막고 왕성한 발근을 유도할 필요가 있으며, 이를 위해서는 작업의 효율성과 비용적인 측면을 고려하여 삽수를 가급적 무겁게 조제하되 길이는 작업효율을 떨어뜨리지 않는 범위로 짧게 하고 직경은 가급적 크게 조제하여 사용호).는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.
- 나타났다. 경과일수에 따른 생장량 변화를 상호비교하였을 때, 삽목 후 99일까지의 생장량에는 유의차가 없지만, 99일 이후의 생장량은 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 159일 이후인 9월의 생장량은 8월의 생장량과 통계적으로 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 공시토양의 이화학적 특성은 표 1과 같으며, 식물의 생장에 장애를 초래할 정도의 요소는 없는 것으로 분석되었다.
- 5m) 지중 또는 수중에 매설하는 것을 전제로 하고 있다. 그러나, 본 실험의 결과에서는 갯버들의 생장은 삽수의 길이보다는 직경에 많은 영향을 받으며, 삽수 길이가 길 경우 오히려 생장에 불리할 수도 있는 것으로 나타나고 있다.
- 비례관계를 보이는 것으로 나타났다. 다만, 삽 수의 원 중량이 작은 경우에는 순생장량 변화 관계가 다소 명확하지 못한 것으로 나타났다 특히, 작은 중량의 삽수 중에서는 190일 경과 시까지도 삽수중량 감소분을 회복하지 못하는 개체도 발생하였으나, 전반적으로 삽목 후 159일 이후에는 대부분 개체의 생장량이 삽수 중량감소분을 회복하여 양(+)의 생장을 하는 것으로 분석되었다(그림 4 참조).
- 분석결과 삽수중량은 신뢰도 1% 수준에서 생장량 변화에 있어서 유의한 공변량인 것으로 평가되었으며, 삽수중량에 의한 교락효과를 배제한 후에도 경과일수에 따라서 통계적으로 유의한 생장량 차이를 나타내는 것으로 나타났다. 경과일수에 따른 생장량 변화를 상호비교하였을 때, 삽목 후 99일까지의 생장량에는 유의차가 없지만, 99일 이후의 생장량은 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다.
- 6개월 간 생육조사를 수행하였다. 분석결과, 삽목 후 약 3개월이 경과한 시점이면서 본격적인 우기인 7월 중의 생장이 가장 왕성한 것으로 나타났으며, 8월 말부터는 생장량 변화추세가 완화되는 것으로 분석되었다. 갯버들 삽수의 규격에서 연간 뿌리 생장량에 가장 많은 영향을 미치는 인자는 삽수중량이었으며, 삽수 중량의 교략효과를 배제한 공분산분석 결과 삽 수직 경이 뿌리 생장량을 결정짓는 중요한 요인으로 나타난 반면, 삽수길이는 증가할수록 오히려 뿌리 생장량이 감소하는 것으로 나타났다.
- 분석결과, 삽수중량에 의한 교략효과를 제거한 후에도 삽수직경은 뿌리 생장량에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 삽수직경과 생장량은 상호 비례 관계에 있는 것으로 나타났으며, 삽수직경에 따른 구분 집단 간에 통계적으로 유의한 평균값 차이를 보이는 것으로 분석되었다
- 삽목 99일 경과 이후의 생장량은 전체적으로 삽수 중량과 비례관계를 나타냈으며, 경과일수에 따라서도 지속적으로 증가하는 것으로 나타났다.
- 삽수규격을 구별하지 않고 경과일수별로 선별된 전체 시료의 순생장량 평균값을 비교하였을 때, 초기 삼 개월 동안에는 오히려 생장량이 삽수중량 감소량에 미치지 못하는 것으로 분석되었으나, 삼 개월(99일) 이후 시기인 7월 이후에는 급격하게 증가하는 것으로 나타났다(그림 2 참조).
- 삽수중량을 공변량으로 삽수길이에 따른 삽목 후 3 개월 이후의 뿌리 생장량을 공분산 분석(ANCOVA)한 결과, 삽수중량이 유의한 공변량으로 작용한 것으로 나타났으며, 교략효과를 제거한 후에도 삽수길이는 뿌리 생장량에 통계적으로 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특이한 것은 삽수길이가 커질수록 뿌리 생장량은 감소하며 통계적으로도 유의한 것으로 분석된 점이다.
- 특히. 삽수중량이 큰 경우, 66 일까지의 삽수중량 감소량이 큰 반면, 99일까지의 순 생장량도 매우 큰 특성이 있어 삽목 초기 활착에 매우 유리한 것으로 나타났다(그림 3 참조).
- 분석결과, 삽수중량에 의한 교략효과를 제거한 후에도 삽수직경은 뿌리 생장량에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 삽수직경과 생장량은 상호 비례 관계에 있는 것으로 나타났으며, 삽수직경에 따른 구분 집단 간에 통계적으로 유의한 평균값 차이를 보이는 것으로 분석되었다
- 순생장량의 경우 삽수 원중량의 차이에 따라서 명확한 비례관계를 보이는 것으로 나타났다. 다만, 삽 수의 원 중량이 작은 경우에는 순생장량 변화 관계가 다소 명확하지 못한 것으로 나타났다 특히, 작은 중량의 삽수 중에서는 190일 경과 시까지도 삽수중량 감소분을 회복하지 못하는 개체도 발생하였으나, 전반적으로 삽목 후 159일 이후에는 대부분 개체의 생장량이 삽수 중량감소분을 회복하여 양(+)의 생장을 하는 것으로 분석되었다(그림 4 참조).
- 신초지중랴 신초지길이, 뿌리길이의 경우 생장량 및 뿌리 중량과의 상관관계와 유의성이 전반적으로 높게 나타났다. 반면에, 신초엽수의 경우 생장랴 순생장량및 뿌리생장량과 상관이 거의 없는 것으로 분석되었다.
- 실험 기간동안 채취된 시료의 각 생체 부분별 생장량의 상관관계는 전반적으로 높게 분석되었다. 또한, 전체 생장량과 가장 상관성。' 높은 부분은 신초지(新 草枝)였으며, 다음으로 뿌리, 신초엽(新草葉)의 순으로 상관성이 높은 것으로 나타났다.
- 토양으로 취환하였다. 실험에 사용된 토양의 입도 구성을 체 가름과 비중계법으로 분석한 결과, Sand 60.36%, SHt 28%, Clay 11.64%의 사양토(Samdy Loam) 로 확인되었다.
- 실험에 적용된 삽수의 여러가지 규격 변수 및 삽목 후 경과일수와 측정 시의 각 부분별 생장량의 상관관계를 분석한 결과 뿌리 생장량을 기준으로 살펴볼 때, 삽수의 원중량, 경과일수, 삽수직경, 삽수 길이의 순으로 높은 상관관계를 보이는 것으로 나타났으며(표 4 참조), 반면에 삽수에 형성되어 있던 눈의 수는 분석시의신초엽 수와 유의적인 상관성이 있는 것으로 나타났으나, 기타 생장부분과는 상관성이 유의하지 않은 것으로 분석되어, 비교대상 삽수규격에서 제외시켰다.
- 보이는 것으로 나타났다. 이후 99일 경과 시점에 이르러 순생장량이 초기 삽수중량 수준에 도달하는 것으로 평가되었다. 특히.
- 지상부인 신초지와 신초엽, 그리고 경과일수를 독립변수로 하고 뿌리 부분의 생장량을 종속변수로 하여, '단계적 변수등록 및 제거(Stepwise)'방식으로 회귀 분석한 결과, 신초지 생장량과의 회귀식 설명력이 56%로 가장 높게 나타났으며, 경과 일수에 의해서 설명력이 9.3% 증가하였다. 반면, 신초엽은 통계적 유의성이 낮아 모델에서 제외되었다.
- 특히, 삽수중량에 의한 공변량 효과가 배제된 생장량과 삽수길이의 변화 경향을 분석한 결과(그림 5 참조), 삽수의 길이는 짧을수록 바람직한 것으로 나타났다. 이는 삽수의 길이가 길어질수록 생육초기에 삽수의 흔들림 가능성 및 이에 따른 활착 부진과, 대기에 노출된 부분으로부터의 수분증발에 의한 영향으로 판단된다.
- 활착기인 삽목 후 99일까지의 생장량은 전반적으로 삽수 중량과 비례관계에 있는 것으로 나타났으나, 초기의 삽수 자체의 중량 감소분을 고려한 순생장량의 경우 66일 경과 시점까지는 삽수의 원중량 증가에 대해 반비례 관계를 보이는 것으로 나타났다. 이후 99일 경과 시점에 이르러 순생장량이 초기 삽수중량 수준에 도달하는 것으로 평가되었다.
후속연구
- 의의가 있다. 그러나, 다양한 규격의 삽수를 적용하지 못하였고, 식물의 생육에 있어서 가장 핵심이 되는 요소인 토양을 경남 진주시 주변의 남강 흐}류의 소택형습지 지역에 분포하는 사질 양토에 국한시킨 것은 본연구의 한계로 지적될 수 있다. 따라서 보다 객관적인 현장 적용 기준을 마련하기 위해서는 삽수 규격을 확대하여 다양한 습지 토양에 적용한 후속연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 그러나, 다양한 규격의 삽수를 적용하지 못하였고, 식물의 생육에 있어서 가장 핵심이 되는 요소인 토양을 경남 진주시 주변의 남강 흐}류의 소택형습지 지역에 분포하는 사질 양토에 국한시킨 것은 본연구의 한계로 지적될 수 있다. 따라서 보다 객관적인 현장 적용 기준을 마련하기 위해서는 삽수 규격을 확대하여 다양한 습지 토양에 적용한 후속연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 이는 삽수의 길이가 길어질수록 생육초기에 삽수의 흔들림 가능성 및 이에 따른 활착 부진과, 대기에 노출된 부분으로부터의 수분증발에 의한 영향으로 판단된다. 삽수 길이와 생장량의 관계는 식물을 이용한 호안 공법의 개발 시 충분히 고려되어야 할 사항이며, 향후 이에 대한 충분한 연구가 이루어져야 할 것이다.
- 본 실험이 경제 작물 생산을 위한 일반적인 원예 실험이 아닌 생태적 습지 수 제부 복원용 소재의 생육 특성 분석을 위한 것이기 때문에, 습지의 생태적 측면을 고려하여 일체의 병충해 방제를 하지 않았다. 이와 같은 병충해에 의한 영향과 방제의 필요성 유무에 대해서는 생태적 측면에서의 논의가 필요할 것으로 생각된다.
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