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문제 정의
- 따라서 본 연구는 인공지반 조성시 요구되는 초화류 최소 식재토심인 15cm와 적정 토심인 30cm에 옥상녹화에서 생육이 양호한(최희선, 2001) 자생 초화류 비비추를 식재하여 관리형태에 따른 생육을 조사 관찰함으로써, 관리방안을 도출해보고자 하였다.
제안 방법
- (SPAD-502, Minolta)를 이용해 측정하였으며, plant resistance는 plantweerstand meter (Nieuwkoop B.V., PW-93)를 이용해 측정하였다. 증산량은 정식 43일 후인 8월 11일에 porometer (Li-Cor, Li1600)를 이용해 측정하였으며, 44일 후인 8월 12일에는 휴대용 광합성 측정기(Li-Cor, Li-6200)를 이용해 광합성을 측정하였다.
- 대조구인 무관리구는 자연환경에 의존하도록 하였으며, 관수관리구는 일주일에 2회씩 물을 공급했는데, 토심 15㎝의 경우는 2L씩 토심 30㎝의 경우는 3L씩을 공급해 주었다. 영양액관리구의 경우 강우 등에 의한 지하수 유입으로 수질오염 가능성이 있는 고형비료를 사용하기보다는 필요한 양분을 물에 녹여 액비로 공급하였다.
- 생육상태를 조사하기위해, 엽록소함량 및 식물의 스트레스 정도를 나타내주는 Plant resistance 및 증산량과 광합성을 측정하였다. 엽록소 함량은 정식 후 42일 후인 8월 10일에 엽록소 측정기
- 실험에 이용된 식재층 혼합 인공토양(펄라이트：질석：피트모스=1：1：1, v/v/v)의 물리, 화학적 특성은 식재전에 시료를 채취하여 조사 분석하였으며(Walter, 1986; Helmke et al, 1996; Kuo, 1996; Sumner et al, 1996; CEN, 1999), 그 결과는 Table 1과 같다.
- 인공토양 조성은 펄라이트：질석：피트모스를 1：1：1(v/v/v)로 조성한 후 2000년 6월 29일 5～6엽의 자생 초화류 비비추(Hosta longipes)를 50cm×50cm크기의 처리시스템에 6주씩 정식하였으며, 3반복하였다. 옥상녹화 시스템은 서울시립대학교 자연과학관 5층 옥상면 위에 저배수판((주)CCR)을 설치하고, filter(부직포)를 깐 후 굵은 입자의 펄라이트(large grain perlite：1호-3.
- 증산량은 정식 43일 후인 8월 11일에 porometer (Li-Cor, Li1600)를 이용해 측정하였으며, 44일 후인 8월 12일에는 휴대용 광합성 측정기(Li-Cor, Li-6200)를 이용해 광합성을 측정하였다. 정식 101일째 되는 9월 8일에 최종적으로 비비추의 생육을 조사하였으며, 비비추의 엽(葉)도 분석하여 비교검토하였다.
- , PW-93)를 이용해 측정하였다. 증산량은 정식 43일 후인 8월 11일에 porometer (Li-Cor, Li1600)를 이용해 측정하였으며, 44일 후인 8월 12일에는 휴대용 광합성 측정기(Li-Cor, Li-6200)를 이용해 광합성을 측정하였다. 정식 101일째 되는 9월 8일에 최종적으로 비비추의 생육을 조사하였으며, 비비추의 엽(葉)도 분석하여 비교검토하였다.
대상 데이터
- 영양액관리구의 경우 강우 등에 의한 지하수 유입으로 수질오염 가능성이 있는 고형비료를 사용하기보다는 필요한 양분을 물에 녹여 액비로 공급하였다. 서울시립대학교 순환식 장미 수경재배용 영양액(NO3, 7.35; NH4, 0.92; P, 1.7; K, 3.5; Ca, 3.5; Mg, 1.8; SO4, 1.8 me․L-1)을 EC 1.0dS․m-1, pH 5.5～6.5로 보정한 후 공급해 주었으며, 공급양은 관수관리구와 같다.
성능/효과
- 가시적으로도 물과 양분을 같이 공급한 처리구에서 비비추의 잎색이 다른 두처리구에 비해 짙은 녹색을 나타내 식물의 관상가치 또한 높았다. 이처럼 영양액관리구에서 높은 품질을 보여준 것은 엽내에 질소를 비롯한 무기양분의 흡수가 많은 것과 관련이 있으며(Table 6), 일반적으로 질소 함량이 높을수록 엽록소의 함량이 높아진다는 보고도 있다(Horst Marschner.
- 관리형태에 따른 식물생육에서는, 무관리구와 관수관리구간의 차이는 크지 않았으나, 영양액 관리구에서의 비비추 생육이 좋은 것으로 나타났다. 한 예로 토심 15㎝에서 영양액관리구의 생체중은 대조구에 비해 2.
- 광합성보다 증산률이 처리간 차이가 더 컸는데, 각 토심에서 증산률은 광합성과 같이 영양액관리, 물관리, 대조구 순으로 높게 측정되었으며, 토심간의 비교에서도 마찬가지로 30㎝보다 토심이 낮은 15㎝ 처리구에서 증산량이 훨씬 높게 측정되었다(Table 3).
- 비슷한 양상으로 기공전도도는 영양액관리가 가장 높고 물관리, 대조구 순으로 높게 측정되었으나 물관리와 대조구 두 처리간의 유의적인 차이는 없었다. 반대로 기공저항은 영양액관리구가 가장 낮았으며, 물관리, 대조구 순으로 측정되었으나, 세 처리간의 유의성은 없었다. 따라서 관리형태에 따라 식물 기공저항의 차이가 없는 것은 식물이 이미 각 환경에 적응되었기 때문으로 보인다.
- 비비추의 생육 조사에서는 대조구보다 물관리구의 생육이 수치적으로는 다소 높았으나 통계적인 유의성은 없었으며, 영양액관리구는 두 처리구에 비해 생육이 좋은 것으로 나타났다(Table 4). 토심별로는 뚜렷한 생육차이가 없었으나, 영양액관리구에서 엽수가 토심 30㎝보다 15㎝에서 더 많았으며 건물중도 더 높게 측정되었다(Table 4).
- 비비추의 엽분석 결과에서, 양분들 간의 큰 차이는 없으나, N과 K의 함량이 영양액처리구에서 높게 나타났다(Table 5).
- 식물의 지하부 및 지상부 등의 복합적인 환경이 식물의 생육에 적합한지를 알 수 있는 요인으로 Plant resistance를 측정한 결과, 대조구가 가장 높고, 물관리, 영양액관리순으로 수치가 높게 나타나 양분을 공급해주는 것이 식물의 활력을 높이는데 중요하게 작용하는 것으로 나타났다(Figure 3). 토심간 차이에 있어, 대조구는 두 토심간 차이가 없었으나, 물관리구와 영양액관리구는 15㎝가 30㎝보다 수치가 낮게 나타나 비비추 생육에서는 30cm 보다 15cm가 plant resistance를 낮출 수 있으므로, 15cm토심에서의 생육이 오히려 유리할 것으로 판단되었다.
- 5배 정도였다는 연구결과(심재성, 1984)와 같은 맥락으로 식물생육에 있어 양분 공급의 중요성을 보여준다. 옥상녹화시 주기적으로 식물에 필요한 양분을 공급하는 것이 식물의 생육은 물론, 개화를 촉진하는데 효과가 있을 뿐만 아니라, 옥상녹지의 경관적 가치 또한 높여줄 것으로 판단되나, 무관리구 및 관수관리구 역시, 식물의 생육은 가능한 것으로 나타났다.
- 이상에서 관리조건 및 토심에 따른 비비추의 생리반응을 측정한 결과, 비비추는 무관리형에서 관리형으로 갈수록 식물의 광합성이나 증산량, 엽록소 함량 등이 증가하였으며, 생리 활성도 활발히 이루어짐을 살펴볼 수 있었다. 그러나, 대체적으로 대조구인 무관리형과 물관리구간의 차이는 크지 않았다.
- 이상의 결과들을 정리하면, 토심간 비비추 생육은 토심 15cm와 30cm간의 차이는 크게 나지 않았으며, 오히려 토심 15cm가 30cm보다 생육이 좋은 것으로 나타나, 일반적으로 초화류 최소 토심인 15cm만으로도 식물의 생육이 가능할 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 수분 과잉으로 인한 기상의 감소 및 배수성과 같은 물리성 악화가 원인인 것으로 판단된다.
- 처리간 광합성은 토심 15㎝에서 대조구와 물관리구간의 차이가 그리 크지 않으나, 영양액관리구에서 광합성이 활발하게 이루어짐을 관찰할 수 있었다(Table 2). 비슷한 양상으로 기공전도도는 영양액관리가 가장 높고 물관리, 대조구 순으로 높게 측정되었으나 물관리와 대조구 두 처리간의 유의적인 차이는 없었다.
- 따라서 관리형태에 따라 식물 기공저항의 차이가 없는 것은 식물이 이미 각 환경에 적응되었기 때문으로 보인다. 토심 30㎝역시 같은 양상이었으며, 토심별로는 토심 30㎝보다 토심이 낮은 15㎝처리구가 오히려 식물의 광합성이 더 높은 것으로 나타났다.
- 1995). 토심간 엽록소 함량은 차이가 나타나지 않았으나, 영양액관리구에서 토심 30㎝처리구가 다소 높게 측정되었다.
- 식물의 지하부 및 지상부 등의 복합적인 환경이 식물의 생육에 적합한지를 알 수 있는 요인으로 Plant resistance를 측정한 결과, 대조구가 가장 높고, 물관리, 영양액관리순으로 수치가 높게 나타나 양분을 공급해주는 것이 식물의 활력을 높이는데 중요하게 작용하는 것으로 나타났다(Figure 3). 토심간 차이에 있어, 대조구는 두 토심간 차이가 없었으나, 물관리구와 영양액관리구는 15㎝가 30㎝보다 수치가 낮게 나타나 비비추 생육에서는 30cm 보다 15cm가 plant resistance를 낮출 수 있으므로, 15cm토심에서의 생육이 오히려 유리할 것으로 판단되었다.
- 비비추의 생육 조사에서는 대조구보다 물관리구의 생육이 수치적으로는 다소 높았으나 통계적인 유의성은 없었으며, 영양액관리구는 두 처리구에 비해 생육이 좋은 것으로 나타났다(Table 4). 토심별로는 뚜렷한 생육차이가 없었으나, 영양액관리구에서 엽수가 토심 30㎝보다 15㎝에서 더 많았으며 건물중도 더 높게 측정되었다(Table 4).
- 관리형태에 따른 식물생육에서는, 무관리구와 관수관리구간의 차이는 크지 않았으나, 영양액 관리구에서의 비비추 생육이 좋은 것으로 나타났다. 한 예로 토심 15㎝에서 영양액관리구의 생체중은 대조구에 비해 2.6배, 물관리구에 비해 2.1배였으며, 토심 30㎝는 영양액관리구의 생체중이 대조구의 2.8배, 물관리구의 2.5배였다. 이는 한국잔디의 시비에 따른 건물중이 무시비구에 비해 2.
- 화경(花莖)이 형성된 개체수는 각 처리별로 토심 15㎝의 대조구는 50%, 물관리구는 33%, 영양액과리구는 100%가 형성되었으며, 토심 30㎝는 대조구 및 물관리구는 한 주도 형성되지 않았고 영양액관리구는 100% 모두 형성되지 않았다(No Table). 화경이 형성되지 않았기 때문에 토심 30㎝의 대조구와 물관리구는 한 주도 개화하지 않았다.
- 확산저항은 각 처리간의 유의적인 차이가 없었던 기공저항과는 달리 영양액관리가 가장 낮고 물관리, 대조구 순으로 낮게 측정됨으로서 각기 다른 관리조건 및 환경에 따라 기공저항 보다는 확산저항이 민감하게 반응함을 알 수 있었다.
후속연구
- 최근 많이 조성되고 있는 저관리형 옥상녹화는 관리를 최대한 하지 않는 방안을 지향하고 있어서, 최소한의 관수만을 해주고 있다. 본 연구에서와 같이 무관리가 이루어지더라도, 식물의 생육은 가능할 것으로 보이나, 이러한 저관리형에서는 식물이 스트레스를 받게 되며, 지속 가능한 옥상녹화 유지를 위해서는 식물이 요구하는 최소한의 양분 공급이 이루어져야 할 것으로 보인다. 양분의 공급은 수질오염이 일어나지 않도록 최소한의 양분공급이 이루어져야 할 것이며, 공급양분의 농도는 이후의 연구를 통해 도출되어야 할 것으로 보인다.
- 본 연구에서와 같이 무관리가 이루어지더라도, 식물의 생육은 가능할 것으로 보이나, 이러한 저관리형에서는 식물이 스트레스를 받게 되며, 지속 가능한 옥상녹화 유지를 위해서는 식물이 요구하는 최소한의 양분 공급이 이루어져야 할 것으로 보인다. 양분의 공급은 수질오염이 일어나지 않도록 최소한의 양분공급이 이루어져야 할 것이며, 공급양분의 농도는 이후의 연구를 통해 도출되어야 할 것으로 보인다.
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