황산용액을 첨가하여 인위적으로 산성화시킨 화강암 풍화 모재의 갈색 산림 토양에 2-1 소나무(Pinus densiflora) 묘목을 이식하고, 1998년 4월 29일부터 9월 22일까지 21주 동안 온실에서 생육시킨 후 건물생장량과 토양 pH, Al, Mn 농도 또는 염기성 양이온 몰비 사이의 관계를 조사한 결과, 토양내 $H^+$ 부하량의 증가는 토양중 Al 농도의 증가를 초래하였다. 소나무 묘목의 건물 생장량은 토양의 Al 농도가 높아짐에 따라 감소하였다. 토양의 (Ca+Mg+K)/Al 몰비와 건물 생장량 사이에는 유의적인 정의 상관관계(r=0.97, p<0.01)가 있었으며, 몰비가 1.0인 경우에 약50%의 건물 생장량의 감소가 발생하였다. 이들의 결과는 산성 강하물에 의한 토양 산성화가 수목에 미치는 영향을 평가할 때, 토양의 Al과 같은 유해금속의 변화를 고려할 필요가 있으며, (Ca+Mg+K)/Al 몰비는 산성 강하물의 삼림생태계 피해예측을 위한 한계 부하량의 평가에 있어 중요한 지표가 될 수 있을 것으로 판단된다.
황산용액을 첨가하여 인위적으로 산성화시킨 화강암 풍화 모재의 갈색 산림 토양에 2-1 소나무(Pinus densiflora) 묘목을 이식하고, 1998년 4월 29일부터 9월 22일까지 21주 동안 온실에서 생육시킨 후 건물생장량과 토양 pH, Al, Mn 농도 또는 염기성 양이온 몰비 사이의 관계를 조사한 결과, 토양내 $H^+$ 부하량의 증가는 토양중 Al 농도의 증가를 초래하였다. 소나무 묘목의 건물 생장량은 토양의 Al 농도가 높아짐에 따라 감소하였다. 토양의 (Ca+Mg+K)/Al 몰비와 건물 생장량 사이에는 유의적인 정의 상관관계(r=0.97, p<0.01)가 있었으며, 몰비가 1.0인 경우에 약50%의 건물 생장량의 감소가 발생하였다. 이들의 결과는 산성 강하물에 의한 토양 산성화가 수목에 미치는 영향을 평가할 때, 토양의 Al과 같은 유해금속의 변화를 고려할 필요가 있으며, (Ca+Mg+K)/Al 몰비는 산성 강하물의 삼림생태계 피해예측을 위한 한계 부하량의 평가에 있어 중요한 지표가 될 수 있을 것으로 판단된다.
This study was carried out to investigate the effects of soil acidification on the growth of 3-year-old Pinus densiflora seedlings grown for 21 weeks in brown forest soils acidified with $H_2SO_4$ solution. The concentrations of Al in the acidified soils were increased with increasing amo...
This study was carried out to investigate the effects of soil acidification on the growth of 3-year-old Pinus densiflora seedlings grown for 21 weeks in brown forest soils acidified with $H_2SO_4$ solution. The concentrations of Al in the acidified soils were increased with increasing amount of $H^+$ added to the soil. The total dry weight of the seedlings was reduced by the addition of the $H_2SO_4$ solution. In addition, there was a strong positive correlation (r=0.97, p<0.01) between the dry weight of the seedlings and the molar (Ca+Mg+K)/Al ratio of the soil. The seedlings with the molar (Ca+Mg+K)/Al ratio of 1.0 resulted from approximately 50% growth reduction compared with the control value. The results suggest that the molar (Ca+Mg+K)/Al ratio of the soil may be a useful indicator for assessing the critical load of acid deposition.
This study was carried out to investigate the effects of soil acidification on the growth of 3-year-old Pinus densiflora seedlings grown for 21 weeks in brown forest soils acidified with $H_2SO_4$ solution. The concentrations of Al in the acidified soils were increased with increasing amount of $H^+$ added to the soil. The total dry weight of the seedlings was reduced by the addition of the $H_2SO_4$ solution. In addition, there was a strong positive correlation (r=0.97, p<0.01) between the dry weight of the seedlings and the molar (Ca+Mg+K)/Al ratio of the soil. The seedlings with the molar (Ca+Mg+K)/Al ratio of 1.0 resulted from approximately 50% growth reduction compared with the control value. The results suggest that the molar (Ca+Mg+K)/Al ratio of the soil may be a useful indicator for assessing the critical load of acid deposition.
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문제 정의
본 연구는 인위적으로 산성화시킨 삼림토양에서 자란 수목이 어떠한 생장반응을 나타내는지 또한 유럽에서 적용되고 있는 한계부하량 추정 변수인 (Ca+Mg+K)/Al 몰비가 우리나라 삼림토양에 적용이 가능한지를 알아보았다.
제안 방법
et Zucc.) 묘목을 한 그루씩 이식하여 1998년 4월 29일부터 9월 22일까지 21주간 국립산림과학원 온실 내에서 각 처리구당 20개체씩 생육시켰다 생육 기간 중 하루에 한 번 증류수(deionized water)를 각각의 재배 용기에 일정한 양을 관수하였으며, 생육기간 중 온실 내의 일평균 기온은 20-30℃, 평균 상대습도는 60~80%였다.
공시묘목은 실험시작 전 무작위로 10개체, 실험종료시는 각 처리당 7개체를 선정하고 각 식물기관별(잎, 줄기+가지, 뿌리) 로 생중량을 측정한 후 70℃에서 5일간 열풍건조하여 건 중량을 측정하였다.
pH 측정기(Toa Co, HM-5B)로 측정하였다. 또한 산성화된 토양에서 무기영양소 결핍을 초래할 가능성이 있는 Ca, Mg, K 과 같은 무기 영양소와 유해금속인 Al, Mn 농도는 풍건 세토 10 g을 100 mL용 비이커에 넣어 증류수 50 mL를 첨가하여 잘 혼합한 후, 25℃로 설정한 항온 실내에서 1시간 진탕하여 여과지(Toyo Co., No. 5B)를 통과시킨 추출물을 ICP-Spectrometer(Jobin Yvon Co, JY24)로 분석하였다. 한편, 본 연구에서는 실험개시 및 실험종료 시 토양 pH의 차는 약 0.
채취된 토양은 5 mm체를 이용하여 석력 및 식물 뿌리 등을 제거하였으며 실내에서 2주 동안 건조하였다. 1998년 4월 1 일 풍건토양 I L당 0(대조구), 10, 30, 60 및 90 mmol이 되도록 황산 용액(HzSOQ을 첨가하여 잘 혼합하였다.
5B)를 통과시킨 추출물을 ICP-Spectrometer(Jobin Yvon Co, JY24)로 분석하였다. 한편, 본 연구에서는 실험개시 및 실험종료 시 토양 pH의 차는 약 0.2 단위 미 만이 었으며, 또한 토양의 수용성 원소 농도도 큰 차이가 인정되지 않았기 때문에 이하의 해석에는 실험개시시의 토양분석 결과를 이용하였다
대상 데이터
서울 국립산림과학원 구내에 있는 홍릉수목원의 소나무 임분에서 유기물층(organic layer)을 제거하고 0~10 cm 깊이에서 채취한 화강암 모재의 갈색 산림 토양을 공시토양으로 사용하였다. 채취된 토양은 5 mm체를 이용하여 석력 및 식물 뿌리 등을 제거하였으며 실내에서 2주 동안 건조하였다.
성능/효과
21주 동안 생육한 소나무 묘목의 모든 기관 및 개체 전체의 건 중량은 30 및 60 mmolH+ 처리구에서 대조구 및 10 mmolH+ 처리구에 비하여 유의적으로 감소하였다(Table 2). 그러나 90 mmolH+ 처리구의 소나무 묘목은 육성시작 8~10주 사이에 전 개체가 고사하였다.
이는 산성 강하물에 의한 토양 산성화가 수목에 미치는 영향을 평가할 때 토양 내 A1 등과 같은 유해 금속뿐만 아니라 식물 필수 무기영양 원소도 고려되어야 함을 시사하고 있는 것으로 결론지어졌다. 또한 본 연구에서 얻어진 A1과 식물 필수 무기영양 원소 사이의 몰비는 삼림생태계 피해 예측에 대한 산성 강하물의 한계 부하량의 평가에 있어 중요한 지표의 하나가 될 수 있다고 판단되었다.
2 범위에서 급격히 증가하였으나, Mn 농도는 토양 pH 저하에 따른 농도 변화가 A1 에 비해 크지 않았다(Table 1). 또한 수용성 Ca, Mg 및 K 농도도 토양에 H+ 부하량이 증가함에 따라 증가하였으며, Ca 및 Mg 농도는 토양 pH가 약 3.2 범위에서 급격히 증가하였으나, K 농도는 Ca 및 Mg 농도에 비해 증가 정도는 낮았다(Table 1).
1994, Cronan and Grigal 1995). 본 연구에서도 소나무 묘목의 개체 건중량의 상대치(relative total dry weight)와 토양의 수용성 원소 농도로부터 산출한 (Ca+Mg+ K)/A1 몰비 사이의 관계를 분석한 결과(big. 2), 소나무 묘목의 개체 건중량의 상대치와 토양용액의 (Ca+Mg+K)/Al 몰비 사이에 유의적인 정의 상관(尸0.97, p<0.01)이 인정되었다. 즉, 토양 산성화에 의한 소나무 묘목의 생장 감소 정도는 토양의 A1과 Ca, Mg 및 K과의 무기영양소 균형도의 영향을 많이 받는 것으로 판단된다.
1996). 본 연구에서도 토양 산성화에 의한 소나무 묘목의 생장 저하에 관여하는 주요한 토양 요인을 검토하기 위하여, 토양의 pH, Al 및 Mn 농도와 실험종료 시의 각 처리구 개체 건중량 사이의 상관 관계를 분석한 결과, 소나무 묘목의 개체 건중량과 토양의 A1 농도 사이에 유의적 부의 상관(r = -0.93, p<0.05)이 인정되었다(Fig. 1). 이에 반하여 소나무 묘목의 개체 건중량과 토양의 pH 및 Mn 농도 사이에는 유의적인 상관(r = 0.
생장 해석 결과(Table 3), 소나무 묘목의 상대생장율(RGR) 및 순동화율(3 AR)은 10 nmolH+ 처리구에서 약간 증가하는 경향이 보였으나, 30 mmolH+ 이상의 처리구에서는 토양에 H+ 부하량이 증가함에 따라 저하하였다. 그러나 개체 건중량에 대한 엽건중량의 비 (LWR)는 토양에 H* 부하에 따른 영향을 받지 않았다.
소나무 묘목 생육전 토양 pH는 대조구 pH 4.15, 10 mmolH+ 처리구 pH 3.70, 90 mmolH* 처리구 pH 3.17로서 토양 내에 H+ 부하량이 증가함에 따라 토양 pH가 낮아지는 경향을 보였다 (Table 1). 수용성 A1 및 Mn 농도는 토양 pH가 낮아짐 에 따라 농도가 높아졌으며, A1 농도는 토양 pH가 약 3.
증가는 토양중 A1 농도의 증가를 초래하였다. 소나무 묘목의 건물 생장량은 토양의 A1 농도가 높아짐에 따라 감소하였다 토양의 (Ca+Mg+K)/Al 몰비와 건물 생장량 사이에는 유의적 인정의 상관관계(r = 0.97, p<0.01)가 있었으며, 몰비가 1.0인 경우에 약 50%의 건물 생장량의 감소가 발생하였다. 이들의 결과는 산성 강하물에 의한 토양 산성화가 수목에 미치는 영향을 평가할 때, 토양의 A1과 같은 유해금속의 변화를 고려할 필요가 있으며, (Ca+Mg+K)/Al 몰비는 산성 강하물의 삼림생태계 피해예측을 위한 한계 부하량의 평가에 있어 중요한 지표가 될 수 있을 것으로 판단된다.
17로서 토양 내에 H+ 부하량이 증가함에 따라 토양 pH가 낮아지는 경향을 보였다 (Table 1). 수용성 A1 및 Mn 농도는 토양 pH가 낮아짐 에 따라 농도가 높아졌으며, A1 농도는 토양 pH가 약 3.2 범위에서 급격히 증가하였으나, Mn 농도는 토양 pH 저하에 따른 농도 변화가 A1 에 비해 크지 않았다(Table 1). 또한 수용성 Ca, Mg 및 K 농도도 토양에 H+ 부하량이 증가함에 따라 증가하였으며, Ca 및 Mg 농도는 토양 pH가 약 3.
76)이 인정되지 않았다. 이 결과는 토양 산성화에 의한 소나무 묘목의 생장 감소에 대하여 토양의 A1 농도가 강하게 관여하고 있음을 나타내고 있다.
의해서 크게 좌우되었다. 이는 산성 강하물에 의한 토양 산성화가 수목에 미치는 영향을 평가할 때 토양 내 A1 등과 같은 유해 금속뿐만 아니라 식물 필수 무기영양 원소도 고려되어야 함을 시사하고 있는 것으로 결론지어졌다. 또한 본 연구에서 얻어진 A1과 식물 필수 무기영양 원소 사이의 몰비는 삼림생태계 피해 예측에 대한 산성 강하물의 한계 부하량의 평가에 있어 중요한 지표의 하나가 될 수 있다고 판단되었다.
01)이 인정되었다. 즉, 토양 산성화에 의한 소나무 묘목의 생장 감소 정도는 토양의 A1과 Ca, Mg 및 K과의 무기영양소 균형도의 영향을 많이 받는 것으로 판단된다. 따라서 임목의 생장에 대한 토양 산성화의 영향을 평가할 때 토양 중의 A1 농도뿐만 아니라 Ca, Mg과 같은 식 물 필수 무기영양 원소도 함께 고려할 필요가 있다고 판단된다
황산용액 을 첨가하여 인위 적으로 산성 화시 킨 삼림 토양에서 생육한 소나무 묘목은 건물생장량, 상대생장량(RGR), 순동화율 (NAR) 등에 감소를 초래하였으나, 엽건중비(LWR)는 토양 산성화의 영향을 거의 받지 않았다(Table 2, 3). 이는 주로 소나무 묘목의 건물 생산 효율이 토양 산성화에 의해 저하되었음을 시사하고 있다.
황산용액을 첨가하여 인위적으로 산성화시킨 화강암 풍화 모재의 갈색 산림 토양에 2-1 소나무(R7)us densiflora) 묘목w 이식하고 1998년 4월 29일부터 9월 22일까지 21주 동안 온실에서 생육시킨 후 건물생장량과 토양 pH, Al, Mn 농도 또는 염기성 양이온 몰비 사이의 관계를 조사한 결과, 토양내 H+ 부하량의 증가는 토양중 A1 농도의 증가를 초래하였다. 소나무 묘목의 건물 생장량은 토양의 A1 농도가 높아짐에 따라 감소하였다 토양의 (Ca+Mg+K)/Al 몰비와 건물 생장량 사이에는 유의적 인정의 상관관계(r = 0.
후속연구
또한 구미에서 생육하고 있는 수목은 A1에 대한 감수성이 수종 및 품종 사이에 차이가 인정되고 있기 때문에(Schaedle et al. 1989), 금후 삼림생태계내 산성 강하물의 한계 부하량 평가를 정확히 실시하기 위해서는 주요 수종의 생장, 생리기능 및 영양 상태 등에 대한 토양 산성화나 Al, Mn의 영향을 자세히 조사할 필요가 있다.
0인 경우에 약 50%의 건물 생장량의 감소가 발생하였다. 이들의 결과는 산성 강하물에 의한 토양 산성화가 수목에 미치는 영향을 평가할 때, 토양의 A1과 같은 유해금속의 변화를 고려할 필요가 있으며, (Ca+Mg+K)/Al 몰비는 산성 강하물의 삼림생태계 피해예측을 위한 한계 부하량의 평가에 있어 중요한 지표가 될 수 있을 것으로 판단된다.
참고문헌 (17)
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