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문제 정의
- 조경용으로서의 이용범위가 대단히 넓은 유용한 식물자원인 것으로 보고하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 옥상녹화 소재로 활용가능성이 높은 순비기나무를 대상으로 생태면적률 적용 토심을 기준으로 식재지반 따른 토양수분과 생육에 미치는 영향을 살펴보고자 한다.
- 본 연구는 옥상녹화 생태면적률 기준을 효과적으로 시행하기 위해, 식재지반이 토양수분과 순비기나무의 생육에 미치는 영향을 살펴보고자 수행하였다. 500x500x300mm의 실험구에 토심 15cm와 25cm로 대별하였으며, 토양배합비에 따라 SM, Lw, S7L3, S5L5, P7P1L2, PsPzLz, P5P3L2, P4P4L2 등 종 8개로 구성하였다.
제안 방법
- m"2 . 疽이며, CQ 농도는 400u molCft - mof, 온도는 20℃의 조건에서 측정하였으며 측정일은 시험 기간 내 8월 13일 1회 측정하였다. 실험구별 배합비 및 토심에 따라 생육상태가 변화되는 정도를 알아보고 순비기나무의 건강성을 보기 위해 실험기간 중 7월 31일부터 8월 20일까지 2일에 총 10회에 걸쳐 엽록소 측정기 SPAD-宼(Minolta 2002)를 사용해 엽록소 함량을 측정하였다.
- 평균값을 산출하였다. 기상 및 고상값은 1008 토양 코어를 이용하여 3번 반복해 토양시료를 채취하여 DAIKI 토양 삼상계를 이용하여 도출하였다. 드라이오븐에서 24시간 이상 건조한 후 정량하여 액상의 값을 구하였다.
- 토심은 옥상녹화 생태면적률 기준으로 20cm 이상과 이하의 깊이로 설정하여 토심 15cm와 25cm로 구분하였다. 따라서, 모의실험구에서 토양배합비 8가지와 토심 2 종류를 조합하여 총 16가지로 설계하였다
- 걸쳐 수고와 근원직경을 측정하였다. 또한, 식물의 생리적 활성 정도를 보기 위해 휴대용 광합성 측정기 Li-6400(Li Cor Inc., 2007)를 사용하여 배합비 및 토심에 따른 순비기나무 잎의 COz 흡수량을 측정하여 광합성 반응을 조사하였다. 측정할 잎에 조사되는 빛의 광도와 챔버 (c剛殮)에 유입되는 공기의 COz 농도를 임의로 조절하기 위하여 광합성측정기에 LED 광원(light source)와 이산화탄소 주입시스템(COz injector systemX 부착하여 사용하였다 측정장치 챔버에 임의로 설정한 빛의 광도는 PPFD 1000u mol .
- 순비기나무의 생육특성을 알아보기 위해 실험기간 동안 6회에 걸쳐 수고와 근원직경을 측정하였다. 또한, 식물의 생리적 활성 정도를 보기 위해 휴대용 광합성 측정기 Li-6400(Li Cor Inc.
- 疽이며, CQ 농도는 400u molCft - mof, 온도는 20℃의 조건에서 측정하였으며 측정일은 시험 기간 내 8월 13일 1회 측정하였다. 실험구별 배합비 및 토심에 따라 생육상태가 변화되는 정도를 알아보고 순비기나무의 건강성을 보기 위해 실험기간 중 7월 31일부터 8월 20일까지 2일에 총 10회에 걸쳐 엽록소 측정기 SPAD-宼(Minolta 2002)를 사용해 엽록소 함량을 측정하였다.
- 텐 시오 미터를 넣고 약간 비틀어 고정시킨 다음 틈이 없도록 벤토나이트로 채워 물이 흐르지 않게 하였다. 증류수를 사용히여 텐 시오 미터 튜브를 채우고 토양과 텐시오미터가 평형을 이루는 3~6시간 후 측정을 시작하여 매일 09시 14시 16시 20시의 압력계 수치를 읽었다 텐시오미터에 공기가 차지 않도록 증류수를 공급하였다.
- 한편, 인공토양은 펄라이트 피트모스, 부엽토가 주 구성재료이며, 배합비에 따라 P7RL2, P曲L2, P5RL2, P4P4L2 등 4종류를 조제하였다(표 1 참조). 토심은 옥상녹화 생태면적률 기준으로 20cm 이상과 이하의 깊이로 설정하여 토심 15cm와 25cm로 구분하였다. 따라서, 모의실험구에서 토양배합비 8가지와 토심 2 종류를 조합하여 총 16가지로 설계하였다
- 토양의 물리성을 위한 시료채취는 설치된 실험구에서 5달이 경과한 후 산중식(山中式) 경도계를 이용하여 실험구별로 25회 측정하여 평균값을 산출하였다. 기상 및 고상값은 1008 토양 코어를 이용하여 3번 반복해 토양시료를 채취하여 DAIKI 토양 삼상계를 이용하여 도출하였다.
- 드라이오븐에서 24시간 이상 건조한 후 정량하여 액상의 값을 구하였다. 토양의 화학성은 일정량 밀봉봉투에 채취하여 실험실로 운반한 다음 농촌진흥청(2如)) 의 토양 및 식물체 분석법에 준하여 토양산도 전기전도도 유기물함량, 양이온치환용량을 각각 측정하였다 실험기간 동안 토양 자체의 용적수분 변화를 알아보기 위해 40일 동안 매일 09시, 14시, 16시, 20시에 수분측정기 (Theta Meter)를 이용해 토양표면에서부터 토양하부 7cm 까지의 용적 수분함량을 측정하였다. 토양수분장력은 텐시오미터(tensiometer)를 토심 15cm 실험 구는 Sio, Lio, 汕, PePzLz, P4P4L2 등에 5개, 토심 25cm 실험구는 S10, Lio, S5L5, PgPzU RP4L2 등에 5개를 각각 설치하였다.
대상 데이터
- 살펴보고자 수행하였다. 500x500x300mm의 실험구에 토심 15cm와 25cm로 대별하였으며, 토양배합비에 따라 SM, Lw, S7L3, S5L5, P7P1L2, PsPzLz, P5P3L2, P4P4L2 등 종 8개로 구성하였다. 본 연구는 2006년 4월에서 9월까지 약 5개월간 진행되었으며, 그 결과는 다음과 같다.
- 범례: a: ♦ 15an S10, ■ 15cm Lio, ▲ 15cm S5L5, X 25cm Lio, * 25cm Lio, . 25cm S5L5 b: ♦ 15cm P6P2L2, ■ 15cm P4P4L2, ▲ 25cm P6P2L2, 25an P4P4L2
- 범례: a: ♦ 15cm Siu, ■ 15cm Lio, ▲ 15cm S7L3, X 15cm SsLs * 25cm S10, . 25cm Lio, I 25cm S7L3, — 25cm S5L5 b: ♦ 15cm P7P1L2, ■ 15cm RP2L2, ▲ 15cm P5P3L2, X 15cm P4P4L2, * 25cm P7P1L2, .
- 본 실험에서 사용된 공시토양은 8개의 유형으로 일반토양과 인공토양으로 대별되며, 식물의 생육에 있어 중요한 요소라고 볼 수 있는 양분과 수분특성을 고려해서 토양재료를 배합비별로 조제하였다. 먼저 일반토양은 모래와 부엽토로 구성되었으며, 배합비에 따라 &0, Lio, &L3, &丄5 등 4종류로 조제되었다.
- 500x500x300mm의 실험구에 토심 15cm와 25cm로 대별하였으며, 토양배합비에 따라 SM, Lw, S7L3, S5L5, P7P1L2, PsPzLz, P5P3L2, P4P4L2 등 종 8개로 구성하였다. 본 연구는 2006년 4월에서 9월까지 약 5개월간 진행되었으며, 그 결과는 다음과 같다.
- 본 연구에서 사용한 순비기나무의 묘목은 경북 청송의 순비기나무 재배농장에서 평균 수고는 20±3cm 내외. 평균 근원직경은 2.
- 옥상녹화 모의실험구는 500x500x300mm 크기의 장방형으로 제작하였으며, 토심별 생육조건을 알아보기 위해 15an, 25cm의 높이로 각각 8개씩 제작하였다. 실험구의 하부에 배수판을 설치하여 배수가 용이하도록 하였으며, 공시토양이 빠져 나가지 않도록 부직포를 깔고 그 위에 식재토양을 포설하였다.
- 토양의 화학성은 일정량 밀봉봉투에 채취하여 실험실로 운반한 다음 농촌진흥청(2如)) 의 토양 및 식물체 분석법에 준하여 토양산도 전기전도도 유기물함량, 양이온치환용량을 각각 측정하였다 실험기간 동안 토양 자체의 용적수분 변화를 알아보기 위해 40일 동안 매일 09시, 14시, 16시, 20시에 수분측정기 (Theta Meter)를 이용해 토양표면에서부터 토양하부 7cm 까지의 용적 수분함량을 측정하였다. 토양수분장력은 텐시오미터(tensiometer)를 토심 15cm 실험 구는 Sio, Lio, 汕, PePzLz, P4P4L2 등에 5개, 토심 25cm 실험구는 S10, Lio, S5L5, PgPzU RP4L2 등에 5개를 각각 설치하였다. 텐시오미터와 같은 지름을 가지는 오거(auger)를 사용하여 구멍을 파고 물에 갠 벤토나이트(bentonite)를 넣은 다음.
- 5cm로 비교적 규격이 동일한 삽목 후 2년생 묘목을 사용하였다. 한 실험구당 10 그루씩 식재하였으며, 실험은 충청북도 충주시에 위치한 건국대학교 내 복합실습동 2층 옥상에서 2006년 4월부터 9월까지 수행하였다.
데이터처리
- 자료의 분석은 SPSS Ver 12.0(SPSS Inc., 狈4) 을 이용하여, 식재지반과 토양수분, 순비기나무 생육과 토양수분과의 회귀분석을 실시하였다.
- 토심 15cm 실험구의 날짜 경과에 따른 수분함량변화에 대해 알아보기 위해 회귀분석을 통해 분석하였으며, 이것은 무강우 기간인 7월 31일부터 8월 13일까지의 수분변화를 살펴보았다 Lio이 17.89일 경과 후 수분함량이 0.00%가 되는 반면 Sio 실험 구가 12.46일로 가장 빠른 수분 감소율을 나타내었다. 또한, 인공토양의 경우 P7P1L2 배합비에서 가장 낮은 감소율을 보였다(표 3 참조).
성능/효과
- 00%에 가까운 수치를 나타내었으며, 22일' 25일 강우에 의한 영향으로 수분함량이 늘어난 경향을 나타내었다. Lio 실험구의 수분함량변화는 실험 시작 후 수분함량이 서서히 낮아지는 추세를 보였지만 0.00% 를 나타내지는 않았으며, &L3 실험구는 실험 시작 후 14일 후부터 수분함량이 0.00%를 나타내었으며, 22일 강우 이후에는 수치가 조금씩 떨어졌으나, 0.00%을 나타내지는 않았다. S5L5 실험구의 수분함량변화를 살펴보면, 실험 시작부터 그리 높지 않은 수분을 함유하고 있었으며, 이후 점차적으로 수치가 떨어져 13일 쯤 지 난 후의 수분함량은 약 0.
- P5P3U 실험구의 수분함량변화를 살펴보면, RP2L2와 마찬가지로 8월 21일을 전후로 하여 최저수치를 나타내었으며, 22일, 25일강우 이후 높은 수분함량을 나타내 실험 초기와 비교하였을 때는 낮았다. P4P4L2 실험구의 수분 함량변화를 살펴보면 실험시작 직후에 수분함량이 매우 높은 수치를 나타내었으며, 20일에 걸쳐 수분함량이 낮아지는 추세를 보였다. 22일 강우 시 수치가 증가하였으나, 25일 강우와 비교하였을 때 매우 낮은 변화량을 보인 것을 알 수 있다.
- 또한, 22일 강우 후 수치가 급격하게 상승하였다가 빠르게 감소하는 경향을 나타내었다. P7P1L2 실험구의 수분함량변화를 살펴보면, 실험시작일로부터 계속 낮아지는 추세를 보이지만 15일 만에 유일하게 0.00%에 가까운 수치를 보였다 또한, 22일, 25일 강우 이후 수분함유량은 실험을 시작했을 때와 비슷한 수치를 나타내었다. P6P2L2 실험구의 수분함량은 실험기간 동안 0.
- 00%를 나타내었으며, 이후 미약하게나마 증가하는 경향을 보이다가 壳일 강우에 의해 급격히 상승하였고, 이후 25일 강우의 영향을 받아 증가 추세를 보이다가 다시 감소하였다. P7RL2 실험구는 실험시작 후 서서히 떨어지기 시작하였고 22일 강우 이후 급격히 상승하였으며, 다시 감소하였다가 25일 강우의 영향으로 상승하는 경향을 보였다 25일 이후 수분함량의 수치변동은 있었으나 미약하게 감소하였으며, 수분함량이 0.00%가 되는 경우는 없었다 P6P2L2 실험 구도 마찬가지로 실험 시작 후 14일 동안 서서히 떨어지다가 14일 관수의 영향으로 상승하였다 또한, 22일’ 25일 강우의 영향으로 높아졌으며, 서서히 감소하는 것을 알 수 있다. P5P3L2, P4P4L2실험구도 마찬가지로 수분함량 0.
- 4cm 성장하였다. S7L3 실험구의 경우 Sio과 L10 실험구보다 높은 8.8cm의 성장량을 나타내었고, S5L5 실험구는 평균 10.8cm 로 가장 많이 성장하였다. 인공배합토인 P7P1L2, P6P2L2, P5P3L2, P4RL2 실험구의 경우 각각 평균 5.
- 또한 25일 강우에 의해 급격히 상승하였다가 서서히 떨어졌으며, 9월 이후로는 지속적으로 감소하였다. SzU 실험구는 7월 31일 시작 일에도 수분함량은 높지 않았으며 서서히 감소하여 8월 13일에는 0.00%에 가까웠다 또한, 22일 강우에 의해 높은 수치를 나타내며 상승하였고 25일 강우에는 큰 영향을 받지 않은 것으로 판단된다 토심 25cm 배합비 SsU 실험구의 수분함량변화를 살펴보면 서서히 떨어지다가 8월 14일에 약 0.00%를 나타내었으며, 이후 미약하게나마 증가하는 경향을 보이다가 壳일 강우에 의해 급격히 상승하였고, 이후 25일 강우의 영향을 받아 증가 추세를 보이다가 다시 감소하였다. P7RL2 실험구는 실험시작 후 서서히 떨어지기 시작하였고 22일 강우 이후 급격히 상승하였으며, 다시 감소하였다가 25일 강우의 영향으로 상승하는 경향을 보였다 25일 이후 수분함량의 수치변동은 있었으나 미약하게 감소하였으며, 수분함량이 0.
- 또한 25일 강우에 의한 영향으로 급격히 감소하였으나, 가뭄현상으로 인해 다시 상승하는 경향을 나타내 었다 수치변화의 폭이 큰 것으로 나타났다. p6p2l2 실험구의 수분장력변화를 살펴보면 대체적으로 수치변화의 폭이 크지 않았으며, 강우에 의한 영향 또한 크게 받지 않은 것으로 나타났다 P4P2L2실험구는 PfiPzLz 실험구에 비해 수분장력변화 수치가 약간 높게 나타났다. 22일 강우 이후 감소하였으나 25일 강우의 영향을 받지 않았고 이후 서서히 증가하는 경향을 나타내었다(그림 2 참조).
- 물리성에 있어 15cm 실험구에서의 토양삼상 중 &)에서 61.37의 가장 높은 고상율을, P6P2L2에서 45.43의 가장 높은 액상율을, P4P4L2에서 48.92의 가장 높은 기상율을 나타내었다. 25cm 실험구에서의 토양삼상 중 So에서 공극률이 45.
- 이에 비해 피트모스와 펄라이트가 포함된 P7P1L2, PgPzU PsW P4P4L2에서는 완만하게 감소하여 저관리형 옥상녹화에 보수성이 높은 토양개량제 사용은 불가피할 것으로 판단된다. 순비기나무의 생육 실험 결과 PgPzLz, P5P3L2, P4P4L2 실험구의 경우 생육이 양호하였다 수고와 근원직경 생육 측정 결과 15cm 토심에서는 P4P4L2 근원직경에서 가장 왕성한 성장을 보였으며, P5P3L2와 수고 생장율이 비슷하였다 Sme 다른 실험구에 비해 미비한 성장을 보였으며, 이것은 낮은 토양수분함량과 유기물부족이 원인으로 작용한 것으로 본다 Li。실험구는 토양수분함량 및 유기물은 풍부한데도 불구하고 낮은 성장량을 보인 것은 유기질비료의 낮은 토양산도와 과잉 치환성 양이온함량에 의한 것으로 판단된다
- 12의 함량을 나타내었다. 이에 반해, 인공배합토인 P5P3L2 실험구에서는 가장 높은 수치인 평균 43.17의 함량을 나타내었으며, P7PiL2, P6P2L2j P4P4L2의 실험 구는 각각 37.02, 37.46, 38.58 함량으로 일반배합토와 큰 차이를 나타내지는 않았다. 하지만 토양수분감소변화가 심하고 유기물함량이 부족한 Sio 실험구에서 엽록소 함량이 가장 낮은 수치를 나타내, 잎의 건강도와 관상가치가 떨어졌다(그림 5 참조).
- 31mm으로 나타났다. 인공배합토의 경우, P7P1L2 실험구에서는 1.48mm로 낮은 성장량이었으나, P6P2L2> P5P3L2, P4RL2 실험구에서는 평균 3.54mm, 3.43mm, 5.31mm로 각각 성장량을 보여, 피트모스 함량이 가장 높은 P4P4L2 실험구의 순비기나무가 가장 높은 직경성장량을 나타냈다
- 8cm 로 가장 많이 성장하였다. 인공배합토인 P7P1L2, P6P2L2, P5P3L2, P4RL2 실험구의 경우 각각 평균 5.32.12.1, 11.9, 2Llcm의 성장량을 보여 배합비 간에는 대체적으로 피트모스의 배합율이 많을수록 수고생장이 양호한 경향을 나타냈으며, P4RL2에서 가장 높은 성장량을 나타내었다. 토심 15cm인 모든 실험 구에서 토양수분이 거의 0.
- 75mm로 나타났다. 인공배합토인 P7PiL2, P6P2L2, P5P3L2, P4P4L2 실험구의 근원직경 변화는 평균 2.1mm, 3.17mm, 3.49mm, 3.59mm로 일반배합토보다 전반적으로 높았다.
- 일반토양에서의 수고생장을 보면, Sio 실험구에서는 평균 1.3cm로 낮은 성장량을 보였으며, Lio 실험구에서는 평균 2.4cm 성장하였다. S7L3 실험구의 경우 Sio과 L10 실험구보다 높은 8.
- 전기전도도(EC)는 Lm 배합비에서 조경설계 기준의 중급(한국조경학회« 2002)에 해당하며, 나머지 배합비에 비해 조금 높은 수치를 나타내고 있음을 알 수 있고, 부엽토가 30%까지 혼합된 배합비에서는 모두 조경설계 기준의 상급에 해당하는 0.12dS/m~0.20dS/m의 범위로 나타났다. 다만, Lu, S5L5의 경우 전기전도도가 높아 식물의 염해가 우려(최희선과 이용범,2001)되는 것으로 판단된다
- 토심 15cm 배합비 Si。처리구의 수분함량변화를 살펴보면, 실험시작 후 10일 정도 후부터 거의 0.00%에 가까운 수치를 나타내었으며, 22일' 25일 강우에 의한 영향으로 수분함량이 늘어난 경향을 나타내었다. Lio 실험구의 수분함량변화는 실험 시작 후 수분함량이 서서히 낮아지는 추세를 보였지만 0.
- 토심 15cm 실험구의 직경성장에 있어서, 일반배합토인 Sm, Lio 실험구에서는 각각 0.24mm, 0.26mm로 낮은 성장량을 보였고, S7L3, S5L5 실험구는 각각 1.58mm, 1.75mm로 나타났다. 인공배합토인 P7PiL2, P6P2L2, P5P3L2, P4P4L2 실험구의 근원직경 변화는 평균 2.
- 토심 15cm의 엽록소 함량변화는 일반배합토인 Sio 실험 구에서 가장 낮은 수치인 평균 25.98의 함량을, Lio, S7L3, S5Ls 실험 구에서는 각각 35.9, 40.69, 42.12의 함량을 나타내었다. 이에 반해, 인공배합토인 P5P3L2 실험구에서는 가장 높은 수치인 평균 43.
- 토심 25cm 모든 실험구에 고사는 나타나지 않았으나, 토심 15cm에 비해 전반적으로 높은 성장량을 보였다. 일반토양인 Sw 실험구에서는 2.
- 토심 25cm 배합비 Sw 실험구의 수분장력변화를 살펴보면 15cm 실험구에 비해 더 낮은 수분장력 수치를 나타내었으며, 대부분이 -lOkpa 이하로 이는, 모래의 낮은 보비력과 보수력에 기인한 것으로 판단된다. Lio 실험구의 수분장력변화를 살펴보면 토심 15cm L10 실험구에 비해 비교적 고른 형태로 증가하고 있는 것을 알 수 있다.
- 토심 25cm 실험구에서 일반배합토인 Sio 실험구의 직경성장은 평균 0.22mm로 낮은 성장량을 보였으나 1加 실험구는 3.13mmS, 토심 15cm 실험구에 비해 비교적 높은 성장률을 보였다. S7L3, S5L5 실험구는 각각 평균 2.
- 토양수분함량이 광합성에 영향을 미치는지 알아보기 위해, 14일간 가뭄스트레스를 받은 8월 13일에 광합성율과 토양수분 함량과의 회귀분석을 한 결과, 수분함량이 1% 증가함에 따라 광합성 율은 2.82u mol CQ m4s-1 증가하는 것으로 나타났으며, 수분함량에 따른 광합성율에 대한 회귀식은 식 1과 같다. 이 회귀식의 경우 유의수준 1%에서 유의상관이 인정되었다
후속연구
- 연구가 필요하며, 특히. 뿌리호흡에 악영향을 주지 않으면서 토잉수분함량을 높일 수 있는 멀칭 (mulching)과 토양 令 분 보조제 (water-retaining granules)에 대한 세밀한 연구가 집중되어야 할 것이다.
- 추후 무관수 옥상녹화시스템에 따른 다양한 목본수종에 대한 폭넓은 연구가 필요하며, 특히. 뿌리호흡에 악영향을 주지 않으면서 토잉수분함량을 높일 수 있는 멀칭 (mulching)과 토양 令 분 보조제 (water-retaining granules)에 대한 세밀한 연구가 집중되어야 할 것이다.
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