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문제 정의
- 본 실험은 이미 조성되어 운영 중이나 배수 불량으로 인해 페어웨이 잔디의 생육이 극히 불량한 경기도의 한 골프코스를 대상으로 배수불량의 원인을 분석하기 위하여 지반토양의 이화학적 data를 수집·분석하였다.
제안 방법
- 1, 2차 실험 공히 토양 경도 측정기(Penetrometer, RIMIKCP-20)를 이용하여 배수불량지 또는 양호한 지역을 선정하여 잔디 지반의 20 cm 하부까지 깊이별 토양 경도 변화를 측정하였다. 매 2 cm깊이별로 수집된 Data는 CP-20 소프트웨어를 이용하여 Excel Program에서 분석하였다.
- Table 4. Gas analysis in soil profile with application of the topsoil renovation.
- 또한 유입된 sod 식재층의 토성으로 인해 배수장애를 일으키는 D지역과 표토 갱신으로 인해 잔디 생육상태가 양호한 B지역에서 식재층 15cm까지의 토양 샘플에서 미세 토양입도 분포, 투수율 등의 토양물리성과 pH, CEC 등 몇가지 화학성을 분석·비교하였다.
- 매년 관행적인 페어웨이 관리를 수행하고 있었으나 지속적으로 발생되는 페어웨이 일부지역의 배수불량 요인을 심층 분석·규명하기 위하여 1차실험 약 5년 후인 2008년 5월부터 6월까지 2차실험을 수행하였다.
- 실험 대상지역은 원 표토층의 배수불량으로 인하여 잔디 생육에 문제가 심각한 지역(Region A)와 2003년 6월경 표토 배수 개선공사로 배수가 양호하여 잔디생육이 정상인 지역(Region B)을 선정하여 표토의 샘플을 채취하여 입도분석을 실시하였다. 배수불량 원인을 규명하기 위하여 동일 현장에서 토양물리성 측정하기 위하여 하부 20 cm까지 깊이별 토양 경도(KPa)와 함수량(%)의 변화를 측정하였다. 이때 상부 15 cm까지의 표토를 채취하여 유기물함량, 인산, 가리, 칼슘, 마그네슘 및 CEC(Cation exchange capacity) 등 토양화학성 분석을 함께 실시하였다.
- 토양 내 수분 함량 측정은 토양 수분 측정기(Hydrosence™, Campbell Scientific, Australia)를 이용하여 5cm 깊이별로 표토층으로 부터 20 cm 깊이까지 수분함량을 측정하였다. 비교 실험으로 이미 토양개량을 실시한 페어웨이 지역의 토양 경도와 투수율을 비교 측정하여 보수공사가 시행되지 않은 지역에서의 배수불량의 원인을 규명하고 표토층 개량 후 토양물리성 개선효과를 분석하였다. 채취한 토양샘플은 실험실에서 토성분석(비중계법), 토양 물리성(ASTM F1815-97)과 화학성은 ASTM 4972-89 방법에 따라 Soiltek 분광광도계(KA-P, Korea)을 사용하여 분석하였다(ASTM International.
- 배수불량 원인을 규명하기 위하여 동일 현장에서 토양물리성 측정하기 위하여 하부 20 cm까지 깊이별 토양 경도(KPa)와 함수량(%)의 변화를 측정하였다. 이때 상부 15 cm까지의 표토를 채취하여 유기물함량, 인산, 가리, 칼슘, 마그네슘 및 CEC(Cation exchange capacity) 등 토양화학성 분석을 함께 실시하였다.
- 또한 유입된 sod 식재층의 토성으로 인해 배수장애를 일으키는 D지역과 표토 갱신으로 인해 잔디 생육상태가 양호한 B지역에서 식재층 15cm까지의 토양 샘플에서 미세 토양입도 분포, 투수율 등의 토양물리성과 pH, CEC 등 몇가지 화학성을 분석·비교하였다. 이때 특히 상토층 토양개량을 전면 실시하여 잔디생육상태가 매우 양호한 인접지역에 위치한 E골프코스와의 토양 이화학성을 함께 비교하였다.
- 이를 위하여 잔디 식재층의 토양 경도, 수분함량 등의 토양물리·화학성 실험을 실시하였으며, 분석 결과에 따른 골프코스 잔디 생육 불량 요인을 제거하여 적절한 토양 개선방안을 모색 위한 목적으로 2003년도에 1차실험과 2008년도에 2차실험을 동일한 골프코스의 페어웨이에서 수행하였다.
- 토양 gas 함량은 Soil gas analyzer(Soil Air™ Technology, USA)을 사용하여 표토층 개량에 따른 CH4, O2와 CO2 함량 변화 효과를 분석하였다.
- 대상지역은 1차실험 대상지역이었던 Region A와 B지역 외에 2차 실험에서는 2개 지역(Region C, D)을 추가로 포함하였는데, 표토 배수 개선보수 공사 미실시로 인해 배수불량 상태로 남아 있는 페어웨이 A지역, 표토 갱신공사가 시행되어 배수가 개선된 페어웨이 B지역 외에, 저관리로 인해 건설시 원래 soil profile 상태로 남아 있는 primary rough인 C 지역, 잔디 교체공사 시행에도 불구하고 유입된 보식용 잔디(sod) 식재층의 미세토양입자 함량이 높아 배수장애를 여전히 일으키는 페어웨이 D지역 등 총 4개 지역을 실험 대상으로 선정하였다. 토양 sample은 15 cm까지의 표토를 채취하여 입도분석을 실시하였고. 현장에서의 토양물리성의 측정은 하부 20 cm까지의 깊이별 토양 경도(KPa), 함수량 등을 측정하였다.
- 토양 내 수분 함량 측정은 토양 수분 측정기(Hydrosence™, Campbell Scientific, Australia)를 이용하여 5cm 깊이별로 표토층으로 부터 20 cm 깊이까지 수분함량을 측정하였다.
- 특히 2차 실험에서는 페어웨이 배수불량 보수공사로 배수 개선에 따른 잔디 근계 토양의 gas 함량 변화도 비교·분석하였다.
- 토양 sample은 15 cm까지의 표토를 채취하여 입도분석을 실시하였고. 현장에서의 토양물리성의 측정은 하부 20 cm까지의 깊이별 토양 경도(KPa), 함수량 등을 측정하였다.
대상 데이터
- 매년 관행적인 페어웨이 관리를 수행하고 있었으나 지속적으로 발생되는 페어웨이 일부지역의 배수불량 요인을 심층 분석·규명하기 위하여 1차실험 약 5년 후인 2008년 5월부터 6월까지 2차실험을 수행하였다. 대상지역은 1차실험 대상지역이었던 Region A와 B지역 외에 2차 실험에서는 2개 지역(Region C, D)을 추가로 포함하였는데, 표토 배수 개선보수 공사 미실시로 인해 배수불량 상태로 남아 있는 페어웨이 A지역, 표토 갱신공사가 시행되어 배수가 개선된 페어웨이 B지역 외에, 저관리로 인해 건설시 원래 soil profile 상태로 남아 있는 primary rough인 C 지역, 잔디 교체공사 시행에도 불구하고 유입된 보식용 잔디(sod) 식재층의 미세토양입자 함량이 높아 배수장애를 여전히 일으키는 페어웨이 D지역 등 총 4개 지역을 실험 대상으로 선정하였다. 토양 sample은 15 cm까지의 표토를 채취하여 입도분석을 실시하였고.
- 본 실험은 경기도 여주군에 소재한 R골프 코스에서 2003년도 10월에 1차적으로 실시하였다. 실험 대상지역은 원 표토층의 배수불량으로 인하여 잔디 생육에 문제가 심각한 지역(Region A)와 2003년 6월경 표토 배수 개선공사로 배수가 양호하여 잔디생육이 정상인 지역(Region B)을 선정하여 표토의 샘플을 채취하여 입도분석을 실시하였다.
- 본 실험은 경기도 여주군에 소재한 R골프 코스에서 2003년도 10월에 1차적으로 실시하였다. 실험 대상지역은 원 표토층의 배수불량으로 인하여 잔디 생육에 문제가 심각한 지역(Region A)와 2003년 6월경 표토 배수 개선공사로 배수가 양호하여 잔디생육이 정상인 지역(Region B)을 선정하여 표토의 샘플을 채취하여 입도분석을 실시하였다. 배수불량 원인을 규명하기 위하여 동일 현장에서 토양물리성 측정하기 위하여 하부 20 cm까지 깊이별 토양 경도(KPa)와 함수량(%)의 변화를 측정하였다.
데이터처리
- 1, 2차 실험 공히 토양 경도 측정기(Penetrometer, RIMIKCP-20)를 이용하여 배수불량지 또는 양호한 지역을 선정하여 잔디 지반의 20 cm 하부까지 깊이별 토양 경도 변화를 측정하였다. 매 2 cm깊이별로 수집된 Data는 CP-20 소프트웨어를 이용하여 Excel Program에서 분석하였다. 토양 내 수분 함량 측정은 토양 수분 측정기(Hydrosence™, Campbell Scientific, Australia)를 이용하여 5cm 깊이별로 표토층으로 부터 20 cm 깊이까지 수분함량을 측정하였다.
이론/모형
- 비교 실험으로 이미 토양개량을 실시한 페어웨이 지역의 토양 경도와 투수율을 비교 측정하여 보수공사가 시행되지 않은 지역에서의 배수불량의 원인을 규명하고 표토층 개량 후 토양물리성 개선효과를 분석하였다. 채취한 토양샘플은 실험실에서 토성분석(비중계법), 토양 물리성(ASTM F1815-97)과 화학성은 ASTM 4972-89 방법에 따라 Soiltek 분광광도계(KA-P, Korea)을 사용하여 분석하였다(ASTM International. 2010). 토양 gas 함량은 Soil gas analyzer(Soil Air™ Technology, USA)을 사용하여 표토층 개량에 따른 CH4, O2와 CO2 함량 변화 효과를 분석하였다.
성능/효과
- 그러나 Region D의 갱신을 위해 식재된 보식용 잔디의 토성을 분석한 결과 미사와 점토의 함량이 높은(72%) 식토로 나타났다(Table 3). 결론적으로 보식용 sod 재배 지역의 원토양은 페어웨이 상토층의 토성과 현저한 차이를 보이며 이는 토양 이질층의 형성으로 인한 Region D의 배수불량 원인이 된 것으로 판단되었다.
- 배수불량 지역은 모두 잔디 뿌리층 (0~15 cm)인 상토 상층부의 수분 함량 과다이며 특히 3~8 cm 지역에는 수분함량이 30%이상으로 뿌리의 호흡곤란을 야기 시켜 잔디의 생육을 현저히 감소시키는 것으로 판단되었다. 그 하층부로 내려갈수록 투수율 감소로 인하여 수분함량이 적어지므로 뿌리는 하부로 자라지 않아 생육은 더욱 둔화되는 것으로 분석되었다. 잔디 근계가 상토 상층부에만 분포하게 되므로 습할 때는 과습 피해가 일어나 잔디 생육에 지장이 있으며, 건기 시에는 충분한 관수가 없을 때 건조 피해를 쉽게 입게 될 것으로 판단되었다.
- 전 지역 표토층의 모래 함량이 높게 나타난 것은 지속적인 배토관리로 인해 배토사가 유입된 것으로 생각된다. 그러나 Region D의 갱신을 위해 식재된 보식용 잔디의 토성을 분석한 결과 미사와 점토의 함량이 높은(72%) 식토로 나타났다(Table 3). 결론적으로 보식용 sod 재배 지역의 원토양은 페어웨이 상토층의 토성과 현저한 차이를 보이며 이는 토양 이질층의 형성으로 인한 Region D의 배수불량 원인이 된 것으로 판단되었다.
- Table 5에서와 같이 배수불량현상이 심한 R golf course에 비해 대조적으로 배수문제가 없는 인근 E 골프장의 투수계수는 본 골프장의 페어웨이 토양의 투수계수는 평균 18배 이상 높았다. 그러나 pH, EC, CEC, P2O5, K+ 등 토양화학성에서 특이성이 없었으나 토성 (soil texture)이 다름으로 인해 발생되는 현상으로 E golf course는 화강암이 풍화된 마사토 (화강토, Saponite)인데 비해 R golf course 는 미사와 점토질이 높은 고령토계(Kaolinite) 토양으로 추정되었다.
- 더구나 표토층에 모래를 주재료로 하여 토양갱신을 실시한 B지역은 원토양인 A지역보다 비옥도를 비교한 결과 더 낮았다. 또한 모래로 배수 강화 갱신이 행하여진 지표 5 cm 또는 10 cm까지의 표토가 상대적으로 원토양인 심토 10~15 cm profile이나 A지역 토양 보다 CEC를 비롯한 모든 양이온의 함량이 낮았다. A지역은 물론 B지역 모두 정상적인 잔디의 생육을 위해서는 표토층 갱신 시 토양비옥도를 상승 시킬 수 있는 토양개량재의 투입이 필요하다고 판단되며 배수 강화를 위한 표토 갱신 후에도 지속적 토양 비옥도 관리가 요구된다.
- 배수불량 지역은 모두 잔디 뿌리층 (0~15 cm)인 상토 상층부의 수분 함량 과다이며 특히 3~8 cm 지역에는 수분함량이 30%이상으로 뿌리의 호흡곤란을 야기 시켜 잔디의 생육을 현저히 감소시키는 것으로 판단되었다. 그 하층부로 내려갈수록 투수율 감소로 인하여 수분함량이 적어지므로 뿌리는 하부로 자라지 않아 생육은 더욱 둔화되는 것으로 분석되었다.
- 원토양이 풍화된 마사토인 A지역은 토양유기물이 부족하며 양이온치환능력(CEC)이 낮아 토양비옥도가 낮은 것으로 분석되었다(Table 2). 더구나 표토층에 모래를 주재료로 하여 토양갱신을 실시한 B지역은 원토양인 A지역보다 비옥도를 비교한 결과 더 낮았다.
- 이와 대비하여 페어웨이의 배수가 양호한 인근 E 골프장 페어웨이 잔디 식재 토양인 9Hole (No. 1)과 9Hole (No. 2)의 토양은 토성분석 결과 모래 함량이 90% 이상인 사질토로 분석되었다.
- 페어웨이 토양경도 분석결과 원 토양(Region A)은 풍화된 마사토로서 굵은 입자가 많기는 하나 실트와 점토의 함량이 많은 Sandy loam으로 분석되었다(Table 1). 특히 건설 시 표토의 토양개량을 실시하지 않은 관계로 토성이 페어웨이 잔디 식재지역으로는 불량하며 점토와 실트의 함량이 26%로 매우 높고, 건설 후 배수불량지로 나타났다. 그러나 표토층 토양갱신을 2003년 6월에 실시한 페어웨이 Region B는 미세입자인 점토와 실트함량이 24% 정도로 나타나 페어웨이 토양으로서 적합한 것으로 판명되었다.
- 페어웨이 토양경도 분석결과 원 토양(Region A)은 풍화된 마사토로서 굵은 입자가 많기는 하나 실트와 점토의 함량이 많은 Sandy loam으로 분석되었다(Table 1). 특히 건설 시 표토의 토양개량을 실시하지 않은 관계로 토성이 페어웨이 잔디 식재지역으로는 불량하며 점토와 실트의 함량이 26%로 매우 높고, 건설 후 배수불량지로 나타났다.
후속연구
- 암거배수를 개선시키기 위한 sand capping은 배수불량이 야기되는 지역은 모래를 최소 10 cm이상 포설 한 후 잔디를 식재하영야 하나 본 실험지역과 같이 원 토양이 배수불량이 심각한 지역은 모래를 15 cm이상 포설한 후 잔디를 식재해야 한다. 잔디 보식에 식재할 잔디는 구매시 반드시 잔디 생산지의 토양을 조사하여 사질토에서 재배된 잔디를 사용해야 할 것으로 사료된다. 잔디 식재층에 점토성분이 과다하면 식재 전 근계토양을 제거한 후 washed sod로 식재해야 할 것으로 판단된다.
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