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문제 정의
- , 2008), 풍년의 과다착과는 종자품질 저하, 병충해 발생 증가, 종자채취 및 관리 비용 증가 등의 문제가 발생할 수 있어 채종원에서 인위적으로 개화결실량을 조절하는 방안이 논의되고 있다. 본 연구는 잣나무의 구과 착과량에 따른 구과 및 종자특성의 변화 양상을 구명함으로써 잣나무 채종원의 효율적 관리방안을 도출하기 위해 수행되었다.
제안 방법
- 구과분석을 위해 구과의 모든 인편을 기부로부터 하나씩 떼어내고 구과 내의 모든 종자를 분리했다. 분리된 인편은 모양에 따라 임성인편(fertile scale)과 불임성 인편(infertile scale)으로 구분하고 종자는 성숙종자(developed seeds)와 고사배주(aborted ovules)로 구분하였다.
- 채취된 구과를 대상으로 구과길이, 구과폭, 구과무게를 측정하였고 구과형상비(=길이/폭)를 구했다. 본 당 구과 착과수에 따라 계급을 나누어 구과분석을 실시했는데, 계급수와 급구간은 아래와 같은 Sturges 공식을 이용하여 구했으며, 계급수는 8, 급구간은 7로 하였다(Chae et al., 1987).
- 구과분석을 위해 구과의 모든 인편을 기부로부터 하나씩 떼어내고 구과 내의 모든 종자를 분리했다. 분리된 인편은 모양에 따라 임성인편(fertile scale)과 불임성 인편(infertile scale)으로 구분하고 종자는 성숙종자(developed seeds)와 고사배주(aborted ovules)로 구분하였다. 성숙종자는 충실종자(filled seeds), 비립종자(empty seeds), 상해종자(damaged seeds)로 구분하였으며, 고사배주는 첫해 고사배주(first-year aborted ovule)와 둘째해 고사배주 (second-year aborted ovule)로 구분하였다(Lee et al.
- 채취된 구과를 대상으로 구과길이, 구과폭, 구과무게를 측정하였고 구과형상비(=길이/폭)를 구했다. 본 당 구과 착과수에 따라 계급을 나누어 구과분석을 실시했는데, 계급수와 급구간은 아래와 같은 Sturges 공식을 이용하여 구했으며, 계급수는 8, 급구간은 7로 하였다(Chae et al.
- , 1984). 충실종자는 천립중을 측정했으며, 아래의 수식을 이용하여 종자생산능력(seed potential), 성숙종자율(percent developed seeds), 충실종자율 (percent filled seeds), 첫해 및 둘째해 고사배주율(percent aborted ovules), 종자효율(seed efficiency)을 구했다(USDA Forest Service, 1977).
대상 데이터
- 본 연구는 충북 충주시 수안보 소재 잣나무 클론채종원 (1970년 조성, 3.0ha)에서 수행되었는데, 이곳은 채종원의 일반적인 관리방법에 준하여 매년 병충해 방제와 개화촉진을 위한 유기질 비료 시비가 이루어지고 있다. 식재간격은 5 m × 5 m이며, 1,050본이 현존하고 있다.
- 2ha이고 포함된 개체목수는 80본이다. 본 조사가 이루어진 2007년은 잣 결실이 풍년인 해로 전체 조사목의 96.3%인 77본이 착과되었으며, 본 당 착과수는 3～55개 범위였다. 조사구 내의 77개 착과목에서 병충해를 입지 않은 건전한 평균 구과를 개체당 3개씩 총 231개 채취하였다.
- 시료채취는 채종원의 종자생산 예찰을 위해 설치한 표본 조사구에서 수행했는데 면적은 0.2ha이고 포함된 개체목수는 80본이다. 본 조사가 이루어진 2007년은 잣 결실이 풍년인 해로 전체 조사목의 96.
- 본 연구는 잣나무의 구과 착과량에 따른 구과 및 종자특성의 변화 양상을 구명함으로써 잣나무 채종원의 효율적 관리방안을 도출하기 위해 수행되었다. 이를 위해 2007년 충주 소재 잣나무 채종원에서 조사를 실시하였는데, 전체 조사목 중 96.3%가 착과되었으며 본 당 구과수는 평균 27.4개였다. 본 당 구과 착과수에 따라 8개의 계급으로 나누어 분석을 했는데, 구과 착과수가 많아질수록 구과길이, 구과폭, 구과무게가 감소하는 것으로 나타났다.
- 3%인 77본이 착과되었으며, 본 당 착과수는 3～55개 범위였다. 조사구 내의 77개 착과목에서 병충해를 입지 않은 건전한 평균 구과를 개체당 3개씩 총 231개 채취하였다.
데이터처리
- 구과 착과량에 따른 구과 및 종자의 특성 변화를 구명하기 위해 구과분석을 실시하였다. 총 인편수는 평균 100.
- 조사된 제반 형질에 대한 통계적 유의성 검정 및 상호관계 구명을 위해 통계 패키지인 SAS 프로그램을 이용하여 분산분석 및 상관분석을 실시하였다.
성능/효과
- 각 계급별로 천립중을 조사한 결과, 구과 착과수가 많아질수록 유의하게 종자의 무게가 감소하는 것으로 나타났다 (Table 3). 충실종자 1개 당 무게는 동일한 채종원에서 평년인 해에 조사된 0.
- 계급별 구과크기의 변화를 살펴보면, 구과길이와 구과폭 모두 계급 I에서 가장 큰 값을 나타냈으며, 변이폭도 가장 작은 것으로 나타났다. 계급 II에서는 계급 I에 비해 구과 길이와 구과폭이 크게 감소하였고 이후 계급 III～V까지는 비슷한 수준을 유지하다가 계급 VI 이후부터 다시 소폭으로 감소하는 경향을 나타냈다. 구과무게도 유사한 경향으로 계급 I이 가장 무거운 반면 나머지 계급에서는 비슷한 수준을 보여주고 있다.
- 구과무게도 유사한 경향으로 계급 I이 가장 무거운 반면 나머지 계급에서는 비슷한 수준을 보여주고 있다. 계급 I과 계급 II간의 구과길이와 구과폭의 감소율은 각각 17.2%, 15.5%인데 비해 구과무게의 감소율은 50.1%로 구과크기의 보다 급격한 감소 양상을 나타냈다. 전체적으로 볼 때, 잣나무의 본 당 구과수가 10개를 넘게 되면 구과크기와 무게가 크게 감소하며, 그 이후부터는 비슷한 수준으로 유지되는 경향이었다.
- 계급 평균치에 계급 중심점(midpoint)의 수를 곱한 본당 구과의 총 무게를 비교해 보면, 계급 I에 비해 계급 II는 1.1배, 계급 III은 1.7배, 계급 IV는 2.3배, 계급 V는 2.9배, 계급 VI은 3.0배, 계급 VII은 3.2배, 계급 VIII은 3.7배나 많은 구과 바이오매스를 유지하고 있어 착과량이 많을수록 많은 양분과 에너지를 구과의 유지에 소모하고 있음을 알 수 있다. 이러한 경우 수목 영양상태의 불균형 초래 및 화아발달 억제(Westwood, 1978) 또는 열매와 화아간 경쟁으로 인한 저장 탄수화물 고갈로 이듬해 종자생산량이 감소(Sedgley and Griffin, 1989)하는 문제가 나타날 수 있다.
- 계급별 구과크기의 변화를 살펴보면, 구과길이와 구과폭 모두 계급 I에서 가장 큰 값을 나타냈으며, 변이폭도 가장 작은 것으로 나타났다. 계급 II에서는 계급 I에 비해 구과 길이와 구과폭이 크게 감소하였고 이후 계급 III～V까지는 비슷한 수준을 유지하다가 계급 VI 이후부터 다시 소폭으로 감소하는 경향을 나타냈다.
- 둘째해 고사배주는 대부분 충해가 그 원인인데 둘째해 고사배주율은 전체 평균 2.4%였으며, 계급 I～VI까지는 1.9～2.8% 정도로 비슷한 수준이었으나 계급 VII과 VIII에서는 각각 4.8%로 크게 증가하는 경향을 나타냈다(Table 3). 위에서 언급한 미농무성 기준에 의하면 둘째해 고사배주율은 전반적으로 관리상태가 양호한 수준에 해당하지만 구과 착과량이 많은 계급 VII와 VIII에서 상대적으로 그 비율이 증가한 것을 볼 때, 주기적인 방제가 이루어지지 않는다면 구과 착과수가 많아지면 충에 의한 피해가 증가할 여지가 있음을 보여준다.
- 본 당 구과 착과수에 따라 8개의 계급으로 나누어 분석을 했는데, 구과 착과수가 많아질수록 구과길이, 구과폭, 구과무게가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 구과 착과수가 많아질수록 임성인편수, 종자생산능력, 충실종자율, 종자무게, 종자효율은 감소하고 둘째해 고사배주율은 다소 증가하는 경향을 나타냈다. 이러한 결과를 볼 때 종자 결실이 풍년으로 구과가 다량 착과되는 해에는 평년에 비해 종자의 균일성 및 품질이 저하될 가능성이 높다고 판단 된다.
- 조사된 구과의 형태적 특성과 구과분석 항목 간의 상호 관계를 구명하고자 상관분석을 실시한 결과, 구과 착과수와 구과길이, 구과폭, 구과무게와 부의 상관을 보여 구과착과수가 많아지면 구과크기와 무게가 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 임성인편수, 종자생산능력, 충실종자수, 충실종자율, 종자무게도 구과 착과수가 많아지면 감소하는 경향을 보였다. 첫해 고사배주율은 구과 착과수에 따른 유의한 상관이 나타나지 않았지만 둘째해 고사배주율은 구과 착과수가 많아질수록 높아지는 경향을 나타냈다.
- 7 g)이었다. 변이계수를 살펴보면 구과길이 12.2%, 구과폭은 9.8%, 구과형상비 9.8%, 구과무게 33.6%로 구과무게의 변이폭이 상대적으로 더 큰 것으로 나타났다. 분산분석 결과, 구과형상비(구과길이/구과폭)를 제외한 구과길이, 구과폭, 구과무게는 계급 간에 유의한 차이가 인정되었다(Table 2).
- 4개였다. 본 당 구과 착과수에 따라 8개의 계급으로 나누어 분석을 했는데, 구과 착과수가 많아질수록 구과길이, 구과폭, 구과무게가 감소하는 것으로 나타났다. 또한 구과 착과수가 많아질수록 임성인편수, 종자생산능력, 충실종자율, 종자무게, 종자효율은 감소하고 둘째해 고사배주율은 다소 증가하는 경향을 나타냈다.
- 본 조사지에서 평년의 구과 생존율이 80% 수준인데 비해 풍년인 본 조사연도에는 평균 75%로 낮았는데 착과수가 많아짐에 따라 낙과수도 증가한 것을 알 수 있다. 이와 관련하여 잣나무 성숙목에서 착과수와 낙과수간에 정의 상관관계가 있다고 보고된 바 있다(Chong and Chon, 1979b).
- 본 조사지와 동일한 채종원에서 평년에 조사된 자료에 의하면 구과길이는 평균 16.1 cm, 구과폭은 평균 9 cm, 구과무게는 245 g로 나타나(Kwon et al., 2011), 개화결실이 풍년인 해에는 평년에 비해 평균적으로 구과의 크기와 무게가 크게 감소하고 있음을 알 수 있다. 조사계급 중에서는 계급 I이 구과길이 15.
- 6%로 구과무게의 변이폭이 상대적으로 더 큰 것으로 나타났다. 분산분석 결과, 구과형상비(구과길이/구과폭)를 제외한 구과길이, 구과폭, 구과무게는 계급 간에 유의한 차이가 인정되었다(Table 2).
- 또한 구과 착과수가 많아질수록 임성인편수, 종자생산능력, 충실종자율, 종자무게, 종자효율은 감소하고 둘째해 고사배주율은 다소 증가하는 경향을 나타냈다. 이러한 결과를 볼 때 종자 결실이 풍년으로 구과가 다량 착과되는 해에는 평년에 비해 종자의 균일성 및 품질이 저하될 가능성이 높다고 판단 된다. 특히, 잣나무는 구과와 종자의 크기가 크고 무거울수록 포지와 조림지에서의 생장이 좋다는 보고가 있는 점을 감안할 때, 결실 풍년으로 인해 종자의 평균적인 크기와 무게가 감소되는 경우 향후 조림지에서의 유묘생장도 저조할 가능성이 있다.
- 3배 정도 높은 수치를 나타내고 있다. 이러한 결과를 종합해 보면, 결실이 풍년인 해에는 구과 착과량의 많고 적음에 상관없이 채종원 내에서 전반적으로 첫해 고사배주율이 크게 증가하는 경향이며, 둘째해 고사배주율은 적극적인 방제활동 등 채종원 관리작업을 통해 조절이 가능한 것으로 판단된다.
- 종자효율은 구과착과수와 유의한 상관을 보이지 않았으나 구과무게와는 유의한 정의 상관을 나타냈으며, 첫해 및 둘째해 고사 배주율과는 부의 상관을 나타냈다(Table 4). 이상의 결과를 볼 때, 구과착과수가 많아지면 종자생산능력, 충실종자율, 종자무게, 종자효율 등 채종원의 종자생산성과 관련된 제반 지표들의 수치가 낮아지는 경향임을 확인할 수 있다. 따라서, 종자결실이 풍년으로 구과가 다량 착과되는 해에는 평년에 비해 종자의 균일성 및 품질이 저하될 가능성이 높기 때문에 종자선별 시 평년 수준의 종자크기 또는 무게를 가진 종자들만 선별하여 공급하는 방안 또는 전년도 종자예찰 조사 결과를 토대로 잣 종자 보속생산을 위해 적정 수준으로 착과량을 조절하기 위한 적과 처리 등 다각적인 대안 마련이 필요할 것으로 보인다.
- 1%로 구과크기의 보다 급격한 감소 양상을 나타냈다. 전체적으로 볼 때, 잣나무의 본 당 구과수가 10개를 넘게 되면 구과크기와 무게가 크게 감소하며, 그 이후부터는 비슷한 수준으로 유지되는 경향이었다.
- 조사가 이루어진 잣나무 채종원의 착과 본수율과 본 당구과수는 연도별로 많은 차이를 보이고 있는데, 평년의 경우 착과 본수율은 평균 60% 내외이고 본 당 구과수는 평균 11개 정도인데 비해(unpublished data), 본 시료를 채취한 해는 풍년으로 조사목 80본 중 77본이 착과되어 96.3%의 착과율을 보였으며 본 당 구과수는 평균 27.4개(3～55개)로 평년에 비해 약 2.5배 정도 착과수가 많은 것으로 나타났다(Table 1). 본 당 착과수 계급별 분포를 보면, 계급 IV(17～23)가 상대빈도 0.
- 조사된 구과의 형태적 특성과 구과분석 항목 간의 상호 관계를 구명하고자 상관분석을 실시한 결과, 구과 착과수와 구과길이, 구과폭, 구과무게와 부의 상관을 보여 구과착과수가 많아지면 구과크기와 무게가 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 임성인편수, 종자생산능력, 충실종자수, 충실종자율, 종자무게도 구과 착과수가 많아지면 감소하는 경향을 보였다.
- 종자효율은 평균 59.0%(58.2～67.3%)였으며, 계급 간에 유의한 차이가 인정되지는 않았지만 평균적으로 구과 착과수가 많아질수록 감소하는 경향을 보여주고 있다 (Table 3). 미농무성 기준(USDA Forest Service, 1977) 에 의하면 종자효율이 50% 이상이면 관리상태가 양호한 것으로 평가되어 큰 문제가 없다고 생각할 수 있지만 평년인 해에 동일한 채종원에서 조사된 종자효율이 76.
- 첫해 고사배주수는 평균 32.1개였으며, 계급 간에 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으나 구과 착과량에 따른 뚜렷한 경향을 보이지 않았으며, 첫해 고사배주율도 비슷한 경향이었다 (Table 3). 미국 남부소나무류의 채종원에서 적용되고 있는 기준에 의하면 첫해 고사배주율이 10%미만이면 채종원 관리 상태가 양호한 것으로 판단하며, 11～19%인 경우에는 충해나 화분부족의 가능성을 평가해야 하며, 20% 이상이 되면 충해나 화분부족의 원인을 동정하고 관리방안을 개선해야 한다고 적시하고 있다(USDA Forest Service, 1977).
- 또한 임성인편수, 종자생산능력, 충실종자수, 충실종자율, 종자무게도 구과 착과수가 많아지면 감소하는 경향을 보였다. 첫해 고사배주율은 구과 착과수에 따른 유의한 상관이 나타나지 않았지만 둘째해 고사배주율은 구과 착과수가 많아질수록 높아지는 경향을 나타냈다. 종자효율은 구과착과수와 유의한 상관을 보이지 않았으나 구과무게와는 유의한 정의 상관을 나타냈으며, 첫해 및 둘째해 고사 배주율과는 부의 상관을 나타냈다(Table 4).
- 구과 착과량에 따른 구과 및 종자의 특성 변화를 구명하기 위해 구과분석을 실시하였다. 총 인편수는 평균 100.5개였으며 계급 간에 유의한 차이가 없었으나, 임성 인편수 (또는 종자생산능력)는 착과량이 증가할수록 유의하게 감소하는 것으로 나타났다(Table 3). 종자생산능력은 각 구과가 생산할 수 있는 종자 수의 생물학적인 한계를 의미하기 때문에 구과착과량이 증가하면 구과의 종자 생산성이 저하된다고 할 수 있다.
- 충실종자율은 평균 74.6%로 나타났으며, 비록 계급 간에 유의한 차이가 인정되지는 않았지만 계급 I과 계급 II의 충실종자율이 각각 평균 84.5%와 81.7%인데 비해서 계급 III～계급 VIII은 70.5～75.1% 범위로 낮게 나타나 구과 착과수가 많아지면 평균적으로 충실종자율이 감소하는 양상임을 알 수 있다(Table 3). 평년인 2007년에 조사된 충실종자율(평균 85.
후속연구
- 특히, 잣나무는 구과와 종자의 크기가 크고 무거울수록 포지와 조림지에서의 생장이 좋다는 보고가 있는 점을 감안할 때, 결실 풍년으로 인해 종자의 평균적인 크기와 무게가 감소되는 경우 향후 조림지에서의 유묘생장도 저조할 가능성이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 결실이 풍년인 해에는 착과량을 인위적으로 적정수준으로 조절하거나 종자 정선 시 평년 수준의 종자크기 또는 무게를 가진 것들을 선별하여 공급하는 방안 등 다각적인 대처방안을 검토할 필요가 있을 것으로 생각된다.
- 이상의 결과를 볼 때, 구과착과수가 많아지면 종자생산능력, 충실종자율, 종자무게, 종자효율 등 채종원의 종자생산성과 관련된 제반 지표들의 수치가 낮아지는 경향임을 확인할 수 있다. 따라서, 종자결실이 풍년으로 구과가 다량 착과되는 해에는 평년에 비해 종자의 균일성 및 품질이 저하될 가능성이 높기 때문에 종자선별 시 평년 수준의 종자크기 또는 무게를 가진 종자들만 선별하여 공급하는 방안 또는 전년도 종자예찰 조사 결과를 토대로 잣 종자 보속생산을 위해 적정 수준으로 착과량을 조절하기 위한 적과 처리 등 다각적인 대안 마련이 필요할 것으로 보인다.
- 3%)였으며, 계급 간에 유의한 차이가 인정되지는 않았지만 평균적으로 구과 착과수가 많아질수록 감소하는 경향을 보여주고 있다 (Table 3). 미농무성 기준(USDA Forest Service, 1977) 에 의하면 종자효율이 50% 이상이면 관리상태가 양호한 것으로 평가되어 큰 문제가 없다고 생각할 수 있지만 평년인 해에 동일한 채종원에서 조사된 종자효율이 76.5%로 보고된(Kwon et al., 2011) 점을 감안하면 결실 풍년인 해의 종자효율이 매우 낮다는 것을 알 수 있으며, 본 당 착과량이 증가할수록 종자효율의 감소가 크게 나타나고 있기 때문에 채종원산 종자의 품질 관리 차원에서 적정 착과량에 대한 기준 마련이 필요할 것으로 보인다.
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