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문제 정의
- 2. 옥상 조건에서 무관수 시 식물의 토양수분 흡수특성을 조사하고 토양수분 변화에 따른 식물체 온도 변화를 측정하여 옥상녹화를 위한 관수 필요여부를 규명한다.
- 그러나 옥상녹화 식물별 관수주기와 관수량 및 시기에 관한 연구 및 이에 따른 관리기준 설정과 관련한 구체적인 연구가 매우 부족하다. 이에 본 연구에서는 옥상녹화에서 활용 가능한 조경용 초화류의 적정 관수 관리를 위한 기초자료를 제공하는 것을 목적으로 연구를 수행하였으며 아래와 같은 세부목적을 갖는다.
제안 방법
- 1. 옥상 조건에서 관수 주기에 따른 식물의 생장 특성을 조사하여 원활한 생육을 위한 적정 관수 주기를 규명한다.
- 토양수분측정은 ICTinternational 사의 Soil Moisture Meter(SMM)를 사용하여 10분 간격으로 3반복 개체별 수분변화를 측정하였다. 각 식물은 3반복 처리하였으며 시험 전 충분히 관수 후 토양수분이 0%가 되는 시점까지 관수를 시행하지 않고 식물의 토양수분흡수특성을 관찰하였다.
- 시험구에는 점적 자동관수시스템을 적용하여 각 식재 모듈 당 1일 1회 동일한 시간에 1일, 2일, 3일의 주기로 관수하도록 시스템을 설정하였다. 관수량은 1회 2ℓ 공급을 원칙으로 하였으며, 회당 공급량인 2ℓ는 자동 점적관수시스템이 2시간 가동 시 공급되는 양으로 시험구 하나의 토양이 완전히 젖을 수 있도록 충분히 관수되는 양을 도출하여 설정하였다.
- 시험 2의 각 식물은 3년생 식물을 시험 1달 전에 이식하여 3반복 임의배치 하였고, 관수주기에 따른 식물의 생육상태 변화를 측정하기 위해 매 달 1회, 총 5회의 생육조사를 하였으며, 이때 각 식물별 초장, 면적(가로×세로)을 측정하였다.
- 시험 전 시험식물에 충분히 관수 후 토양수분이 0%가 되는 시점까지 관수를 시행하지 않고 식물의 토양수분흡수 특성을 조사하였다. 토양수분측정은 ICTinternational 사의 Soil Moisture Meter(SMM)를 사용하여 10분 간격으로 3반복 개체별 수분변화를 측정하였다.
- 시험 2의 시험구는 Figure 1과 같이 비가림 시설이 된 시험 장소에 설치하였으며 24㎝(L) × 24㎝(W) × 20㎝(H) 인 식재 모듈을 하나의 시험단위로 하여 총 207개(식물 23종 × 3반복 × 3가지 관수 주기)를 조성하였다. 시험구에는 점적 자동관수시스템을 적용하여 각 식재 모듈 당 1일 1회 동일한 시간에 1일, 2일, 3일의 주기로 관수하도록 시스템을 설정하였다. 관수량은 1회 2ℓ 공급을 원칙으로 하였으며, 회당 공급량인 2ℓ는 자동 점적관수시스템이 2시간 가동 시 공급되는 양으로 시험구 하나의 토양이 완전히 젖을 수 있도록 충분히 관수되는 양을 도출하여 설정하였다.
- 시험 전 시험식물에 충분히 관수 후 토양수분이 0%가 되는 시점까지 관수를 시행하지 않고 식물의 토양수분흡수 특성을 조사하였다. 토양수분측정은 ICTinternational 사의 Soil Moisture Meter(SMM)를 사용하여 10분 간격으로 3반복 개체별 수분변화를 측정하였다. 각 식물은 3반복 처리하였으며 시험 전 충분히 관수 후 토양수분이 0%가 되는 시점까지 관수를 시행하지 않고 식물의 토양수분흡수특성을 관찰하였다.
대상 데이터
- 시험 1은 포화수분상태에서부터의 위조점, 고사지점을 알아보기 위하여 본 연구의 공시식물로 선발된 20종의 식물 중 옥상녹화에 많이 사용되고, 특히 건조에 강한 Sedum takesimense, Aster sphathulifolius과 비옥한 토양에서 생장이 유리한 Dendranthema zawadskii, Hemerocallis fulva 등 4종의 식물을 선정하였다.
- 시험 2의 시험구는 Figure 1과 같이 비가림 시설이 된 시험 장소에 설치하였으며 24㎝(L) × 24㎝(W) × 20㎝(H) 인 식재 모듈을 하나의 시험단위로 하여 총 207개(식물 23종 × 3반복 × 3가지 관수 주기)를 조성하였다.
- 시험에 사용된 토양은 SUN GRO 사의 Canadian Sphagnum Peat Moss(63-73%), Coarse Perlite, Dolomitic Limestone 이 혼합된 인공 혼합토와 야생화용토 산야초를 10:1 비율로 혼합하여 사용하였다. 원예용 상토인 피트모스는 물과 공기가 이상적인 비율로 함유되어 있어 통기성 및 보수력이 매우 우수하며, 피트모스 60∼80%와 펄라이트 20∼40%를 혼합할 경우 식물 생육에 가장 적합한 물리성인 공극률 85%이상, 기상 20∼30%의 조건을 제시하였다.
- 식물의 토양수분흡수특성을 알아보기 위한 시험과 관수 주기에 따른 식물의 생육변화를 알아보기 위한 시험으로 나누어 시행하였으며, 식물재료는 환경부(2009)가 도시 인공지반의 자연생태계 복원을 위한 기술개발의 일환으로 옥상녹화에 적합한 식물소재 선정을 위한 실험을 통해 선발한 식물들을 토대로 하여, 옥상녹화에 적용 가능하며 관상가치가 있는 20종의 초본식물을 선정하였다. 본 연구의 공시식물은 table 1과 같다.
성능/효과
- 그러나 시험 시작 4일 후부터 급격히 토양수분함량이 감소하기 시작하여 7일 후부터는 서서히 감소하였고, 10일 후 토양수분함량이 10%이하로 감소하였다. Aster sphathulifolius은 잎이 두껍고 잎에 융모가 있어 건조에 강한 특성을 가지고 있지만 시험결과 수분을 많이 요구한다는 것을 알 수 있었다.
- Figure 2은 옥상녹화용 식물 별 토양수분 함량변화를 나타내고 있는데, Dendranthema zawadskii는 전국 각지에 야생하고 있는 초화류이고, Aster sphathulifolius은 중부 이남 해변에서 자라는 다년생 초본으로 국화과인 두 식물의 경우 상대적으로 빠른 속도로 토양수분함량이 감소한 것을 볼 수 있다. Dendranthema zawadskii는 시험시작 1일 후부터 꾸준하게 토양수분함량이 감소하는 경향을 보이며 다른 4종의 식물에 비해 감소하는 속도가 가장 빨라 1주일 만에 토양수분함량이 10%이하로 감소하였다. 토양성분에 따라 차이가 있지만 토양수분함량이 10%이하로 떨어지게 되면 식물의 일시 위조점에 가까워지게 되고 수분스트레스를 받게 되므로 토양수분함량을 10%이상 유지하는 것이 중요하다.
- Hemerocallis fulva는 백합과로 생육환경은 다습하고 비옥한 곳에서 자라는데, 시험결과 시험 시작 4일 후부터 급격히 토양수분함량이 감소하였으나 시험이 끝난 26일까지 토양수분함량 10%이상을 유지하고 있어 비교적 건조에 강한 것을 알 수 있었다. Sedum takesimense는 돌나물과의 울릉도 자생식물로서 시험결과 시험 시작 4일 후부터 급격히 토양수분함량이 감소하였으나 10일 후부터 토양수분함량의 변화가 줄어들었고 시험 종료 후 다른 종에 비해 가장 많은 토양수분함량을 유지하고 있어 가장 건조에 강한 것으로 판단된다.
- tuberosum, Aquilegia buergeriana var. oxysepala, Liriope platyphylla, Plioblastus pygmaed, Sedum takesimense, Campanula takesimana, Pachysandra terminalis, Hemerocallis fulva, Phlox subulata 의 면적변화가 가장 높아 관수요구도가 큰 것으로 판단되며, Sisyrinchium angustifolium과 Pennisetum alopecuroides 의 경우 관수주기에 따른 차이가 큰 변화가 없어 관수요구도가 낮은 것으로 판단되었다. 특히, Sisyrinchium angustifolium 은 양지식물로 일반적으로 물빠짐이 양호한 토양에서 생육이 좋은 식물에 속하는데, 매일 관수 조건에서는 과습의 영향으로해 고사 직전에 이르는 등 생육상태가 불량했으며, 관수주기 2일에서 가장 생육상태가 양호한 것으로 나타났다(Figure 3).
- 특히, Dendranthema zawadskii 와 Aquilegia buergeriana var. oxysepala의 경우 초장변화가 가장 켰고 Dendranthema zawadskii는 시험1에서 토양 수분함량이 가장 빠르게 감소했던 식물로 두 시험의 결과를 통해 관수요구도가 큰 식물로 판단되었다. Sisyrinchium angustifolium, Lysimachia nummularia, Pennisetum alopecuroides, Aster sphathulifolius은 관수주기에 따른 큰 생장의 변화차이를 보이지 않아 상대적으로 관수요구도가 낮은 식물들로 판단된다.
- var. senperflorens, Sedum takesimense, Campanula takesimana, Pachysandra terminalis, Hemerocallis fulva, Phlox subulata이었다. 특히, Dendranthema zawadskii 와 Aquilegia buergeriana var.
- Aster sphathulifolius은 해변의 햇볕이 잘 드는 암벽이나 경사진 곳에서 자라며 비교적 건조에 강한 종으로 알려져 옥상녹화에 자주 사용되는 식물이다. 그러나 시험 시작 4일 후부터 급격히 토양수분함량이 감소하기 시작하여 7일 후부터는 서서히 감소하였고, 10일 후 토양수분함량이 10%이하로 감소하였다. Aster sphathulifolius은 잎이 두껍고 잎에 융모가 있어 건조에 강한 특성을 가지고 있지만 시험결과 수분을 많이 요구한다는 것을 알 수 있었다.
- 원예용 상토인 피트모스는 물과 공기가 이상적인 비율로 함유되어 있어 통기성 및 보수력이 매우 우수하며, 피트모스 60∼80%와 펄라이트 20∼40%를 혼합할 경우 식물 생육에 가장 적합한 물리성인 공극률 85%이상, 기상 20∼30%의 조건을 제시하였다.
- oxysepala, Liriope platyphylla, Plioblastus pygmaed, Sedum takesimense, Campanula takesimana, Pachysandra terminalis, Hemerocallis fulva, Phlox subulata 의 면적변화가 가장 높아 관수요구도가 큰 것으로 판단되며, Sisyrinchium angustifolium과 Pennisetum alopecuroides 의 경우 관수주기에 따른 차이가 큰 변화가 없어 관수요구도가 낮은 것으로 판단되었다. 특히, Sisyrinchium angustifolium 은 양지식물로 일반적으로 물빠짐이 양호한 토양에서 생육이 좋은 식물에 속하는데, 매일 관수 조건에서는 과습의 영향으로해 고사 직전에 이르는 등 생육상태가 불량했으며, 관수주기 2일에서 가장 생육상태가 양호한 것으로 나타났다(Figure 3).
후속연구
- Dendranthema zawadskii를 제외한 시험 식물들은 공통적으로 시험 4일 후 토양수분함량이 급격히 감소하는 양상을 보였는데 control도 비슷한 경향을 보여 무관수 환경에서의 토양의 수분보유 패턴으로 볼 수는 있으나 Dendranthema zawadskii와 Aster sphathulifolius은 수분요구도가 높게 나타나고, Hemerocallis fulva와 Sedum takesimense는 상대적으로 수분요구도가 낮게 나타나는 등 식물 종간의 차이를 보여 관수관리 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 판단되었다.
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