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문제 정의
- 이를 바탕으로 수액 채취시기에 따라 출수량과 기온의 관계와 일일출수 패턴을 구명하고 출수시기별 당함량 및 무기성분 함량을 비교하여 우산고로쇠나무 조림지의 수액 생산 특성을 알아보고자 하였다.
- 수액출수 시기와 양은 기후인자의 영향을 많이 받고 있으며, 기후와의 관계 구명을 통해 지역별 수액 출수시기를 예측하고 이에 근거한 정책시행이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이에 대한 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 최근 울릉도에 자생하는 우산고로쇠나무를 내륙지역에 조림하는 인공림의 면적이 증가하고 있으며, 함유 성분 등은 본 연구에서 기존 문헌과 비교하였을 때 자생지와의 차이를 확인할 수 있었으나, 확언하기 어려우므로, 향후 수액 출수량과 함유 성분을 비롯하여 토양, 입지 등 생육환경 요소에 대해 장기적인 모니터링을 실시하고 자생지와 인공조림지 간의 차이에 관해 밝힐 필요가 있을 것으로 판단된다.
제안 방법
- 본 연구의 대상지는 경남 진주시에 위치한 국립 산림과학원 남부산림자원연구소 가좌시험림의 조림 지로 해발 75 m, 북동사면 경사는 25° 계곡부에 위치한 곳이다. 2005년에 1-1묘의 우산고로쇠나무(Acer okamotoanum Nakai)를 조림하였으며, 2014년 (조림 후 9년)부터 2016년(13년생)까지 3년간 출수량 및 당도, 무기성분 함량을 조사하였다(Table 1). 수액 출수량 조사를 위해 10×10 m 크기의 표준지 3개소를 설치하였으며, 표준목 10본씩, 총 30본을 선정하여 매년 동일 개체목에 대해 수액채취를 실시하였다.
- 2014∼2016년까지 조사된 자료를 이용하여 수액 출수량이 출수기간과 기온조건에 어떠한 영향을 받는지 알아보기 위해 출수 기간을 초기(1월 16∼31일), 중기(2월 1∼15일), 말기(2월 16∼29일) 3시기로 분류하여 각 시기별 출수량과 기온인자들 간의 상관분석을 실시하였다(Table 3).
- 출수공의 크기는 남향으로 깊이는 약 15 mm, 직경은 8 mm 크기로 하였으며, 출수공 위치는 지상에서 50 cm 내외의 높이에 1개의 구멍을 뚫은 후 수액 유출기를 설치하고 수액 유출관을 2 ℓ 용기에 연결하여 채취하였다. 수액을 매일 일정한 시간에 수거하여 일일 출수량을 메스실린더(1 ℓ)로 측정하였으며, 휴대용 당도계(ATAGO PAL-3, Japan)를 이용하여 당도 측정도 함께 수행하였다.
- 수액의 함유된 성분 중 무기원소 Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+ , P, Mn, Si의 농도는 유도결합 플라즈마 분광계 (Spectro genesis ICP-OES; SPECTRO Analytical Instruments Inc, USA)를 이용하여 분석하였으며, AT분석센터(주)에 분석 의뢰하여 측정하였다.
- 우산고로쇠나무 수액 채취시기별 무기물의 함량을 분석하였다(Table 5). 분산분석 결과, Na 함량은 출수 초기 2.
- 우산고로쇠나무 수액 출수량과 기후인자간의 관계를 분석하기 위해 기상청에서 제공되는 경남 진주시의 기상청 기상 관측 자료를 이용해 일 평균기온, 일최저기온, 일 최고기온, 일교차 등을 분석에 활용하였다. 수집된 기상자료는 수액 출수량과 기후인자간의 상관관계를 분석하는데 활용하였으며, 출수시기를 1월 15∼31일, 2월 1∼15일, 2월 16∼29일 3시기로 구분하여 시기별 출수량과 기온의 관계의 변화를 밝히기 위해 Pearson의 상관분석을 실시하였다.
- 하루 중 수액 출수 패턴을 알아보기 위해 일일 출수량을 10분 단위로 측정하여 기온변화와의 관계를 확인하였다(Fig. 3). 그 결과, 출수는 오전 9시 20분 이후에 시작되었으며, 최고점에 도달하는 시간은 10시 50분∼11시경으로 나타났다.
- 하루 중 시간대별 출수량과 기온변화의 관계를 분석하기 위해 2016년 2월 1일부터 2월 18일까지 매일 오전 8시부터 출수가 멈추는 시간까지 출수량을 10분 단위로 측정하였으며, 천공 및 수액 채취방법은 일일 출수량 조사와 동일한 방법으로 수행하였다.
대상 데이터
- 수액 출수량 조사를 위해 10×10 m 크기의 표준지 3개소를 설치하였으며, 표준목 10본씩, 총 30본을 선정하여 매년 동일 개체목에 대해 수액채취를 실시하였다.
- 경남 진주에 위치한 우산고로쇠나무 조림지를 대상으로 2014년부터 2016년까지 수액 출수량 모니터링을 하였다. 3년간 우산고로쇠나무 수액 출수량은 출수시기에 따라 기온에 대한 상관 부호를 달리하는 것을 확인할 수 있었으며, 기온이 일정수준에 도달하 였을 때 출수량이 급격히 감소함을 밝혔다.
- 따라서 본 연구는 경남 진주에 위치한 우산고로쇠나무 조림지에 고정시험지를 설치하고 2014년부터 2016년까지 3년간 수액출수 모니터링을 수행하였다. 이를 바탕으로 수액 채취시기에 따라 출수량과 기온의 관계와 일일출수 패턴을 구명하고 출수시기별 당함량 및 무기성분 함량을 비교하여 우산고로쇠나무 조림지의 수액 생산 특성을 알아보고자 하였다.
- 본 연구의 대상지는 경남 진주시에 위치한 국립 산림과학원 남부산림자원연구소 가좌시험림의 조림 지로 해발 75 m, 북동사면 경사는 25° 계곡부에 위치한 곳이다.
- 우산고로쇠나무 수액의 무기성분 분석은 2016년당해에만 수행하였으며, 분석시료는 1차 1월 19∼21 일, 2차 2월 2∼4일, 3차 2월 25∼27일로 3시기에 걸쳐 채취하였다.
- 우산고로쇠나무 수액의 일일 출수량 조사는 2014년부터 3년간 1월 15일부터 2월 29일까지 실시하였다. 출수공의 크기는 남향으로 깊이는 약 15 mm, 직경은 8 mm 크기로 하였으며, 출수공 위치는 지상에서 50 cm 내외의 높이에 1개의 구멍을 뚫은 후 수액 유출기를 설치하고 수액 유출관을 2 ℓ 용기에 연결하여 채취하였다.
- 우산고로쇠나무 수액의 일일 출수량 조사는 2014년부터 3년간 1월 15일부터 2월 29일까지 실시하였다. 출수공의 크기는 남향으로 깊이는 약 15 mm, 직경은 8 mm 크기로 하였으며, 출수공 위치는 지상에서 50 cm 내외의 높이에 1개의 구멍을 뚫은 후 수액 유출기를 설치하고 수액 유출관을 2 ℓ 용기에 연결하여 채취하였다. 수액을 매일 일정한 시간에 수거하여 일일 출수량을 메스실린더(1 ℓ)로 측정하였으며, 휴대용 당도계(ATAGO PAL-3, Japan)를 이용하여 당도 측정도 함께 수행하였다.
데이터처리
- 사후검정은 Duncan의 다중검정법을 활용하였으며, 모든 통계분석은 SPSS (SPSS INC., USA) 통계 프로그램을 사용하였다.
- 2016년 각 시기별 무기성분 함량을 비교하기 위해 일원배치 분산분석(ANOVA analysis)을 수행하였다. 사후검정은 Duncan의 다중검정법을 활용하였으며, 모든 통계분석은 SPSS (SPSS INC.
- 수집된 기상자료는 수액 출수량과 기후인자간의 상관관계를 분석하는데 활용하였으며, 출수시기를 1월 15∼31일, 2월 1∼15일, 2월 16∼29일 3시기로 구분하여 시기별 출수량과 기온의 관계의 변화를 밝히기 위해 Pearson의 상관분석을 실시하였다.
성능/효과
- 2014년부터 2016년까지 3년간의 우산고로쇠나무 수액 출수량을 조사하였으며, 현재까지 해를 거듭할수록 증가하는 경향이 나타났다(Fig. 1). 연간 ha당총 출수량은 2014년에 2,746.
- 경남 진주에 위치한 우산고로쇠나무 조림지를 대상으로 2014년부터 2016년까지 수액 출수량 모니터링을 하였다. 3년간 우산고로쇠나무 수액 출수량은 출수시기에 따라 기온에 대한 상관 부호를 달리하는 것을 확인할 수 있었으며, 기온이 일정수준에 도달하 였을 때 출수량이 급격히 감소함을 밝혔다. 또한 이를 근거로 평균기온의 30년간 평년값과 비교하였을때, 최소 2월 하순 이전에 수액채취가 되어야 하며, 경칩이 포함된 3월 상순은 이미 출수량이 끝나야 하는 시점으로 판단되었다.
- 그 결과, 출수는 오전 9시 20분 이후에 시작되었으며, 최고점에 도달하는 시간은 10시 50분∼11시경으로 나타났다.
- 또한 K과 P, Na 등 다른 무기성분의 함량도 진주지역 조림지에 비해 울릉도지역에 천연림에서 2∼3배 높게 나타났으며, 이는 입지 및 토양환경과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단된다.
- 3년간 우산고로쇠나무 수액 출수량은 출수시기에 따라 기온에 대한 상관 부호를 달리하는 것을 확인할 수 있었으며, 기온이 일정수준에 도달하 였을 때 출수량이 급격히 감소함을 밝혔다. 또한 이를 근거로 평균기온의 30년간 평년값과 비교하였을때, 최소 2월 하순 이전에 수액채취가 되어야 하며, 경칩이 포함된 3월 상순은 이미 출수량이 끝나야 하는 시점으로 판단되었다. 일일 수액출수는 약 9시경 출수를 시작하여 11시경에 최대 출수량을 보였고 16시경에 출수를 종료하여 이 시간을 고려하여 채취해야 할 것으로 판단된다.
- , 2008). 본 연구 결과와 비교해볼 때, 출수 시작점과 출수 최대점, 출수 종료점의 시간은 수종 및 생육환경의 차이로 인해 다소 차이가 있으나, 전체적인 출수 패턴은 유사한 경향을 보이고 있다. 이러한 출수 패턴은 환경요인과의 관계는 아직까지 명확히 밝히지 못하고 있으며, 하루 중 물관 직경의 크기 변화와의 관계로 해석하여 출수량이 가장 많은 시간의 물관 직경은 가장 작은 것으로 보고하였다(Sevanto et al.
- 수액출수가 집중적으로 관찰되는 시기는 영하와 영상의 기온이 교차되는 시기, 일 평균기온은 0℃근처에 머무는 시기로 알려져 있다 (Choi 등, 2010b). 본 연구에서도 이와 같은 기상조건이 갖추어지는 1월부터 3월 중 일 평균기온이 5℃ 이하에 머물 때 수액이 주로 출수되었고, 기온이 상승할수록 출수량은 점차 감소하는 경향을 보여 기온 조건에 영향을 받는 것으로 판단된다(Fig. 1).
- 8℃로 제시된 바 있으며 (Choi 등, 2010c), 수액 출수량에는 일교차가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 보고된 바가 있다(Moon 등, 2004a; Choi 등, 2012). 본 연구의 결과와 비교해볼 때, 일교차에 대해서는 검증되지 않았으나, 일 평균기온, 일 최저기온, 일 최고기온의 임계점은 확인할 수 있었으며, 기존 연구결과들과 유사한 수준에서 나타났다.
- 분산분석 결과, Na 함량은 출수 초기 2.0 mg/ℓ였으나, 중기와 말기에는 0.9 mg/kg 이하로 낮아져 시기별 차이가 존재하였다(p < 0.05).
- 수액 당분함량은 시간이 흐름에 따라 감소하는 경향이 나타났으며, 출수 종료 시점에는 당분함량이 약 1.2% 수준까지 감소하였다. 함유된 무기성분의 경우 Na를 제외한 다른 무기성분들은 시기별 차이가 없었으나, 수액출수가 집중되는 시기에는 대부분의 무기 성분들이 비교적 낮게 나타났으며, 이를 통해 출수량과 무기성분 함량의 관계를 추측할 수 있었다.
- 수액 출수시기에 따라 기온인자와 수액 출수량의 상관부호가 변화하는 것을 확인하였으며, 이에 따라 기온변화에 따른 우산고로쇠나무 일일 수액 출수량 변화양상을 도식화하였다(Fig. 2). 수액 출수 초기로분류한 1월 15∼31일에는 ha당 50 ℓ⋅day -1 이상의 안정적인 출수량이 나타난 반면, 2월 중에는 기온변화에 따라 출수량의 큰 편차가 나타났다.
- 지역 간 출수 시기는 상이할 수있으나, 본 연구의 결과 근거로 하여 판단해 볼 때, 경남 진주의 경우 3월 초순에는 수액 채취가 마무리되는 시점이며, 그 이전인 1월 하순∼2월 중순에 수액채취를 하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다.
- 2014∼2016년까지 조사된 자료를 이용하여 수액 출수량이 출수기간과 기온조건에 어떠한 영향을 받는지 알아보기 위해 출수 기간을 초기(1월 16∼31일), 중기(2월 1∼15일), 말기(2월 16∼29일) 3시기로 분류하여 각 시기별 출수량과 기온인자들 간의 상관분석을 실시하였다(Table 3). 초기의 출수패턴을 살펴보면 일 평균기온은 1% 유의수준에서, 일 최저 기온과 일 최고기온은 5% 유의수준에서 정(+)의 상관관계가 있는 것으로 나타났고, 일 평균기온의 경우 0.513으로 가장 큰 영향을 미치고 있었다. 하지만 중기와 말기의 경우 반대로 일 평균기온과 일 최저기온은 출수량에 대해 부(-)의 상관관계를 갖는 것으로 나타났으며(p < 0.
- 05). 초반에 출수된 수액의 무기성분 중 Ca과 K의 함량이 가장 높은 것으로 나타났으며, 중기와 말기에도 동일하게 나타났다. 울릉도 지역 우산고로쇠나무 수액 내 무기성분중 Ca과 K의 함량이 높은 것으로 보고된 바가 있으며(Moon과 Kwon, 2004), 본 연구에서도 동일한 결과가 나타났다.
- 일반적으로 고로쇠나무 수액의 적정 출수 시기는 경칩 전후 약 2주간이라고 알려져 있다(An 등, 1998). 하지만 경남 진주지역 기온의 30년간 평년값은 경칩이 포함된 3월 초순에 일 평균기온 4.6℃, 일 최고기온 11.5℃, 일 최저기온 -1.8℃로 본 연구 결과에서 제시한 임계점 이상의 온도이므로(Table 4), 우산고로쇠나무 수액 채취 시기로는 부적절한 것으로 판단된다. 지역 간 출수 시기는 상이할 수있으나, 본 연구의 결과 근거로 하여 판단해 볼 때, 경남 진주의 경우 3월 초순에는 수액 채취가 마무리되는 시점이며, 그 이전인 1월 하순∼2월 중순에 수액채취를 하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다.
- Moon과 Kwon (2004)은 Ca 함량에 차이를 보이는 요인은 생육지의 토양, 기후, 채취시기와 밀접한 관계가 있다고 보고하였다. 하지만 본 연구에서는 채취 시기에 따라 Ca 함량의 수치적인 차이는 나타났지만, 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않아 채취시기에 따른 차이는 불명확한 것으로 판단된다. 다만, 출수량이 집중된 2월 2일∼4일의 경우 다른 시기보다 함유량이 낮게 나타나 묽어지는 경향을 보이고 있으며, 이는 수액 출수량과 Ca 함량의 관계를 의미한다.
- 하지만 중기와 말기의 경우 반대로 일 평균기온과 일 최저기온은 출수량에 대해 부(-)의 상관관계를 갖는 것으로 나타났으며(p 0.05).
- 2% 수준까지 감소하였다. 함유된 무기성분의 경우 Na를 제외한 다른 무기성분들은 시기별 차이가 없었으나, 수액출수가 집중되는 시기에는 대부분의 무기 성분들이 비교적 낮게 나타났으며, 이를 통해 출수량과 무기성분 함량의 관계를 추측할 수 있었다.
후속연구
- 본 연구에서는 이에 대한 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 최근 울릉도에 자생하는 우산고로쇠나무를 내륙지역에 조림하는 인공림의 면적이 증가하고 있으며, 함유 성분 등은 본 연구에서 기존 문헌과 비교하였을 때 자생지와의 차이를 확인할 수 있었으나, 확언하기 어려우므로, 향후 수액 출수량과 함유 성분을 비롯하여 토양, 입지 등 생육환경 요소에 대해 장기적인 모니터링을 실시하고 자생지와 인공조림지 간의 차이에 관해 밝힐 필요가 있을 것으로 판단된다.
- 수액출수 시기와 양은 기후인자의 영향을 많이 받고 있으며, 기후와의 관계 구명을 통해 지역별 수액 출수시기를 예측하고 이에 근거한 정책시행이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이에 대한 가능성을 확인할 수 있었다.
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