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문제 정의
- 따라서 본 연구는 소나무 1년생 용기묘를 생산하는 데 필요한 기본적인 생육 환경요인들 중 관수 수준에 따른 생육반응 특성을 조사하여 적정 관수 수준을 구명하고자 하였다. 이를 통하여 대표적인 시설양묘 수종인 소나무 용기묘의 생육상태를 우량하게 하여 식재 후 활착률과 생장을 향상시킬 방안을 찾고자 한다.
- 본 연구는 우리나라의 대표적인 조림수종인 소나무를 대상으로 조림지 식재 후 활착률을 높이기 위해 상대적으로 생육이 좋은 용기묘로 생산하고자 할 때, 관수처리 수준에 따른 생장 반응 특성을 조사하고 이를 통하여 적정 관수 수준을 구명하고자 실시되었다. 104구 용기에서 생육된 소나무 용기묘는 대조구(무관수)를 포함하여 파종 후 15주부터 8주 동안 각각 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15 일 간격으로 관수되었다.
- 따라서 본 연구는 소나무 1년생 용기묘를 생산하는 데 필요한 기본적인 생육 환경요인들 중 관수 수준에 따른 생육반응 특성을 조사하여 적정 관수 수준을 구명하고자 하였다. 이를 통하여 대표적인 시설양묘 수종인 소나무 용기묘의 생육상태를 우량하게 하여 식재 후 활착률과 생장을 향상시킬 방안을 찾고자 한다. 특히, 현재 우리나라 산림에 많은 소나무 용기묘가 식재되고 있지만 아직도 생산현장에서는 적정한 관수체계가 도입되지 못하고 있는 실정이기 때문에 본 실험을 통해 나타난 결과 들을 소나무 용기묘 생산시업체계 수립의 기초자료로 활용하고자 본 연구를 수행하였다.
- 이를 통하여 대표적인 시설양묘 수종인 소나무 용기묘의 생육상태를 우량하게 하여 식재 후 활착률과 생장을 향상시킬 방안을 찾고자 한다. 특히, 현재 우리나라 산림에 많은 소나무 용기묘가 식재되고 있지만 아직도 생산현장에서는 적정한 관수체계가 도입되지 못하고 있는 실정이기 때문에 본 실험을 통해 나타난 결과 들을 소나무 용기묘 생산시업체계 수립의 기초자료로 활용하고자 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
- 본 연구는 우리나라의 대표적인 조림수종인 소나무를 대상으로 조림지 식재 후 활착률을 높이기 위해 상대적으로 생육이 좋은 용기묘로 생산하고자 할 때, 관수처리 수준에 따른 생장 반응 특성을 조사하고 이를 통하여 적정 관수 수준을 구명하고자 실시되었다. 104구 용기에서 생육된 소나무 용기묘는 대조구(무관수)를 포함하여 파종 후 15주부터 8주 동안 각각 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15 일 간격으로 관수되었다. 관수처리에 따른 소나무 용기 묘의 간장과 근원경 생장, 건물생산량을 조사한 결과 가장 좋은 생장 반응은 관수처리 1일 간격에서 가장 높게나타났다.
- 대조 구는 관수를 실시한 후 14일차부터 잎이 시들기 시작하였으며, 32일차에 100% 고사하였다. 10일 간격은 25일차부터 시들기 시작하여 51일차에 약 50%가 고사하고, 74일차에 100% 고사하였다. 15일 간격의 경우에는 실험 18일차부터 고사하기 시작하여 60일차에 100% 고사하였다.
- 관수는 대조구(무관수)를 포함하여 1일, 2일, 3일, 5일, 7일, 10일, 15일 간격으로 실시하였다. 각 처리구에 용기를 6개씩 배치하였으며, 물조리개를 이용해 용기별 10L씩 처리하여 처리구별 총 60L를 용기 유묘의 상부에서부터 직접 관수하였으며, 관수량은 묘목 1본당 약 96.2mL가 처리되었다.
- 건물생산량은 관수처리후 9월 22일에 각 처리구별로 6본씩을 무작위로 채집하여 75ºC에서 72시간 건조시킨 후 잎, 줄기 및 뿌리로 구분하여 측정하였다.
- 관수 처리에 의한 묘목의 피해 조사는, 관수시험의 경우는 시험시작일로부터 잎이 마르고 생기를 잃기 시작하는 시기와 고사한 시기를 육안으로 확인하여 기록하였다.
- 관수처리 실험은 7월 7일부터 9월 4일까지 약 8주간 진행되었다. 관수는 대조구(무관수)를 포함하여 1일, 2일, 3일, 5일, 7일, 10일, 15일 간격으로 실시하였다. 각 처리구에 용기를 6개씩 배치하였으며, 물조리개를 이용해 용기별 10L씩 처리하여 처리구별 총 60L를 용기 유묘의 상부에서부터 직접 관수하였으며, 관수량은 묘목 1본당 약 96.
- 관수주기에 따른 묘목의 피해를 관찰한 결과 대조구, 10일, 15일 간격에서는 묘목이 고사하였다(Fig. 2). 대조 구는 관수를 실시한 후 14일차부터 잎이 시들기 시작하였으며, 32일차에 100% 고사하였다.
- 관수처리 실험은 7월 7일부터 9월 4일까지 약 8주간 진행되었다. 관수는 대조구(무관수)를 포함하여 1일, 2일, 3일, 5일, 7일, 10일, 15일 간격으로 실시하였다.
- 관수처리 후 각 처리구에 대한 생육조사는 처리 2주후인 7월 21일부터 8주 후 고사된 대조구(0일), 10일, 15일 간격의 관수처리구를 제외하고 각 처리구에서 78본씩(6용기×13본)을 지정하여 동일한 묘목을 대상으로 간장 및 근원경을 측정하였다.
- 2). 대조 구는 관수를 실시한 후 14일차부터 잎이 시들기 시작하였으며, 32일차에 100% 고사하였다. 10일 간격은 25일차부터 시들기 시작하여 51일차에 약 50%가 고사하고, 74일차에 100% 고사하였다.
- 또한, 본 실험에서 관수 처리 후 측정된 간장, 근원경, 건물생산량 등의 값을 활용하여 H/D율, T/R율, 엽건중비(LWR, leaf dry weight ratio), 줄기건중비(SWR, stem dry weight ratio), 뿌리건중비(RWR, root dry weight ratio) 및 묘목품질지수(QI, quality index, Dickson 등, 1960)를 구하였다.
- , Israel)를 500mg·L-1 로 조절하여 실시하였다. 시비 처리량은 희석액 10L를 물조리개에 담아 관수 처리구당 6개 용기 유묘의 상부에서부터 실시하였는데, 묘목 1본당 약 16mL의 희석 양액이 처리되었다. 이를 성분별 농도로 계산하면 주 1회 처리 시 묘목 1본당 N, P, K는 각각 1.
- 시비처리는 간인 및 보식작업이 끝난 뒤 1주일째부터 관수처리 실험이 시작되기 전까지만 주 1회씩 수용성 복합비료인 Multifeed 19 (N:P:K, 19:19:19, Haifa Chemical Co., Israel)를 500mg·L-1 로 조절하여 실시하였다.
- 파종 전까지 건국대학교 산림환경복원학연구실 내의 5 ºC 저온저 장고에 보관하였으며, 종자파종 전에는 48시간동안 수침 처리하였다.
대상 데이터
- 공시용기로 104구인 플라스틱 트레이 용기(신일사이언스, 한국)를 사용하였다(Table 1). 실험에 사용된 상토는 시중에서 주문생산(토비테크, 한국)하여 사용하였으며, 생육상토의 조성은 코코피트, 펄라이트, 질석 및 제오라이트로 이루어졌고 그 혼합비는 70:15:10:5(v/v)이다.
- 본 실험의 공시수종은 소나무(Pinus densiflora Sieb.et Zucc.)로 본 시험에 사용된 종자는 2010년에 충청남도 안면도 채종원에서 채집·관리된 종자이다.
- 소나무 종자는 2011년 3월 22일 상기 생육상토를 담은 용기의 구(cavity)당 2립씩 파종하였다. 종자는 파종 2주 후부터 발아가 시작되었으며, 유묘의 간인 및 보식 작업은 전체 파종용기의 90%가 발아된 후인 4월 24일에 실시하였다.
- 공시용기로 104구인 플라스틱 트레이 용기(신일사이언스, 한국)를 사용하였다(Table 1). 실험에 사용된 상토는 시중에서 주문생산(토비테크, 한국)하여 사용하였으며, 생육상토의 조성은 코코피트, 펄라이트, 질석 및 제오라이트로 이루어졌고 그 혼합비는 70:15:10:5(v/v)이다.
- 실험은 서울시 광진구 소재 건국대학교 내 유리온실에서 실시되었으며, 2011년 4월 1일부터 2011년 9월 22일까지 매일 2시간 간격으로 Watch Dog Data Loggers Model 425 (Spectrum Technologies, USA)를 사용하여 매일 2시간 간격으로 측정하였다. 시설 내부의 월별 최저 온도, 최고 온도, 평균 온도를 측정한 결과는 Table 2와 같다.
데이터처리
- 관수처리별 묘목의 생장, 생장량, 묘목품질지수 등의 측정치에 대한 분석은 통계분석은 SPSS program (version 18, Statistical Package for Social Science, Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 이때 통계적으로 차이가 유의한 경우 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.
이론/모형
- 차광별 뿌리의 영상 분석(root image analysis) 및 전체길이(total root length), 투영단면적(total projected root area), 표면적(total root surface area), 전체부피(total root volume), 평균직경(average root diameter) 등을 조사하기 위해서 Kim 등(2010)과 동일한 방법으로WinRhizo program (version 2009, Regent Instrument Inc., Canada)을 사용하였다.
성능/효과
- RWR의 1일, 2일, 3일 간격의 경우에는 관수주기가 길어질수록 커지는 경향을 보였는데 이러한 결과는 근원경 생장, 전체뿌리길이, 뿌리의 건물생산량과 동일한 경향을 보이는 것으로 나타났다(Fig. 1).
- 관수처리에 따른 소나무 용기 묘의 간장과 근원경 생장, 건물생산량을 조사한 결과 가장 좋은 생장 반응은 관수처리 1일 간격에서 가장 높게나타났다. 관수주기가 짧아질수록 소나무 용기묘의 생장이 좋아졌지만, 전체뿌리길이는 2일이나 1일 관수주기보다 3일에서 더 높게 나타났다. 묘목품질지수의 경우 1일간격에서 가장 높고 관수주기가 길어질수록 낮아지는 경향을 보였다.
- 104구 용기에서 생육된 소나무 용기묘는 대조구(무관수)를 포함하여 파종 후 15주부터 8주 동안 각각 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15 일 간격으로 관수되었다. 관수처리에 따른 소나무 용기 묘의 간장과 근원경 생장, 건물생산량을 조사한 결과 가장 좋은 생장 반응은 관수처리 1일 간격에서 가장 높게나타났다. 관수주기가 짧아질수록 소나무 용기묘의 생장이 좋아졌지만, 전체뿌리길이는 2일이나 1일 관수주기보다 3일에서 더 높게 나타났다.
- 묘목의 건전도를 판단할 수 있는 지수인 H/D율은 전체가 5.9~6.4였으며, 생장이 가장 저조한 7일 간격에서 가장 높게 나타났다. 하지만, 모든 처리구간 유의적 차이는 보이지 않았다(Table 3)
- 본 실험에서 QI는 상대적으로 생장이 좋은 것으로 나타난 1일, 2일, 3일 간격에서 각각 0.071, 0.067, 0.065 로 1일 간격에서 가장 높고 관수주기가 길어질수록 낮아지는 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 1일, 2일, 3일간격의 처리구에서는 유의적 차이를 보이지 않았다. Lee 등(2010)이 Eucalyptus pellita와 Acacia mangium을 대상으로 1~3일 간격으로 관수주기를 적용한 실험에서 두수종 모두 QI가 1일 간격에서 가장 높게 나타났는데 이에 대해 관수주기 처리별 물질생산량에서 큰 차이가 나타났기 때문으로 분석하였다.
- 묘목품질지수의 경우 1일간격에서 가장 높고 관수주기가 길어질수록 낮아지는 경향을 보였다. 본 연구결과를 종합하면 1~2일 간격의 관수가 소나무 용기묘의 생육에 있어 적합한 것으로 판단된다.
- 상대생장률의 경우에도 1일 간격에서 간장과 근원경 생장이 각각 34.7%와 32.4%로 가장 높게 조사되었으며, 가장 낮은 상대생장률을 보인 7일 간격보다 각각 15.0% 와 15.8% 높게 나타났다. 관수주기가 길어질수록 간장과 근원경의 상대생장률이 낮아지는 경향을 보이며, 간장 및 근원경 생장과 동일한 경향을 보였는데 이렇게 관수주기가 짧을수록 소나무의 생장 및 생장률이 높게나타난 결과는 소나무의 생장이 관수주기에 따른 수분의 함량에 영향을 받기 때문으로 사료된다.
- 소나무 1년생 용기묘를 8주 동안 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15일 간격으로 관수처리한 결과 고사한 대조구, 10일, 15일 간격의 관수처리구를 제외한 8주차의 간장과 근원경 생장의 경우 1일 간격에서 각각 11.6cm와 1.93mm로가장 높게 조사되었으며, 그 다음은 2일, 3일, 5일, 7일간격 순으로 관수주기가 길어질수록 생장이 저조한 경향을 보이는 것으로 나타났다(Table 3).
- 용기에서의 묘목 피해는 전체적으로 용기 가장자리에서 보다 심한 것으로 관찰되었으며, 관수주기가 길어짐에 따라 전체 가장자리의 묘목이 먼저 고사한 개체수 또한 많았다.
- 8배높은 생장을 보이는 것으로 조사되었다. 잎, 줄기, 전체 건물생산량은 관수주기가 길어질수록 건물생산량이 낮아지는 경향을 보여 간장생장과 동일한 결과를 보인 것으로 나타났다. 뿌리의 건물생산량의 경우에는 3일, 2일, 1 일 간격에서 각각 0.
- 잎, 줄기, 전체 건물생산량의 경우 1일 간격에서 각각 0.235g, 0.157g, 0.580g으로 가장 높았으며, 건물생산량이 가장 낮은 7일 간격보다 각각 약 1.9배, 1.5배, 1.8배높은 생장을 보이는 것으로 조사되었다. 잎, 줄기, 전체 건물생산량은 관수주기가 길어질수록 건물생산량이 낮아지는 경향을 보여 간장생장과 동일한 결과를 보인 것으로 나타났다.
- 관수처리에 따른 소나무 용기묘 뿌리의 형태적 특성은Table 4와 같다. 전체뿌리길이는 3일 간격에서 544.5cm로 가장 길었고 그 다음은 2일, 1일 간격 순으로 길게 조사되었으며, 이들 처리구간의 차이는 10.7cm로 유의성을 보이지 않았다. 투영단면적, 표면적, 뿌리직경 및 뿌리부피도 3일 간격에서 16.
- 전체적으로 관수처리에 의한 소나무 용기묘의 전체뿌리길이, 투영단면적, 표면적 및 뿌리부피는 고사한 처리 구를 제외하고 상대적으로 관수간격이 긴 5일과 7일 간격에서 관수주기가 짧은 1일, 2일, 3일 간격보다 상대 적으로 뿌리발달이 저조한 것으로 나타났는데 이는 간장과 근원경 생장과도 밀접한 관련이 있는 것으로 사료 된다. 즉, 건강하고 활발한 뿌리생장은 물과 양분의 흡수 능력을 발달시켜 지상부 생장 증가에도 영향을 주게 되는데 이러한 건강한 뿌리는 결국 묘목품질 평가의 좋은 지표가 되고 있다(Fox 등, 1990).
- 7cm로 유의성을 보이지 않았다. 투영단면적, 표면적, 뿌리직경 및 뿌리부피도 3일 간격에서 16.1cm2, 50.5cm2, 0.299mm, 0.38cm3로 가장 높았고 그 다음은 1일, 2일 간격 순으로 높았으며, 이들 처리구간에는 유의적 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다.
후속연구
- 앞으로 시설양묘 확대정책이 계획되어지고 있는 현시점에서 우리나라의 대표적인 시설양묘 대상수종인 소나무 1년생 묘목을 대상으로 생육단계별 적정한 관수체계를 확립 하여 소나무 용기묘를 생육한다면 관리의 용이함, 비용 절감 등 보다 효율적으로 높은 품질의 묘목 생산이 가능할 것으로 사료된다. 뿐만 아니라 소나무의 생장균형이 양호해 조림과정에서도 높은 활착과 생장을 유도할 수 있어 우수한 조림성과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
- 시설양묘에 있어 관수는 묘목의 품질과 생장에 직접 적인 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다. 앞으로 시설양묘 확대정책이 계획되어지고 있는 현시점에서 우리나라의 대표적인 시설양묘 대상수종인 소나무 1년생 묘목을 대상으로 생육단계별 적정한 관수체계를 확립 하여 소나무 용기묘를 생육한다면 관리의 용이함, 비용 절감 등 보다 효율적으로 높은 품질의 묘목 생산이 가능할 것으로 사료된다. 뿐만 아니라 소나무의 생장균형이 양호해 조림과정에서도 높은 활착과 생장을 유도할 수 있어 우수한 조림성과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
- 한편, Kim 등(2008)은 소나무 2년생 용기묘를 생산하기 위한 1년생 용기묘의 월동 시 관수의 경우 무관수를 포함하여 매 1, 2, 3, 4주마다 실시한 결과 최소한 2주주기의 정기적인 관수가 필요한 것으로 보고하여 시기에 따라 관수주기가 달라지는 것을 알 수 있다. 이와 마찬 가지로 1년생 용기묘 생산 목적의 본 실험의 결과에서 적정 관수 주기가 1일 간격으로 나타났지만, 2년생 용기묘 생산, 또는 4년생 용기대묘 생산 목적 등 용기묘 생산 묘령의 차이에 따른 적정 관수체계는 1년생 용기묘 때와는 달라질 것으로 판단되므로 추후 이와 관련된 실험이 반드시 필요할 것으로 사료된다.
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