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문제 정의
- 비탈면 복원 현장에서 발아가 빠른 초종을 선정하여 피복하기 위해서는 비탈면 복원용 주요 식물의 발아특성 파악이 매우 중요하다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 비탈면 복원에 주요 사용되는 식물을 대상으로 하여 발아율과 발아속도를 규명하고 발아패턴을 파악함으로써 비탈면 복원공사에 효과적인 초종을 선정하여 적용하고자 하였다.
제안 방법
- 또한 발아율 속도 분석에 대해서는 Kim and Nam(2003)은 한지형잔디의 경우 발아 속도를 70% 발아율에 도달한 일수와 최소기준 발아율 도달일수를 기초로 하여 발아속도를 분석하였다. 그러나 본 연구의 공시 초화류는 일반적으로 한지형잔디에 비해 발아율이 낮아 한국도로공사의 경우 초화류 종자의 최소발아율 기준을 30%이상으로 정하고 있기 때문에(Korea Expressway Corporation, 2013) 본 연구에서는 발아속도를 치상 후 각 초종의 최초발아일 뿐만 아니라 30% 발아했을 시에 소요 일 수와 최고 발아했을 시에 소요 일수를 기준으로 비교분석 하였다. 발아상의 시험구 배치는 공시 초종 처리구를 3반복으로 배치하여 실험을 수행하였다.
- 발아 조사는 치상 후 1일 간격으로 총 30회 하였다. 조사 시 발아기준은 지상부 엽조직이 5mm 이상 자랐을 때를 기준으로 하였다.
- 그러나 본 연구의 공시 초화류는 일반적으로 한지형잔디에 비해 발아율이 낮아 한국도로공사의 경우 초화류 종자의 최소발아율 기준을 30%이상으로 정하고 있기 때문에(Korea Expressway Corporation, 2013) 본 연구에서는 발아속도를 치상 후 각 초종의 최초발아일 뿐만 아니라 30% 발아했을 시에 소요 일 수와 최고 발아했을 시에 소요 일수를 기준으로 비교분석 하였다. 발아상의 시험구 배치는 공시 초종 처리구를 3반복으로 배치하여 실험을 수행하였다.
- 발아실험은 Petri dish 위에 여과지 2매를 깔고 그 여과지 위에 초종별로 3반복으로 100립씩 치상하였다.
- 발아실험은 생육상(growth chamber)을 이용하여 국제종자검정협회(International Seed Testing Association; ISTA) 요구환경인 8시간 동안은 광조건(오전 9시부터 오후 5시까지), 16시간 동안은 암조건(오후 5시부터 다음날 9시까지)에서 수행하였다.(Anonymous, 1965)
- 발아율 분석은 최초발아율보다는 최종발아율이 더 큰 영향을 미치므로 최종발아율을 기초로 하여 본 실험의 14개의 초종을 6개 그룹으로 구분해 볼 수 있었다.(Table 1, Figure 1)
- 본 논문에서 최종발아율을 I-VI, 발아속도를 A-E 그룹으로 구분한 것은 본 논문의 최종발아율과 발아속도를 기초로 하여 상대적으로 구분하였기 때문에 객관성이 적을 수 있다는 한계가 있으나 기존의 논문에서 초화류의 발아특성을 그룹별로 구분한 시도가 없어 현장적용의 편리성과 실용성을 위하여 그룹을 구분하였다.
- 본 실험에서 발아기간은 잔디 발아시험 검정 시 최대 기간인 30일 기준(The Lawn Institute, 1991)으로 2016년 6월 1일부터 6월 30일까지 수행하였으며 실험기간 중 종자 발아를 위해서 여과지에 수분을 하루 1회 공급하여 적합한 수분 상태를 유지시켰다.
- , 2010; Kim, 2014; Shim and Kim, 2006)을 토대로 분석하였다. 즉, 발아율 조사는 국제종자검정협회의 발아율분석 기준에 따라 최초 및 최종발아율을 기준으로 하였으며 최초발아율은 치상 후 최초 발아일의 발아율을, 최종발아율은 치상 후 30일째 발아율을 각각 조사하였다. 또한 발아율 속도 분석에 대해서는 Kim and Nam(2003)은 한지형잔디의 경우 발아 속도를 70% 발아율에 도달한 일수와 최소기준 발아율 도달일수를 기초로 하여 발아속도를 분석하였다.
- 한편, 최종발아율을 Ⅰ∼Ⅵ(Ⅰ매우 높음, Ⅱ 높음, Ⅲ 약간 높음, Ⅳ 약간 낮음, Ⅴ낮음, Ⅵ 매우 낮음)그룹으로 구분하고 발아속도는 A∼E(A매우 빠름, B 빠름, C 보통, D 느림, E 매우 느림)그룹으로 구분하였다.
대상 데이터
- 본 발아실험에 사용된 비탈면 복원용 공시 14초종의 선정은 국토해양부의 도로 비탈면 녹화 공사의 설계 및 시공 지침(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009), 초화류의 발아 및 피복에 관한 주요 연구들(Kim and Shim, 2009; Bea, 2001) 그리고 도로공사 시험 시공 보고서들(DaeJon Regional Construction and Management Administration, 2016-a; DaeJon Regional Construction and Management Administ ration, 2016-b; Korea Water Resources Corporation, 2016) 중에서 공통으로 3회 이상 사용한 19종을 대상으로 하였다. 이 중 예비발아실험을 통해 타 연구들(Bea, 2001; Cho et al.
- 본 발아실험의 공시 14 초종 중 일년초로는 노랑코스모스, 1∼2년생 초본으로는 수레국화, 기생초, 끈끈이대나물이, 다년초는 비수리, 벌노랑이, 산국, 샤스타데이지, 쑥, 새, 자주개자리, 수크령 그리고 한지형 잔디류는 톨페스큐와 퍼레니얼라이그래스가 포함되었다.
- 본 발아실험에 사용된 비탈면 복원용 공시 14초종의 선정은 국토해양부의 도로 비탈면 녹화 공사의 설계 및 시공 지침(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009), 초화류의 발아 및 피복에 관한 주요 연구들(Kim and Shim, 2009; Bea, 2001) 그리고 도로공사 시험 시공 보고서들(DaeJon Regional Construction and Management Administration, 2016-a; DaeJon Regional Construction and Management Administ ration, 2016-b; Korea Water Resources Corporation, 2016) 중에서 공통으로 3회 이상 사용한 19종을 대상으로 하였다. 이 중 예비발아실험을 통해 타 연구들(Bea, 2001; Cho et al., 2015; Ham and Shim, 2015)과 발아율이 10%이상 차이를 보인 5종을 제외하고 총 14종을 본 실험에 사용하였다.
데이터처리
- 통계분석은 SAS(Statistical Analysis system) 프로그램을 이용하여 ANOVA분석을 실시하였고(SAS Institute, 2003), 처리구 평균간 유의성검정은 DMRT(Duncan's Multiple Range Test) p=0.05 수준에서 실시하였다.
이론/모형
- 조사 시 발아기준은 지상부 엽조직이 5mm 이상 자랐을 때를 기준으로 하였다. 공시초종의 발아율과 발아속도 조사는 기존 발아관련 문헌(Kim et al., 2010; Kim, 2014; Shim and Kim, 2006)을 토대로 분석하였다. 즉, 발아율 조사는 국제종자검정협회의 발아율분석 기준에 따라 최초 및 최종발아율을 기준으로 하였으며 최초발아율은 치상 후 최초 발아일의 발아율을, 최종발아율은 치상 후 30일째 발아율을 각각 조사하였다.
성능/효과
- (Table 2, Figure 1) 즉, 자주개자리와 노랑코스모스는 공시초종 중 가장 빠른 발아속도를 나타내 A그룹으로 구분하였으며 최초발아일, 30%발아 도달일수 및 최고발아 도달일수가 각각 2일, 2∼3일 및 6∼9일로 나타났다.
- 14개의 공시초종 중 최종발아율은 목초류 및 한지형 잔디류, 초화류, 야생식물류 순으로 높은 것으로 나타났다.
- Ⅲ그룹은 55∼60%의 최종발아율을 나타낸 수레국화, 노랑코스모스 및 기생초 3종이 속하는 것으로 구분되었으며, Ⅳ그룹은 50∼55%의 최종발아율을 나타낸 샤스타데이지와 수크령 2종이 속하였다. Ⅲ, Ⅳ그룹의 최종발아율은 중간보다 약간 높거나 낮은 수준인 것으로 나타났다. Ⅴ그룹은 35%의 낮은 최종발아율을 나타낸 산국 1종이 속하였고 Ⅵ그룹은 30%이하(7.
- Ⅲ그룹은 55∼60%의 최종발아율을 나타낸 수레국화, 노랑코스모스 및 기생초 3종이 속하는 것으로 구분되었으며, Ⅳ그룹은 50∼55%의 최종발아율을 나타낸 샤스타데이지와 수크령 2종이 속하였다.
- Ⅴ그룹은 35%의 낮은 최종발아율을 나타낸 산국 1종이 속하였고 Ⅵ그룹은 30%이하(7.6∼21.7%)의 매우 낮은 발아율을 나타낸 쑥과 새 2종이 속하는 것으로 구분할 수 있었다.
- 기생초, 비수리 및 벌노랑이는 치상 후 3∼4일째에 발아를 시작하여 30%발아 도달일수와 최고발아 도달일수는 각각 치상 후 3∼4일째와 9∼11일째로 이상의 3개 초종은 노랑코스모스와 자주개자리에 이어 발아속도가 빠른 편인 것으로 나타났다.
- 끈끈이대나물과 벌노랑이는 Ⅱ- C그룹으로 높은 발아율과 보통인 발아속도를 나타내었다. 노랑코스모스는 Ⅲ-A그룹으로 약간 높은 발아율과 매우 빠른 발아속도를 나타냈음을 알 수 있었고 기생초는 Ⅲ-B그룹으로 약간 높은 발아율과 빠른 발아속도를 나타내었다. 한편, 수레국화는 Ⅲ-D그룹으로 약간 높은 발아율을 나타냈지만 발아속도는 느린 것을 알 수 있었다.
- 도로공사 비탈면 녹화공사 시공지침(Korea Expressway Corporation, 2013)의 발아율기준은 초화류가 30%이상, 한지형잔디류가 80% 이상을 각각 충족할 것을 요구하고 있는 바, 본 실험에서는 공시된 초종 14종 가운데 한지형 잔디 초화류는 발아율이 모두 80%이상으로서 기준을 초과하나 초화류 중에서는 쑥 및 새가 30% 이하의 발아율을 나타내 이 기준을 충족하지 못하였다.
- 따라서 본 연구 공시초종의 최종발아율은 목초류 및 한지형 잔디류, 초화류, 야생식물류 순으로 높은 것을 알 수 있었다.
- 먼저 Ⅰ그룹은 90%내외의 매우 높은 최종 발아율을 보인 자주개자리, 퍼레니얼라이그래스 및 톨페스큐 3종이 속하는 것으로 구분 할 수 있었으며 Ⅱ그룹에는 Ⅰ그룹 다음으로 60∼70%의 최종발아율을 보인 끈끈이대나물, 벌노랑이 및 비수리 등 3종이 속하였다.
- 발아속도 분석은 최고발아 도달일수가 매우 큰 영향을 미치므로 최종발아 도달일수를 기초로 하고 최초발아일 및 30%발아 도달일수를 보조로 하여 본 실험의 14개의 초종의 발아속도를 5개의 그룹으로 구분할 수 있었다.(Table 2, Figure 1) 즉, 자주개자리와 노랑코스모스는 공시초종 중 가장 빠른 발아속도를 나타내 A그룹으로 구분하였으며 최초발아일, 30%발아 도달일수 및 최고발아 도달일수가 각각 2일, 2∼3일 및 6∼9일로 나타났다.
- 벌노랑이, 퍼레니얼라이그래스 및 끈끈이대나물은 C그룹으로 구분하였으며 B그룹에 비해 최초 발아일이 0~1일, 30%발아 도달일수는 0∼2일, 최고발아 도달일수은 0∼2일 늦어 전체적으로 볼 때에 발아속도가 보통인 것으로 나타났다.
- 비수리와 기생초는 B그룹으로 구분하였으며 A그룹보다 최초발아일이 0∼1일, 30%발아 도달일수 및 최고발아 도달일수가 각각 0∼2일, 0∼5일 늦은 것으로 나타났으나 발아속도는 빠른 편인 것으로 나타났다.
- 산국, 수크령, 샤스타데이지, 수레국화 및 톨페스큐 총 5종은 D그룹으로 구분하였고 C그룹보다 최고발아 도달일수가 0∼4일 늦어 전체적으로 발아속도가 느린 편임을 알 수 있었다.
- 산국, 수크령, 샤스타데이지, 수레국화 및 톨페스큐는 치상 후 2∼4일째에 최초 발아를 시작하여 30%발아 도달일수는 치상 후 3∼9일째였으며, 최고발아 도달일수는 11∼14일째로 발아속도가 느린 편으로 속하였다.
- 새와 쑥은 치상 후 공시초종 중 가장 늦은 5∼8일째 발아를 시작하였고 발아율 30%에 2종 모두 도달하지 못하였다.
- 한편, 수레국화는 Ⅲ-D그룹으로 약간 높은 발아율을 나타냈지만 발아속도는 느린 것을 알 수 있었다. 샤스타데이지와 수크령은 Ⅳ-D그룹으로 약간 낮은 발아율과 느린 발아속도를 나타내었고 산국은 Ⅴ-D그룹으로 낮은 발아율과 느린 발아속도를 나타내는 초종임을 알 수 있었으며 쑥과 새는 Ⅵ-E그룹의 매우 낮은 발아율과 매우 느린 발아속도를 지닌 초종인 것으로 나타났다.
- 이상의 3개 초종은 최종발아율이 60%이상으로 높았으나 최초발아율은 끈끈이대나물이 높은데 반해, 비수리는 낮았으며, 벌노랑이는 매우 낮은 것으로 나타났다. 수레국화는 최초발아율과 최종발아율이 각각 23%와 58.7%, 노랑코스모스는 각각 28.7%와 57%, 기생초는 각각 3.7%와 55.3%이었다. 이상의 3개 초종은 최종발아율이 55∼60%로 중간보다 약간 높았으나 최초발아율은 노랑코스모스가 높은데 반해, 수레국화가 중간, 기생초는 매우 낮은 것으로 나타났다.
- 다만 수레국화는 최초발아일과 30%발아 도달일수가 다소 빠른 편이였지만 최종발아 도달일수는 늦어 D그룹에 속하는 것으로 구분하였다. 쑥과 새는 E그룹으로 구분하였으며 최초발아일과 30% 발아 도달일수 및 최고발아 도달일수가 길어 발아속도가 가장 느린 것으로 나타났다.
- 7%이었다. 쑥과 새는 최초발아율과 최종발아율이 모두 매우 낮은 것으로 나타났다.
- 이상의 2개 초종은 최종발아율이 50∼55%로 중간보다 약간 낮았으나 최초발아율은 샤스타데이지가 높은데 반해, 수크령은 매우 낮은 것으로 나타났다.
- 이상의 3개 초종은 최종발아율이 55∼60%로 중간보다 약간 높았으나 최초발아율은 노랑코스모스가 높은데 반해, 수레국화가 중간, 기생초는 매우 낮은 것으로 나타났다.
- 7%이었다. 이상의 3개 초종은 최종발아율이 60%이상으로 높았으나 최초발아율은 끈끈이대나물이 높은데 반해, 비수리는 낮았으며, 벌노랑이는 매우 낮은 것으로 나타났다. 수레국화는 최초발아율과 최종발아율이 각각 23%와 58.
- 3%이었다. 이상의 3개초종은 최종발아율이 90%내외로 매우 높았으며 최초발아율은 자주개자리는 매우 높았으나 퍼레니얼라이그래스와 톨페스큐는 매우 낮은 것으로 나타났다.
- 이와 같은 결과에서 목초류 콩과식물인 자주개자리와 목초류인 동시에 한지형 잔디류인 퍼레니얼라이그래스, 톨페스큐 등의 발아율이 매우 높았으며 다음으로 콩과다년식물(벌노랑이, 비수리), 일이년초(끈끈이대나물, 수레국화, 노랑코스모스, 기생초), 다년초(샤스타데이지, 수크령, 산국)등 초화류가 뒤를 이었으며, 야생식물류(쑥, 새)는 상대적으로 30%이하의 매우 낮은 최종발아율을 나타냈다.
- 이와 같은 기준을 토대로 할 때, 먼저 자주개자리는 Ⅰ-A그룹 속하여 매우 높은 발아율과 매우 빠른 발아속도를 나타냈음을 알 수 있었고 퍼레니얼라이그래스는 Ⅰ- C그룹으로 발아율은 매우 높고 발아속도는 보통인 것으로 나타났다. 톨페스큐는 Ⅰ- D그룹으로 매우 높은 발아율과 느린 발아속도를 나타내었고 비수리는 Ⅱ-B그룹으로 높은 발아율과 빠른 발아속도를 나타내었음을 알 수 있었다.
- 즉, 공시 14개 초종 중 최초발아율과 최종발아율은 자주개자리가 각각 40.7%와 93.3%, 퍼레니얼라이그래스가 각각 3.3%와 91.3%, 톨페스큐가 각각 5.3%와 89.3%이었다. 이상의 3개초종은 최종발아율이 90%내외로 매우 높았으며 최초발아율은 자주개자리는 매우 높았으나 퍼레니얼라이그래스와 톨페스큐는 매우 낮은 것으로 나타났다.
- 최고발아 도달일수는 14∼18일로 발아속도가 가장 느린 초종인 것을 알 수 있었다.
- 최고발아 도달일수는 6∼9일째로 ISTA 변온환경에서 자주개자리와 노랑코스모스는 발아속도가 매우 빨랐음을 알 수 있었다.
- 이와 같은 기준을 토대로 할 때, 먼저 자주개자리는 Ⅰ-A그룹 속하여 매우 높은 발아율과 매우 빠른 발아속도를 나타냈음을 알 수 있었고 퍼레니얼라이그래스는 Ⅰ- C그룹으로 발아율은 매우 높고 발아속도는 보통인 것으로 나타났다. 톨페스큐는 Ⅰ- D그룹으로 매우 높은 발아율과 느린 발아속도를 나타내었고 비수리는 Ⅱ-B그룹으로 높은 발아율과 빠른 발아속도를 나타내었음을 알 수 있었다. 끈끈이대나물과 벌노랑이는 Ⅱ- C그룹으로 높은 발아율과 보통인 발아속도를 나타내었다.
- 퍼레니얼라이그래스와 끈끈이대나물은 치상 후 3∼4일째에 발아를 시작하였으며 30%발아 도달일수는 치상 후 4∼5일째이었고 11일 만에 최고발아에 도달하여 발아속도가 보통이였음을 알 수 있었다.
- 한편, 본 연구의 공시 14개 초종 중 기존의 발아율 연구(Bea, 2001; Cho et al., 2015; Ham and Shim, 2015)에 나타난 퍼레니얼라이그래스, 톨페스큐, 벌노랑이, 비수리, 기생초, 샤스타데이지 및 수크령 등 7종을 본 연구의 발아율과 비교할 경우 퍼레니얼라이그래스는 -3.4%, 톨페스큐는 -0.4%, 벌노랑이는 –3.2%∼1.7%, 비수리는 –3.7%, 기생초는 –4.9%, 샤스타데이지는 2%, 수크령은 -7.3∼-9.7%의 발아율 차이가 나타난 것을 알 수 있었다.
- 노랑코스모스는 Ⅲ-A그룹으로 약간 높은 발아율과 매우 빠른 발아속도를 나타냈음을 알 수 있었고 기생초는 Ⅲ-B그룹으로 약간 높은 발아율과 빠른 발아속도를 나타내었다. 한편, 수레국화는 Ⅲ-D그룹으로 약간 높은 발아율을 나타냈지만 발아속도는 느린 것을 알 수 있었다. 샤스타데이지와 수크령은 Ⅳ-D그룹으로 약간 낮은 발아율과 느린 발아속도를 나타내었고 산국은 Ⅴ-D그룹으로 낮은 발아율과 느린 발아속도를 나타내는 초종임을 알 수 있었으며 쑥과 새는 Ⅵ-E그룹의 매우 낮은 발아율과 매우 느린 발아속도를 지닌 초종인 것으로 나타났다.
후속연구
- 이를 통해 비탈면 복원 현장에서 발아테스트를 할 수 없을 때 적정 초화류를 용이하게 선정하고 생장을 예측하는데 도움이 될 것으로 생각된다. 또한 본 실험에서 공시된 초종은 비탈면 현장에서 주로 사용되는 것들로써 실제로 국내산 종자의 입수가 불가능하여 한지형잔디들은 미국산 종자, 그 외의 초종은 중국산 종자를 활용하여 자생초종을 사용할 수 없었던 한계가 있었다.
- 이를 통해 비탈면 복원 현장에서 발아테스트를 할 수 없을 때 적정 초화류를 용이하게 선정하고 생장을 예측하는데 도움이 될 것으로 생각된다. 또한 본 실험에서 공시된 초종은 비탈면 현장에서 주로 사용되는 것들로써 실제로 국내산 종자의 입수가 불가능하여 한지형잔디들은 미국산 종자, 그 외의 초종은 중국산 종자를 활용하여 자생초종을 사용할 수 없었던 한계가 있었다.
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