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문제 정의
- 본 연구에서는 고농도의 염소용액에 활성탄의 첨가여부에 따른 수용액 및 개운죽(Dracaena braunii) 의 생육 및 생리적 반응을 통해 효용성을 평가함으로써 향후 실내 관상용 수경재배에 있어 염해 방지를 위한 관리기법에 활용하고자 한다.
제안 방법
- 2, WF2-1100, UK)로 여과 후 EC meter(CON510, EUTECH instruments, Singapore)로 초기값과 나중값을 각각 측정하였다. 개운죽의 생육은 엽장, 엽폭, 엽수 등을 5월부터 10월까지 매달 마지막 주에 모니터링 하였다. 엽장, 엽폭 등은 디지털캘리퍼스(Digital calipers, Korea)를 이용하였다.
- 식물체의 수분함량(Water content, %)은 {(생체중－ 건물중)/건물중}×100로 분석하였다. 또한 개운죽의 생리반응은 상대엽록소함량, 광합성률, 증산량, 기공내 CO2 농도 등을 실험종료 시점에 수행하였으며, 상대엽록소함량은 휴대용엽록소함량측정(SPAD-502, Minolta, Japan)로, 광합성률, 증산량, 기공 내 CO2 농도 등은 광합성측정기(LCI-SD, ADC BioScientific Ltd., UK)로 한 식물 당 5반복으로 평균값을 계상하였다. 염류 수용액 내 활성탄 첨가유무에 따른 개운죽의 생육 및 생리적 차이를 살펴보기 위해 PASW Statistics 18(SPSS Inc.
- LTD, Japan)을 활용하였다. 식물재료는 줄기의 길이가 약 20 cm, 엽눈이 2∼3개 붙어 크기가 비교적 균일한 개운죽을 구입하여 1개월간 순화시킨 후 생육 및 생리 실험을 수행하였다.
- 활성탄의 처리유무에 따른 수용액의 산도(pH)와 전기전도도(Electrical Conductivity : EC)의 변화를 알아보기 위해, 개운죽을 안착하기 전(5월)과 후(10월)에 산도는 pH meter(86505, AZ, Chaina)로, 전기전도도는 여과지(Whatman No.2, WF2-1100, UK)로 여과 후 EC meter(CON510, EUTECH instruments, Singapore)로 초기값과 나중값을 각각 측정하였다. 개운죽의 생육은 엽장, 엽폭, 엽수 등을 5월부터 10월까지 매달 마지막 주에 모니터링 하였다.
- , 2017)을 기준으로, 염화칼슘 10 g을 증류수 1L에 녹인 후 각각의 250 mL 삼각플라스크에 100 mL씩 동일하게 분배하였다. 활성탄처리는 기존 연구를 참고하여(Kang and Ju, 2013), 각각의 100 mL 수용액에무 처리구(활성탄 0 g, 이하 Non-AC)와 처리구(활성탄 10 g, 이하 AC)로 구분하여 각각의 염류용액에 투여하였다. 개운죽은 각 처리구마다 10반복씩 분배한 후 삼각플라스크 하단에 안착시켜 고정하였다.
대상 데이터
- 실험은 2016년 5월부터 10월까지 약 6개월 동안 생장상(Growth chamber, JSGC-420C, JS Research inc., Korea)내에서 실시하였다. 내부 환경조건은 개운죽의 생육조건과 실내 환경 조건을 고려하여 온도 23 ±1℃, 상대습도 70 ± 3%, 광도 1,000 lux로 일장 14/10 (명/암)시간으로 설정하였다.
데이터처리
- , UK)로 한 식물 당 5반복으로 평균값을 계상하였다. 염류 수용액 내 활성탄 첨가유무에 따른 개운죽의 생육 및 생리적 차이를 살펴보기 위해 PASW Statistics 18(SPSS Inc., USA)을 활용하여 독립표본 T검정을 실시하였다.
성능/효과
- 개운죽의 생체중은 각각 18.3 g, 23.2 g으로 차이를 보인 반면, 건조중은 각각 4.16 g, 4.25 g으로 수치적으로 활성탄 처리에서 높았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 식물체내 수분함량은 무 처리구 71.
- 32)으로 유지되었으며, 전기전도도의 초기값은 감소되었으나 나중값은 처리유무에 따른 차이가 뚜렷하지 않았다. 개운죽의 엽장, 엽폭, 엽수, 근장, 근수, 생체중, 건물중 등 지상부와 지하부의 생육 모두 활성탄 처리구가 무 처리구보다 증가하는 경향을 보였다. 생리적으로 기공 내 CO2 농도를 제외하고, 상대엽록소 함량, 광합성률, 증산량 등은 활성탄 처리구에서 수치적으로 높았으나 유의적인 차이는 없었다.
- 상대엽록소함량은 무 처리구와 활성탄 처리구가 각각 22.2, 27.1 SPAD-value로 활성탄 처리구에서 더 높았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 광합성률은 각각 무 처리구 0.
- 개운죽의 엽장, 엽폭, 엽수, 근장, 근수, 생체중, 건물중 등 지상부와 지하부의 생육 모두 활성탄 처리구가 무 처리구보다 증가하는 경향을 보였다. 생리적으로 기공 내 CO2 농도를 제외하고, 상대엽록소 함량, 광합성률, 증산량 등은 활성탄 처리구에서 수치적으로 높았으나 유의적인 차이는 없었다.
- 25 g으로 수치적으로 활성탄 처리에서 높았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 식물체내 수분함량은 무 처리구 71.6%, 활성탄 처리구 81.2%, 활성탄 처리구가 무 처리구보다 9.53% 더 높았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다(Table 1). 식물이 염 스트레스에 직면했을 때 줄기나 뿌리가 짧아지고 생체중 및 건물중의 감소하며 (Nam et al.
- 실험 종료시점에서 개운죽의 지상부인 엽장은 무처리구와 활성탄 처리구에서 각각 67.6, 76.6 mm(Fig. 3), 엽폭은 15.
- 이에 실내 수경재배 시 수용액 뿐 아니라 개운죽의 생육 및 생리적 측면에 긍정적인 영향을 준 것으로 보여 지속적인 수돗물 공급에 의한 염류축적 완화효과가 있음을 보여주었다. 하지만 활성탄의 염소이온 흡착능은 시간이 지남에 따라 감소할 수 있고, 양분흡착으로 인한 식물에게 부정적인 결과를 초래할 수 있어, 첨가량에 따른 활성탄의 효용성 및 장기적인 실내식물 생육 및 생리적 모니터링을 좀 더 면밀하게 수행되어야 할 것이다.
- 활성탄 유무에 따른 수용액의 변화를 살펴본 결과, 활성탄 처리구의 산도가 약산성에서 중성(6.27∼7.32)으로 유지되었으며, 전기전도도의 초기값은 감소되었으나 나중값은 처리유무에 따른 차이가 뚜렷하지 않았다. 개운죽의 엽장, 엽폭, 엽수, 근장, 근수, 생체중, 건물중 등 지상부와 지하부의 생육 모두 활성탄 처리구가 무 처리구보다 증가하는 경향을 보였다.
후속연구
- 하지만 활성탄의 염소이온 흡착능은 시간이 지남에 따라 감소할 수 있고, 양분흡착으로 인한 식물에게 부정적인 결과를 초래할 수 있어, 첨가량에 따른 활성탄의 효용성 및 장기적인 실내식물 생육 및 생리적 모니터링을 좀 더 면밀하게 수행되어야 할 것이다. 또한 활성탄 첨가량에 따른 농도 및 처리 전후의 배지 내 염소이온의 제거율과 식물체내 성분의 변화를 살펴보는 것도 필요하다고 본다
- , 2000), 건조중을 중심으로 한 염소이온 농도변화를 알아봐야할 것이다. 뿐만 아니라 활성탄이 수용액 내 무기염류 (양분)도 동시에 흡착할 수 있어 추후, 식물체 내 염소 이온 농도 흡수이행성 또한 살펴볼 필요가 있다.
- , 2007), 관상용 수경재배에서 활성탄의 첨가는 지속적인 수돗물 관수로 인한 개운죽의 염류피해를 저감할 수 있는 방안임을 알 수 있다. 식물체내 염소한계 독성농도의 범위에 대해 민감성 수종은 4,000 ~ 7,000 mg/kg DW, 내염성 수종은 15,000 ~ 50,000 mg/kg DW로 제시된바 있어(Xu et al., 2000), 건조중을 중심으로 한 염소이온 농도변화를 알아봐야할 것이다. 뿐만 아니라 활성탄이 수용액 내 무기염류 (양분)도 동시에 흡착할 수 있어 추후, 식물체 내 염소 이온 농도 흡수이행성 또한 살펴볼 필요가 있다.
- , 2007) 풀이된다. 전반적으로 수경재배에서 활성탄의 첨가는 배지 내 염류이온을 초기에 흡착하여 개운죽 생리적 활성에도 긍정적인 영향을 주는 것으로 보이나 좀 더 깊은 연구를 위해서는 장기적인 모니터링이 요구된다고 하겠다.
- 이에 실내 수경재배 시 수용액 뿐 아니라 개운죽의 생육 및 생리적 측면에 긍정적인 영향을 준 것으로 보여 지속적인 수돗물 공급에 의한 염류축적 완화효과가 있음을 보여주었다. 하지만 활성탄의 염소이온 흡착능은 시간이 지남에 따라 감소할 수 있고, 양분흡착으로 인한 식물에게 부정적인 결과를 초래할 수 있어, 첨가량에 따른 활성탄의 효용성 및 장기적인 실내식물 생육 및 생리적 모니터링을 좀 더 면밀하게 수행되어야 할 것이다. 또한 활성탄 첨가량에 따른 농도 및 처리 전후의 배지 내 염소이온의 제거율과 식물체내 성분의 변화를 살펴보는 것도 필요하다고 본다
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