[국내논문]저관리 도시농업을 위한 벽면녹화 부직포 처리가 식용꽃인 한련화(Tropaeolum majus L.)의 생육과 개화에 미치는 영향 Effects of Layers of Non-woven Fabric on the Growth and Flowering of Edile Flower Tropaeolum majus L. in the Vertical Greening System for Lower Maintenance Urban Agriculture원문보기
Tropaeolum majus, with a high decorative and food demand for vertical greening systems, has been utilized to revitalize urban agriculture. The effects of number of non-woven fabrics in a non-water environment and the adaptability of T. majus to this system were investigated. Planting ground composit...
Tropaeolum majus, with a high decorative and food demand for vertical greening systems, has been utilized to revitalize urban agriculture. The effects of number of non-woven fabrics in a non-water environment and the adaptability of T. majus to this system were investigated. Planting ground composition of the container-type wall vertical greening system was made using non-woven fabric in one, two, three, or four layers. The results showed that the soil water content remained the highest when the non-woven fabric comprised 4 sheets. The morphological properties showed more growth with the 4 sheets than with 1, 2, and 3 sheets. In terms of physiological characteristics, chlorophyll content was mostly high in the 4 sheets, while shoot fresh weight value was in the order of 3 > 4 > 2 > 1 sheet, and root fresh weight value was in the order of 4 > 2 > 1 > 3 sheets. The dry weight of the measured values in the shoot was in the order of 4 > 3 > 2 > 1 sheet while no clear difference was found in the root of each treatment. The difference in the flowring characteristics was not different, but in evaluating the characteristics as a whole, the growth in the three layers of non-waven fabric was the best. In addition, the soil moisture contents and the growth characteristics were statistically significant as a positive correlation between the groups. Thus, greater the non-woven fabric, the higher is the adaptability of T. majus to dry stress under soil water-free conditions by maintaining soil moisture content. This showed that it represented an effective alternative as a method of vertical greening system for lower maintenance urban agriculture.
Tropaeolum majus, with a high decorative and food demand for vertical greening systems, has been utilized to revitalize urban agriculture. The effects of number of non-woven fabrics in a non-water environment and the adaptability of T. majus to this system were investigated. Planting ground composition of the container-type wall vertical greening system was made using non-woven fabric in one, two, three, or four layers. The results showed that the soil water content remained the highest when the non-woven fabric comprised 4 sheets. The morphological properties showed more growth with the 4 sheets than with 1, 2, and 3 sheets. In terms of physiological characteristics, chlorophyll content was mostly high in the 4 sheets, while shoot fresh weight value was in the order of 3 > 4 > 2 > 1 sheet, and root fresh weight value was in the order of 4 > 2 > 1 > 3 sheets. The dry weight of the measured values in the shoot was in the order of 4 > 3 > 2 > 1 sheet while no clear difference was found in the root of each treatment. The difference in the flowring characteristics was not different, but in evaluating the characteristics as a whole, the growth in the three layers of non-waven fabric was the best. In addition, the soil moisture contents and the growth characteristics were statistically significant as a positive correlation between the groups. Thus, greater the non-woven fabric, the higher is the adaptability of T. majus to dry stress under soil water-free conditions by maintaining soil moisture content. This showed that it represented an effective alternative as a method of vertical greening system for lower maintenance urban agriculture.
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문제 정의
본 연구는 식용꽃으로 가장 사용량이 많은 한련화 (Tropaeolum majus)를 중심으로 부직포 처리에 따른 토양중량수분함량과 식물의 생육 및 개화수를 평가함으로써, 저관리 도시농업으로서 벽면녹화의 활성화 방안에 활용하고자 수행하였다.
이에 본 연구는 식용꽃으로 가장 사용량이 많은 한련화(Tropaeolum majus L.)를 대상으로(Park et al., 2007) 벽면녹화의 부직포 처리에 따른 토양중량수분, 생육 및 개화 특성을 살펴봄으로써, 인위적인 관수량을 최소화할 수 있는 저관리 도시농업의 활성화모색하고자 수행하였다.
최근에는 더욱 적극적인 의미에서 녹지와 인간의 활동을 접목시키려는 움직임이 일고 있으며(Lee et al., 2014), 도시를 중심으로 다양한 공간을 창출하여 재배 및 녹지 공간으로 활용하고, 공간에 적절한 도시농업기술을 연구·개발함으로써 도시농업의 생산량을 증대시키는 것을 목적으로 하고 있다.
제안 방법
개화수는 첫 개화를 시작으로 2015년 6월 중순부터 7월 초까지 육안을 통해 개화수를 조사하였다.
엽장과 엽폭은 디지털 캘리퍼스(DC-03A-150, KirinCorp, Korea)를 이용하여 실험기간 동일한 엽을 선정하여 길이를 쟀다. 생리적 변화는 엽록소 함량, 생체중, 건물중으로, 엽록소 함량은 엽록소 측정기(SPAD -502, Mionlta, Japan)를 이용하여 3반복으로 잰 뒤 평균값은 산출하였다. 생체중과 건물중은 실험종료 후 각각 지상부와 지하부로 나누어 생체중을 잰 뒤, 70℃의 드라이 오븐(C-DF, CHANGSHIN Sci Co, Korea)에서 48시간 건조한 후 건물중을 측정하여 처리간 비교를 하였다.
생리적 변화는 엽록소 함량, 생체중, 건물중으로, 엽록소 함량은 엽록소 측정기(SPAD -502, Mionlta, Japan)를 이용하여 3반복으로 잰 뒤 평균값은 산출하였다. 생체중과 건물중은 실험종료 후 각각 지상부와 지하부로 나누어 생체중을 잰 뒤, 70℃의 드라이 오븐(C-DF, CHANGSHIN Sci Co, Korea)에서 48시간 건조한 후 건물중을 측정하여 처리간 비교를 하였다.
식물의 형태적 변화는 정식 후 1개월이 경과하고 생육이 왕성한 시기인 2015년 6월부터 7월까지 초장, 엽수, 엽장, 엽폭 등을 2주마다 조사하였다. 초장은 하단부에서 정단부까지 자를 이용하여 쟀으며, 엽수는 육안으로 셌다.
식재 전 부직포 처리에 따른 토양 내 중량수분함량을 알아보기 위하여 2015년 5월 설치 완료 후 7일 동안 매일 1회 10반복으로 각 처리구별 용기무게를 전자저울 (FG-150KAL-H, Korea)을 이용하여 측정하고 평균값을 산출하였다.
식재지반은 용기 높이의 1/3을 펄라이트로 배수층을 형성하고 배합토를 용기의 턱 2~3 cm를 남기고 포설하였다. 한련화는 각 포트 당 3반복으로 식재하였으며, 피복재에 따른 수분및 생장 비교를 위해 부직포 처리를 1겹, 2겹, 3겹, 4겹으로 각각 3구씩 처리하였다. 실험구는 온실 외부 벽면에 설치한 가로 약 13 m 높이 약 1.
대상 데이터
본 실험은 2015년 5월부터 7월까지 수행되었으며, 전공온실 남동쪽 벽면에서 실시하였다. 용기형 실험구의 크기는 30×17×17 cm이며 1/4구형 행잉바스켓(hanging basket) 바깥쪽을 부직포로 피복하였다.
본 연구에 사용된 공시 토양은 보습력 및 배수력, 통기 성이 좋은 원예용 상토(Hanaruem, sinsungmineral, Korea)와 통기성과 배수성을 제공하며 pH7인 펄라이트 (New-pealshine, GFC, Korea)를 배수층으로 사용하였다. 식물재료는 관상가치 외에 건강에 도움이 될 수 있는 물질이 밝혀져 꾸준히 수요가 증가하고, 용기형 수직 농업에 적합한 한련화를 사용하였으며(Lee et al.
본 연구에 사용된 공시 토양은 보습력 및 배수력, 통기 성이 좋은 원예용 상토(Hanaruem, sinsungmineral, Korea)와 통기성과 배수성을 제공하며 pH7인 펄라이트 (New-pealshine, GFC, Korea)를 배수층으로 사용하였다. 식물재료는 관상가치 외에 건강에 도움이 될 수 있는 물질이 밝혀져 꾸준히 수요가 증가하고, 용기형 수직 농업에 적합한 한련화를 사용하였으며(Lee et al., 2011; Christenhusz, 2012; Ju et al., 2018), 2015년 4 월 직경 12 cm 화분을 구입한 후 1개월간 순화시켰다. 피복재 처리는 다공성 구조에 의한 수분유지(Ju et al.
한련화는 각 포트 당 3반복으로 식재하였으며, 피복재에 따른 수분및 생장 비교를 위해 부직포 처리를 1겹, 2겹, 3겹, 4겹으로 각각 3구씩 처리하였다. 실험구는 온실 외부 벽면에 설치한 가로 약 13 m 높이 약 1.5 m의 격자형 구조물에 부착하였다. 초기활착을 위해 각 실험구 당 500 ml로 관수한 이후에는 빗물로만 수분공급을 하였다.
초장은 하단부에서 정단부까지 자를 이용하여 쟀으며, 엽수는 육안으로 셌다. 엽장과 엽폭은 디지털 캘리퍼스(DC-03A-150, KirinCorp, Korea)를 이용하여 실험기간 동일한 엽을 선정하여 길이를 쟀다. 생리적 변화는 엽록소 함량, 생체중, 건물중으로, 엽록소 함량은 엽록소 측정기(SPAD -502, Mionlta, Japan)를 이용하여 3반복으로 잰 뒤 평균값은 산출하였다.
, 2018), 2015년 4 월 직경 12 cm 화분을 구입한 후 1개월간 순화시켰다. 피복재 처리는 다공성 구조에 의한 수분유지(Ju et al., 2015), 재료(Shin et a1., 2009)와 겹 수(Shin et al., 2005)에 따른 온도 유지 효과가 있는 부직포 (non-woven fabric, NF Sungju, Korea)를 이용하였다.
데이터처리
본 연구의 통계분석은 수집된 데이터를 PASW tatistics 18(SPSS Inc., USA) 프로그램을 이용하여 ANOVA 및 Kruskal-Wallis 검정으로 각 처리 간 유의성을 검증하였으며, 각 요소들 간의 상관성분석을 통하여 관계를 분석하였다. 이를 SigmaPlot 12.
성능/효과
개화수의 초기값이 3개 내외인 상태에서 시험한 결과 부직포 1~4겹 모두 서서히 감소하였으며 가장 낮은 감소세를 보인 것은 3겹이며, 처리구별 개화수는 3 sheets > 1 sheet > 4 sheets > 2 sheets 순으로 미미한 차이를 나타지만 통계적으로 유의하지 않았다(Fig. 8).
결과적으로 부직포 처리에 따른 토양중량수분의 차이는 뚜렷하였으며, 부직포 4겹일 때 확연히 높게 나타났다. 또한, 한련화의 생육 결과에서도 비슷한 경향을 보였다.
(2018)은 토양 내 수분이 감소하면 식물의 상대적인 체내 수분 함량이 감소하며, 엽록소함량 감소에 영향을 받는다고 하였다. 따라서 다른 처리구보다 부직 포의 겹수가 증가할수록 상대적으로 식재지반 내 수분보유능이 증가함에 따른 결과라 사료된다.
따라서, 부직포 처리에 따른 토양중량수분함량의 증가는 한련화의 건조스트레스 완화효과가 있는 것으로 보며, 이는 생육 및 개화에 직·간접적으로 영향을 끼친 것으로 보인다.
한편, 지하부 생체중은 4 sheets > 2 sheets > 1 sheet > 3 sheets 순이며, 건물중은 4 sheets > 2 sheets > 3 sheets > 1 sheet 순으로 나타지만, 통계적으로 유의성은 낮았다. 식물체 수분함량은 부직포 3겹일 때 현저히 낮고, 1 겹과 2겹의 차이는 거의 없었으며, 4겹에서 식물체 수분함량이 가장 높았다(Fig. 7). 이러한 결과는 부직포 1겹과 2겹은 전체적으로 한련화의 생리적 활성이 저조한 반면, 3겹 이상일 경우는 지상부에서 긍정적인 효과가 있으나, 지하부에는 부정적인 영향을 줄 수 있어 추후 면밀한 조사가 이루어져야 한다고 본다.
엽록소함량 초기값이 20 SPAD-Value 내외인 상태에서 시험한 결과 부직포가 1~3겹인 경우 30일 동안 9~15 SPAD-Value로 감소하였으며, 부직포 4겹인 경우는 약 25 SPAD-Value로 증가하였다. 처리구별 엽록소함량은 4 sheets > 2 sheets > 1 sheet > 3 sheets 순으로 높았지만, 통계적으로 유의하지 않았다(Fig.
처리구별 엽수는 유의적인 차이는 나타나지 않았지만, 4 sheets > 3 sheets > 2 sheets > 1 sheet 순으로 4 sheets 처리 시 엽수가 가장 높은 것으로 조사되었다 (Fig. 3).
처리구별 초장은 유의적인 차이는 나타나지 않았지만, 4 sheets > 2 sheets > 3 sheets > 1 sheet 순으로 4 sheets일 경우 측정값이 가장 높았으며, 감소 폭 추이가 낮았다(Fig. 2).
토양중량수분함량과 생육특성 간의 상관관계를 살펴보면, 초장, 엽장, 엽폭, 개화수는 보통, 엽록소 함량은 약한 수준에 양의 상관관계였으며, 엽수, 생체중, 건물중은 상관관계가 낮은 수준으로 분석되었다. 하지만 생육특성 집단별 상관관계는 토양중량수분함량과 양의 상관으로 통계적 유의하였다.
토양중량수분함량과 생육특성 및 개화수 간의 상관계 수를 살펴보면, 초장, 엽장, 엽폭, 개화수는 0.4 ~ 0.6 으로 보통, 엽록소는 0.2 ~ 0.4로 약함, 엽수는 0.2 이하로 상관관계가 낮은 수준이나, 모두 양의 상관성으로 통계적 유의하였다. 생체중 및 건물중은 모든 항목 에서 0.
토양중량수분함량은 부직포의 겹 수가 많을수록 높아졌으며, 4겹일 경우 가장 높게 나타났다. 한련화의 생육 특성은 개화수에 비해 전반적으로 부직포 1겹, 2겹, 3겹은 저조하였으나, 4겹에서는 높은 경향을 보였다.
지상부 생체중은 3 sheets > 4 sheets > 2 sheets > 1 sheet 순이며, 건물중은 4 sheets > 3 sheets > 2 sheets > 1 sheet 순으로 나타났다. 통계적으로 유의성은 낮았으나, 부직포 1겹과 2겹의 차이는 거의 비슷한 값을 보였으며, 4겹일 때보다 3겹에서 식물체 수분함량이 높았다. 한편, 지하부 생체중은 4 sheets > 2 sheets > 1 sheet > 3 sheets 순이며, 건물중은 4 sheets > 2 sheets > 3 sheets > 1 sheet 순으로 나타지만, 통계적으로 유의성은 낮았다.
2 이하로 상관관계가 낮은 수준으로 음의 상관성이며, 지상부 생체중을 제외하고 모두 통계적 유의하지 않았다. 하지만, 생육특성 집단별 상관관계는 식물형태와 개화수는 0.4 ~ 0.6으로 보통, 식물생리는 0.3으로 약한 상관관계로 분석되었으며, 모두가 통계적으로 유의하였다(Table 1). 이러한 결과는 토양중량 수분함량이 한련화 생육에 전반적인 영향을 끼치며, 꽃을 식용으로 사용하는 특성상 생산적 가치와 상관성이 높음을 보여준다고 하겠다.
한련화 엽수 초기값이 15~20개라고 볼 때, 부직포 처리가 1~2겹인 경우 지속적으로 감소한 반면, 3~4겹인 경우는 엽수가 27개 정도로 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. 처리구별 엽수는 유의적인 차이는 나타나지 않았지만, 4 sheets > 3 sheets > 2 sheets > 1 sheet 순으로 4 sheets 처리 시 엽수가 가장 높은 것으로 조사되었다 (Fig.
토양중량수분함량은 부직포의 겹 수가 많을수록 높아졌으며, 4겹일 경우 가장 높게 나타났다. 한련화의 생육 특성은 개화수에 비해 전반적으로 부직포 1겹, 2겹, 3겹은 저조하였으나, 4겹에서는 높은 경향을 보였다. 지상부 생체중은 3겹 > 4겹 > 2겹 > 1겹 순인 반면, 지하부의 경우 4겹 > 2겹 > 1겹 > 3겹으로 나타났다.
후속연구
7). 이러한 결과는 부직포 1겹과 2겹은 전체적으로 한련화의 생리적 활성이 저조한 반면, 3겹 이상일 경우는 지상부에서 긍정적인 효과가 있으나, 지하부에는 부정적인 영향을 줄 수 있어 추후 면밀한 조사가 이루어져야 한다고 본다.
따라서, 부직포 처리에 따른 토양중량수분함량의 증가는 한련화의 건조스트레스 완화효과가 있는 것으로 보며, 이는 생육 및 개화에 직·간접적으로 영향을 끼친 것으로 보인다. 이에 부직포 처리를 통한 벽면녹화 식재지반 내 수분환경개선 효과는 높은 것으로 판단되며, 추후 다양한 식용식물을 적용한 장기적 생육 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹지와 인간의 활동을 접목시키려는 움직임의 목적은 무엇인가?
최근에는 더욱 적극적인 의미에서 녹지와 인간의 활동을 접목시키려는 움직임이 일고 있으며(Lee et al., 2014), 도시를 중심으로 다양한 공간을 창출하여 재배 및 녹지 공간으로 활용하고, 공간에 적절한 도시농업기술을 연구·개발함으로써 도시농업의 생산량을 증대시키는 것을 목적으로 하고 있다. 하지만 도시지역 내에서 농지의 확보 및 유지(Kim et al.
벽면공간에서 중요한 것은 무엇인가?
벽면공간은 일반적인 녹화와 달리 시설물의 경량화와 조성 및 관리의 편리성이 중요하다(Ryu et al., 2014).
벽면녹화와 관련해 필요한 연구는?
, 2014). 특히, 벽면의 환경압 중 식물생육에 가장 문제가 되는 것이 토양의 건조와 바람에 의한 과다한 증산이라고 볼 때, 식물 종의 생리적 내건성도 요구되나 빗물을 최대한 저장·활용할 수 있는 토양의 식재지반 및 피복재에 관한 연구가 요구되고 있다(Ju et al., 2015).
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