[논문]묘령 및 식재밀도에 따른 느티나무 조림목의 초기 생육 특성

노남진; 조민석

doi:10.14578/jkfs.2020.109.4.390

묘령 및 식재밀도에 따른 느티나무 조림목의 초기 생육 특성
Early Growth Performance of Zelkova serrata Trees According to Seedling Age and Planting Density 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.109 no.4, 2020년, pp.390 - 399

노남진 (국립산림과학원 산림기술경영연구소) , 조민석 (국립산림과학원 산림기술경영연구소)

초록
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본 연구는 조림목 묘령과 식재밀도가 느티나무 조림목의 초기 생육 특성에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 2017년 3월말에 온대 남부지역인 영덕지역 2 ha 면적에 묘령[용기묘(1-0), 용기묘(2-0)] × 식재밀도(3,000본 ha-1, 5,000본 ha-1) 4가지 조합으로 느티나무 묘목을 식재하였다. 각 처리별 3개의 조사구를 설치하였고, 조림목의 근원경과 수고 생장을 매년 9월마다 3년 동안(2017-2019년) 측정하여 수간 재적을 계산하였다. 느티나무의 초기생존율은 처리간에 차이를 나타내지 않았다. 수고는 묘령(1-0)과 묘령(2-0)에서 밀식처리의 효과가 나타나지 않았으나, 근원경과 H/D율은 묘령(2-0)에서 식재 후 3년차에 밀식처리 효과가 나타났다. 개체목당 수간재적은 묘령(2-0) 5,000본 ha-1 처리구에서 가장 높았으며, 묘령(1-0) 3,000본 ha-1 처리구에서 가장 낮았다. 수간재적은 묘령과 식재밀도 간에 상호작용 효과는 없었고, 묘령과 식재밀도가 높을수록 높은 수간재적을 보였다. 단위면적당 수간 재적은 용기묘(1-0) 3,000본 ha-1 대비 용기묘(1-0) 5,000본 ha-1는 85%, 용기묘(2-0) 3,000본 ha-1와 5,000본 ha-1는 각각 약 68%, 300% 향상되었다. 본 연구는 식재밀도가 묘령에 따라 생장에 다르게 영향을 미친다는 것을 보여주며, 용기묘(2-0)의 초기 생장을 향상시키는데 5,000본 ha-1 처리가 적합하다는 것을 제안한다.

Abstract ▼ AI-Helper

We investigated the effect of seedling age and planting density on early growth performance of Zelkova serrata trees. Containerized Z. serrata seedlings, 1-year-old and 2-year-old, were planted according to two different planting densities (3,000 and 5,000 trees ha-1) at the end of March, 2017. Three plots were established for each treatment (2 seedling ages × 2 planting densities). We calculated the survival rate (%) of out-planted seedlings as well as the stem volume based on the root collar diameter (RCD) and height (H) in September of each year, from 2017 to 2019. Seedling age and planting density did not affect survival rate of the out-planted trees. Planting density did not affect height of the trees, whereas the treatment significantly affected RCD and the H/D ratio for 2-year-old seedlings in 2019. The stem volume per tree was highest in the plot of 2-year-old seedlings at 5,000 trees ha-1 and lowest in the 1-year-old seedlings at 3,000 trees ha-1. In addition, the tree height in both 1-year-old and 2-year-old Z. serrata trees was greater in the 5,000 trees ha-1 plot than in the 3,000 trees ha-1 plot. There was no interactive effect between seedling age and planting density on stem volume; however, as seedling age and planting density increased, stem volume of Z. serrata trees increased. The values for stem volume per hectare are 85%, 68%, and 300% higher in 1-year-old 5,000 trees ha-1, 2-year-old 3,000 trees ha-1, and 2-year-old 5,000 trees ha-1 plots, respectively, compared to the values in 1-year-old 3,000 trees ha-1. This result shows that high planting density (close planting) affects tree growth differently based on seedling age, and suggests that the planting density of 5,000 trees ha-1 is suitable for 2-year-old seedlings to improve early growth field performance.

주제어

표/그림 (6)

그림 Figure 1. Experimental design for the treatments of seedling age and planting density (a) and a photo for 1-year-old seedlings (b) in Zelkova serrata plantation sites.
표 Table 1. The soil properties of Zelkova serrata plantation sites in 2017.
그림 Figure 2. The survival rate of Zelkova serrata trees according to seedling age (1-year-old, 2-year-old) and planting density (3,000 trees ha^-1, 5,000 trees ha^-1) in plantation sites. Vertical bars indicate standard deviation of the mean (n=3).
그림 Figure 3. The root collar diameter (RCD, mm) (a), height (cm) (b), and H/D ratio (c) of Zelkova serrata trees according to seedling age (1-year-old and 2-year-old seedlings) and planting density (3,000 trees ha^-1 and 5,000 trees ha^-1) in plantation sites. Vertical bars indicate standard deviation of the mean (n=3). Asterisks indicate significant differences in the variables between the treatments by t-test (p < 0.05), n.s. (not significant).
그림 Figure 4. The relationship between height (cm) and root collar diameter (RCD, mm) of Zelkova serrata trees to seedling age (1-year-old and 2-year-old seedlings) and planting density (3,000 trees ha^-1 and 5,000 trees ha^-1) in plantation sites. The results from Pearson correlation and linear mixed effect model of the RCD and planting density and their interaction effects on height are shown in each panel. Asterisks denote statistical significances. * p < 0.05, ** p < 0.01 *** p < 0.001. n.s. (not significant).
그림 Figure 5. The stem volume of Zelkova serrata trees according to seedling age (1-year-old and 2-year-old seedlings) and planting density (3,000 trees ha^-1 and 5,000 trees ha^-1) in plantation sites. The value with vertical bar represents standard error of the mean (n=3). Asterisks indicate significant differences in stem volume between the treatments by t-test (p < 0.05). n.s. (not significant).

AI 본문요약
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문제 정의

, 2020), 용기묘의 묘령과 식재밀도를 함께 고려한 조림지에서의 초기 생육특성 연구 결과는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 온대 남부지역의 느티나무 조림지에서 묘령[용기묘(1-0) 와 용기묘(2-0)]과 식재밀도(3, 000본 ha^-1, 5,000본 ha-1)에따른 느티나무 조림목의 초기 활착률 및 근원경, 수고를 조사하여 수간재적을 향상시키기 위해 느티나무 조림목의 묘령에 따라 적합한 식재밀도 기준을 제안하는데 그 목적이 있다.
초기 식재밀도가 느티나무 조림목의 초기생장을 증가시키는 긍정적인 효과를 바탕으로(Noh et al., 2020), 본 연구에서는 밀식의 효과와 경제적 비용을 고려하여 느티나무 묘령[용기묘(1-0)과 용기묘(2-0)]과 식재밀도(3, 000본 ha-1, 5, 000본 ha^-1)의 차이에 따른 느티나무 조림목의 초기 생육 특성을 연차적으로 분석하여 조림목의 생존율 및 생장 특성을 이해하고자 수행되었다. 조림후 3년동안 묘령 및 식재 밀도 처리구 사이에 생존율의 차이가 나타나지 않아 느티나무 용기묘(2-0)을 고밀도로 식재하더라도 생존율을 감소시키지 않을 것으로 보인다.

제안 방법

느티나무 조림목의 생존율과 생장 특성을 조사하기 위하여 각 처리구 마다 30본씩 3반복으로 총 90본의 조림목을 선정하였다. 2017 년부터 2019년까지 매년 9월에 생존율을 조사하고, 전자식 캘리퍼스와 절척을 이용하여 조림목의 근원경(Root collar diameter, RCD, mm)과 수고(Height, H, cm)를 측정하였다. 측정된 값을 이용하여 H/D율[H/D ratio = H / RCD]과 조림목 초기 품질의 평가 지표인 수간 재적[Stem volume (cm³) = ∏ × RCD²× H / 6]을 계산하였다(Pinto et al.
조림지 풀베기 작업은 식재 당년도에 1회, 식재 2-3년차에 연 2회로 총 5회 실시하였다. 느티나무 조림목의 생존율과 생장 특성을 조사하기 위하여 각 처리구 마다 30본씩 3반복으로 총 90본의 조림목을 선정하였다. 2017 년부터 2019년까지 매년 9월에 생존율을 조사하고, 전자식 캘리퍼스와 절척을 이용하여 조림목의 근원경(Root collar diameter, RCD, mm)과 수고(Height, H, cm)를 측정하였다.
, 2014). 조림지 풀베기 작업은 식재 당년도에 1회, 식재 2-3년차에 연 2회로 총 5회 실시하였다. 느티나무 조림목의 생존율과 생장 특성을 조사하기 위하여 각 처리구 마다 30본씩 3반복으로 총 90본의 조림목을 선정하였다.
2017 년부터 2019년까지 매년 9월에 생존율을 조사하고, 전자식 캘리퍼스와 절척을 이용하여 조림목의 근원경(Root collar diameter, RCD, mm)과 수고(Height, H, cm)를 측정하였다. 측정된 값을 이용하여 H/D율[H/D ratio = H / RCD]과 조림목 초기 품질의 평가 지표인 수간 재적[Stem volume (cm³) = ∏ × RCD²× H / 6]을 계산하였다(Pinto et al., 2011).
토양은 식재 당년인 2017년에 처리별 3개 지점에서 토양 시료 채취기를 이용하여 20 cm 까지의 시료를 채취하였다. 토성은 Hydrometer법, 토양 pH는 토양과 증류수를 1:5 비율로 희석하여 pH meter(Orion Star A211, Thermo, USA)로 측정하였다. 전질소 농도는 Kjeldahl 증류법, 유기물 농도는 Tyurin법, 유효인산 농도는 Lancaster법으로 측정하였다.

대상 데이터

2017년 3월말에 2가지 묘령[용기묘(1-0), 용기묘(2-0)] 의느티나무 조림목을 2가지 식재밀도[3, 000본 ha^-1(1.8 m × 1.8 m), 5,000본 ha^-1(1.4 m × 1.4 m)]에 따라 총 4가지 처리로 식재하였다. 식재면적은 처리별 0.
연구 대상지는 경상북도 영덕(36°39′13″ N, 129°16′ 29.43″ E, 448-470 m a.s.l.)에 위치하며, 연구 대상지의 경사는 18-24° 범위였으며, 북동사면 또는 북북동사면에 위치하였다(Figure 1). 조사기간 동안(2017-2019년)의 연평균 기온은 13.
8 ℃, 연평균강수량은 1, 234 mm였다(KMA, 2020). 토양은 식재 당년인 2017년에 처리별 3개 지점에서 토양 시료 채취기를 이용하여 20 cm 까지의 시료를 채취하였다. 토성은 Hydrometer법, 토양 pH는 토양과 증류수를 1:5 비율로 희석하여 pH meter(Orion Star A211, Thermo, USA)로 측정하였다.

데이터처리

묘령과 식재밀도가 느티나무 조림목의 생존율, 근원경, 수고, H/D율, 및 수간 재적에 미치는 영향을 분석하기 위하여 이원분산분석을 실시하였고, 유의성이 인정된 인자들의 처리에 따른 유의성 분석을 위해 t-test 또는 Duncan 의 다중검정법(p < 0.05)을 이용하였다. 수고와 근원경의 관계는 Pearson 상관 분석을 실시하였고, 식재 밀도처리가 수고와 근원경의 관계에 미치는 영향 분석을 위해 식재 밀도를 고정효과, 개체목의 근원경을 임의효과로 하는 선형혼합모형(Linear mixed effect model)을 이용하였다.
05)을 이용하였다. 수고와 근원경의 관계는 Pearson 상관 분석을 실시하였고, 식재 밀도처리가 수고와 근원경의 관계에 미치는 영향 분석을 위해 식재 밀도를 고정효과, 개체목의 근원경을 임의효과로 하는 선형혼합모형(Linear mixed effect model)을 이용하였다. 모든통계 분석에는 SAS(ver.

이론/모형

전질소 농도는 Kjeldahl 증류법, 유기물 농도는 Tyurin법, 유효인산 농도는 Lancaster법으로 측정하였다. 또한 치환성 양이온(Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺) 농도는 Brown No.1법에 따른 추출액을 이온분석기(ICP-OES, Optima 8300, PerkinElmer, Singapore)로 측정하였다(Jones Jr., 1999; RDA, 2000; Noh et al., 2020).
토성은 Hydrometer법, 토양 pH는 토양과 증류수를 1:5 비율로 희석하여 pH meter(Orion Star A211, Thermo, USA)로 측정하였다. 전질소 농도는 Kjeldahl 증류법, 유기물 농도는 Tyurin법, 유효인산 농도는 Lancaster법으로 측정하였다. 또한 치환성 양이온(Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, Na⁺) 농도는 Brown No.

성능/효과

한편 용기묘(1-0)의 H/D율은 식재 밀도처리에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다[Figure 3(c), Table S1]. 모든 처리구에서 수고생장과 근원경생장은 유의적인 상관관계를 보였고(r > 0.50, p < 0.01), 식재 밀도의 효과에 따른 기울기의 변화는 용기묘(2-0)에서 나타났다(p < 0.01, Figure 4). 이는 용기묘(2-0) 5,000본 ha^-1 처리 구의 조림 목이 다른 처리구에 비해 수고생장 보다 근원경 생장의 증가가 더 크다는 것을 의미하며, H/D율의 감소는 안정적인 활착과 함께 묘목의 품질이 향상되고 있음을 나타낸다 (Bayley and Kietzka, 1996).
조림후 3년동안 묘령 및 식재 밀도 처리구 사이에 생존율의 차이가 나타나지 않아 느티나무 용기묘(2-0)을 고밀도로 식재하더라도 생존율을 감소시키지 않을 것으로 보인다. 밀식처리는 용기묘(2-0) 의 수고에 영향을 미치지 않았으나 근원경을 증가시켜, 결과적으로 H/D율과 재적생장을 유의적으로 향상시켰다. 조림후 3년차인 2019년에 단위면적당 수간재적은 용기묘 (1-0) 3, 000본 ha^-1 대비, 용기묘(1-0) 5,000본 ha^-1는 85%, 용기묘(2-0) 3, 000본 ha^-1와 5,000본 ha^-1는 각각 약 68%, 300% 향상되었다.
2019년 조림 3년차의 생존율은 모든 처리구에서 83% 이상의 수준을 보였다. 본 연구에서 용기묘(1-0)과 용기묘(2-0)의 생존율은 Noh et al. (2020)에 의한 1년생 노지묘를 이용한 연구에서 조림 3년차에 90% 이상의 생존율을 보인 것에 비해 비교적 낮은 생존율을 보였으나, 3, 000본 ha^-1과 5,000본 ha^-1의 식재밀도처리 간에 생존율의 차이가 나타나지 않은 것과는 일치하는 결과였다. 한편 용기묘(2-0)의 생존율은 용기묘(1-0)과 유의적인 차이를 보이지 않아, Pinus halepensis, P.
조림지의 토양은 미사질양토였으며, 토양 pH는 5.7-6.4, 토양전질소농도는 0.06-0.14%, 유기물농도는 2.6-5.9%, 치환성 양이온농도는 29.8-36.3 cmol_c kg^-1의 범위를 나타냈고, 조사구간에 유의적인 차이를 보이지 않았다(Table 1). 유효태인산농도는 조사구간에 유의적인 차이가 있었으나 (p < 0.
밀식처리는 용기묘(2-0) 의 수고에 영향을 미치지 않았으나 근원경을 증가시켜, 결과적으로 H/D율과 재적생장을 유의적으로 향상시켰다. 조림후 3년차인 2019년에 단위면적당 수간재적은 용기묘 (1-0) 3, 000본 ha^-1 대비, 용기묘(1-0) 5,000본 ha^-1는 85%, 용기묘(2-0) 3, 000본 ha^-1와 5,000본 ha^-1는 각각 약 68%, 300% 향상되었다. 그러나 식재밀도의 유의미한 효과가 용기묘(2-0)의 식재후 3년차에 나타난 것을 고려할 때, 개체목 간 경쟁이 보다 심화될 수 있는 3년차 이후의 생장 특성을 지속적으로 모니터링해야할 필요가 있을 것으로 보인다.

후속연구

조림후 3년차인 2019년에 단위면적당 수간재적은 용기묘 (1-0) 3, 000본 ha^-1 대비, 용기묘(1-0) 5,000본 ha^-1는 85%, 용기묘(2-0) 3, 000본 ha^-1와 5,000본 ha^-1는 각각 약 68%, 300% 향상되었다. 그러나 식재밀도의 유의미한 효과가 용기묘(2-0)의 식재후 3년차에 나타난 것을 고려할 때, 개체목 간 경쟁이 보다 심화될 수 있는 3년차 이후의 생장 특성을 지속적으로 모니터링해야할 필요가 있을 것으로 보인다. 본 연구에서 묘령에 따른 묘목의 규격과 식재 밀도에 따른 수간재적의 정량적 분석 결과는 느티나무 조림지의 초기 생존율 및 생장과 함께 조림지 사후관리 비용까지 고려한 적정 식재밀도 및 조림기술을 개발하는데 중요한 자료로 활용될 것이다.
, 2005), 이는 조림목 체내의 양분과 잡목과의 경쟁조건과 같은 조림지의 입지환경에 따라 다를 수 있다. 따라서 향후 용기 묘의 묘령이 생존율에 미치는 영향을 정확하게 구명하기 위해서는 식물체내 질소 및 비구조성 탄수화물 함량 등의 추가적인 분석이 필요할 것으로 보인다(Landhäusser et al., 2012; Villar-Sal.,ador et al., 2012, 2015).
느티나무 식재 및 조림지 관리 측면에서, 용기묘(2-0) 식재에 따른 생장 향상 및 조림 초기 조림목 관리의 효율성을 종합적으로 고려할 때 용기묘(2-0) 밀식조림의 장점을 기대할 수 있을 것으로 보인다. 또한 본 연구에서 보여주는 묘령과 식재밀도가 초기 생장에 미치는 효과에 대한 결과는 향후 느티나무 성목의 재적생장 및 품질향상과 연계되는 지표가 될 수 있는지 분석하기 위한 중요한 기초자료로 활용될 것이다.
3 cm로 나타나 경산, 순창 지역의 느티나무 노지묘(1-0) 식재후 2년의 수고와 유사하였기 때문에 지속적인 생장 모니터링을 통해 식재밀도 효과의 정확한 구명이 필요할 것으로 보인다(Table S1). 또한 이러한 생장 특성의 차이는 입지환경에 따라 다를 수 있기 때문에 입지 토양 환경 조건이 다른 조림지에서의 추가적인 실험도 요구된다(South et al., 2005; Johansson et al., 2015).
그러나 식재밀도의 유의미한 효과가 용기묘(2-0)의 식재후 3년차에 나타난 것을 고려할 때, 개체목 간 경쟁이 보다 심화될 수 있는 3년차 이후의 생장 특성을 지속적으로 모니터링해야할 필요가 있을 것으로 보인다. 본 연구에서 묘령에 따른 묘목의 규격과 식재 밀도에 따른 수간재적의 정량적 분석 결과는 느티나무 조림지의 초기 생존율 및 생장과 함께 조림지 사후관리 비용까지 고려한 적정 식재밀도 및 조림기술을 개발하는데 중요한 자료로 활용될 것이다.
, 2020). 한편 H/D율 외에, 묘목의 품질을 나타내는 지표로서 밀식에 따른 가지의 발생 및 크기, 각도 감소 및 지하고의 증가 등이 4년생 유칼립투스(Eucalyptus spp.)와 5년생 Betula alnoides 조림지 등에서 보고된바 있기 때문에(Alcorn et al., 2007; Wang et al., 2018), H/D율의 장기적인 모니터링과 함께 용기묘와 노지 묘의 현지적응성 비교분석 연구가 필요할 것으로 보인다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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