Asian J. Turfgrass Sci. 26(1):24~34, 2012 Print ISSN 1229-3253 Research Articles Open Access Asian Journal of Turfgrass Science The Turfgrass Society of Korea 유기질토양개량재에서고분자중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산이퍼레니얼라이그래스의생장에미치는효과 김경남 * 삼육대학교과학기술대학원예학과 Effect of Polymer, Calcium, Perlite and Chitosan in Soil Organic Amendment on Growth in Perennial Ryegrass Kyoung-Nam Kim* Dept. of Horticulture, College of Science and Technology, Sahmyook University, Seoul 139-742, Korea ABSTRACT. The study was carried out to investigate the effects of polymer, calcium, perlite and chitosan on the growth of perennial ryegrass (Lolium perenne L., PR) and to provide a basic information needed for their practical application when establishing garden, parks, athletic field and golf courses with these materials. A total of 24 treatment combinations were applied in the study. Treatments were made of water-swelling polymer (WSP), calcium, perlite and chitosan mixed in soil organic amendment (SOA). Germination rate, turfgrass coverage, turfgrass density and top growth were evaluated in PR under greenhouse conditions. Significant differences were observed for these growth characteristics among the treatments. Turfgrass density and plant height, evaluated on a weekly basis, varied with time after seeding. A proper mixing rate of WSP was considered to be lower 3% for the growth of PR with an exception of being below 6% for turfgrass density. Germination rate and early survival capacity were greatly influenced by calcium and chitosan among the elements of calcium, perlite, and chitosan. But there was little effect by perlite. Calcium and chitosan were most effective one for turfgrass density and coverage, respectively. Top leaf-growth was influenced by all three elements, but the greatest effect was highly linked with calcium. Chitosan was very effective in early germination and vertical leaf growth, as compared with the others. Future studies are required for measuring the effect of WSP, calcium, perlite and chitosan on the turf growth characteristics in root zone mixtures of sand+soa before a practical field use. Key words: Cumulative germinating pattern, Plant height, Top growth, Turfgrass coverage, Visual turfgrass density 서 론 현대사회에서잔디는도로변, 고속도로, 비행장, 묘지, 정원, 공원, 레크리에이션공간, 경기장및골프장등여러지역에걸쳐다양한용도로이용되고있다. 잔디는환경에대한적응력이매우강한작물로척박토양을피복할목적으로많이이용되어왔다. 최근생활수준이향상되면서지피식물에대한관심이증가되어그효용성은더욱높아지고있다. 또한일반가정, 각종스포츠시설의환경 *Corresponding author; Tel: +82-2-3399-1731 E-mail : knkturf@syu.ac.kr Received : Dec. 24, 2011, Revised : Jan. 19, 2012, Accepted : Jan. 29, 2012 미화및경기장과골프장의주요식재식물로서잔디의중요성이인정됨에따라잔디밭조성및이용면적은매년증가되고있다 (Kim et al., 2002a). 향후잔디작물의활용도는고속도로등사회간접자본건설및골프장과테마형파크등대규모레저시설개발에따라계속늘어날전망이다. 골프장, 경기장, 학교운동장및공원에조성되는잔디밭은많은이용으로답압및토양침하로인한통기성및투수성등물리성이불량해지면서잔디품질이크게훼손되고있다. 이는이용횟수가증가함에따라토양이긴밀해지면서 (soil compaction) 잔디생장이크게저하되기때문이다 (Beard, 1973, Korea Institute of Sport Science, 1998). 이용횟수가많은잔디밭과한지형잔디로조성된잔디밭일수록배수가용이하고토양의고결화를극복할 24
유기질토양개량재에서고분자중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산이퍼레니얼라이그래스의생장에미치는효과 25 수있는지반조성이필수적이다. 고품질스포츠용잔디밭에서는토양고결화를해결하기위해지반을모래위주로조성하거나또는토양개량재를사용하고있다 (Puhalla et al., 2002). 골프장을조성할때티, 페어웨이및그린식재층에다양한토양개량재를혼합하여조성하는데이는토양물리화학성을향상시켜배수, 보수성및보비력을적절하게조절함으로발아, 초기활착및잔디품질을향상시켜주기때문이다 (Kerek, 2003; Koh et al., 2006; Li et al., 2000). 토양개량재에포함되어있는유기물은생태계지속성유지, 토양구조및통기성개선, 토양수분유지등에매우유용하며, 또한생육에필요한영양분을공급해주는역할로인해잔디밭지반에크게영향을줄수있다 (Bandaranayake et al., 2003; Kim, 2007). 토양개량재는원재에따라펄라이트 (perlite), 버미큐라이트 (vermiculite), 제오라이트 (zeolite) 등무기질개량재와피트 (peat) 등유기질개량재로구분할수있다. 일반적으로제오라이트등기존에많이이용되었던무기질계통의토양개량재는주로토양의물리성을개선시키는역할을한다. 반면유기질토양개량재는주로토양화학성을개선시키는특성이있다 (Kim et al., 2009). 따라서이러한장점을모두활용하기위해서무기질및유기질을모두함유한혼합개량재의사용을검토하는것도필요하다. 국내에서고품질스포츠용잔디밭에사용하고있는유기질토양개량재의경우피트를많이사용하고있고, 피트외다른토양개량재는그효과에대한검정이미흡해서실무적으로많이활용되고있지않은실정이다. 피트는외국에서수입하기때문에시공시현장에서비용부담이크다. 또한토양산도가 ph 3.0~4.0 사이의강산성 (Waddington, 1992) 으로대부분산성을띄는국내골프장의토양산도개선에는그효과가미미한편이다. 따라서외국산피트외에국내산유기개량재와칼슘, 펄라이트등무기질소재를혼합한토양개량재에대한연구도필요하다. Kim(2009a) 은퍼레니얼라이그래스 (Lolium perenne L.) 에서무기영양분과중합체를혼합한물질이잔디생장및품질에영향을준다고보고하였다. Koh et al.(2006) 은들잔디 (Zoysia japonica Steud.) 및켄터키블루그래스 (Poa pratensis L.) 의뿌리발육및잔디품질에동물성유기질개량재의효과를확인하였다. 또한수분흡수중합체는들잔디, 켄터키블루그래스및크리핑벤트그래스 (Agrostis palustris Huds.) 등주요초종의유묘생존및잔디품질도영향을주는것으로보고되고있다 (Kim, 2011; Kim and Park, 2011). 수분중합체를이용한토양개량재를실무에안전하게적용하기위해서는장기적으로유기질토양개량재및모래혼합구에서고분자중합체, 칼슘, 펄라이트및 키토산등개별요인에대한생육검정도필요하다 (Kim, 2009a, b). 본연구는유기질토양개량재혼합구에서수분중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분이퍼레니얼라이그래스의잔디생장에미치는영향을조사함으로정원, 공원, 잔디구장및골프장조성시이들소재를이용한혼합개량재를실무에활용할수있는기초자료를얻기위해수행하였다. 재료및방법 공시재료공시초종은국내에서조기피복목적으로많이사용하고있는 Lolium 속계통의퍼레니얼라이그래스초종을사용하였다. 이때사용한품종은미국 Turf-Seed사에서개발한퍼레니얼라이그래스신품종인 Brightstar II 이었다. 공시유기질개량재의혼합구는전체 24개처리구로준비하였다 (Table 1). 유기질개량재혼합구의조제는유기질개량재에중합체, 칼슘 (dolomite lime, CaCO 3 ), 펄라이트및키토산 (liquid chitosan 100%) 을혼합하여준비하였다. 이때사용한유기질개량재 SOA (soil organic amendment: Supersoil, Jookjoo Fertilizer, Iljuk, Kyounggi, Korea) 는양이온치환용량 8.19 cmol + /kg 및유기물함량이 778.4 g/kg 인약산성의개량재이다. 중합체인 WSP (water-swelling polymer: K-SAM, Kolon Chemical Co., Ltd., Gwacheon, Kyounggi, Korea) 는성분이 acrylic acid-sodium acrylate copolymer와수분이 94:6로구성된고흡수성수지로써흡수력이뛰어난고분자수분흡수중합체이다 (Table 2). 본실험에서처리구별이들성분의혼합비율을살펴보면처리구1~ 처리구6은유기질개량재 SOA에 WSP 중합체물질을 3% 간격으로 0~15% 사이로혼합하였다. 처리구 7~ 처리구12에서는유기질개량재 SOA에칼슘 3% 를첨가후 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 사이로혼합하였다. 처리구13~ 처리구18에서는유기질개량재 SOA에펄라이트 3% 를첨가후 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 사이로혼합하였다. 처리구19~ 처리구24에서는유기질개량재 SOA에키토산 3% 를첨가후 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 사이로혼합하였다. 잔디생육조사 SOA 유기질개량재에 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산을첨가한혼합구에서자란퍼레니얼라이그래스의생생장차이는잔디생존력, 피복율, 잔디밀도및지상부엽생장에대해서조사하였다. 잔디생존력은발아실험을통해서평가하였다. 즉퍼레니얼라이그래스초종을 100 립씩직사각형포트 (15.5 cm 10.5 cm) 에난괴법 3반복으로
26 김경남 Table 1. Treatment combinations of water-swelling polymer (WSP), calcium, perlite, and kitosan in soil organic amendment in the study. Treatment Components of treatment mixtures (%, v/v) No. WSP z Ca y Perlite x Kitosan w 1 0 - - - 2 3 - - - 3 6 - - - 4 9 - - - 5 12 - - - 6 15 - - - 7 0 3 - - 8 3 3 - - 9 6 3 - - 10 9 3 - - 11 12 3 - - 12 15 3 - - 13 0-3 - 14 3-3 - 15 6-3 - 16 9-3 - 17 12-3 - 18 15-3 - 19 0 - - 3 20 3 - - 3 21 6 - - 3 22 9 - - 3 23 12 - - 3 24 15 - - 3 z WSP: water-swelling polymer of K-SAM consisting of acrylic acidsodium acrylate copolymer:water = 94:6 (Kolon Chemical Co., Ltd., Gwacheon, Kyounggi, Korea). y Ca: fertilizer materials of dolomitic lime with CaCO 3. x Perlite: materials of Paraso (KD Ceratech, Seoul, Korea). w Kitosan: 30% dilution of liquid Chitosan 100% (Keumhochem, Seoul, Korea). 배치해서치상후발아율을정기적으로조사해서처리구간잔디생존력을비교하였다. 발아율조사간격은치상후 1일간격으로실시하였으며, 발아기간은잔디발아시험기준에서검정기간이가장긴 4주기준 (The Lawn Institute, 1991) 보다더긴 9주간수행하였다. 조사시발아기준은지상부엽조직이 10 mm 정도자랐을때를기준으로하였으며, 최종발아율은치상후 9주째조사한누적발아율을이용하였다. Table 2. Chemical properities of soil organic amendment (SOA) and water-swelling polymer (WSP) used for treatment mixtures in the study. SOA z ph Chemical properties y EC (ds/m) CEC (cmol + /kg) OM (g/kg) Supersoil 6.41 4.59 8.19 778.4 Chemical properties WSP x Purity ph Density Moisture (g/cc) content(%) acrylic acid-sodium K-SAM 7.35 0.72 1.66 acrylate copolymer > 94% z SOA: soil-organic amendment of Supersoil (Jookjoo Fertilizer, Iljuk, Kyounggi, Korea). y EC: electro-conductivity, CEC: cation exchange capacity, OM: organic matter. x WSP: water-swelling polymer of K-SAM (Kolon Chemical Co., Ltd., Gwacheon, Kyounggi, Korea). 피복율, 잔디밀도및지상부엽생장은발아실험과별도로직사각형포트 (15.5 cm 10.5 cm) 를준비해서난괴법 3 반복으로배치해서퍼레니얼라이그래스종자를 36 g/m 2 기준으로파종후조사하였다. 잔디피복율은파종 9주후실험종료시점에전체파종면적대비퍼레니얼라이그래스의점유율을조사하였다. 지상부생장은엽조직생장정도를나타내는초장으로평가하였으며, 이때초장은파종후초기, 중기및후기 3회에걸쳐처리구당임의로 5 개 (subsamples) 씩선택해서평균값을비교하였다. 잔디밀도는파종후 1주간격으로잔디실험에서가장많이사용하고있는시각적평가방법 (visual rating system) 을이용하여조사하였다 (Skogley and Sawyer, 1992). 이때시각적평가방법은밀도가가장나쁜상태를 0점, 가장좋은상태를 9점으로하여 0~9점사이에서잔디밀도 (visual turfgrass density, 0~9; 0=poorest, 9=best) 를평가하였다. 통계분석통계분석은 SAS(Statistical Analysis System) 프로그램을이용하여 ANOVA 분석을실시하였고 (SAS Institute, 2001), 처리구평균간유의성검정은 DMRT(Duncan's Multiple Range Test) 5% 수준에서실시하였다. 기타관리사항본실험은온실에서실시하였으며실험기간중온실내평균온도는 15~40 o C 사이로나타났다. 관수는기상환경및온도에따라조절하였다. 파종후초기 1주일동안은수분증발을막기위해서처리구전체를비닐로멀칭을
유기질토양개량재에서고분자중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산이퍼레니얼라이그래스의생장에미치는효과 27 하였다. 본실험에서처리구간객관적인잔디생장을비교하기위해서실험수행기간중잔디는무예초 (unmowed conditions) 상태로유지하였다. 결과및고찰 퍼레니얼라이그래스의잔디생존력퍼레니얼라이그래스초기생존능력을나타내는파종 9 주후발아율은 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따라통계적으로유의한차이가나타났다. 퍼레니얼라이그래스의최종발아율은혼합처리구에따라최저 12.00( 처리구24)~ 최대 84.97%( 처리구1) 사이로다양하게나타났으며처리구별차이가 72.97% 였다. 또한 1일간격으로조사한발아패턴그래프에서는파종후처리구별경시적인차이가크게나타났다 (Figs. 1, 2). SOA 유기질개량재에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구1~ 처리구6에서발아율은최저 32.67% 에서최고 84.97% 사이로나타났다. 이중 9주후최종발아율이가장높게나타난처리구는 WSP 중합체가 0% 및 3% 혼합된처리구1과처리구2로발아율이각각 84.97% 및 83.03% 로높았다. 그리고 WSP 중합체혼합율이 6% 인처리구3의발아율은 69.33% 로세번째로높았다. 최종발아율이가장낮은처리구는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구6으로발아율이 32.67% 이었다. 그리고나머지처리구 4와처리구 5의발아율은각각중간정도인 53.00% 와 51.67% 로비슷하였다. SOA 유기질개량재에칼슘을첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구7~ 처리구12에 Fig. 1. Germination rate of 24 treatment combinations comprising of water-swelling polymer (WSP), Ca, perlite, and kitosan in soil organic amendment, in which perennial ryegrass (PR) was grown under greenhouse conditions. Treatment combinations were described in Table 1. Bars with different letters are significantly different based on Duncan's multiple range test at P = 0.05. 서발아율은 17.67~65.00% 사이로다양하게나타났다. 최종발아율이가장높은처리구는 WSP 중합체를 0% 및 3% 혼합한처리구7과처리구8로발아율이각각 65.00% 및 62.33% 로나타났다. 최종발아율이가장낮은처리구는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구 12로발아율이 17.67% 이었다. WSP 중합체가 6~12% 사이혼합된나머지처리구9~ 처리구11의발아율은 29.67~42.00% 사이로나타났다. SOA 유기질개량재에펄라이트를첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구13~ 처리구18 에서발아율은최저 18.33% 에서최고 48.00% 사이로나타났다. 이중 9주후최종발아율이가장높게나타난처리구는 WSP 중합체가 0% 혼합된처리구13으로발아율이 48.00% 이었다. 하지만동일한조건에서칼슘성분을첨가한처리구7에비해서발아율이 17.00% 적게나타났다. 최종발아율이가장낮은처리구는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구18로발아율이 18.33% 이었다. 그리고나머지처리구14~ 처리구17의발아율은 30.33~45.00% 사이로나타났다. SOA 유기질개량재에키토산을첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구19~ 처리구24 에서발아율은 12.00~66.33% 사이로다양하게나타났다. 특히처리구20은파종 18일만에발아율 50% 에도달하였다. 이것은동일한조건에서칼슘을첨가한처리구7의발아율 50% 도달기간 25일에비해 1주정도더빠른것이었다 (Fig. 2). 즉키토산성분은초기발아촉진효과가있는것으로판단되었다. 이러한반응은키토산물질이체내에서탄수화물및단백질형태로존재하기때문에칼슘및펄라이트에비해발아과정및대사작용에쉽게이용될수있기때문에나타난결과로판단되었다 (Kim et al., 2003). 최종발아율이가장높은처리구는 WSP 중합체 3% 혼합된처리구20으로발아율이 66.33% 이었다. 그리고 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구24는최종발아율이 12.00% 로가장낮게나타났다. 나머지처리구19, 처리구21~ 처리구 23의발아율은 17.00~50.00% 사이로다양하게나타났다. 이상의결과퍼레니얼라이그래스에서 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따른발아율차이가다양하게나타났다. 또한퍼레니얼라이그래스파종후 1일간격으로분석한처리구별발아패턴은 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따라서경시적으로상당히다르게나타났다. SOA 유기물개량재에서잔디생존력에대한 WSP 중합체효과는일반적으로혼합비율이 0~3% 사이가적절한것으로판단되었다. 그리고전반적으로칼슘, 펄라이트및키토산성분중칼슘및키토산성분이퍼레니얼라이그래스의생존에더효과적이었다 (Fig. 2). 특히키토산성분은칼슘및펄라이트성분에비해초기발아를
28 김경남 Fig. 2. Cumulative seed germinating pattern of 24 treatment combinations comprising of water-swelling polymer (WSP), Ca, perlite, and kitosan in soil organic amendment (SOA), in which perennial ryegrass was grown under greenhouse conditions. Treatment combinations were described in Table 1. 촉진시키는효과가있는것으로판단되었다. 하지만펄라이트성분은퍼레니얼라이그래스초기발아및생존력에거의효과가없는것으로판단되었다. 피복율및잔디밀도퍼레니얼라이그래스의피복율및잔디밀도도 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따라유의한차이 가나타났다. 본실험종료시전체파종면적에대한잔디피복율은다양하게나타나서파종 9주후피복율은최저 6.70%( 처리구6) 에서최고 73.30%( 처리구2) 까지처리구별차이가 66.60% 나크게나타났다. 또한파종후 1주간격으로조사한잔디밀도도 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분처리구에따라경시적으로차이가크게나타났다 (Figs. 3, 4).
유기질토양개량재에서고분자중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산이퍼레니얼라이그래스의생장에미치는효과 29 로나타났다. SOA 유기질개량재에키토산을첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구19~ 처리구24 에서잔디피복율은 18.30~72.70% 사이로다양하였다. 잔디피복율이가장높은처리구는 WSP 중합체를혼합하 Fig. 3. Turfgrass coverage of 24 treatment combinations comprising of water-swelling polymer (WSP), Ca, perlite, and kitosan in soil organic amendment, in which perennial ryegrass (PR) was grown under greenhouse conditions. Treatment combinations were described in Table 1. Bars with different letters are significantly different based on Duncan's multiple range test at P = 0.05. SOA 유기질개량재에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구1~ 처리구6에서잔디피복율은최저 6.70% 에서최고 73.30% 사이로나타났다. 이중 9주후잔디피복율이가장높은처리구는 WSP 중합체가 3% 혼합된처리구2로 73.30% 이었다. 반대로가장낮은처리구는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구 6으로파종 9주후피복율은 6.70% 이었다. 그리고 WSP 중합체가 6~12% 사이혼합된나머지처리구 3~ 처리구 5의피복율은중간정도인 36.07~55.00% 사이로나타났다. SOA 유기질개량재에칼슘을첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구7~ 처리구12에서잔디피복율은 16.70~62.00% 사이로다양하게나타났다. 잔디피복율이가장높은처리구는 WSP 중합체가 3% 및 6% 혼합된처리구 8과처리구 9로피복율이각각 61.30% 및 62.00% 로나타났다. 반대로 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구12의피복율은 16.70% 로가장낮았다. 나머지처리구7, 처리구10 및처리구11의피복율은중간정도인 26.00~42.00% 사이로나타났다. SOA 유기질개량재에펄라이트를첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구13~ 처리구18 에서잔디피복율은최저 10.00% 에서최고 54.00% 사이로나타났다. 이중잔디피복율이높게나타난처리구는 WSP 중합체가 0% 및 3% 혼합된처리구13과처리구14로파종 9주후피복율이각각 54.00% 및 52.70% 이었다. 하지만동일한조건의칼슘성분을첨가한처리구9 에비해잔디피복율은 9% 정도다소낮은편이었다. 잔디피복율이가장낮은처리구는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구18로 9주후피복율이 10.00% 이었다. 그리고나머지처리구15~ 처리구17의잔디피복율은 24.70~44.30% 사이 Fig. 4. Visual turfgrass density of 24 treatment combinations comprising of water-swelling polymer (WSP), Ca, perlite, and kitosan in soil organic amendment (SOA), in which perennial ryegrass was grown under greenhouse conditions. Treatment combinations were described in Table 1.
30 김경남 지않은처리구19로 72.70% 이었으며, WSP 중합체가 3% 혼합된처리구20도피복율이 64.70% 로높은편이었다. 반대로 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구24의피복율은 18.30% 로피복율이가장낮게나타났다. 나머지처리구 21~ 처리구23의피복율은 25.30~37.70% 사이로나타났다. 이상의결과퍼레니얼라이그래스의피복율은 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에차이가나타났다. 또한파종후 1주일간격으로평가한그래프에서퍼레니얼라이그래스의잔디밀도패턴은처리구별 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따라서경시적으로상당히다르게나타났다 (Fig. 4). SOA 유기물개량재에서잔디밀도에대한 WSP 중합체효과는일반적으로혼합비율이 0~3% 사이에서우수한것으로사료되었다. 하지만 SOA 유기물개량재에칼슘을첨가한경우 WSP 중합체비율은 3~6% 사이가조성후기로갈수록더적절한것으로판단되었다. 그리고전반적으로칼슘, 펄라이트및키토산성분중퍼레니얼라이그래스의잔디밀도에가장효과적인성분은칼슘이었으며, 펄라이트성분의효과는거의없는것으로나타났다. 하지만키토산성분은파종초기에는퍼레니얼라이그래스잔디밀도에효과가별로나타나지않았지만, 파종 5주후조성후기로갈수록효과가크게나타났다 (Fig. 4). 잔디밀도에대한이와같은칼슘효과는잔디분얼과관계가있는것으로판단되었다. 즉무기질칼슘영양분으로인해생육형이주형잔디 (bunch-type) 인퍼레니얼라이그래스의줄기분얼 (tillering) 이촉진되고, 이러한현상은결국엽수출현이빨라지면서잔디밀도가증가하게되는것이다 (Kim, 2012). Kim et al.(2002b) 은크리핑벤트그래스, 켄터키블루그래스, 퍼레니얼라이그래스및톨훼스큐 (Festuca arudinacea Schreb.) 에서칼슘공급시잔디분얼이촉진된다고보고하였다. 지상부엽생장퍼레니얼라이그래스에서지상부엽조직생장은 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따라차이가있었다 (Fig. 5). 퍼레니얼라이그래스의파종 9주후초장은최저 2.6( 처리구18)~ 최대 15.0 cm( 처리구2, 8) 사이로처리구별차이가최대 12.4 cm로나타났다. SOA 유기질개량재에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구 1~ 처리구6에서지상부엽생장은경시적으로차이가다양하게나타났다. 엽생장이가장양호한처리구는 WSP 중합체가 0% 및 3% 혼합된처리구1과처리구2로파종 9주후초장이각각 14.5 cm 및 15.0 cm로나타났다. WSP 중합체가 6% 혼합된처리구3은초장이 10.5 cm로세번째로길게나타났다. 반대로엽생장이가장저조한처리구 Fig. 5. Plant height of 24 treatment combinations comprising of water-swelling polymer (WSP), Ca, perlite, and kitosan in soil organic amendment (SOA), in which perennial ryegrass was grown under greenhouse conditions. Treatment combinations were described in Table 1. 는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구6으로파종 9주후초장이 4.0 cm로가장짧았다. 나머지 WSP 중합체가 9~12% 혼합된나머지처리구4와처리구 5는초장이 7.0~8.7 cm 사이로엽생장이중간정도로나타났다.
유기질토양개량재에서고분자중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산이퍼레니얼라이그래스의생장에미치는효과 31 Table 3. Summary of proper mixing rate of water-swelling polymer (WSP) and treatment effects on the growth characteristics of perennial ryegrass in the study. Growth characteristics WSP mixing rates z Response in treatment mixtures y (%, v/v) Ca Perlite Kitosan Early survival capability 0 ~ 3 +++ + ++ Turfgrass coverage 0 ~ 3 ++ + +++ Turfgrass density 0 ~ 6 +++ + ++ Leaf growth 0 ~ 3 +++ ++ ++ z WSP: water-swelling polymer of K-SAM consisting of acrylic acid-sodium acrylate copolymer: water = 94:6 (Kolon Chemical Co., Ltd., Gwacheon, Kyounggi, Korea). y Response in treatment mixtures: +, low / ++, intermediate / +++, high. SOA 유기질개량재에칼슘을첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구 7~ 처리구 12에서도지상부엽생장은경시적인차이가크게나타났다. 엽생장이가장양호한처리구는 WSP 중합체가 0% 및 3% 혼합된처리구 7과처리구8로파종 9주후초장이각각 14.5 cm 및 15.0 cm로나타나엽생장이비슷하였다. 다음으로엽생장이양호한처리구는 WSP 중합체가 6% 혼합된처리구9로초장이 9.5 cm 이었다. 반대로엽생장이가장저조한처리구는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구12으로파종 9주후초장이 4.5 cm로가장짧았다. 그리고 WSP 중합체가 9% 및 12% 혼합된처리구10과처리구11은초장이각각 6.1 cm 및 6.3 cm로엽생장이비슷하였다. SOA 유기질개량재에펄라이트를첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구13~ 처리구18 에서지상부엽생장은경시적으로다양한차이가나타났다. 파종 9주후엽생장이가장양호한처리구는 WSP 중합체가 0% 혼합된처리구13으로초장이 14.0 cm 이었다. 다음으로엽생장이양호한처리구는 WSP 중합체가각각 3% 및 9% 혼합된처리구14 및처리구16으로초장이각각 9.0 cm이었다. 반대로엽생장이가장저조한처리구는 WSP 중합체가 15% 혼합된처리구18로초장이 2.6 cm이었다. 그리고 WSP 중합체가 6% 및 12% 혼합된나머지처리구15와처리구17은초장이각각 7.8 cm 및 4.3 cm로나타났다. SOA 유기질개량재에키토산을첨가한혼합구에 WSP 중합체를 3% 간격으로 0~15% 혼합한처리구19~ 처리구24 에서도지상부엽생장은경시적으로차이가있었는데특히파종 3주후부터다양하게나타났다. 엽생장이가장양호한처리구는 WSP 중합체가 3% 혼합된처리구20으로파종 9주후초장이 14.3 cm 이었다. WSP 중합체가 0% 혼합된처리구19는파종후 3주부터왕성한생장이시작되면서파종 9주후초장이 10.5 cm로두번째로양호하 였다. 반대로엽생장이가장저조한처리구는 WSP 중합체가 9% 및 15% 혼합된처리구22와처리구24로초장이각각 4.0cm 및 3.5 cm로나타났다. 그리고 WSP 중합체가 6% 혼합된처리구 21과 12% 혼합된처리구23은각각 8.0 cm 및 5.5 cm로나타났다. 이상의결과퍼레니얼라이그래스에서지상부엽생장은 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따른처리구간다양한차이가나타났다. SOA 유기물개량재에서지상부엽생장에대한 WSP 중합체효과는혼합비율이 0~3% 사이가적절한것으로사료되었다. 그리고전반적으로칼슘, 펄라이트및키토산성분은모두퍼레니얼라이그래스엽생장에효과가있었다. 특히펄라이트및키토산성분에비해칼슘의효과가크게나타났다. 하지만 WSP 중합체를혼합하지않은경우키토산성분은파종초기부터그효과가빠르게나타났다. 본실험에서퍼레니얼라이그래스의생존력, 피복율, 잔디밀도및지상부엽생장은 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따라차이가크게나타났다 (Table 3). 이와같은경향은다른연구결과에서도확인되고있다. Kim(2009a) 은유기질개량재, 무기질영양분및혼합중합체가퍼레니얼라이그래스의잔디생장및품질에영향을준다고보고하였다. 또한유기질개량재, 무기질영양분및혼합중합체의잔디생장에미치는효과는켄터키블루그래스에서도나타나고있다 (Kim, 2009b). 비료의 5대요소중하나인칼슘은잔디생존력, 피복율, 잔디밀도및엽생장등모든생육특성에서우수한효과가있는것으로나타났는데, 이와같은결과는다른실험에서도확인되고있다. Kim et al.(2002b) 은한지형잔디에서칼슘의생육효과를비교한연구에서칼슘시비는크리핑벤트그래스, 켄터키블루그래스, 퍼레니얼라이그래스및톨훼스큐의줄기생장, 뿌리생장및잔디분얼을촉진한다고보고하였다. 또한난지형잔디인버뮤다그래스
32 김경남 (Cynodon dactylon [L.] Pers.) 에서도칼슘공급시잔디예지물증가가관찰되고있다 (Sartain, 1993). 이러한결과는잔디이외다른화본과식물에서도확인되고있다. Ko and Choung(1992) 은석회시용시사료용톨훼스큐의건초수량이증가한다고보고하였다. 이밖에 Song et al.(1988) 은오챠드그래스 (Dactylis glomerata L.) 와스무스브로메그래스 (Bromus inermis Leyss), 그리고 Fenn et al.(1995) 은밀 (Triticum aestivum L.), 보리 (Hordeum vulgare var. hexatichon Aschers.), 귀리 (Avena sativa L.) 등에서분얼수증가를확인하였다. 칼슘및펄라이트성분에비해키토산혼합구에서초기발아및지상부엽조직생장효과가뚜렷하게나타났는데이것은키토산자체가체내대사작용을촉진시키는아미노산계통의물질이기때문에나타나는결과로판단되었다 (Kim et al., 2003). 키토산처리시초장이증가하는경향은한지형잔디인크리핑벤트그래스 (Yoon et al., 2006) 및켄터키블루그래스 (Yoon and Kim, 2007) 에서도확인되고있다. 또한이러한키토산에의한엽신생장촉진은시금치 (Spinacia oleracea L.) 등다른작물에서도보고되고있다 (Sung, 2003). 유기물개량재에 WSP 중합체를혼합시수분중합체비율이높을수록퍼레니얼라이그래스의발아율, 피복율, 잔디밀도및엽생장에모두불리하였다. 이것은적정량의수분흡수중합체는보습력향상으로식물생장에유용하지 만, 과다할경우강력한고흡수성특성으로인해생육초기에필요한수분을강하게흡수및저장함으로인해오히려식물의수분이용이불리해질수있기때문이다 (Waddangton et al., 1992). Kim and Park(2011) 은한지형및난지형잔디에서 WSP 중합체가잔디생장에미치는연구에서초종에따라적정 WSP 혼합비율차이가있는데이러한차이는유전적으로초종에따라수분이용정도가다르기때문이다. No et al.(1987) 은수분흡수중합체를시용함으로밭작물의공극율, 유효수분및수확량이증가한다고보고하였다. 하지만작물에따라서수분흡수중합체의적정처리비율은다르게나타나고있다 (No et al., 1988; Yoo et al., 1990). 본실험에서퍼레니얼라이그래스의생장에적절한 WSP 중합체의혼합비율은 3% 이하로판단되었다. 한지형켄터키블루그래스및퍼레니얼라이그래스에서발아율및엽생장등잔디생장은혼합중합체의비율이낮을수록더양호하였다 (Kim, 2009a, b). 특히혼합중합체를 0~15% 사이처리한퍼레니얼라이그래스의생존력실험에서 WSP 중합체비율이 3% 이하일때가장양호하였다 (Kim, 2009a). 또한 Kim(2011) 과 Kim and Park(2011) 은 WSP 중합체를 0~20% 사이처리한혼합구에서관찰한크리핑벤트그래스의유묘생존율및품질은최소처리비율인 WSP 5% 처리구에서가장양호한것으로보고하였다. 요약 본연구는유기질토양개량재 (SOA, soil organic amendment) 에서수분중합체 (WSP, water-swelling polymer), 칼슘, 펄라이트및키토산성분이퍼레니얼라이그래스의생장에미치는영향을조사함으로정원, 공원, 잔디구장및골프장조성시이들소재를이용한혼합개량재를실무에활용할수있는기초자료를얻기위해수행하였다. 전체 24개처리구는 SOA 유기질개량재에 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분을이용하여준비하였다. 온실에서자란퍼레니얼라이그래스에서 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산성분에따른잔디생존력, 피복율, 잔디밀도및지상부생장을조사한결과유의한차이가나타났다. 그리고파종후 1주일간격으로조사한잔디밀도및초장은이들성분에따라서경시적인변화가크게나타났다. SOA 유기물개량재에서잔디생존력, 피복율및지상부생장에대한 WSP 중합체효과는혼합비율이 0~3% 사이가적절한것으로판단되었다. 하지만잔디밀도의경우 WSP 중합체혼합비율은 0~6% 사이가적절하였다. 칼슘, 펄라이트및키토산성분중칼슘및키토산성분이퍼레니얼라이그래스의생존에가장효과적이었다. 하지만펄라이트성분은초기발아및생존력에효과가거의없는것으로판단되었다. 퍼레니얼라이그래스의피복율에가장효과적인성분은키토산이었으며, 반면잔디밀도는칼슘성분이가장효과적이었다. 그리고펄라이트성분은피복율및잔디밀도에거의효과가없는것으로나타났다. 퍼레니얼라이그래스의지상부엽생장에칼슘, 펄라이트및키토산성분모두효과가나타났으며, 이중칼슘성분의효과가가장크게나타났다. 특히키토산성분은칼슘및펄라이트성분에비해초기발아및지상부엽조직의수직생장을촉진시키는효과가있었지만, 잔디분얼및수평생장촉진효과는나타나지않았다. 향후실무에적용할수있는토양개량재혼합구 ( 모래 +SOA 혼합구 ) 에서 WSP 중합체, 칼슘, 펄라이트등무기영양분이잔디생육에대한추가검정실험을통해 WSP 중합체및무기영양분을이용한토양개량재의개발및실무응용에활용하는것이바람직하다. 주요어 : 누적발아패턴, 초장, 지상부생장, 잔디피복, 잔디밀도
유기질토양개량재에서고분자중합체, 칼슘, 펄라이트및키토산이퍼레니얼라이그래스의생장에미치는효과 33 Acknowledgment This study was supported by Sahmyook University research fund in 2012. References Bandaranayake, W., Y.L. Qian, W.J. Parton, D.S. Ojima, and R.F. Follett. 2003. Estimation of soil organic carbon changes in turfgrass systems using the CENTURY model, Agron. J. 95(3):558-563. Beard, J.B. 1973. Turfgrass: Science and culture. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, USA. Fenn, L.B., B. Hasanein, and C.M. Burks. 1995. Calcium ammonium effects on growth and yield of small grains. Agron. J. 87(6):1014-1046. Kerek, M. 2003. Labile soil organic matter as a potential nitrogen source in golf greens. Soil Biology & Biochemistry. 35(12): 1643-1649. Kim, K.N. 2007. STM series III: Turfgrass establishment. Sahmyook Univ. Press. Seoul, Korea. (in Kim, K.N. 2009a. Effect of soil organic amendment mixtures with water-absorbing polymer on growth characteristics in perennial ryegrass. J. Nat. Sci. Sahmyook Univ. 44:161-171. (in Kim, K.N. 2009b. Effect of soil organic amendment and water absorbing polymer on growth characteristics in Poa pratensis L. Kor. Turfgrass Sci. 23(2):317-330. (in Kim, K.N. 2011. Effect of highly water-absorbing polymer on turfgrass quality of creeping bentgrass, Kentucky bluegrass, and zoysiagrass. Asian J. Turfgrass Sci. 25(1):59-68. (in Kim, K.N. 2012. STM series I: Introductory turfgrass science. 2nd ed., Sahmyook Univ. Press. Seoul, Korea. (in Kim, I.C., Y.K. Joo, and J.H. Lee. 2002a. Correlation of soil physical properties and growth of turfgrass on the ground of Olympic-main stadium. Kor. Turfgrass Sci. 16(1):31-40. (in Kim, Y.W., B.G. Jung, and S.W. Kim. 2003. Development of seed coating using chitosan, PFC and herbs in wild plant. Annual Report in 2003. Ministry of Agriculture and Forestry. (in Kim, S.K., H. Kang, and I.S. So. 2002b. Influence of Ca 2+ treatment on growth and mineral elements of cool-season turfgrass species. Kor. Turfgrass Sci. 16(1):1-10. (in Kim, G.H., K.Y. Kim, J.K. Kim, D.M. Sa, J.S. Seo, B.G. Sohn, J.Y. Yang, K.C. Yeom, S.E. Lee, K.Y. Jeong, D.Y. Jung, Y.T. Jung, J.B. Jeong, and H.N. Hyeon. 2009. Soil science. Hyangmoonsa, Seoul, Korea. (in Kim, K.N. and S.H. Park. 2011. Effect of high water-swelling polymer rate on seedling survival of major turfgrasses grown on soil organic amendment mixtures. J. Korean Env. Res. Tech. 14(2):21-32. (in Ko, S.B. and C.C. Choung. 1992. Effects of lime and phosphate application on forage productivity. Kor. J. Anim. Sci. 34(4):237-243. (in Koh, S.K., H.S. Tae, and C.H. Ryu. 2006. Effect of animal organic soil amendment on growth of Korean lawngrass and Kentucky bluegrass. Kor. Turfgrass Sci. 20(1):33-40. (in Korea Institute of Sport Science. 1998. Establishment and maintenance of soccer ground. Dongweonsa, Seoul, Korea. (in Li, D., Y.K. Joo, N.E. Christian, and D.D. Miner. 2000. Inorganic soil amendment effects on sand-based sports turf media. Crop Sci. 40(4):1121-1125. No, Y.P., Y.T. Jung, G.S. Chung, and Y.H. Kim. 1987. Studies on the agricultural use of the water-swelling polymer. I. Basic experiment. Korean J. Soil Sci. Fert. 20(3):209-216. (in No, Y.P., Y.T. Jung, C.Y. Park, and Y.H. Kim. 1988. Studies on the agricultural use of the water-swelling polymer. II. Field experiment. Res. Rept. of RDA(S&F) 30(3):16-21. (in Puhalla, J., J. Krans and M. Goatley. 2002. Sports fields: A manual for design, construction and maintenance. Ann Arbor Press, MI, USA. Sartain, J.B. 1993. Interrelationships among turfgrass, clipping recycling, thatch, and applied calcium, magnesium, and potassium. Agron. J. 85(1):40-43. SAS Institute, Inc. 2001. SAS/STAT user's guide: Statistics. Version 8.00, SAS Inst., Inc., Cary, NC, USA. Skogley, C.R. and C.D. Sawyer. 1992. Field research. Agron. Monogr. 32:589-614. In D.V. Waddington, R.N. Carrow and R.C. Shearman (ed.), Turfgrass. ASA, CSSA, and SSSA, Madison, WI, USA. Song, S.T., D.A. Kim, and S.C. Lee. 1988. Effect of liming on the growth, forage yield and chemical composition of orchardgrass (Dactylis glomerata L.) and smooth bromegrass (Bromus inermis Leyss.). Korean J. Anim. Sci., 30(9):567-574. (in Sung, H.C. 2003. Application of chitosan to agricultural and animal fields. MS Thesis, Dongguk Univ., Seoul, Korea. (in The Lawn Institute. 1991. Seed. LISTS 69-112. In E.C. Roberts and B.C. Roberts (ed.), Lawn Institute Special Topic Sheets,
34 김경남 Tennessee Cumberland Printing Corp., Crossville, TN, USA. Waddington, D.V. 1992. Soils, soil mixtures, and soil amendments. Agron. Monogr. 32:331-383. In D.V. Waddington, R.N. Carrow and R.C. Shearman. (ed.), Turfgrass. ASA-CSSA- SSSA, Madison, WI, USA. Yoo, S.H., S.K. Kwon, and H.M. Ro. 1990. Effect of highly water absorbing polymer (K-sorb) on soil water retention. Korean J. Soil Sci. Fert. 23(3):173-179. (in Yoon, O.S. and K.S. Kim. 2007. Effects of chitosan on the growth responses of Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.). Kor. Turfgrass Sci. 21(2):163-176. (in Yoon, O.S., S.B. Kim, K.S. Kim, and J.S. Lee. 2006. Effects of chitosan on growth responses of creeping bentgrass (Agrostis palustris Huds.). Kor. Turfgrass Sci. 20(2):167-174. (in