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식물체에서 80% 이상을 차지하고 있는 수분은 중요한 구성요소이다. 수분은 생명현상 유지, 식물체내 구성요소, 영양분 용매, 생화학 반응 매개체, 물질대사 유도 및 온도조절 등 그 역할이 다양하다(Salisbury and Ross, 1992). 잔디밭에서 물 관리가 부적절한 경우 체내 수분 부족으로 건조 스트레스를 받게 되면 영양분 흡수가 감소하면서 정상적인 생장 및 발육이 어려워질 수 있다. 또한 잔디밭 식재층에 수분이 과다하게 있는 경우에도 생육이 저하되면서 잔디가 고사할 수 있다. 왜냐하면 토양에 수분이 많은 경우에 대공극이 수분으로 채워지면서 산소 공급 저하 및 유해 가스 발생으로 통기성이 악화되고, 통기성 불량은 호흡작용 등 물질대사에 부정적인 영향을 줄 수 있기 때문에 적절한 배수능력을 유지하는 것이 중요하다.
잔디밭에서 배수력 확보는 초기 잔디지반을 조성할 때 충분히 검토해야 한다. 과거에 국내 잔디밭은 대부분 기존에 있는 일반 토양에 약식으로 식재층만 시공하는 방식의 단층구조 위주로 조성하였다(Shim and Yeam, 1983). 이 기존토 지반 방식(anysoil system)은 원지반에 있는 토양의 표면경사 및 지형을 정리한 후 잔디를 식재하는 방식으로 경제성과 시공성이 우수하다. 하지만 양토나 식토 등 점질토 위주의 일반 토양은 배수능력이 취약한 단점이 있다.
이러한 배수문제를 개선하기 위해 2002년 월드컵축구대회 전후로 국내에서는 USGA(United States Golf Association) 지반구조를 많이 활용하고 있다. USGA 구조는 골프장 및 경기장 조성 역사가 깊은 미국 및 유럽에서 많이 사용하고 있는 다층구조 지반이다(USGA Green Section Staff, 1973). 이 USGA 지반은 배수력은 우수하지만 원지반 위로 지하배수 시설을 포함해서 배수층, 중간층 및 식재층을 다층으로 순차적으로 조성함으로 인해 시공 비용이 많이 들기 때문에 주로 골프장 퍼팅 그린 및 월드컵 경기장 등 고품질 스포츠 잔디밭에 활용되고 있다. 하지만 현실적으로 일반 정원과 공원, 그리고 학교 운동장 등 저~중관리 잔디밭에는 경제성 등의 문제로 적용하기 어렵다.
잔디밭은 조성 후 사용하면서 인력 및 장비 등으로 답압이 누적되고 식재층 토양이 고결화되면서 배수가 불리하게 될 수 있다(Carrow and Petrovic, 1992). 즉 시공 후 초기 배수성능은 양호하지만, 시간이 경과하면서 투수속도가 느려질 수 있다. 이는 토양이 고결화되면서 토양공극에 변화가 생겨 수분의 이동 속도가 떨어지기 때문이다(Kim, 2013). 하지만 잔디밭에서 답압 요인 외에 근계발달 등 잔디 초종 간 생육 특성 차이로 인해 투수 속도가 영향을 받을 수 있다(Kim and Cho, 2020). 잔디 파종 또는 식재 후 초종 간 뿌리생장 및 근계형성 정도에 따라 시간이 경과하면서 뿌리발육에 따라 토양공극이 뿌리조직으로 채워지면서 배수성능이 떨어질 수 있다. 이것은 뿌리생장 및 근계발달이 왕성할수록 대공극 비율이 감소하면서 투수속도가 감소할 수 있기 때문이다. 또한 소수성이 강한 대취층 및 고밀도의 잔디밭으로 인해 수분 이동 속도가 영향을 받을 수도 있다(Vengris and Torello, 1982). 즉 잔디밭 관리 시 답압 요인은 물론 초종간 밀도, 뿌리 및 대취 등의 생육 특성 차이도 고려해서 전체 잔디밭의 배수능력을 검토하는 것이 필요하다.
잔디생육 특성과 투수속도를 연계한 연구는 주로 USGA 지반 또는 캘리포니아 지반 등 모래 토양에서 한지형 잔디 위주의 실험결과가 많이 보고되고 있다(KOWOC, 2000; Shim and Jeong, 2002a; Kim and Shim, 2003; Kim and Cho, 2020; Kim and Kim, 2020). 하지만 저관리 지역인 기존토 지반에서 비교한 연구결과는 아직 없기 때문에 일반 양토에서 잔디밀도, 뿌리생장, 대취층 등 생육특성과 투수속도 관련 연구도 실무에 필요하다. 또한 국내에서 관행적으로 저~중관리 지역의 정원 및 공원 등에는 난지형 들잔디 위주로 식재가 진행되었지만, 최근에 실무적으로 연중 녹색기간이 3~4개월 정도 더 길어 잔디품질이 우수한 한지형 잔디의 식재도 검토되고 있기 때문에 한지형 및 난지형 잔디의 생육특성과 투수속도를 연계해서 비교한 데이터 분석도 필요하다.
국내에서 난지형 및 한지형 잔디의 생육특성에 대한 연구 및 발표는 2002년 한·일월드컵축구대회 개최 전후로 활발해지고 있다(Shim, 1996; KOWOC, 2000; Kim and Nam, 2001; Lee et al., 2001; Shim and Jeong, 2002a, 2002b; Kim and Park, 2003; Kim et al., 2003; Cho et al., 2005; Kim and Shim, 2009; Kim and Kim, 2010; Bae et al., 2012; Kim, 2015, Bae et al, 2016; Kim, 2019a; Kim and Cho, 2020). 하지만 잔디밭 식재층 지반의 투수속도를 체계적으로 분석한 실험은 많지 않으며, 대부분 모래지반 위주로 연구가 진행되었다(KOWOC, 2000; Shim and Jeong, 2002a; Kim and Shim, 2003; Kim and Cho, 2020; Kim and Kim, 2020). 또한 잔디생육 특성과 배수기능을 동시 비교한 실험 및 계절간 비교한 연구는 충분하지 않다(KOWOC, 2000; Kim and Cho, 2020; Kim and Kim, 2020). 더욱이 일반 기존토 지반에서 연중 계절별로 난지형 및 한지형 들잔디의 잔디생육 특성 및 투수속도 차이에 대한 데이터 및 관련 정보는 상당히 부족한 실정이다.
본 연구는 일반 양토의 기존토 지반에서 난지형 및 한지형 잔디의 생육특성 및 투수속도 변화를 연중 계절별로 비교해서 정원, 공원 및 학교 운동장 등 잔디관리 수준이 낮은 저관리 지역의 잔디밭 설계, 시공 및 관리에 기초자료로 활용하고자 시작하였다.
재료 및 방법
공시재료
실험은 삼육대학교에 조성한 기존토 지반의 잔디포장에서 시작하였다. 잔디연구포장은 일반 양토의 원지반을 포크레인을 이용해서 지형 정리 후 식재층만 있는 단층구조로 조성하였다. 지반 조성 후 실험구는 난지형 1종류 및 한지형 잔디 3종류로 준비하였다. 한지형 잔디인 켄터키 블루그래스(Poa pratensis L.), 퍼레니얼 라이그래스(Lolium perenne L.) 및 톨 페스큐(Festuca arundinacea Shreb.) 3종류는 각각 처리구 1, 2, 3에 배치하였다. 그리고 처리구4에 들잔디(Zoysia japonica Steud.)를 배치해서 전체 처리구는 4개로 구성하였다.
잔디연구포장의 관수 관리는 수분 요구 정도에 따라 주 2회 정도 공급하였다. 잔디예초 관리는 생장속도에 따라 주 2회 정도 기준으로 25–30mm 사이로 관리하였다. 시비 관리는 완효성 복합비료를 이용하여 순수 질소 성분 기준으로 연간 10g·m-2을 적용하였다.
잔디생육조사
일반 양토의 기존토 지반에서 난지형 및 한지형 잔디의 생육특성과 투수속도를 비교하기 위해 잔디밭 조성 후 3년차인 2010년 계절별로 잔디밀도, 뿌리길이, 근계발달 및 대취축적 등의 생육특성과 함께 투수속도를 조사하였다. 잔디밭 밀도는 엽수출현, 분얼정도 및 피복율을 종합적으로 고려해서 잔디실험에서 많이 사용하고 있는 달관조사방법(visual rating system)을 이용해서 평가하였다(Skogley and Sawyer, 1992). 이 때 엽수 및 분얼경 발생이 왕성해서 잔디피복이 양호한 최적의 상태를 9점, 그리고 엽수 및 분얼경 발생이 적어 피복이 고르지 않을수록 낮은 점수를 부여하여 평가하였다.
뿌리생장 조사는 홀 커터(직경 10cm, 높이 20cm)로 토양 샘플을 채취하여 뿌리길이를 측정하였다. 이 때 샘플 채취 후 샘플의 측면 4 지점의 뿌리길이를 측정하였다. 근계발달도 뿌리생장 조사 시 채취한 코어(core) 샘플을 이용하여 근계형성 정도를 조사하였다. 이때 근계발달의 범위는 전체 뿌리발달 시 70% 정도 되는 지점까지로 하였으며, 각 샘플의 측면 4 지점에서 근계발달 범위를 각각 측정하였다. 대취축적도 동일한 홀 커터로 토양 샘플 채취 후 대취축적 범위를 조사하였다. 즉, 코어 샘플의 측면 4 지점에서 대취층 두께를 측정해서 평균값을 구했다.
투수속도는 투수속도 측정기(IN2-W Turf-Tec Infiltrometer, Turf-Tec International, Oakland Park, FL, USA)를 이용하여 측정하였다. 특히, 본 실험에서 투수속도는 측정하기 전 식재층 지반을 충분하게 포화 시킨 후 투수속도 측정기를 삽입해서 기기 내부에 설치되어 있는 투수관(폭 6.8cm, 높이 12.6cm)에 물을 붓고 지시봉 눈금이 7cm 아래까지 내려가는 시간을 측정하였다. 전체 잔디생육특성 및 투수속도 데이터 조사는 2010년 5월부터 10월까지 계절별로 전체 4회(봄, 초여름, 늦여름, 가을) 실시하였으며, 실험기간 중 연구포장의 평균온도는 최저 –10°C 에서 최고 27°C 사이로 나타났다(Fig. 1). 즉 계절별로 평균기온을 살펴보면 봄철인 5월 10일 16.9°C(최저12.0–최고22.3°C), 초여름 6월 30일 22.8°C(최저 21.1–최고25.1°C), 늦여름 8월 5일 28.8°C(최저 25.1–최고34.7°C), 그리고 가을 10월 10일 17.5°C(최저 11.5–최고23.9°C)로 나타났다.
시험구 배치 및 통계분석
본 실험에서 시험구 배치는 공시 4 초종의 처리구를 난괴법 4반복으로 배치하였다. 시험면적은 처리구 하나의 단위 실험구가 1 × 2.5m 로 전체 16개 실험구의 총 면적은 40m2 이었다. 통계분석은 SAS(Statistical Analysis System) 프로그램(Ver. 8.00, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 ANOVA 분석을 실시하였으며(SAS Institute, 2001), 그리고 처리구 평균간의 유의성 검정은 DMRT(Duncan’s Multiple Range Test) 5% 수준에서 실시하였다.
결과 및 고찰
잔디밀도
잔디밀도는 시간이 경과하면서 한지형 및 난지형 초종과 계절에 따라 통계적으로 유의한 차이가 다양하게 나타났다. 초종별 연중 평균 잔디밀도는 켄터키 블루그래스의 평가점수가 6.12점으로 가장 양호하였으며, 퍼레니얼 라이그래스가 5.32점으로 두 번째로 양호하였다. 잔디밀도가 가장 낮은 초종은 난지형 들잔디로 평가점수가 4.52점이었다. 그리고 톨 페스큐의 잔디밀도 점수는 4.80점으로 중간 정도로 나타났다(Fig. 2A). 즉 초종별 전체 잔디밀도는 한지형 잔디가 난지형 들잔디보다 우수하였고, 한지형 초종간 경향은 켄터키 블루그래스 > 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 순서로 나타났다. 이와 같은 결과는 Kim et al.(2003)이 모래로 조성한 지반에서 실시한 실험결과와 동일하였다.
계절별 잔디밀도는 조사시기에 따라 초종 간 우열관계는 다르게 나타났다. 봄철 5월 초순 초종 간 잔디밀도 평가점수는 3.90–6.00점 사이로 나타났으며, 한지형 잔디의 밀도가 난지형 들잔디 보다 더 높게 나타났다. 공시 초종 중 퍼레니얼 라이그래스의 평가점수가 6.00점으로 가장 높았고, 들잔디 평가점수가 3.90점으로 가장 낮았다(Fig. 2B). 켄터키 블루그래스와 톨 페스큐는 5.00점으로 퍼레니얼 라이그래스와 들잔디의 중간으로 나타났다. 하지만 여름 고온기 잔디밀도는 초종에 따라 평가점수가 4.00–7.50점 사이로 나타났다. 전반적으로 봄과 마찬가지로 한지형 잔디의 밀도가 들잔디보다 더 높게 나타났다. 초여름 6월 하순 및 늦여름 8월 초순 조사 시 켄터키 블루그래스의 잔디밀도는 5월에 비해 크게 향상되어 평가점수가 각각 6.00점 및 7.50점으로 가장 우수하였다. 반대로 5월 초순 밀도가 가장 높았던 퍼레니얼 라이그래스는 5.00–5.30점 사이로 크게 떨어졌다. 그리고 톨 페스큐 및 들잔디의 평가점수는 4.00–4.35점 사이로 비슷하게 나타났다. 10월 초순 가을에 조사한 잔디밀도는 5.00–6.00점 사이로 나타났다. 잔디밀도가 가장 높은 초종은 켄터키 블루그래스와 톨 페스큐로 평가점수가 6.00점이었다. 반대로 가장 저조한 초종은 평가점수가 5.00점으로 나타난 퍼레니얼 라이그래스이었다. 들잔디의 평가점수는 이들 초종의 중간인 5.50점으로 나타났다.
Fig. 2.
Overall (A) and seasonal (B) turfgrass density in warm-season Korean lawngrass and major cool-season grasses grown under the anysoil system. KB, PR, TF, and Zoy represent Kentucky bluegrass, perennial ryegrass, tall fescue, and Korean lawngrass, respectively. Investigation dates in spring, early summer, late summer, and fall were May 10, June 30, August 5, and October 10 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on Duncan's multiple range test at p < 0.05.
봄에 평가점수가 가장 높았던 퍼레니얼 라이그래스 초종은 여름에 잔디밀도가 크게 떨어졌는데 이는 고온 및 건조에 대한 적응력이 약하기 때문에 나타난 것으로 판단되었다. Youngner(1962)는 한지형 잔디의 내서성 비교에서 퍼레니얼 라이그래스는 켄터키 블루그래스 및 톨 페스큐에 비해 낮다고 보고하였으며, 온실(Wehner and Watschke, 1981) 및 포장(Minner et al., 1983)에서 실시한 실험에서도 모두 퍼레니얼 라이그래스의 내서성이 약한 것으로 나타났다. 이 밖에 퍼레니얼 라이그래스는 켄터키 블루그래스나 톨 페스큐에 비해 내건성도 더 낮은 것으로 보고되고 있다(DiPaola and Beard, 1992). 즉 퍼레니얼 라이그래스는 내서성 및 내건성이 약하므로 고온 및 건조 피해가 쉽게 나타나기 때문에 잔디밀도가 감소하였다. 또한 국내에서 USGA 모래 지반에서 수행한 Kim(2005a)의 연구에 의하면 퍼레니얼 라이그래스의 잔디품질은 7월 중순–8월 중순 사이 하고현상으로 인해 평균 13% 정도 감소하는 것으로 나타났다.
반면 톨 페스큐는 한지형 잔디 중 내서성 및 내건성이 가장 뛰어난 초종이지만 여름 고온기 잔디밀도는 가장 낮았다. 이는 켄터키 블루그래스 및 퍼레니얼 라이그래스에 비해 저예고 적응력이 약하기 때문이다(Christians, 2004). 본 실험기간 중 연구포장의 예초는 25–30mm 사이로 유지하였는데, 이는 톨 페스큐 적정 예고범위보다 다소 낮기 때문에 전체 잔디밭 밀도가 떨어질 수 있다(KOWOC, 2000; Kim, 2019b). 일반적으로 한지형 잔디의 예고 적응력은 초종간 켄터키 블루그래스 > 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 초종순으로 우열관계가 있기 때문에 톨 페스큐는 38mm 이하로 저예고 시 켄터키 블루그래스 및 퍼레니얼 라이그래스에 비해 잔디품질 및 환경적응력이 감소할 수 있다. 이는 저예고 시 엽조직 감소와 광합성능 저하로 체내 저장탄수화물 부족으로 환경적응력이 떨어지기 때문이다(Watschke et al., 1972; Hull, 1992).
켄터키 블루그래스는 여름 고온기에도 잔디밀도가 계속 증가하였는데 이것은 생육형 및 저장탄수화물 때문에 나타나는 것으로 판단되었다. Watschke et al.(1972)는 생육환경 및 잔디관리에 따라 체내 탄수화물 저장량이 달라질 수 있고, 이러한 탄수화물의 저장량 차이는 내서성에 영향을 준다고 보고하였다. 즉 지하경으로 생장이 가능한 켄터키 블루그래스는 지하경에 저장 탄수화물을 저장할 수 있어 불량환경에서도 대사작용을 지속하면서 잔디생장을 할 수 있다. 하지만 직립경으로만 분얼해서 생장하는 퍼레니얼 라이그래스나 톨 페스큐는 여름 고온기 및 저예고 조건에서 저장 탄수화물량이 낮아지고, 이로 인해 내서성이 약화되면서 전체 잔디생장이 감소할 수 있다. 또한 한지형 잔다 중 켄터키 블루그래스는 내염성은 약하지만(Soliman et al., 2018), 국내기후 조건에서 잔디품질이 우수한 초종이다. Kim et al.(2005)이 다양한 종류의 지반에서 비교한 한지형 잔디의 적응력 검정 결과 켄터키 블루그래스는 여름 고온기 뿐만 아니라 연중 지속적으로 잔디품질이 가장 우수한 것으로 나타났다.
뿌리생장
일반 양토의 기존토 지반에서 뿌리생장은 유의한 차이가 통계적으로 초종 및 계절에 따라 나타났다. 초종별 연중 평균 뿌리생장은 켄터키 블루그래스와 퍼레니얼 라이그래스 초종이 각각 17.75cm 및 17.10cm로 가장 양호하였다. 반대로 뿌리생장이 가장 저조한 초종은 난지형 들잔디로 뿌리길이가 10.30cm 이었다(Fig. 3A). 즉 전체 뿌리생장은 한지형 잔디가 난지형 들잔디보다 우수하였고, 한지형 초종간 우열관계는 켄터키 블루그래스, 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 순서로 나타났다.
계절별 잔디 뿌리생장 경향을 살펴보면 한지형 잔디가 난지형 들잔디에 비해 지속적으로 우수한 경향으로 나타났다. 봄철 5월 초순 조사 시 뿌리길이는 9.75–18.50cm로 초종 간 차이가 8.75cm로 나타났다. 뿌리길이 생장이 가장 양호한 초종은 켄터키 블루그래스로 뿌리길이가 18.50cm로 나타났다(Fig. 3B). 즉 이는 뿌리길이가 9.75cm로 가장 짧은 들잔디에 비해 90% 정도 뿌리길이 생장이 더 왕성한 것을 의미한다.
여름 고온기의 뿌리생장은 전반기에는 봄과 비슷한 경향이었지만, 후반기에는 다른 경향으로 나타났다. 즉 초여름 6월 하순 조사 시 난지형 들잔디가 최저 10.75cm, 켄터키 블루그래스가 최대 18.00cm로 초종간 차이가 7.25cm로 나타났다. 하지만 늦여름 8월 초순에는 최저 9.00–최대 20.00cm로 초종간 차이가 11.00cm로 크게 나타나면서 한지형 초종간 우열관계도 다르게 나타났다. 이 때 가장 우수한 초종은 뿌리길이가 20.00cm인 퍼레니얼 라이그래스이었고, 다음으로 우수한 초종은 켄터키 블루그래스로 18.00cm이었다. 그리고 톨 페스큐 초종은 16.50cm로 한지형 잔디 중 가장 낮게 나타났다. 10월 초순 가을에 뿌리생장 범위는 최저 12.00–최대 13.50cm로 초종간 차이가 1.50cm로 연중 가장 낮게 나타났다. 이 때 조사한 뿌리길이 생장도 한지형 잔디가 난지형 들잔디보다 더 우수하였다. 한지형 잔디의 우열관계는 켄터키 블루그래스 > 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 순서로 나타났다.
Fig. 3.
Overall (A) and seasonal (B) root growth in warm-season Korean lawngrass and major cool-season grasses grown under the anysoil system. KB, PR, TF, and Zoy represent Kentucky bluegrass, perennial ryegrass, tall fescue, and Korean lawngrass, respectively. Investigation dates in spring, early summer, late summer, and fall were May 10, June 30, August 5, and October 10 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on Duncan's multiple range test at p < 0.05.
본 실험의 일반 양토에서 자란 난지형 들잔디의 경우 연중 뿌리생장이 9.00–12.00cm 사이로 계절별 차이가 크게 나타나지 않았다. 하지만 한지형 잔디의 경우 5월 초순 15.00–18.50cm, 여름 고온기 6–8월에 16.25–20.00cm, 그리고 10월 초순 12.00–13.50cm 사이로 계절별 차이가 상당히 다르게 나타났으며, 특히 가을철에 뿌리길이 생장의 범위가 가장 짧게 나타났다. 10월 초순 이러한 감소는 한지형 잔디의 경우 생육적온 범위인 15–24°C에서 왕성하게 자라는데, 9월 하순 이후 온도가 15°C 이하로 내려가면서(Fig. 1) 지상부 엽조직 생장속도가 둔화되고 이에 따라 지하부 뿌리생장도 감소하기 때문에 나타난 것으로 판단되었다.
또한 한지형 초종 간 뿌리생장 우열관계는 켄터키 블루그래스 > 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 순서로 나타났는데, 이것은 모래지반에서 수행한 Kim(2015)의 결론과 정반대의 결과이었다. 즉 이러한 실험 결과 차이는 잔디밭 식재층의 토양환경 차이로 나타나는 것으로 판단되었다. 왜냐하면 본 연구포장은 모세공극이 많은 양토 지반으로 모래에 비해 대공극 비율이 적어 통기성 불량 등으로 뿌리신장이 쉽지 않기 때문에, 상대적으로 지하경이 있는 켄터키 블루그래스의 뿌리생장이 유리한 것으로 판단되었다. 즉 잔디뿌리 생장이 진행되는 토양에 따라 전체공극 비율이 다르기 때문에 뿌리신장 정도가 달라질 수 있다(Waddington, 1992). 또한 Kim et al.(1999)은 통기성이 우수한 수경재배(hydroponic system)를 이용한 무토재배 시 톨 페스큐는 파종 8주 만에 뿌리길이가 60cm 이상 자라는 것을 확인하였다. 즉 잔디 초종의 뿌리생장은 식재층 구성 요소에 따라 발달 차이가 상당히 다를 수 있기 때문에 현장에 실험 결과를 적용 시 천편일률적으로 적용하는 것은 지양해야 할 것이다.
근계발달
난지형 및 한지형 잔디의 근계발달도 초종 및 계절에 따라 유의한 차이가 통계적으로 나타났다. 연중 평균 근계발달은 퍼레니얼 라이그래스 초종이 14.75cm로 가장 우수하였으며, 켄터키 블루그래스가 13.53cm로 두 번째로 우수하였다. 반대로 가장 저조한 초종은 난지형 들잔디로 7.87cm로 나타났다. 톨 페스큐 초종의 근계발달은 12.43cm로 이들 초종의 중간으로 나타났다(Fig. 4A). 즉 전체 근계발달 범위는 한지형 잔디가 난지형 들잔디보다 우수하였고, 한지형 초종간 우열관계는 퍼레니얼 라이그래스 > 켄터키 블루그래스 > 톨 페스큐 순서로 나타났다.
계절별 근계발달 범위를 살펴보면 봄부터 마지막 가을 조사 전까지 한지형 잔디가 난지형 들잔디에 비해 지속적으로 우수한 경향으로 나타났다. 봄철 5월 초순 근계발달 범위는 6.75–15.37cm로 초종 간 차이가 8.62cm로 나타났다. 근계발달이 가장 양호한 초종은 퍼레니얼 라이그래스로 근계범위가 15.37cm이었다. 반대로 가장 저조한 초종은 난지형 들잔디로 6.75cm로 나타났다(Fig. 4B). 즉 퍼레니얼 라이그래스는 들잔디에 비해 1.27배 정도 근계발달이 더 왕성하였다.
Fig. 4.
Overall (A) and seasonal (B) rooting system development in warm-season Korean lawngrass and major cool-season grasses grown under the anysoil system. KB, PR, TF, and Zoy represent Kentucky bluegrass, perennial ryegrass, tall fescue, and Korean lawngrass, respectively. Investigation dates in spring, early summer, late summer, and fall were May 10, June 30, August 5, and October 10 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on Duncan's multiple range test at p < 0.05.
여름 고온기의 근계발달도 한지형 초종이 난지형 들잔디 보다 우수하였지만, 한지형 잔디의 우열관계는 봄철 5월 조사와 다른 경향으로 나타났다. 즉 초여름 6월 하순 조사 시 우열관계는 켄터키 블루그래스 > 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 이었지만, 늦여름 8월 초순 우열관계는 퍼레니얼 라이그래스 > 켄터키 블루그래스 > 톨 페스큐 순서로 나타났다. 10월 초순 가을에 조사한 초종 간 근계발달 범위는 최저 9.50–최대 10.00cm 사이로 초종간 차이가 0.50cm로 연중 가장 낮게 나타났다. 하지만 이들 초종 간 차이는 통계적으로 유의한 차이는 아니었다.
일반 양토에서 자란 난지형 들잔디의 경우 연중 근계발달이 6.75–9.50cm 사이로 계절별 차이가 크게 나타나지 않았다. 하지만 한지형 잔디의 경우 5월 초순 11.50–15.37cm, 여름 고온기 6–8월에는 13.50–18.75cm, 그리고 10월 초순 9.50–10.00cm 사이로 계절에 따른 근계발달 범위가 다르게 나타났으며, 특히 9월 하순 이후 온도 저하로 뿌리생장과 마찬가지로 가을에 근계발달 범위가 가장 짧게 분포하는 것으로 판단되었다.
본 실험에서 뿌리생장 및 근계발달 모두 한지형 켄터키 블루그래스, 퍼레니얼 라이그래스 및 톨 페스큐 초종이 난지형 들잔디보다 우수하였는데 이러한 결과는 다른 연구에서도 확인되고 있다. Shim and Jeong(2002b)은 제니스 및 안양중지 등 들잔디 보다 한지형 및 한지형 혼합구(mixture)의 뿌리생장이 우수하다고 보고하였다. 또한 Kim et al.(2003)도 단층 및 다층구조의 모래지반에서 비교한 실험에서 켄터키 블루그래스, 톨 페스큐, 퍼레니얼 라이그래스 및 이들 초종 혼합구의 뿌리길이는 17.01–26.00cm 사이인 반면, 들잔디는 9.00–13.30cm 사이로 켄터키 블루그래스의 뿌리생장이 약 2배 정도 더 우수하다고 보고하였다.
대취축적
대취축적은 통계적으로 유의한 차이가 초종 및 계절에 따라 나타났다. 초종별 연중 평균 대취축적은 퍼레니얼 라이그래스 및 톨 페스큐 초종이 각각 18.00mm 및 18.65mm로 가장 많이 축적되었다. 반대로 대취축적이 가장 적은 초종은 켄터키 블루그래스로 8.87mm이었다. 난지형 들잔디의 대취축적은 9.62mm로 켄터키 블루그래스와 비슷한 수준이었다(Fig. 5A).
계절별 대취축적은 조사시기에 따라 다르게 나타났다. 봄철 5월 초순 대취축적은 9.25–22.50mm로 초종 간 차이가 13.25mm로 나타났다. 대취층이 가장 많이 축적된 초종은 난지형 들잔디로 22.50mm 이었다. 반대로 대취층이 가장 적게 축적된 초종은 켄터키 블루그래스로 9.25mm 로 나타났다(Fig. 5B). 즉 들잔디의 대취축적은 켄터키 블루그래스에 비해 1.43배 정도 더 많이 축적되었다.
Fig. 5.
Overall (A) and seasonal (B) thatch accumulation in warm-season Korean lawngrass and major cool-season grasses grown under the anysoil system. KB, PR, TF, and Zoy represent Kentucky bluegrass, perennial ryegrass, tall fescue, and Korean lawngrass, respectively. Investigation dates in spring, early summer, late summer, and fall were May 10, June 30, August 5, and October 10 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on Duncan's multiple range test at p < 0.05.
여름 고온기의 대취축적은 한지형 초종이 난지형 들잔디 보다 많이 축적되었지만, 초종 간 우열관계는 봄과 다른 경향으로 나타났다. 즉 초여름 6월 하순 대취축적은 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 > 켄터키 블루그래스 > 들잔디 순서로 나타났지만, 늦여름 8월 초순 우열관계는 톨 페스큐 > 퍼레니얼 라이그래스 > 켄터키 블루그래스 > 들잔디 순서로 나타났다. 10월 초순 가을 초종 간 대취축적 범위는 최저 3.00–최대 13.25mm로 초종간 차이가 10.25mm로 연중 대취축적이 가장 낮게 나타났다. 초종 간 우열관계는 한지형 잔디가 난지형 들잔디보다 더 많이 축적되었고, 한지형 잔디의 우열관계는 5월 초순 및 8월 초순과 마찬가지로 톨 페스큐 > 퍼레니얼 라이그래스 > 켄터키 블루그래스 순서로 나타났다.
본 실험에서 난지형 및 한지형 잔디의 대취축적 경향은 계절에 따라 일정치 않았다. 하지만 한지형 초종 간 우열관계는 일반적으로 톨 페스큐 > 퍼레니얼 라이그래스 > 켄터키 블루그래스 순서로 나타났는데, 이것은 모래지반 구조인 다단구조(Kim, 2005b) 및 USGA 지반(Kim and Kim, 2010)에서 수행한 연구와 정반대의 결과이었다. 잔디밭에서 대취축적은 물질대사에 의한 전체 생체량(biomass) 생산속도가 그 분해속도보다 빨라 유기물이 축적되는 것으로 일반적으로 잔디생육이 왕성할수록, 미생물에 의한 분해가 느릴수록 더 많이 축적된다(Couillard et al., 1997; Kim, 2019b). 따라서 이러한 차이는 잔디지반 식재층의 토양환경 차이로 나타나는 것으로 판단되었다. 왜냐하면 본 실험에서 식재층 토양은 양토로 모래지반에 비해 대공극 비율이 적어 통기성이 불량해 미생물에 의한 대취층 분해는 상대적으로 뿌리생장 특성상 심근성으로 깊이 내려가는 B-type 인 톨 페스큐 초종이 불리하기 때문에 톨 페스큐의 대취축적이 더 크게 나타나는 것으로 추정되었다. 즉 잔디 식재층 토양종류에 따라 토양 물리성이 달라지고 이러한 물리성 차이는 미생물에 의한 대취층 분해작용에 영향을 주면서 대취축적 정도가 달라질 수 있다.
또한 대취층은 전반적으로 가을에 크게 감소하는 경향으로 나타났는데, 이는 생육환경이 다르기 때문에 나타난 것으로 판단되었다. 일반적으로 잔디의 경우 15°C 이상에서 생장이 양호하다. 하지만 9월 하순 이후 온도환경이 15°C 이하로 내려가면서(Fig. 1), 생장속도가 둔화되고 잔디밭 전체 생장이 감소하기 때문이다. 즉 9월 하순 이후 대취층 감소는 생육속도 저하로 나타나는 것으로 추정되었다(Fry and Huang, 2004).
투수속도
일반 양토의 기존토 지반에서 난지형 및 한지형 잔디의 투수속도는 뿌리생장 결과와 비슷한 경향으로 나타났다. 초종별 연중 평균 투수속도는 켄터키 블루그래스가 1.25mm·hr-1 로 가장 양호하였으며, 퍼레니얼 라이그래스가 1.08mm·hr-1로 두 번째로 양호하였다. 투수속도가 가장 저조한 초종은 난지형 들잔디로 0.53mm·hr-1이었다. 그리고 톨 페스큐의 투수속도는 0.72mm·hr-1로 퍼레니얼 라이그래스와 들잔디 사이로 나타났다(Fig. 6A). 즉 일반 양토에서 연평균 한지형 잔디의 투수속도는 난지형 들잔디의 투수속도에 비해 켄터키 블루그래스는 2.34배, 퍼레니얼 라이그래스는 2.03배, 그리고 톨 페스큐는 1.36배 더 빠른 것으로 나타났다.
계절별 투수속도 경향을 살펴보면 대부분 한지형 잔디가 난지형 들잔디에 비해 빠른 것으로 나타났다. 봄철 5월 초순 조사 시 투수속도는 0.37–1.25mm·hr-1 사이로 나타났다. 이 때 가장 빠른 초종은 켄터키 블루그래스로 투수속도가 1.25mm·hr-1로 나타났다. 반대로 가장 느린 초종은 난지형 들잔디로 0.37mm·hr-1로 나타났다(Fig. 6B). 즉 켄터키 블루그래스의 투수속도는 들잔디에 비해 3.37배 빠르게 나타났다.
여름 고온기 투수속도는 전반적으로 봄과 비슷하게 나타났다. 즉 초여름 6월 하순 조사 시 투수속도는 0.14–0.67mm·hr-1로 나타났고, 늦여름 8월 초순에는 0.33–1.03mm·hr-1로 나타났다. 그리고 10월 초순 가을 조사 시 투수속도 범위는 최저 0.55–최대 3.83mm·hr-1로 초종 간 차이가 3.28mm·hr-1로 연중 가장 크게 나타났다. 이 때 투수속도가 가장 빠른 초종은 켄터키 블루그래스로 3.83mm·hr-1 이었고, 가장 느린 초종은 톨 페스큐로 0.55mm·hr-1로 나타났다. 즉 켄터키 블루그래스의 투수속도는 퍼레니얼 라이그래스, 톨 페스큐 및 들잔디에 비해 각각 1.57배, 6.96배 및 3.11배 정도 더 빠르게 나타났다.
Fig. 6.
Overall (A) and seasonal (B) infiltration rate in warm-season Korean lawngrass and major cool-season grasses grown under the anysoil system. KB, PR, TF, and Zoy represent Kentucky bluegrass, perennial ryegrass, tall fescue, and Korean lawngrass, respectively. Investigation dates in spring, early summer, late summer, and fall were May 10, June 30, August 5, and October 10 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on Duncan's multiple range test at p < 0.05.
일반 양토에서 잔디의 투수속도는 전반적으로 가을에 더 빠르게 나타났다. 즉 5월 초순 0.37–1.25mm·hr-1, 여름 고온기 6–8월 0.14–1.03mm·hr-1, 그리고 가을 10월 초순 0.55–3.83mm·hr-1 사이로 계절에 따른 투수속도 차이가 나타났으며, 특히 가을에 투수속도가 가장 빠르게 나타났다. 이는 잔디생육 특성 중 대취층과 밀접한 관계가 있는 것으로 판단되었다. 대취층은 리그닌 성분이 많아 화학적으로 소수성의 특성으로 인해 물과 친화력이 없다(Beard and Beard, 2005). 즉 소수성의 대취층이 많이 축적될수록 물을 밀어내어 토양내 수분이동이 어렵게 될 수 있다. Fig. 5B에서 연중 대취축적은 10월 초순 가장 적게 나타났으며, 특히 한지형 잔디의 경우 톨 페스큐 > 퍼레니얼 라이그래스 > 켄터키 블루그래스 순서로 투수속도 결과와 정반대로 나타났다.
본 실험에서 초종 간 투수속도는 대체적으로 켄터키 블루그래스 > 퍼레니얼 라이그래스 > 톨 페스큐 > 들잔디 순서로 나타났는데 이러한 경향은 잔디생육 및 지반의 토양공극과 관계가 있는 것으로 판단되었다. 잔디지반의 토양공극은 크게 대공극 및 모세공극 두 종류가 있으며 수분이동은 대공극과 밀접한 관계가 있다(Puhalla et al., 2002). 또한 잔디는 줄기의 생장 습성에 따라 주형 잔디(bunch-type, B-type), 포복경형 잔디(stoloniferous-type, S-type), 지하경형 잔디(rhizomatous-type, R-type) 및 포복·지하경형 잔디(stoloniferous/rhizomatous-type, S/R-type) 으로 나누어지며, 생육형에 따라 대공극 점유율이 달라질 수 있다(Watschke and Schmidt, 1992; Kim, 2012). 따라서 켄터키 블루그래스에 비해 퍼레니얼 라이그래스 및 톨 페스큐는 직근성의 수직생장과 세근이 많은 뿌리발달(fibrous rooting system)로 인해 상대적으로 전체 토양공극 중 대공극 비율이 감소하면서 투수속도가 저하될 수 있다. 잔디밭의 투수속도는 대공극과 모세공극 비율에 따라 결정되며, 특히 대공극 비율이 낮아질수록 투수속도는 감소한다(Carrow and Petrovic, 1992). 따라서 지하경이 발달해서 수평생장을 하는 R-type 생육형인 켄터키 블루그래스의 대공극 비율이 상대적으로 높기 때문에 투수속도가 연중 가장 빠른 것으로 판단되었다. 그리고 본 실험에서 일반적으로 들잔디의 투수속도가 낮게 나타나는 경향을 보인 것은 들잔디의 경우 생육형이 S/R-type으로 다른 초종에 비해 지표면 위로 성장하는 포복경의 발달과 함께 소수성의 리그닌 함량이 높은 초종의 특성이 투수속도에 영향을 주는 것으로 추정되었다(Vengris and Torello, 1982).
이러한 연구결과는 다른 실험에서도 확인되고 있다. 일반적으로 한지형 잔디의 경우 뿌리생장이 직근성으로 왕성하게 발달할수록 투수속도가 감소해서 잔디밭의 배수능력이 저하되는 것으로 알려져 있다(KOWOC, 2000). 국내에서 Kim(2019a)은 뿌리와 투수속도의 상관분석에서 뿌리생장이 왕성할수록 투수속도는 감소한다(r =–0.611)고 보고하였다. Shim and Jeong(2002b)은 켄터키 블루그래스의 뿌리생장 및 근계발달은 퍼레니얼 라이그래스 및 톨 페스큐에 비해 연중 지속적으로 낮다고 보고하였다. 또한 USGA 지반에서 조성단계별 뿌리생육 특성 비교연구에서도 퍼레니얼 라이그래스는 직근성의 뿌리발달이 초기부터 조성 후기단계까지 나타나지만, 켄터키 블루그래스의 뿌리생장은 잔디밭 조성이 완료되는 시점까지 톨 페스큐, 퍼레니얼 라이그래스 및 혼합구에 비해 저조하였다(Kim, 2015). 또한 Kim and Shim(2003)과 Shim and Jeong(2002a)은 주요 한지형 잔디의 투수성 비교에서 생육형이 R-type인 켄터키 블루그래스 초종이 가장 우수하다고 보고하였다. 그리고 혼합구의 투수속도도 켄터키 블루그래스가 많이 혼합될수록 빠르지만, 반대로 B-type 퍼레니얼 라이그래스 및 톨 페스큐가 많이 혼합될수록 감소하는 것으로 나타났다. 스포츠 잔디지반 종류별 투수성능 비교에서도 켄터키 블루그래스의 뿌리길이 생장은 저조하였지만, 투수속도는 톨 페스큐 및 퍼레니얼 라이그래스 초종에 비해 10–40% 빠른 것으로 나타났다(Kim et al., 2003; Kim and Shim, 2003). 즉 잔디생육 상태에 따라 투수속도가 달라질 수 있는데, 이것은 수분 이동과 밀접한 대공극 비율이 뿌리특성에 따라 달라질 수 있기 때문이다.
본 실험에서 한지형 잔디의 생육반응은 모두 계절적으로 일정한 경향으로 나타났다. 즉 잔디밀도, 근계발달 및 대취축적 등 생육특성의 연중 변화 패턴은 여름 고온기를 지나 10월 초순 가을 조사 시 대부분 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 감소는 9월 하순 이후 온도환경이 15°C 이하로 내려가면서(Fig. 1), 생장속도가 둔화되고 잔디생육이 감소하기 때문이다. 또한 생육특성 중 생육형, 뿌리생장 및 대취축적은 일반 양토에서 투수기능에 크게 영향을 줄 수 있는 요인으로 수직방향의 B-type 생장보다는 수평방향으로 자라는 R-type의 지하경 뿌리생장이 왕성할수록, 그리고 소수성의 대취축적이 낮을수록 투수속도는 빠르게 나타나는 것으로 판단되었다.
잔디밭 조성 및 관리 시 배수는 대단히 중요하다. 배수불량 지역은 뿌리 호흡이 원활하지 않아 체내 물질대사 작용에 필요한 에너지 공급이 이뤄지지 않기 때문에 결국에는 잔디가 고사하게 됨으로(Kneebone et al., 1992), 적절한 배수력을 유지하는 것이 필요하다. 초종에 따라 생육형 및 뿌리생장 특성이 다르며 이러한 차이로 인해 대공극 점유율이 다르다. 즉 초종에 따라 뿌리생장 패턴이 다르고, 동일한 환경 및 관리 조건에서 수직방향으로 뿌리생장이 진행되는 직근성 B-type 잔디에서 투수속도가 더 빨리 저하될 수 있음으로 잔디밭 관리 시 유의해야 한다. 최근 들어 녹색 기간이 긴 지피식물의 중요성과 연중 푸른 녹지공간 확보에 대한 요구도가 증가하고 있어 실무적으로 기존 토양에 한지형 잔디 도입을 검토하려는 녹지계획이 증가하고 있어 일반 양토의 기존토 지반에서 실시한 본 실험을 통해 밝혀진 난지형 및 한지형 초종별 연중 잔디생육 특성과 투수속도 데이터는 정원, 공원 및 학교 운동장 등 저관리 지역의 잔디밭 설계, 시공 및 관리에 실무적으로 유용한 정보가 될 수 있을 것이다.
