서언
국내에서 한지형 잔디는 봄과 가을 서늘할 때 잘 자라는 초종으로 주로 여름에 생장이 왕성한 들잔디(Zoysia japonica Steud.)에 비해 연중 녹색 유지 기간이 3-4개월 정도 길기 때문에 조경용 소재로 우수한 특성을 갖고 있다(Kim, 2005). 따라서 잔디밭 설계 시 장기간 녹지 제공이 요구되는 조경 공간에 적합한 지피 식물로 이용되오고 있다. 또한 잔디밭 품질이 뛰어나며 조성 후 평탄성이 우수하고, 엽 조직이 부드러워 스포츠 잔디그라운드에도 많이 이용되고 있다(KISS, 1998).
최근 스포츠 종목에 대한 사회적 요구도가 증가하면서 국내 잔디그라운드의 개방 시기가 기존 3월에서 2월로 점점 앞당겨지고 있다(Nam, 2020). 또한 K-리그도 기존 춘추제에서 선진 축구대륙인 유럽과 같이 추춘제로 전환 노력을 하고 있어 2월에 리그 개최 가능성이 점점 확대될 가능성이 있기 때문에 이 시기에도 2월에도 잔디 그라운드에 녹지 제공이 가능한 한지형 잔디의 수요는 더욱 증가할 전망이다(Kim, 2024a; Park, 2019). 조경 분야에서 사계절 녹화에 활용되고 있는 식물 소재는 블루그래스와 라이그래스를 혼합한 한지형 잔디(mixture) 위주로 주로 식재가 이뤄지고 있다.
하지만, 한지형 계통의 잔디는 생리 특성상 난지형 잔디에 비해 여름 고온기에 잔디 생장이 불리한 C3형 작물이기 때문에 종류에 따라 여름 고온 피해가 크게 나타날 수 있다(Christians, 2004). 그리고 최근 지구 온난화로 고온 기간이 길어 지면서 경기장 운영 전략과 관리 시스템에 따라 여름철 한지형 잔디그라운드의 품질 상태가 더 불량해질 수도 있다(Choi, 2017; Kim, 2024a, 2024b). 이러한 단점을 개선하기 위한 대책 중 하나는 수분 흡수 속도가 빠른 모래 지반을 적극 활용해서 배수 및 통기성 개선으로 잔디밭 품질을 양호한 상태로 유지하는 것이다.
조경 설계 시 배수능력은 시공 프로세스에 핵심 요소인 식재층과 골재 유형에 따라 달라질 수 있다. 이 식재층 지반은 식물 생장에 중요한 토양 환경과 밀접하기 때문에 잔디밭 품질에도 큰 영향을 줄 수 있다(Turgeon, 2005). 잔디밭 식재층에는 단층 및 다층 형태가 있으며, 입경이 작은 점토부터 입경이 큰 모래 등 다양한 골재를 사용할 수 있다. 과거에 국내에서 일반 조경 정원 뿐만 아니라 스포츠용 잔디밭 조성 시 대부분 식재층은 골재 분석없이 공사 현장 주위의 일반 토양을 활용해서 이용하였다(Shim and Yeam, 1983). 이러한 조성 방식은 배수불량과 통기성 저하로 선진 외국에 비해 잔디밭 상태가 불량한 주요 원인 중 하나로 인식되고 있다. 따라서 국내 잔디밭의 배수 성능 개선을 위해 퍼팅 그린 및 월드컵 경기장 등 상급 수준의 잔디그라운드에는 모래와 토양개량제를 혼합해서 시공하는 USGA(United States Golf Association) 지반을 주로 채택하고 있다(USGA Green Section Staff, 2004).
이 USGA 지반은 배수성은 뛰어나지만 원지반 바닥에 간선 등 배수관을 시공 후 그 위에 모래, 왕사 및 콩자갈 등을 다층 조성함으로 전체 공사비 증가와 시공 기간이 길기 때문에 주로 골프장과 같은 고품질 잔디밭에 사용되고 있다. 퍼팅 그린에 비해 중급 수준의 잔디밭은 이보다 시공 프로세스가 간단한 단층의 식재층만 갖고 있는 모래 지반으로 조성하고 있다. 이러한 캘리포니아식 지반은 원지반 토양에 간선 등 배수 시설은 설치하지만, 그 위에 단층의 식재층만 포설하기 때문에 공사비가 적게 든다(Davis, 1990). 이 지반도 식재층 전부를 대공극의 모래 위주로 포설하기 때문에 배수성능은 일반 토양으로 조성하는 조경용 식재층에 비해 훨씬 우수하다.
국내 조경실무에서 정원 및 공원 등 잔디밭 조성 시 사철 푸른 한지형 잔디밭의 요구도는 증가하고 있지만(Shim, 1996), 잔디밭 조성은 관행 방식인 저비용의 일반 토양 위에 시공을 해오고 있다. 왜냐하면 일반 조경 현장의 경우 골재 조달 시 일반 토양의 관행 지반보다 더 많은 비용이 요구되는 모래 골재를 이용해서 식재층을 조성하는 것을 기피해왔기 때문이다. 또한 잔디 식물 생리 측면에서도 모래 식재층은 투수성과 통기성은 우수하지만 보수성이 낮아(Turfgrass Society of Korea, 2020), 자동 관수 시설을 이용해서 수분 공급을 해야 하는데 대부분 일반 조경 현장은 저관리 컨셉으로 관리하기 때문에 손 관수 또는 이동식 관수 장치를 주로 이용해서 물관리를 하는 실정이다. 즉 적기에 필요한 양의 수분 공급이 원활하지 않으므로 잔디밭 품질을 우수하게 유지하는 것이 거의 불가능하다. 이러한 이유로 실무에서 사계절 녹화 개념의 고급 한지형 잔디밭 시공 및 유지 관리가 목표이지만, 현장에서 조달이 쉬운 주변 토양을 이용해서 식재층을 조성하기 때문에 잔디밭 품질이 불량하게 나타난다. 즉, 고품질 조경 설계 컨셉과 모순되는 잔디밭 조성 및 관리로 인해 잔디밭 품질이 불량하게 나타나는 악순환이 반복되고 있다.
즉, 잔디밭 품질은 고급화를 추구하지만, 시공은 저품질 프로세스로 진행되는 모순이 나타나고 있다. 따라서 관행적으로 조경설계 및 시공 시 데이터 분석없이 배수와 통기성이 불량한 일반 토양에 한지형 잔디를 식재하였다. 이 경우 모래 식재층 지반을 이용하는 것보다 품질 저하가 예상되지만, 실제 어느 정도 성능 차이가 있는지 지반 종류에 따라 잔디밭 성능 차이를 구체적으로 비교한 데이터는 없는 것이 현실이다. 또한 잔디관련 조경설계 지침 또는 매뉴얼에는 잔디밀도 및 녹색 기간 등 일반적인 생육특성에 대한 설명은 있지만, 식재층 유형에 따른 잔디밭 밀도, 뿌리발달 및 대취축적 등 상세한 성능 비교 데이터는 전무한 실정이다(Kang et al., 2016).
현재 조경 현장에서 많이 활용하고 있는 일반 토양 위에 조성하는 기존토 지반 방식(anysoil system)은 공사 현장에서 쉽게 조달이 가능한 원지반의 토양을 이용해서 잔디를 식재하는 저비용 방식으로 주로 비탈면, 정원, 공원 및 러프 지역 시공 등에 활용되고 있다(Turfgrass Society of Korea, 2020). 이 지반은 비용이 적게 들고, 공사기간이 짧아 경제성과 시공성은 우수하다. 하지만, 배수능력이 취약해서 통기성 불량으로 물질대사에 영향을 주기 때문에 양질의 잔디밭을 기대하는 것은 불가능하다. 따라서 사계절 녹화 유지 시 중요 소재인 한지형 잔디를 조경 설계 및 시공 프로세스에서 관행적으로 사용하는 일반 조경 토양과 모래 식재층 지반에 식재 후 동일한 지역 및 환경 조건에서 동시 비교한 연구 데이터는 실무에 반드시 필요하다.
한지형 잔디의 초종 특성에 대한 연구는 월드컵 축구 대회 개최 이후 크게 증가하고 있다(Cho et al., 2005; Jung, 2010; Kim, 2011, 2019; Kim et al., 2003; KOWOC, 2000a; Park, 2011, 2012; Shim and Jeong, 2002). 대부분의 연구는 일반 토양(Park 2012), 모래 식재층(Kim et al., 2003, KOWOC, 2000a). 또는 다층구조 지반(KOWOC, 2000a, 2000b)에서 단독으로 수행한 데이터 위주의 연구가 주를 이루고 있다. 최근에 모래 및 일반 토양에서 지반간 물리화학성 비교 데이터는 있지만(Kim, 2021b), 잔디의 생육 성능을 동시 비교 분석한 연구 논문은 아직 없는 실정이다. 따라서 사철 푸른 잔디와 녹기 연장에 대한 수요 증가로 조경설계 및 시공 시 대규모 잔디공원의 녹지 공간 조성에 필요한 소재인 한지형 잔디의 생육 특성을 일반 조경 토양과 모래 식재층 지반에 파종 후 계절별로 잔디 적응력 관련 특성을 동일한 환경 조건에서 조사한 데이터를 비교 연구한 논문(Kim, 2021a; Kim and Kim, 2020)과 관련 정보는 실무에 더욱 필요하다.
따라서 본 연구는 조경 설계 및 시공 시 관행적으로 사용하고 있는 일반 조경토와 단층의 모래 식재층 지반에 한지형 잔디 종자 파종 후 식재층 토양 환경에 따른 계절별 생육특성 데이터를 비교 및 분석해서 대규모 면적의 공원, 테마형 리조트 단지 등에 한지형 잔디 설계 및 시공 시 활용할 수 있는 객관적인 성능 비교 데이터를 제공하고자 시작하였다.
재료 및 방법
식재층 지반 준비
삼육대학교 연구포장은 식재층을 30 cm로 조성한 단층의 모래 지반(sand-based root zone)과 포장 내에 있는 원지반의 지형을 정리 후 준비한 일반 조경토 지반(landscape’s loamy sand soil) 2종류로 준비하였다. 모래 식재층 지반에 사용한 골재는 1 mm 이하인 모래로 입경이 0.25 mm에서 1.0 mm 사이의 중사 및 조사가 60% 이상 포함된 남한강 여주에서 채취한 모래(pH 5.9, EC 50.4 μS/cm)로 조성하였다. 원지반의 조경토는 약산성 토양(pH 6.0, EC 32.2 μS/cm)으로 토성은 미농무성 분류법으로 판단 시 양질 사토(loamy sand: 모래 79%, 미사 13%, 점토 8%)로 나타났다(Powers et al., 1971). 2종류의 식재층 지반을 준비 후 잔디밭 피복은 국내에서 사계절 녹화용으로 자주 활용하고 있는 한지형 계통인 켄터키 블루그래스(Poa pratensis L.), 퍼레니얼 라이그래스(Lolium perenne L.) 및 톨 훼스큐(Festuca arundinacea Shreb.) 잔디를 각각 기준 파종량인 12g, 35g, 40g으로 파종해서 조성하였다. 이 때 잔디 파종 시 종자는 발아율이 85% 이상인 양질의 종자를 예비 발아실험을 통해 확인 후 사용하였다.
잔디포장의 수분 관리는 기어식 팝업 스타일의 자동 관수 시스템을 이용해서 기상 조건에 따라 주 평균 2-4회 정도 실시하였고, 잔디 깎기는 생장속도에 따라 2.5-3.0 cm 사이로 관리하였다. 시비는 잔디 엽색 및 생육상태에 따라 완효성 계통 비료인 21-2-20 등의 비료를 이용하였다. 1회 시비 시 기준량은 순수 질소 성분량으로 2.5 g m-2 이하로 연중 전체 1015 g N·m-2 범위로 관리하였다(Table 1).
잔디생육 특성 조사
한지형 잔디 파종 후 1년이 지나 뿌리 활착 및 잔디 피복이 완료된 상태에서 일반 조경토와 모래 식재층 지반에서 잔디밭 적응 능력 검정을 위해 지상부 엽조직, 지하부 뿌리조직 및 대취층 특성을 비교하였다. 즉 지상부 엽조직은 잔디밭의 줄기 밀도, 지하부 뿌리조직은 뿌리길이와 근계발달, 그리고 대취축적 등을 조사하였다. 잔디 밀도는 피복율, 엽 출현 및 분얼 정도를 종합적으로 평가해서 잔디포장 실험에서 보편적으로 사용하고 있는 가시적인 평가방법을 이용하였다. 이 때 엽 출현(4~6엽) 및 분얼경 발생이 왕성해서 잔디밭 피복이 최적인 상태를 9점, 그리고 엽 출현 및 분얼경 발생 정도가 낮아 피복이 균일하지 않을수록 낮은 점수를 부여하여 잔디 엽 발생이 1~2엽 사이로 물질대사가 저조해서 잔디 밀도가 불량한 상태를 1점으로 평가하였다.
뿌리생장은 홀 커터로 직경 10 cm의 샘플을 채취 후 뿌리 길이를 확인하였다. 이 때 각 샘플의 동서남북 4지점에서 측정 후 평균 뿌리 생장 길이를 결정하였다. 근계발달은 뿌리길이 조사 시 채취한 동일한 10 cm 샘플을 이용하였다. 이때 근계 발달의 조사 범위는 전체 뿌리 생장 범위 중 70% 정도 자란 지점까지로 하였고, 샘플별로 동서남북 4지점을 직접 조사해서 평균값을 이용하였다. 대취층 두께도 홀 커터를 이용해서 코어 샘플 채취 후 4지점에서 대취층 축적 정도를 측정해서 평균 두께를 결정하였다. 전체적으로 잔디생육 특성관련 데이터 조사는 2010년에 연중 4회(봄 1회, 여름 2회, 가을 1회) 실시하였으며, 지반간 잔디성능 비교는 일반 조경토 지반과 모래 식재층 지반에서 구한 지반 별 세 종류 한지형 잔디의 전체 데이터 평균값을 활용해서 SAS 프로그램을 이용해서 분석하였다(SAS Institute, 2001). 본 실험 기간 중 기상 데이터 분석 결과 연중 온도는 1월 평균 최저 온도 -11.10℃에서 8월 평균 최고 온도 30.28℃ 사이로 나타났다(Table 2)(KMA 2012).
결과 및 고찰
지반간 잔디밀도 비교
잔디밀도 조사를 통해 시간이 경과하면서 식재층 및 조사 시기에 따라 유의한 차이를 확인할 수 있었다. 봄철 5월 7일 잔디밀도 평가점수는 5.33-6.50점 사이로 나타났으며, 모래지반이 일반 조경토보다 21.95% 정도 더 높게 나타났다(Fig. 1). 6월 하순부터 8월 중순 사이 여름 고온기에 잔디 밀도의 평가점수는 5.00-6.33점 사이로 전체적으로 5월 초순에 비해 약간 감소하였다. 초여름 6월 30일 및 한여름 8월 3일 조사 시 모래 지반에서 잔디밀도는 각각 6.0점 및 6.33점으로 나타났으며, 일반 조경토의 평가점수는 각각 5.00점 및 5.67점으로 나타났다. 즉 여름 고온기에 모래 식재층에서 잔디밀도가 일반 양토보다 10-20% 정도 더 높게 나타났다. 10월 5일 가을에 평가한 잔디밀도 점수는 5.33-5.67점 사이로 8월 초순에 비해 다소 낮아졌지만, 지반간 우열은 다르게 나타났다. 즉 일반 양토의 조경 지반에서 잔디밀도가 모래 지반에 비해 6.37% 정도 더 높게 나타났다. 이러한 결과는 토양 상태에 따라 열전도율과 비열 차이로 나타난 결과로 판단되었다. 일반적으로 토양 수분이 많을수록 비열이 증가하고, 열전도율은 감소하기 때문에(Kim et al., 2006), 모래 지반에 비해 보수성이 높은 일반 조경토 지반이 가을에 상대적으로 토양 온도 하강이 늦게 나타나면서 늦가을까지 잔디생육 효과가 나타나는 것으로 판단되었다.
본 연구를 수행하면서 특히 6월 하순 조사 이후 7월 중하순 사이 기간에 잔디 밀도가 크게 감소하는 것이 관찰되었는데 이것은 7월 고온으로 한지형 잔디의 생육 저하가 발생하였기 때문이다. 국내에서 고온은 여름철 한지형 잔디생장에 크게 영향을 주는 제한 요소이다. 한지형 계통의 잔디는 15-24℃ 사이에서 최적을 생장을 하는 C3형 식물이기 때문에 고온 스트레스로 인해 잔디조직이 약해지면서 생장 및 발육이 저하될 수 있다(Fry and Huang, 2004). 즉 본 실험에서 7월에 평균 최저 온도가 22.60℃, 평균 최고 온도는 30.22℃(KMA 2012, Table 2)로 고온 조건 시 발생하는 하고 현상으로 물질대사가 저하되면서, 그 결과 잔디생육 불량과 엽 조직 생장감소로 인해 잔디 밀도가 떨어진 것으로 판단되었다(Dipaola and Beard, 1992; Hull, 1992).
특히 실험 수행 중 잔디밀도 감소가 크게 나타나는 초종은 일반 조경토 및 모래 식재층 지반에서 모두 퍼레니얼 라이그래스로 나타났다. 이는 공시 초종 중 퍼레니얼 라이그래스의 내서성 및 내건성이 가장 약해 고온기 스트레스를 쉽게 받기 때문이다(Beard and Beard, 2006). 국내에서 수행한 Kim(2005)의 연구에 의하면 퍼레니얼 라이그래스의 경우 여름 고온기에 잔디품질이 평균 13% 정도 저하되는 것으로 보고되고 있다.
Fig. 1
Turfgrass density of cool-season grasses grown in the landscape’s loamy sand soil and sand-based root zone systems. Turfgrass density was visually evaluated with a rating on a 1 to 9 scale (1=low and 9=high density). In spring, late June, early August, and fall, investigation dates were May 7, June 30, August 3 and October 5 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on DMRT at P≤ 0.05. ( Sand-based root zone, Landscape’s loamy sand soil)
지반간 뿌리생장 비교
한지형 잔디의 뿌리길이 생장도 식재층 종류 및 조사 시기에 따라 유의한 차이가 나타났다. 모래지반에서 자란 한지형 잔디의 뿌리길이가 봄부터 가을까지 지속적으로 우수한 것으로 나타났다. 봄철 5월 7일 뿌리 길이 생장은 모래 식재층에서 22.75 cm, 일반 조경토에서 17.00 cm로 지반간 5.75 cm정도 차이가 나타났다(Fig. 2). 즉 모래 지반의 뿌리생장이 일반 조경토에 비해 33.82% 정도 더 왕성하게 자랐다. 고온기의 뿌리생장은 지반에 따라 17.08-21.17 cm 사이로 나타났다. 초여름 6월 30일 조사 시 뿌리길이는 모래 식재층에서 19.33 cm, 일반 조경토에서 17.08 cm로 지반간 차이가 2.25 cm로 나타났다.
한여름 8월 3일 뿌리길이는 모래 지반 및 일반 조경토에서 각각 21.17 cm 및 18.17 cm로 처리구간 차이가 3.00 cm로 나타났다. 즉 여름 고온기의 한지형 잔디의 뿌리생장은 일반 조경토에 비해 모래 식재층에서 13.17-16.51% 사이, 평균 15% 정도 더 양호하게 자라는 것으로 조사되었다. 그리고 10월 5일 가을에 조사한 뿌리길이는 12.83-19.83 cm 사이로 지반간 차이가 7.00 cm로 나타났으며, 특히 일반 조경토에서 뿌리생장이 8월 초순에 비해 크게 감소하였다. 이 때 모래 지반에서 생장한 잔디의 뿌리길이는 19.83 cm로 일반 조경토에 비해 뿌리생장이 54.55% 정도 더 왕성하게 나타났다.
6월 하순 조사 시 뿌리생장 저하는 지상부 엽조직 생장과 관계가 있는 것으로 판단되었다. 한지형 잔디의 경우 1524℃에서 최적의 생장을 하는 작물인데, 본 실험에서 6월 기상 조건은 평균 최고 온도가 28.82℃로 5월 평균 최고 온도 23.22℃ 보다 5.60℃ 정도 더 높기 때문에 한지형 잔디의 물질대사 작용에 다소 불리하다. 즉 평균 최고 기온이 25℃ 이상 올라가면서 고온 스트레스를 쉽게 받아 잔디 밀도가 크게 감소하였다(Fig. 1). 이러한 지상부 엽 조직의 생육 저하로 전체 광합성능이 떨어지면서 체내 저장 탄수화물이 감소하고, 이에 따라 뿌리생장도 감소하는 것으로 판단되었다. 왜냐하면 잔디 식물체에서 지하부 뿌리생장은 체내 탄수화물 축적 정도에 따라 달라질 수 있다. 특히 저장 탄수화물이 충분치 않을 경우 탄수화물 분배가 지하부 조직보다는 지상부 엽조직의 물질대사에 먼저 이용되기 때문이다(Emmons, 2007; Watschke et al., 1992). 즉 여름 고온기에 통기성 저하로 광합성 등 물질대사가 불량해지면 탄수화물 합성량 감소 및 체내 저장 탄수화물량 저하로 뿌리생장이 둔화될 수 있다. 이는 하고 현상 후 가을철 한지형 잔디밭의 회복에 불리한 요인이 될 수 있다.
본 실험에서 연중 뿌리생장 경향은 5월 초순 봄에 17.00-22.75 cm, 여름 고온기 6-8월에 17.08-21.17 cm, 그리고 10월 초순 가을에 12.83-19.83 cm 사이로 계절에 따른 뿌리생장 정도가 상당히 다르게 나타났으며, 특히 조경용 일반 토양에서 뿌리 생장 길이가 지속적으로 짧게 나타났다. 일반 조경토에서 이러한 뿌리 생장이 감소하는 경향은 9월 하순 이후 일중 평균 온도가 15℃ 이하로 내려가면서(KMA, 2012), 일반 조경토에서 생장할 경우 저장된 탄수화물이 지상부 엽조직 생장 위주로 먼저 배분되어 이용되기 때문에 지상부 엽조직 생장 후 추가적으로 지하부 뿌리생장에 활용할 수 있는 체내 저장 탄수화물양이 충분하지 않기 때문에 나타난 결과로 판단되었다.
Fig. 2
Root growth of cool-season grasses grown in the landscape’s loamy sand soil and sand-based root zone systems. In spring, late June, early August, and fall, investigation dates were May 7, June 30, August 3 and October 5 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on DMRT at P ≤0.05. ( Sand-based root zone, Landscape’s loamy sand soil)
지반간 근계발달 비교
근계 발달도 뿌리생장과 마찬가지로 봄부터 가을까지 모래 식재층에서 생장한 근계가 지속적으로 우수한 경향으로 나타났다. 봄철 5월 7일 근계발달은 모래 지반에서 17.50 cm, 일반 조경토 지반에서 13.21 cm로 지반간 차이가 4.29 cm로 모래 식재층에서 자란 근계가 24.51% 정도 더 왕성하였다(Fig. 3). 여름 고온기의 근계발달은 14.62-19.08 cm 사이로 나타났다. 초여름 6월 30일 조사 시 근계발달은 모래 식재층에서 18.04 cm, 일반 조경토에서 14.62 cm로 지반간 차이가 3.42 cm로 모래지반에서 23.39% 더 왕성하였다. 또한, 한여름 8월 3일 근계발달은 모래지반에서 19.08 cm, 일반 조경토 지반에서 16.66 cm로 지반간 차이가 2.42 cm로 나타났으며, 이는 모래 식재층에서 근계 발달이 14.52% 정도 더 왕성하게 자란 것을 의미한다. 즉 여름철 고온기 근계 발달은 모래 지반에서 평균 19% 정도 더 우수한 것으로 파악되었다. 그리고 10월 5일 가을에 조사한 근계발달은 9.79-15.66 cm 사이로 지반간 차이가 5.87 cm로 크게 나타났으며, 모래 식재층에서 생장한 한지형 잔디의 근계가 일반 조경토에 비해 59.95% 정도 더 우수하였다.
이상에서 한지형 잔디의 계절별 연중 근계발달 범위는 5월 초순 봄에 13.21-17.50 cm, 6월부터 8월 사이 여름 고온기에는 14.62-19.08 cm, 그리고 10월 초순 가을 9.79-15.66 cm 사이로 계절별 조사 시점에 따른 근계발달 정도가 다르게 나타났다. 하지만, 9월 하순 이후 일 평균 온도가 15℃ 이하로 낮아지면서 뿌리 길이 생장과 마찬가지로 일반 조경토에서 생장한 근계 발달이 급격하게 감소하는 것으로 나타났다.
본 실험에서 한지형 잔디의 지하부 뿌리생장 및 근계발달은 모두 모래로 조성한 식재층 지반에서 연중 지속적으로 더 우수한 것으로 나타났다. 이러한 차이는 잔디밭 식재층의 토양 환경 조건이 서로 다르기 때문에 지반간 뿌리 발달 차이가 발생하는 것으로 판단되었다. 왜냐하면 본 실험에서 일반 조경토 지반은 미사 및 점토 함유율이 21%인 양질 사토로 대공극이 적어 뿌리신장이 쉽지 않기 때문이다. Kim et al. (1999)은 한지형 톨 훼스큐 잔디를 수경으로 재배 시 파종 2개월 후 품종에 따라 뿌리생장 길이가 60-75 cm 사이 왕성하게 발달하는 것을 확인하였다. 즉 잔디밭에서 지하부 뿌리조직의 생장은 근권층 상태에 따라 뿌리 신장 정도가 달라질 수 있기 때문에(Waddington, 1992), 조경 설계 시 여름 고온기를 포함해서 연중 양질의 한지형 잔디밭을 기대한다면 기존의 일반 조경토에 비해 모래 골재를 활용해서 통기성 등 토양의 물리적 환경을 개선시키는 것이 필요하다.
Fig. 3
Rooting system development of cool-season grasses grown in the landscape’s loamy sand soil and sand-based root zone systems. In spring, late June, early August, and fall, investigation dates were May 7, June 30, August 3 and October 5 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on DMRT at P≤0.05. ( Sand-based root zone, Landscape’s loamy sand soil)
지반간 대취축적 비교
대취축적도 식재층 종류 및 계절별 조사 시점에 따라 유의한 결과가 관찰되었다. 봄철 5월 7일 대취축적은 14.33-18.33 mm 사이로 나타났으며, 모래 식재층에서 생장한 한지형 잔디의 대취층이 일반 조경토 지반에 비해 27.91% 정도 더 높게 축적되었다(Fig. 4). 하지만 6월 이후 한지형 잔디의 대취축적은 모래 식재층 지반보다 일반 조경토에서 더 빠르게 축적되었다. 초여름 6월 30일 대취층은 모래 식재층에서 11.33 mm, 일반 양토에서 19.17 mm로 지반간 차이가 7.84 mm로 나타났다. 또한 한여름 8월 3일 대취축적은 모래 지반에서 14.58 mm, 일반 조경토 지반에서 17.92 mm로 차이가 3.34 mm로 나타났다. 즉 고온기의 대취층은 일반 조경토에서 초여름 69.19%, 한여름 22.90% 정도 더 많이 축적되었다. 10월 5일 가을 조사 시 대취축적은 7.50-9.25 mm 사이로 전체적으로 지반 종류에 관계없이 8월 초순에 비해 크게 감소하였다. 하지만 이 때 일반 조경토에서 대취축적은 9.25 mm로 7.50 mm인 모래 지반에 비해 23.33% 정도 더 많게 축적된 것으로 나타났다.
Fig. 4
Thatch layer development of cool-season grasses grown in the landscape’s loamy sand soil and sand-based root zone systems. In spring, late June, early August, and fall, investigation dates were May 7, June 30, August 3 and October 5 in 2010, respectively. Bars with different letters are significantly different based on DMRT at P≤0.05. ( Sand-based root zone, Landscape’s loamy sand soil)
잔디밭에서 대취층은 유기물로 이루어져 있으며, 대취 축적은 식물체내 전체 생체 생산량이 분해되는 생체량보다 더 많아서 유기물이 축적되는 현상이다(Turfgrass Society of Korea, 2020). 따라서 대취 축적은 잔디생장 및 미생물 분해활동에 영향을 주는 식재층의 토양 상태에 따라 대취 축적 속도가 다르게 나타날 수 있다. 일반적으로 대취 축적은 잔디 생육적온 범위에서 생장이 왕성할 때, 또는 통기성 불량 등 혐기적 토양 조건으로 미생물의 유기물 분해 속도가 느릴 때 더 빠르게 나타날 수 있다(Couillard et al., 1997). 본 연구에서 6월 이후부터는 일반 조경토에서 자란 한지형 잔디의 대취축적이 모래지반보다 더 많이 축적되었는데, 이러한 차이는 식재층의 토양 물리적 환경 차이로 미생물의 분해 속도가 달라지면서 나타난 것으로 추정되었다.
잔디 연구포장 조성 시 일반 조경토 지반의 토성은 양질 사토로 모래 지반에 비해 모래 입자의 함유량이 20% 정도 더 적게 나타났다. 즉, 일반 조경 토양은 모래 지반에 비해 대공극 비율이 상대적으로 적어 통기성이 불량하여 호기성 미생물에 의한 분해속도가 모래 식재층에 비해 느리기 때문에 대취층이 더 많이 축적되는 것으로 판단되었다. 또한 Kim (2021b)의 분석결과 일반 조경토의 보수력은 24%로 모래 지반에 비해 2배 정도 높지만, 통기성은 상대적으로 떨어지는 것으로 보고되고 있다. 즉 잔디 식재층 토양 종류에 따라 대공극 점유율 및 통기성이 다르기 때문에 미생물에 의한 유기물 분해속도가 달라지면서 대취축적이 다르게 나타날 수 있다.
또한 대취층은 일반 조경토 및 모래 지반 종류에 관계없이 계절적으로 가을철에 크게 감소하는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과는 생육 환경 조건이 서로 다르기 때문에 나타난 것으로 추정되었다. 앞서 기술한 것처럼, 광합성 회로가 C3 유형인 한지형 잔디는 15-24℃ 사이에서 생장이 가장 왕성하다. 하지만 9월 하순 이후 평균 온도가 15℃ 이하로 떨어지기 때문에 잔디생장이 저하되면서 전체 잔디밭의 물질 대사 작용이 감소하기 때문이다. 즉 9월 하순을 지나면서 한지형 잔디의 생육속도 저하로 대취층 축적이 전체적으로 감소하는 것으로 판단되었다(Beard, 1973; Fry and Huang, 2004).
종합적으로 잔디밭 밀도, 지하부 뿌리생장과 근계발달, 대취축적 등 잔디 생육 특성을 모두 고려 시 모래 식재층 지반에서 생장한 한지형 잔디의 성능이 관행의 일반 조경토 지반에서 생장한 한지형 잔디보다 전반적으로 더 우수한 것으로 판단되었다. 본 실험에서 지반간 연중 잔디밭 성능을 비교 분석한 결과 모래 식재층 지반에서 잔디밀도는 11.43%, 뿌리 길이 생장 및 근계발달은 각각 27.65%, 29.47%로 더 왕성한 것으로 나타났다. 하지만, 대취축적은 일반 조경토에서 14.7% 더 많이 축적됨을 확인하였다. 또한 배수 시 중요 척도인 투수 속도는 Kim(2022)의 연구에 의하면 실내에서 정수위 투수계수를 비교 시 모래 식재층에서 2.37배, 그리고 잔디포장 현장에서 투수 속도계로 측정 시 350배 더 빠른 것으로 나타나고 있다. 이러한 연구 결과는 조경 설계 및 시공 시 일반 조경용 토양에 비해 모래 식재층 지반에 식재 시 한지형 잔디 성능이 훨씬 더 양호하다는 것이 객관적 데이터로 검증 되는 것을 의미한다.
특히 본 연구를 통해 한지형 잔디의 지하부 뿌리생장 및 근계발달은 기존 일반 조경토에 비해 모래로 조성한 식재층에서 자랐을 때 연중 지속적으로 더 우수하게 나타났는데, 그 이유는 지반간 토성과 공극율 차이로 인해 토양환경이 다르기 때문이다. 본 연구에서 일반 조경토의 토성은 양질 사토이며 점토 및 미사의 함유율이 21%, 즉모래 식재층 지반의 0.2%보다 100배 정도 더 높았다. 하지만, 모래 함유량은 79%로 모래 지반에 비해 20% 정도 더 적은 상태였다.
토양 공극은 사이즈에 따라 대공극 및 미세공극 두 종류로 구분되며 토양내 수분 이동과 통기성은 대공극이 차지하고 있는 비율에 따라 달라질 수 있다(Puhalla et al., 2002). 잔디밭의 배수 성능과 공기 순환 속도는 대공극과 미세공극 비율에 따라 결정되며, 특히 대공극인 통기공극 비율이 많을수록 통기성은 증가한다(Adams and Gibbs, 1994; Carrow and Petrovic, 1994). 따라서 일반 조경토에 비해 모래가 99% 이상인 모래 식재층 지반의 대공극 점유율이 상대적으로 훨씬 높기 때문에 연중 배수와 공기 순환이 우수한 것으로 판단되었다.
조경 설계 및 시공 시 관행 방식의 일반 조경토 지반은 모세 공극이 많고, 반대로 대공극인 통기공극 비율은 적어 통기성이 불량하다. 특히, 7-8월 고온기에 통기성 불량으로 C3 식물인 한지형 잔디의 광합성과 호흡 등 물질대사 기능이 떨어지면서 체내 저장 탄수화물 감소로 지하부 뿌리생장이 저하될 수 있는데, 이는 하고 현상 후 가을철 잔디밭 회복력에 대단히 불리한 요인이다. 즉 조경 실무 현장에서 사철 푸른 잔디, 연중 녹화기간 연장, 양질의 잔디 품질을 고려한다면 관행방식을 지양하고, 잔디 설계 및 시공 시 모래 위주로 식재층을 조성하면 여름 고온기에 잔디 뿌리생장과 품질 등 전체 잔디밭의 적응력을 크게 개선할 수 있다.
조경 설계 시 잔디밭 조성 과정에서 투수와 통기성 확보는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 배수가 부적절한 지역은 지하부 뿌리 조직에서 호흡 대사 작용이 원활하지 않아 잔디 고사로 품질 저하가 예상되기 때문에(Bavier and Cella, 2022) 적절한 배수 성능을 유지하는 것은 중요하다. 왜냐하면 잔디밭 시공 시 해당 현장의 식재층 토양 조건에 따라 대공극 비율 및 투수속도와 함께 지상부 엽생장, 뿌리생장, 근계발달 및 대취축적이 다르며, 이에 따라 전체 잔디밭의 적응력 차이가 다르게 나타날 수 있다. 국내에서 일반 조경 현장의 원지반 토양은 대부분 배수성능이 낮은 편이다. 따라서 조경 설계 단계에서 잔디밭 시공 시 통기성 확보를 위해 해당 현장의 기존 토양에 모래를 혼합해서 식재층의 통기 공극 비율을 높이는 대책이 필요하다. 이 때 모래 골재를 이용 시 적정 혼합 비율은 원지반 토양 상태에 따라 달라질 수 있기 때문에 잔디 전문가를 통해 모래 및 토양 개량제를 혼합한 생물 검정을 통해 그 비율을 결정하는 것이 필요하다.
따라서 국내에서 조경 설계 및 시공 시 공원, 리조트 단지, 테마형 파크, 학교 운동장 등에 적용하려고 하는 일반 조경토는 시공 비용은 저렴하지만, 한지형 잔디의 품질 저하, 대취축적 과다 및 배수성능 불량 등의 단점이 예상되므로 양질의 한지형 잔디밭을 기대하는 현장은 모래 혼합을 통해서 투수 속도와 통기성 향상을 위한 잔디밭 시공의 패러다임 변화가 절대적으로 필요한 시기이다. 본 실험에서 일반 조경토 및 모래 식재층 지반에 따라 연중 계절별 나타난 한지형 잔디의 생육 특성 차이, 지반간 잔디 성능과 대취축적 데이터는 실무적으로 조경 설계 시 한지형 잔디밭 시공 및 유지 관리에 유용할 것이다. 장기적으로 조경 실무에서 사용하고 있는 일반 조경토는 지역 및 현장에 따라 물리ᆞ화학적 특성이 크게 다르기 때문에 다양한 조경토에 모래 및 토양개량제 비율을 달리해서 객관적 비교 분석 및 연구를 통해 잔디밭 품질과 환경적응력에 최적의 모래 혼합 비율을 도출하는 것이 장기적으로 필요하다.
요약
본 연구는 조경용 일반 조경토와 모래 식재층 지반에서 한지형 잔디의 생육특성을 비교해서 조경 설계 시 정원 및 리조트 공원 등에 잔디밭 조성 및 관리에 실무적으로 응용하고자 시작하였다. 한지형 잔디밭 조성 후 잔디 밀도 등 생육 특성을 비교한 결과 식재층 토양 및 계절별 조사 시기에 따라 잔디 성능 차이가 유의하게 나타났다. 한지형 잔디의 연중 잔디 적응력을 비교 시 모래 식재층 지반에서 잔디밀도 11.43%, 뿌리생장 및 근계발달은 각각 27.65%, 29.47%로 더 왕성하게 나타났다. 하지만 대취축적은 일반 조경토에서 14.7% 더 많이 축적되는 것으로 나타났다. 여름 고온기에도 잔디밀도의 경우 모래 식재층에서 10-20% 정도 더 높았고, 뿌리 길이 및 근계발달도 각각 평균 15% 및 19% 정도 일반 조경토에 비해 더 왕성하게 생장하는 것으로 나타났으며, 대취층은 일반 조경토 지반에서 더 많이 축적되었다. 종합적으로 한지형 잔디의 생육특성과 투수성능을 모두 고려 시 일반 조경토 보다는 모래 식재층에 식재하는 것이 훨씬 더 우수한 것으로 판단되었다. 잔디밭 식재층 특성에 따라 잔디밀도, 뿌리생장, 근계발달 및 대취축적 차이가 나타나고, 동일한 기상 환경 및 관리 조건에서 일반 조경토 지반은 한지형 잔디의 환경 적응 능력이 낮으므로 조경 설계 및 시공 시 모래 혼합을 통해서 근권층의 대공극 점유율을 향상시키는 것이 필요하다.
