최근 전 세계적인 관심사가 탄소중립 프로그램이다. 탄소중립 프로그램은 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO2)의 발생을 줄이는 노력을 통해 궁극적으로 발생량을 ʻ0’으로 만드는 것을 의미한다(Chen et al., 2022). 지구온난화는 이산화탄소, 아산화질소(N2O), 메탄(CH4) 등의 온실가스가 지구 대기 중에 축적되어 지구 표면으로부터 방출되는 복사에너지를 흡수하여 지구의 대기 온도를 상승시키는 현상으로 기후변화와 같은 범 지구적인 문제의 원인으로 지목받고 있다(Kim, 2009). 미국 환경보호국(US Environmental Protection Agency, 2020) 자료에 의하면, 2018년 대기 중 농도가 가장 높은 온실가스는 CO2로 전체 온실가스 배출량의 81%을 차지할 만큼 막대한 양의 CO2가 지속적으로 배출되고 있다. 국내에서도 지구온난화의 주범인 이산화탄소의 발생을 줄이는 일환으로 도시 숲이나 녹지공간을 조성하기 위한 다양한 프로그램과 로드맵을 구축하고 있다. 그 중 하나가 천연잔디를 이용한 탄소 중립 프로그램이다. 잔디는 스포츠(골프, 축구, 야구, 테니스 등), 주거용 및 상업용 지역, 공공 지자체(공원, 학교, 도로변 등)에서 다양한 용도로 매우 광범위하게 사용되고 있으며, 인구와 도시 경관이 증가함에 따라 잔디가 식재되는 면적은 더욱 늘어날 것으로 보인다(Wang et al., 2022) .
천연잔디 학교운동장은 도심 내 근린공원과 같이 녹지공간을 제공하고, 교육과정에 있는 학생 및 지역구성원들에게 육체적, 심리적, 사회적 건강을 향상시키며 상호관계를 이뤄가는 중요한 장소라고 할 수 있다(Lee, 2013). 지역 및 학교가 연계된 녹지공간의 중요성이 증대되고 있는 상황을 고려한다면, 생활환경 개선과 청소년 정서 함양에 기여하는 천연잔디 학교운동장의 보급 및 활성화가 요구된다. 최근 학교운동장 인조잔디의 환경 유해성 및 재설치 비용 과다 문제로 학교의 잔디 운동장 조성 시 인조잔디 운동장에서 친환경 운동장으로의 교체가 요구되고 있다(Lee et al., 2015).
천연잔디 학교운동장은 골프장이나 경기장(축구장, 야구장)처럼 잔디 품질이 경기력에 영향을 주지 않기 때문에 골프장이나 경기장 수준의 잔디 품질을 요구하지는 않는다. 따라서 학교에서 천연잔디 운동장을 조성하는 경우 학생들이 이용하고, 학교 프로그램을 진행할 수 있는 기능적이고, 심미적 가치를 갖는 학교운동장을 조성하는 것이 필요하다. 또한 대부분 학교에서 예산 확보가 쉽지 않은 관계로(Chang et a1., 2020) 적은 예산으로 효율적으로 관리할 수 있는 천연잔디 운동장을 조성이 필요하다.
학교운동장에서 천연잔디 운동장을 유지하고 관리하기 위해서는 잔디생육에 적합한 식재 토양 규격 및 조성 방안 등에 대한 연구가 필요하다(Kim et al., 2022). 현재 스포츠 운동장의 잔디 식재 토양 규격은 미국골프협회(United States Golf Association; USGA)에서 제안하는 식재 토양 규격을 따르도록 권면하고 있으나(Kim et al., 2022) 천연잔디 운동장에서는 조성 및 관리 시 충분한 예산 확보가 어려우므로(Chang et al., 2020) 잔디의 생육과 품질을 유지하기 위한 적절한 관리 방법이 필요하다. 식재된 잔디를 과학적으로 관리하기 위해서는 생육기간 중 토양 특성 및 잔디 생육 특성의 변화를 조사하여 학교운동장 잔디관리 방법을 체계화하여야 한다(Kim and Shearman, 1998). 따라서 본 연구는 천연잔디 학교운동장 확대 보급 활성화를 위해 천연잔디 운동장의 잔디 생육 및 토양 특성을 조사하여 학교운동장에 식재된 잔디관리 시 기초자료로 사용하고자 수행하였다.
본 연구는 2021년 2월부터 10월까지 9개월 동안 천연잔디로 조성된 학교운동장의 특성을 파악하기 위해 대구광역시에 소재하고 천연잔디 학교운동장을 보유학고 있는 학교 3개소를 조사장소로 선정하였다. 선정된 학교는 대구광역시 달성군에 위치한 A초등학교(A 학교), 수성구에 위치한 B고등학교(B 학교), 달서구에 위치한 C고등학교(C 학교)였다. A와 C학교는 난지형 잔디가, B학교는 한지형 잔디가 식재되어 있었다.
선정된 학교운동장에서 토양 물리성과 잔디 밀도 조사는 4월(학기 중 조사 시기)에 1회 조사하였고, 잔디 생육 및 품질은 4월과 8월에 2회 조사하였다. 조사 시기의 선정은 학생들이 활동하는 학기 중(4월)과 학생들의 활동이 없는 방학 중(8월)에 실시하였다. 학기 중에는 2021년 4월 20일, 22일, 26일에 각각 B학교, A학교 및 C학교를 조사하였고, 방학 중에는 동년 8월 24일과 26일에 B학교와 C학교, A학교를 조사하였다.
조사는 현장조사(잔디 밀도, 잔디 품질 및 포화수리전도도)와 실내조사(잔디분석, 토양분석)로 이뤄졌다. 잔디 밀도는 정사각형으로 제작된 조사장비(15 cm×15 cm)를 이용하여 운동장을 교단에서 임의로 좌측, 중앙, 우측으로 삼등분한 다음 각각 세지점의 중앙에서 단위면적당 잔디 밀도를 조사하여 평균값으로 나타냈다. 잔디 품질은 가시적 잔디 품질로서 색상, 생육과 밀도를 고려한 NETP (Nurse Entry to Practice)의 프로그램에 준하여 조사하였다(Lee, 2022). 토양의 물리성은 용적밀도(bulk density), 모세관 공극(capillary porosity), 비모세관 공극(air-filled porosity), 공극률(total porosity) 및 포화수리전도도(saturated hydraulic conductivity)를 측정하였고 상토의 표준분석법(NIAST, 2000)에 준하여 분석하였다. 포화수리전도도는 현장조사용 수리전도도 측정 칼럼을 이용하여 변수위법으로 측정하였고, 임의로 선정한 3지점에서 조사하여 평균값으로 나타냈다. 토양의 화학성은 pH, 전기전도도(electrical conductivity; EC), 유기물(organic matter; OM), 전질소(total nitrogen; T-N), 유효인산(available phosphate; Av-P2O5), 치환성 칼륨(exchangeable potassium; Ex-K), 양이온치환용량(cation exchangeable capacity; CEC)을 분석하였고, 분석 방법은 토양 화학 분석법(NIAST, 1998)에 준하여 실시하였다. 각 학교운동장에서 채취한 토양시료를 음지에서 풍건한 후 2 mm체를 통과시킨 시료를 이용하여 분석하였고, pH와 EC는 1:5법으로, pH meter (SevenCompact pH/ion S220, Mettler Toledo, Ohio, USA)와 EC meter (Orion 3 star, Thermo Fisher Scientific, Massachusetts, USA)로 측정하였고, 유기물은 Tyurin법으로, 유효인산은 Bray NO. 1 용액으로 추출하여 바나도몰리브덴산염법으로, 치환성 칼륨과 양이온치환용량은 1 N-NH4OAc 침출법으로 각각 분석하였다.
잔디분석은 각 학교운동장에서 채취된 잔디를 65℃로 조정된 건조기(dry oven; OF-W155, Daihan Scientific Co. LTD, Wonju, Korea)에서 24시간 동안 건조한 후 분석용 시료로 이용하였다. 건조된 잔디시료는 황산을 이용하여 Kjeldahl 분해장치(DK20, VELP Scientifica Srl, Usmate Velate, Italy)에서 분해하고 이를 여과 후 정용하였다. 잔디 식물체 분석은 식물체 분석법(NIAST, 1998)에 준하여 실시하였고, 분석 항목은 질소, 인, 칼륨을 분석하였다. 질소는 분해액을 Kjeldahl 증류장치(UDK129, VELP Scientifica Srl, Usmate Velate, Italy)를 이용하여 Kjeldahl증류법으로 분석하였고, 인의 분석은 바나도몰리브덴산염법을 이용하여 UV-spectrophotometer (Genesys 2PC, Thermo Fisher Scientific Korea, Seoul, Korea)에서 측정하였으며, 칼륨의 분석은 염광광도계(PFP7, Jenway, Staffordshire, UK)를 이용하여 원자흡광분광법으로 분석하였다. 통계처리는 SPSS (ver. 12.1, IBM, New York, USA)를 이용하여 Duncan 다중검정을 통해 평균값의 유의차를 검정하였다.
학교운동장에 식재된 잔디 밀도와 잔디 품질을 조사하였다(Table 1). 잔디 밀도는 A, B 및 C학교가 각각 7,097, 2,179 및 1,926 ea m-2 로 A학교가 가장 높게 나타냈다. C학교는 식재된 난지형 잔디에서 라이족토니아마름병과 잡초의 발생으로 잔디 밀도가 감소하였다. 잔디 품질은 4월의 경우 4.83-6.25를 나타냈고, 8월은 6.48-7.07를 나타냈고, 4월보다 8월이 높은 경향을 나타냈다. 난지형 잔디가 식재된 학교(A, C 학교)는 5월경 그린업이 시작되어 8월경 최성기를 이루고 10월경에 휴면에 들어가기 때문에 1차 조사 시기인 4월에는 그린업이 완전이 이뤄지지 않아 잔디 생육이 불량했고, 2차 조사 시기인 8월에는 잔디 품질이 증가한 것으로 나타냈다. 한지형 잔디가 식재된 학교 B는 1차 조사 시기인 4월에도 잔디 품질이 우수해야 하나 잔디 생육과 밀도가 불량하여 학교운동장에 그린업이 잘 이뤄지지 않아 4.83을 나타냈고, 8월 조사에서는 잔디와 화본과 잡초가 혼재되어 있어 6.48을 나타냈다.
Table 1
Turfgrass species, turfgrass density and changes of visual turfgrass quality in the school playground.
학교 내 식재된 잔디 중 난지형 잔디의 생육은 양호하였으나 한지형 잔디의 생육은 불량한 것으로 나타났다. 실제로 국내 학교운동장의 잔디는 주로 97% 이상이 난지형 잔디로 식재되어 있는 것으로 알려져 있다(Han et al., 2015). 한지형 잔디는 난지형 잔디와 비교할 때 연중 녹색기간이 길어 시비나 병충해 관리 요구도가 높기 때문으로 판단된다(Kim et al., 2012). Han et al. (2015)은 학교운동장의 잔디관리자들은 비전문가들로 구성되어 있고, 낮은 비용으로 잔디를 관리하고 있어 고품질의 잔디를 유지하는 것은 어렵다고 보고하였다.
천연잔디 학교운동장 토양의 물리성 조사에서 용적밀도, 모세관 공극, 비모세관 공극, 총공극 및 포화수리전도도는 각각 1.31-1.44 g cm-3, 29.6-34.1%, 9.6-17.9%, 42.5-47.5% 및 17.8-490.2 mm hr-1로 나타났다(Table 2). 학교운동장의 용적밀도, 모세관 공극, 비모세관 공극 및 총공극은 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 포화수리전도도는 학교에 따라 차이를 나타냈다. Kim et al. (2022)는 포화수리전도도는 총공극이나 모세관 공극과 밀접한 관계가 있다고 보고 하였으나 본 연구에서는 Kim et al. (2022)의 결과와 차이를 나타냈다. 이는 Kim et al. (2022)의 연구와 달리 조사된 토양의 토성과 입경분포 및 근권 토양의 깊이가 차이를 나타냈기 때문으로 판단된다. 토양 물리성의 차이는 잔디 재배 근권 환경의 변화를 나타내어 토양의 화학성에도 영향을 미치게 된다(Lee et al., 2012).
천연잔디 학교운동장에서 토양의 화학성 변화는 계절에 따라 다소 차이를 나타냈다(Table 3). 4월 조사에서 pH, EC, OM, T-N, Av-P2O5, Ex-K 및 CEC는 각각 6.51-7.02, 0.15-0.36 dS m-1, 2.09-2.62%, 0.05%, 67-141 mg kg-1, 268-434 mg kg-1 및 4.53-8.40 cmolc kg-1을 나타냈고, 8월 조사에서 pH, EC, OM, T-N, Av-P2O5, Ex-K 및 CEC는 각각 6.02-6.43, 0.08-0.17 dS m-1, 1.90-2.52%, 0.09-0.13%, 99-169 mg kg-1, 1,106-1,164 mg kg-1 및 3.97-5.50 cmolc kg-1을 나타냈다. Kim et al. (2012)은 잔디 식재 토양에서 pH와 EC가 봄철보다 여름철에 감소한다고 보고하여 본 연구에서 계절적 변화와 유사한 결과를 나타냈다. 하
지만 T-N, Av-P2O5 및 Ex-K 등은 조사 시기마다 차이를 나타냈고, 이는 잔디 내 시비시기가 차이를 나타내기 때문이었다(Kim et al., 2012). 일반적으로 토양 화학성은 조성 시에는 토양개량제의 특성에 따라 차이를 나타내지만(Kim et al., 2009 ; Kim et al., 2017) 잔디가 식재된 후에는 시비관리에 따른 토양 환경의 변화에 의해 영향을 받기 때문이다(Chang et al., 2007).
잔디 경엽에 함유된 양분 함량을 조사한 결과는 Table 4와 같다. 4월 조사에서 질소(N), 인(P), 칼륨(K)의 함량은 각각 1.49-1.88%, 0.33-0.52%, 1.68-2.55%를 나타냈고, 8월에는 0.57-1.31%, 0.12-0.16%, 0.96-2.41%를 나타냈다. 잔디 생육 시기별 양분 함량은 4월보다 8월에 감소하는 경향을 보여 시기별 잔디의 양분 함량의 차이를 나타냈다. A와 C학교에 식재된 난지형 잔디인 들잔디(Zoysia japonica)의 생육은 7-8월에 왕성하다는 점을 고려할 때, 봄철에는 양분 함량이 높고 여름철에 양분 함량이 낮아 계절별 잔디의 양분 불균형이 발생한 것으로 판단된다.
상기 결과를 종합할 때, 학교운동장 잔디 식재 토양 조성과 더불어 계절에 따라 토양 화학성, 잔디 품질 및 양분 함량에서 차이를 나타내어 잔디 생육을 고려한 잔디 품질관리가 필요하였다. 천연잔디 학교운동장에서 잔디의 품질을 유지하고, 생육을 개선하기 위해서는 토양관리, 시비관리 및 재배관리 등과 같은 종합적인 관리프로그램이 필요하였다(Chang et al., 2020).
요약
본 연구는 대구지역의 천연잔디 학교운동장에서 잔디와 토양 특성을 조사하여 학교운동장에 식재된 잔디관리 시 기초자료로 사용하고자 수행하였다. 학교운동장에서 시각적 품질은 4월에는 4.83-6.25를, 8월에는 6.48-7.07를 나타냈다. 토양의 용적밀도, 모세관 공극, 비모세관 공극, 총공극 및 포화수리전도도는 1.31-1.44 g cm-3, 29.6-34.1%, 9.6-17.9%, 42.547.5% 및 17.8-490.2 mm hr-1 범위로 조사되었다. 4월 조사에서 pH와 EC는 각각 6.51-7.02, 0.15-0.36 dS m-1을, 8월 조사에서는 각각 6.02-6.43와 0.08-0.17 dS m-1을 나타냈다. 잔디 경엽에서 질소(N), 인(P), 칼륨(K)의 함량은 4월 조사에서 1.491.88%, 0.33-0.52%, 1.68-2.55%의 범위를, 8월 조사에서 0.57-1.31%, 0.12-0.16%, 0.96-2.41%의 범위를 나타냈다. 상기 결과를 종합할 때, 천연잔디 학교운동장은 계절에 따라 토양 화학성이나 잔디 양분 함량이 차이를 나타내므로 잔디 생육 시 토양 특성을 고려한 종합적인 잔디관리 프로그램이 필요할 것으로 판단된다.
