서론
농업 생태계에서 잡초는 작물의 생산성을 저해하는 주요 요인임과 동시에 농경지의 생물 다양성을 유지하는 중요한 구성 요소이다(Ryang et al., 1984). 특히, 과수원은 수년 이상 유지되는 과수를 재배한다는 점에서 매년 경운과 파종이 이루어지는 일반 밭 농경지와는 다른 잡초 관리 환경을 가진다. 과수원에서의 잡초는 양분 및 수분 경쟁을 뿐만 아니라 수관 하부의 영구적인 피복층을 형성하여 과수의 생육과 과실 품질에 장기적인 영향을 미치며 또한 특정 병해충의 중간 기주 역할을 수행하기도 한다(Park et al., 2003). 따라서 과수원에서는 잡초는 토양 건강과 농업 생태계 균형을 고려한 지피 관리가 요구된다. 과수원에서 제초제를 통한 잡초를 방제는 장기적으로는 잡초 군락의 종 조성을 단순화하고 제초제 저항성 잡초를 선택적으로 유발하여 농업 생산성을 위협하는 문제를 야기할 수 있다(Seong et al., 2015; Heap, 2014). 반면 친환경 관리 방식은 과수원의 식물 종 다양성을 증가시키는 긍정적인 효과를 가져오는 것으로 알려져 있다(Lee et al., 2015).
국내의 과수원 잡초 발생 현황은 51과 322종으로 보고되어 있고 이 중 바랭이, 깨풀, 쑥, 닭의장풀, 개여뀌 등이 우점하는 것으로 알려져있다(Park et al., 2005a). 중부지방의 과수원에서는 36과 139종의 잡초가 분포하고 있으며 바랭이, 쑥, 개여뀌, 깨풀 등이 우점하였으며(Park et al., 2005b), 영남지역 과수원에서는 31과 92종의 잡초가 있으며 바랭이, 밭뚝외풀, 조개풀 등이 주로 출현하였다(Hwang et al., 2004). 충북지역 과수원에서는 47과 200종으로 바랭이, 피, 쇠별꽃, 쑥, 흰명아주 등이 우점하고 있는 것으로 보고되었다(Lee et al., 2016).
본 연구는 경상지역의 친환경 과수원과 관행 과수원을 선정하여 잡초 분포 현황과 외래 잡초 침입 양상을 비교하였다. 이를 통해 과수원의 잡초 발생을 파악하고 과수원의 지속 가능한 생산성 유지에 필요한 잡초 관리 전략 수립을 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
재료 및 방법
잡초 조사 방법
과수원 재배지에서의 잡초조사는 2022년 4월부터 9월까지고 조사시기는 각 작물별 생육초기, 중기, 후기로 연간 총 3회 실시하였다. 조사지역과 작물은 경남 거창(사과), 경북 칠곡(배), 경북 상주(포도), 경북 김천(복숭아), 경북 청도(감)으로 각 작물별 친환경재배지 1포장, 관행재배지 1포장씩 총 10개 과수원을 선정하여 조사하였다. 잡초의 피도는 BraunBlanquet (1964)의 방법으로 7개 등급을 기준으로 조사하였고 등급별 조사 기준은 5:75-100%; 4:50-75%; 3:25-50%; 2:5-25%; 1:<5%미만; +: 드묾(few individuals); r: 매우드묾(very fewer individuals)으로 판정하였다(Wikum and Shanholtzer, 1978).
자료의 분석
전체적인 잡초목록은 국가표준식물목록(KNA, 2022)을 참고하였고, 추가적으로 한국의 귀화식물 원색도감(Park, 2009)을 참고하여 작성하였다. 생활형은 Raunkiaer(1934)의 기준으로 하계일년생, 동계일년생, 하계·동계일년생 그리고 다년생으로 구분하였다. 잡초 군락의 특성을 파악하기 위하여 중요치(IV)분석을 실시하였다(Curtis and McIntosh, 1950). 중요치는 잡초의 우점순위를 확인할 수 있는 정량적 수치이고 상대빈도와 상대피도의 평균으로 산출하였다.
조사된 과수원과 잡초 분포의 상관관계를 비교하기 위하여 PCA (Principal Component Analysis)분석을 수행하였고 자료의 분석은 Community analysis package 4.0 (Seaby and Henderson, 2007)를 이용하였다.
결과 및 고찰
친환경 및 관행 과수원 잡초분포
경상지역 경남 거창(사과), 경북 칠곡(배), 경북 상주(포도), 경북 김천(복숭아), 경북 청도(감) 친환경 및 관행 과수원에서 조사한 결과 출현한 잡초는 41과, 115속, 127종, 1아종, 28변종, 2품종으로 총 158 분류군이 출현하는 것으로 조사되었고, 재배 유형에 따라 친환경 과수원에서는 37과, 98속, 97종, 1아종, 27변종, 2품종으로 총 127분류군, 관행 과수원에서는 35과, 83속, 92종, 1아종, 13변종, 2품종 총 108분류군으로 조사되었다(Table 1; Appendix 1). 이는 국내 과수원 전체에서 발생하는 322종보다는 적고 영남지역 과수원에서 조사된 92종부다는 많은 수가 조사되었다(Park et al., 2005a; Hwang et al., 2004). 친환경과 관행 과수원에서 공통으로 발생하는 잡초는 쇠뜨기, 닭의장풀, 참방동사니, 금방동사니, 파대가리 등 총 77종으로 조사되어 전체 발생종 중 48.7%를 차지하였다. 친환경과 관행 과수원에서 출현 종을 과별로 분석한 결과 국화과와 벼과가 친환경과 관행 과수원 모두 21종으로 가장 많이 발생되었으며, 그 외에 친환경 과수원에서는 마디풀과 11종, 십자화과 9종 순이었고, 관행 과수원에서는 마디풀과 4종, 십자화과 6종 순으로 조사되었다(Table 2). 친환경 과수원이 관행 과수원보다 더 많은 잡초 분류군이 출현하여, 친환경 방식의 과수원 관리가 잡초의 다양성을 높이는 결과를 가져왔다(Lee et al., 2015). 이러한 종 다양성의 차이는 두 농법의 잡초 관리 방식의 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 관행 과수원은 주로 비선택성 제초제를 살포하여 특정 시기에 생육하는 모든 식생을 제거하므로 제초제에 내성이 있거나 회복력이 빠른 특정 일년생 잡초(바랭이 등)가 우점하고 종 조성이 단순해지는 경향이 있다(Hyvönen et al., 2003). 반면, 예초를 주된 관리 수단으로 하는 친환경 과수원은 지상부만 제거되고 뿌리와 지하경이 보존되므로 교란 이후 재생이 가능한 다양한 다년생 식물이 공존할 수 있는 환경을 제공하여 종 풍부도가 높게 나타난 것으로 사료되었다(Hald, 1999).
Table 1
Number of vascular plants by the taxonomic category in eco-friendly and conventional orchard.
발생잡초의 중요치 분석
경상지역에 출현하는 잡초의 우점순위를 판단하기 위한 중요치를 분석한 결과 친환경 과수원에서 바랭이가 가장 우점하는 것으로 분석되었고, 쑥, 깨풀, 쇠별꽃, 박주가리순이며(Table 3), 관행 과수원에서 바랭이가 우점하였고, 환삼덩굴, 쇠별꽃, 깨풀, 닭의장풀순이었다(Table 4). 친환경과 관행 과수원 모T두에서 바랭이가 우점하였다. 이는 바랭이가 왕성한 종자 생산력과 빠른 생육 속도를 바탕으로 토양 교란이 빈번한 과수원 환경에 광범위하게 잘 적응하는 대표적인 하계일년생 잡초임을 의미하며, 친환경 과수원에서 2위 우점종인 쑥은 대표적인 다년생 잡초로 물리적 제초가 주를 이루는 친환경 관리 환경에서 다년생 잡초의 군락 내 지배력이 높아지는 것을 확인하였다. 국내 과수원 전체에서 우점하는 바랭이, 깨풀, 쑥, 닭의장풀 등과 유사한 결과를 보여주었다(Park et al., 2005a)
발생잡초 생활형 분석
친환경 및 관행 과수원에서 발생한 잡초의 생활형을 분석한 결과 전체적으로 하계 일년생이 65종, 동계 일년생이 23종, 하계 및 동계 일년생의 두가지 생활형을 모두 가지고 있는 잡초가 19종, 다년생이 51종으로 조사되었다(Table 5). 다년생 잡초는 친환경 과수원에서 40종으로 관행 과수원의 31종보다 많았고, 하계 일년생의 경우 친환경 과수원에서 52종, 관행 과수원에서 42종으로 조사되어 다년생보다 더 많은 종이 분포하였다. 동계 일년생과 하계 및 동계 일년생은 친환경과 관행 과수원 모두에서 각각 18종과 17종으로 조사되었다. 친환경 과수원에서 다년생 비율이 31.5%, 관행 과수원에서 다년생 비율이 23.7%로 다년생 잡초의 비율이 높아 잡초관리의 방식에 따른 잡초의 생활형 차이가 있었다. 친환경 및 관행 과수원 모두 하계 일년생 잡초가 가장 높은 종 다양성과 우점도를 보였다. 이는 우리나라의 고온다습한 여름 기후가 C4 식물인 하계 일년생 잡초의 생육에 적합하기 때문인 것으로 판단된다(Park et al., 2005b). 관행 과수원에서는 봄철 제초제 살포 이후 형성된 나지와 같은 환경에서 바랭이, 깨풀 등의 초기 생육이 빠르고 광요구도가 높은 하계 일년생 잡초의 급격한 발생이 있는 반면, 친환경 과수원은 주기적인 예초 관리로 인해 다년생 잡초와 하계 일년생 잡초가 혼재하는 양상을 보였다. 동계 일년생 잡초의 경우, 쇠별꽃, 큰개불알풀 등이 모두에서 상위 우점종으로 나타났다. 이는 과수의 낙엽 기간 동안 충분한 광량을 확보할 수 있는 과수원의 계절적 특성이 반영된 결과이다.
외래잡초의 발생
친환경 및 관행 과수원에서 외래잡초의 출현 종수는 전체 16과 47종이며, 친환경 과수원 15과 35종, 관행 과수원 15과 37종으로 조사되었다(Table 6). 전체 과수원에서 발생한 잡초 41과 158종 중에서 외래잡초는 16과 47종으로 전체 29.7%를 점유하고 있었다. 친환경과 관행 과수원 공통으로 출현한 외래잡초는 서양민들레, 울산도깨비바늘, 큰개불알풀, 별꽃 등 25종이며, 외래잡초의 과별로 출현 종수는 국화과가 8종으로 가장 많은 조사되었다. 이는 밭 외래잡초의 과별 분포비율을 조사한 (Park et al., 2003)에서 국화과가 우점한다는 경향과 일치하였다.
과수원과 잡초군락과의 상관관계
친환경 및 관행 과수원 조사 지점의 잡초 중요치를 이용하여 주성분 분석(PCA)을 수행하여 잡초 군락과 과수원과의 상관관계를 분석한 결과, 1축, 2축, 3축에서 설명하는 누적 변이(Cumulative Variance)는 66.6%로 전체 군집 변이의 비율을 설명하였다(Fig. 1). 1축(31.5%)은 전체 군집 변이 중 가장 큰 비중을 설명하며, 이는 잡초 군집 구조를 결정하는 가장 지배적인 요인을 반영한다. 그래프 상에서 친환경(E) 과수원 조사 지점 그룹과 관행(C) 과수원 조사 지점 그룹이 각 과수별로 비교하면 명확하게 분리되었다. 2축(17.4%)는 과수원 유형(사과, 배, 포도, 복숭아, 감)에 따른 군집의 미세한 차이를 분리하는 데 기여했다. 친환경 과수원 방향의 벡터는 쑥, 박주가리 등 다년생 잡초가 해당 군집을 특징짓고 있었고, 관행 과수원 방향의 벡터는 바랭이, 별꽃, 새포아풀, 주름잎 등 일년생 잡초 종들이 군집을 형성하였t다. 전체 잡초 군락은 과수의 종류에 따라 넓게 분포하는 경향을 보였으나, 동일 과수 내에서는 친환경과 관행의 재배 관리 방식에 따라 잡초 군락의 구조가 구분되는 양상을 확인하였다. 특히 사과와 포도 과수원의 경우 관행(C)과 친환경(E) 재배지가 제1축과 2축 상에서 서로 다른 방향으로 위치하여 관리 방식이 잡초 군락 조성에 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 잡초 종과의 상관관계를 분석해 보면, 친환경 사과 과수원 등은 주로 쑥(Artemisia princeps), 개망초(Erigeron annuus), 울산도깨비바늘(Bidens pilosa) 등의 벡터와 강한 양의 상관관계를 보였다. 이는 제초제를 사용하지 않는 친환경 관리 환경이 다년생 잡초인 쑥이나 키가 큰 일년생 잡초가 정착하기 유리한 생태적 지위를 제공함을 통계적으로 보여준다. 반면, 관행 포도 과수원 등은 별꽃(Stellaria media), 주름잎(Mazus pumilus) 등 키가 작은 잡초나 제초제 저항성 우려가 있는 일부 일년생 잡초들과의 연관성이 높게 나타났다. 과수원 잡초 군락은 과수의 종류 등에 일차적인 영향을 받지만, 제초제 사용 등의 인위적 교란이 잡초의 생활형 분포와 우점종을 결정짓는 유의미한 변수로 작용하여 친환경과 관행 재배 방식 간의 잡초 분포 차이를 유발하는 것으로 분석되었다.
요약
본 연구는 경상지역 친환경 및 관행 과수원에서 발생하는 잡초의 분포현황을 조사하였다. 전체 과수원에 출현한 잡초는 41과, 115속, 127종, 1아종, 28변종, 2품종으로 총 158분류군으로 조사되었고, 친환경 과수원에서는 37과, 127분류군, 관행 과수원에서는 35과, 108분류군이 출현하였다. 친환경과 관행 과수원 모두 바랭이(Digitaria ciliaris)가 우점하였고 친환경 과수원에서는 다년생인 쑥(Artemisia princeps)이 두번째로 우점하였다. 잡초의 생활형은 친환경과 관행 과수원 모두 하계일년생이 가장 많았고, 친환경 과수원에서 다년생 잡초가 31.5%. 관행 과수원 28.7%보다 더 높은 비율을 차지하였다. 외래 잡초는 158종 중 47종으로 29.7%를 차지하였고 친환경 과수원에서 35종, 관행 과수원에서 37종이 출현하였다. 본 연구 결과는 친환경과 관행 과수원의 잡초군락을 이해하고 지속 가능한 과수원 잡초 관리 전략 수립에 기초 자료로 활용될 수 있다.
ACKNOWLEDGEMENT
This study was carried out with the support of “Research Program for Agricultural Science & Technology Development”(Project No. RS-2021-RD009884), National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration, Republic of Korea.
Authors Information
Young Ju Oh, Institute for Future Environmental Ecology Co., Ltd, Representative Director, https://orcid.org/0000-00018861-8558
Yong-Ho Lee, Han Kyong National University, Ojeong Resilience Institute, Korea University, Research Professor, https://orcid. org/0000-0002-8714-3746
Sun-Hee Hong, Han Kyong National University, Professor, https://orcid.org/0000-0001-7581-0604
Min-Jae Kong, National Institute of Agricultural Sciences, Researcher
