KR101626591B1

KR101626591B1 - 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법

Info

Publication number: KR101626591B1
Application number: KR1020140183545A
Authority: KR
Inventors: 윤혜영; 이경준
Original assignee: (주)브레인트리생명공학연구소; 유한회사 도성개발; 주식회사 도성환경개발
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2016-06-02
Also published as: EP3033939A1; EP3033939B1; CN105706556B; CN105706556A

Abstract

본 발명은 모래밭버섯균을 이용한 척박지 녹화 공법에 관한 것으로서, 상기 척박지 녹화 공법에 따르면 식물의 생장을 촉진하여 식재된 식물이 잘 자랄 수 있도록 도와주는 균근균인 모래밭버섯균을 묘목의 뿌리에 도입하여 척박지를 녹화할 수 있는 방법을 제공할 수 있어, 척박지를 재생하여 숲을 조성할 수 있으므로, 토양의 이용성을 향상시킬 수 있고, 환경을 개선하여 환경오염을 줄이는 데 일조할 수 있다.

Description

모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법{Process for reforestation works using Pisolithus tinctorius}

본 발명은 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 관한 것으로서, 모래밭버섯균을 포함하는 영양성분을 토양에 도입하여 척박한 토양에서도 잘 자랄 수 있는 묘목을 성장시키고, 이를 척박지에 옮겨 심어 조림함으로써 녹화를 수행할 수 있는 방법에 대한 것이다.

균근(菌根, mycorrhiza)이란 식물뿌리와 토양 곰팡이가 공생하면서 살아가는 형태를 말한다. 곰팡이는 수분과 무기양분을 흡수해서 기주식물에게 전달하고, 기주식물은 곰팡이에게 탄수화물을 주어 살아갈 수 있게 한다. 균근을 형성함으로서 기주식물은 양분과 수분이 적은 척박한 토양에서도 자랄 수 있다. 이런 공생관계는 콩과식물에서 뿌리혹박테리아와 기주와의 공생관계와 비슷하여 콩과식물이 질소가 적은 척박한 토양에서 잘 자라는 것과 흡사하다. 육상식물의 95% 이상이 균근을 형성할 만큼 균근은 매우 흔하며, 산에서 자라는 야생 수목은 대부분 균근을 가지고 있다. 대표적인 예가 소나무 뿌리와 송이버섯과의 균근의 형성이다.

많은 균근 곰팡이 중에서 모래밭버섯(Pisolithus tinctorius)은 척박한 토양에서 소나무류와 공생하면서 소나무의 내건성과 내척박성을 유도하는 곰팡이로 알려져 있다. 이에, 모래밭버섯 균근균을 인공접종하여 묘목의 생장을 촉진시키는 연구들이 많이 수행되었다.

예를 들어, 한국임학회지 70: 72 - 76, 1985에 따르면, 모래밭버섯 균근균의 인공접종에 의한 포플러 삽목묘의 생장촉진 및 활착률 증진에 대한 연구를 개시하고 있고, 한국임학회지 64:11-19. 1984에 따르면, 리기테다 소나무의 균근 접종 반응과 토양비옥도에 따른 모래밭버섯의 효과 및 그 생태학적 의미에 대한 연구를 개시하고 있다. 또한, 한국임학회지 83(4):531-539. 1994에 따르면 모래밭버섯 균근균의 인공접종이 상수리나무 조직배양묘와 소나무 삽목묘의 기내 발근과 생존에 미치는 영향에 대한 연구를 개시하고 있다. 상기 개시된 연구들에 의하면 모래밭버섯 균근균을 인공접종하는 경우 나무 묘목의 성장성이 향상되는 효과가 있음을 알 수 있다.

한편, 인간의 토지 개발에 의해 화학물질이 축적되거나 중금속에 의해 오염되거나 화학비료의 장기간 사용에 의해 산성화된 토양, 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지가 함유된 토양, 논 토양 및 자연적으로 발생된 절개지, 훼손지, 매립지 등은 대부분 식물이 생육하기에 적합하지 않거나 경우에 따라서는 매우 열악한 토질 및 환경 조건을 갖게 된다. 예를 들어, 특수한 화학물질의 축적으로 토양의 화학적 성질이 비정상으로 변하는 경우 일반적으로 미생물이 살 수 없는 토양 조건이 형성되어 작물의 성장이 순조롭지 못하다.

또한, 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지가 함유된 토양, 논토양은 점토질성 미립토로 구성되어 있어서, 이를 식재기반 토양으로 이용할 경우 투수성 및 통기성의 불량, 유기물의 부패에 의한 유해가스의 발생, 양분 이온의 불균형 등에 의해 식물 뿌리의 질식 내지 식물의 생육 저하 등이 문제된다.

또한, 자연적으로 발생된 절개지(예를 들어 산사태 사면이나 임도 절취 사면 등), 훼손지 등은 양분이 많은 표토와 포토 부근의 표층토가 제거된 채 토양으로의 이행과정을 겪지 않은 모질물 내지 모암이 노출되어 있어서 식물이 요구하는 양분 함량이 극히 부족하고 양분 및 수분 보유 함량이 현저히 저하되어 있으며 경사를 가지고 있어 침식과 붕괴의 위험을 내재하고 있다.

상기와 같은 척박한 토양들에서는 위와 같은 다양한 문제점을 가지므로 이들 토양을 녹화하여 문제점을 해결하기 위한 다양한 연구들이 요구되고 있는 실정이다. 쓰레기 매립지 토양, 논 토양, 중금속 오염 토양(예를 들어 폐광산 주변 토양), 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 및 정수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지 토양, 절개지 사면 토양 등과 같은 척박지를 작물이나 수목의 식재 내지 생장이 원활하도록 하기 위해 토양 개량제를 사용하여 식재용 인공지반으로 조성하는 시도가 일반적으로 이루어지고 있다.

예를 들어, 대한민국등록특허공보 제10-0697671호에는 입단화 촉진제, 입자 응결 촉진제 및 토양화 촉진제로 이루어진 1그룹 개량물질; 발효 유기물, 질소 화합물, 인산 화합물, 칼륨 화합물, 황 화합물, 몰리브덴 화합물, 붕소 화합물, 아연 화합물, 망간 화합물, 구리 화합물 및 염소 화합물로 이루어진 2그룹 개량물질; 제오라이트, 벤토나이트, 버미큐라이트, 활성탄, 규회석 등으로 이루어진 3그룹 개량 물질; 및 아나베나 등과 같은 남조류로 이루어진 4그룹 개량물질을 포함하는 토양 개량제를 처리하여 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 및 정수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지 토양, 논 토양, 중금속 오양 토양을 식물이나 수목의 생장이 가능한 식재용 인공지반으로 전환하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 대한민국등록특허공보 제10-0696099호에는 질석, 펄라이트, 천연 제올라이트, 세라믹 분말, 수피, 활성탄, 마사 및 피트모스를 혼합한 배합토를 사용하여 임해지, 쓰레기 매립지, 골프장 조성지와 같이 화학물질의 축적, 중금속 오염, 화학비료의 장기간 사용으로 산성화된 토양을 식물이 생장할 수 있는 최적의 서식환경으로 전환하는 기술이 개시되어 있다.

또한, 대한민국등록특허공보 제10-0767054호에는 골재부산물 슬러지, 부산물 석고, 코코피트, 퇴비 및 마사토를 포함하는 토양개량제를 이용하여 경사지와 같은 척박지를 식물 생장에 적합한 식재 지반으로 전환하는 기술이 개시되어 있다.

이에, 본 발명의 발명자들은 모래밭버섯 균근균을 인공접종하여 척박지에 도입가능한 묘목을 양묘함으로써 척박지를 녹화하기 위한 방법에 대한 연구를 수행하던 중, 상기 모래밭버섯 균근균 및 토양개량제를 함께 사용함으로써 묘목의 성장성 및 모래밭버섯 균근균의 성장성 및 감염율을 향상시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 모래밭버섯균을 토양에 도입하여 묘목을 성장시키고, 토양개선제를 더 도입함으로써 우수한 묘목의 성장성 및 모래밭버섯 균근균의 성장성 과 감염율을 향상시킬 수 있는 척박지의 녹화공법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 토양을 소독하는 1단계; 상기 소독한 토양에 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피를 도입한 후 혼합하는 2단계; 소독한 수종(樹種)의 종자를 상기 2단계의 토양에 파종한 후, 토양개량제를 도입하고 소독한 짚으로 멀칭하는 3단계; 상기 토양에 파종한 수종을 양묘하여 묘목을 제조하는 4단계; 및 상기 제조된 묘목을 굴취하여 척박지에 조림하는 5단계;를 포함하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 소독은 토양 훈증제를 이용하여 수행되고, 상기 토양 훈증제는 클로로피크린(chloropicrin), 메틸브로마이드(methyl bromide) 및 시안화석회로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 모래밭버섯균을 고체배양한 배지는 벤토나이트, 버미큘라이트, 제올라이트, 피트모스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 비료성분 및 배양액을 포함하는 배지에 모래밭 버섯균을 접종한 후 20 ~ 30 ℃에서 50 ~ 100일 동안 배양한 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 비료성분은 버미큘라이트 및 피트모스를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 배양액은 증류수, 제1인산칼륨, 제2인산암모늄, 황산마그네슘, 질산칼슘, 염화철, 티아민, 맥아추출물 및 포도당을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 배양액은 증류수 100 중량부에 대하여 제1인산칼륨 0.01 ~ 0.05 중량부, 제2인산암모늄 0.01 ~ 0.03 중량부, 황산마그네슘 0.005 ~ 0.02 중량부, 질산칼슘 0.001 ~ 0.01 중량부, 염화철 0.0005 ~ 0.002, 티아민 0.000005 ~ 0.00002, 맥아추출물 0.1 ~ 0.5 중량부 및 포도당 0.5 ~ 2 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 2단계에서 상기 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피는 토양 1 m² 당 5 ~ 10 L를 상기 토양에 도입할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피는 1: 4 ~ 6 부피비일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 3단계에서 수종(樹種)은 소나무(적송), 해송(곰솔), 리기다소나무, 백송, 리기테다소나무, 잣나무, 스트로브잣나무, 섬잣나무, 전나무, 구상나무, 분비나무, 가문비나무, 독일가문비나무, 종비나무, 솔송나무, 참나무류, 버드나무류, 자작나무류 및 포플러류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 3단계에서 상기 수종을 10 ~ 15 cm의 줄간격, 3 ~ 5 cm 종자 간격 및 30 ~ 40 cm 깊이로 토양에 파종할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 2단계에서 상기 토양개량제는 배양액 및 토양개량성분을 1: 1 ~ 10의 부피비로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 배양액은 증류수 100 중량부에 대하여 제1인산칼륨 0.08 ~ 0.15 중량부, 제2인산암모늄 0.01 ~ 0.03 중량부, 황산마그네슘 0.01 ~ 0.02 중량부, 질산칼슘 0.01 ~ 0.05 중량부, 염화철 0.0005 ~ 0.002, 티아민 0.00001 ~ 0.00003, 맥아추출물 0.3 ~ 0.8 중량부 및 포도당 0.2 ~ 1 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 토양개량성분은 벤토나이트, 버미큘라이트, 제올라이트, 피트모스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 비료성분 100 중량부에 대하여, 질산화합물 20 ~ 40 중량부, 인산화합물 20 ~ 40 중량부, 황 화합물 2 ~ 4 중량부, 붕소화합물 0.02 ~ 0.04 중량부 및 염소화합물 0.02 ~ 0.04 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 2단계에서 상기 토양개량제는 토양 1 m² 당 1 ~ 5 L를 도입할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 4단계에서 묘목이 양묘되고 있는 토양에 모래밭버섯균의 균사체를 첨가하는 4-1단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면 식물의 생장을 촉진하여 식재된 식물이 잘 자랄 수 있도록 도와주는 균근인 모래밭버섯균을 나무의 뿌리에 도입하여 척박지를 녹화할 수 있는 방법을 제공할 수 있어, 척박지를 재생하여 숲을 조성할 수 있으므로, 토양의 이용성을 향상시킬 수 있고, 환경을 개선하여 환경오염을 줄이는 데 일조할 수 있다.

도 1은 척박지에 옮겨 심은 소나무 묘목의 2개월 후 모습(좌: 모래밭버섯균 접종 묘목, 우: 무접종 묘목)을 관찰한 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 소나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.

본 발명은 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 관한 것으로서, 토양을 소독하는 1단계; 상기 소독한 토양에 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피를 도입한 후 혼합하는 2단계; 소독한 수종(樹種)의 종자를 상기 2단계의 토양에 파종하고 토양개량제를 도입한 후, 소독한 짚으로 멀칭하는 3단계; 상기 토양에 파종한 수종을 양묘하여 묘목을 제조하는 4단계; 및 상기 제조된 묘목을 굴취하여 척박지에 조림하는 5단계;를 포함한다. 이하, 본 발명을 단계별로 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 있어서, 상기 1단계는 토양을 소독하는 단계로, 상기 소독은 토양 훈증제를 이용하여 수행된다. 이때, 상기 토양 훈증제는 토양중에 주입되는 약제로 토양내의 유해동식물을 방제하는 제재로서, 이를 이용하여 척박지의 토양을 소독함으로써 이후의 단계에서 모래밭버섯균을 포함하는 토양개량제 이외에 다른 잡균 및 병균이 도입되지 않도록 방지할 수 있다. 상기 토양훈증제는 일반적으로 사용하는 종류라면 어느 것이든 사용할 수 있으나, 바람직하게는 클로로피크린(chloropicrin), 메틸브로마이드(methyl bromide) 및 시안화석회로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 더욱 바람직하게는 메틸브로마이드인 것이 좋다. 이때, 상기 메틸브로마이드를 사용할 경우 토양 1 m² 당 50 ~ 60 g을 토양 속에 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 소독은 소독하려는 토양의 표면을 공기가 통하지 않도록 비닐 또는 텐트로 덮고, 토양 훈증제를 토양 속에 첨가한 후 3일 이상 소독한 후, 비닐 또는 텐트를 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 토양 훈증제의 잔류 유해가스를 제거하기 위하여 3일 이상 소독된 토양을 방치하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 과정을 거침으로써 토양에 포함된 잡균 및 병균이 제거될 수 있다.

본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 있어서, 상기 2단계는 상기 소독한 토양에 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피를 도입한 후 혼합하는 단계이다. 상기 모래밭버섯균은 균근균의 일종으로서, 척박한 토양에서 소나무류와 공생하면서 소나무의 내건성과 내척박성을 유도하는 곰팡이이다. 국내 척박지의 토양에서 채취한 모래밭버섯균을 고체배양하여 대량으로 증식시키고 이를 토양에 도입함으로써, 모래밭버섯균을 이후의 단계에서 파종되는 수종의 뿌리에서 성장시킬 수 있다. 또한, 상기 목피는 상기 토양개량제에 포함되는 모래밭버섯균이 나무 뿌리를 만나 공생을 시작할 때까지 활력을 유지시킬 수 있도록 도입되는 것으로, 길이가 약 0.1 ~ 1 cm 인 목피 조각을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 목피 조각의 길이가 0.1 cm 미만인 경우 토양의 통기성이 불량해져 모래밭버섯균의 생존에 불리하고, 목피 조각의 길이가 1 cm를 초과하는 경우 뿌리의 성장에 방해가 되기 때문이다.

이때, 상기 모래밭버섯균을 고체배양한 배지는 벤토나이트, 버미큘라이트, 제올라이트, 피트모스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 비료성분 및 배양액을 포함하는 배지에 모래밭 버섯균을 접종한 후 20 ~ 30 ℃에서 50 ~ 100일 동안 배양한 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 25 ~ 28 ℃에서 60 ~ 90일 동안 배양한 것이 좋다.

이때, 상기 비료성분은 버미큘라이트 및 피트모스를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 배양액은 증류수, 제1인산칼륨, 제2인산암모늄, 황산마그네슘, 질산칼슘, 염화철, 티아민, 맥아추출물 및 포도당을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 배양액은 증류수 100 중량부에 대하여 제1인산칼륨 0.01 ~ 0.05 중량부, 제2인산암모늄 0.01 ~ 0.03 중량부, 황산마그네슘 0.005 ~ 0.02 중량부, 질산칼슘 0.001 ~ 0.01 중량부, 염화철 0.0005 ~ 0.002, 티아민 0.000005 ~ 0.00002, 맥아추출물 0.1 ~ 0.5 중량부, 포도당 0.5 ~ 2 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 있어서, 상기 2단계에서 상기 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피는 토양 1 m² 당 5 ~ 10 L를 도입할 수 있다. 상기 토재개량제 및 목피가 토양 1 m² 당 5 L 미만으로 도입되는 경우 모래밭버섯균이 기주 뿌리를 만날 때까지 은신처의 제공 공간이 부족해지는 문제점이 있고, 토양 1 m² 당 10 L를 초과하는 경우 식물 생장에 유효한 토양이 과다하게 희석되어 묘목 생장이 둔화되는 문제점이 있다.

이때, 상기 2단계에서 상기 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피는 1: 4 ~ 6 부피비인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1: 5 ~ 6인 것이 좋다. 상기 토양개량제 및 목피가 1: 4 부피비 미만으로 혼합되는 경우 모래밭버섯균이 적기에 은신처에서 보호받을 수 있는 기회가 적어지는 문제점이 있고, 1: 6 을 초과하여 혼합되는 경우, 목피가 과량 첨가되어 토양의 비옥도가 낮아지고 유효분량이 적어져서 모래밭버섯균의 접종 효과가 적어지는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 있어서, 상기 3단계는 소독한 수종(樹種)의 종자를 상기 2단계의 토양에 파종하고 토양개량제를 도입한 후, 소독한 짚으로 멀칭하는 단계로, 상기 수종(樹種)은 소나무(적송), 해송(곰솔), 리기다소나무, 백송, 리기테다소나무, 잣나무, 스트로브잣나무, 섬잣나무, 전나무, 구상나무, 분비나무, 가문비나무, 독일가문비나무, 종비나무, 솔송나무, 참나무류, 버드나무류, 자작나무류 및 포플러류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 소나무(적송), 해송(곰솔), 리기다소나무, 백송, 리기테다소나무인 것이 바람직하다.

이때, 상기 수종의 종자 표면을 하이포클로라이트 용액을 이용하여 소독하는 것이 바람직하고, 더욱 상세하게는 0.1% 하이포클로라이트 용액에 수종을 침지시켜 소독할 수 있다.

또한, 상기 수종을 10 ~ 15 cm의 줄간격 및 3 ~ 5 cm 종자 간격으로 30 ~ 40 cm 깊이의 토양에 파종하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ~ 12 cm의 줄간격 및 4 ~ 5 cm 종자 간격으로 30 ~ 35 cm 깊이의 토양에 파종할 수 있다. 상기 범위 내에서 파종되는 경우에 수종을 양묘할 때의 생산성이 가장 우수하다.

상기 파종이 끝나면 종자 표면을 소독한 흙으로 2 cm 깊이로 덮고, 그 위에 토지 개량제를 도입한 후 소독한 짚으로 덮어서 멀칭할 수 있고, 이를 통해 파종된 종자의 유실과 조류의 피해를 막을 수 있다.

이때, 상기 토양개량제는 배양액 및 토양개량성분을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 배양액은 증류수 100 중량부에 대하여 제1인산칼륨 0.01 ~ 0.05 중량부, 제2인산암모늄 0.01 ~ 0.03 중량부, 황산마그네슘 0.005 ~ 0.02 중량부, 질산칼슘 0.001 ~ 0.01 중량부, 염화철 0.0005 ~ 0.002, 티아민 0.000005 ~ 0.00002, 맥아추출물 0.1 ~ 0.5 중량부, 포도당 0.5 ~ 2 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 토양개량성분은 벤토나이트, 버미큘라이트, 제올라이트, 피트모스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 비료성분 100 중량부에 대하여, 질산화합물 20 ~ 40 중량부, 인산화합물 20 ~ 40 중량부, 황 화합물 20 ~ 40 중량부, 붕소화합물 20 ~ 40 중량부 및 염소화합물 20 ~ 40 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 토양개량제는 배양액 및 토양개량성분을 1: 1 ~ 10의 부피비로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1: 2 ~ 5의 부피비로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1:5의 부피비로 포함하는 것이 좋다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 수종을 양묘할 때 균근감염율이 감소하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 있어서, 상기 4단계는 상기 토양에 파종한 수종을 양묘하여 묘목을 제조하는 단계이다. 상기 양묘는 관수 및 제초를 더불어 수행하며 진행될 수 있고, 소나무는 약 2년, 잣나무는 3년, 리기테다소나무의 경우 생장이 촉진되어 1년간으로 단축 양묘하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 있어서, 상기 묘목이 양묘되고 있는 토양에 배양된 모래밭버섯균의 균사체를 첨가하는 4-1 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 양묘되고 있는 묘목의 뿌리에 균근 형성이 저조할 경우 인공 배양된 모래밭버섯균의 배양물을 추가로 토양에 첨가하여 균근을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법에 있어서, 상기 5단계는 상기 4단계에서 제조된 묘목을 굴취하여 척박지에 조림하는 단계이다. 상기 4단계에서 제조된 묘목은 뿌리에 균근이 형성되어 있어, 상기 균근으로부터 영양분을 공급받을 수 있으므로, 척박지에서도 잘 자랄 수 있다.

이때, 상기 척박지의 토양이 가지는 성질에 따라 척박지의 녹화 효과가 우수하게 나타나며, 상기 척박지는 산불이 발생하여 유기물이 모두 소실된 곳, 산사태로 인해서 새로 노출된 광물질 토양, 바닷가에서 모래폭풍으로 인해 새롭게 형성된 모래가 많은 해안 사구, 홍수로 인해 자갈과 모래가 쌓여서 나무가 제대로 자라지 못하는 곳, 강 하구에 새로 형성된 델타지역의 모래땅, 기타 평소에 나무가 잘 자라지 못하는 곳 등이 바람직하다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

준비예 1. 모래밭버섯균의 준비

본 발명자가 수원에 소재한 경희대학교 캠퍼스에서 채집하여 분리하고 동정하여 모래밭버섯을 확보하였고, 이를 얼음 혹은 드라이아이스가 채워진 스트로폴 박스에 담아서 실험실로 가져온 후, 모래밭버섯의 표면을 1 %의 하이포클로라이트(hypochlorite)를 이용하여 소독하였다. 소독한 칼을 이용해 상기 모래밭버섯을 길게 절단하여 속의 신선하고 무균 상태의 조직을 노출시키고, 이를 무균상태에서 절개하여 끄집어낸 후, 무균상태의 영양배지가 들어 있는 샤레에 상기 조직을 치상하였다. 이때, 상기 영양배지는 상기 영양배지는 증류수 100 중량부에 대하여 제1인산칼륨 0.01 ~ 0.05 중량부, 제2인산암모늄 0.01 ~ 0.03 중량부, 황산마그네슘 0.005 ~ 0.02 중량부, 질산칼슘 0.001 ~ 0.01 중량부, 염화철 0.0005 ~ 0.002, 티아민 0.000005 ~ 0.00002, 맥아추출물 0.1 ~ 0.5 중량부 및 포도당 0.5 ~ 2 중량부를 포함하는 것을 사용하였다. 치상한 샤레의 가장자리를 랩으로 싸서 밀봉한 후, 인큐베이터에 넣고 섭씨 26℃에서 2주 동안 배양하였다. 상기 배양된 균사의 뻗음을 보고 순수 균인지 확인하여 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius PT1)의 균주를 준비하였다.

실시예 1. 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법

(1) 경기도 수원시 권선구 호매실리에 위치한 양묘장에서 토양 속의 잡균과 병균을 없애기 위해 토양을 토양훈증제를 이용하여 소독하였다. 먼저, 소독하려는 토양 500 m²의 표면을 공기가 통하지 않는 비닐이나 텐트로 표면을 덮고, 메틸브로마이드 가스를 1m² 당 50 g토양 속에 첨가하였고, 공기가 통하지 않게 텐트의 가장자리를 밀봉하고 토양 소독을 최소한 3일 이상 방치하였다. 토양 소독이 끝난 후, 덮었던 비닐을 제거하고 잔류 유해가스 제거를 위해 3일을 기다려 토양을 소독하였다.

(2) 버미큘라이트(vermiculite, 입자 크기 규격 2 또는 직경 2 mm 이상) 770 cc 및 피트모스(peat moss) 30 cc를 혼합하고, 이를 배양 용기(1 L)에 담았다. 하기 표 1의 조성을 가지는 화합물을 1 L의 삼각플라스크에 담아 솜 혹은 알루미늄 호일로 마개를 만들어 덮고, 상기 플라스크를 뜨거운 물에 담가서 모든 화합물이 물에 녹도록 유도한 후, 멸균된 배양액 15 ml를 샤레에 붓고 고압소독기로 소독하여 모래밭버섯 배양액을 제조하였다.

상기 배양용기에 400 ml의 모래밭버섯 배양액(하기 표 1 참조)을 첨가하였고, 이를 고압소독기에 넣어 112℃에서 15분간 살균하였다.

화학약품명(한글)	화학약품명(화학구조식)	1리터 당 함량
제1인산칼륨	KH₂PO₄	400mg
제2인산암모늄	(NH₄)₂HPO₄	250mg
황산마그네슘	MgSO₄7H2O	100mg
질산칼슘	Ca(NO₃)₂4H2O	50mg
염화철	FeCl₃	10mg
티아민	Thiamine hydrochloride	0.1mg
맥아추출물	Malt extract	4g
포도당	glucose	10g
증류수	Distilled water	1,000ml

(2) 상기 무균 상태의 배양 용기의 입구 부분에 제조예 1에서 배양된 모래밭버섯 종균의 일부를 꺼내어 접종한 후, 배양용기의 입구를 마개로 막고 26℃에서 70일 동안 배양하였다. 이때, 모래밭버섯균의 균사는 배양용기의 맨바닥까지 닿을 정도로 성장하였다.

(3) 상기 소독된 토양의 표면을 깨끗한 삽으로 30 cm 깊이로 부드럽게 판 후, 토양 1 m² 당 배양한 모래밭버섯균 1L 및 소독한 소나무 껍질(1cm 체로 쳐서 밑으로 빠진 것) 5 L를 넣고 삽으로 잘 섞어 균과 나무껍질이 토양 속에 골고루 섞이도록 하였다.

또한, 소나무(Pinus densiflora) 종자를 0.1% 하이포클로라이트(hypochlorite) 용액에 1시간 정도 침지시켜서 종자의 표면을 소독하였고, 신선한 무균수로 씻어 하이포클로라이트 잔량을 씻어내어 제거한 후 종자의 표면을 건조시켰다. 이를 줄 간격을 10 cm, 종자 간의 간격은 3 ~ 5 cm로 파종하였고, 파종이 끝난 후 종자 표면을 소독한 흙으로 2 cm 깊이로 덮고, 토양개량제를 도입한 후 그 위에 소독한 짚으로 덮었다.

이때, 상기 토양개량제는 하기 표 2의 조성에 따라 제조된 배양액 600 mL를 하기 표 3의 조성에 따라 제조된 토양개량성분 1L에 도입한 후, 112℃에서 15분간 살균한 것을 사용하였다.

화학약품명(한글)	화학약품명(화학구조식)	1리터 당 함량
제1인산칼륨	KH₂PO₄	1 g
제2인산암모늄	(NH₄)₂HPO₄	200 mg
황산마그네슘	MgSO₄7H2O	100 mg
질산칼슘	Ca(NO₃)₂4H2O	200 mg
염화철	FeCl₃	10 mg
티아민	Thiamine hydrochloride	1 mg
맥아추출물	Malt extract	4 g
포도당	glucose	5 g
증류수	Distilled water	1 L

	화학약품명(화학구조식)	함량
버미큘라이트		650 g
피트모스		50 g
황산마그네슘	MgSO₄	5 g
질산칼슘	Ca(NO₃)₂	5 g
인산암모늄	(NH₄)H₂PO₄	5 g
황산암모늄	(NH₄)₂SO₄	0.5 g
붕산	H₃BO₃	0.005 g
염소산칼륨	KClO₃	0.005 g

(4) 소나무 종자가 파종된 토지를 주 2회(매주 월요일 및 목요일) 관수와 제초를 수행하며 2011년 8 월부터 2013년 4 월까지 양묘하여 묘목을 제조하였다. 토양 속에 있는 모래밭버섯균이 죽을 가능성이 있으므로, 양묘 초기에는 토양 살균제나 지상부 살균제를 될수록 사용하지 않았다. 또한, 오염의 원인이 될 수 있는 다른 균들이 양묘장에 들어오는 것을 막기 위해 작업부의 신발을 깨끗하게 유지하고, 농기구를 소독하거나 깨끗한 전용 농기구만을 별도로 사용하였다.

(5) 깨끗한 삽을 이용해 묘목을 굴취하였다. 이때, 균근이 가는 뿌리에만 형성되므로 묘목 굴취 시 가는 뿌리가 잘리거나 떨어져 나가지 않게 각별하게 조심하였고, 굴취 시에 가는 뿌리가 대량으로 제거되면 균근이 없어져 접종효과를 볼 수 없어 굴취한 묘목은 뿌리가 마르지 않게 그리고 저온에 보관하였다.

상기 굴취된 묘목은 경기도 포천에 위치한 약 330 m²의 척박지에 옮겨심었다. 이때, 상기 척박지는 유기물이 소실된 산화적지 및 토양이 노출된 산사태 절개지의 토양이었다.

실험예 1. 토양개량제의 처리여부에 따른 종자의 식생 개선

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 하기 표 4와 동일한 조건으로 파종하여 양묘한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 묘목을 제조하였고, 약 2년이 경과된 시점에서 소나무의 생장 수고를 측정하였다.

하기 표 4에 각 실시예에서 묘목의 양묘를 위하여 영양을 공급하기 위해 도입한 성분들, 소나무의 생장 수고를 나타내었다.

	토양개량제의 배양액(L)	토양개량제의 토양개량성분(L)	생장수고(cm)
실시예 1	0	3	12
실시예 2	0.5	3	13
실시예 3	1	3	15
실시예 4	2	3	15
실시예 5	0	5	13
실시예 6	0.5	5	14
실시예 7	1	5	19.7
실시예 8	2	5	19.3
실시예 9	0	7	13
실시예 10	0.5	7	14
실시예 11	1	7	16
실시예 12	2	7	16

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 모래밭버섯균을 고체배양한 배지를 토양에 도입하여 묘목을 양묘한 경우 이를 도입하지 않은 경우에 비해 현저히 우수한 묘목의 생장효율을 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 모래밭버섯균을 고체배양한 배지를 토양에 도입하지 않고, 토양개량제만을 도입하여 묘목을 양묘한 경우에도 묘목의 성장정도가 크게 향상되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 토양개량제의 함량비에 따라 소나무의 생장 정도가 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 이때, 토양개량제의 배양액 및 토양개량성분이 1: 1 ~ 15의 부피비로 도입된 경우 우수한 생장수고를 나타내는 것을 확인할 수 있었고, 보다 바람직하게는 1:2 ~ 5의 부피비로 도입된 경우 가장 우수한 생장수고를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

이를 통해, 모래밭버섯균을 고체배양한 배지를 토양에 도입하고, 파종 후 토양개량제의 배양액 및 토양개량성분을 1:2 ~ 5의 부피비로 도입한 경우 묘목의 생장정도가 가장 우수한 것을 알 수 있다.

실험예 2. 균근의 존재여부를 확인

상기 실시예 1 ~ 12에서 2개월간 양묘된 소나무 묘목에서 뿌리 주변의 흙을 조금씩 제거하면서 조심스럽게 뿌리를 채취하였고, 상기 균근의 존재 여부를 확인하기 위하여, 해부현미경(Zeiss, stereo discovery v8)으로 뿌리의 모양을 관찰하였고, 묘목 뿌리에서의 균근 감염율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 5 및 도 1 ~ 3에 나타내었다.

이때, 상기 균근감염율 조사는 격자법(grid method)를 사용하였다. 보다 상세하게는 채취한 잔뿌리를 샤레에 담고 증류수를 첨가하여 뿌리가 마르지 않게 조치한 후, 해부현미경의 바닥에는 바둑판식으로 만든 격자무늬줄(가로와 세로 모두 1cm 간격)을 그려 넣은 종이를 깔아 놓았다. 해부현미경의 대안렌즈를 통해서 샤레 속에 있는 뿌리와 격자가 서로 만나는 곳에 있는 뿌리의 감염여부를 확인하였다.이때, 한 뿌리당 최소한 50개소의 격자에서 만나는 뿌리를 관찰하여 통계를 작성하여 감염율을 산정하였다.

	감염율(%)
실시예 1	38
실시예 2	50
실시예 3	62
실시예 4	65
실시예 5	40
실시예 6	55
실시예 7	70
실시예 8	68
실시예 9	39
실시예 10	53
실시예 11	65
실시예 12	68

하기 도 1에 나타낸 바와 같이, 척박지에 옮겨 심은지 2개월이 지난 소나무 묘목에 있어서, 모래밭버섯균을 접종한 묘목(좌)과 접종하지 않은 묘목(우)의 뿌리 형태가 상이한 것을 확인할 수 있다.

또한 하기 도 2에 나타낸 바와 같이, 모래밭버섯균을 접종한 묘목에 있어서 균근으로 감염된 뿌리는 곤봉 모양을 하거나 Y자로 갈라져 있고, 직경이 굵어져 끝이 통통한 상태로 있으며, 잔뿌리 주변에 곰팡이의 균사가 자주 보이는 것을 확인할 수 있다. 또한 모래밭 버섯균의 균사의 길이는 약 1 ~ 2 mm 인 것을 확인할 수 있다.

또한, 상기 표 5에 나타낸 바와 같이 대조구의 뿌리에 대비한 감염율이 증가하는 것을 확인할 수 있다.

Claims

토양을 소독하는 1단계;
상기 소독한 토양에 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피를 토양 1 m²당 5 ~ 10 L를 도입한 후 혼합하는 2단계;
소독한 수종(樹種)의 종자를 상기 2단계의 토양에 파종한 후, 토양개량제를 도입하고 소독한 짚으로 멀칭하는 3단계;
상기 토양에 파종한 수종을 양묘하여 묘목을 제조하는 4단계; 및
상기 제조된 묘목을 굴취하여 척박지에 조림하는 5단계;를 포함하며,
상기 2단계에서 모래밭버섯균을 고체배양한 배지 및 목피는 1:4 ~ 6의 부피비로 포함되고,
상기 3단계에서 토양개량제는 배양액 및 토양개량성분을 1: 1 ~ 10의 부피비로 포함하고,
상기 배양액은 증류수 100 중량부에 대하여 제1인산칼륨 0.08 ~ 0.15 중량부, 제2인산암모늄 0.01 ~ 0.03 중량부, 황산마그네슘 0.01 ~ 0.02 중량부, 질산칼슘 0.01 ~ 0.05 중량부, 염화철 0.0005 ~ 0.002, 티아민 0.00001 ~ 0.00003, 맥아추출물 0.3 ~ 0.8 중량부 및 포도당 0.2 ~ 1 중량부를 포함하고,
상기 토양개량성분은 벤토나이트, 버미큘라이트, 제올라이트, 피트모스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 비료성분 100 중량부에 대하여, 질산화합물 20 ~ 40 중량부, 인산화합물 20 ~ 40 중량부, 황 화합물 2 ~ 4 중량부, 붕소화합물 0.02 ~ 0.04 중량부 및 염소화합물 0.02 ~ 0.04 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
제1항에 있어서, 상기 소독은 토양 훈증제를 이용하여 수행되고, 상기 토양 훈증제는 클로로피크린(chloropicrin), 메틸브로마이드(methyl bromide) 및 시안화석회로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
제1항에 있어서, 상기 모래밭버섯균을 고체배양한 배지는
벤토나이트, 버미큘라이트, 제올라이트, 피트모스로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 비료성분 및 배양액을 포함하는 배지에 모래밭 버섯균을 접종한 후 20 ~ 30 ℃에서 50 ~ 100 일 동안 배양한 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
제3항에 있어서, 상기 비료성분은 버미큘라이트 및 피트모스를 포함하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
제3항에 있어서, 상기 배양액은 증류수, 제1인산칼륨, 제2인산암모늄, 황산마그네슘, 질산칼슘, 염화철, 티아민, 맥아추출물 및 포도당을 포함하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
제5항에 있어서,
상기 배양액은 증류수 100 중량부에 대하여 제1인산칼륨 0.01 ~ 0.05 중량부, 제2인산암모늄 0.01 ~ 0.03 중량부, 황산마그네슘 0.005 ~ 0.02 중량부, 질산칼슘 0.001 ~ 0.01 중량부, 염화철 0.0005 ~ 0.002, 티아민 0.000005 ~ 0.00002, 맥아추출물 0.1 ~ 0.5 중량부 및 포도당 0.5 ~ 2 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 수종(樹種)은 소나무(적송), 해송(곰솔), 리기다소나무, 백송, 리기테다소나무, 잣나무, 스트로브잣나무, 섬잣나무, 전나무, 구상나무, 분비나무, 가문비나무, 독일가문비나무, 종비나무, 솔송나무, 참나무류, 버드나무류, 자작나무류 및 포플러류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
제1항에 있어서, 상기 3단계에서 상기 수종을 10 ~ 15 cm의 줄간격, 3 ~ 5 cm 종자 간격 및 30 ~ 40 cm 깊이로 토양에 파종하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
삭제
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삭제
제11항에 있어서,
상기 3단계에서 상기 토양개량제는 토양 1 m² 당 1 ~ 5 L를 상기 토양에 도입하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.
제1항에 있어서, 상기 4단계에서 묘목이 양묘되고 있는 토양에 모래밭버섯균의 균사체를 첨가하는 4-1단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모래밭버섯균을 이용한 척박지의 녹화공법.