KR100667005B1 - 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절개지 본래의 생태학적 환경 및 경관적 조화가 최적으로 형성 및 유지될 수 있는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법(SDR 녹화공법)을 제공한다.

그 절개지 녹화방법(SDR 녹화공법)은 종자들을 확보하는 단계; 확보된 종자들 중 취부될 종자들을 선정하는 단계; 배합될 종자들의 조기발아력 시험단계; 선정된 종자를 혼합 설계하여 배합하는 단계; 종자들의 절개지 취부시 발아력이 유지되도록 품질유지 처리단계; 품질유지 처리된 종자들의 절개지 취부시 종자들의 발아를 촉진시키기 위한 발아촉진 처리단계; 발아촉진 처리된 종자를 절개지 녹화 시공현장에 투입하기 위한 패키지 처리단계; 종자들을 절개지에 취부하기 위한 식생기반재 형성단계; 절개지에 종자가 포함되지 않은 식생기반재를 취부하여 제1식생기반층을 형성하고, 제1식생기반층에 종자가 혼합된 식생기반재를 취부하여 제2식생기반층을 장비의 변동없이 일회 시공으로 형성하여 녹화의 효율을 높이는 단계로 구성된다.

비탈면 종다양성복원, 2층취부, 종자품질 유지및 발아촉진처리,

Description

현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법{Method for tree-planting cutting-side with Species Diversity Restoration}

도 1은 본 발명에 따른 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법을 보여주는 순서도.

도 2는 본 발명에 따른 절개지 녹화방법의 조기 발아력 시험 결과를 보여주는 사진.

도 3a는 종래의 녹화방법에 의한 식생물의 생육상태를 보여주는 사진이고, 도 3b는 본 발명에 따른 절개지 녹화방법에서의 생육상태를 보여주는 사진.

도 4는 일반적인 토양, 일반적인 입단구조 및 본 발명의 녹화방법에 적용되는 입단화제에 의한 입단구조를 보여주는 비교도.

도 5a는 일반적인 입단화제를 사용한 일반적인 녹화공법에서의 침식상태를 보여주는 사진이고, 도 5b는 본 발명에 따른 녹화공법에 적용되는 입단화제를 사용한 후의 침식상태를 보여주는 사진.

도 6은 본 발명에 따른 녹화공법에 적용되는 식생기반재 취부장치를 개략적으로 보여주는 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 녹화방법에 적용되는 취부장치에 의해 취부 형성된 식생기반층을 보여주는 부분 확대단면도.

도 8a는 일반적인 녹화방법에 적용되는 취부방법에 의해 형성된 식생기반층에서의 성립본수를 보여주는 그래프이며, 도 8b는 본 발명에 따른 녹화방법에 적용되는 취부장치에 의해 취부 형성된 식생기반층에서의 성립본수를 보여주는 그래프.

본 발명은 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복원 지역의 고유한 생태적, 경관적 특성을 고려하여 훼손되기 이전의 생태계와 유사한 선구수종 및 천이 중~후기 수종으로 구성되는 다층형 식생구조로 복원시킬 수 있는 녹화공법, 즉 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법(이하, SDR(Species Diversity Restoration) 녹화공법이라 칭함)에 관한 것이다.

일반적으로, 다양한 건설 또는 개발현장에서 나타날 수 있는 경사면 또는 절개지를 그대로 방치하면 미관을 해치고, 우기 또는 해빙기에 산사태 또는 유실을 초래할 뿐 아니라, 이로 인한 인명사고를 초래할 수 있다. 이에 따라, 해당 절개지 또는 경사지를 안정적으로 보호하고 미관상 우수한 분위기를 제공함은 물론 자연을 회복시키기 위해 해당부분을 인공적으로 객토하여 녹화시키는 방법이 행해지고 있다. 이 같은 녹화방법의 예로는 종자를 해당 절개지에 파종하여 식생시키는 방법, 인공식생매트에 종자, 비료 및 객토를 절개지에 혼입시켜 식생시키는 방법, 경사진 절개면에 철망 또는 네트를 부설한 후 인공객토를 소정의 두께로 분사시켜 인공적 인 식생기반을 조성하는 방법 등이 있다.

그러나 이와 같은 종래의 대부분의 법면 또는 비탈면 같은 절개지 녹화공법은 현지 또는 복원지역의 고유한 생태적 특성을 고려하지 않고 외래도입 종자, 초본, 목본 등을 이용하고 있으며, 이로 인해 이들 종자 및 초목본류의 생장 및 성장이 부진하고, 발아율이 극히 저하되며, 적응성이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 법면녹화에 적용되는 종자들 및 초목본류들이 녹화될 현지 또는 그 근처에서 채취되거나 공급되지 않음으로 인해 지역생태계의 복원이 곤란함은 물론 주변과의 자연스런 경관 창출이 불가능한 문제점이 있었다.

한편, 일반적인 종자 또는 수입 종자의 경우에는 그 종자의 발근 및 발아를 방지하기 위해 저온에서 건조한 상태로 저장하여야 한다. 그러나, 현재 국내 대부분의 종자 수입업자 및 판매사 또는 절개지 녹화 시공업체들은 여러 가지 여건상 이 같은 종자들을 상온에서 보관하고 있는 실정에 있다. 이와 같이 상온에서 종자를 보관하는 경우 계절별로 온도 및 습도의 변화가 큰 국내 기후 여건상 종자의 품질이 저하되어 결국 발아율이 저하되며, 품질을 장기간에 걸쳐 일정하게 유지하기가 곤란한 문제점이 있다.

또, 종자 자체의 호흡작용에 의해 손모(損耗)됨과 동시에 열이 발생한다. 이와 같이 발생되는 열에 의해 종자의 연화 및 변질이 발생되기 쉽고 증산작용에 의해 종자의 수분이 없어져 열화(劣化)되는 문제점이 있다. 또한 미생물작용에 의해 부패가 초래되거나, 병원균의 감염에 의해 품질이 저하된다.

또한, 현실적으로 일반적인 절개지 녹화에 사용되는 대부분의 종자가 수입에 의존하고 있는 바, 이 같은 수입종자들은 수출국 현지에서 바이러스, 병해충 등을 예방하기 위해 다량의 종자 소독제가 사용되고 있어 토질을 변형시킴은 물론 종자품질의 저하를 초래하는 문제점이 있다.

한편, 최근에는 전술된 바와 같은 종자의 외부도입에 의해 초래되는 문제점들을 해결하거나 보완하기 위해 종자 발아촉진 시스템(Seed Speeding System)이라는 종자 발아촉진 처리가 필요시되고 있으나, 종자 반입 전 특별한 처리 없이 현장에서 수조에 종자를 하루 정도 침지한 후 사용하는 경우가 대부분으로서, 박피된 종자 또는 종피 내로 수분 침투가 용이한 종자이외에 종자, 특히 휴면성이 강한 종자에는 거의 효과가 없는 문제점이 있다.

한편, 종래의 고분자계 수지는 시공 후에 수분이 증발하지 않으면 침식방지 기능이 발휘되지 않고 충분한 침식방지 효과가 얻어지기까지 시간이 걸리는 문제와 자외선에 의한 수지의 열화 등이 발생되는 문제가 있다.

이에 따라 최근에는 현지 적응력이 높고 주변과의 생태적 및 경관적 조화가 우수한 현지의 종자 및 초목본류 이용하는 녹화공법에 대해 다양한 연구가 진행되고 있으며, 이와 같은 과제를 해결하는 것이 본 기술분야의 해결과제로 대두되고 있다.

이에 본 발명은 상술된 문제점 및 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 시공전의 현지의 생태환경 및 경관환경과 동일하거나 유사하게 복원 또는 녹화할 수 있으며 종자의 발아, 식생 및 적응력이 향상될 수 있는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법은, 법면 또는 비탈면과 같은 절개지를 현지 생태분위기 또는 경관분위기에 조화되도록 녹화하기 위한 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법(SDR 녹화공법)에 있어서, 녹화할 절개지 및 그 절개지의 주변에서 자생하는 식생물의 종자들과 그 종자들과 유사한 외부의 종자들을 확보하는 단계; 확보된 종자들 중 녹화될 절개지에 실제로 파종되거나 취부될 종자들을 선정하는 단계; 선정된 종자들의 조기 발아력을 시험하는 단계 ;종자를 녹화될 절개지에 설정된 생태환경에 상응하게 혼합 설계하여 종자들을 배합하는 단계; 조기 발아력 시험 및 혼합설계가 완료된 종자들의 절개지 취부시 발아를 보장하기 위해 종자의 품질을 유지하도록 처리하는 단계; 품질유지 처리된 종자들의 절개지 취부시 종자들의 발아를 촉진시키기 위한 발아촉진 처리단계; 발아촉진 처리된 종자를 절개지 녹화 시공현장에 투입하기 위해 패키지 처리하는 단계; 확보되어 선정되고 처리된 종자들을 혼합하여 절개지에 취부하기 위한 식생기반재를 형성하는 단계; 절개지에 종자가 포함되지 않은 식생기반재를 취부하여 제1식생기반층을 형성하고, 제1식생기반층에 종자가 혼합된 식생기반재를 취부하여 제2식생기반층을 장비의 변동없이 일회시공으로 형성하여 녹화의 효율을 높이는 단계를 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법을 보여주는 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 절개지 녹화방법의 조기 발아력 시험 결과를 보여주는 사진이며, 도 3a는 종래의 녹화방법에 의한 식생물의 생육상태를 보여주는 사진이고, 도 3b는 본 발명에 따른 절개지 녹화방법에서의 생육상태를 보여주는 사진이며, 도 4는 일반적인 토양, 일반적인 입단구조 및 본 발명의 녹화방법에 적용되는 입단화제에 의한 입단구조를 보여주는 비교도이고, 도 5a는 일반적인 입단화제를 사용한 일반적인 녹화공법에서의 침식상태를 보여주는 사진이며, 도 5b는 본 발명에 따른 녹화공법에 적용되는 입단화제를 사용한 후의 침식상태를 보여주는 사진이고, 도 6은 본 발명에 따른 녹화공법에 적용되는 식생기반재 취부장치를 개략적으로 보여주는 측면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 녹화방법에 적용되는 취부장치에 의해 취부 형성된 식생기반층을 보여주는 부분 확대단면도이고, 도 8a는 일반적인 녹화방법에 적용되는 취부방법에 의해 형성된 식생기반층에서의 성립본수를 보여주는 그래프이며, 도 8b는 본 발명에 따른 녹화방법에 적용되는 취부장치에 의해 취부 형성된 식생기반층에서의 성립본수를 보여주는 그래프이다.

도1 및 도 2를 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 SDR 녹화공법은 법면 또는 비탈면과 같은 절개지를 녹화할 종자를 확보한다(S100).

특히, 상기 종자확보 단계(S100)는 본 발명에 따른 SDR 녹화공법을 실시할 지역, 즉 도로의 건설, 주택지 또는 산업단지의 개발, 호안의 구축 등과 같은 공사가 시공될 지역에 자생하는 목초본류 종자를 직접 채취하는 것이 바람직하다. 그러 나, 시기적 요인, 환경적 요인 등에 의해 직접적인 종자의 확보가 불가한 경우에는 해당 지역을 현지조사하거나 표본조사한 후, 해당지역 주변에서 동일 또는 유사한 목초본류의 종자를 확보하거나, 해당지역을 표본조사한 후 종자를 선택하여 외부로부터 종자를 도입하여 확보할 수 있다.

위와 같이 종자가 확보되면 해당지역에 실제로 SDR 녹화공법에 의해 파종되거나 취부될 종자를 선정한다(S200).

상기 종자 선정단계(S200)는 복원지역의 기후, 주변식생, 잠재자연식생, 경관적 특징, 생태계 보존 및 복원 등을 조사 및 고려하고, 또한 복원지역 법면 또는 비탈면의 기울기, 토양 경도, 암의 균열 정도 등을 조사 및 고려하는 것이 바람직하다.

특히, 해당지역에서 식생이 우수하고 전술된 주변 분위기에 대한 상태가 양호할 뿐 아니라 시공자 및 시행자를 만족시키는 경우에는 해당지역의 목초본류 종자로 선정하거나, 그들 중 일부를 선정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 종자 선정단계(S200)에 있어서, 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에서는 사용빈도가 높은 목본류를 주구성종으로 한 종자배합설계의 표준타입을 기본으로 하고 이 중에서 해당 시공지역에 적합한 것을 선정하는 것이 바람직하다. 물론, 이 같은 표준타입 이외에도 주변 환경이나 입지특성에 부합되도록 다양한 구성종의 사용이 가능한 맞춤형 특수타입의 종자의 선정도 가능하다. 이 경우 선정된 주구성종 가운데 양질의 종자의 확보가 어려운 식물이나 파종공법에서의 도입이 곤란한 식물 등을 사용하는 경우는 파종공법에 식재공법을 병용할 수 있다. 물론, 식 재공법에 사용하는 목본류는 성목(成木)이 아니라 식재후의 활착률이나 성장이 양호하게 될 수 있도록 극력(極力)이 작은 묘목을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 법면 또는 비탈면과 같은 절개지 현장으로부터 또는 그 주위로부터 초목본의 종자를 채취하기가 곤란할 것으로 판단되면, 해당 지역과 가장 유사한 분위기를 갖는 지역에서 식생되는 목초본류의 종자를 선정하거나 또는 시공자나 주변의 분위기에 가장 적합한 목본형, 즉 생물종 다양성 복원형의 개념을 기본으로 하여 선정할 수 있다. 또한, 해당 지역의 자연경관에 가까운 군락이나 다양성이 풍부한 군락으로부터 선정하며, 산간지의 경관이나 생태계의 보전을 중시하는 복원녹화목표를 기본으로 하고, 주변식생이나 지역의 잠재자연식생의 구성종을 주체로 한 것을 기본으로 하여 종자를 선정하는 것이 바람직하다.

위와 같은 종자의 선정에 대한 실제적인 구현예에 따르면, 복원녹화목표를 달성하기 위해 주구성종, 보전종 및 초본종으로 분류하여 선정하는 것이 바람직하다. 여기서, 주구성종은 녹화를 위한 수림화형성에 중심이 되는 식물로, 주변의 식생에 가까운 성질을 갖고 있고, 복원녹화목표인 생물종 다양성 군락의 주체가 되는 식물로서, 지역의 천이도가 중~극상종 또는 2차림의 구성종이 사용되는 것이 대부분이며 일반적으로 2~4종류가 선정되는 바, 그 예로는 소나무, 고로쇠나무, 붉나무, 상수리, 단풍나무, 산검양옻나무 등이 있다. 그리고 보전종은 초본종과 함께 토양의 이화학성을 개선해서 토양을 비옥화 하고, 지상부가 생육하는 것에 의해 미기상을 완화해서 주구성종의 생육을 돕는 식물로서, 비료목이나 선구수종이 사용되며 일반적으로 1~3종류가 선정되는 바, 그 예로서 자귀나무, 오리나무, 자작나무, 사방오리나무, 보리수나무, 참싸리, 낭아초, 산오리나무 등이 있다. 또한, 초본종은 초기단계의 표토층을 형성하여 생태계 회복의 기점을 형성하고 초기의 녹화의 확보나 식생기반재의 침식을 방지하는 식물로서, 재래초본과 외래도입초본 등의 초본류가 사용될 수 있고 일반적으로 1~3종류가 선정되는 바, 그 예로서 비수리, 안고초, 김의털, 톨훼스큐, 크리핑레드훼스큐, 페레니얼라이그라스 등이 있다.

위와 같이 종자의 선정이 완료되면 선정된 종자의 조기 발아력 시험을 행한다(S300).

종자의 조기 발아력 시험은 기본적으로, 도 2에 예시된 바와 같이 , 선정된 종자 중 일부를 선택하여 샤레에 습윤 여과지를 깔고, 그 위에 종자를 배열하여 예컨대, 23℃의 항온에서 종자를 발아시키는 방법을 이용하여 그 발아력을 시험 또는 측정한다. 이 같은 조기발아력 시험법은 종자가 발아되기 쉬운 조건을 설정하여 처리하는 것으로, 발아를 촉진시켜 약 1주일 이라고 하는 단기간에 종자를 발아시켜, 발아능력을 보유하고 있는 종자의 비율을 백분율로 평가하여 그 결과를 획득한다. 실제적으로, 종자는 외관상 동일한 경우에도 각각 다른 휴면성을 가지고 있는 바, 예컨대 생리적으로 휴면하고 있는 1차 휴면, 종피(種皮)가 두꺼워서 물이나 산소의 공급을 막는 경실(硬實)휴면, 종자 자체는 성숙해 있지만 내부에서는 배가 미숙의 상태에 있는 후숙 휴면 등으로 구분된다. 따라서, 조기발아력 시험법은 위에 열거된 휴면성의 타입 등의 생리적 특성이나 종자의 구조적 특성에 따라 각각의 종자에 적합한 수 종류의 처리방법을 선택해서 실시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 조기 발아력을 시험하기 위해 선행되는 처리방법으로는 다음과 같이 전처리, 치상처리, 발아촉진처리로 구분되어 실행되는 것이 바람직하다.

먼저, 전처리는 해당 종자의 종자 가공을 용이하게 하기 위한 처리로서 해당 종자를 미리 일정시간 물에 담가 두어 종피나 종자조직을 부드럽게 하는 단계이다. 그리고, 종자의 발아를 양호하게 하기 위해 종자를 정제하고, 살균처리하며, 유지성분을 제거하는 등의 단계를 거치게 된다. 보다 상세히 설명하면, 시험 중에 곰팡이의 발생을 억제하기 위해 종자 정제 방법을 통하여 과육 등을 제거하거나, 곰팡이가 발생하기 쉬운 종자는 미리 살균처리를 한다. 또한, 종피의 유지성분을 제거해 종자내로 산소와 물 공급을 촉진시킨다. 물론, 이와 같은 전처리는 종자의 특성에 따라 선택적으로 실시할 수 있다.

다음으로, 치상처리는 조기발아력 시험법의 핵심을 이루는 것으로서, 종자를 각각의 특성에 적합하게 복수의 방법을 사용해서 발아되기 쉬운 상태로 가공하여 샤레에 놓여진 여과지 위에 배치한 상태에서 처리한다. 이와 같은 치상처리는 종자의 구조적 특성, 생리적 특성에 근거하여 종피의 제거, 종자조직의 절단, 종피의 박층화, 종피에 상처를 내는 등의 방법으로 행해질 수 있으며, 선택적으로 종피의 제거와 종자조직의 절단이 병행되는 경우도 있다. 예컨대, 종자가 발아되기 위한 중요 인자로서 산소와 물이 있는데, 종자가 발아될 때 그 종자의 조직에서 최초로 생장을 개시하는 조직은 축(軸)조직이며, 이에 따라 치상처리를 하는 이유는 축조직내로 산소와 물의 공급을 억제하는 종피를 제거, 박층화, 상처내기 또는 종자조직자체를 절단하는 방식으로 축조직내로 산소와 물의 공급을 촉진시키기 위한 것이다. 이러한 방법을 통해서 종래의 발아시험법 보다 단기간에 종자의 품질을 판별할 수 있는 것이다.

발아촉진처리는 휴면성이 강하고, 전술된 바와 같은 치상처리법을 이용해도 약 1주일 기간내에 발아가 되지 않는 종자, 소형의 종자, 자체적인 구조적 문제로 인해 가공이 쉽지 않은 종자를 용이하게 가공할 수 있도록 실시하는 처리법이다. 발아촉진처리로는, 식물 호르몬을 첨가하거나, 발아촉진물질을 첨가하거나, 또는 고압 산소 하에서 치상처리 하는 방법 등이 있다. 여기서, 식물호르몬이나 발아촉진물질을 첨가하는 방법은 종자의 발아패턴에 따라 첨가하는 물질을 선택하거나, 휴면의 정도나 종자의 크기에 적합하게 사용될 물질의 농도를 조절하거나 여러 종류의 물질을 혼합하여 사용할 수 있다. 예컨대, 발아촉진물질(휴면타파제)로서 0.2%의 KNO3 와 Thiourea 용액을 사용하거나, 100ppm의 Gibberellin 용액을 사용할 수 있다. 또한, 고압 산소 하에서 치상처리 방법은 종자가 있는 샤레를 데시케이터 등의 완전 밀폐 용기에 넣은 후 고압산소를 주입시켜 고압산소 하에서 치상처리 하는 방법으로서, 종자발아에 필요한 산소를 강제적으로 공급하여 발아를 촉진시키는 방법이다. 이와 같은 처리방법도 종자의 휴면 정도 또는 상태에 따라 식물호르몬, 발아촉진물질과 병용하여 사용할 수 있다.

그러나, 위와 같은 조기발아력 시험법은 종자자체가 갖고 있는 발아력만으로 발아를 이루기 곤란한 경우에만 사용되는 것으로서, 가능한 한 발아촉진처리를 억제하고 치상처리만으로 발아촉진을 획득하는 것이 바람직하며, 부득이한 경우에만 발아촉진법을 이용한다.

한편, 상술된 바와 같은 처리가 행해진 경우에는 그와 같은 처리의 결과를 확인하기 위해 발아력을 시험하거나 평가할 수 있다. 이 같은 발아력의 평가는 조기 발아력의 시험 종료시 발아징후를 나타내고 있는 개체와 전체 개체의 비율을 백분율로 나타내 구할 수 있다. 이 때, 나타나는 발아의 징후 또는 결과는 종자의 발아특성이나 치상처리방법에 따라 상태가 다르고, 상황에 따라 발아징후를 나타내고 있다고 판정하는 방법이 다르다. 이 같은 판정기준은 어린뿌리나 축조직이 신장(伸長) 또는 종자조직에서 돌출한 개체의 수, 어린뿌리나 축조직이 중력방향으로 휜 개체의 수, 자엽(子葉)조직이 견고하게 유지된 채로 팽장(膨張)한 개체의 수, 자엽조직에 엽록소가 형성되고 녹색화한 개체의 수 및 부정근(不定根)이 형성된 개체의 수 등을 고려하여 발아력을 평가할 수 있다. 물론, 이와 같은 발아의 평가는 발아력 시험의 종료시 행해지는 것이 바람직하지만, 일반적으로 시험기간은 1주일 이내로 한다. 그러나 휴면성이 매우 강한 종자의 경우에는 1주일 이상의 시험기간을 필요로 한다.

상기와 같이 선정된 종자들을 실제적으로 취부될 현장의 생태환경 또는 분위기에 최적으로 적응할 수 있도록 설정된 혼합설계에 따라 종자배합한다(S400). 선택적으로, 종자들을 실제적으로 시공지 주변의 환경이나 시행자 또는 발주자의 요청 등에 의해 복원녹화목표가 효율성 있게 달성되도록 종자를 선정하는 경우, 또는 지역성 등이 중시되는 등의 이유로 표준타입과 다른 종자가 적용되는 경우에는 현장에 적합한 배합설계를 통해 종자를 선정할 수 있다.

이 같은 종자배합설계에 의하면, 종자의 배합비는 해당 복원지역의 복원목표에 따라 결정되며, 파종량은 발생기대본수를 기준으로 하는 다음식, 즉

W =	A B×C×D×E×F×G

에 의해 결정되는 것이 바람직하다.

식중, W는 도입종자별 파종량(g/㎡)이고, A는 발생기대본수(본/㎡)이며, B는 취부두께에 대한 출아가능복토 두께에 의한 보정율이고, C는 입지조건에 대한 SDR 녹화공법의 보정율이며, D는 시공시기에 대한 보정율이고, E는 사용종자의 발아율 또는 조기발아력 검정치이고, F는 사용종자의 단위입수(립/g)이며, G는 사용종자의 순량율이다.

여기서, 발생기대본수(A)는 목표군락을 형성시키기에 필요한 발생본수로서, 파종후 1년간에 발생하는 개체의 총수를 나타내는 것으로서, 물론 피압 등에 의해 도중에 고사하는 수도 포함한 값이다.

취부두께에 대한 출아가능 복토 두께에 의한 보정율(B)은 식물의 발아 및 생육은 식생기반재 질의 차이에 의해 크게 다르고, 취부 두께에 의해 발아 및 생육은 크게 좌우되며, 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에서는 종자의 출아가능 복토두께를 기준으로 설정된다. 취부두께에 대한 출아가능 복토두께에 의한 보정율은 다음 <표 1>을 기준으로 한다.

삭제

출아가능 복토두께	식생기반재의 취부두께
	3cm	5cm	7cm	10cm
0.5cn	0.17	0.10	0.07	0.05
1.0㎝	0.33	0.20	0.14	0.10
2.0㎝	0.67	0.40	0.29	0.20
3.0㎝	1.00	0.60	0.43	0.30

입지조건에 대한 보정율(C)은 비탈면의 토질, 경사, 방위 등의 조건에 따라 설정된다. 이 같은 보정율은 다음 <표 2>를 기준으로 한다.

항목	입지조건	보정율
비탈면구배	≥50°	0.9
	〈50°	1.0
토질	경암	0.9
	그 외	1.0
비탈면 방위	경암(남향)	0.8
	그 외	1.0
강수량	〈1,000mm	0.7
	≥1,000mm	1.0

시공시기의 보정율(D)은 부적기의 시공은 피하는 것이 바람직하지만, 불가피하게 부적기에 시공하는 경우에는 시공시기에 대한 보정을 해야 하며, 이 같은 보정율은 하기 <표 3>을 기준으로 한다.

시공시기	초본식물	목본식물
3~6월	1.0	1.0
7~8월	0.8	0.7
9월	1.0	0.5
10~11월	0.7	0.5
11~2월	0.9	0.8

사용종자의 발아율(D) 또는 조기발아력 검정치는, 특히 발아율이 채취년도 및 저장상태에 따라 변화가 심하므로, 사전에 조사된 종자의 발아율, 또는 조기발아력 검정치를 이용하며, 보정치는 90%의 발아율의 경우 0.9로 한다.

사용종자의 단위입수(E)는 발아율과 같이, 채취 년도에 따라 변동이 심하므로 설계시 미리 검정한 단위 입수를 이용한다. 또한 SDR 녹화공법에서는 자연 채취한 종자를 사용하기도 하기 때문에 종류에 따라서는 협잡(俠雜)물이 섞인 상태에서 단위입수를 계측할 수 있다.

사용종자의 순량율(G)은 순량율이 명확한 종자인 경우에는 그 값을 그대로 사용하며, 보정치는 95%의 순도의 경우 0.95로 한다. 그러나, 자연 채취한 종자는 단위입수에 이미 보정되어 있기 때문에 1.0으로 계산한다.

한편, 공사 현장이외에서 획득한 일반적인 종자 또는 수입 종자의 경우에는 취부시 원활한 발아를 위해 종자의 품질이 유지되도록 처리한다(S500).

이와 같은 종자의 품질유지 단계는 수입되거나 외부에서 조달된 종자를 1차적으로 물리적 방법을 이용하여 종자 소독제를 제거하고, 2차적으로 화학적 방법으로 나머지 잔류 소독제를 제거한 후, 저온으로 유지되는 저장 창고에 보관하여 종자의 품질의 저하 없이 보관하는 단계로 이루어진다.

선택적으로 종자의 특성을 고려하여 다공질의 무기재료를 이용하는 품질 유지방법도 있다.

이와 같이, 다공질의 무기재료를 이용하는 경우 종자와 함께 다공질 무기재료를 포함한 종자품질 보호재를 혼합하기 때문에, 미세한 공극을 갖는 다공질 무기재료 특유의 흡착성 및 통기성에 의해 적당한 습도 유지, 유해가스의 흡착, 살균, 제균 및 병해균의 제거가 가능하다. 또한 다공질 무기재료에는 종자품질 보호재와 같은 유용 토양균을 함유하므로 종자의 부패를 억제함과 동시에, 파종후에도 토양병해균의 억제, 생리활성의 향상, 식물의 비료 이용율의 향상 및 근계의 건전화 등의 작용이 기대된다.

대표적인 다공성 물질로서 제오라이트가 있으며, 이 제오라이트는 SiO2, Al2O3, CaO, Na2O, K2O, H2O로 구성되는 다공질의 함수 알루미노케이산 광물로 이루어지며, 공극의 직경은 약4~7Å의 초미세 공으로 형성되는 것이 바람직하다. 제오라이트로 이루어진 다공성 물질은 흡착성, 흡수성, 염기치환용량성 등의 특성이 있어 토양개량제 역할을 할 수 있다. 즉 높은 흡착성 및 염기치환용량성에 의해 비 료의 유실이 방지되고, 보비력이 향상되며, 보수성 및 유해가스 흡착성이 향상되게 하는 것이다. 특히, 병원균을 무독화하는 소독작용이나 수분존재하의 산화력에 의한 혐기성균(嫌氣性菌)의 활동을 억제하는 기능이 있다. 이와 같은 제오라이트의 특성에 의해, 종자와 혼합하여 보존할 경우, 종자를 알맞은 습도로 유지할 수 있고 통풍을 확보할 수 있으며, 에틸렌, 유화수소, 암모니아 등의 유해가스를 흡착할 수 있고, 병원균을 무독화하거나 제균 혹은 살균할 수 있으므로, 결국 종자의 건조를 방지하고, 부패가 억제되어 종자의 우수한 품질 및 발아율이 보장될 수 있는 것이다. 한편, 상술된 제오라이트와 유사한 기능을 지니며, 본 발명에 동일하게 적용할 수 있는 다공성 물질로서 규조토, 소성품(燒成品), 항균세라믹, 펄라이트, 버미큐라이트 등이 있다.

위와 같이 종자의 품질 유지처리를 행한 후에는, 종자의 취부시 실제적으로 종자의 발아를 촉진시킬 수 있도록 처리한다(S600).

상기 종자의 발아촉진 처리단계(S600)는 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에 적용할 수 있도록 종자 발아촉진 시스템(Seed Speeding System)을 이용하는 것이 바람직한 바, 발아에 충분한 수분공급이 필요로 하거나 휴면성이 강한 종자에 대해서는 시공 전에 발아촉진처리를 하며, 필요에 따라 발아촉진처리 팩(pack)을 이용한다. 이와 같이 종자 발아촉진 시스템을 이용함으로서, 물리적 및 화학적으로 종자의 휴면을 방지하여 발아를 촉진시킬 수 있다.

이와 같은 발아 촉진 방법에 대해 보다 상세히 설명하면, 먼저 종자의 종피에 부착된 유분 및 발아억제물질을 수산화나트륨, 염산, 황산(종피파상), 과산화칼 슘(산소공급제) 등과 같은 화학약품을 이용하여 제거한다(화학적 처리). 이후, 종자를 종피파상, 즉 종자를 서로 부딪히거나 마찰시켜 종피에 물리적 손상을 입힌 후, 진탕, 온탕, 건열, 저온, 고압 등으로 처리한다(물리적 처리). 최종적으로, 종자가 획득된 장소와 다른 장소에 취부되는 경우 그 종자 내부에서 변화되는 각종 생리 작용의 조절을 위해 인돌아세트산(Indole Acetic Acid), 지베렐린(Gibberellin), 시토키닌(Cytokinin), 플로리겐(Florigen), 아브시스산(Abscisic acid) 등과 같은 호르몬을 이용하여 식물 호르몬 처리한다(식물 호르몬 처리). 이와 같은 식물호르몬 처리에 의해 배의 휴면과 다른 다양한 원인에 의한 종자의 휴면을 방지하고 발아를 촉진시킬 수 있는 것이다.

위와 같이 종자의 발아촉진 처리후에는 실제로 시공현장에 투입하기 위해 패키지 처리한다(S700). 이 같은 종자의 패키징에는 발아촉진 처리팩이 이용된다.

상기 종자의 패키지 처리단계(S700)는, 발아촉진 처리된 70~85 중량부의 종자와 고흡수성 고분자 물질인 15~30 중량부의 테라코탐(Terra Cottem)을 혼합하여 방수팩에 봉입하는 방식으로 행해질 수 있다. 여기서, 테라코템은 자기 자신의 무게의 200배까지 물을 흡수하는 우수한 흡수성을 지님으로써, 팽윤한 상태에서 종자에 지속적으로 수분을 공급할 수 있다. 이에 따라, 종자는 발아촉진처리 팩 안에서 항상 적당한 양의 수분을 공급받게 되어 시공현장 이동 중에 발아촉진처리가 완료될 수 있으며, 발아에 많은 수분을 필요로 하는 종자인 경우에도 시공 후에 관수를 공급하지 않거나 비가 내리지 않는 경우에도 조기에 발아가 촉진될 수 있는 것이다.

위와 같은 방식으로 종자의 확보, 선정 및 종합적인 처리 후에는 처리된 종 자가 실제적으로 취부 및 파종되는 공사현장의 법면 또는 비탈면의 식생기반을 조성하기 위해 식생기반재를 형성하거나 준비한다(S800). 본 발명에 따른 SDR 녹화공법의 식생기반조성에 적용되는 식생기반재는, 초본류부터 극상을 구성하는 목본류까지 다양한 식물의 종자의 발아 및 식생에 적합하게 조성 및 배합되어, 최종적으로 환경 복원력을 향상시키도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 SDR 녹화공법에서의 식생기반재는, 친환경적이고 경도, 산도 및 양이온 치환능력이 우수하며, 적절한 질소를 함유하여 초본과 목본을 혼합 파종하는 경우 초본의 과도한 생육을 억제할 수 있고, 천이단계의 중~후기(극상)의 식물 군락을 형성하는 유기질을 최적으로 함유한다는 원리를 기본으로 조성되거나 구성되는 것이 바람직하다.

이 같은 구성의 기본을 기초로 하여, 본 발명에 따른 SDR 녹화공법의 식생기반재 조성물은 주식생기반재로서 20~30중량%의 바크퇴비, 10~15중량%의 피트모스, 15~25중량%의 토탄, 10~20중량%의 정수슬러지, 10~20중량%의 혼합퇴비, 5~10중량%의 질석과, 보조식생기반재로서 2~5중량%의 입단화제(Geo-binder), 0.2~0.5중량%의 식물생육조절제(Tree-controller) 및 0.5~1.0중량%의 미생물을 포함한다.

SDR 녹화공법에 적용되는 본 발명에 따른 식생기반재는, 친환경적이고 경도, 산도 및 양이온 치환능력이 우수하며, 적절한 질소를 함유하여 초본과 목본을 혼합 파종하는 경우 초본의 과도한 생육을 억제할 수 있고, 천이단계의 중~후기(극상)의 식물 군락을 형성하는 유기질을 최적으로 함유한다는 원리를 기본으로 구성되는 것 이 바람직하다.

상기 구성성분들 중 바크퇴비는 침엽수 또는 활엽수의 피질을 미세하게 분쇄하여 부숙시킨 것으로서, 종자의 식생 및 성장을 일정하게 유지할 수 있도록 보비력을 위해 첨가되는 것이다. 상기 바크퇴비는 전체 식생기반재 중 20중량%이하이면 보비력이 감소되어 종자의 식생 및 성장에 영향이 있는 반면, 30중량%이상이면 영향의 과급으로 인해 종자 또는 식물의 괴사를 초래하는 경우가 있다.

상기 구성성분들 중 피트모스는 오래된 수태종류가 혐기상태로 퇴적되어 염기치환용량이 크고 강산성인 유기물로서, 종자의 발아 및 식생을 유지시키기 위한 양분의 보유력의 향상을 위해 첨가되는 것이다. 상기 피트모스는 10중량%이하이면 보유력이 감소되어 종자의 식생 및 성장에 영향이 있는 반면, 15중량%이상이면 영양의 과급으로 인해 종자 또는 식물의 괴사를 초래하는 경우가 있다.

또, 상기 구성성분들 중 토탄은 수생식물, 이끼류, 풀 등이 퇴적하여 생화학적으로 탄화하여 유기물을 포함하고 높은 공극률을 지니는 것으로서, 흡수성 또는 흡습성을 향상시켜 종자의 발아 및 식생을 유지하기 위해 첨가하는 것이다. 상기 토탄은 15중량% 이하이면 수분의 부족공급으로 인해 종자의 발아의 지연을 초래하는 반면, 25중량% 이상이면 수분의 과급으로 인해 종자 또는 식물의 괴사를 초래하고 슬라이딩을 초래하는 경우가 있다.
*또한, 상기 구성성분들 중 정수슬러지는 상수도의 정수시 발생되는 슬러지로서 소성가공될 수 있으며 이물질 및 병균이 포함되지 않고 배수력이 우수하고 오염도가 낮은 것으로서, 종자가 안정적으로 유지되어 발아되도록 함과 동시에 과도하게 중량이 무거워져 객토의 슬라이딩이 발생하지 않도록 첨가되는 것이다. 상기 정수슬러지는 10중량% 이하이면 종자가 안정적으로 발아 및 유지되지 못할 수 있으며, 20중량% 이상이면 과도한 배수로 인해 수분의 공급부족을 초래하는 경우가 있다.

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또, 상기 구성성분들 중 혼합퇴비는 식생기반재 취부시 질소 및 탄소 성분이 미비하여 종자의 발아 및 성장속도가 느리지 않도록 함과 동시에 종자의 발아 및 성장속도가 지나치게 빨라 풀 또는 초목의 밀식현상에 의해 재발생율이 저하됨이 없도록 첨가되는 것이다. 상기 혼합퇴비는 10중량% 이하이면 종자의 발아 및 성장이 지연되며, 20중량% 이상이면 종자의 조기 발아 및 과성숙으로 인한 괴사가 초래될 수 있다.

또한, 상기 성분들 중 질석은 식생기반재의 취부시 통기성과 배수성이 저하되어 종자가 소실되거나 유실됨이 없도록 함과 동시에 크랙이 발생하거나 강 알카리화되어 식생에 곤란함을 초래함이 없도록 첨가되는 것이다. 상기 질석은 5중량%이하이면 종자의 소실이 초래될 수 있으며, 10중량% 이상이면 과도한 배수로 인해 크랙이 발생될 염려가 있다.

또, 상기 성분들 중 입단화제, 고분자 첨가제는 식생기반재 취부시 응집력이 부족하여 쉽게 유실됨이 없도록 함과 동시에 고결화가 증가되고 통기성이 저하되어 발아 및 식생물의 성장을 저해함이 없도록 첨가되는 것이다. 상기 입단화제는 2중량% 이하이면 응집력의 결핍으로 인해 식생기반재의 유실이 초래될 수 있으며. 5중량% 이상이면 통기성이 저하되어 종자의 발아 및 식생물의 성장에 악영향을 줄 수 있다.

또한, 상기 성분들 중 식물생육 조절제는 성장이 빠른 식물과 느린 식물의 식물생육 특징에 적합하게 양분이 용출될 수 있어 수림화를 이루게 하기 위한 것으로서, 0.2중량% 이하이면 양분용출의 부족으로 인해 성장에 지연을 초래할 수 있으며, 0.5중량% 이상이면 과도한 양분의 용출로 인해 과성숙될 수 있다.

또, 상기 성분들 중 미생물은 식생기반재의 산소공급 및 부영양화를 유지하기 위해 첨가되는 것이다. 상기 미생물은 0.5중량% 이하이면 식생기반재의 호흡에 지장을 줄 수 있으며, 1.0중량% 이상이면 산성화를 초래할 수 있다.

선택적으로, 본 발명에 따른 식생기반재는 40~50%의 고상, 20~30%의 액상 및 20~30%의 기상으로 구성되어, 식물의 근의 성장, 수분 및 무기 성분의 흡수, 산소 공급 등을 원활하고 우수하게 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에 적용되는 식생기반재의 토양의 경도, 즉, 토양 입자간의 응집력과 입자간의 마찰력에 대한 지표로서 입경조성, 공극량, 충진밀도, 토양수분함량 등의 여러 인자에 관련되는 식물생육에 관련된 지표인 경도는 18~25mm를 유지하는 것이 바람직하다. 경도가 18mm 이하인 경우에는 식물의 생육은 가능하지만 법면 또는 비탈면이 붕괴될 위험이 있으며, 25mm 이상이면 비탈면의 붕괴는 방지되지만 생육의 활성이 불가능하게 될 수 있다.

또, 상기와 같은 식생기반재의 경우 식물이 정상적으로 생육하기 위해서는 유효수분(위조계수 장력과 포장용수 장력 사이)의 범위중 pF1.8~3.0(l/㎥)이 순수 물인 것 이 바람직한 것으로 나타났다. 유효수분이 pF1.8이하이면 수분의 보습성 부족으로 인해 종자의 미발아가 초래될 수 있는 반면, pF3.0이상의 수분은 식물이 모세관현상으로 수분을 이용할수 없는 범위의 수분으로 식물생육이 곤란하게 될 수 있다.

한편, 상기와 같은 식생기반재의 화학적 특성에 따르면, 식생기반재의 입단 형성을 촉진하여 통기성과 보수성을 향상시키고, 양이온 치환용량을 증가시키며, 양분의 공급 및 저장을 유지하고, 토양 미생물의 활성화를 제공하기 위해 25~35g/kg의 유기물을 유지하는 것이 바람직하다. 25g/kg 이하이면 질소기아현상이 초래될 수 있는 반면, 35g/kg 이상이면 양분의 불균형적인 축적과 염류의 과다 집적 등의 부작용이 초래된다.

또한, 식생기반재의 산성으로의 변화에 의한 인산의 결핍을 방지하기 위해 식생기반재에 대해 200~300mg/kg의 인산을 유지하는 것이 바람직하다.

또, 식생기반재에서 토양미생물이 무기화 되는 질소뿐 아니라 식물이 이용할 수 있는 질소의 유지를 위해 식생기반재에 대해 40~70mg/kg의 질산태 질소(NO3--N)를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 식생기반재가 약산성일 때 식물에 용이하게 흡수될 수 있도록 식생기반재에 대해 0.3~0.6cmol+/kg의 칼륨과, 1.5~2.0cmol+/kg의 치환성 마그네슘을 유지하는 것이 바람직하다.

또, 식생기반재의 보비력과 비옥도를 높이기 위해 6~20cmol+/kg의 양이온치환용량(Cation Exchange Capacity : CEC)을 유지하는 것이 바람직하다. 여기서 양이온치환용량은 토양내에 존재하는 양(+)이온과 음(-)이온의 형태의 무기 영양소들 중 양이온 형태의 영양소는 표면이 음전하를 띠고 있는 토양의 점토입자(Silicate와 알루미늄 산화물)와 유기물에 의해 흡착되어 저장될 수 있는 능력을 의미하며, 토양의 비옥도를 나타내는 척도가 된다.

또한, 식생기반재의 화학적 반응과 토양미생물의 활동을 보장하고, 각종 필수 성분의 용이한 흡수를 위해 pH6.0~6.5의 토양 산도를 유지하는 것이 바람직하다.

또, 식생기반재에 포함된 염류농도의 지표로서 적정한 염류를 유지할 수 있도록 0.5~1.8dS/m의 전기전도도를 유지하는 것이 바람직하다. 여기서, 전기전도도가 0.5dS/m 이하이면 양분이 필요하며, 1.8dS/m이면 염류를 제거해야 한다.

특히, 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에 적용되는 SDR조성물(식생기반재)에는 식물의 생육특성에 적합하게 양분을 제공할 수 있도록 식물생육조절제(Tree Controller)가 포함된다. 상기 식물생육조절제는 질소, 인산, 칼륨 및 마그네슘으로 구성된다. 이들 각각의 구성요소의 비, 즉 질소 : 인산 : 칼륨 : 마그네슘의 비는 6 : 40 : 6 : 15 의 비로 혼합되며 성분용출구성은 질소(속효성 10%, 완효성90%),인산(속효성10%, 완효성 90%),칼륨(속효성65%, 완효성35%),마그네슘(속효성8%, 완효성92%)로 구성되는 것이 바람직하다. 여기서, 질소가 부족하면 지엽의 생육이 저하되며 잎의 색깔이 담황색으로 나타나는 반면, 과하면 조직이 도장하여 병충해를 초래하기 쉽고 내한성도 저하되기 쉽기 때문에 6~12 중량부의 범위로 설정되는 것이 바람직하며, 인산은 부족시 근 및 지상부의 발육 및 생장이 저하되지만, 과하면 과성숙으로 인한 단명을 초래할 수 있으므로 38~62중량부의 범위로 설정되는 것이 바람직하며, 칼륨은 탄수화물의 합성과 동화생산물의 이동에 관여하여 동화작용을 촉진하고, 일조(日照)의 부족을 보충하는 생리작용을 하는 것으로서, 줄기와 잎을 강하게 하고, 병충해에 대한 저항성을 크게 하며, 도장(徒長), 한해(寒害), 가뭄해에 저항성이 있도록 물질대사계에 참여하여 효소의 기능을 높여 간접적으로 대사를 촉진시키는 기능원소로서의 역할을 수행하기 위한 것으로서, 6~12중량부의 범위로 설정되는 것이 바람직하며, 마그네슘은 엽록소를 구성하고 있는 금속원소로 광합성 작용을 위한 필수 구성요소로서 대체로 어린 세포나 대사가 왕성한 조직에 집적되며, 부족시 엽록체가 생성될 수 없으므로 식물체가 황색으로 변하는 반면, 과하면 괴사를 초래하며 뿌리 및 줄기의 생장점 발육과 종자의 성숙이 저해될 수 있으므로, 14~24중량부의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.

선택적으로, 위와 같은 식물생육조절제는 복원될 식생락군의 생육특성, 식물생육의 필수 양분의 이용률, 양분의 효과기간 등을 고려하여 설정될 수 있다.

한편, 위와 같이 조성되는 식물생육조절제의 양분의 지속기간은, 식물이 필요로 하는 양분의 양을 생육기간동안 지속적으로 공급할 수 있도록 적어도 150일 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 위와 같이 구성된 식물생육조절제의 용출율을 25℃의 온도에서 시험한 결과 아래와 같은 결과를 얻었다.

항목 일수	N(%)	P2O5(%)	K2O(%)	MgO(%)	EC(ms/cm)	pH
1일	25.3	6.1	50.1	2.3	11.6	6.0
10일	29.7	9.6	60.7	3.6	4.8	6.8
20일	31.0	11.5	64.5	4.8	1.1	6.2
30일	32.8	12.7	66.6	5.8	0.6	6.7
60일	35.5	14.6	70.1	7.6	1.0	7.3
90일	36.1	16.3	72.7	9.2	0.9	7.4
120일	36.8	17.7	74.7	10.6	1.1	7.5
150일	37.2	18.9	76.5	11.8	0.7	7.7
180일	37.8	20.0	78.0	13.0	0.6	7.6
210일	38.2	20.9	79.2	14.1	0.6	7.9
240일	38.5	22.0	80.6	15.3	0.6	7.9
270일	39.0	22.9	81.6	16.3	0.5	7.9
300일	39.0	23.8	82.5	17.3	0.5	8.0
330일	39.3	24.5	83.3	18.3	0.5	8.0
360일	39.6	25.2	84.0	19.0	0.4	7.7

<표 5> 식물생육조절제의 수중 용출율 그래프

위 표 4 및 5로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 식물생육조절제에서는 시간이 경과함에 따라 질소, 인산, 칼륨 및 마그네슘의 양이 점진적으로 증가하면서 용출되어 식물에 공급되는 것으로 나타났다.

부가적으로, 식물생육조절제의 전기전도도는 표3과 같이 변화됨을 알 수 있다.

<표 6> 식물생육조절제의 전기전도도 변화율 그래프

위 표 5 및 6의 그래프로부터 알 수 있듯이, 식물생육조절제의 전기 전도도는 한달이 경과한 후에는 거의 균일하게 유지되어 식물의 안정적인 성장을 보장하는 것으로 나타났다.

또한, 시공 후의 산성도의 변화율은 다음 표 7과 같은 그래프와 같이 변화됨을 알 수 있다.

<표 7> 식물생육조절제의 산성도 변화율 그래프

특히, 위 표들과 같이 나타난 본 발명에 따른 식물생육조절제의 초기용출율과 시중에서 구입할 수 있는 일반적인 복합비료 및 완효성비료의 초기 용출율을 비교하면 다음 표 8 및 표 9의 그래프와 같다.

<표8> 식물생육조절제와 국내비료의 초기용출율 비교(30℃물, 24시간 정치)

품 명 항 목	일반 복합 비료(N사)	완효성 비료(P사)	식물생육조절제 (Tree Controller)
N(%)	51.29	25.81	13.03
P2O5(%)	32.36	24.83	5.61
K2O(%)	48.44	51.51	52.36

<표 9> 식물생육조절제와 일반적인 비료의 초기용출율 비교 그래프

또한, 일반적인 복합비료를 포함하는 식생기반재와 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에 적용되는 식물생육조절제가 포함된 식생기반재를 시험시공한 후 초본류의 생육상태를 관찰한 결과, 도 3a의 사진에 나타난 바와 같이 일반적인 복합비료를 사용한 경우 시공후 2개월 후에는 황변현상이 발생한 반면, 도 3b의 사진에 나타난 바와 같이 식물생육조절제를 포함한 식생기반재에서는 황변현상이 발생되지 않음은 물론 생육상태가 양호한 것으로 나타났다. 이는 본 발명에 따른 식생기반재에 포함된 식물생육조절제의 용출이 지속적이고 안정적으로 이루어짐은 물론 황변 현상을 초래하는 질소 및 인산의 초기용출이 적기 때문인 것으로 이해할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에는 목본활착 이전 기간동안 강우 및 바람에 의한 식생기반재의 침식 및 유실방지 또한 식생기반재의 입단화형성에 따른 물리성 개선 등을 위한 입단화제(Geo-binder)가 포함되는 것이 필수적이다.

상기 입단화제는 150㎛이하의 포졸란 반응을 갖는 플라이애쉬, 응회암, 고로슬래그 등과 같은 분체(粉體)에, 석고와 유산나트륨, 유산칼륨, 유산마그네슘 등의 유산염과, 유산수소나트륨, 유산수소칼륨, 유산수소마그네슘 등과 같은 중유산염을 혼합 조성한 강력한 침식방지 효과 및 고차 입단구조를 형성하는 입단화제(Geo Binder)로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 포졸란 반응이란 실리카 혼합물로서 그 자체는 수경성이 없으나 물과 화학적으로 반응하여 석회와 결합하여 불용성의 실리카질 화합물을 생성시키는 물질로서 물과 접촉하면 미량의 칼슘과 규산이 용출되어 입자의 표면에 불용성의 치밀한 수화물과 함께 비결정질의 실리카 및 알루미나 수화물이 생성되는 반응이다. 이러한 포졸란 반응을 식생기반재에 적용시킴으로서 식생기반재의 응결, 고화를 통한 내침식성강화로 침식이나 동결에 의한 유실을 방지하며 또한 분말도가 좋고 구형인 포졸란 반응 분체는 미세공극 조직층을 형성하여 식생기반재의 보수성, 통기성 등을 향상시키는 입단화제 기능을 함으로서 식물의 발아 및 생육에 유리한 물리적 환경을 조성시키는 역할을 할 수 있는 것이다. 결국, 입단화제는 수분이 과도한 경우에도 레이턴스가 발생하지 않고 과도하게 경화될 염려가 없기 때문에 취급이 용이하며, 또한 식물 생육에 적당한 pH 영역을 나타냄으로서 식생의 양호한 발아 및 생육을 도모할 수 있는 것이다.

상기 입단화제는 31~33중량%의 CaO와, 29~31중량%의 SiO₂와, 9~11중량%의 Al₂O₃ 및 29~31중량%의 SO₃ 로 구성된다.

이와 같이 구성된 입단화제를 포함하는 식생기반재의 시공후 토양산도의 변화는 다음 표 10과 같이 나타났다.
*<표 10> 입단화제의 시공 후 토양산성도(pH) 변화표

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구분	조성물	12일후	38일후	84일후
입단화제(Geo Binder)	7.5	5.8	5.9	5.8
무기질계	8.9	8.5	8.4	8

위 표 10에서 알 수 있듯이, 종래의 일반적인 무기질계 입단화제보다는 현저한 수치로 산성도가 낮게 유지되며, 이에 따라 식생기반재 전체에 취부된 식생의 양호한 발아 및 생육을 도모할 수 있는 것이다.

한편, 위와 같이 구성되는 입단화제의 내침식성을 시험하기 위해 가로 1m, 세로 1m 크기의 정사각형의 인공비탈면을 45도 각도로 기울이고, 무처리한 식생기반재와, 시중의 타사에서 구입가능한 입단화제가 포함된 식생기반재와, 본 발명에 적용되는 입단화제가 포함된 식생기반재를 5cm의 두께로 취부한 상태에서, 100mm/hr의 강수량으로 12시간 동안 인공강우를 가한 후 유실된 식생기반재를 100℃ 건조기 내에서 24시간 건조한 후 내침식성을 측정한 결과가 표 11의 그래프와 같이 나타났다.

<표 11> 내침식성 시험 결과

위 표 11의 그래프로부터 알 수 있듯이, 입단화제를 사용하지 않은 시험구의 경우 유실량이 115~137g으로 유실량 편차가 크고 침식 현상이 나타났으며, 타사 입단화제의 경우 19~29g의 부분적인 유실현상이 나타난 반면, 본 발명에 따라 적용되는 입단화제(Geo-Binder)는 유실량이 13~17g 으로 식생기반재의 안정성이 양호하게 유지되며, 그 편차도 작은 것으로 나타났다.

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한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 입단화제가 포함된 식생기반재는 입단화제가 포함되지 않은 일반적인 토양 및 일반적인 입단화제가 포함된 식생기반재의 경우보다 더욱 조밀하고 견고하게 입단화를 이룬다.

또한, 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 입단화제가 포함된 식생기반재(도 5b)와 시중에서 일반적으로 구입 가능한 식생기반재(도 5a)를 동일한 조건하에 시험 시공하여 30일이 경과한 경우, 본 발명에 따른 식생기반재가 통상의 식생기반재보다 침식방지 등과 같은 물리적 특성이 현저히 적으며, 식물의 식생 또한 우수한 것으로 나타났다.

상기와 같이, 식생기반재가 준비되면, 그 식생기반재를 해당 법면 또는 비탈면과 같은 절개지에 취부한다(S900). 본 발명에 따른 SDR 녹화공법에서의 식생기반재 취부방법은 2층 취부방식으로 실행된다.

특히, 식생기반재의 취부는 건식 2층취부 방식으로 행해지는 바, 먼저 해당 법면 또는 비탈면에 종자가 포함되지 않은 순수 또는 기본 식생기반재를 1차적으로 취부하여 1차식생기반층(지지층)을 형성한 후, 그 1차식생기반층에 종자를 포함하는 식생기반재를 2차적으로 취부하여 2차식생기반층(종자층)을 형성하여 완전한 식생기반층을 취부하는 것이다.

본 발명에 따른 SDR 녹화공법에서의 식생기반재 및 종자 취부 공정은, 도 6에 도시된 바와 같이, 식생기반재 공급탱크(1), 입단화제 공급탱크(2), 비료공급탱크(3), 상기 각각의 공급탱크로부터 공급되는 식생기반재, 입단화제 및 비료를 공급받아 이송하기 위한 제1트롤리(trolley)(4)와, 그 제1트롤리(4)를 후숙공정으로 이송시키기 위한 제1콘베이어(5)와, 제1콘베이어(5)에 의해 이송되는 제1트롤리(4)로부터 식생기반재 혼합물을 공급받는 제2트롤리(6)와, 그 제2트롤리(6)를 후속공정으로 이송시키기 위한 제2콘베이어(7)와, 제2트롤리(6)에 종자를 혼합하여 공급하기 위한 종자 혼합/공급기(8)와, 제2트롤리(6)로부터 식생기반재를 공급받아 소정의 압력을 이용하여 배출시키기 위한 송출기(9)와, 송출기(9)의 출구에 연결되어 송출기(9)로부터 송출되는 식생기반재를 이송시키며 작업자가 취부방향을 조절할 수 있는 이송관(10)과, 식생기반재에 대한 종자의 혼합시 작업자가 종자 혼합/공급기(8)를 원격적으로 제어하기 위해 그 종자 혼합/공급기(8)에 연결된 액튜에이터(8a)에 연결된 콘트롤러(11)와, 식생기반재 취부시 설정된 수분을 선택적으로 제공하기 위해 물탱크(12a), 물펌프(12b), 호스(12c) 및 물공급 조절밸브(12d)로 구성되는 물 공급장치(12)와, 전원을 공급하기 위한 발전기(13), 압력을 공급하기 위한 압축기(14) 등으로 구성된 취부장치에 의해 실행된다. 여기서, 종자 혼합/공급기(8)는 믹서와 같은 혼합기(8b)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 건식 2층 취부방식으로 형성된 식생기반층은 도 7에 도시된 바와 같이 형성되는 바, 이 같은 건식 2층 취부공정에 따라 제1식생기반층(F1)과 제2식생기반층(F2)으로 형성된 식생기반층에 의하면, 식생기반재를 취부하여 예컨대, 5cm, 10cm 또는 15cm 와 같이 다양한 두께의 식생기반층을 형성할 수 있으나, 어느 경우이든 제2식생기반층(F2)의 두께는 2~3cm로 설정되는 것이 바람직한 바, 이는 이 같은 두께의 범위에서 제2식생기반층에 포함된 종자의 발아 가능성이 가장 높기 때문이다.

위와 같이 건식 2층 취부방식에 의한 식생기반층과 일반적으로 사용되는 1층 취부공법에 의한 식생기반층을 5cm의 두께로 하여 1㎡의 시험구에 적송, 붉나무, 자귀나무, 낭아초, 톨훼스큐, 크리핑레드훼스큐를 혼합한 30g의 종자를 파종하여 6개월 동안의 식생활착 결과가 도 8a 및 도 8b에 그래프로 나타난다. 여기서, 본 발명에 의한 5cm의 식생기반층 중 하부의 제1식생기반층의 두께는 3cm이며, 그 위의 종자층인 제2식생기반층의 두께는 2cm로 설정되었다.

도 8a 및 8b로부터 알 수 있듯이, 취부완료 후 1층 취부공법에 의한 식생기반층(도 8a)에 비하여 2층 취부공법에 의한 식생기반층(도 8b)의 성립본수에 있어 서, 적송은 55%, 붉나무는 63%, 자귀나무는 87%, 낭아초는 32% 더 높게 나타났으며, 톨훼스큐와 크리핑레드훼스큐는 초기 생장이 우수하게 나타났다.

이 같은 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 건식 2층 취부공법에 의한 식생기반층은 동일한 종자량으로도 습식의 1층 취부공법에 의한 식생기반층보다 더 많은 성립 본수가 획득되는 것으로서, 이는 결국 종자가 최적으로 발아할 수 있는 식생기반층의 두께는 2 내지 3cm이며 그 이상의 깊이에는 종자를 파종할 필요가 없음을 나타내며, 이에 따라 건식 2층 취부공법이 1층 취부공법보다 경제적이며 효율적인 것으로 입증되는 것이다.

따라서, 법면 또는 비탈면과 같은 절개지에 취부되는 식생기반층의 두께에 관계없이 최소한의 종자로 최대의 발아 및 성립을 이룰 수 있으며, 이들의 식생을 안정적으로 유지할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법, 즉 SDR 녹화공법에 의하면, 공사현장에 자생되는 초목본류의 종자 또는 이들과 동일하거나 유사한 종자들을 현지 분위기에 적합한 상태로 처리하고 건식 2층 취부방식으로 취부함으로써, 종자의 발아성능이 우수하고 현지 적응력 및 식생력이 우수하며, 절개지 본래의 생태학적 환경 및 경관적 조화가 최적으로 형성 및 유지되는 현저한 효과가 있는 것이다.

또한, 하나의 취부장치를 이용하여 1회의 시공으로 최상의 발아성능을 갖는 녹화를 완료할 수 있어 작업성 및 생상성이 향상되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims (7)

1. 법면 또는 비탈면과 같은 절개지를 현지 생태적 환경 또는 주변경관과 조화되도록 녹화하기 위한 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법에 있어서,

   녹화할 절개지 및 상기 절개지의 주변에서 자생하는 식생물의 종자들 및 상기 종자들과 유사한 외부의 종자들을 확보하는 단계(S100);

   상기 확보된 종자들 중 상기 녹화될 절개지에 실제로 파종되거나 취부될 종자들을 선정하는 단계(S200);

   상기 취부될 선정 종자들의 조기 발아력을 시험하는 단계(S300);

   상기 선정된 종자를 녹화될 절개지에 설정된 생태환경에 상응하게 혼합 설계하여 상기 종자들을 배합하는 단계(S400);

   상기 조기 발아력 시험 및 종자배합이 완료된 종자들의 절개지 취부시 발아를 보장하기 위해 종자가 품질을 유지하도록 처리하는 단계(S500);

   상기 품질유지 처리된 종자들의 절개지 취부시 종자들의 발아를 촉진시키기 위한 발아촉진 처리단계(S600);

   상기 발아촉진 처리된 종자를 절개지 녹화 시공현장에 투입하기 위해 패키지 처리하는 단계(S700);

   상기 확보되어 선정되고 처리된 종자들을 혼합하여 상기 절개지에 취부하기 위한 식생기반재를 형성하는 단계(S800); 및

   상기 절개지에 종자가 포함되지 않은 식생기반재를 취부하여 제1식생기반층을 형성하고, 상기 제1식생기반층에 종자가 혼합된 식생기반재를 취부하여 제2식생기반층을 형성하여 종자를 취부하는 단계(S900)를 포함하는 것을 특징으로 하는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 종자의 조기 발아력 시험단계(S300)는 적어도,

   상기 종자들의 가공을 용이하게 하기 위해 상기 종자를 미리 일정시간 물에 침수시키고, 종자를 정제 및 살균처리하며, 유지성분을 제거하는 종자 전처리 단계;

   상기 전처리된 종자의 구조적 특성 및 생리적 특성을 기초로 하여 종피를 제거하거나, 종자조직을 절단하거나, 종피를 박층화 하거나, 종피에 상처를 내는 방식들 중 하나의 방식으로 종자를 치상 처리하는 단계; 및

   치상 처리된 종자들에 식물 호르몬을 첨가하거나, 발아촉진물질을 첨가하거나, 또는 고압 산소 하에서 치상처리 하는 방식 들 중 하나의 방식으로 발아를 조기에 촉진시키는 단계 중 하나 이상의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 종자 배합단계(S400)에서 종자의 배합비는 해당 복원지역의 종자의 전체 파종량 중 외부도입종자의 파종량(W)을

   

   [식중, A는 녹화목표에 따른 발생기대본수(본/㎡)이며, B는 취부두께에 대한 출아가능복토 두께에 의한 보정율이고, C는 입지조건에 대한 SDR 녹화공법의 보정율이며, D는 시공시기에 대한 보정율이고, E는 사용종자의 발아율 또는 조기발아력 검정치이고, F는 사용종자의 단위입수(립/g)이며, G는 사용종자의 순량율]

   에 따라 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 종자의 품질유지 처리단계(S500)는 상기 종자들 중 외부에서 조달된 종자를 물리적 방법을 이용하여 종자 소독제를 제거하는 단계와, 화학적 방법으로 나머지 잔류 소독제를 제거하는 단계와, 저온으로 저장하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 종자의 발아촉진 처리단계(S600)는

   종자의 종피에 부착된 유분 및 발아억제물질을 화학약품을 이용하여 제거하는 단계;

   상기 종자들을 상호 충돌시키거나 마찰시켜 종피에 물리적 손상을 입힌 후, 진탕환경, 온탕환경, 건열환경, 저온환경 또는 고압환경 중 하나 이상의 환경에서 처리하는 단계; 및

   상기 종자들의 배의 휴면을 포함하는 원인에 의한 종자의 휴면을 방지하고 발아를 촉진시키기 위해 식물 호르몬 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 종자의 패키지 처리단계(S700)는 상기 발아촉진 처리된 종자와 고흡수성 고분자 물질을 혼합하여 방수팩에 봉입하여 패키지 처리하는 것을 특징으로 하는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 식생기반재는 주식생기반재로서 20~30중량%의 바크퇴비, 10~15중량%의 피트모스, 15~25중량%의 토탄, 10~20중량%의 정수슬러지, 10~20중량%의 혼합퇴비 및 5~10중량%의 질석과; 보조식생기반재로서 31~33중량%의 CaO, 29~31중량%의 SiO₂, 9~11중량%의 Al₂O₃ 및 29~31중량%의 SO₃로 구성된 2~5중량%의 입단화제(Geo-binder), 질소 : 인산 : 칼륨 : 마그네슘의 비가 6 : 40 : 6 : 15로 혼합되는 0.2~0.5중량%의 식물생육조절제(Tree-controller) 및 0.5 내지 1중량%의 미생물로 구성되고;

   상기 제2식생기반층은 2 ~ 3cm로 형성되는 것을 특징으로 하는 현지 생물종의 다양성이 복원가능한 절개지 녹화방법.

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