KR101274577B1

KR101274577B1 - 물이끼 재배를 위한 인공토양 및 이를 이용한 물이끼의 재배방법

Info

Publication number: KR101274577B1
Application number: KR1020120009132A
Authority: KR
Inventors: 허영진; 김용규; 김경훈; 고정현; 김용
Original assignee: 일송환경복원 주식회사
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-06-13

Abstract

본 발명은 물이끼 재배용 인공토양에 관한 것으로, 특히 상기 인공토양은 피트모스와 모래가 혼합되거나, 피트모스와 모래의 혼합토양에 제올라이트나 건조물이끼를 더 혼합하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 물이끼의 재배 환경에 최적합한 식생기반토양을 형성하여 고가의 피트모스를 대체하고, 이를 통해 저렴한 비용으로 대량생산을 가능하도록 함으로써, 물이끼 재배의 효율성을 도모할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

물이끼 재배를 위한 인공토양 및 이를 이용한 물이끼의 재배방법{ARTIFICIAL SOIL FOR SPHAGNUM MOSS AND METHOD FOR CULTIVATING SPHAGNUM MOSS USING THE SAME}

본 발명은 물이끼를 경제적으로 생육시킬 수 있는 인공토양의 형성에 관련한 기술이다.

물이끼는 정확하게는 물이끼 아강(sphagnidae)에 속하는 이끼식물을 말하고 세계에서 1과 1속 약 150종이 일본에 약 36종이 기록되어 있다. 물이끼는 이끼식물 중에서는 가장 경제적 가치가 높은 것의 하나로 알려져 있고, 일본에서는 주로 원예용으로 많이 이용된다.

또한, 수면 위에서 이탄이 발달하는 고층 습원에서는 물이끼가 한 면으로 번무하고 그 아래에 주로 물이끼의 유해로 이루어진 이탄층이, 수 미터의 깊이로 형성되는 것이 알려져 있다. 이와 같은 고층 습원에서는 수 천년이라는 장기간에 걸쳐서 대량의 이산화탄소를 고정하고 있고 현재의 지구상에서의 매우 중요한 이산화탄소 흡수원인 것이 알려져 있다. 또한 물이끼 습원에서만 생육이 가능한 동식물의 귀중한 생식영역인 것이 알려져 있다.

현재 여러 가지 이유에 의해 이러한 고층 습원이 급속하게 손상되고 있어 지구 규모의 이산화탄소의 고정력 저하에 의한 지구 온난화의 가속이나 물이끼 습원에서만 생육이 가능한 동식물의 감소나 절멸이 현실화 되고 있다. 이와 같은 상황 하에서 물이끼를 대량으로 또한 용이하게 재배할 수 있는 수단이 요구되고 있다.

물이끼를 재배하는 가장 효율적인 식생기반 토양으로는 피트모스가 각광을 받고 있다. 그러나 이러한 피트모스는 전량 외국에서 수입되고 있으며 그 가격 역시 매우 고가로 일반적인 물이끼의 재배용도로는 사용이 어려운 실정이다.

피트모스는 캐나다 등의 경우, 일정 토양에서 일정한 깊이로 피트모스를 채굴하여 수집한 후, 수집한 토양 지역에 식물의 파편을 뿌리고 멀칭재로 덮는 과정을 통해 토양복원을 시도하고 있다. 피트모스 자원이 풍부한 이러한 나라의 경우, 피트모스의 채굴은 매우 쉬운 공정을 통해 이루어지나, 이러한 자원이 없는 우리 나라의 경우, 피트모스를 매우 비싼 값에 수입하게 되는 실정인바, 전체적인 조경이나 복원 사업 등의 건설분야에서는 경제적인 타격이 심한 실정이다.

이에 물이끼를 효율적으로 재배할 수 있음과 동시에 생육을 활성화 할 수 있는 인공 토양의 개발이 강하게 요청되고 있다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 물이끼의 생육을 극대화할 수 있으며 저가의 비용으로 효율적인 제조가 가능한 인공토양을 형성하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 물이끼 재배를 위한 인공토양에 있어서, 상기 인공토양은 피트모스와 모래가 혼합된 것을 특징으로 하는 물이끼 재배를 위한 인공토양을 제공할 수 있도록 한다.

이 경우, 상기 인공토양은, 피트모스:모래=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 것을 이용할 수 있다.

나아가, 상기 인공토양은, 제올라이트 또는 건조물이끼를 더 포함하며, 피트모스:(제올라이트 또는 건조물이끼)=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 물이끼 재배를 위한 인공토양을 구현할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명에 따른 상기 인공토양은, pH가 6.0 이하로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 인공토양을 이용하여 물이끼를 재배하는 방법은 다음과 같다.

구체적으로, 표면에 다수의 천공홀을 구비한 용기 내부에 투수성이 있는 섬유층을 부착하는 단계; 상기 용기에 피트모스와 모래가 1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 물이끼 재배용 식생기반재를 충진하는 단계; 상기 식생기반재 상에 물이끼를 포설하는 단계; 상기 물이끼가 포설된 표면으로부터 15cm 이하로 수위를 유지하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 식생기반재는, 제올라이트 또는 건조물이끼를 더 포함하며, 피트모스:(제올라이트 또는 건조물이끼)=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 것을 이용할 수 있다.

이 경우, 상술한 방법과정에서 상기 포설되는 물이끼는, 포갠잎물이끼(S. imbricatum Hornsch, Russ), 자주물이끼(S. magellanicum Brid.), 물이끼(S. palustre Linne.), 갈린물잎물이끼(S. aongstroemii Hartm), 비틀이물이끼(S. subscundum Ness), 좀구멍물이끼(S. microporum Warnst, et Card.),톱니잎물이끼(S. fimbriatum Wiison), 가는잎물이끼(S. girgensohnii Russ), 대암물이끼(S. fuscum Klinggr.), 거친물이끼(S. robustum(Russ.) Roell.), 산림물이끼(S. capillaceum(Weiss) Schrank.), 세모물이끼(S. apiculatum Lindb.), 비늘물이끼(S. squarrosum Crome.)중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합하는 것을 이용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 물이끼의 재배 환경에 최적합한 식생기반토양을 형성하여 고가의 피트모스를 대체하고, 이를 통해 저렴한 비용으로 대량생산을 가능하도록 함으로써, 물이끼 재배의 효율성을 도모할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1 및 도 2는 국내의 물이끼의 서식환경을 조사한 것으로, 물이끼의 서식환경 조사를 통해 최적의 물이끼 재배법 및 조성방법을 위한 단위기술을 도출하기 위한 목적으로 물이끼 군락이 보고된 문헌 조사를 통해 전국적으로 5개소로 대상지를 구분하여 현장조사를 실시한 것이다.
도 3은 각각의 식생기반재별 물이끼를 포설하여 생육시킨 결과 이미지이다.
도 4는 인공토양을 이용해 각 실험구별 물이끼의 생육결과를 도시한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1 및 도 2는 국내의 물이끼의 서식환경을 조사한 것으로, 물이끼의 서식환경 조사를 통해 최적의 물이끼 재배법 및 조성방법을 위한 단위기술을 도출하기 위한 목적으로 물이끼 군락이 보고된 문헌 조사를 통해 전국적으로 5개소로 대상지를 구분하여 현장조사를 실시한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 국내 물이끼의 군락 조사대상지로는 안산일대, 대암산 용늪, 점봉산 일대, 오대산 고층습원, 정족상 무제치 늪의 각각 1개소에서 물이끼를 채집하고, 물이끼의 생육환경이 되는 토양 및 수질을 분석하였다.

아래의 {표 1}은 상술한 5개소의 물이끼 생육 개소에서의 토양시료를 분석한 결과를 나타낸 것이다.

{표 1}

상술한 조사 결과를 종합하면, 물이끼습지(Bog)는 외부로부터 지하수나 지표수의 유입 없이 강우에만 의존(ombrotrophic)하여 빈영양상태(oligotrophic)로 형성된 습지이며, 대체로 pH가 3.5～5.0 미만의 산성 수질을 유지한다고 한다.

국내에서 조사되어진 물이끼가 군락을 이루고 있는 고산습지의 경우 토양 pH는 3.87～4.45, 수질 pH는 5.39～5.89 사이로 조사되었다. 수질의 pH가 다소 높게 나오기는 하였지만 물이끼가 서식하기에 크게 문제가 되지 않는 것으로 판단된다.

EC(전기전도도)의 경우 수질은 0.02∼0.08dS/m, 토양의 경우 0.16∼4.09dS/m로 조사되었다. 물이끼의 적정생육을 유지할 수 있는 식재기반으로는 pH는 6.0 이하, EC는 4.1~20μS/m이하가 요구된다.

이상의 기준을 토대로 본 발명에 따른 물이끼 재배를 위한 인공토양의 조성은 기본적으로 피트모스와 모래(마사토)를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다. 이 경우 피트모스:모래=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합하는 것이 더욱 바람직하며, 이 비율을 벗어나는 경우 물이끼의 생육이 현저하게 저하되며, pH가 지나치게 높아지게 되는 문제가 발생하게 되어 인공토양으로 사용이 어렵게 된다.

또한, 본 발명에 따른 인공토양은 기본적으로 모래와 피트모스를 상술한 피트모스:모래=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합하는 것에서 더 나아가, 제올라이트 또는 건조물이끼를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 피트모스+ 모래(마사토)+ 제올라이트의 구성이나, 피트모스+모래(마사토)+건조물이끼, 피트모스+ 모래(마사토)+ 제올라이트, 피트모스+모래(마사토)+건조물이끼의 구성으로 형성할 수 있다.

이 경우, 피트모스와 혼합되는 제올라이트나 건조물이끼의 배합비율은 피트모스를 기준으로, 피트모스:(제올라이트 또는 건조물이끼)=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합함이 바람직하다.

도 3은 각각의 식생기반재별 물이끼를 포설하여 생육시킨 결과 이미지이며, 아래의 표는 각각의 식생기반재별 pH, EC를 측정한 결과이다.

구체적으로, 인공적으로 물이끼 습지를 조성하는데 있어 자연상태의 bog를 그대로 모방할 경우 가장 최적인 식재기반은 피트모스 또는 건조물이끼(수태)일 것이다. 하지만 그 단가가 고가(高價)이기 때문에 이를 식재기반으로 사용한다는 것은 곧 습지건설비용의 상승으로 이어진다. 그러므로 식재기반형 물이끼 습지의 식재기반은 현장조달이 용이하고 경제성도 있어야 사업성이 있게 된다.

{표 2}

도 3의 생육 결과는 다음과 같은 실험 과정을 거쳐서 생육된 결과물이다.

구체적으로는, 피트모스, 마사토, 임목파쇄칩, 피트모스+마사토(1:1), 마사토+임목파쇄칩(1:1)을 식생기반으로 하여 실험구를 조성하였다. 실험구에 각 식생기반재를 25cm씩 충진하고 두상체로부터 줄기길이 5cm의 물이끼를 일정량 포설하고 넓은 판을 이용하여 식생기반재에 밀착시켰다. 관수는 빗물과 지하수를 이용하였으며, 초기 수위는 20cm가 되게 상부에서 관수하고 수분 공급통을 이용하여 수위가 항상 지표에서 10cm이하가 되도록 유지하였다.

위의 표 2에 나타난 것과 같이, pH 및 EC의 측정으로는 피트모스, 마사트, 피트모스+마사토의 혼합 토양이 물이끼의 생육에 적합하게 되나, 도 3에서 나타난 결과와 같이 생육 측면에서는 피트모스+마사토의 혼합 배지가 가장 우수하게 된다.

즉, 도 3에 나타난 실험구의 생육 결과는, 실험구 조성 3개월 시점에서는 실험구마다 생육정도의 차이는 있었지만 전체 실험구에서 물이끼의 생육이 관찰되었다. 특히 피트모스를 기반재로 사용한 실험구와 피트모스+마사토를 기반재로 사용한 실험구에서 물이끼의 생육이 왕성한 것으로 나타났다. 하지만 6개월이 지난 시점에서 모래, 파쇄칩, 모래+파쇄칩의 실험구에서 물이끼의 생육이 나빠지기 시작하였으며, 12개월 시점에서는 물이끼가 분해되어 사라져버렸다. 피트모스와 모래를 혼합한 식재기반재에서 가장 물이끼의 피복율(식생기반재의 표면 전체에 물이끼가 피복되는 비율)가 높게 나타났으며, 피트모스를 사용한 식재기반재는 다소 피복율가 낮은 것으로 나타났다.

{표 3-각 실험구의 물이끼의 피복율}

또한, 건중량의 경우, 실험구 조성초기에 포설된 생중량 20g의 건중량이 0.6~1.6g(동일한 양의 물이끼를 20개를 만들어 측정함)임을 감안할 경우 피트모스 실험구의 경우 건중량이 약 30g으로 187~500배 생장되었음을 보였으며, 피트모스+마사토 식재기반의 경우 빗물 처리구는 42.2g, 지하수 처리구는 48.6g 약 생장되었음을 볼 수 있었다.

{표 4-각 실험구별 1년 후 건중량(g)}

고산습지의 물이끼 서식처의 수질을 분석한 결과 EC는 0.02～0.08μS/m로, Ca2+의 경우 1.15∼3.34mg/L로 조사되었다. 이 결과와 비교해보면 다른 실험구에 비해 파쇄칩과 파쇄칩+마사토에서 물이끼 생육이 저조한 이유를 EC와 Ca² ⁺의 농도가 상대적으로 매우 높아 생장저해에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

다음의 {표 5}는 본 발명에 따른 인공토양의 다양한 실험구 별 물이끼의 생육실험을 실시한 목록 및 배합비를 나타낸 것이며, 도 4는 이 인공토양을 이용해 각 실험구별 물이끼의 생육결과를 도시한 것이다.

{표 5-인공토양 재료 및 배합비율}

상술한 표 3에서의 인공토양 생육 실험과 표 5에서의 생육실험의 결과를 비교해 보아도, B1, B2, B4, B6에서 물이끼 생육이 원활한 것을 확인할 수 있다.

상술한 본 발명에 따른 인공 토양을 이용하여 물이끼를 재배하는 방법은 다음과 같다.

우선, 표면에 다수의 천공홀을 구비한 용기 내부에 투수성이 있는 섬유층을 부착한다. 상기 섬유층은 부식이 가능한 소재의 천연 또는 인공 섬유 재질을 이용하여 형성할 수 있으며, 상기 섬유층을 통해 본 발명에 따른 인공 토양이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.

이후, 상기 용기에 피트모스와 모래가 1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 물이끼 재배용 식생기반재를 충진한다. 물론, 상기 식생기반재는 상술한 바와 같이, 제올라이트 또는 건조물이끼를 더 포함하며, 피트모스:(제올라이트 또는 건조물이끼)=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합하여 형성할 수 있다.

이후, 상기 식생기반재 상에 물이끼를 포설하고, 수압 또는 판상의 형태로 눌러줄 수 있는 것으로 담압하는 과정이 더 포함될 수 있다. 이후 특히 중요하게는 상기 물이끼가 포설된 표면으로부터 15cm 이하로 수위를 유지하는 것이 바람직하다. 이를 넘어서는 경우, 물이끼의 생육이 저해되게 된다.

아울러, 상술한 식생기반재에 포설되는 물이끼는 국내 자생종인 포갠잎물이끼(S. imbricatum Hornsch, Russ), 자주물이끼(S. magellanicum Brid.), 물이끼(S. palustre Linne.), 갈린물잎물이끼(S. aongstroemii Hartm), 비틀이물이끼(S. subscundum Ness), 좀구멍물이끼(S. microporum Warnst, et Card.),톱니잎물이끼(S. fimbriatum Wiison), 가는잎물이끼(S. girgensohnii Russ), 대암물이끼(S. fuscum Klinggr.), 거친물이끼(S. robustum(Russ.) Roell.), 산림물이끼(S. capillaceum(Weiss) Schrank.), 세모물이끼(S. apiculatum Lindb.), 비늘물이끼(S. squarrosum Crome.) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합하여 이용하는 것이 바람직하다. 이는 국내 자생종인 물이끼를 활용하여 생태계의 교란을 막고, 온실가스의 배출을 줄일 수 있게 하기 위함이다.

물론, 상술한 자생종 이외에 외국산 물이끼를 적용하는 것도 가능하며, 예를 들면, 물이끼는 이끼식물 선류 물이끼과 물이끼속(Sphagnum L.)에 속하는 것을 이용할 수 있으며, 이러한 예로는 오오 물이끼(Sphagnum palustre L.), 이보 물이끼(Sphagnum papillosum Lindb), 무라사키 물이끼(Sphagnum magellanicum Brid.), 키레하 물이끼(Sphagnum aongstroemii c.Hartm), 키다치 물이끼(Sphagnum compactum DC), 코아나 물이끼(Sphagnum microporum Warnst.ex Card), 코노마 물이끼(Sphagnum calymmatophyllum Warnest.& Card), 코가미 물이끼(Sphagnum subsecundum Nees ex Sturm), 오소바 물이끼(Sphagnum girgensohnii Russow), 타민 물이끼(Sphagnum fuscum,(Schimp.)H.Klingger.), 히메 물이끼(Sphagnum fimbriatum Wilson ex Wilson & Hook.f.), 스기하 물이끼(Sphagnum capillifolium(Ehrh.)Hedw.), 오소베리 물이끼(Sphagnum junghuhnianum Dozy&Milk. Subsp. Pseudomolle(Warnest.)H.Suzuki), 우타 물이끼(Sphagnum tenellum Hoffm), 하리 물이끼(Sphagnum cuspidatum Hoffm), 아오모리 물이끼(Sphagnum recurvum P. Beauv), 우로코 물이끼(Sphagnum squarrosum Crome) 등을 들 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

S. imbricatum Hornsch, Russ: 포갠잎물이끼
S. magellanicum Brid.: 자주물이끼
S. palustre Linne.: 물이끼
S. aongstroemii Hartm: 갈린물잎 물이끼
S. subscundum Ness: 비틀이물이끼
S. microporum Warnst, et Card.: 좀구멍 물이끼
S. fimbriatum Wiison: 톱니잎 물이끼
S. girgensohnii Russ: 가는잎 물이끼
S. fuscum Klinggr.: 대암 물이끼
S. robustum(Russ.) Roell.: 거친물이끼
S. capillaceum(Weiss) Schrank.: 산림물이끼
S. apiculatum Lindb.: 세모물이끼
S. squarrosum Crome.: 비늘물이끼

Claims

물이끼 재배를 위한 인공토양에 있어서,
상기 인공토양은 피트모스와 모래의 혼합물에,
제올라이트 또는 건조물이끼를 더 포함하며,
피트모스:(제올라이트 또는 건조물이끼)=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 물이끼 재배를 위한 인공토양.
청구항 1에 있어서,
상기 인공토양은,
피트모스:모래=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 물이끼 재배를 위한 인공토양.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 인공토양은,
pH가 6.0 이하로 형성되는 물이끼 재배를 위한 인공토양.
표면에 다수의 천공홀을 구비한 용기 내부에 투수성이 있는 섬유층을 부착하는 단계;
상기 용기에 피트모스와 모래가 1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 물이끼 재배용 식생기반재를 충진하는 단계;
상기 식생기반재 상에 물이끼를 포설하는 단계;
상기 물이끼가 포설된 표면으로부터 15cm 이하로 수위를 유지하는 단계;를 포함하되,
상기 식생기반재는,
제올라이트 또는 건조물이끼를 더 포함하며,
피트모스:(제올라이트 또는 건조물이끼)=1:(0.25~4)의 배합비율로 혼합되는 것을 이용하는 인공토양을 이용한 물이끼의 재배방법.
삭제
청구항 5에 있어서,
상기 포설되는 물이끼는,
포갠잎물이끼(S. imbricatum Hornsch, Russ), 자주물이끼(S. magellanicum Brid.), 물이끼(S. palustre Linne.), 갈린물잎물이끼(S. aongstroemii Hartm), 비틀이물이끼(S. subscundum Ness), 좀구멍물이끼(S. microporum Warnst, et Card.),톱니잎물이끼(S. fimbriatum Wiison), 가는잎물이끼(S. girgensohnii Russ), 대암물이끼(S. fuscum Klinggr.), 거친물이끼(S. robustum(Russ.) Roell.), 산림물이끼(S. capillaceum(Weiss) Schrank.), 세모물이끼(S. apiculatum Lindb.), 비늘물이끼(S. squarrosum Crome.)중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합하는 것을 특징으로 하는 인공토양을 이용한 물이끼의 재배방법.