한국 남부지역 가로수종 잎 미세구조와 미세먼지 흡착량의 계절 변화: 가시나무, 종가시나무, 참가시나무, 동백나무, 왕벚나무 중심으로

진언주 ( Eon-ju Jin ),윤준혁 ( Jun-hyuck Yoon ),최명석 ( Myung Suk Choi ),성창현 ( Chang-hyun Sung ) 한국산림과학회(구 한국임학회) 2021 한국산림과학회지 Vol.110 No.2

본 연구는 한국 남부지역의 주요 조경수 가시나무(Quercus myrsinifolia), 종가시나무(Quercus glauca), 참가시나무(Quercus salicina), 동백나무(Camellia japonica), 왕벚나무(Prunus x yedoensis) 등 5수종을 대상으로 계절별 미세먼지 흡착량 및 수종별 잎 표면 미세구조와의 관계를 연구하였다. 계절별 미세먼지 흡착량 범위는 1월(31.51~110.44 ㎍/㎠), 11월(23.20~79.30 ㎍/㎠), 5월(22.68~76.90 ㎍/㎠), 8월(9.88~49.91 ㎍/㎠) 순으로, 8월보다 1월에 54.4% 더 높은 미세먼지 흡착량을 보였다. 잎 표면에 홈이 있고 털을 갖고 있으며, 왁스층 함량이 높은 Q. salicina는 미세먼지 입자 크기별 흡착량이 높게 유지되었으며, 광택이 있고 잎 표면이 매끄러우며, 왁스층 함량이 낮은 C. japonica와 Prunus x yedoensis는 계절별 미세먼지 흡착량이 낮았다. 엽면적 크기, 기공밀도 및 기공 길이의 증가는 PM 흡착량의 감소와 관련이 있고 반면, 잎 표피 거칠기, 왁스층 함량, 기공 폭의 증가는 PM 흡착량의 증가와 관련이 있었다. 또한, 잎 표면 왁스층 함량이 증가할수록 잎 표면 PM 흡착량도 증가하였으며, PM₁₀, PM_2.5 보다는 PM_0.2와 관련이 높은 것으로 확인되었다. 또한, 앞으로 개별 수종에 대한 미세먼지 저감 효율을 정량적으로 판단할 수 있는 기준을 통한 저감 수종 선발과 더불어 미세먼지 저감을 위한 숲조성 가이드라인 또한 제시되어야 할 것으로 판단된다. The study investigates the correlation between the seasonal changes in the absorption of fine dusts and the fine structure of surface on each type of street tree, such as Quercus myrsinifolia, Quercus glauca, Quercus salicina, Camellia japonica, and Prunus x yedoensis in the southernareas of Korea. The absorption ranges of fine dust were 31.51~110.44 ㎍/㎠ in January, 23.20~79.30 ㎍/㎠ in November, 22.68~76.90 ㎍/㎠ in May, and 9.88~49.91 ㎍/㎠ in August. The absorption value was about 54.4% higher in January than in May. With the grooves and hairs on the leaf surface and lots of wax, Q. salicina seems related to the high absorption rate of fine dust for each fine dust particle size. The one with gloss and smooth leaf surface has a low amount of wax. C. japonica Prunus x yedoensisshowed a low absorption rate of fine dust in each season. Whereas the increase in porosity density, length, and leaf area size can be related to the reduced PM and increasedabsorption rate, the leaf surface roughness, total wax amount, and porosity width can be related to the increase in the PM absorption rate. There was also a high correlation between the total wax amount and absorption rate of the leaf surface at the size of PM_0.2 than PM₁₀ and PM_2.5. These results imply that the quantitative and qualitative trais of leaf, such as wax amounts and leaf surface,can increase the absorption of fine dusts, and the small-sized particles seem to be highly adsorbed with the high wax amounts.

부직포 멀칭 방식에 따른 종가시나무 묘목의 생장과 제초에 미치는 영향

성창현,윤준혁,진언주,배은지,Sung, Chang-Hyun,Yoon, Jun-Hyuck,Jin, Eon-Ju,Bae, Eun-Ji 한국조경학회 2020 韓國造景學會誌 Vol.48 No.5

최근 이상기후 등 기후변화에 적응하고 관상가치가 높은 상록활엽수의 활용을 높이기 위한 재배 및 관리 기술이 요구되고 있다. 종가시나무 (Quercus glauca Thunb.) 1-2묘를 공시수종으로 하여 10개월간 경남 진주시 금산면에 위치한 산림바이오소재연구소 월아 시험림에서 1m×22.5m 크기의 묘상을 만들어 부직포 멀칭 소재 60g/㎡, 80g/㎡ 두 종류와 멀칭 방식 겹치기, 구멍뚫기 두 방식 그리고 멀칭을 하지 않은 대조구 총 5개 처리구로 각각 92본씩 시험지를 조성하였다. 부직포 멀칭 소재 60g/㎡ 겹치기 방식은 대조구와 비교 시 묘고는 약 1.9배 근원경은 약 1.1배 더 높은 값을 보였으며, 처리 간의 통계적 유의성은 없었다. 건전한 묘목은 H/D ratio 7.0 이하, T/R ratio 3.0 이하, 부위별 물질 생산량 값이 높은 조건으로 분석 결과, 이를 만족하는 것으로 조사되었다. 멀칭 처리에 따른 묘목의 품질을 평가할 수 있는 LWR, SWR, RWR 값을 대조구와 비교해 보면, 잎과 줄기를 포함하는 지상부의 생장은 증진되었지만, 뿌리를 포함하는 지하부의 생장은 대조구 값이 높은 경향을 보였다. 이를 바탕으로 묘목의 종합적인 품질을 평가할 수 있는 SQI 값은 대조구와 멀칭 처리간의 유의적인 차이가 있는 것으로 나타나, 멀칭 처리에 따른 생육증진 효과가 있음을 확인하였다. 엽록소 함량 분석에서는 대조구와 유의적인 차이가 있는 것으로 나타났는데, 대조구의 잡초 발생이 환경스트레스로 작용하여 엽록소 함량의 저하를 야기한 것으로 판단된다. 부직포 멀칭 소재 80g/㎡ 겹치기 방식은 잡초 발생량이 대조구 대비 약 4배 더 적게 발생하며, 식재지 조성인력과 제초작업에 소요되는 총 작업인력은 3.3인/100㎡/1일이 소요되는 것으로 조사되었다. 멀칭처리는 묘목의 생장과 품질 그리고 제초에 유의적인 차이가 있는 것으로 나타나 생육증진 효과가 있으며, 대규모 식재지를 포함한 일반수목 생산지에서의 제초작업에 투입되는 인력수급의 경제적인 부담을 줄일 수 있는 대안으로 판단된다. Recently, cultivation and management technologies have been needed to adapt due to climate change, which is causing abnormal weather conditions. One technique is to increase the utilization of evergreen broad-leaved species with high ornamental value. A total of five treatments were installed (1m×22.5m), including 60g/㎡ and 80g/㎡ using two types mulching material with an overlapping and hole-drilling mulching method and these were compared to un-mulching treatment a total of planted 92㎡ attheWol-aTestSiteForestattheForestforBiomaterialsResearchCenterinJinju-si, Gyeongsangnam-dofor 10monthsusing3-years-oldQuercusglaucaThunb. In comparison with the control site, the 60g/㎡ overlapping method was about 1.9 times higher than the root collar diameter, but there was no statistical significance between the treatments. Healthy seedlings were found to meet these conditions due to high biomass values and below and T/R ratios of 3.0 or lower and H/D ratios of 7.0 or lower. Comparing the values of LWR, SWR, and RWR, which can be evaluated for seedling due to the mulching treatments, as compared to the control, the growth of the ground areas including leaves and stems was enhanced, but the growth of the underground areas containing roots tended to have high control values. Based on this, the SQI value, which can be evaluated for the comprehensive quality of seedlings, was found to be significantly different between the control site and the mulching treatment sites, confirming that the growth and growth improvement effects were achieved with mulching treatments. The chlorophyll content analysis showed that there was a significant difference from the control site, and it was judged that weed generation in the control acted as an environmental stress, causing a decrease in chlorophyll content. It was found that the overlapping 80g/㎡ of polypropylene mulching material generated about 4 times fewer weeds than the control, and the manpower required for the mulching test field and weeding were equal at 3.3 people/100㎡/1 day. Mulching treatments have demonstrated a significant difference in the promotion of growth and quality of the seedlings and are judged as an alternative that can reduce the economic burden incurred by the purchase of the supplies and the manpower required to weed forestry plantations.

한국잔디 유전자원의 내마모성 지표로서 MDA함량과 형태적 특성과의 상관분석

배은지(Eun-Ji Bae),조현민(Hyun-Min Cho),윤준혁(Jun-Hyuck Yoon),진언주(Eon-ju Jin),이긍주(Geung-Joo Lee) 한국잡초학회 2021 Weed & Turfgrass Science Vol.10 No.4

본 연구는 한국잔디 수집 유전자원의 답압 처리에 따른 지상부 마모 스트레스 정도를 정량적으로 평가하기 위한 지표를 알아보고자 실시하였다. 그 중 스트레스 환경에서 지질막 구성물질의 높은 산화 정도를 정량적으로 나타낼 수 있는 MDA (malondialdehyde) 함량과 잔디 지상부 형태적 특징과의 상관관계를 분석하여 통계학적으로 유의성이 높은 지표들을 조사하였다. 전국에서 수집된 한국잔디류(Zoysia spp.) 242개체 중 높은 피복률을 보이는 적응력이 우수한 144개체를 선발하여 형태적 특징을 조사하였고, 해당 유전자원들을 답압 처리 후 마모스트레스를 주어 MDA 함량을 측정하였다. 식물체가 환경적 스트레스에 노출 시 유발되는 생리적 산화 반응물인 MDA의 축적 정도가 유전자원간에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것을 확인하였고, 이를 이용한 MDA 함량의 통계적 차이로 서로 독립된 세 개 집단(L, M, 그리고 H)으로 분류할 수 있었다. 상관성 분석 결과, 마모 스트레스 후에도 생체 내 산화 반응 정도가 낮아 스트레스로 인한 피해 수준이 적을 것으로 보이는 낮은 MDA 함량 그룹(L)에서 포복경 마디지름이 두껍고, 엽폭이 넓고, 엽장이 길고, 초장과 최하위 잎 높이가 높으며, 잎각도가 좁게 발달하는 형태적 특징을 갖는 결과를 확인 할 수 있었다. 잎각도를 제외한 나머지 5개 형태적 특성은 MDA 함량 수준과 매우 밀접한(P<0.001) 연관이 있는 것으로 조사되었지만, 다른 연구에서와 같이 실제 내마모성 기작과 높은 관련성이 있는 줄기밀도, 신초의 탄력성, 리그린 및 리그노셀룰로오스 함량, 잎의 K 함량 등도 추가적으로 조사되어 종합적으로 분석된다면 MDA 함량 측정으로 내마모성을 어느 정도 예측할 수 있을지 판단하는데 도움이 될 것으로 여겨진다. This study was conducted to find out indicators to quantitatively evaluate the degree of wear stress on aerial shoots after traffic stress on zoysiagrass collections in South Korea to be used in the school playground. The contents of malondialdehyde (MDA) which may indicate the oxidation degree of cell membrane under stress was correlated with morphological characteristics of zoysiagrass shoots. A wear simulation roll made of aluminum cylinder at 40 kg weight and 1.1 m width with circular studded projections was used to apply artificial traffic stress of pressure and wear for 144 zoysiagrass accessions that had 70% or more of ground coverage. The equipment was driven by the motor at a steady speed rate to reciprocate in the designated potted turfgrass trays in the greenhouse. For morphological characteristics, plant height, leaf length, lowest leaf height, leaf width, leaf angle, stolon length, internode length and diameter of stolon, and stolon node number were investigated. It appeared that there was a statistically significant difference among zoysiagrass accessions in the MDA content, with grouping into 3 categories. From the correlation analysis, the low MDA content group (L) where shoot damage is expected to be relatively weak due to the low degree of stressful oxidation in vivo even after the traffic stress showed thicker node diameter, wider leaf width, longer leaf length, higher plant height and lowest leaf, and narrower leaf angle. Although significantly correlated with those morphological measurements, it was thought that the MDA content alone had a limit to be used as a wear tolerance index.

한국잔디 교배후대들의 생육 특성 및 내건성과 내염성 계통 선발을 위한 지질 과산화 간접 분석

배은지(Eun-Ji Bae),김충열(Chung-Yeol Kim),윤준혁(Jun-Hyuck Yoon),진언주(Eon-ju Jin),김영선(Young-Sun Kim),이긍주(Geung-Joo Lee) 한국잡초학회·한국잔디학회 2020 Weed & Turfgrass Science Vol.9 No.3

우리나라가 원산지인 한국잔디(Zoysia spp.)의 육종을 위하여 국내에서 수집된 자생 한국잔디242개체를 대상으로 특성조사를 수행한 후 중·세엽 형태, 빠른 생장, 높은 밀도, 화서 출현량이 많은 교배 후보 36개체를 선발하였다. 또한 선발자원간 또는 제니스 품종과 101개의 교배조합을 작성하여, 최종적으로 빠른 피복력과 지상부 밀도를 기준으로 32 개 F1계통을 선발하였다. 선발된 32개 계통의 형태적 특징과 생육조사와 함께 건조와 염 처리 후 스트레스 지표인 지질의 과산화 정도를 MDA (malondialdehyde) 함량을 분석하여 내성평가를 수행하였다. 교배에 이용된 한국잔디는 들잔디, 금잔디 그리고 갯잔디 등 3종이 포함되었다. 초장 및 밀도에서는 금잔디를 종자친으로 이용된 교배후대 개체에서 들잔디 또는 갯잔디 후대 개체들보다 짧았지만, 밀도는 높은 경향을 보였고, 예초 저항성과 관련있는 지면에서부터 첫째 잎까지의 높이에서는 갯잔디와의 교배후대 개체 또는 들잔디끼리의 교배조합에서 높게 나타났다. 조사항목 간의 상관분석 결과 신초의 밀도는 엽폭을 제외한 초장, 엽장, 지면에서부터 첫째 잎까지의 높이와 통계적으로 유의한 부(-)의 상관성을 보였다. 따라서 생육속도가 빠르고 절간 길이가 길수록 반대로 지상부 신초의 발생 밀도는 감소한다는 것을 알 수 있었다. 산화적 스트레스 지표로 분석한 MDA 함량은 건조 및 염 스트레스 조건에서 측정한 값들 간에 상관성이 낮았고, 동일한 개체에서도 높은 함량 차이를 보여 내건성 및 내염성 개체 선발에 다른 표현형 특성과 높은 상관성을 보이는 또 다른 지표의 탐색이 필요할 것으로 판단되었다. This study was carried out to investigate the characteristics of 242 zoysiagrasses collected in Korean peninsula and their hybrids for zoysiagrass breeding. Based on characteristics of leaf texture, growth rate, shoot density and emergence of inflorescence, thirty-six selections were initially determined from those collections over two years. A total of 101 cross combinations using three zoysiagrasses of Korean lawngrass (Z. japonica), manilagrass (Z. matrella), seashore zoysiagrass (Z. sinica) were constructed, and finally 32 F₁ hybrids out of 522 progenies were selected based on growth rate and shoot density for this study. Progenies derived from manilagrass as a female parent tended to be relatively shorter height and higher shoot density, while height to 1<SUP>st</SUP> leaf explained as close-mowing tolerance, which is positively correlated with plant height and leaf length, appeared to be higher in those progenies from crosses among Korean lawngrasses or seashore zoysiagrass. Except for leaf width, shoot density was found to be negatively correlated with plant height, leaf length, and height to 1<SUP>st</SUP> leaf significantly. As an indirect indicator of lipid peroxidation, leaf malondialdehyde (MDA) content was quantified in those 32 hybrids subjected to drought and salt treatments, and two candidates from the MDA analysis were compared with reference cultivars. Contrary to expectation, it was found to be non-significantly correlated between MDA contents from drought or salt stress, indicating that other phenotypic features rather than MDA parameter solely are needed to be explored for zoysiagrass screening in the cultivar development of drought or salt tolerance.

감마선 처리에 의한 왜성 한국 들잔디 돌연변이체 유기

배은지(Eun-Ji Bae),김충열(Chung-Yeol Kim),윤준혁(Jun-Hyuck Yoon),성창현(Chang-Hyun Sung),진언주(Eon-ju Jin) 한국잡초학회·한국잔디학회 2020 Weed & Turfgrass Science Vol.9 No.1

본 연구는 감마선 조사를 이용하여 왜성 형질의 한국잔디 돌연변이체를 선발하고, 그 형태적 특성을 관찰하기 위해 수행되었다. 2010년 잔디재배지에서 수집된 잔디유전자원 중 화서발생량이 많은 CJ4017을 선발하였고, 2015년 선발된 개체를 자가수정을 한 후 수확된 종자를 후숙한 뒤 냉장보관하였다. 2016년 완숙종자에 감마선 선량 범위 0, 25, 50, 100Gy로 24시간 동안 조사하였고, 감마선이 조사된 종자는 ISTA 변온환경 35℃, 8시간 광조건, 20℃, 16시간 암조건으로 배양하였다. 식물체가 출현한 유묘들은 육묘포트에 1차 이식을 하였고, 이후 생육이 진전된 유묘들은 포트에 2차 이식하여 온실에서 생육을 시켰다. 2016년 10월부터 2019년 5월까지 초장, 엽장, 최하위 잎 높이 등 형태적 특성 조사를 조사하였다. 감마선 비조사구에 비해 감마선 조사구가 초장과 최하위 잎 높이가 각각 약 1.2배와 1.8배가 짧아지는 유의한 차이를 보였지만 선량 범위 간에는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 가시적 특성평가를 통해 왜성 형태의 돌연변이 22개체를 선발하였고, 왜성 형질이 고정되는지 알아보기 위해 3년간 형태적 특성을 조사 결과 감마선 50 Gy에서 조사한 MZ016은 초장이 짧은 왜성 특성을 확인하였고, 선발 특성이 그대로 유지되어 ‘세단’으로 명명하고 품종보출원을 하였다. ’세단’ 품종의 초장은 5.9 cm로 대조품종 20.3 cm 보다 약 3.4배 짧은 특성으로 왜성 형질의 한국잔디 신품종으로서 예초 등의 관리비용을 줄여 저관리형 잔디로 활용이 될 수 있을 것으로 기대된다. This study was carried out to induce and select zoysiagrass mutants having dwarf traits by using gamma-irradiation. In 2010, CJ4017, which has a large amount of inflorescence, was selected among the Korea lawngrass genetic resources collected from cultivation field. After self-fertilization of the selected individuals in 2015, the harvested seeds were treated with gamma-ray in dose ranges of 0, 25, 50, and 100 Gy for 24 h in 2016 The seeds were germinated in conditions of 8 hours light at 35℃, and 16 hours dark at 20℃ according to standard seed testing method. Seedlings were transplanted into pots, and then grown until growth measurement in a greenhouse. From October 2016 to May 2019, morphological characteristics such as plant height, length of leaf blade, height to lowest leaf were investigated. The plant height and height to lowest leaf of randomly sampled 70 individuals that were gamma-irradiated were shorter by about 1.2 and 1.8 times than those without irradiated gamma-irradiation, respectively. There was no significant difference between doses of gamma-irradiation for those 70 individuals in each dose. Twenty-two dwarf-type mutants were selected, and three-year morphological characteristics were examined to determine if dwarf traits were maintained. An MZ016, which was irradiated with gamma-ray at 50 Gy, was identified with dwarf characteristics plant height. The plant height of the " MZ016(Sedan)" mutant was 5.9 cm, which was about 3.4 times shorter than the 20.3 cm of the control plant, and it is expected to be used as a low-maintenance by reducing cost of mowing.