모든 식물은 수분이 생육에 직접적으로 영향을 미치며 수분함량에 따라 대사활성이 제한을 받는데, 토양은 수분저 장과 양분을 공급하면서 식물의 뿌리 및 생육에 영향을 미 친다. 그러나 수분이 과도한 경우 토양표면의 견밀도를 증 가시키고 식물의 뿌리와 미생물의 호흡으로 발생하는 이산 화탄소가 증가하여 식물의 생육에 악영향을 미친다. 이와 같은 결과로 인하여 특수식재지연인 논 매립지, 쓰레기 매 립지, 임해 매립지 등에서는 배수불량에 의해 수목의 피해 가 크게 발생한다고 보고되고 있다. 이처럼 국내외 연구결 과를 분석한 결과 대부분 배수불량에 다른 식물생육상태 분석연구, 매립지내 토양과 식물생육과의 관계를 규명한 논 문으로 토양 내 배수불량 개선을 위한 기법을 적용한 실증 및 실험연구는 거의 없었으며, 특히 유공관 등의 기능성파 이프 적용성 및 효율성에 대한 연구는 전무한 상태였다. 따 라서 본 연구는 배수불량지역 내 식재된 수목의 생육증진을 위해 기능성파이프를 적용한 후 식물의 생육에 미치는 영향 을 검증하여 향후 척박지 토양, 배수불량 식재기반 내 식재 설계 시 기초자료로 제시 하고자 하였다. 연구대상지는 충청북도 충주시 건국대학교 글로컬캠퍼 스 내에서 2013년 4월부터 10월까지 실시하였으며 실험구 는 가로 66cm, 높이 69cm의 원형 고무용기를 사용 하였다. 식재기반 조성은 배수층 10cm를 펄라이트로 포설 후 마사 토를 이용하여 동일하게 조성하였으며 유형은 총 2종(은행 나무, 왕벚나무)의 수목과 4가지의 유형으로 구분하였다. 식재기반 유형으로는 무처리의 Control(이하 C), TPH관에 쇄석을 채운 유공관 (이하 Tc), PE망에 발포시킨 규사와 제오라이트로 이루어진 다공질경량체를 채운 기능성파이 프를 각각 1개, 2개 식재한 유형으로 (이하 Pv₁, Pv₂) 조성 하였다. 이후 관습 및 배수불량 처리를 위해 주 1회 Over Flow 방식으로 두상관수를 실시하였다. 조사분석방법으로 토양측정과 생육측정으로 구분하여 조사하였으며 우선, 토양측정 항목에는 토양수분 무게변화 와 토양수분, 전기전도도(electric conductivity; EC), 온도 를 조사하였다. 토양수분 무게 변화는 모든 실험구에 6일 동안 매일 관수한 후 표토아래 10cm 부근에서 토양을 채취 하여 자연건조를 통해 무게 변화를 측정하였다. 토양전기전 도도(electric conductivity; EC), 수분과 온도는 EC-300을 사용하여 표토 아래 10cm 부근을 측정하였다. 두 번째로 생육측정의 항목에는 수고, 흉고직경, 엽록소량, 시각적질 을 측정하였다. 수고는 수고측정기를 사용하여 측정하였으 며, 근원직경은 Calipers를 사용하여 측정지점을 동일하게 설정 후 측정하였고, 엽록소 함량은 엽록소측정기(SPAP-5 02, MINOLTA, Japan)를 사용하여 3회 반복 측정하여 평 균값을 사용하였다. 시각적질은 수목의 현 상태를 직접 시 각으로 확인할 수 있는 수목건강도지표를 참고하여 1등급 에서 4등급으로 나누어 수목의 시각적질을 측정하였다. 본 연구는 크게 토양특성과 생육특성으로 분류하여 모니 터링을 실시하였다. 우선 토양특성을 살펴보면, 토양수분 무게변화는 Pv₂ > Pv₁ > Tc > C 순으로 나타났다. 왕벚나 무의 토양수분 무게변화는 Pv₂유형이 가장 빠른 3일만에 초기값으로 돌아갔으며 은행나무의 경우 Pv₂유형이 다른 유형에 비해 가장 빠른 4일만에 초기값으로 돌아가는 것으 로 분석되었다. 반면 C유형의 경우 왕벚나무와 은행나무 모두 6일만에 가장 늦게 초기값으로 감소하였다. 토양수분 은 기온이 가장 높은 8월에 모든 유형을 배수불량지역으로 조성하고 관수하였으며 조성 후 토양수분이 85%이상이 되 도록 유지, 관리하였다. 왕벚나무의 경우 토양수분이 C > Tc > Pv₂ > Pv₁ 순으로 나타났으며 은행나무의 경우 토양 수분이 C > Tc > Pv₁ > Pv₂ 순으로 나타났다. 전기전도도(E C)는 두 수종 모두 7월부터 8월 초까지 장마기간으로 인해 전기전도도가 점차 증가하였고, 배수불량지역으로 조성한 8월 이후 전기전도도가 급격히 상승하고 점차 감소하였다. 토양온도는 두 수종 모두 Pv₂ > Tc > Pv₁ > C 순으로 나타 났으며 외기온도보다 더 높게 나오는 경향을 보였다.생육특성은 배수불량지역 조성 이후 측정을 하였을 때 두 수종 모두 수고 변화량은 Pv₂ > Pv₁ > Tc > C 순으로 분석되었다. 왕벚나무의 경우 다른 유형에 비해 Pv₂유형이 초기의 수고보다 5cm 높게 생장하다가 유지하는 것으로 나타났으며 C유형이 초기 수고보다 2cm 가장 적게 생장하 다 유지하는 것으로 분석되었다. 은행나무도 마찬가지로 Pv ₂유형이 초기 수고보다 3cm 높게 생장하다 유지하는 것으 로 나타났으며 C유형이 다른 유형에 비해 수고의 생장이 높지 않은 것으로 분석되었다. 근원직경의 변화량은 두 수 종 모두 수고와 마찬가지로 Pv₂ > Pv₁ > Tc > C 순으로 나타났다. 엽록소함량은 왕벚나무의 경우 Pv₂ > Pv₁, Tc > C 순으로, 은행나무의 경우 Pv₂ > Pv₁ > Tc > C 순으로 나타났으며 두 수종 모두 8월 초에 배수불량지역 배수불량 지역으로 조성 후 엽록소함량이 전체적으로 감소하는 것으 로 분석되었다. 시각적질은 두 수종 모두 Pv₂유형이 다른 유형에 비해 수목건강도가 오랫동안 지속되었으며 C유형 의 경우 다른 유형에 비해 일찍 수목건강도가 떨어지는 것 으로 분석되었다.

우리나라의 경우 에너지의 97%이상을 수입에 의존하고 있으며 이중 약 20%이상이 우리나라 건축분야에서 소비되 고 있다. 건축분야에서의 소비량을 비용으로 환산하면 약 60억불에 해당하며, 이는 수입에 의존한 에너지 수급구조를 가지고 있는 우리나라가 가장 먼저 극복해야 할 문제 중 하나이다. 건축물에서 외부와 접하게 되는 외피요소는 옥 상, 벽, 창으로 이 요소들이 외기에 접하게 되어 내부의 환경 을 조절하게 되는 가장 큰 역할을 하며, 외피의 단열 및 기밀 수준에 따라 건축물의 에너지 소비가 지배되므로, 건 축물에너지 소비를 줄이는 최선의 방안은 건물 외피의 단열 성능을 향상 시키는 것이다. 이중 옥상과 벽면은 가장 많은 면적을 차지하고 있으며, 이러한 특징을 활용하여 근래에 들어 옥상녹화, 벽면녹화 등 입체녹화를 통하여 건물의 보 호, 외피 단열기능 향상 및 도심지의 부족한 녹지를 확충 할 수 있는 식재지로서의 역할을 수행하고 있다. 입체녹화의 조성에 있어 가장 큰 문제는 자연지반과는 기후조건, 토양조건에 있어 큰 차이가 있어 식물의 정상적 인 생육에는 한계적 상황이 발생하기 마련이며, 특히, 관리 적인 측면에서 수분관리 문제가 제기되고 있다. 현재 옥상 녹화용 관수는 수돗물을 이용한 인력 관수와 자연 강우에 의존하고 있다. 그러나 옥상의 하중을 줄이기 위하여 토심 을 30cm 미만으로 조성한 지반은 7일 이상 자연강우가 없 을 시 급격히 건조되어 식물이 심각한 건조피해를 입거나 고사하기 때문에(이재필 등, 2003) 이를 극복하기 위하여 내건성이 높은 식물종을 활용하거나 토심을 조절하는 등 다양한 연구가 진행되었다. 그러나 에너지 저감형 식재기반 개발을 위해서는 저관수, 저관리 시스템이 도입되어야 하는 데, 아직 국내외에서 이에 대한 연구가 미진한 수준이다. 이에 본 연구는 자기중량의 수백~수천 배의 수분을 흡수 하여 토양의 보수성을 증가시켜 식물생육을 증가시킬 수 있는 고흡수성 고분자중합체를 적용한 벽면 혹은 옥상녹화 기반제를 개발하기 위해 국내 입체녹화의 대표적 소재인 덩굴성 식물 3종을 선정한 후 고흡수성 고분자중합체가 생 육에 미치는 영향을 파악하여 향후 에너지저감형 입체녹화 의 식재기반 조성의 기초자료로 활용하고자 하였다. 공시식물은 벽면녹화에 적용가능한 덩굴성 식물중 중부 지방에서 식재가능한 Trachelospermum asiaticum var. intermedium과 Euonymus fortunei var. radicans 그리고 남 부수종이지만 최근 중부지방에서도 사용빈도가 높은 Hedera japonica를 선정하였다. 아울러 본 식물들은 내건성, 내음 성이 강한 수종으로 입체 녹화에 다양하게 적용되고 있다. 식재기반의 경우 식물의 생육비교를 위하여 상토(Type A), 물(Type B), 고흡수성 고분자 중합체(Type C)로 설정하였 다. 각각 식재 기반을 500㎖ 실험구에 배치하였으며, 불투 수에 의한 부패를 방지하기 위하여 활성탄을 바닥에 필터층 으로 설치한 후, 각각 Water, Soil, Water Swelling polymer 를 넣고 Euonymus fortunei var. radicans, Trachelospermum asiaticum var. intermedium, Hedera japonica를 각 실험구 에 5주씩 반복 식재하여 총 60개의 실험구를 건국대학교 과학기술대학내 온실에서 완전 임의 배치하였다. 생육 측정 항목은 엽수, 엽장, 엽폭, 수고, 엽록소 함량으로 수고의 경우 초기값을 균일하게 조정하기 위하여 8cm로 전정하였 다. 측정된 값은 차이값을 분명히 하기 위하여 SAS ver. 9.3을 이용하여 Multiple range test를 실시하였다. Hedera japonica의 생육분석 결과, 실험기간 중 Type A 에서는 엽수, 엽장, 엽폭, 수고, 엽록소 함량이 꾸준히 증가 하는 경향을 보였으나, Type B와 Type C의 경우 꾸준히 감소하였으며, 모든 측정항목에 대하여 Type A>Type B>Type C의 순으로 측정되었다. 생존율은 Type A 100%, Type B 40%, Type C 0%로 측정되었다. Type A의 생육결 과에 대한 통계적 수치 또한 유의성이 있는 것으로 분석 되어, Type A>Type B>Type C의 순으로 생육이 양호하였 다. Trachelospermum asiaticum var. intermedium의 생육을 분석한 결과, Type A와 Type B에서는 엽수, 엽장, 엽폭이 지속적으로 증가하였으나, Type C의 경우에는 반대로 일정 하게 감소하였다. 유형별 생육값은 Type A>Type B>Type C 순으로 높은 값을 보였으며 이외 수고와 엽록소함량은 Type B>Type A>Type C 순으로 측정되었다. 생존율은 Type A와 Type B는 100%, Type C는 0%로 측정되었다. 생육결과를 통계적으로 분석한 결과, Type A와 Type B간 의 유의성이 나타나지 않아 생육에 큰 차이는 없는 것으로 분석 되었으나, Type C의 경우에는 다른 모든 식재기반에 대하여 유의성이 있는 것으로 분석되어, Type A=Type B>Type C의 순으로 생육이 양호한 것으로 분석되었다. Euonymus fortunei var. radicans의 경우, Type B는 모든 측정항목에서 높을 값을 보였으나, Type A와는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 그러나 Type C의 경우에는 엽록 소 함량이 가장 낮게 측정되었으며 그 차이값도 비교적 큰 편이었다. 엽록소함량을 제외한 모든 측정항목에서 식재기 반에 따른 큰 생육차이는 나타나지 않았다. 통계적 분석 또 한 모든 식재기반간 유의성이 나타나지 않아 장기적인 생육 평가가 필요하다고 판단되었다. Hedera japonica과 Trachelospermum asiaticum var. intermedium의 경우 Type C에서의 생육이 매우 불량하였 고 생존율이 낮은 것으로 분석되었으나, Euonymus fortunei var. radicans은 다른 식재기반과 큰 차이는 없는 것으로 분석되어, Type C의 경우 식물종에 따라 차이가 있는 것으 로 분석되었다. 선행 연구를 고찰한 결과, 고흡수성 고분자 중합체를 과다 사용하게 되면 식물생육에 악영향을 주지만, 적정 토양배합비 사용 시 식물의 생육증진, 토양수분 증가 의 효과가 있다고 제시하고 있다. 이에 에너지저감형 입체 녹화에서 기반재로서의 고흡수성 고분자 중합체 사용은 단 순 토양 수분증가 뿐만 아니라 식물종의 특성을 고려하여 적정량을 사용해야 될 것이며 추후 관련 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.

In this study, one of the measures for the promotion of the growth of trees planted in poor drainage areas, which functionality pipe supplying oxygen in the soil, and promotes drainage, barren soil and poor drainage areas in planting design was to provide the basic data to compare the impact on the application of functionality pipe. The Zelkova serrata testing materials were selected, planted a total of 12 by three to four individual experiments were conducted. Growth measurements of the items Plot A > Plot C > Plot D > Plot B were excellent in the order of height, number of leaves, leaf width, and chlorophyll content, Plot A > Plot C > Plot D > Plot B was in good order of the growth of the length of the root-collar diameter, Plot C > Plot A > Plot B > Plot D in order rate of variation was good. This has adverse effects on plant growth, poor drainage planting base represents, promote drainage and oxygen supply technique can be applied good to the planting from Zelkova serrata growth based drainage is poor and barren presented as part of research to be done in the future include a means for promoting the growth of plants in soil, the planting design.