This study was performed to develop the efficient phytoremediation model in the paddy soil contaminated with heavy metals by cultivating Pteris multifida and Artemisia princeps with different mixing ratios (1:0, 8:1, 6:1, 4:1). As a result of investigating the heavy metal accumulation of each plant per dried material (1 ㎏), content of arsenic and cadmium was the highest in aerial part of P. multifida (169.82, 1.70 ㎎·㎏-1 DW, each) among the treated group. Lead content was the highest (12.58 ㎎·㎏-1 DW) in the aerial part of P. multifida cultivated with 8:1 mixed planting. But the content of copper and zinc was the highest (33.94, 61.78 ㎎·㎏-1 DW, each) in the aerial part of A. princeps with 8:1 treatment. Regardless of heavy metals, plant uptake from the 1 ㎡ soil was the highest in 4:1 mixed planting group, which showed the best yield of A. princeps.

비소의 농도에 따른 봉의꼬리의 생육 반응 및 비소 축적능을 분석하기 위해 As(III)와 As(V)의 농도를 달리하여 봉의꼬리를 12주간 재배하였다. 연구의 결과 비소의 종류에 관계없이 50, 500mg·kg-1 처리구는 비소 무처리구와 생육이 비슷하였으나, 비소의 농도가 증가할수록 초장이 감소되는 경향을 보였다. 비소의 농도를 50, 500mg·kg-1 처리하여 재배한 봉의꼬리 지상부의 비소 축적능은 As(III) 처리구가 각 802.7, 2,956.0mg·kg-1 DW로, As(V) 처리구(622.6, 2,841mg·kg-1 DW)에 비해 높았다. 그러나 고농도 처리구인 1,000과 2,000mg·kg-1에서는 As(V) 처리구(3,883.3, 5,250.6mg·kg-1 DW)에서 As(III) 처리구(3,347.8, 4,272.7 mg·kg-1 DW)에 비해 비소 축적능이 더 우수하였다. 지하부의 축적능은 2,000mg·kg-1 농도 처리구를 제외한 모든 농도에서 sodium arsenate 처리구가 sodium arsenite 처리구에 비해 높았다.

본 연구는 중금속으로 오염된 논토양에서 비소 흡수능이 우수한 봉의꼬리(Pteris multifuda)를 재배할 때 차광처리가 봉의꼬리의 생육과 토양 내 비소 흡수에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수행하였다. 비소로 오염된 (구)장항제련소 인근의 논토양에서 수행하였으며, 각 실험구의 크기를 2×2m로 조성하였고, 동일한 생육단계의 봉의꼬리를 20×20cm 간격으로 식재하여 24주간 재배하였다. 차광조건에 따른 봉의꼬리의 생육을 조사하였고, 식물체 내 비소 축적량 및 토양의 비소 변화량은 ICP를 이용하여 분석하였다. 연구의 결과, 중금속으로 오염된 논토양에서 차광에 의한 봉의꼬리의 생육은 무차광에 비해 차광 처리구에서 왕성하였다. 봉의꼬리 지상부의 비소 축적량은 차광(140.9mg·kg-1)에 비해 무차광 처리구(169.8mg·kg-1)에서 다소 높았으며, 지하부의 비소 축적량은 비슷한 경향을 보였다. 그러나 생육은 70% 차광 처리구에서 월등히 우수하여, 토양에서 흡수한 비소의 함량은 차광처리구에서 오히려 더 많았다. 봉의꼬리의 비소 이동계수(TR)는 차광처리에 관계없이 0.87~0.89로 매우 높아 흡수한 비소를 지상부로 빠르게 이동시키므로 생육 후 지상부의 제거처리에 의해 토양 내의 비소를 효과적으로 제거할 수 있으리라 생각된다.

양액농도 및 저면공급주기를 달리하여 양치식물의 생육을 촉진시키고자 봉의꼬리, 부싯깃고사리, 도깨비고비를 시험화종으로 하고 양액농도를 무처리, 500배, 1,000배, 2,000배액 등 4처리, 관주주기를 매일, 5일, 10일, 20일 등으로 4처리로 하여 시험한 결과 봉의꼬리는 무처리 매일관수에 비하여 2,000배액을 10일 간격으로 처리한 것이 생육이 좋았고 도깨비고비는 1,000~2,000배액을 10일 간격으로 처리하는 것이 좋으며 부싯깃고사리는 1,000배액에서 5일 간격으로 처리한 것이 생육이 좋은 것으로 나타났다. 결론적으로 봉의꼬리는 2,000배액 10일, 도깨비고비는 1,000~2,000배액에 10일, 부싯깃고사리는 1,000배액에 5일 간격으로 관주하는 것이 생육이 가장좋은 것으로 나타났다.

봉의꼬리에 있어서 생육은 일반상토인 모래: 마사토 : 부엽토(2:5:3)와 피트모스 : 이끼(5:5) 조합에서 많았으므로 인공상토로는 피트모스에 이끼를 덮은 조합이 유리한 것으로 나타났다. 도깨비고비의 경우에는 전체적으로 배양토 적응성이 높게 나타났으며 역시 피트모스 : 펄라이트(7:3) 조합에서 생육량이 가장 많았다. 그러나 바크와 톱밥이 들어간 배양토에서는 생육이 저조하였다. 부싯깃고사리의 경우 초장과 엽수의 생육으로 볼 때 모래 : 마사토 : 부엽(2:5:3) 조합이 가장 크고 많았으며 그 다음이 피트모스 : 펄라이트(7:3, 5:5) 조합 순이었다.