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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.53 No.1 pp.73-84
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2019.53.1.73

Influence of the Injection Wound Size and the Crown Condition on the Trunk-injection Efficiency in Zelkova Trees

Byeongjin Cha1*, Min-Young Kim2, Jong-Kab Kim2, Chel-Eung Kim3, Kwang Jae Lee4
1Dept. of Plant Medicine, Chungbuk National Univ., Cheongju, 28644, Korea
2Department of Forest Environmental Resources(IALS), Gyeongsang National Univ., Jinju, 52828, Korea
3Wolsong Tree Hospital, Seoul, 05026, Korea
4Hanwoori Tree Hospital, Haenam, 59028, Korea
Corresponding author: Byeongjin Cha Tel: +82-43-261-2557 Fax: +-43-271-4414 E-mail: bjcha@chungbuk.ac.kr
December 26, 2018 January 21, 2019 January 31, 2019

Abstract


Red dye solution was injected into zelkova trees with gravity flow type trunk-injection method to investigate the effects of the injection wound size and tree crown condition on the injection efficiency. Injection speed of widely used injection wound in Korea, 10 mm diameter was compared with that of 5 mm. Tested levels of the crown were intact, half-loss, and double quarter-loss. More than 30% of the dye solution was absorbed into the trunk of almost all zelkova trees 4 hours after injection. After 7 hours, whole volume of the dye solution was absorbed up in 7 trees. Absorption of the dye solution in all trees but one was accomplished within less than 48 hours from the injection. Leaves turn red and most injected-trees showed red color in their crown regardless of the treatments. In statistical analyses, neither the diameter of injection wound nor the crown condition showed any significant influence on the time for entire absorption. The number of trees of which leaves turning red did not show any statistical difference among the treatments, either. In addition, distribution of dye solution in the stem was almost same in all treatments. These results could be concluded that there is no difference in injection efficiency between the diameters of injection wounds. Therefore, use of 5 mm injection wound rather than 10 mm in trunk-injection is better idea to help self-healing of the tree.



수간주입구멍 크기와 수관 상태가 느티나무의 수간주입 효율에 미치는 영향

차 병진1*, 김 민영2, 김 종갑2, 김 철응3, 이 광재4
1충북대학교 식물의학과
2경상대학교 산림환경자원학과(농업생명과학연구원)
3(주)월송나무병원
4(주)나무병원한우리

초록


주입구멍의 크기와 수관 상태에 따른 약액의 수간주입 속도를 알아보고자 주입구멍의 지름을 5mm와 10mm로 하고 수관을 온전, 절반 제거, 1/4씩 두 곳 제거 등 세 수준으로 구분하여 식용색소 적색3호 수용액을 수간주입하고 일정 시간별로 주입량을 측정하였다. 수간주입 4시간 뒤에 대부분의 느티나무에 서 약액이 30% 이상 흡수된 상태였으며, 7시간 후에서는 7그루에서 모든 약액이 흡수된 것을 확인하였 다. 48시간 후에는 처리 조건과 방법에 관계없이 한 그루를 제외한 모든 개체에서 주입액이 완전흡수되 었다. 주입구멍의 크기나 수관의 상태 등은 수간주입 속도와 통계적 유의성이 없었다. 주간에서 움트는 잔가지의 잎들은 수간주입 후 24시간에 붉은색을 나타내기 시작하였으며, 48시간 후에는 수관의 잎들 도 엽육조직이 붉게 변하여 수관도 붉은 색을 보였다. 수관이 변색된 나무의 수도 처리 내용 간에 통계 적 유의차가 없었다. 줄기 단면 관찰에서도 주입구멍의 크기나 수관 상태 간에 적색주입액의 분포 차이 가 없었다. 본 연구의 결과로부터 주입구멍의 크기나 수관의 엽량은 수간주입의 효율에 영향을 미치지 않음이 확인되었다. 따라서 큰 상처를 남기는 지름 10mm 주입구멍보다는 지름 5mm 주입구멍을 사용 하는 것이 나무의 자가치유를 도와주는 올바른 수간주입법이라고 할 수 있다.



    서론

    수목에 농약이나 영양제를 처리하는 방법에는 여 러 가지가 있으나 수간주입만큼 확실한 방법이 없 다. 수간주입은 나무 줄기에 구멍을 뚫고 처리하고 자 하는 약액을 직접 넣어 주는 방법으로서 살포나 도포·관주 등의 방법에 비해 약액의 손실이 적으며, 유효성분을 효율적으로 수목 내부로 전달할 수 있 다. 따라서 나무 외부로 흘러나가는 약액이 없으므 로 환경오염이 적으며, 사람과 접촉이 많은 지역의 나 무에도 사용할 수 있는 등 여러 가지 장점이 있다 (Sánchez-Zamora & Fernández-Escobar, 2004;VanWoerkom, 2012). 특히 빗자루병과 오갈병 등 과 같이 병원체가 수목 내부에 존재하여 살포나 도 포, 관주 등 일반적인 방법으로는 방제효과를 기대할 수 없는 경우에도 현실적인 대안이 되므로(Cha & Tattar, 1993;Van Woerkom et al., 2014;Flower et al., 2015) 세계적으로 널리 사용되고 있는 약제 처리법이다.

    우리나라에서는 한때 대발생하였던 뽕나무 오갈 병과 대추나무 빗자루병의 유일한 치료법으로 많이 사용되었던 바 있으며, 최근에는 도심 인근의 소나 무림이나 가로수 등을 대상으로 주로 솔잎혹파리나 소나무재선충병, 버즘나무방패벌레 등 병해충 예방 및 방제를 위하여 많이 사용하고 있는데, 다른 방 제 방법에 비해 좋은 효과를 거두고 있으므로 생활 권의 수목병해충 방제 현장에서 사용빈도가 점점 증가하고 있다(Korea Forest Service, 2014).

    우리나라에서는 나무 줄기에 커다란 구멍을 뚫 고 약액을 채워 넣는 흡수식을 사용하는 소나무 시들음병(소나무재선충병) 방제를 제외하고는 일 반적으로 중력식 수간주입법(gravity flow trunkinjection method)을 가장 널리 사용한다. 중력식 수간주입법은 약액이 든 주입용기를 일정 높이 이 상에 매달고 주입관을 수간의 주입구멍에 연결하 여 약액을 전달하는 방식으로서 압력을 가하지 않 고 대기압 하에서 중력과 수액의 흐름에 의해 약 액이 들어가며, 일반적으로 저농도로 많은 양을 주입하는 방법이기 때문에 대량주입이라고도 불린 다(Lee et al., 2017).

    주입된 물질의 흡수와 분산은 실제로 수간주입 방 식뿐만 아니라, 주입되는 물질의 성분(Reil, 1979;Guest et al., 1994;Doccola et al., 2007), 수용 성(Percival & Boyle, 2005), 나무의 종(Reil & Beutel, 1976;Reil, 1979;Sánchez-Zamora & Fernández-Escobar, 2000), 수간주입 시기(Reil, 1979;Whiley et al., 1995;Sánchez-Zamora & Fernández-Escobar, 2000), 그리고 수관 상태(Van Woerkom, 2012) 등과 밀접한 관련이 있다.

    구조적으로 통수 저항이 큰 가도관을 가지고 있 는 구과식물들은 일반적으로 피자식물보다 수간 주입이 더 어렵다고 알려져 있다(Sachs et al., 1977;Reil, 1979;Sinclair & Larsen, 1981). 또 한 소나무 등 몇몇 구과식물은 수지를 분비하여 주 입을 더 어렵게 하기도 하며, 특히 생육기에는 수 지분비가 왕성하여 수간주입이 불가능한 경우도 있 으므로(Zillmer et al., 1991;Sánchez-Zamora & Fernández-Escobar, 2004) 송백류에서는 1기압 (약 1kgf/㎠) 이하의 압력을 가압하는 미세압력식 수간주입법을 사용하기도 한다(Webb et al., 1988;Navarro et al., 1992).

    현재 우리나라에서는 중력식으로 수간주입을 하는 경우 주입구멍의 크기를 지름 10mm, 깊이 40~50mm 정도로 뚫는 것이 일반적이다. 그 이 유는 주입구멍의 크기가 클수록 주입속도가 빠르 고 약액이 잘 전달되며, 특히 수간주입이 필요한 나무들은 대부분 수관의 상태도 불량하므로 주입 구멍이 작을 경우 제대로 주입되지 않을 것이므 로 크게 뚫어야 한다는 생각, 그리고 송백류의 경 우 송진이 나오기 전에 약액이 빨리 흡수되도록 하여야 한다는 생각 때문인 것으로 알려져 있다 (자료 미제시, personnel communication).

    하지만 올바른 방법을 사용하지 않으면 수간주입은 오히려 나무에 해가 될 수도 있다(Van Woerkom, 2012). 해를 미칠 수 있는 주된 요인 중의 하나인 수간주입구멍은 나무의 입장에서는 확실한 상처 이다. 따라서 수간주입 후에는 상처로 남아서 나 무에 스트레스를 야기하기도 하며, 제대로 아물지 않을 경우에는 줄기 부후의 원인이 되어 오히려 역효과를 초래하는 경우도 많은데(Cha & Yoon, 1995;Doccola et al., 2011), 나무가 상처를 치 유하는 정도는 상처의 크기가 작고 깊이가 얕을 수록 더 성공적이다. 따라서 수간주입구멍으로부 터 부후가 시작되어 피해를 주는 것을 최소화하 기 위해서는 약제가 충분히 주입될 수 있는 조건 내에서는 주입구멍, 즉 상처를 가능한 한 작게 만 들어 주입이 끝난 후에 나무 스스로가 치유하기 쉽도록 해주는 것이 중요하다.

    따라서, 본 연구에서는 느티나무를 대상으로 수 간주입구멍의 크기와 수관의 상태에 따라서 약액 의 흡수와 분산이 어떻게 이루어지는지를 확인하 여 나무가 받는 스트레스를 줄여줄 수 있는 수간 주입법을 제시하고자 하였다.

    재료 및 방법

    1 실험목 선정

    우리나라의 어느 지역 환경에도 잘 적응하며 다른 수종에 비하여 빨리 자라는 편이고, 가을 단풍의 색 도 아름다워 가로수, 공원수 등으로 생활권에 많이 식재하는 느티나무(Zelkova serrata)를 실험목으로 선정하였다. 실험에 사용한 느티나무는 토양과 기타 환경적인 차이에 따른 변이를 최소화하기 위하여 모 두 충북 청주시 소재 충북대학교 교정 내 실험농장 의 묘포장에 식재되어 있는 나무들 중에서 선발하였 는데, 모두 2011년에 2년생 묘목을 식재하여 재배한 것들로서 수령이 같은 나무들이었다. 육안달관조사 로 나무의 활력 및 생육 상태를 판단하였으며, 줄기 에 천공성 해충의 피해가 없으면서도 수관의 크기와 활력은 물론 잎이 마르거나 가지가 부러진 정도가 유사한 개체들을 실험목으로 선발하였는데, 줄기와 수관의 상태는 대부분 양호하였다.

    실험목으로 선발된 느티나무는 총 30그루로서 모 두 9년생이었으며, 수간주입을 하는 위치인 지상 30cm의 줄기둘레는 평균 22.7±1.7㎝이었다.

    2 실험목의 수관 정리

    수관의 크기와 손상도가 수간주입 속도에 미치 는 영향을 확인하기 위하여 느티나무의 수관을 인 위적으로 조절하고 일주일 뒤에 약액을 수간에 주 입하였다. 실험목 중 10그루는 손상되지 않은 수 관으로 실험에 사용하였으며(이하 수관완전목), 나 머지 20그루는 수관의 반을 인위적으로 제거하여 실험에 사용하였다. 10그루는 수관을 좌우로 2등 분하여 한 쪽은 완전히 제거하였으며(이하 수관절 반목), 10그루는 수관을 동서남북 방향으로 4등분 한 다음 마주보는 두 부분의 수관을 제거하였다(이 하 수관사분목).

    수관절반목과 수관사분목 모두 2등분 또는 4등분 된 해당 구역 내의 지름 2cm 이하 가지들을 기부부 터 모두 잘라내어 잎과 잔가지들을 제거하고 지름 2cm 이상인 가지들은 그대로 남겨 두는 방법으로 정리하였다. 가지를 자른 부분에는 아무런 처리도 하지 않았으며, 자연 건조되도록 하였다.

    3 색소 수간주입

    수간주입은 중력식으로 시행하였으며, 수간주입 의 속도와 정도를 확인하기 위한 주입액으로는 붉 은 색을 띄는 색소를 사용하였다(Fig. 1A). 시중에 서 구입한 잔탄(xanthene)계 색소인 식용색소 적색 3호(C16H808N2S2Na2; Kiriya Chemical Co., Ltd., Japan)를 자석교반기 위에서 5분 동안 교반하면서 증류수에 완전히 포화시키고 10분간 정치한 다음 거름종이를 사용하여 여분의 색소가루를 제거하여 원액을 만들었으며, 원액의 5배 희석액을 수간주입 액으로 사용하였다. 중력식 수간주입에는 별도의 수간주입병을 사용하지 않고 PP주머니 제품으로 생산되는 수액주사용 증류수액 1,000ml(이하 수간 주입팩)를 실험용으로 구입하여 사용하였다. 주입 하기 전에 주사기를 사용하여 수간주입팩에서 증류 수 200ml을 덜어낸 다음 색소원액 200ml를 주입 하여 수간주입팩을 최종 완성하였다. 수간주입팩과 수간주입관을 연결하는 연결관으로는 일반 수액세 트를 시중에서 구입하여 사용하였다.

    수간주입관은 지름 5mm 또는 10mm 등 두 가 지를 사용하였다. 5mm용으로는 Mauget(Arcadia, CA)에서 제작한 수간주입전용관을 사용하였으며 (Fig. 1B), 10mm용으로는 국내에서 일반적으로 사 용하고 있는 수간주입법에 따라 깔때기모양의 흰색 병을 주입관으로 사용하였다(Fig. 1C). 수간주입구 멍은 휴대용 드릴로 주입관의 크기에 맞추어 지표면 으로부터 30cm 높이에 서로 마주보도록 두 개를 뚫 었다. 깊이는 수피를 포함하여 약 1.5~2.0cm가 되 도록 하였다. 그 외의 구성과 방법들은 모두 일반적 인 수간주입법을 따랐다.

    주입시간에 따른 오차를 배제하기 위하여 구멍 뚫기와 주입관 연결을 제외한 모든 준비를 마친 후 세 팀이 동시다발적으로 수행하여 실험목 전체 의 주입을 30분 안에 완료하였다. 수간주입은 나 무가 한창 왕성하게 생육하고 있는 4월 30일 오전 10:30~11:00에 실시하였으며 계속 구름 조금 있는 맑은 날씨가 유지되었고, 5월 2일 아침부터 비가 약간 내리기 시작하였다.

    수간주입관의 굵기마다 수관완전목, 수관절반목, 수관사분목 등 수관의 상태별로 각 5그루씩 총 30 그루를 수간주입하였다.

    4 수간주입 결과 조사

    수간주입을 시작한 뒤 4시간, 24시간, 48시간에 주입된 양을 조사하였다. 주입 또는 남아있는 양은 수간주입팩의 눈금을 기준으로 측정하였는데, 한 자리 수의 정확한 측정은 불가능하였으므로 25ml 단위로 측정하였다. 측정한 자료들은 SAS 프로그 램(Statistical Analysis System, Cary, NC)을 이 용하여 통계 분석하였다.

    또한 수간주입하고 48시간이 지난 후에 수관의 엽육과 잎맥에 나타난 적색주입액의 흔적을 조사 하였다. 72시간 후에는 각 처리별로 대표적인 나 무 한 그루씩을 선정하여 모든 가지들을 50cm 간격으로 잘라 단면을 확인하였다.

    결과

    1 수간주입 속도

    주입구멍의 크기와 수관 상태에 따른 약액의 수간 주입 속도를 알아보고자 주입구멍 크기 두 수준과 수관 상태 세 수준으로 구분하여 식용색소 적색3호 수용액을 수간주입하고 일정 시간별로 흡수량을 측 정하였다.

    수간주입을 실시하고 4시간 뒤에 조사하였을 때 개체 간에 편차는 큰 편이었지만 이미 대부분의 느 티나무에서 약액이 30% 이상 흡수된 상태였다 (Table 1). 가장 많이 흡수된 것은 지름 10mm 주입 구멍을 사용한 수관사분목으로서 960ml이 주입되었 으며, 외부로 새어나간 것 없이 모두 다 흡수된 것 으로 확인되었다. 반면에 가장 적게 흡수된 것은 지 름 10mm 주입구멍을 사용한 수관절반목으로서 흡 수량이 약 80ml 정도에 불과하여, 평균의 약 1/4 수준이었다.

    수간주입 7시간 후의 간이조사에서는 모든 약액이 흡수된 것으로 확인된 느티나무는 모두 7그루였는 데, 지름 10mm 주입구멍의 수관완전목 1그루, 수관 절반목 1그루, 그리고 수관사분목 2그루와 지름 5mm 주입구멍의 수관사분목 2그루였다(Table 2).

    수간주입 24시간 후의 조사에서는 지름 10mm 주입구멍의 수관사분목을 제외하고는 모든 처리에 서 평균 90% 이상 흡수되었고(Table 1), 주입액이 완전히 흡수된 것은 총 30그루의 실험목 중 21그루 였다(Table 2).

    수간주입 48시간 후의 조사에서는 한그루(지름 5mm 주입구멍의 수관절반목, 조사 당시 잔여량은 50ml)를 제외하고는 처리 조건과 방법에 관계없이 모든 개체에서 주입액이 완전흡수되었다(Table 1). 약액이 남아있던 나무는 조사 18시간 전에 확인한 잔여량이 150ml이었던 점을 감안할 때 완전히 흡 수되기까지는 좀 더 시간이 필요할 것으로 보였다.

    이상의 조사결과들을 통계적으로 분석한 결과 조 사 시간별 흡수량은 통계적으로 유의미하게 차이가 있었으나, 주입구멍의 크기나 수관의 상태(엽량과 잎의 위치) 등은 수간주입 속도와 연관성이 없는 것으로 나타났다. 즉, 수간주입구멍의 지름이 5mm 든 10mm든 약액이 흡수되는 속도에는 별다른 영 향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

    2 수간주입액의 줄기 내 이동 및 분산

    색소 수용액을 주입하고 48시간 후에 엽육과 잎 맥에서의 적색주입액의 흔적을 관찰하였으며, 72시 간 후에는 처리별로 시험목을 잘라 조직 내부에서의 이동을 관찰하였다.

    맹아지와 같이 주간에서 자라고 있는 잔가지의 잎 들은 수간주입 후 하루 정도 지나면 붉은색을 나타 내기 시작하였으며(Fig. 2A), 48시간 후에는 가지에 있는 잎들도 붉은색을 보이는 것들이 많아 수관의 일부 또는 전체가 붉게 변하는 개체도 있었다(Fig. 2B, 2C). 변색되는 잎들은 잎맥보다는 주로 엽육조 직에서 변색이 뚜렷하였다. 잎이 변색된 나무의 수 는 처리 내용에 따라서 약간의 차이를 보였으나 통 계적으로는 유의차가 나타나지 않아(Table 3), 주입 액이 나무 안에서 물관을 따라 이동하는 속도 역시 수간주입 속도와 같이 주입구멍의 크기나 수관의 상 태에 따라 영향을 받지는 않는 것으로 보인다.

    수간주입한 높이, 즉 지표면으로부터 30cm 줄기 단면에서의 적색주입액 분포를 보면, 주입액이 아직 넓게 퍼지지는 않았음에도 불구하고 뚜렷한 분산의 기미를 보이고 있었다. 수관이 온전한 상태에서는 5mm 주입구멍을 사용하였을 때가 10mm를 사용하 였을 때보다 더 광범위하게 염색되어 있는 것으로 보이는 반면, 수관의 절반 또는 두 사분면이 제거된 나무에서는 그와 반대로 10mm 주입구멍을 사용하 였을 때가 5mm를 사용하였을 때보다 더 광범위하 게 염색되어 있는 것으로 보인다(Fig. 3).

    그러나 수간주입한 위치로부터 높이가 높아질수 록 처리 간에 적색주입액의 분포 차이는 점점 줄 어들어 1m 높이의 주간 단면을 보면 주입구멍의 크기나 수관의 상태에 따른 차이를 발견할 수 없 었다. 수관절반목의 지름 10mm 수간주입구멍 처 리를 보면 가장 안쪽의 물관부에 주입액이 대부분 이 모여 진한 무늬를 보이고 있는데, 이 나무의 경 우에는 주변으로 분지된 가지로의 이동이 활발하 지는 않았다.

    적색주입액은 줄기와 가지 내부의 물관을 따라 이 동하여 지름 1cm 이하의 작은 가지들에서도 확인되 었고 일부는 잎을 변색시키기도 하였다. 주입된 적 색염료는 나이테를 따라 뚜렷한 분포를 보이고 있었 는데, 모든 부분에 분포하기는 하였으나 대개 가지 바깥쪽 보다는 안쪽의 나이테, 즉 최근에 만들어진 물관보다는 몇 년 전에 만들어진 물관부를 더 진하 게 염색하고 있어서 수간주입액은 주로 이 부분으로 이동하는 것으로 나타났다. 적색주입액은 지름 약 2cm에 4개 안팎의 나이테를 가지고 있는 높이 3.3m의 주간에서도 뚜렷한 분포를 보였는데, 이 높 이에서도 처리 간에 분포의 차이를 관찰할 수는 없 었다(Fig. 4).

    고찰

    나무에 구멍을 뚫고 약액을 직접 주입하는 수간 주입법은 처리하고자 하는 약제를 손실 없이 모두 전달함으로써, 다른 처리법들이 안고 있는 문제들 을 해결하는 대안으로 널리 받아들여지고 있다. 하 지만 수간주입은 시간과 비용이 많이 든다는 단점 이외에도 나무에 상처를 남김으로써 때로는 오히려 해가 될 수도 있다는 문제를 가지고 있으므로 반드 시 올바른 방법으로 시행하는 것이 매우 중요하다.

    본 연구에서 수간주입을 실시하고 4시간 뒤에 대 부분의 느티나무에서 약액이 30% 이상 흡수되었으 며, 7시간 후에는 7그루에서 약액이 모두 흡수된 것을 확인하였다. 약액이 흡수되는 속도에 영향을 미치는 요인은 수종(Reil & Beutel, 1976;Reil, 1979;Sinclair & Larsen, 1981), 주입물질의 물리 적, 화학적 성질(Reil, 1979;Guest et al., 1994;Percival & Boyle, 2005;Doccola et al., 2007) 등 외에도 수간주입 시기와 나무의 건강상태도 포 함된다. Byrne et al.(2014)은 주입성분에 따라 다소간의 차이는 있었으나 아보카도의 잎이 한창 자라는 시기에 수간주입 속도가 가장 빨랐다고 하 였으며, Cha et al.(2003)과 Sánchez-Zamora & Fernández-Escobar(2000), Tattar & Tattar(1999) 등 많은 연구자들이 생육초기가 생육후기보다 더 수간주입에 적합하다고 하고 있다. Sinclair & Larsen(1981)은 특이하게도 몇 가지 수종에 대한 연구에서 6월보다는 9월에 수간주입하였을 때 더 빠르게 주입되었으나 그 이유에 대해서는 설명할 수 없다고 보고하였다. 본 연구의 수간주입 시기는 느티나무의 잎이 움터서 한창 생육하고 있는 4월 하순~5월 초순이었기 때문에 주입속도가 빨랐던 것으로서 대부분의 선행 연구결과들과도 부합하는 것이었다.

    수간주입 48시간 후에는 처리 조건과 방법에 관 계없이 한 그루를 제외한 모든 개체에서 주입액이 완전흡수되었는데, 조사 시간별 주입량은 통계적으 로 유의미한 차이가 있었으나, 주입구멍 크기와 수 관 상태(엽량과 잎의 위치)는 수간주입 속도와 연관 성이 없었다. 즉, 수간주입구멍의 지름이 5mm든 10mm든 약액 흡수 속도에는 영향을 미치지 않았다. 이 결과는 올바른 수간주입 방법을 확립하는 데 있 어 매우 중요한 의미를 가지고 있다.

    수간주입의 장점들에도 불구하고, 나무에 상처를 남길 수밖에 없는 것은 큰 약점이다. 수간주입 이후 에 주입구멍 주변에는 자체 방어를 위하여 페놀화합 물 등이 축적되고 변색이 일어나는데, 이때 방어에 성공하지 못하면 부후가 시작된다(Shortle, 1984). 나무 조직이 파괴되면 당을 비롯하여 여러 가지 물 질들이 흘러나와 새로운 미생물과 해충이 급속히 증 식할 수 있는 조건이 만들어지고, 나무에 피해가 나 타나기도 한다(Perry et al., 1991;Tsen et al., 2016). 실제로 수간주입구멍이 부후균의 침입통로 역할을 하는 경우가 빈번하며(Shigo, 1984;Doccola et al., 2011), 소나무와 밤나무에 수간주입을 하고 나서 6개월 뒤에 주입구멍의 크기와 물관의 변색부 크기 사이에 정의 상관관계가 있음도 확인되었다(Cha & Yun, 1995). Sánchez-Zamora & Fernández- Escobar(2000)는 주입구멍의 크기를 평가한 연구에 서 지름 3mm는 조건에 따라서 주입속도의 변이가 컸으나 6과 4mm에서는 시험하였던 23 수종 모두 에서 1~48시간 사이에 처리액의 75~100%가 주입 되는 것을 확인하고, 나무의 상처치유 등을 고려할 때 지름 4mm 주입구멍을 사용하는 것이 바람직하 다고 하였다. 이러한 연구결과들을 종합하면 주입 속도와 분산에 차이가 없다면 작은 주입구멍을 사 용할수록 나무의 건강에는 도움이 된다는 결론을 얻을 수 있다.

    본 연구에서는 주간에서 움트는 잔가지의 잎들은 수간주입 후 하루 정도 지나면 붉은색을 나타내기 시작하였으며, 48시간 후에는 수관도 붉은 색을 보 였으나 수관이 변색된 나무의 수 역시 처리 내용 간 에는 통계적 유의차가 없었다. 따라서 주입액이 물 관을 따라 이동하는 속도도 주입구멍의 크기나 수관 의 상태에 영향을 받지 않음을 알 수 있다.

    이는 수간주입 속도는 수관 상태와 관련이 있다 고 하는 선행 연구결과와 불일치하는 것이다. Van Woerkom(2012)은 그의 석사학위 논문에서 잎의 증산작용으로 인하여 수분과 수간주입액이 흡수되고 이동되므로 수관의 상태가 많은 영향을 미치지만, 잎의 전체적인 양보다는 잎 하나하나의 증산능력이 더 중요하다고 하였다. 쇠락 중인 나무는 전체 엽면 적도 작지만 잎 각각의 활력도 떨어져 있으므로 수 간주입의 속도가 늦어질 수밖에 없다. 즉, 잎이 얼 마나 활발하게 활동하는지가 관건인데, 본 연구에서 는 잔가지를 잘라 잎을 제거하는 방법으로 수관 상 태를 조절하였으므로 남아있는 잎들의 활력은 대부 분 높았다. 따라서, 전체 엽면적이 작아도 주입액의 흡수와 이동에는 문제가 없었던 것으로 보인다.

    한편, 줄기를 잘라 단면에서 적색주입액의 분포를 보면 수간주입한 위치에서는 주입구멍의 크기가 클 수록 더 많이 퍼져있었으나, 수간주입 위치로부터 멀어질수록 처리 간에 적색주입액의 분포 차이는 점 점 줄어들어 1m 이상에서는 주입구멍의 크기나 수 관의 상태에 따른 차이는 보이지 않았다. 수간주입 약제는 목질부로 흡수되어 세포내(Symplastic) 및 세포간(Apoplastic) 이동을 한다고 하지만, 실제로 는 주입구 위쪽으로는 활발하게 이동하는 반면 아래 쪽으로의 이동은 매우 느리다(Zillmer et al., 1991;Cha et al., 2003). 위쪽으로의 이동은 속시씩물의 경우 주로 최근에 만들어진 물관을 이용하는 것으로 알려져 있다(Chaney, 1986;Tattar et al., 1998). 특히 최근 3~4년 내에 만들어진 물관들을 모두 사 용하므로 산공재를 가지는 나무와는 달리, 느티나무 와 같이 환공재를 가지는 나무는 주로 1~2년이 넘 지 않은 물관들로 이동하므로 주입구멍을 더 얕게 뚫는 것이 좋다(Chaney, 1986). 또한, 활엽수의 수 분 이동통로인 도관은 가도관에 비하여 옆으로의 확 산이 적은 편이지만 주입물질의 이동을 확인한 연구 결과들은 모두 주입액이 물관을 따라 올라가면서 옆 으로도 확산되는 것을 알려주고 있으며(Sinclair & Larsen, 1981;Tattar et al., 1998;Doccola et al., 2011), 수간주입 위치에서는 주입구멍의 크기에 따라 분산의 차이가 있으나 위로 올라가면서 차이가 없어졌던 본 연구 결과도 이를 뒷받침한다.

    본 연구에서는 주입구멍의 크기와 상관 무관하게, 수간주입한 나무들의 70% 이상이 24시간 안에 모두 주입되었고 48시간까지는 거의 모든 나무에서 주입 이 완료되는 것이 확인되었으며, 적색주입액들이 수 관쪽으로 이동하면서 인접 물관들로 확산하는 것이 관찰되어, 주입구멍의 크기는 수간주입의 효과에 영 향을 미치지 않음이 확인되었다. 따라서 나무에 상 처를 크게 남기는 지름 10mm의 커다란 주입구멍을 사용하기 보다는 그 절반 수준인 지름 5mm의 작은 주입구멍을 사용하며, 주입구멍의 깊이는 환공재의 경우에는 수피의 두께를 제외하고 2cm 이내, 산공 재의 경우에는 3cm 이내로 뚫는 것이 나무의 건강 을 위하여 올바른 수간주입법이다.

    Figure

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    Gravity flow trunk-injection of zelkova tree with red dye. A: trunk-injection, B: injection tube of 5 mm diameter, C: injection tube of 10 mm diameter.

    JALS-53-1-73_F2.gif

    Reddening of a zelkova tree trunk-injected with red dye solution. A: sprouting leaves on the main stem(24 hours after), B and C: leaves and crown(48 hours after).

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    Internal distribution of red dye injected to the trunk of zelkova tree at the height of injection wound. Diameters of injection wound were 5 mm(left column) and 10 mm(right column). Crown conditions were intact(no defect: A and B), half-loss(C and D), and double quarterloss( E and F).

    JALS-53-1-73_F4.gif

    Internal distribution of red dye in the main stem of a zelkova tree at 3 m above the injection wound. Diameters of injection wound were 5 mm (left column) and 10 mm(right column). Crown conditions were intact(no defect: A and B), half- loss(C and D), and double quarter-loss(E and F).

    Table

    Absorbed volume(ml) of dye solution injected to trunk of zelkova trees with gravity flow-type trunk injection

    The number of zelkova trees which absorbed trunk-injected dye solution up entirelya

    The number of zelkova trees of which leaves were changed into red 48 hours after gravity flow trunk-injection of red dyea

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