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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.55 No.2 pp.33-38
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2020.55.2.33

The Growth Performance and Crown Competition of Acer pictum subsp. mono according to Seedling Age in Plantation

Jun-Hyuck Yoon*, Eon-Ju Jin
Forest Biomaterials Research Center, National Institute of Forest Science, Jinju, 52817, Republic of Korea
*Corresponding author: Jun-Hyuck Yoon Tel: +82-55-760-5031 Fax: +82-55-759-8432 E-mail: jhyoon7988@korea.kr
February 8, 2021 ; March 9, 2021 ; April 12, 2021

Abstract


This s tudy was conducted to understand the e ffect o f the seedling ag e of Acer pictum subsp. mono on the growth and crown competition in plantation. The tree height, diameter at breast height and crown area were significantly higher in the 3-year-old plantation than in the 1-year-old plantation. The H/D ratio decreased as the planting seedling age increased, and it was found that diameter growth was induced compared to height growth. It was interpreted that the total annual growth of trees by plantation sites showed a significant difference according to the planting seedling age, which influenced the diameter growth. The Crown Competition Index (CCF) and the Crown Competition Rate (CCR), which can evaluate the degree of crown competition in the plantation stand, also showed the same tendency such as tree height, diameter at breast height, and annual ring growth. In conclusion, planting of 3-year-old seedling is expected to b e advantag eous in terms of the g rowth of A. pictum subsp. mono, and the results of this study are expected to be used in management decisions such as the timing and amount of sap collection in plantation.



조림 묘령에 따른 고로쇠나무 조림목의 생장 및 수관경쟁 특성

윤준혁*, 진언주
국립산림과학원 산림바이오소재연구소

초록


본 연구는 고로쇠나무 조림 시 묘령이 수목의 생장과 수관경쟁에 미치는 영향을 이해하고자 수행되었다. 3년생 조림지에서 1년생 조림지 보다 수고, 흉고직경, 수관면적은 유의적으로 높았으며, H/D율은 3년생 조림지에서 낮게 나타나 수고생장 대비 직경생장이 유도되는 것으로 나타났다. 조림지별 수목의 총연륜생장은 조림 묘령에 따라 유의한 차이를 나타내 직경생장에 영향을 준 것으로 해석된다. 조림지 임분의 수관경쟁 정도를 평가할 수 있는 수관경쟁지수(CCF)와 수관경쟁률(CCR) 또한 수목의 수고, 흉고직경, 연륜생장 특성 등과 동일한 경향을 나타내었다. 본 연구결과를 종합적으로 고려할 때, 고로쇠나무 생장의 측면에서 3년생 묘목 식재의 장점이 기대되며, 이러한 연구결과는 조림 후 수액채취 시기 및 채취량 등 경영의사결정에 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.



    서론

    낙엽활엽교목인 고로쇠나무(Acer pictum subsp. mono)는 우리 나라 중남부지방을 중심으로 조림되고 있으며, 수액채취를 통한 수익원 창출과 노령화 밤나무단지, 소나무재선충병 피해지 갱신 등을 위해 조림면적이 점차 확대되고 있다(Korea Forest Service, 2020c).

    대부분의 수액은 국유지 또는 사유지의 천연림에서 자생하고 있는 고로쇠나무에서 인력으로 채취되고 있으며, 수액의 지속적인 소비량 증가에 따라 생산량이 지속적으로 증가하는 추세이다 (Korea Forest Service, 2020c). 그러나 최근 농산촌 인구의 고령 화, 인건비 상승, 장기간 생산에 따른 수액 생산력 저하 등의 문제 로 고로쇠나무 조림과 육성을 통한 집약적인 수액 대량 생산체계의 수요가 증가하고 있어 조림에 의한 육성임업으로서의 채취자원 확 보와 수액생산성 향상을 위한 체계화된 고로쇠나무 조성·관리 방법 이 절실히 요구되고 있다.

    한편 고로쇠 수액은 수목의 정상적인 생장과 과다 채취의 방지 를 위해 가슴높이지름 10㎝이상의 나무에서 채취하도록 규정되어 있다(Korea Forest Service, 2020b). Yoon et al. (2020)은 고로쇠 나무 1-1묘 조림 후 가슴높이지름이 10㎝까지 자라는 시간은 평균 적으로 13년이 소요된다고 보고하였다. 묘목의 연령은 조림 당시 의 묘목 크기와 관련하여 조림 후 수목의 생장에 영향을 미치고 (South & Mitchell, 1999), 묘령과 식재밀도에 의해서 결정되는 조림 후 생육공간은 수목의 활착과 생장에 중요한 영향을 미친다 (Harms et al., 2000). 따라서 고로쇠 수액 생산을 위한 조림지 조성에서 적절한 묘령과 식재밀도의 결정은 수목 생산성을 증진시 켜 수액채취 시기와 채취량에 큰 영향을 미칠 수 있다.

    산림청에 따르면 산림용 활엽수 조림은 1, 2년생 용기묘 또는 노지묘가 식재되고 있으며, 수종 및 묘령에 따라 묘목의 규격을 구분하고 있다(Korea Forest Service, 2020a). 산림청 종묘사업실 시요령에는 고로쇠나무 묘목 규격을 1-0, 1-1 노지묘로 구분하고 있으나(Korea Forest Service, 2014), 조림 후 활착률, 수목 생장, 공간분포를 고려한 조림 묘령이 제시되고 있지 않은 실정이다. 따 라서 본 연구는 세 가지 묘령으로 동 시기에 조성된 고로쇠나무 조림지의 수목 생장 및 수관경쟁 특성을 비교‧분석하여 적정한 조 림 묘령 선정과 수액 생산을 위한 경영의사결정 기초자료를 제공하 기 위해 수행되었다.

    재료 및 방법

    1. 조사지 개황 및 공시수종 특성

    고로쇠나무 조림 묘령에 따른 생장 및 수관 경쟁 특성을 분석하 기 위해 전남 광양시 어치리에 위치하고 있는 두 가지 다른 묘령으 로 1998년도에 조성된 조림지를 조사지로 선정하였다(Fig. 1). 선 정된 조림지는 동일한 포장에서 파종증식 된 1년생(1-0묘), 파종상 에서 이식 후 2년간 생장된 3년생(1-2묘) 묘목으로 조성되었으며, 식재밀도는 1년생, 3년생 조림지 모두 625본/㏊였다. 또한 지형, 고도, 경사 사면방향 등 입지환경이 유사한 지역을 선정하여, 환경 인자 영향을 최소화 하였다(Table 1).

    2. 조사 대상지 토양 분석

    조림 묘령별로 조성된 임분의 토양특성 차이를 비교하기 위해 각 조사지 내에서 무작위로 3지점에서 유기물층을 제거하고 표층 토 10㎝깊이에서 0.5kg의 시료를 채취하였다. 채취 된 토양시료는 이화학적 특성을 분석하기 위해 105℃의 건조기에서 72시간 건조 후 2㎜체를 통과시켜 분석용 시료로 사용하였다. ㏗는 ㏗ meter, 입도분석은 비중계법(Hydrometer Method), 유기물 함량은 Turi n′s법, 전질소는 Kjeldahl 분해 및 증류법으로 정량하였다. 유효인 산은 Lancaster법, 양이온 치환용량은 Brown 간이법, Ca2+, Mg2+, K+, Na+은 유도결합플라즈마 분광계(ICP, ATOMSCAN)로 측정 하였다(Allen et al., 1986;Jeong et al., 2002;Moon et al., 2004a, b). 조사 대상지의 토양 이화학적 특성 분석 결과, 치환성 양이온 및 일부 유효인산 함량에 다소 차이가 있으나, 수목의 동화 작용에 큰 영향을 주는 전질소 함량에 큰 차이를 보이지 않아 조사 대상지별로 토양환경이 수목 생장에 미치는 영향은 적다고 판단된 다(Table 2).

    3. 조사 대상지 임분 생장특성 조사

    조림 묘령에 따른 고로쇠나무 임분의 생장특성을 조사하기 위해 조림 후 14년이 경과한 시점에 임분별로 20×20m의 조사구를 3반 복으로 설치하고 국가산림자원조사요령에 따라 전수 조사하였다 (Korea Forest Research Institute, 2008). 시험구 내 개체목별로 수고 및 지하고는 수고측정기, 흉고직경은 직경테이프, 수관폭은 권척을 이용하여 8방위로 측정하였다. 수관면적은 Heron’s Formula를 이용하여 산출하였다(Lima, 2005). 또한 시험구별 개 체목의 위치 및 공간분포를 비교하기 위해 GARMIN (Oregon 300)을 이용하여 측정하였으며, 사면방향 및 경사는 경사기로 측 정하였다.

    4. 연륜생장 측정

    조림 묘령에 따른 고로쇠나무 임분의 연륜 생장 패턴을 비교‧분 석하기 위해 생장추를 이용하여 조사지별로 5본씩 목편을 채취하 였다. 채취된 목편은 연륜분석기(Windendro V.6.3b, REGENT INSTRUMENTS INC.)를 이용하여 조림묘령별 연년생장량, 최 대·최소 생장량, 5년, 10년 누적 생장량, 총연륜생장량을 측정하 였다.

    5. 수관경쟁 측정

    조림 묘령에 따른 고로쇠나무 임분의 수관경쟁 정도를 분석하기 위해 수관경쟁요소(crown competition factor, CCF)와 수관경쟁 률(crown competition rate, CCR)을 조사하였다(Park & Kim, 1985). 수관경쟁요소는 단위면적과 모든 개체목 수관면적치 합계 의 비를 ㏊단위로 계산하였고(Eq. 1), 수관경쟁률은 수관면적의 합계에 대한 수관중첩면적 합계에 대한 비율로 산출하였다(Eq. 2).

    CCF ( m 2 /ha )  =  Σ Crown area ( m 2 ) Plot area ( m 2 ) ×10,000
    (Eq. 1)

    CCR ( % )  =  Σ Crown competition area ( m 2 ) Σ Crown area ( m 2 ) ×100
    (Eq. 2)

    6. 통계분석

    조림 묘령에 따른 고로쇠나무 임분의 생장특성과 연륜생장 차이 를 분석하기 위해 통계분석용 프로그램인 IBM SPSS Statistics (SPSS Statistics Program, version 14.0, SPSS Inc, USA)을 이 용하여 일원분산분석을 실시하였고, 각 처리간의 유의성은 DMRT (duncan′s multiple range test) 5% 수준에서 평균값의 차이를 검 증하였다.

    결과 및 고찰

    1. 형질 생장 특성

    수고 생장은 두 임분 간에 유의한 차이를 보이며 3년생 조림지 에서 7.93m로 가장 높은 생장을 보였으며(p < 0.0001), 흉고직경 또한 3년생 조림지에서 12.76㎝로 높은 값을 나타내었다(p < 0.0001)(Table 3). 3년생 조림지에서 수고와 흉고직경 생장이 우 수한 경향을 보였는데, Noh et al. (2020)이 느티나무 1년생, 2년생 용기묘를 다른 식재밀도로 조림 한 후 초기 생장특성을 조사한 결과 1년생 보다 2년생 식재묘령에서 묘고, 근원경, 수간재적이 높게 나타났다는 보고와 유사한 경향으로 해석되었다. 지하고의 경우, 두 임분 간 유의한 차이를 보이지 않아 조림 묘령에 따른 영향이 나타나지 않았다. H/D율은 1년생 조림지에서 0.72m·㎝-1, 3년생 조림지에서 0.62m·㎝-1로 나타나 조림 묘령의 증가에 따라 수고생장 대비 직경생장이 유도되는 것으로 나타났다. H/D율의 감소는 안정적으로 수목의 품질이 향상되고 있음을 의미한다 (Bayley & Kietzka, 1996). 수관면적은 3년생 조림지에서 16.17 ㎡으로 높은 값을 보여 수고와 흉고직경 생장과 동일하게 높은 묘령에서 넓게 나타났다(p = 0.0037). Choi et al. (2010)에 따르면 고로쇠나무의 둘레와 단면적이 넓을수록 수액 출수량이 증가한다 고 보고하였고, 본 연구의 결과인 식재 묘령과 조림 후 수목 생장의 정의 상관관계를 고려했을 때, 적절한 묘령을 선정하여 조림할 경 우 향후 수액채취 시기 및 채취량의 의사결정에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다.

    2. 연륜 생장 특성

    조림의 성공은 건전한 묘목의 선정, 식재 후 초기 활착률과 생장 에 따라 영향을 받는다(Davis & Jacobs, 2005;Jacobs et al., 2005). 조림 묘령별로 조성된 고로쇠나무 임분의 연륜증가에 따른 생장량은 전반적으로 3년생 조림지에서 높게 나타났다. 조림 1년 차에는 3년생 조림지가 1년생 조림지 보다 낮은 생장을 보였으나 2년차부터 증가하여 연륜이 증가함에 따라 높은 생장을 유지하였 다(Fig. 2). 붉은고로쇠나무 자생지와 조림지에서의 연륜 생장 특 성을 비교한 선행 연구에서는 조림지에서 수령이 10년 정도까지 생장의 증가 경향을 보이다가 이후 감소하는 경향이라 보고하였는 데(Yoon et al., 2011), 본 연구에서도 조림 묘령별로 조성된 임분 전체에서 동일한 경향을 보였다. 총연륜생장량은 3년생 조림지에 서 59.42㎜로 높았으며, 1년생 조림지와 유의한 차이를 나타내었 다(p = 0.0239). 또한 초기 5년과 10년간의 연륜생장을 비교한 결 과 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았으나, 3년생 묘목 조림 시 초기 5년에 21.55㎜, 10년에 43.23㎜로 1년생 조림지 보다 높은 생장을 보여, 조림 시 식재 묘령이 고로쇠나무의 직경생장에 영향 을 준 것으로 판단된다(Table 4). 조림 묘령은 입지환경, 조림지 관리 등에 따라 활착 후 생육특성이 다양하게 나타날 수 있지만, 식재당시 묘목의 크기와 관련되어 식재 이후 생육공간과 생장에 영향을 미친다(South & Mitchell, 1999;Johansson et al., 2015).

    3. 수관경쟁

    우리나라의 고로쇠나무 조림은 대부분 수액생산을 목적으로 이 뤄지는데, 고로쇠나무 조림 후 수액의 출수량은 흉고직경, 단면적, 수관부의 표면적과 정의 상관관계를 가지므로(Choi et al., 2010) 수액 생산을 위한 경영의사결정과 조림 임분의 생장을 평가하기 위해서 조림목의 생장 및 수관경쟁 정도를 파악하는 것은 중요하 다. 임분 내 수관경쟁을 측정할 수 있는 수관경쟁지수(CCF)는 단 위면적에 대한 모든 수관면적치의 합계로 나타내며, 수관경쟁지수 가 높을수록 우수한 생장을 한 것으로 보고되고 있다(Krajicek, 1961;Park & Kim, 1985). 두 가지 조림 묘령에 따른 임분 내 수관경쟁지수를 분석한 결과, 3년생 조림지 18.47, 1년생 조림지 13.06으로 조사되어 3년생 조림지에서 41% 더 높은 수관경쟁지수 가 나타났다. 수관경쟁률(CCR)은 전체수관면적의 합계에 대한 중 첩된 수관면적의 비를 백분율로 환산한 것으로 3년생 조림지 18.84%, 1년생 조림지 4.93% 순으로 나타나 수관경쟁지수와 동 일한 경향을 나타내었다. 따라서 조림 묘령별 임분의 형질생장, 연륜생장, 수관경쟁을 종합적으로 고려해 볼 때 유묘 조림보다 대 묘 조림이 고로쇠나무 조림지에서 생장을 빠르게 증가시켜 수관경 쟁이 가속화 된 것으로 판단된다(Fig. 3). Kim & Kwak (1994)는 수관부 표면적이 고로쇠나무 수액 출수량과 유의성이 있으며, 수관 폭의 증가는 근계를 발달시켜 물의 흡수량을 증가시켜 수목 내 이용 가능한 수분포텐셜을 증가시킨다고 보고하였다.

    본 연구에서는 고로쇠나무 묘령에 따른 조림 후 수목의 생장과 수관경쟁 특성을 비교‧분석하고자 수행되었다. 3년생 조림지에서 1년생 조림지에 비해 수고, 흉고직경, 수관면적은 유의적으로 높게 나타났으며, H/D율은 조림 묘령이 높은 조림지에서 낮게 나타나 수고생장 대비 직경생장이 유도되는 것으로 나타났다. 조림지별 수목의 총연륜생장은 조림 묘령에 따라 유의한 차이를 나타내 직경 생장에 영향을 준 것으로 해석된다. 조림지 임분의 수관경쟁 정도 를 평가할 수 있는 수관경쟁지수(CCF)와 수관경쟁률(CCR) 또한 수목의 수고, 흉고직경, 연륜생장 특성 등과 동일한 경향을 나타내 었다. 산림청은 고로쇠나무의 정상적인 생장과 과다 수액 채취의 방지를 위해 가슴높이지름 10㎝ 이상에서 채취하도록 규정하고 있다(Korea Forest Service, 2020b). 고로쇠나무 수액 채취 기준 과 본 연구의 결과인 형질생장, 연륜생장, 수관경쟁지수를 종합적 으로 고려할 때, 수목 생장적인 측면에서 고로쇠나무 3년생 조림의 장점이 기대되며, 조림 후 수액채취 시기 및 채취량 등 경영의사결 정에 큰 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 대묘 조림의 경우, 묘목 가격, 운반비, 활착률에 따른 보식, 식재밀도 등의 경제 적인 요소들에 대한 종합적인 고려가 이뤄져야 할 것으로 보인다.

    Figures

    JALS-55-2-33_F1.gif

    The view of plantation site for A. pictum subsp. mono under different seedling ages (A: 1-year-old 1, B: 3-year-old).

    JALS-55-2-33_F2.gif

    The growth performance of A. pictum subsp. mono according to seedling age in plantation site (A: plantation site by 1-year-old seedlings, B: planting by 3-year-old seedlings).

    JALS-55-2-33_F3.gif

    The view of crown competitions of A. pictum subsp. mono according to seedling age in plantation site (A: plantation site by 1-year-old seedlings, B: planting by 3-year-old seedlings).

    Tables

    The general properties in plantation site according to seedling age

    The soil properties of A. pictum subsp. mono according to seedling age in plantation site

    The morphological growth properties of A. pictum subsp. mono according to seedling age in plantation site

    The annual ring growth on A. pictum subsp. mono according to seedling age in plantation site

    The crown competition properties of A. pictum subsp. mono according to seedling age in plantation site

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