@P2@01@PE@ 식물을 이용한 환경정화 방법은 각종 오염물질을 친환경적이며 저비용으로 처리할 수 있어 기존의 화학적인 처리에 비하여 비용을 절감할 수 있다. 따라서 환경선진국에서는 식물을 이용한 환경정화 실용화에 성공하였으며 정화 효율을 더 한층 높이기 위한 연구에 많은 예산을 투입하고 있다. 식물을 이용한 환경정화에는 다년생 식물이 이용되었으나 최근에는 포플러와 같은 목본식물을 이용한 정화가 각광을 받고 있다.
포플러와 같은 속성수가 정화식물로서 각광을 받게 된 것은 생장이 대단히 빠르고 뿌리가 넓게 퍼져 많은 양의 오염물질을 흡수 할 수 있고 묘목증식이 용이하며 (삽목 활착율: 99%) 식재 후 특별한 사후 관리가 필요치 않아 관리비용이 저렴하기 때문이다.
국내에서 포플러를 이용한 환경정화 연구는 90년대 중반부터 시작되어 쓰레기매립지 복원, 침출수·축산분뇨 정화에 큰 효과를 거둔바 있으며 최근 축산분뇨보다 오염도가 더 심한 양돈분뇨 처리에도 좋은 결과를 나타내어 양돈사육농가의 분뇨처리로 인한 경제적 부담을 덜어주기 위하여 그 연구결과를 소개한다.
축산 분뇨 중 가장 오염 심한 양돈분뇨 정화에 효과적
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우리나라 호소 부영양화의 주 원인 물질은 축산분뇨 52%, 생활하수 31%, 기타 17%이다. 축산분뇨 중 양돈분뇨가 64%를 차지하며 축우분뇨보다 오염이 더 심하다. 특히 양돈분뇨는 축우분뇨에 비해 총 인산함량이 30배가량, 암모니아성 질소 성분이 3배가량 많아 하천 등 수질 오염의 심각한 원인이 되고 있다.
우리나라의 1일 양돈분뇨 발생량은 2003년 현재 89,600톤으로 1톤당 처리비용이 27,444 원 (자료: 2001년 제2차 물 관리 정책토론회 발표자료, 수질개선기획단)으로 산정하면 하루 24억 6천만 원, 연간 약 9천억 원 가량의 처리비용이 들어 양돈 농가에 큰 부담이 되고 있다.
2년생 포플러류 130본(600평)에 생장기간(5-9월) 동안에 매월 6톤(총30톤)의 양돈분뇨를 관수하였는데 이는 100평당 5톤의 양돈분뇨를 처리한 것으로 그 처리비용이 14만원에 상당하는 처리효과가 있다. 3년생 포플러 한그루는 하루 약 10리터, 연간 약 510리터의 양돈분뇨를 흡수ㆍ정화할 수 있고 2x2m 간격으로 식재한 3년생 포플러 조림지 1ha(약 2,500본 조림)에 양돈분뇨를 관수하면 하루 평균 약 25,000리터의 양돈분뇨를 흡수 제거할 수 있다. 연간 약 1천 300톤의 양돈분뇨를 흡수ㆍ정화할 수 있어 약 3천 500만원의 분뇨 처리 및 정화비용을 절감할 수 있다. 이는 돼지 한 마리의 양돈분뇨 배출량 8.6리터를 기준으로 하면 돼지 약 2,900두에서 방출되는 양을 정화할 수 있을 것으로 기대된다.
이러한 결과는 2~3년생의 어린 포플러에서 나온 것으로 나이가 많고 나무가 생장해 감에 따라 정화효과가 대폭 증가 할 것으로 본다. 특히 이태리포플러(I-476)와 현사시4호가 양돈분뇨 처리 시 약 80%생존율을 보였으며 연간 1.5m 생장하여 양돈분뇨에 대한 내성이 강하고 또한 흡수 능력도 뛰어난 것으로 밝혀졌다.
※ 포플러 생육기간 4개월 (17주) 동안 주 3회 관수 : 3x17 = 51회 관수
※ 10리터 (0.01톤) x 51회 = 510리터 (0.51톤)
※ 3년생 포플러 한그루의 연간 양돈분뇨 흡수능력 : 0.51톤 (510리터)
※ 27,444원/톤 (양돈분뇨 처리비용) x 1,275톤/년 = 약 35,000천원/년
양돈분뇨 정화림 조성 및 관리방법
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지금까지 시험한 결과 양돈분뇨에 적응성이 강하고 흡수 능력이 우수한 포플러 품종으로는 이태리포플러(I-476)와 현사시나무(72-30, 72-31, 봉화 1호)로 식재당년 직경이 약4.8㎝ (비교 : 3.4㎝), 수고생장은 약 232㎝(비교 : 181㎝)로 이 품종들을 정화림 조성에 사용하는 것이 바람직하다.
현재 국내에 있는 포플러류 중 사시나무(Aspen)를 제외한 다른 모든 수종은 모두 삽목 발근묘(rooted cuttings)를 조림한다. 사시나무의 경우 국립산림과학원에서 개발한 근맹아(root sprout)를 이용한 대량증식법으로 묘목을 생산하여 조림한다. 정화림 조성 시기는 3월 하순부터 4월 초순까지이며 늦은 가을(낙엽이 지고 땅이 얼지 않은 시기) 식재하는 것도 활착율과 생장에는 큰 지장이 없다.
입지조건은 수종에 따라 다른데 교잡종인 현사시(Populus alba × P. glandulosa F1)의 경우, 점질토(clayey loam)가 많이 섞인 미사질 토양(silty loam)으로 토심 (30㎝ 이상)이 깊은 곳이 좋고 이태리포플러는 배수가 양호하며 비옥한 사질양토(sandy loam), 충적토(alluvial soil)가 적지이다. 입지정리는 농지에서는 경운기 혹은 트랙터로 경운(밭갈이) 후 흙덩이를 깨고 평평하게 고른다. 유기질비료와 복합비료(composite fertilizer)를 경운하기 전에 미리 산포(1,240㎏/1,000㎡)한 후 경운한다.
바깥 부분에 50㎝ 넓이로 배수로를 만들거나 경사가 어느 정도 있어 우기에 토사 유출의 발생 우려가 있으면 중앙부에 십자형으로 배수로를 만들기도 한다. 포지의 제초관리는 제초제를 사용하거나 예치기를 이용하며 제초제 그라목손(paraquat dichloride)을 물 20ℓ에 50㎖을 희석하여 살포하고, 조림지에서는 근사미를 잡초와 잡관목의 종류에 따라 물 20ℓ에 75~200㎖을 희석하여 살포한다. 여름에 가뭄이 오면 스프링클러를 사용하기도 하고, 인력으로 비닐 호스를 이용하여 관수하기도 한다.
포플러류를 가해하는 병해충 방제방법은 잎을 가해하는 해충은 유충 혹은 성충 모두 메프수화제(fenitrothion), 디프수화제 1,000배액을 살포하여 방제한다. 줄기를 가해하는 천공충 종류는 성충 활동기에는 메프수화제 500~1,000 배액을 살포하고, 피해가 발생한 나무의 발견 시에는 해충이 침입한 구멍에 50~100 배액을 주입하여 방제한다. 낙엽병에는 만코지수화제(mancozeb) 500배액을 5월 하순부터 9월 초순까지 2주 간격으로 3~4회 살포하고, 잎녹병은 6월 초순부터 9월 중순까지 2주 간격으로 살포한다.
가지치기는 반드시 필요하지는 않지만 나무의 생장을 도와주는 무육작업의 하나로 수종에 따라 다르다. 보통 1회는 4~5년에 실시하며 대개 수고의 1/3까지 가지치기를 한다. 2회째는 6~7년에 수고의 1/2까지 가지치기를 한다. 양돈분뇨 자동공급 장치는 PVC 파이프를 이용해서 각 개체목에 일정량의 양돈분뇨를 원하는 시간에 원활하게 공급하는 장치로 축산농가의 노동력 절감을 위한 장치로 유용하게 사용할 수 있어 앞으로 실용화가 요구된다.
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