The Germination, Cover View and Root Potential Properties of Plants within CSG Planting Block by Mixture Seeding

혼합파종에 따른 CSG 식생 블록 내 식물의 발아, 피복도 및 근계력 특성

The Germination, Cover View and Root Potential Properties of Plants within CSG Planting Block by Mixture Seeding

김영익

연규석

김용성

Kim, Young Ik Yeon, Kyu Seok Kim, Yong Seong

ABSTRACT

This study was performed to evaluate the planting properties and root potential of planting block with mixing seeding of herbaceous plants and cool-season grasses in CSG blocks manufactured by cemented sand and materials (CSG) in order to develop environmentally friendly CSG block applied revegetation. Five types of CSG mix designs with cement contents were determined, and the mechanical properties of CSG materials were studied experimentally. To analyze growth properties of plants within CSG block, germination ratio, visual cover, plant height and root potential were measured in four weeks and eight weeks after seeding. The germination regardless mixture seeding of plants and CSG mixproportions started within 4 ~ 7 days after seeding and the germination ratio were in the range of 60 ~ 65 %. The visual cover of kinds of plants evaluated by visual rating system were in the range of 6

~ 8 in case of seeding the species of cool-season grasses and were in the range of 4 ~ 6 in case of seeding the species of herbaceous plants in four weeks after seeding. The root potential of CSG block with the species of cool-season grasses and herbaceous plants were in the range of 5.7 × 10

~ 7.7 × 10

MPa and 2.3 × 10

~ 6.7 × 10

MPa in eight weeks after seeding, respectively.

Keywords: CSG block; germination; mix seeding; planting; root potential

최근에는 환경친화적 건설사업에 대한 국민적 관심이 높아지 면서 사면, 제방 및 댐 제체 등에 자연친화적인 녹화 기술의 적용을 통한 동 식물의 서식처 제공 및 아름다운 주변 경관을 만들기 위한 친환경 건설공법 등이 활발히 진행되고 있다 (Joo, 1995; Sung and Kim, 2003). 현재 우리나라의 사면 녹화에 는 다양한 외래 초종 잔디를 비롯하여 국내 초종 및 목 초본 식물 등이 적용되고 있으며, 녹화 적용 대상 및 현장 여건에 따라 이에 부합되는 식생 종류를 선정하여 시공할 수 있도록 식생조합 및 혼파비율 등에 관한 연구가 많이 이루어지고 있 다 (Jeon and Woo, 1998; Sung and Kim, 2002).

한편, 건설기술이 발전함에 따라 흙이 가지는 보편적 성질을 개선하여 보다 다양한 구조 재료 및 지반에 적용하기 위하여

* 충남대학교 지역환경토목학과

** 강원대학교 지역건설공학과

† Corresponding author Tel.: +82-33-250-6463 Fax: +82-33-251-6463

E-mail: [email protected] 2010년 6월 21일 투고

2010년 7월 9일 심사완료 2010년 7월 12일 게재확정

시멘트, 플라이 애시 및 토양 안정처리제 등을 혼입한 안정화 된 흙에 관한 연구가 많이 진행되고 있다 (Zang and Wong, 1995; Bouchelaghem et al., 2010). Sobhan and Mehedy (2003)은 구조재료로 사용되는 흙의 안정화 방안으로 시멘트, 플라이 애시 및 폐플라스틱을 활용하였으며, 안정화 된 흙의 압축강도, 인장강도 및 휨강도 시험결과 고속도로 포장을 위한 높은 품질의 안정화 된 지반의 형성이 가능할 정도의 강도가 발현되었다고 발표하였다. 또한, Lo and Wardani (2002)는 시멘트 및 플라이 애시에 의해 안정화 된 실트질 흙에 대한 배수 및 비배수 삼축시험결과 안정화 된 흙이 더 높은 전단강 도를 나타내었으며, 이에 대한 영향 함수로서 시멘트의 혼입에 따른 결합력 및 파괴시 팽창률을 구명하였다.

C.S.G (cemented sand and gravel) 재료는 하상자갈 등의 토사를 물, 시멘트와 함께 혼합한 재료를 총칭하며, CSG 공법 은 사력재 및 터널 발파암 등의 현지 발생 골재를 최소한의 분 류를 통하여 시멘트를 혼합한 CSG 재료를 현장에서 진동 롤러 등과 같은 다짐작업을 통해 성토체를 연속적으로 축조해 나가는 공법을 말한다 (Bae, 2006; Choi, 2007; Kim et al. 2003;

Kim, 2006).

본 연구는 단위시멘트량 및 기본 식생 종류에 따른 CSG 재

(a) Warmwood (b) Lespedeza cuneata (c) Alfalfa

(d) Kentucky bluegrass (e) Tall fescue (f) Perennial ryegrass Fig. 1 Kinds of seeds applied for planting

료의 식생활착 특성에 대한 실험결과를 바탕으로 우리나라의 사면 녹화에 많이 사용되는 잔디 및 초본식물에 대한 다양한 식생조합과 단위시멘트량에 따른 CSG 배합의 일축압축강도 등 을 고려하여 CSG 재료에 식생을 적용한 친환경 CSG 식생블 록을 개발하기 위한 것으로, CSG 식생블록 내 식물의 발아율, 피복도, 생장량 및 근계력을 측정하여 친환경 CSG 식생공법에 대한 기초 자료를 제시하고자 한다.

CSG 재료를 이용한 친환경적 식생블록 제작을 위한 재료는 굴착토를 선별기를 이용하여 40 ~ 25, 20 ~ 10, 10 ~ 4.75 mm 그리고 4.75 mm 이하로 분리하여 사용하였으며, 골재의 물리 적 특성은 Table 1과 같다. 시멘트는 비중 3.15의 국내 H사 의 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다.

Table 1 Physical properties of coarse aggregates Type Size

(mm)

Specific gravity

Absorption

(%) F.M Bulk density (kg/m

)

Coarse 4.75-40 2.73 1.36 6.77 1,592

0.15-4.75 2.66 1.62 6.54 1,559

또한, 식생 적용을 위한 품종으로는 생육지수가 양호하며, 초 기성장속도가 빠를 뿐만 아니라 파종시기의 폭이 넓어 비탈 녹 화용으로 많이 사용되는 외래도입초종으로 한지형 잔디와 재래 초종의 자생식물 등을 적용하였다 (Jeon and Woo, 1998). 한 지형 잔디로는 생육형이 주형 (bunch type)으로 국내 기후에 적응성이 우수하여 녹화에 가장 많이 이용되는 톨훼스큐 (Tall fescue)와 초기발아율이 높은 페레니얼 레이그라스 (Perennial ryegrass) 및 켄터키 블루그라스 (Kentucky bluegrass)를 선 정하였고, 자생식물로는 산기슭이나 강가의 사질토에서 자라는 다년 초본식물로서 난지형 자생 식물인 비수리 (Lespedeza cuneata), 쑥 (Warmwood) 및 알파파 (Alfalfa) 등을 선정하였 다 (Jeon and Woo, 1998). 한편, 선정된 각각의 초종들은 초 기발아, 생육 및 근계 특성 등이 다르기 때문에 이들의 적절한 혼합 파종으로 녹화 효과를 크게 하기 위하여 잔디 3종, 잔디 3종 +비수리, 잔디 3종 +자생 3종, 톨훼스큐 +자생 3종 및 자 생 3종 등을 혼파한 5개의 조합을 선정하였다. Fig. 1은 파종 된 씨앗의 모습을 나타낸다.

CSG 식생블록 제작을 위한 재료의 배합은 단위시멘트량에

따른 식생의 적용성을 평가하고 최적배합을 도출하기 위하여

시멘트를 전혀 혼입하지 않은 배합 (CSG-0)부터 단위시멘트

Table 2 Mix designs of planting block using CSG materials (Unit: kg/m

)

Type Cement Aggregate Water

CSG-0 - 2,204 187

CSG-20 20 2,176 187

CSG-40 40 2,153 187

CSG-60 60 2,132 188

CSG-80 80 2,114 188

량을 20 kg/m

씩 증가시켜 80 kg/m

(CSG-80)에 이르기 까 지 총 5개 배합으로 하였다. CSG 식생블록 제작을 위한 함수 비는 CSG 재료에 대한 다짐 시험 방법 및 시공법에 관한 명확 한 기준이 아직까지 제시되어 있지 않기 때문에 최대허용입경 을 37.5 mm로 제한하고 있는 수정 E 다짐방법 (KS F 2319) 에 의하여 도출된 최적함수비를 사용하였다. Table 2는 CSG 식생블록 제작을 위한 CSG 재료의 배합설계를 나타낸다.

CSG 식생블록의 단면은 식생 후 발아율 및 피복도 등의 생 장 특성 평가가 용이하도록 20 × 20 cm의 크기로 하였으며, 블록의 높이는 식생 후 식물의 뿌리가 블록에 고착되어 관통 유무를 확인할 수 있도록 5 cm로 하였다. 식생블록의 제작을 위한 재료의 혼합은 가경식 믹서기를 사용하여 1분간의 예비혼 합을 실시하고 가수한 후 3분간 재혼합을 실시하였다. 블록은 혼합된 CSG 재료를 블록용 몰드에 투입하여 재료분리가 발생 하지 않도록 3층으로 나누어 수정 E 다짐시험과 동일한 다짐 에너지가 발현될 수 있도록 다짐을 실시하여 제작하였다. 또한, 완성된 블록 위에 식물의 성장에 따른 근계력 측정을 위하여 밑면에 조밀한 망을 가지는 직경이 18.5 cm이고 높이가 10 cm인 원형 용기를 설치하였으며, 원형 용기의 상단에는 근계력 측정시 인장력 시험기와의 연결을 위한 철선을 설치할 수 있도 록 사전에 대각 방향으로 4개의 홈을 제작하였다 (Kim, 1990).

씨앗의 파종 전 CSG 블록 위에 배양토를 1 cm 두께로 포 설하여 파종시 씨앗의 유실을 방지하고 발아가 원활히 진행될 수 있도록 하였으며, 파종량은 발아율 및 식물의 성장에 따른 피복도를 고려하여 블록 한 개당 1.2 g을 파종하기 위하여, 3 종류의 씨앗을 혼합 파종하는 경우 각각 0.4 g, 4 종류의 씨앗 을 혼합 파종하는 경우 각각 0.3 g 및 6 종류를 혼합 파종하 는 경우 각각 0.2 g씩 파종하였다. 식생 적용 후 온도 및 외부 환경 조절을 위하여 비닐 하우스 내에서 생육이 진행될 수 있 도록 하였으며, 씨앗의 발아 및 생육을 촉진하기 위하여 충분 한 수분을 공급하였다. 씨앗의 발아 및 초기 생육 상태를 육안 으로 매일 관찰하여 초기 발아율, 생장량 및 피복도를 측정하

Fig. 2 Planting blocks in plastic house

였으며, 파종 후 4주 및 8주가 경과한 시점에 뿌리길이 및 근 계력을 측정하였다. 파종 시점부터 8주가 경과하는 동안의 비 닐하우스 내 온도 분포는 19 ~ 26 의 범위를 보였으며, 실 외 온도는 13 ~ 27 의 범위를 보였다. Fig. 2는 비닐하우스 내 CSG 식생블록 설치 전경을 보여준다.

단위시멘트량에 따른 CSG 재료의 일축압축강도 특성을 분석 하기 위하여 CSG-0 ~ CSG-80 배합에 대하여 수정 E 다짐 시험과 동일한 수준의 다짐에너지를 나타낼 수 있도록 직경 15 cm, 높이 30 cm의 콘크리트 몰드에 CSG 재료를 투입하고 재 료분리가 발생하지 않도록 5층으로 나누어 다짐을 실시하여 공 시체를 제작하였다. 일축압축강도는 재령 7일 및 28일에 200 ton 용량의 Instron사의 만능시험기를 사용하여 1 mm/min의 속도로 하중을 재하하여 측정하였다.

시멘트의 혼입 유무에 따른 CSG 재료의 식생 적용을 위한 pH 특성을 분석하기 위하여 CSG 식생블록에 씨앗을 파종한 시점으로부터 4주 및 8주에 Toaddk사의 휴대용 pH 측정기인 HP-20P를 사용하여 pH를 측정하였다.

CSG 식생블록 내 식물의 생장 특성을 분석하기 위하여 발

아율, 피복도, 생장량 및 뿌리길이 등을 파종 후 8주 동안 측

정하였다. 발아율 및 피복도는 육안으로 관찰하여 시멘트의 혼

입 유무 및 식물의 종류에 따른 생육 특성을 분석하였으며, 특

히 피복도는 시각적 평가방법 (visual rating system)을 이용

Fig. 3 Rooting potential measurement view

하여 생장 후기 (파종 후 8주)에 조사하였고, 시각적 평가방법 에 의한 가시적 피복도 평가 시 점수는 발아 직전 피복이 전 혀 되지 않은 나지 상태를 1점, 피복이 가장 양호한 상태를 9 점으로 하여 1-9점 사이에서 피복도를 평가하였다 (Kim et al., 2003). 또한, 생장량 및 뿌리길이는 식물의 성장에 따른 초장의 길이와 뿌리길이를 직접 측정하여 정성적 평가를 실시하였다.

Fig. 3은 CSG 식생블록의 근계력 측정모습을 보여준다. CSG 식생블록에서 단위시멘트량 및 식생 종류에 따른 식물 뿌리의 원지반과의 고착 및 근입에 따른 근계력을 정량적으로 분석하 기 위하여 파종 후 4주 및 8주에 Fig. 3에서 보는 바와 같이 2 MPa 및 5 MPa 용량의 인장력 시험기를 이용하여 CSG 식 생 블록에서 원형용기의 철망을 통과하여 블록에 고착되어 있 는 뿌리가 뽑아져 올라오는 데 소요되는 인장력을 측정함으로 서 근계력을 평가하였다 (Kim, 1990).

CSG-0 ~ CSG-100 배합에 대한 다짐시험 결과 최적함수비 는 8.3 % ~ 8.4 %이고, 최적함수비에서의 최대건조밀도는 각 각 2,070 ~ 2,080 kg/m

의 범위로 나타나 시멘트 혼입량에 따

Fig. 4 Compressive strength of CSG types for curing ages

른 최적함수비 및 최대건조밀도의 차이는 거의 없는 것으로 나 타났다. 이러한 결과는 Yeon et al. (2010)의 CSG 재료를 이 용한 다짐시험에서 단위시멘트량을 80 ~ 120 kg/m

혼입한 경 우 시멘트의 증가에 따른 최적함수비의 변화는 거의 없다는 연 구 결과와 거의 유사한 경향을 나타낸 반면에 최대건조단위중 량은 단위시멘트량이 증가함에 따라 다소 증가한다는 연구와는 다소 상이한 경향을 보여준다.

Fig. 4는 단위시멘트량에 따른 재령 7일 및 28일의 일축압 축강도를 보여준다. Fig. 4에서 보는 바와 같이 시멘트를 혼입 하지 않은 CSG-0 배합의 재령 7일 및 28일의 압축강도는 0.08 MPa 및 0.29 MPa로 나타났으며, CSG-80 배합의 재령 7일 및 28일의 압축강도는 1.9 MPa 및 3.2 MPa로 나타나 시멘트 의 혼입에 의해 압축강도가 크게 증가하는 것을 알 수 있었다.

또한, 단위시멘트량이 40 kg/m

이하인 배합에서는 시멘트를 혼입하지 않은 배합에 비하여 일축압축강도의 증가가 크지 않 은 반면에 단위시멘트량이 60 kg/m

이상인 배합은 시멘트를 혼입하지 않은 배합에 비하여 일축압축강도가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 시멘트의 혼입량이 증가할수록 압축강 도가 증가하여 구조물 시공시 유리하지만 식생 적용시 식물 뿌 리의 활착 및 근입을 위한 최적의 단위시멘트량을 선정하는 것 또한 식생 공법 적용시 고려해 할 것으로 판단된다.

식물이 생육하기 위한 pH는 식물의 품종에 따라 다르지만 일

반적으로 중성 토양 부근에서 식물의 생육이 유리한 것으로 알

려져 있다. 한편, 시멘트의 주성분인 C

S, C

S로 불리는 calcium

silicates상과 C

A, C

AF로 불리우는 calcium aluminates상에

의해 수화반응시 CSH 겔과 수산화칼슘을 생성하게 되며, 이 때

CSG-0 CSG-40 CSG-80 (a) 3 species of grasses

CSG-0 CSG-40 CSG-80

(b) 3 species of grasses + 3 species of autogenous plants

CSG-0 CSG-40 CSG-80

(c) 3 species of autogenous plants Fig. 5 Germination view within CSG planting block

생성된 수산화칼슘에 의해 높은 pH를 나타내게 된다. 식물이 생육하기 위한 pH는 식물의 품종에 따라 다르지만 일반적으로 중성 토양 부근에서 식물의 생육이 유리한 것으로 알려져 있 다. CSG-0 배합에서 CSG-80 배합까지의 제작 후 4주 및 8 주가 경과한 시점에서 pH는 5.2 ~ 6.5 및 6.7 ~ 7.9의 범위로 나타났으며, 시멘트를 혼입한 배합에서 보다 높은 pH를 나타 내었다. 이러한 결과는 시멘트의 혼입으로 수화반응에 의해 생 성된 약간의 수산화칼슘에 의해 pH가 다소 증가한 것으로 판 단된다.

Table 3은 CSG 배합 및 식생 종류에 따른 CSG 식생 블록 내 생장 특성을 보여준다.

Fig. 5(a), 5(b) 및 5(c)는 파종 후 2주가 경과한 시점에서

CSG-0, CSG-40, CSG-80 배합의 식생블록 내에서 잔디 3

종, 잔디 3종 +자생 3종 및 자생 3종의 발아 모습을 보여준

다. Table 3에서 보는 바와 같이 식생 종류 및 단위시멘트량

에 따른 배합에 관계없이 모든 식생블록에서 약 4 ~ 7일 사이

에 초기발아가 시작되었으며, 초기발아율은 약 60 ~ 65 %를

나타내었다. 이와 같이 초기발아율이 높게 나타난 것은 잔디

및 초본식물을 혼파하였기 때문에 초기발아율이 상대적으로 높

은 3 종류의 잔디와 초본식물에서 비수리의 파종에 의한 것으

로 판단된다. Kim et al. (2003)은 켄터키 블루그라스, 페레니

얼 레이그라스 및 톨훼스큐 중 페레니얼 레이그라스가 가장 빠

른 발아속도를 나타내며, 켄터키 블루그라스가 가장 발아속도가

느리다고 발표하였으며, 이러한 결과는 다른 연구결과와도 일

치하는 것이라고 보고하였다. 반면에 쑥 및 알파파는 상대적으 로 초기발아가 이루어지지 않아 초기발아율은 혼파한 다른 종 류의 씨앗에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 한편, 단위시멘트 량에 관계없이 모든 식생블록에서 모두 높은 초기발아율을 나 타낸 것은 CSG 식생블록 제작시 블록 위에 배양토를 포설함 으로서 CSG 지반의 발아 조건을 개선하였을 뿐만 아니라 초기 발아가 파종 후 1주일 이전에 진행되어 CSG 지반이 완전하게 경화하지 않은 상태였기 때문으로 판단된다. 따라서 CSG-0 배 합과 마찬가지로 시멘트를 혼입한 모든 CSG 배합에서도 식물 의 종류에 관계없이 발아가 이루어지는 것을 고려할 때 초기 발아 측면에서 시멘트의 혼입량에 관계없이 CSG 재료의 식생

Table 3 Growth properties within CSG planting block after mixed seeding

Mix Type

Seeding type*

Germination ratio (%) (1 week)

Cover view Growth length (cm) (8 week)

Root potential (×10

MPa)

(8 week) 4 week 8 week

CSG-0

65 8 9 22 10.9

65 8 9 20 6.6

65 8 9 22 7.2

65 7 8 20 6.7

60 6 9 11 3.7

CSG-20

65 8 9 22 9.9

65 8 9 20 7.7

60 7 8 18 7.5

65 6 6 18 5.5

60 6 8 10 2.8

CSG-40

65 8 9 20 7.7

65 8 9 18 3.4

60 7 9 18 6.4

65 7 7 20 4.9

60 4 7 9 1.7

CSG-60

65 8 9 18 5.7

65 8 9 18 5.1

60 7 8 20 3.0

60 6 8 20 2.3

65 5 7 8 2.1

CSG-80

65 8 9 22 8.4

65 8 9 18 4.9

65 6 8 20 3.8

60 7 6 18 3.9

60 5 7 8 0.4

* Seeding type : (3 species of grasses), (3 species of grasses + Lespedeza), (3 species of grasses + 3 species of autogenous plants), (3 species of autogenous plants + tall fescue), (3 species of autogenous plants)

적용이 가능한 것으로 판단된다. 한편, 파종 후 8 ~ 10일이 경 과하면서 알파파의 초기발아가 시작되었으며, 파종 후 3주가 경과한 시점에서는 쑥을 제외한 모든 식생 종류 및 단위시멘 트량에 관계없이 모든 식생블록에서 80 % 이상의 발아율을 나 타내었다.

식생에 따른 블록의 피복도는 시각적 평가방법 (visual rating system)을 이용하여 파종 후 4주 및 8주에 조사하였으며, 시 각적 평가방법에 의한 가시적 피복도 평가 시 점수는 발아 직 전 피복이 전혀 되지 않은 나지 상태를 1점, 피복이 가장 양호 한 상태를 9점으로 하여 1-9점 사이에서 피복도를 평가하였다.

Fig. 6(a), 6(b) 및 6(c)는 파종 후 8주가 경과한 시점에서 배 합에 따른 잔디 3종, 잔디 3종 +자생 3종 및 자생 3종을 파종 한 CSG 식생블록의 피복도를 나타낸다.

Table 3에서 보는 바와 같이 파종 후 4주가 경과한 시점에 서 잔디 3종 및 잔디 3종 +자생 3종을 파종한 경우 단위시멘 트량에 관계없이 모든 식생블록에서 피복도 8점 이상의 높은 피복도를 나타내었다. 또한, 잔디 3종 +비수리 및 자생 3종 + 톨훼스큐를 파종한 경우에는 단위시멘트량에 따라 6 ~ 8점을 나타내었으며, 단위시멘트량이 증가할수록 다소 피복도가 감소 하는 경향을 나타내었다. 한편, 자생 3종을 파종한 식생블록의 피복도는 4 ~ 6의 범위로 나타났으며, 시멘트의 혼입량에 관계 없이 모든 배합에서 다른 식생블록에 비하여 낮은 피복도를 나 타내었다. 이러한 결과는 잔디계열의 초기 생장 특성이 초본식 물에 비하여 우수하기 때문에 잔디 종류를 포함한 식생블록의 피복도가 다소 높은 것으로 판단되며, 초본식물을 파종한 경우 쑥의 발아가 이루어지지 않아 상대적으로 피복도가 낮게 나타 난 것으로 판단된다. Shim et al. (2004)은 식생 초기에는 켄 터기 블루그라스가 페레니얼 레이그라스에 비하여 초기 생육이 늦어 피복율이 떨어지나 어느 정도의 활착이 된 후에는 페레니 얼 레이그라스에 비하여 분얼 및 지하경에 의한 수직생장이 왕 성하여 결국 페레니얼 레이그라스와 거의 유사한 피복율을 나 타내기 때문에 적절한 혼합파종 및 혼합비율을 결정하는 것이 녹화에 유리하다고 발표하였다. 또한, 톨훼스큐는 질감이 거칠 은 광엽 특성 (coarse-textures)과 함께 신초가 나올 때 엽신 의 전개 각도가 넓은 편이어서 잔디면이 북더기 모양 (clumpy appearance)으로 조성되기 때문에 페레니얼 레이그라스에 비 해 균일도가 떨어질 수 있으므로 이에 대한 고려가 수반되어야 할 것으로 판단된다 (Kim et al., 2003; Shim et al., 2004).

파종 후 8주가 경과한 시점에서 잔디 3종 및 잔디 3종 +자

생 3종을 파종한 경우 파종 후 4주가 경과한 시점에서와 마찬

가지로 단위시멘트량에 관계없이 모든 식생블록에서 피복도 8

CSG-0 CSG-40 CSG-80 (a) 3 species of grasses

CSG-0 CSG-40 CSG-80

(b) 3 species of grasses + 3 species of autogenous plants

CSG-0 CSG-40 CSG-80

(c) 3 species of autogenous plants Fig. 6 Cover view of kinds of plants

점 이상의 높은 피복도를 나타내었다. 또한, 잔디 3종 +비수리 를 파종한 경우에도 시멘트량에 관계없이 8점 이상의 피복도 를 나타내어 파종 후 4주가 경과한 시점에 비하여 피복도가 높아진 것으로 나타나 초본식물인 비수리의 생장이 많이 이루 어진 것으로 판단된다. 자생 3종 +톨훼스큐를 파종한 경우에는 단위시멘트량에 따라 6 ~ 8점을 나타내어 식생블록에 따른 피 복도의 차이가 많이 있는 것으로 나타났으며 다른 식생블록에 비하여 피복도가 다소 낮게 나타났다. 한편, 파종 후 4주가 경 과한 시점에서 가장 낮은 피복도를 나타낸 자생 3종을 파종한 CSG 식생블록의 파종 후 8주가 경과한 시점에서 피복도는 7

~ 9의 범위를 나타내어 생장기간이 길어지면서 피복도의 증가 가 많이 이루어지는 것으로 나타났다. 상기의 결과를 비추어볼 때 초기성장 속도가 우수한 잔디계열과 장기 성장속도가 우수 한 초본식물을 혼합 파종 할 경우 녹화 공법 적용시 매우 유

리할 것으로 판단된다.

파종 후 4주가 경과한 시점에서 잔디 3종, 잔디 3종 +비수리,

잔디 3종 +자생 3종, 자생 3종 +톨훼스큐를 파종한 식생블록

에서 식물의 지상부 생장량은 CSG 배합에 관계없이 모든 블

록에 7 ~ 8 cm를 나타내었으며, 자생 3종을 파종한 식생블록

에서 식물의 지상부 생장량은 CSG 배합에 관계없이 모든 블

록에서 3.5 ~ 4 cm를 나타내었다. 이러한 결과는 잔디 계열을

포함한 혼합파종의 경우 초기 생장속도가 우수한 잔디에 의하

여 지상부 생장량이 크게 나타낸 반면에 자생식물만을 파종한

경우 잔디에 비하여 초기 생장속도가 늦기 때문에 지상부 생

장량이 작게 나타났다. 모든 배합에서 잔디계열은 평균적으로

7 ~ 8 cm의 생장을 나타내었으며, 초본식물의 경우 발아되지

않은 쑥을 제외하고 평균 1 ~ 4.5 cm의 지상부 생장량을 나타 내었다.

Table 3에서 보는 바와 같이 파종 후 8주가 경과한 시점에 서 잔디 3종, 잔디 3종+비수리, 잔디 3종 +자생 3종, 자생 3 종 +톨훼스큐를 파종한 식생블록에서 식물의 지상부 생장량은 CSG 배합에 관계없이 모든 블록에서 18 ~ 22 cm를 나타내었 으며, 자생 3종을 파종한 식생블록에서 식물의 지상부 생장량 은 CSG 배합에 관계없이 모든 블록에서 8 ~ 11 cm를 나타내 었다. 파종 후 4주가 경과한 시점에서의 지상부 생장량과 마찬 가지로 잔디계열을 파종한 식생블록의 생장량이 자생식물만을 파종한 식생블록에 비하여 높은 생장량을 나타내었다. 반면에 CSG 배합에 따른 지상부 생장량의 차이는 거의 없는 것으로 나타나 시멘트의 혼입이 CSG 식생블록의 생장특성에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.

한편, 잔디계열과 초본식물을 혼합 파종할 경우 잔디계열의 높은 초기 생장속도와 초기 생장속도는 늦지만 생장기간이 길 어짐에 따라 줄기와 잎에 의한 피복 면적을 증가시킬 수 있는 초본식물의 상호작용에 의해 녹화공법에 유리할 것으로 판단된 다.

파종 후 4주가 경과한 시점에서 잔디 3종, 잔디 3종 +비수 리 및 잔디 3종 +자생 3종을 파종한 식생블록에서 단위시멘트 량에 따른 근계력은 2.6 × 10

~ 5.4 × 10

MPa, 2.6 × 10

~ 3.4 × 10

MPa 및 2.6 × 10

~ 4.2 × 10

MPa의 범위를 나타내었으며, CSG 배합에 따라 근계력이 차이가 있는 것으로 나타났다. 반면에 CSG 배합과 근계력간에 상관성을 보이지는 않는 것으로 나타났으며, 지하부의 뿌리 길이와도 상관성이 없 는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 잔디계열을 파종한 경우 뿌리 길이는 시멘트의 혼입량이 작을수록 높게 나타나지만 시 멘트의 혼입량이 많은 CSG 배합의 경우 활착된 뿌리가 강도 가 높은 원지반에 고착되면서 근계력이 다소 증가하는 것으로 판단된다. 한편, 자생 3종 +톨훼스큐 및 자생 3종을 파종한 식 생블록에서 단위시멘트량에 따른 근계력은 0.8 × 10

~ 2.8 × 10

MPa 및 0.2 × 10

~ 0.5 × 10

MPa를 나타내었으며, CSG 배합에 관계없이 잔디계열을 파종한 식생블록에 비하여 근계력이 작게 나타났다. 이러한 결과는 잔디계열은 뿌리가 원 지반에 직립으로 고착되어 근계력이 크게 나타난 반면에 자생 식물의 경우 뿌리가 원지반에 일부만 고착되어 뿌리 길이에 비하여 근계력이 작게 나타난 것으로 판단된다.

Table 3에서 보는 바와 같이 파종 후 8주가 경과한 시점에 서 잔디 3종, 잔디 3종 +비수리 및 잔디 3종+자생 3종을 파 종한 식생블록에서 CSG 배합에 따른 근계력은 5.7 × 10

~

10.9 × 10

MPa, 3.4 × 10

~ 7.7 × 10

MPa 및 3.0 × 10

~ 7.5×10-3 MPa의 범위를 나타내었으며, CSG 배합에 관계 없이 잔디 3종을 파종한 식생블록에서 가장 높은 근계력을 나 타내었다. 한편, 자생 3종 +톨훼스큐 및 자생 3종을 파종한 식 생블록에서 단위시멘트량에 따른 근계력은 2.3 × 10

~ 6.7 × 10

MPa 및 0.4 × 10

~ 3.7 × 10

MPa를 나타내었다. 이 러한 결과는 CSG 식생블록의 경우 CSG 배합에 따른 식생블 록의 근계력의 차이보다는 파종된 식생종류 및 식생조합이 근 계력에 더 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 또한 한지형 잔 디 계열의 초기 생장이 우수하기 때문에 재래 초본식물에 비 하여 상대적으로 초기 근계력이 우수한 것으로 판단되며, 장기 생장에 따른 근계력의 차이에 대한 연구가 고려되어져야 할 것으로 생각된다.

본 연구는 CSG 재료를 활용한 CSG 식생블록을 개발하기 위 한 것으로, 단위시멘트량 및 식생종류에 따른 식생블록을 제작 하여 식생블록 내에서의 식물의 생장 및 근계력 특성을 고찰 한 것으로, 본 연구를 통해 얻어진 결론은 다음과 같다.

1. 시멘트를 혼입하지 않은 CSG-0 배합의 재령 7일 및 28 일의 압축강도는 0.08 MPa 및 0.29 MPa로 나타났으며, CSG- 80 배합의 재령 7일 및 28일의 압축강도는 1.9 MPa 및 3.2 MPa로 나타나 시멘트의 혼입에 의해 압축강도가 증가하는 것 을 알 수 있었다.

2. 식생 종류 및 CSG 배합에 관계없이 모든 식생블록에서 약 4 ~ 7일 사이에 초기발아가 시작되었으며, 초기발아율은 약 60

~ 65 %를 나타내었다. 또한, 파종 후 8 ~ 10일이 경과하면서 알파파의 초기발아가 시작되었으며, 파종 후 3주가 경과한 시 점에서는 쑥을 제외한 모든 식생블록에서 80% 이상의 발아율 을 나타내었다.

3. 파종 후 8주가 경과한 시점에서 잔디 3종 및 잔디 3종 + 자생 3종을 파종한 경우 CSG 배합에 관계없이 모든 식생블록 에서 피복도 8점 이상의 높은 피복도를 나타내었으며, 파종 후 4주가 경과한 시점에서 가장 낮은 피복도를 나타낸 자생 3종 의 피복도는 7 ~ 9의 범위를 나타내어 생장기간이 길어지면서 피복도의 증가가 많이 이루어지는 것으로 나타났다.

4. 파종 후 8주가 경과한 시점에서 식물의 지상부 생장량은 CSG 배합에 관계없이 자생 3종을 파종한 식생블록을 제외한 모든 블록에서 18 ~ 22 cm의 높은 생장량을 나타내었으며, 자 생 3종을 파종한 식생블록에서의 지상부 생장량은 CSG 배합 에 관계없이 8 ~ 11 cm를 나타내었다.

5. 파종 후 8주가 경과한 시점에서 잔디 3종, 잔디 3종 +비

수리 및 잔디 3종 +자생 3종을 파종한 식생블록에서 CSG 배 합에 따른 근계력은 5.7 × 10

~ 10.9 × 10

MPa, 3.4 × 10

~ 7.7 × 10

MPa 및 3.0 × 10

~ 7.5 × 10

MPa의 범 위를 나타내었으며, CSG 배합에 관계없이 잔디 3종을 파종한 식생블록에서 가장 높은 근계력을 나타내었다.

6. CSG 재료를 활용한 친환경 CSG 식생블록에 발아율, 생 장량 및 뿌리활착 등 서로 다른 특성을 가지는 잔디 및 초본 식물을 혼합하여 파종할 경우 우수한 식생 특성을 나타내어 사방댐, 사면 및 제체 등에 활용할 경우 수변 및 생태공간 창 출이 가능한 환경친화형 녹화 공법이 될 수 있을 것으로 기대 된다.

1. Bae, K. U., 2006. Laboratory and In-situ Mix Designs for Applications of the CSG Method, Thesis for the Degree of Master, Chungnam National University (in Korean).

2. Bouchelaghem. F., A. Benhamida, and H. Quoc Vu, 2010. Nonlinear Mechanical Behaviour of Cemented soils. Journal of the Computational Materials Science 48: 287-295.

3. Choi, H. S., 2007. A Study on the Properties of Durability of CSG Dam Concrete. Thesis for the Degree of Master, University of Seoul (in Korean).

4. Joo, Y. K., 1995. Selection of Turfgrass Species and Cultivars for Hydroseeding on Road Side Slope Areas.

Journal of the Korean Turfgrass Society 9(3): 173- 185 (in Korean).

5. Jeon, K. S. and B. M. Woo, 1998. A Study on the Mixed-Seeding Rates of Exotic Grasses for Slope Revegetation Measures. Journal of the Korean Environmental Research and Restoration Technology 1(1): 102-109 (in Korean).

6. Kim, N. C., 1990. Studies on the Soil-Erosion-Control Effect of Underground Growth of Several Grasses Used to Roadside Vegetation. Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture 18(2): 45-55 (in Korean).

7. Kim, K. Y., 2006. The Effect Affecting the Unconfined Compressive Strength of C.S.G Materials. Journal of the Korean Geotechnical Society 22(10): 33-45 (in Korean).

8. Kim, K. N. and S. Y. Nam, 2003. Comparison of Early Germinating Vigor, Germination Speed and Germination Rate of Varietys in Poa pratensis L., Lolium perenne L. and Festuca arundinacea Scherb. Grown Under Different Growing Conditions. Journal of the Korean Turfgrass Society 17(1): 1-12 (in Korean).

9. Kim, K. N, W. K. Park, and S. Y. Nam, 2003.

Comparison of Establishment Vigor, Uniformity, Rooting Potential and Turf Quality of Sods of Kentucky Bluegrass, Perennial Ryegrass, Tall Fescue and Cool-Season Grass Mixtures Grown in Sand Soil. Journal of the Korean Turfgrass Society 17(4): 129-146 (in Korean).

10. Lo, S. R. and S. PR. Wardani, 2002. Strength and Dilatancy of a Silt Stabilized by a Cement and Fly ash Mixture. Canadian Geotechnical Journal 39(1): 77-89.

11. Shim, K. Y., C. S. Kim, S. H. Lee, and Y. K. Joo, 2004. Effects of Sodding and Seeding Time and Rate of Seed Mixture on the Establishment of Cool-Season Turfgrasses. Journal of the Korean Turfgrass Society 18(4): 179-191 (in Korean).

12. Sobhan, K. and M. Mehedy, 2003. Mechanical Stabilization of Cemented Soil Fly Ash Mixtures with Recycled Plastic Strips. Journal of Environmental Engineering 129(10): 943-947.

13. Sung, C. Y. and Y. I. Kim, 2002. Experimental Study on pH Reduction by Neutralization Treatment and Curing Methods of Porous Concrete for Planting.

Journal of the Korea Society of Agricultural Engineers 44(2): 99-106 (in Korean).

14. Sung, C. Y. and Y. I. Kim, 2003. Experimental Study on Development of Plantable Concrete Block Using Rice Straw Ash and Application for Inclined Plane.

Journal of the Korea Society of Agricultural Engineers 45(3): 107-114 (in Korean).

15. Yeon, K. S., Y. I. Kim, S. H. Hyun, and Y. S. Kim, 2010. Compressive Strength Properties and Freezing and Thawing Resistance of CSG Materials. Journal of the Korea Society of Agricultural Engineers 52(1):

51-59 (in Korean).

16. Zang, A. and T. F. Wong, 1995. Elastic Stiffness and Stress Concentration in Cemented Graular Materials.

Journal of Rock Mech. Min. Sci and Geomech. Abstr.

32(6): 563-574.