사초과의 하늘지기속 신종인 물하늘지기(Fimbristylis drizae J. Kim & M. Kim)를 전라북도 정읍시 수청저수지에서 발견하여 기재하였다. 물하늘지기는 줄기는 5각형이고 1-2개의 기부 경생엽이 엽신이 없는 엽초만 있으며 화서는 소수화서를 가진 점에서 검정하늘지기(F. diphylloides Makino)와 유사하다. 그러나 물하늘지기는 주두가 2개이고, 소수가 타원형이며, 수술이 1개(드물게 2개)이고, 인편이 황갈색이며 저수지 가장자리에서 자라는 특징을 가지고 있다. 반면에 검정하늘지기는 주두가 2개 또는 3개이고, 소수가 난형이며, 수술이 2개이고, 인편이 흑갈색이며 임도변의 습한 곳에서 자라는 점에서 구별된다.
한국 미기록 종인 바위하늘지기(Fimbristylis hookeriana Boeckeler)를 전라남도 영광군과 전라북도 군산시 무녀도에서 발견하였다. 바위하늘지기는 식물체에 털이 없고, 소수가 매우 좁은 난형이며, 암술대가 길고, 인편이 탈락하지 않고 늦가을까지 숙존하는 특징을 가지고 있는데 반하여, 하늘지기는 식물체에 털이 있고 소수가 난형이며 인편이 탈락하는 점에서 구별된다. 이 미기록종의 국명은 주로 바닷가 근처의 건조한 바위위에 자라기 때문에 '바위하늘지기'로 하였고, 바위하늘지기에 대한 기재, 도해, 사진 및 근연종 사이의 차이점을 검색표와 표로 제시하였다.
사초과의 하늘지기속 신종인 진도하늘지기(Fimbristylis jindoensis J. Kim & M. Kim)를 전라남도 진도군의 저지대 산지 습지에서 발견하여 기재하였다. 진도하늘지기는 길게 뻗는 지하경이 발달하여 들하지기(F. pierotii Miq.)와 유사하다. 그러나 들하늘지기는 줄기 단면이 5-6개의 홈이 있는 원형이고, 화경이 짧으며(9-48 cm) 화기가 6-7월이고, 건조한 초지에 자라며, 소수가 10개 미만 달리는 단순한 화서인 반면에 진도하늘지기는 줄기 단면이 얕은 홈이 있는 타원형이고, 화경이 길며(57-93 cm) 화기가 7-8월이고 축축한 저지대 산지습지에 자라며, 20개 이상의 소수가 여러 번 갈라지는 복잡한 화서인 점에서 뚜렷이 구별된다.
한국에 분포하는 사초과의 하늘지기속(Fimbristylis Vahl) 식물들에 대해 외부 형태학적 측면에서 종합적으로 연구한 결과 그동안 식별형질로서의 중요성을 인정받지 못했던 약의 크기나 화주의 길이가 유사분류군간의 식별형질로 유의미한 것으로 판명되었다. 국내 문헌에 기록은 있으나 국내 표본관에 채집표본이 없어 한국 내 자생 여부가 불명확했던 쇠하늘지기 Fimbristylis ovata (Burm.f.) J. Kern가 제주도 마라도 초지에 생육하는 것이 확인되었다. 따라서 한국산 하늘지기속 식물은 4개절(sect)로 구분되며, 19종 2변종으로 총 21분류군으로 확인되었다.
식물규소체는 토양과 물에 용해된 규소가 이산화규소($SiO_2$)의 형태로 식물체내의 여러 기관 또는 표피세포에 축적되면서 형성되어 식물의 성장과 발달에 중요한 영향을 미치는 것으로 밝혀지고 있어, 식물의 규소체에 관한 연구가 시행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 한국산 사초과 (Cyperaceae) 식물 13속 228종 중, 12속 136종의 잎의 표피형에서 밝힌 규소체의 형태를 검토하여 정리하였다. 그 결과 한국산 사초과 식물은 규소체의 모양에 따라 2 그룹으로 구분되었다. 제 1 그룹은 원추형(conical body)의 규소체를 나타내고, 골풀아재비속(Rhynchospora), 검정방동산이속(Fuirena), 너도고랭이속(Scleria), 사초속(Carex)과 황새풀속(Eriophorum)이 이에 속한다. 제 2 그룹은 규소체의 모양이 원추형을 중심으로 많은 위성형을 보이며, 방동산이속(Cyperus), 올챙이골속(Scirpus), 바늘골속(Eleocharis), 하늘지기속(Fimbristylis), 파대가리속(Kyllinga), 모기골속(Bulbostylis)과 세대가리속(Lipocarpha.)이 속한다.
본 연구는 식물자원 및 생태계에 대한 정보가 부족한 지기산 일대를 대상으로 관속식물상을 조사하여 자연환경 평가 및 기초자료 구축을 위해 수행되었다. 현지조사 결과, 낙엽활엽수 및 침활혼효림을 이루는 지역으로서 관속식물은 96과 286속 391종 7아종 40변종 3품종 2교잡종 등443분류군이 확인되었다. 한반도 고유종은 은사시나무, 개나리, 만리화, 넓은잎각시붓꽃 4분류군이 확인되었다. IUCN 평가기준에 따른 적색목록은 6분류군으로 취약종(VU)에 만리화, 관심대상종(LC)에 이팝나무, 물잔디, 보춘화, 미평가종(NE)에 인삼, 푸른하늘지기가 확인되었다. 식물구계학적 특정식물은 27분류군으로, V등급에 2분류군, IV등급에 3분류군, III등급에 6분류군, II등급에 4분류군, I등급에 12분류군이 조사되었다. 특이분포식물은 27분류군으로 북방계식물이 4분류군, 남방계식물이 12분류군, 격리분포식물이 10분류군이었으며, 최근 학계에 보고된 흰들제비꽃 1분류군이 확인되었다. 외래식물은 67분류군으로 귀화율(NI) 15.12%, 도시화지수(UI) 20.9%로 나타났다.
수도재배(水稻栽培)(유수형성기(幼穗形成期)) 포장(圃場)에 자생(自生)하고 있는 잡초(雜草)와 벼(복광(福光)벼) 및 두과작물(荳科作物)의 근계(根系)에 협생(協生)하는 질소고정미생물(窒素固定微生物)인 Azospirillum 속(屬)의 질소고정력(窒素固定力)의 발현양상(發現樣相)과 숙주별(宿主別) 이들 균(菌)의 분포(分布)를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 벼, 잡초(雜草) 및 두과작물(荳科作物)의 근계(根系)(근표면(根表面), 근조직내부(根組織內部))에 협생질소고정미생물(協生窒素固定微生物)인 Azospirillum 속(屬)이 널리 공존(共存)하고 있었다. 2. 근조직내부(根組織內部)(inner root solutions)에서 Azospirillum spp. 균(菌)이 발현(發現)한 질소고정력(窒素固定力)은 16~53 n mole/tube hr의 범위(範圍)였으며, 특(特)히 돌피, 바람하늘지기 및 물닭개비의 근계(根系)에서 높은 질소고정력(窒素固定力)을 보였다. 3. 작물근계별(作沕根系別)로 Aaospirllum속(屬)의 질소고정균(窒素固定菌)을 계대배양(繼代培養)하였을 때의 질소고정력(窒素固定力)은 근조직내부(根組織內部)(histosphere; 6~39 n mole/tube hr) 보다 근표면(根表面)(rhizoplane; 1~260 n mole/tube hr)에서 분리(分離)한 균주(菌株)가 높은 질소고정력(窒素固定力)을 보였으며, 벼, 바람하늘지기, 물닭개비 및 콩 등(等)의 근표면(根表面) 분리균주(分離菌株)는 100 n mole/tube hr 이상(以上)으로 현저(顯著)히 높은 질소고정력(窒素固定力)을 나타내 있다. 4. 화본과작물(禾本科作物)(벼, 돌피), 알방동사니 및 자귀풀(근표면(根表面), 근조직내부(根組織內部))에서는 A. brasilense의 협생질소고정균(協生窒素固定菌)이 우점(優點)하였고, 그 외(外) 작물근계(作物根系)는 A. lipoferum과 A. brasiilene의 양균(兩菌)이 상호(相互) 협생(協生)하고 있었다. 한편(便) A. brasilense 균(菌)중에는 $nir^+$(탈질형균(脫窒型菌))와 $nir^-$(비탈질형균(非脫窒型菌))의 양특성형균(兩特性型菌)이 동일숙주내(同一宿主內)의 근계(根系)에 공존(共存)하였다. 5. 공시작물(供試作物) 근계(根系)에서 분리동정(分離同定)한 Azospirillum spp. 의 협생질소고정균(協生窒素固定菌)을 현미경(顯微鏡)으로 형태(形態)를 관찰(觀察) 한 결과(結果), A. lipoferum와 A. brasilense의 양균(兩菌)은 S자(字)모양의 간균(桿菌)으로 양극편모(兩極鞭毛)(single polpr flagellum)을 갖고 있었다.
기후변화는 기온, 강수량, 일사량 등을 변화시켜 잡초의 생육에 영향을 많이 미치며 잡초발생의 변화를 가져올 것이다. 논에 발생하는 문제잡초의 대부분이 C4 식물이며 이는 기후변화에 의해 문제잡초 발생이 많아지며 잡초방제에도 많은 어려움이 있을 것으로 예상되고 있다. 따라서 본 연구는 논 잡초발생 현황을 조사하여 문제잡초의 향후 변화양상에 대비하고 자 수행하였다. 경기북부 논 잡초 조사결과 23과 41속 57종 7변종 1품종으로 총 65분류군이 조사되었고 전체 식물중에 일년생 식물은 46종이고 다년생 식물을 16종으로 분석되었다. 이중 사초과가 23.1%로 가장 비율이 높았으며 벼과, 마디풀과, 국화과 순으로 나타났다. 중요치 분석에서는 돌피가 가장 높았으며 여뀌바늘, 좀개구리밥, 물달개비, 사마귀풀순으로 분석되었다. 지역별로는 가평군, 고양시, 파주시, 의정부시, 김포시, 양주시에서는 돌피의 중요치가 높았으며 남양주시는 물달개비, 연천군은 사마귀풀, 동두천시, 포천시는 좀개구리밥의 중요치가 높았다. TWINSPAN 분석을 통한 시군의 잡초종의 유사성은 바람하늘지기, 마디꽃, 병아리방동사니에 의해 지역이 구분되었다. CCA 분석에서 잡초종과 토양환경을 이용한 지역간의 차이는 김포시가 높은 토양 EC와 파대가리, 애기부들에 의해 구분되고 남양주시가 낮은 토양 온도조건과 미꾸리낚시, 통발에 의해 다른 지역과 구별되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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