서 언
재료 및 방법
실험 재료 및 토양 시료
토양 이화학적 특성 분석
토양 미생물 군집 분석(NGS)
총 폴리페놀 함량 분석
통계분석
결 과
해당화 식재에 따른 토양 이화학적 성질의 변화
해당화 식재에 따른 토양 미생물 군집의 변화
새만금 토양에 식재한 해당화 뿌리의 총 폴리페놀 함량 변화
고 찰
적 요
서 언
간척지는 해안이나 갯벌을 간척하여 조성한 토지로 농업, 산업 및 도시개발 등 다양한 용도로 활용되고 있다. 우리나라 대표적 간척지인 새만금 사업은 대규모 국책사업으로 1991년 식량 자급자족과 농경지 확보, 국토 확장을 목표로 추진되었으며, 환경생태권역에는 국내 최초의 해안형 수목원인 국립새만금수목원이 2027년 완공을 목표로 조성 중에 있다(Jeonbuk Special Self-Governing Province, 2023; Saemangeum Development and Investment Agency, 2021). 그러나 새만금 간척지의 토양은 고염도, 저유기물, 연약지반이라는 특성을 가지며, 이는 일반적인 내륙형 수목원의 식재 및 조경 방식을 그대로 적용하기 어렵게 만든다(Korea Arboreta and Gardens Institute, 2020). 이러한 척박한 토양 환경은 식생의 정착과 토양 생태계 형성을 저해하므로, 간척지의 지속가능한 이용 및 생태 환경 조성을 위해서는 토양 환경을 개선할 수 있는 식물의 활용이 매우 중요하다(Yang et al., 2021).
식물을 이용한 생태복원은 토양의 물리·화학적 특성을 개선하고 토양 생물상의 회복을 촉진하는 친환경적인 기술이다(Ali et al., 2013; Lee et al., 2009; Ok et al., 2004; Pilon-Smits, 2005). 식물의 뿌리는 유기물과 근권 분비물을 토양에 공급하여 토양 구조를 개선하고 양분 순환을 촉진하며, 특히 미생물과의 상호작용을 통해 토양 생태계의 거대한 순환과 안정화에 주도적인 역할을 수행한다. 매립지(간척지)와 같이 높은 염도와 식물의 생육에 부적합한 이화학적 환경에서는 염생식물과 같은 일부 특수 식물만이 자생할 수 있으므로, 장기적인 토양 개량 관점에서 내염성 식물을 선정하여 식재하는 전략이 필수적이다(Kim et al., 2013; Qadir et al., 2007). 국내 도서 및 해안지역에는 다양한 염생식물이 폭넓게 분포하며, 이러한 식물자원은 염류 환경의 식생 복원에 활용될 수 있다(Na et al., 2025).
해당화(Rosa rugosa Thunb.)는 장미과(Rosaceae)에 속하는 낙엽성 관목으로 한반도는 물론이고, 중국 동북부, 러시아 극동 및 일본의 해안지역에 자생하고 있으며(Zhang et al., 2021), 주로 사질 또는 자갈질의 배수 양호한 토양에서 군락을 형성하는 것으로 알려져 있다(Bruun, 2006; Reis et al., 2020). 해당화는 해안의 고염분 환경에 적응한 강한 염분 내성 식물이며, NaCl 처리 실험에서도 염 스트레스에 대한 높은 내성이 확인되었다(Reis et al., 2020; Zhang et al., 2021). 그러한 생육특성을 기반으로 사구 안정화와 해안 침식 완화 목적의 식재에 활용된 바 있으며, 염분 비산에 견디는 특성으로 해안 사구 환경의 식재 소재로 이용될 수 있다(Hill et al., 2010; Reis et al., 2020). 또한, 해당화는 다양한 생리활성 대사산물을 지니고 있어 관상용·향료용·식품 및 약용 소재로 이용되는 식물이다(Reis et al., 2020).
기존 연구들은 해당화의 내염성이나 생리활성 물질에 초점을 맞추어 왔으나 본 연구에서는 새만금 간척지 토양에 해당화를 식재한 후 토양의 이화학적 특성 변화와 토양 미생물 군집의 변화를 종합적으로 분석하였다. 또한, 새만금 토양에서 해당화를 재배하였을 때 약용식물로서의 가치 변화를 검증하기 위해 해당화 뿌리의 총 폴리페놀 함량 변화를 조사하였다. 이를 통해 해당화의 간척지 생태복원 식물로서의 활용 가능성을 검토하고, 간척지 토양의 지속가능한 관리와 고부가가치 자원화를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
재료 및 방법
실험 재료 및 토양 시료
본 연구에서는 국립새만금수목원 조성 예정지(35°50'25"N 126°39'58"E)에서 채취한 간척지 토양을 실험 재료로 사용하였다. 해당화는 시중 농장(자연 뜨락에, 홍성군)에서 구입하여 ㈜진씨드의 김석규 박사(식물학)의 검증을 거친 개체를 이용하였으며, 뿌리를 세척한 후 간척지 토양에 식재하였다. 비교를 위해 토양 시료는 다음과 같이 4개의 그룹으로 구분하였다. Wild: 야생 해당화 자생지에서 채취한 근권 토양, Blank: 국립새만금수목원 조성 예정지에서 채취한 실험 전 원토양, CON (Control): 해당화를 식재하지 않고 동일한 조건으로 관리(관수 등)한 대조구 토양, RR (Rosa rugosa): Blank 토양에 해당화를 식재하여 4주간 격일로 관수하며 재배한 해당화 근권 토양.
토양 이화학적 특성 분석
간척지 토양의 이화학적 특성 변화를 확인하기 위한 성분 분석은 전북특별자치도 농업기술원(익산)에 의뢰하여 수행하였다. 토양산도(pH), 전기전도도(EC), 유기물(OM), 유효인산(Available phosphoric acid), 치환성 양이온(Exch. K, Ca, Mg, Na), 전질소(Total N) 항목에 대해 농업환경자원분석법에 준하여 측정 및 분석하였다.
토양 미생물 군집 분석(NGS)
토양 미생물 군집의 변화를 확인하기 위하여 채취된 토양을 ㈜마크로젠(서울, 대한민국)에 의뢰하여 분석하였다. 구체적인 방법은 다음과 같다. 채취한 토양으로부터 DNeasy PowerSoil Kit (Qiagen, Hilden, Germany)를 이용하여 genomic DNA를 추출하였다. 추출된 DNA는 Illumina 16S Metagenomic Sequencing Library 프로토콜에 따라 16S rRNA 유전자의 V3 및 V4 영역을 증폭하여 라이브러리를 구축하였다. PCR 산물은 정제 및 정량 후 MiSeqTM platform (Illumina, San Diego, USA)을 이용하여 차세대염기서열분석(NGS)을 수행하였다. 확보된 염기서열 데이터는 DADA2를 이용하여 오류 및 Chimera 서열을 제거하고 Amplicon Sequence Variants (ASV)를 형성한 뒤, NCBI 16S Microbial Database를 기준으로 분류학적(Taxonomy) 정보를 할당하였다. 군집의 비교는 문(Phylum)에서 종(Species) 수준까지 상대풍부도(Relative abundance) 상위 20개 분류군을 대상으로 하였다.
총 폴리페놀 함량 분석
새만금 토양에 해당화를 식재하여 나타날 수 있는 약용 가치 변화를 확인하기 위해, 식재 전 해당화 뿌리와 4주간 새만금 토양에서 재배한 후의 해당화 뿌리를 시료로 하여 Folin-Ciocalteu colorimetric법으로 총 폴리페놀 함량을 분석하였다. 건조한 뿌리를 메탄올로 추출한 후 phenol reagent 및 10% Na2CO3를 가하여 발색시키고, 640 ㎚에서 흡광도를 측정하여 tannic acid를 표준물질로 정량하였다.
통계분석
모든 실험 결과의 통계분석은 PASW Statistics (version 19.0, SPSS Inc., USA) 소프트웨어를 이용하였다. 데이터는 Mean±SEM으로 나타내었으며, Levene의 등분산 검정 결과에 따라 independent t-test 또는 Welch’s t-test를 실시하여 통계적인 유의성을 확인하였다.
결 과
해당화 식재에 따른 토양 이화학적 성질의 변화
새만금에서 채취한 토양에 해당화를 4주간 재배한 후, 토양의 이화학적 특성 변화를 분석하여 Table 1에 나타내었다. CON군과 RR군을 비교한 결과, pH, 전기전도도(EC) 및 치환성 나트륨(Na) 함량이 통계적으로 유의하게 감소하였다. pH는 CON군의 9.52±0.037에서 RR군의 9.36±0.04로 유의하게 감소하였다(p < 0.05). 전기전도도 역시 CON군의 0.306±0.012 dS/m에서 RR군의 0.23±0.004 dS/m로 감소하였으며(p < 0.05), 치환성 Na 함량은 CON군의 1.572±0.057 cmol⁺/㎏에서 RR군의 1.322±0.025 cmol⁺/㎏으로 유의하게 감소하였다(p < 0.05). 반면, 유기물 함량은 CON군의 0.718±0.046 g/㎏에서 RR군의 0.836±0.09 g/㎏으로 증가하는 경향을 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 유효인산 함량은 CON군과 RR군에서 각각 23.2±0.86 ㎎/㎏ 및 21±1.14 ㎎/㎏이었으며, 총질소 함량은 각각 0.020±0.000% 및 0.022± 0.002%로 나타났다. 또한 치환성 K, Ca 및 Mg 함량에서도 두 군 간 유의한 차이는 확인되지 않았다.
Table 1
Physicochemical properties of the soil samples.
| Properties | WILDz | BLANKy | CONx | RRw |
| pH | 7.4 | 9.1 | 9.52±0.037 | 9.36±0.04* |
| EC (dS/m) | 0.12 | 1.96 | 0.306±0.012 | 0.230±0.004* |
| Organic Matter (g/㎏) | 6.1 | 0.93 | 0.718±0.046 | 0.836±0.09 |
| Available Phosphoric acid (㎎/㎏) | 24 | 44 | 23.2±0.86 | 21.0±1.14 |
| Total Nitrogen (%) | 0.04 | 0.01 | 0.020±0.000 | 0.022±0.002 |
| Exchangeable K (cmol+/㎏) | 0.26 | 0.77 | 0.734±0.007 | 0.736±0.008 |
| Exchangeable Ca (cmol+/㎏) | 0.86 | 0.95 | 1.108±0.04 | 1.166±0.023 |
| Exchangeable Mg (cmol+/㎏) | 1.16 | 2.23 | 2.212±0.021 | 2.270±0.02 |
| Exchangeable Na (cmol+/㎏) | 0.14 | 3.09 | 1.572±0.057 | 1.322±0.025* |
해당화 식재에 따른 토양 미생물 군집의 변화
해당화 식재에 따른 토양 미생물 군집의 변화를 확인하기 위해 16S rRNA 유전자 기반 차세대 염기서열 분석(next-generation sequencing, NGS)을 수행하였다. 문(Phylum) 수준에서 상대적 비율이 높은 상위 20개 세균 문을 선별하고, 각 군의 분포를 Fig. 1에 나타내었다. 분석 결과, 상위 20개 문 가운데 Pseudomonadota, Thermodesulfobacteriota, Myxococcota 및 Nitrospirota의 상대적 비율에서 군 간 유의한 차이가 확인되었다(Fig. 1).
Fig. 1
Changes in soil microbial communities at the phylum level following the cultivation of Rosa rugosa. WILD, soil collected from the rhizosphere of wild Rosa rugosa; BLANK, soil collected from Saemangeum area and used in this experiment; CON, soil without planting Rosa rugosa; RR, soil collected from the rhizosphere of Rosa rugosa. WILD and BLANK were included as reference groups, whereas the cultivation effect was evaluated primarily by comparing CON and RR.
Pseudomonadota의 상대적 비율은 WILD, BLANK, CON 및 RR군에서 각각 17.50%, 26.50%, 31.44±2.25% 및 40.59±1.63%로 나타나 해당화 재배 후 증가하는 경향을 보였다. Thermodesulfobacteriota는 각각 0.12%, 4.67%, 2.59±1.10% 및 7.56±1.70%로 나타나 RR군에서 가장 높은 비율을 보였다. 반면 Myxococcota의 비율은 각각 2.81%, 2.08%, 3.46±0.33% 및 1.84±0.28%로 RR군에서 감소하였으며, Nitrospirota 역시 0.07%, 0.90%, 0.77±0.10% 및 0.25±0.09%로 RR군에서 감소하였다.
종 수준에서의 미생물 군집 변화를 분석한 결과는 Table 2에 제시하였다. 표에 제시된 상위 20개 세균 종 가운데 Citrifermentans bemidjiense와 Litorilinea aerophila에서 CON군과 RR군 간 유의한 차이가 확인되었다. C. bemidjiense의 상대적 비율은 WILD, BLANK, CON 및 RR군에서 각각 0.00%, 0.00%, 0.02±0.020% 및 1.94±0.57%로 나타나 해당화 재배 후 유의하게 증가하였다(p < 0.05). 반면 L. aerophila의 상대적 비율은 각각 0.07%, 0.93%, 0.90±0.16% 및 0.40±0.09%로 나타나 RR군에서 유의하게 감소하였다(p < 0.05).
Table 2
Relative abundances of the top 20 bacterial species.
| Species | WILDz | BLANKy | CONx | RRw |
| Trichocoleus caatingensis | 0.00 | 0.00 | 6.01±3.53 | 2.84±1.42 |
| Undibacter mobilis | 0.94 | 0.15 | 0.89±0.53 | 0.95±0.32 |
| Citrifermentans bemidjiense | 0.00 | 0.00 | 0.02±0.02 | 1.94±0.57* |
| Nocardioides marmori bigeumensis | 0.00 | 0.58 | 0.94±0.32 | 0.78±0.18 |
| Vicinamibacter silvestris | 0.46 | 1.06 | 0.99±0.24 | 0.46±0.11 |
| Paludibaculum fermentans | 1.89 | 0.19 | 0.6±0.1 | 0.71±0.2 |
| Fontisphaera persica | 0.49 | 0.46 | 0.42±0.11 | 1.07±0.33 |
| Litorilinea aerophila | 0.07 | 0.93 | 0.9±0.16 | 0.4±0.09* |
새만금 토양에 식재한 해당화 뿌리의 총 폴리페놀 함량 변화
새만금 토양에 식재하기 전에 채취한 해당화 뿌리의 총 폴리페놀 함량을 분석하였을 때, 143.56±13.91 ㎎ GAE/g의 값을 얻었고, 4주간 새만금 토양에서 재배한 해당화 뿌리는 101.73±10.26 ㎎ GAE/g으로 확인되었다 (Fig. 2).
Fig. 2
Total polyphenol content of Rosa rugosa roots. Before, roots before planting; After, roots after cultivation in Saemangeum soil for 4 weeks. Values of Before and After are presented as mean ± SEM (n = 5 in each group). The independent t-test is used to determine whether there are any statistically significant differences between Before and After. #p < 0.05 was considered significant.
고 찰
새만금과 같은 해안 간척지는 조성 초기 높은 염류도와 낮은 토양 비옥도 등 불량한 토양 환경을 나타내므로, 식생의 정착과 생육에 제약이 발생할 수 있다(Kim et al., 2013; Ryu et al., 2020). 이러한 척박한 환경에서는 단순한 식재만으로 안정적인 생태계 회복을 기대하기 어려우므로, 토양·식물·미생물 간 상호작용을 고려한 종합적인 생태복원 전략이 필요하다(Wubs et al., 2016). 특히 고염분 환경에서는 염류 조건에 적응한 내염성 식물의 활용이 중요하다. 염생식물은 고염분 환경에서 생장할 수 있으며, 뿌리 및 근권에 서식하는 미생물과의 상호작용은 식물의 염분 내성과 생육에 기여할 수 있다(Ruppel et al., 2013).
이와 같은 측면에서 해당화(Rosa rugosa Thunb.)는 해안지역에 분포하며 염류 환경에 적응할 수 있는 대표적인 내염성 관목으로 평가된다. Han et al. (2025)은 해당화가 염·알칼리 스트레스에 대응하여 항산화 방어, 삼투조절 및 2차 대사와 관련된 생리·분자적 반응을 나타낸다고 보고하였다. 더 나아가 염생식물의 뿌리와 근권 미생물 간의 상호작용은 식물의 염분 내성과 생장에 영향을 미칠 수 있으므로, 해당화가 간척지 토양에 미치는 효과를 평가하기 위해서는 식물체의 생리적 반응 뿐만 아니라, 토양의 이화학적 특성과 근권 토양의 미생물 군집 변화도 함께 고려할 필요가 있다(Liu et al., 2021; Ruppel et al., 2013).
본 연구는 해안 지역의 염·알칼리 환경에 적응하는 해당화의 생태적 특성에 주목하여 새만금 간척지에서 채취한 토양에 해당화를 재배했을 때 나타나는 토양 이화학적 특성의 변화를 평가하고자 하였다. 이를 위해 야생 해당화 군락지에서 채취한 근권 토양(WILD), 해당화 재배 전 새만금 지역에서 채취한 원토양(BLANK), 식물을 식재하지 않고 동일한 조건에서 관리한 대조구 토양(CON), 그리고 BLANK 토양에 해당화를 4주간 재배한 후 채취한 근권 토양(RR)의 네 실험군을 설정하였다. WILD군과 BLANK군은 각각 야생 해당화 자생지와 재배 전 새만금 토양의 특성을 비교하기 위한 참고군으로 사용하였으며, 해당화 재배에 따른 변화는 주로 CON군과 RR군을 비교하여 평가하였다.
분석 결과, RR군은 CON군에 비해 토양 pH, 전기전도도(EC) 및 치환성 나트륨(Exch. Na) 함량이 모두 유의하게 감소하였다. RR군에서 관찰된 pH 감소는 새만금 간척지 토양에서 해당화 재배가 근권 환경의 변화와 관련될 가능성을 시사한다. 식물 뿌리에서 방출되는 유기산과 기타 유기화합물은 근권의 화학적 특성과 미생물 군집의 조성 및 활성을 변화시킬 수 있으며(Ma et al., 2022), 근권 유기산은 토양 미생물의 탄소원과 에너지원으로 이용되어 미생물 활성과 세균 군집 구조에 영향을 미칠 수 있다(Macías-Benítez et al., 2020). 또한 토양 pH는 근권 세균 군집의 조성, 다양성 및 기능과 밀접하게 관련된 주요 환경 요인으로 알려져 있다(Wan et al., 2020). 따라서 본 연구의 pH 감소는 해당화의 뿌리 생장 및 근권 미생물 활동과 관련된 생물학적 과정이 복합적으로 작용한 결과일 가능성이 있다.
토양 전기전도도(EC)는 토양 용액에 존재하는 가용성 염류의 수준을 반영하는 지표이다. 본 연구에서는 CON군과 RR군에 동일한 관수 조건을 적용하였음에도 RR군의 EC가 유의하게 낮게 나타났다. 이는 관수에 따른 공통적인 염류 용탈 외에 해당화의 생육과 관련된 요인이 EC 감소에 추가적으로 관여했을 가능성을 시사한다. 특히 식물 뿌리에 의한 이온 흡수와 식물체 내 염류 축적이 가능한 원인으로 고려될 수 있다(Jesus et al., 2015). 실제로 Jlassi et al. (2013)은 내염성 식물인 Sulla carnosa를 염류 토양에서 재배한 결과, 식물체의 염류 흡수와 토양 제염 가능성을 확인하였다(Jlassi et al., 2013).
치환성 Na 함량은 CON군의 1.572±0.057 cmol+/㎏에서 RR군의 1.322±0.025 cmol+/㎏으로 유의하게 감소하였다(p < 0.05). 치환성 Na는 토양의 나트륨화 정도를 나타내는 주요 지표로, 과도하게 축적될 경우 토양 입자의 분산과 구조 안정성 저하를 유발하여 식물 생육에 불리한 환경을 조성할 수 있다(Qadir et al., 2003, 2007). 본 연구에서 RR군의 치환성 Na가 감소한 것은 해당화 재배가 토양의 나트륨 관련 특성 변화에 영향을 미쳤음을 시사한다. 가능한 기작으로는 식물체의 Na+ 흡수, 근권에서의 양이온 교환 및 관수에 따른 Na+ 용탈을 고려할 수 있다(Jesus et al., 2015). 그러나 치환성 Na 감소의 정확한 원인을 규명하기 위해서는 식물체 내 Na+ 함량과 용탈수의 이온 농도 등의 추가적인 분석이 필요하다.
종합하면, 4주간 해당화를 재배한 RR군에서는 CON군에 비해 토양 pH, 전기전도도(EC) 및 치환성 Na 함량이 유의하게 감소하였다. 이러한 결과는 단기간의 해당화 재배가 새만금 간척지 토양의 알칼리도와 염류·나트륨 관련 특성 변화와 관련될 가능성을 시사한다. 그러나 본 연구는 단기 재배에 따른 초기 변화를 평가한 것이므로, 이러한 변화가 장기적인 토양 복원 효과로 이어지는지를 확인하기 위해서는 장기 재배 실험과 함께 식물체 내 이온 축적량 및 토양 용탈수의 이온 농도에 대한 추가 분석이 필요하다.
식물 종과 토양 특성은 근권 미생물 군집의 조성과 구조에 영향을 미치며, 뿌리 분비물은 특정 미생물의 정착과 증식을 조절할 수 있는 것으로 알려져 있다(Berg and Smalla, 2009; Haichar et al., 2008). 해당화의 식재에 의한 토양 이화학적 특성의 변화가 미생물 군집 수준에서도 나타나는지를 확인하기 위해 토양 미생물 군집을 추가로 분석하였다. 그 결과, 실험군 간 미생물 군집 구조에 차이가 나타났으며, 특히 해당화를 재배한 RR군에서는 CON군과 구별되는 근권 미생물 군집 양상이 관찰되었다.
문 수준에서 분석한 결과, RR군에서는 CON군과 비교하여 Pseudomonadota(구 Proteobacteria)와 Thermodesulfobacteriota의 상대적 비율이 증가한 반면 Myxococcota와 Nitrospirota는 감소하였다. 염생식물의 근권 미생물 군집은 식물 종과 토양의 염류·수분 조건에 따라 달라질 수 있으며, 근권에서는 벌크 토양과 구별되는 미생물 다양성과 군집 구조가 형성될 수 있다(Qiu et al., 2022; Wang et al., 2021; Xavier et al., 2024; Yin et al., 2021). 따라서 RR군에서 관찰된 세균 문의 변화는 해당화 재배에 따른 근권 환경 형성과 관련된 군집 구조 변화일 가능성을 시사한다. 본 연구에서는 미생물 기능 유전자 및 대사활성을 직접 측정하지 않았으므로, 특정 문이 저산소·고염 조건에 의해 선택되었다고 단정하기는 어렵다. 하지만 염생식물 종에 따라 근권 미생물 군집과 기능이 달라질 수 있고, Proteobacteria를 포함한 주요 세균 문의 상대적 비율이 달라질 수 있음을 고려할 때, 이는 해당화 재배에 따른 근권 미생물 군집 변화 가능성을 뒷받침한다(Yin et al., 2021).
종 수준에서 분석한 결과, C. bemidjiense와 L. aerophila의 상대적 비율이 CON군과 RR군 사이에서 유의하게 변화하였다. 특히 C. bemidjiense는 CON군의 0.02±0.02%에서 RR군의 1.94±0.57%로 증가하였다(p < 0.05). 이는 해당화 재배 후 형성된 근권 환경에서 특정 세균 분류군의 상대적 비율이 변화했음을 시사한다. 염생식물 근권에서는 식물 종과 염류 환경에 따라 특정 미생물군이 선택적으로 영향을 받을 수 있으므로(Abdelfadil et al., 2024; Qiu et al., 2022), RR군에서 관찰된 C. bemidjiense의 증가는 해당화 재배와 관련된 근권 미생물 군집 변화의 한 사례로 해석할 수 있다. 다만 본 연구에서는 해당 종의 분리·배양, 염분 내성 및 식물생장촉진 기능을 직접 평가하지 않았으므로 C. bemidjiense와 L. aerophila의 생태적 기능 및 해당화와의 상호작용을 단정하기는 어렵다.
총 폴리페놀과 같은 페놀성 화합물은 식물의 대표적인 2차 대사산물로, 염류를 포함한 비생물적 스트레스에 대한 방어와 적응에 관여한다. 그러나 페놀성 화합물의 축적 양상은 식물 종과 조직, 스트레스의 종류·강도 및 처리 기간에 따라 달라질 수 있다(Sharma et al., 2019; Waśkiewicz et al., 2013). 본 연구에서는 새만금 토양에서 해당화를 재배한 후 뿌리의 총 폴리페놀 함량이 감소하였다. 이러한 결과는 해당화가 척박한 토양 조건에서 생존과 생장 유지에 상대적으로 많은 자원을 배분했거나 재배 후 토양 이화학적 특성 변화에 따라 스트레스 방어 관련 페놀성 화합물의 축적 수준이 달라진 결과일 가능성이 있다. 식물의 제한된 자원은 생장·유지와 방어 대사 사이에 재분배될 수 있으며, 이러한 자원 배분은 페놀성 2차 대사산물의 축적에 영향을 미칠 수 있다(Caretto et al., 2015). 다만 본 연구에서는 개별 페놀성 화합물, 페닐프로파노이드 대사경로 및 산화 스트레스 지표를 직접 분석하지 않았기 때문에 총 폴리페놀 함량 감소의 원인을 특정할 수 없지만 새만금 토양이라는 환경에 해당화가 적응하는 과정 중에 뿌리의 성분 구성이 변화되는 것은 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 새만금 간척지에서 채취한 토양에 해당화를 4주간 재배한 후 토양의 이화학적 특성과 미생물 군집 변화를 분석하였다. 해당화 재배 후 토양 pH, EC 및 치환성 Na 함량이 감소하였고, 일부 미생물 분류군의 상대적 비율도 변화하였다. 이러한 결과는 해당화가 새만금 간척지 토양의 알칼리도와 염류·나트륨 관련 특성 및 미생물 군집 구조에 영향을 미칠 가능성을 보여준다. 본 연구는 해당화를 활용한 간척지 생태복원의 가능성을 평가하기 위한 기초자료를 제공하며, 향후 식재 수종 선정과 복원 전략 수립에 활용될 수 있다. 그러나 장기적인 토양 개선 효과와 구체적인 작용 기작을 확인하기 위해서는 장기 재배 및 식물체·토양·미생물에 대한 추가 분석이 필요하다.
적 요
본 연구에서는 새만금 간척지 토양에 해당화(Rosa rugosa Thunb.)를 식재하였을 때 토양 이화학적 특성, 근권 세균 군집 및 뿌리의 총 폴리페놀 함량 변화를 조사하였다. 해당화를 4주간 재배한 결과, 대조구와 비교하여 토양 pH, 전기전도도 및 치환성 나트륨 함량이 유의하게 감소하였다. 또한 근권 토양에서 Pseudomonadota와 Thermodesulfobacteriota의 상대풍부도는 증가하였고, Myxococcota와 Nitrospirota는 감소하였다. 종 수준에서는 Citrifermentans bemidjiense가 증가하고 Litorilinea aerophila는 감소하였다. 해당화 뿌리의 총 폴리페놀 함량은 해당화 식재 전보다 재배 후 감소하였다. 이러한 결과는 해당화 재배가 간척지 토양의 염류 및 나트륨 관련 특성과 근권 세균 군집 구조에 영향을 줄 수 있음을 시사하며, 해당화가 간척지 토양 환경 개선 및 생태복원을 위한 식재 수종으로 활용될 가능성을 보여준다.
