[논문]간척지 토양에서 바이오에탄올용 단수수 유전자원의 생육특성

최용환; 문윤호; 안승현; 윤영미; 차영록; 구본철; 박광근; 한희석; 김완석

doi:10.7740/kjcs.2012.57.4.384

초록
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농업유전자원센터 및 국외에서 수집한 단수수 유전자원 140품종을 대상으로 주요 형질변이를 탐색하여 우리나라 간척지 토양에 알맞는 품종을 선정하고 아울러 단수수 품종 육성에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 간척지 토양에서 단수수의 작물학적 생육특성은 간장 175 cm, 수장 26 cm, 절수 9개, 경태 11.6 mm, 생경중 12.1 톤/ha, 출수소요일수 96일이었다. 2. 바이오에탄올 생산에 크게 영향하는 당도 범위는 5.7~23.5 Brix였고, 평균 14.1 Brix였으며, 20 Brix를 초과하는 고 당도 품종은 Sugar Drip Cane Seed(23.5 Brix), Indiana Amber(21.4 Brix), Dwarf Blackhull Kafir(21.7)이었으며, 고 당도 품종육성에 유망한 유전자원이었다. 3. 생경중의 범위는 20~50 톤/ha이었고, 평균 12.1 톤/ha이었으며, 생경중 30톤/ha 이상으로 높은 품종은 Honey (50.3 톤/ha), IS8012(36.6 톤/ha), Dwarf Blackhull Kafir(35.3 톤/ha) 등 이었다. 4. 주요 형질간의 상관관계는 간장과 수장, 절수, 경태, 생경중, 출수소요일수 간에, 절수와 경태, 생경중 간에 고도로 유의한 정의 상관을 나타내었다. 5. 생경중은 간장, 절수, 경태, 출수소요일수와 고도로 유의한 정의 상관을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Variation of major characteristics of 140 sweet sorghum germplasm which had been collected from domestic and foreign countries were investigated to study the possibility of bioethanol production in reclamed soil of Korea. Averages of culm length, ear length, the number of nodes, stem diameter, fresh...

Variation of major characteristics of 140 sweet sorghum germplasm which had been collected from domestic and foreign countries were investigated to study the possibility of bioethanol production in reclamed soil of Korea. Averages of culm length, ear length, the number of nodes, stem diameter, fresh weight yield, and growth duration from seeding to heading were 175 cm, 26 cm, 9, 11.6 mm, 12.1 t/ha, and 96 days, respectively. Sugar content, which has a great effect on bioethanol, ranged from 5.7 to 23.5 Brix (average 14.1 Brix). Sugar contents of selected two varieties were more than 20 Brix. Fresh weight yield ranged from 20 to 50 t/ha (average 12.1 t/ha). Fresh weight yield of selected three varieties were more than 30 t/ha. Culm length showed highly significant positive correlation with the ear length, the number of nodes, stem diameter, fresh weight yield, and growth duration from seeding to heading. The number of node showed highly significant positive correlation with stem diameter and fresh weight yield. Fresh weight yield showed highly significant positive correlation with culm length, the number of nodes, stem diameter, and growth duration from seeding to heading.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

농업유전자원센터 및 국외에서 수집한 단수수 유전자원 140품종을 대상으로 주요 형질변이를 탐색하여 우리나라 간척지 토양에 알맞는 품종을 선정하고 아울러 단수수 품종 육성에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
따라서 본 연구는 국내･외에서 수집된 단수수 유전자원에 대해 간척지 토양의 생육특성을 조사하여 금후 바이오에 탄올원료용 단수수 품종육성에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행하였다.

제안 방법

4 kg(N 8 kg), 용성인비 40 kg(P₂O₅ 8 kg), 염화칼리 20 kg(K₂O 12 kg)를 전량 기비로 주었다. 당도는 출수 후 45일에, 출수기, 간장, 수장, 절수, 경태, ha당 생경중 등은 성숙기에 조사하였다. Brix 당도계는 KEM사 RA-250을 사용하였다.
강원대학교에서 분양 받은 국외 수집종 70품종은 안 등(2012)이 보고하였던 재료와 동일한 재료이다. 재배법은 2010년 5월 14일 파종하여 5월 31일에 벼 맥류부 간척지농업과 시험포장에 정식하였다. 간척지 시험포장의 염농도는 조사 시기에 따라 달랐는데 이식 후 27일에 0.

대상 데이터

당도는 출수 후 45일에, 출수기, 간장, 수장, 절수, 경태, ha당 생경중 등은 성숙기에 조사하였다. Brix 당도계는 KEM사 RA-250을 사용하였다. 통계처리는 SAS 프로그램을 이용하여 분석하였다.
또한 간척지 토양 인산 함량은 80 mg/kg이었다. 단수수 육묘는 50공 트레이 육묘상자를 이용하였고, 재식밀도는 휴폭 60 cm, 주간 20 cm로 하였다. 시비량은 10a 당 퇴비 1,000 kg, 요소 17.
시험재료는 농업유전자원센터 분양 70품종과 강원대학교 식물자원응용공학로 부터 분양받은 국외 수집종 70품종 등 총 140품종을 사용하였다. 강원대학교에서 분양 받은 국외 수집종 70품종은 안 등(2012)이 보고하였던 재료와 동일한 재료이다.

데이터처리

Brix 당도계는 KEM사 RA-250을 사용하였다. 통계처리는 SAS 프로그램을 이용하여 분석하였다.

성능/효과

1. 간척지 토양에서 단수수의 작물학적 생육특성은 간장 175 cm, 수장 26 cm, 절수 9개, 경태 11.6 mm, 생경중 12.1 톤/ha, 출수소요일수 96일이었다.
2. 바이오에탄올 생산에 크게 영향하는 당도 범위는 5.7∼23.5 Brix였고, 평균 14.1 Brix였으며, 20 Brix를 초과하는 고 당도 품종은 Sugar Drip Cane Seed(23.5 Brix), Indiana Amber(21.4 Brix), Dwarf Blackhull Kafir(21.7)이었으며, 고 당도 품종육성에 유망한 유전자원이었다.
3. 생경중의 범위는 20∼50 톤/ha이었고, 평균 12.1 톤/ha이었으며, 생경중 30톤/ha 이상으로 높은 품종은 Honey (50.3 톤/ha), IS8012(36.6 톤/ha), Dwarf Blackhull Kafir (35.3 톤/ha) 등 이었다.
4. 주요 형질간의 상관관계는 간장과 수장, 절수, 경태, 생경중, 출수소요일수 간에, 절수와 경태, 생경중 간에 고도로 유의한 정의 상관을 나타내었다.
5. 생경중은 간장, 절수, 경태, 출수소요일수와 고도로 유의한 정의 상관을 나타내었다.
당도를 5 Brix로 그룹을 지을 때 10.1∼15.0 Brix에 58품종, 이어서 15.1∼20.0 Brix에 53품종이 분포되었으며, 20.1 Brix 이상에 11품종이 분포하였다(Fig. 3).
본 시험에서 간척지토양의 염농도는 시험구내에서 많은 변이가 있었으며, 생육이 양호한 토양의 EC값은 1.17 dS m^-1이었고, pH는 7.1이었으며, 생육이 불량한 토양의 EC값은 1.43 dS m^-1이었고, pH는 6.6이었다. 이상의 결과를 종합하여 본 시험의 시험재료 중에서 간척지에 적응하는 바이오에탄올용 유망 단수수 유전자원은 Indiana Amber, Dwarf Blackhull Kafir, IS8012 등으로 사료된다(Table 3).
6이었다. 이상의 결과를 종합하여 본 시험의 시험재료 중에서 간척지에 적응하는 바이오에탄올용 유망 단수수 유전자원은 Indiana Amber, Dwarf Blackhull Kafir, IS8012 등으로 사료된다(Table 3).

후속연구

3). 고 당도 품종은 Sugar Drip Cane Seeds(23.5 Brix), Indiana Amber(21.4 Brix), Dwarf Blackhull Kafir(21.7) 등 이었으며, 이 품종들은 당질계 바이오에탄올 생산 원료용 품종육성에 활용될 것으로 기대된다. 일반 토양에서 단수수 당도를 안 등(2012)은 3.
80일 이하의 품종도 Ambercane Sweet Sorghum(70일), Sweet Saccaline(76일) 등 8품종이 분포하였는데, 이들 품종은 생육기간이 짧아 우리나라 남부지방의 2기작 재배에 활용도가 높을 것으로 생각 된다. 앞으로 당질계 바이오에탄올 생산에 요구되는 품종은 당함량이 높으며 경태 및 생체수량이 높아 바이오매스 생산에 유리한 품종이며, 이들 품종을 육성하기 위해서는 고 당도 품종과 다수성 품종의 교배조합을 통한 우수 계통선발, 생산력 검정, 지역적응시험 등의 체계적인 단수수 육종 프로그램이 가동 되어져야 할 것으로 사료된다.
3 톤/ha) 등이었다. 이들 품종은 고 바이오매스 확보에 유망한 품종육성에 활용되어 질 것으로 기대된다. 안 등(2012)은 일반 토양에서 생경중을 평균 36 톤/ha이라고 보고하였고, 본 결과는 생경중이 일반 토양에서 보다 1/3 감소하는 것으로 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	바이오에탄올의 원료가 되는 농업생산물의 종류는?	최근 전 세계는 고 유가시대, 석유자원 고갈에 대비해서 대체에너지 개발에 박차를 가하고 있다. 이중 농업생산물(당질계, 전분질계, 셀룰로오스계 작물 및 농업부산물)등을 원료로 한 바이오에탄올이 크게 주목 받고 있다. 원료작물은 주로 옥수수, 사탕수수, 단수수, 고구마, 볏짚, 억새 등이 검토되고 있으며 이러한 다양한 바이오에탄올 원료작물 가운데 국내･외적으로 최근에 크게 관심을 끄는 작물이 단수수이다.
	국내에서 단수수 재배의 특징은?	또한 내건성과 습해 등 척박한 환경에 잘 적응하며, 종자로 번식하므로 파종도 쉽다. 단수수는 생육기간이 4개월 정도로 짧아 우리나라 남부지방에서는 2기작 또는 동계작물과의 이모작이 가능하다. 단수수는 식용이나 가축사료로도 쓰이며, 줄기에서 나온 착즙액은 전처리나 당화과정을 거치지 않고 곧 바로 발효과정을 거쳐 증류시키면 에탄올을 생산할 수 있어 생산비가 저렴하다.
	단수수의 생육 특성은?	) Moench)는 화본과에 속하는 1년생 C4작물로서 광합성 효율이 매우 높다(Liu Chunzao & Feng Wang, 2008). 또한 내건성과 습해 등 척박한 환경에 잘 적응하며, 종자로 번식하므로 파종도 쉽다. 단수수는 생육기간이 4개월 정도로 짧아 우리나라 남부지방에서는 2기작 또는 동계작물과의 이모작이 가능하다.

참고문헌 (13)

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