국외에서 수집된 단수수 유전자원 100품종을 대상으로 주요형질변이를 탐색하여 우리나라에 알맞은 품종을 선정하고 아울러 육종에 필요한 기초 자료를 얻고자 수행한 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주요 실용형질의 평균치는 간장 217 cm, 수장 23 cm, 절수 10.5개, 경태 17 mm, 생체수량 36 t ha−1, 출수소요일수 71일이었다. 2. 에탄올 생산에 크게 영향을 미치는 당도 범위는 3.8-20.8 Brix였고, 평균은 12.5 Brix였으며, 20 Brix를 초과하는 고당도인 “Early Folger”과 “Georgia Blue Ribbon” 등 2품종을 선정하였으며 고당도 품종육성에 유망한 유전자원으로 보였다. 3. 건물수량의 범위는 1-44 t ha−1이었고, 평균은 10 t ha−1이었으며, 30 t ha−1을 초과하는 “Sweet open burku head”, “Tinkish”, “MN 2162” 등 3품종을 선정하였으며 셀룰로오스계 바이오에탄올 생산에 유망한 유전자원으로 기대되었다. 4. 주요 형질간의 상관관계는 간장과 절수, 경태, 생체수량,건물수량, 출수소요일수 간에, 당도와 출수소요일수 간에 고도의 유의성이 인정되는 정의 상관을 보였다. 5. 절수는 간장, 경태, 생체수량, 건물수량 및 출수소요일수간에 그리고 출수소요일수는 수장을 제외한 다른 모든 특성들과 고도의 정의 상관을 보였다.

1. 각 시험구에서 재배 2년째 시기별 에너지작물의 초장을 조사한 결과, 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에서의 에너지작물 중 거대 1호의 생육이 가장 우수하였으며 원지반토에서는 생육이 미비하였다. 2. 원지반토의 거대 1호 초장은 재배 1년차 97 cm에서 2년차 229 cm로 141% 증가하여 성장폭이 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구의 거대 1호에 비해 우수하였다. 3. 각 시험구의 토양 pH는 하수슬러지 고화물을 처리한 후 2년이 경과하여도 일정하게 pH 7.2~8.4의 수준을 유지하고 있었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높은 것으로 나타났으며 원지반토의 평균 염농도(0.27%)는 1년차의 염분 농도(0.31%)와 비교하여 조금 감소한 것으로 나타났다. 4. 원지반토의 평균 치환성 나트륨(Ex. Na) 함량은 8.99 cmol+kg1으로 하수슬러지 고화물 혼합구의 평균치(0.7 cmol+kg1)에 비해 약 12배 높았으며, 하수슬러지 고화물을 처리한 두 시험구에 비해 월등히 높았다. 5. 하수슬러지 고화물 처리 후 에너지작물 재배 1년차와 2년차 동일시기(5월, 11월)의 토양 유기물 함량은 1년차에 비해 2년차 증가하였음을 알 수 있었고, 특히 하수슬러지 고화물 복토구의 유기물 함량의 증가폭이 가장 우수하였다. 6. 간척지 토양에 하수슬러지 고화물 처리는 토양 무기양분의 공급, 염류의 상향이동 완충 효과, 작토층 및 근권확대로 인한 지하경의 정상적인 번식이 이루어져 원지반토에 비해 에너지작물 생육이 우수하여 하수슬러지 고화물처리는 토양복토재로써 간척지 토양의 화학성 및 물리성 개선에 효과적이었음이 확인되었다.

최근 정부의 미곡증산 억제정책으로 유휴 경작지가 급증하고 있으며 휴경논의 활용방안에 대한 관심이 증가하고 있는 추세다. 또한 2013년에 시행 예정된 “수송용 바이오연료 혼합의무 사용제(RFS)”에 필요한 바이오연료 수급을 위해 바이오에탄올 원료작물의 대량생산이 시급하다. 이에 휴경논을 이용하여 재배할 수 있는 비식량 작물 중에서 벼 수급정책에 유익하고, 논 형상 유지로 비상시 즉시 벼농사로 전환 가능한 일년생 작물이 주목 받고 있다. 본 연구는 일년생 섬유질계 작물인 수수/수단그래스 교잡종에 대한 품종 간 생육특성 및 수량을 조사함으로서 바이오에탄올 원료작물로 적합한 고수량성 품종을 선발하기 위하여 수행되었다. 공시재료는 수수/수단그래스 교잡종 11품종을 2010년 5월 상순에 50 × 20cm 간격으로 재식하여 2년간 재배하였으며 각 품종의 수량 및 생육특성을 파악하기 위하여 간장, 건물수량, 중륵색깔(BMR-Brown mid-rib) 및 내도복성 등을 조사하였다. 그 결과, 시험대상 11개 품종 중 중륵색깔이 갈색에서 백색까지 다양하여 갈색이 2품종 연갈색이 2품종, 백갈색이 5품종, 백색이 2품종으로 확인되었다. 간장은 Green star 등 2품종을 제외하고 1년차에 비해 2년차 시험에서 작아진 경향이었다. 또한 Green star와 SS504 등의 4품종은 내도복성이 강한 것으로 조사되었으며 그 중 Green star와 SS504는 2년간 평균 건물 수량이 4,000㎏/10a 이상으로 나타나 내도복성이 강한 품종이 건물수량도 많음을 알 수 있었다.

본 연구는 수도권 매립예정 간척지 중 대규모의 유휴지에 농촌진흥청 국립식량과학원에서 특허 출원한 물억새의 일종인 거대억새1호, 간척지 자생 물억새 및 자생 갈대의 에너지 작물을 바이오에너지 생산 목적으로 쓰레기 매립 예정지에서 재배한 최초의 연구로서 매립예정 간척지의 적응성 및 활용가치가 높은 에너지 작물을 선정함과 동시에 간척지 토양의 하수슬러지 고화물 처리로 인한 에너지 작물의 생육 상태 모니터링 및 토양화학성의 변화를 조사하였다. 1. 각 시험구의 토양 pH범위는 6.7~8.3이었으며 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구는 원지반토보다 낮은 pH를 나타내었다. 원지반토의 염농도는 하수슬러지 고화물을 처리한 시험구에 비해 높은 치환성 나트륨 함량을 보이며 높은 염농도를 나타내었다. 2. 하수슬러지 고화물 처리구의 토양 유기물 함량은 재식 초기에는 원지반토에 비해 4배와 7배 높았고, 생육후기에도 2.9~5.6%로 원지반토의 0.75%에 비해 많았다. 3. 각 시험구의 에너지 작물 생육조사결과 거대억새1호가 다른 에너지 작물에 비해 간척지 토양에 하수슬러지 고화물을 투입한 시험구에 대한 적응력이 우수한 것으로 판단되었다. 4. 간척지에 하수슬러지 고화물의 투입으로 인하여 염해 완충능이 향상되는 등 토양이화학성이 개선되었으며, 에너지 작물의 생육이 원지반토에 비해 양호했던 점을 보아 매립예정 간척지의 토양 복토제로서 활용 가능성을 확인하였다. 5. 각 시험구의 에너지 작물 수확 후 마른줄기 수량을 조사한 결과 거대억새1호는 타 에너지 작물에 비해 가장 높은 바이오매스량을 나타내며, 거대억새1호는 바이오에너지 생산을 위한 최적의 에너지 작물임을 확인하였다.

대마의 육종 및 재종상의 큰 장애인 "자웅이주성"을 극복할 수 있는 "자성종자" 생산기술을 개발하기 위해 수행한 일련의 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 전 생육기간 자연 단일조건에 재배한 개체들은 질산은을 처리하더라도 성전환 식물체 비율이 5%이고 웅화의 발생정도가 극히 적었으며 자화보다 24일 늦게 개화하여 수정이 되지 않았다. 2. 재배환경을 3엽기, 6엽기에 장일에서 단일조건으로 급격하게 변화시킨 자주는 웅화의 개화량은 적었지만 성전환 개체 비율이 각각 75%, 100%로 높고 자화와 개화기 차이가 각각 10일, 3일로 비슷한 시기에 개화하여 인공수정이 가능하였다. 3. 영양생장기로 판단되는 7월 2일과 7월 12일에 질산은과 단일을 동시에 처리한 개체들은 모두 성이 전환되어 성전환 액아 비율이 각각 63.2%, 61.9%로 높았고 무처리 자주와 동일한 시기에 개화하여 자연적인 풍매로 수정되었다. 또한 상위 제 1절에서 성전환 액아의 비율이 각각 80.5%, 77.0%로 가장 높아 풍매에 유리하도록 바람이 잘 통하는 식물체 상부에서 성전환 액아의 비율이 높았다. 4. 생식생장기로 판단되는 7월 22일에 처리한 개체들은 성전환 액아의 비율이 4.4%로 낮고 자화보다 16일 늦게 개화하여 수정되지 않았다. 5. 일반종자는 자주 비율이 49%로 성비가 1:1에 근접하기 때문에 종실수량이 96 kg/10a였으나 자성종자는 자주 비율이 100%로서 종실수량이 141 kg/10a로 일반 종자에 비해 47% 증수되었다.

억새는 우리나라 등 동아시아가 원산인 C4작물로서 연간 바이오매스 수량이 30톤/㏊ 이상으로 많아 유망한 에너 지작물이지만 대량증식기술이 개발되지 않아 재배면적 확대가 어렵다. 본 연구는 억새의 줄기삽목에 의한 대량 증식기술을 개발하기 위해 수행하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 삽수의 유형은 마디에 신선한 잎집이 남아 있는 것을 어린 삽수로, 잎집이 고사되었거나 소멸된 것을 성숙삽수로, 마디의 눈에서 새싹이 신장하였으나 새잎이 완전히 전개되지 않은 것을 신초신장 초기 삽수로, 마디의 눈에서 새싹이 신장하여 새잎 이 전개된 것을 신초신장 후기삽수로 구분하였다. 어린 삽수 및 성숙 삽수의 발근율은 각각 47%, 70%이었으나 신초신장 초기 및 후기 삽수는 각각 94%, 100%로 높았다. 억새 줄기 삽목시 발근율이 높고 묘 소질이 좋은 신초신장 삽수를 얻기 위해 줄기의 상단부를 절단하여 14일 후에 절단하지 않은 줄기와 신초신장 삽수 수를 비교한 결과 상단부를 절단하지 않은 줄기에서는 신초신장 삽수를 1개만 얻을 수 있었으나 절단한 줄기에서는 6개로 신초신장 삽수가 증가하였다. 억새 대량 증식을 위한 줄기 삽목방법의 다양한 억새 종에 대한 적용 가능 성을 구명하기 위해 일반 물억새(M. sacchariflorus), 3배체 억새(M. X. giganteous), 거대억새 1호(M. sacchariflorus)를 삽목하여 발근 및 지상부 생육양상을 비교한 결과 3배체 억새와 물억새 모두 발근율이 100% 인 점에서 거대억새 1호와 차이가 없었다. 따라서 억새 대량 증식을 위한 줄기 삽목방법은 거대억새 1호, 물억새 뿐만 아니라 바이오매스 수량은 많지만 종자번식이 불가능한 3배체 억새 증식에도 이용할 수 있을 것으로 판단된다.