토천궁은 개화는 되지만 종자 결실이 이루어지지 않아 주로 종근이나 뇌두에 의해 번식하므로 번식율이 매우 저조한 특성이 있다. 따라서 이의 원인을 구명하고자 자웅배우체 형성과정과 자가수분을 통한 수정현상을 보기 위하여 조사하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 토천궁은 대소포자에서 감수분열이 정상적으로 이루어지고 배낭형성에서 난장치는 50% 정도가 정상적으로 이루어지고, 화분형성에서는 90%이상이 잘 이루어졌다. 토천궁의 배낭은 주심조직의 세포가 작아 모든 기관분열에서 관찰하기가 어려웠고 특히 토천궁은 배낭 형성체가 난장치로 발달되는 꽃은 거의 없었으며 화분립은 일부가 형성 되었다.

작물시험장에서 1993년 9개 지역으로 부터 수집하여 분리육성한 무주수집종이 2001년에 신토로 명명되어 보급하게 되었는데 그 주요특성은 다음과 같다. 1. 엽색은 녹색이고 줄기색은 녹색이다. 꽃색은 흰색, 뿌리색은 암갈색으로 타 지역 재래종과 비슷하다. 2. 지상부생육은 평창재래에 비하여 초장이 짧고 경수, 분지수가 많아 지상부 생육이 양호한 편이었다. 뿌리생육은 평창재래에 비하여 근경, 지근수가 많아 건근중이 높다. 3. 흰가루병에는 평창재래보다 강한 특성이 있다. 4. 생산력검정시험에서 평창재래에 비하여 신토가 10% 증수되었으며 지역적응시험 3년간 3개 지역에서의 평균 건근수량이 2,260 kg/ha로 대비품종인 평창재래에 비하여 20 % 증수되었다.

천궁에서는 butylidene phthalide, butyl phthalide, senkyunolide, cnidilide + neocnidilide 및 ligustilide가 동정되었으며, 이들 성분의 70% 이상을 ligustilide와 senkyunolide가 차지하였다. Phthalide류 총량으로 볼 때 연길산 및 안국산의 중국재배 천궁은 한국재배종보다 약간 높은 경향이었으나, 길림산은 한국 재배종보다 뒤떨어지는 것으로 나타났으며 각 성분의 함량도 낮아 품질이 나쁜 것으로 확인되었다. 또한, 중국의 연길산 천궁은 ligustilide와 senkyunolide의 광분해생성물인 butylidene phthalide 및 butyl phthalide함량이 높아 유통기간과 보관상의 문제가 있었다고 판단되어져 약재 수입시 유의하여야 할 것으로 사료된다. 당귀에서는 butylidene phthalide와 ligustilide가 동정 되었으며, 전체의 약 90%를 ligustilide가 차지하였다. 우리나라 재배종 당귀 중의 ligustilide 함량은 중국 연길산의 상품 및 하품보다 높았으나, 안국산 및 길림산보다는 낮았다. 그러나 길림산을 제외한 중국산 당귀는 ligustilide의 광분해산물로 생성되는 butylidene phthalide함량이 우리 나라 재배종에 비하여 훨씬 높은 것으로 나타나, 천궁에서와 같이 중국산 약재의 유통과 보관상의 문제점이 제기되었다.

본 시험은 지하부 수량성 증대를 위한 천궁(川芎)의 체계적이고 종합적인 재배법을 확립하고, 지하부의 수량증대와 생산성 증대를 도모하고자 시험을 수행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 토천궁(土川芎)의 근수량은 짚, 백색비닐, 흑색비닐 피복구 순으로 생체중 및 건물중이 증가하는 경향을 나타냈다. 차광처리에 따른 토천궁의 지하부 생육특성에서는 백색차광에서 개체당 근경중, 세근중이 가장 높게 나타났다. 일천궁(日川芎) (Cnidium officinale)의 피복처리에 따른 지하부의 건물중은 무처리구에서 20.4 g 으로 가장 낮았고, 흑색비닐 피복구가 27.7 g으로 가장 높았다. 일천궁(日川芎)의 차광처리에 따른 지하부의 건물중은 백색차광 처리구에서 21.1 g으로 가장 높았고, 흑색비닐 처리구에는 16.3 g으로 가장 낮았다. 근경의 직경은 백색차광 처리구 (26. 1mm)가, 근장은 흑색차광 처리 구 (71. 9 mm)가 가장 높았다. 일천궁(日川芎)에 있어서 흑색비닐 피복은 무처리에 비해 36%의 건물중 증가를 가져 왔다.

천궁(川芎)의 재배조건별 생육특성을 파악하기 위하여 토천궁(土川芎)과 일천궁(日川芎) 각각에 대하여 재식거리별, 근중별 시험을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 재식밀도에 따른 토천궁(土川芎) (Ligusticum chuanxiong)의 지하부 생육특성으로서 건물중은 50×15cm에서 32.9 g으로 가장 작았고, 50×20cm에서 34.4 g, 50×25cm에서 36.5 g으로 가장 높게 나타났다. 근경의 무게에 따른 지하부의 생육특성으로는 생체중이 10g 이하(以下)에서 35.7 g으로 가장 작게 나타났고 , 25 g 이하(以下)에서 45.9 g으로 가 장 높게 나타났다. 일천궁의 재식밀도에 따른 지하부의 생육 특성은 근수량에 있어서 50×15cm의 처리구 에서 18.7 g(건물중) 으로 가장 낮은 수치를 보였으며, 50×25cm의 처리구에서 24 g(건물중) 으로 가장 높은 수치를 나타냈지만 처리 간 유의성은 인정되지 않았다. 일천궁(日川芎)의 근경중에 따른 지하부의 생육특성을 보면 개체당 근경의 생근중은 10 g이하 에서 27 g으로 가장 낮았고, 25 g에서 43.4 g으로 가장 높게 나타났으나 처리간 유의성은 인정되지 않았다. 전체 생근중에 있어서는 10 g이하가 43.9 g로 가장 낮고 , 25 g 이상이 94.6 g으로 가장 높게 나타났다.

본 연구는 방향성 약용작물인 삼백초, 구릿대, 천궁의 향기 성분 조성과 식물정유 함량을 조사하여 향료업과 관련된 다양한 식품첨가물 또는 향원 가능성을 알아보기 위하여 몇가지 실험한 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 삼백초의 향기성분은 22종으로 1,6-octadien-3-ol, 1, 3-benzodioxole, myristicin, α-cadinol, patchouene였고 조성은 alcohol류 6종, ester류 1종, ether류 2종, hydrocarbon류 11종, ketone류 1종, fatty acid류 1종이었다. 2. 구릿대의 향기성분은 14종으로 주요 성분은 3-carene, β-caryophyllene, β-cubebene, butylated hydroxytoluene, caryophyllene oxide, piperonal이었고 조성은 alcohol류 1종, ester류 1종, ether류 1종, hydrocarbon류 10종, aldehyde류 1종이었다. 3. 천궁의 향기성분은 16종으로 주요성분은 aristolene, benzocycloheptene, ylangene, valencene, β-cedrene, satene, and menthofuran이었고 조성은 alcohol류 2종, ether류 1종, hydrocarbon류 12종. furan류 1종이었다. 4. 삼백초, 구릿대 및 천궁 잎의 식물정유 함량은 각각 0.987%, 0.452%, 0.439%로 삼백초가 가장 높은 함량을 보였다.

본 연구는 토천궁의 종묘비 절감과 증식율을 향상시키기 위한 삽목번식법을 이용하고자 할 때 삽수의 발근과 생육에 미치는 요인을 알아보고자 실험하였으며 얻어진 결과는 아래와 같다. 1. 발근율은 Perlite(87.5%) 〉 Perlite 2+ Vermiculite 1 (63.3%) 〉 Sand(33.8%) 〉 Upland soil(14.4%) 순이었으며, 생장은 통기성이 좋아 배지 내에 수분과 공기의 출입이 원활한 Perlite 단용처리에서 가장 좋았다. 2. 관수방법과 관수량 실험에서 저면관수로 30분 간격을 두고 15분 관수를 하는 것이 생육이 가장 좋았다. 3. 줄기 삽수시 생육 초기에는 물만을 공급하고 20일경부터 원예연구소 표준액의 농도를 1/2배로 하여 처리하는 것이 발근과 생육에 더 유리한 것으로 나타났다. 4. 줄기 삽수시 발근 및 생장에 적합한 온도는 30℃=25℃ > 20℃ 순이었고, 일장은 영향을 주지 않았다.

울릉도(鬱陵島)에서 생산(生産)된 일천궁(日川芎)과 봉화지방(奉化地方)에서 재배(栽培)된 토천궁(土川芎)을 공시(供試)하여 차광(遮光)과 비닐피복(被覆)이 생육(生育)과 수양(收量)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하기 위한 시험(試驗)을 2개년간(個年間) 수행(遂行)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 차광효과(遮光效果)에 대한 시험(試驗) 가. 주당분핵수(株當分核數)는 무차광(無遮光)에 비해 차광구(遮光區)가 많았으며 지상부(地上部)의 생체동엽중(生體童葉重)은 일천고(日川考)은 무차광(無遮光)에 비해 35%, 55%차광(遮光)에서 증가(增加)되었고, 토천궁(土川芎)은 차광(遮光)으로 인해 오히려 감수(減收)되는 경향(傾向)이었다. 나. 하고현상(夏枯現象)은 일천궁(日川芎)의 경우 무차광(無遮光)에 비해 55%, 75%차광(遮光)에서 경감(輕減)되었으며 토천궁(土川芎)에서는 무차광(無遮光)과 차광처리(遮光處理)간에 차이(差異)가 인정(認定)되지 않았다. 다. 10a당(當) 건근수양(乾根收量)은 토천궁(土川芎)은 처리간(處理間) 차이(差異)가 없었으나 일천궁(日川芎)에서는 무차광(無遮光) 254kg에 비해 35% 차광(遮光)이 17%, 55%차광(遮光)이 19% 각각(各各) 증수(增收)되어 천궁(川芎) 차광재배시(遮光栽培時)의 적정차광비률(適正遮光比率)은 35~55%였다. 2. 비닐피복효과(被覆效果)에 대한 시험(試驗) 가. 출현률(出現率)은 흑색(黑色)비닐피복(被覆)이 무피복(無被覆)에 비해 일천궁(日川芎)은 98%, 토천궁(土川芎)은 94%로 가장 높았으며 투명(透明)비닐은 출현기(出現期)의 고온(高溫)으로 인해 오히려 낮아졌다. 나. 지상부(地上部)의 생체경엽중(生體莖葉重)은 일천궁(日川芎)이 무피복(無被覆) 177kg/10a에 비해 피복구(被覆區)가 194~241kg으로 증가(增加)하였고, 토천궁(土川芎)도 무피복(無被覆) 310kg에 피복구(被覆區)가 456~574kg으로 생육(生育)이 왕성(旺盛)하였다. 다. 10a당(當) 건근수양(乾根收量)은 흑색(黑色)비닐피복(被覆)이 무피복(無被覆)에 비해 일천궁(日川芎)은 32%, 토천궁(土川芎)은 30% 증수(增收)되어 가장 높은 피복(被覆) 효과(效果)를 나타내었다.

1. 2.4-D 0.5mg/1에서 배발생캘러스 생장과 발생빈도가 가장 양호하였다. 2. 배지 중에서 MS배지가 체세포배 형성과 생육에 좋았으며, 1X MS배지 보다 1/2X MS배지가 배형성에 더 효과적이었다. 3. 탄소원으로는 sucrose가 효과적이었다. 농도는 1%처리가 가장 양호하였으며 농도가 높아짐에 따라 체세포배 형성이 억제되었다. 4. Sucrose 대신 sugar 처리에서도 체세포배 형성이 앙호하였다. 5. 질소원으로는 KNO3 825mg / l 와 NH4NO3 238mg /l 처리가 배발생에 가장 효과적이었다.