Miscanthus has been considered as the most promising bioenergy crop for lignocellulosic biomass production. In Korea, M. sacchariflorus and M. sinensis can be found easily in all regions. It is a great advantage to utilize as important species with respect to genetic and cross-breeding programs materials for creation of novel hybrids. For successful breeding programs, it is important to precisely understand the variability of flowering traits among Miscanthus species as breeding parents materials. In this study, flowering traits were observed daily in 960 germplasms of two Miscanthus species (M. sacchariflorus and M. sinensis) for growing seasons over 2 years. The flowering process was divided into three stages. ST (sprouting time) was recorded when first leaf of the plant emerged on soil. FS1 (flowering stage 1) and FS2 (flowering stage 2) were recorded when flag leaf was firstly observed, and 1 cm of panicle was showing on at least one stem, respectively. For 2013 and 2014, the latest germplasms exerted flag leaf, i.e. September 30 (DOY of FS1 164.1) and September 4 (DOY of FS1 141.0) occurred M. sacchariflorus cv. Geodae 1 and M. sacchariflorus cv. Uram collected from Southern Korea (Jeollanam-do), while Miscanthus germplasms collected from northern Korea (Gyeonggi-do) which emerged the earliest flag leaf in July and August, significantly decreased DOY. For DOY from ST to FS2, M. sacchriflorus germplasms ranged from 140 to 190 days, and 110 to 170 days for 2013 and 2014. The highest frequency showed to 160 days for 2013, and 150 days for 2014. In M. sinensis germplasms, the highest frequency showed to 180 days for 2013, and 170 days for 2014. In the results of correlation between the day of years from ST to FS2 for 2013 and 2014, M. sacchriflorus and M. sinensis showed high coefficient of correlation (0.70 and 0.89). It can be supposed that flowering characteristics of Miscanthus are largely affected by the unique phenotypic characteristic of native habitat than environmental factors of the current planted site. This study for flowering traits of Miscanthus may provides an important information in order to expedite the introduction as breeding materials for creation of new hybrid.

The rice stem borer (Chilo suppressalis Walker) was one of the most destructive pest of rice for the 1960s and 1970s in Korea. Recently, it is newly recognized as a potential risk factor to the biomass yield of bioenergy crops. The current research was firstly conducted to investigate overwintering larvae population density and pattern of rice stem borer attacking Miscanthus sacchariflorus cv. Geodae 1 which is referred to as an ideal lignocellulosic bioenergy crop in Korea. Population density of larvae per 1 m2 in stems and rhizomes at the Miscanthus experimental plots and rates of damage (wormhole, abscission) of M. sacchariflorus cv. Goedae 1 were investigated from October 2012 to March 2013. The population of larvae per 1 m2 in stems of Miscanthus were 23, 4, 1, and 1 in October, November, December 2012, and January 2013, respectively. Over the same period, the population of larvae in basal stem rots and rhizomes were increased, whereas decreased in stems. Interestingly, the positions of larvae for overwintering in Miscanthus were confirmed to 5~10 cm below the soil surface such as basal stem rot and rhizome, whereas the most common overwintering position known in rice is a part of stem on the ground such as rice straw and rice stubble. It would suggest that the larvae gradually moved to bottom of stems and rhizomes in soil in line with decline in temperature. Moreover, the damage rates of stems per 1 m2 were up to more than 50% in some places. In conclusion, this might be the first report that rice stem borer could affect the productivity of biomass of Miscanthus in case of mass cultivation. Moreover, it should be necessary to make a decision in insect control management for this bioenergy feedstock and other related crops.

본 연구는 바이오에탄올 생산용 작물 선발을 위해 국내재배 가능한 일년생 작물중에서 바이오매스 생산량이 우수한 수수-수단그래스 교잡종에 대한 바이오에탄올 생산성을조사하였으며 그 결과는 다음과 같다.1. 총 11 품종의 수수-수단그래스 교잡종 대한 화학적 특성검증 결과 셀룰로오스 함량은 Green Star 품종이 가장높았으며 발효율 검정을 위해 Green Star, Revolution,KF429 그리고 SS504 4품종을 선발하였다.2. 선발된 4품종으로부터 발효 당을 추출하기 위해 시료와1 M NaOH 용매를 1:14의 비율로 혼합하고 150℃에서30분간 전처리하였을 때 시료내 셀룰로오스 함량은 55%이상 이였으며, 발효 저해 작용을 하는 리그닌 및 회분함량은 65%이상 제거 되었다.3. 전처리물의 당화율 검정을 위해 celli CTEC II 효소 30FPU/g-cellulose를 사용하였으며 4품종의 당화율은 평균86%이었다.4. 수수-수단그래스 교잡종의 발효율 검정은 동시당화발효(SSF)방법으로 수행하였으며 발효균주로는 Saccharomysiscerevisiae CHY1011를 사용하였고, 결과적으로 GreenStar의 발효율이 92.4%로 가장 높았으며 에탄올 생산량은 6,206 L/ha임을 확인하였다.

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.

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.

Miscanthus is a rhizomatous perennial C4 grass and has been studied as a lignocellulosic biomass energy crop in Europe and USA. Although Korea has many native Miscanthus species, however, Miscanthus has never been considered as a potential bioenergy crop and not much studied. Therefore, we collected Miscanthus spp (M. sinensis and M. sacchariflorus) in Korea and overseas and conducted a field experiment during 2008-2010 to investigate their agronomic characteristics related to biomass yield and thus to select genotypes with a high biomass yield potential. The agronomic characteristics assessed are plant height, leaf area, stem thickness, stem density, flowering time, dry weight and so on. Some Korean genotypes particularly collected in Jeju and Gyeonggi showed very high biomass yield, suggesting that they can be used for breeding a new Miscanthus cultivar for biomass production. Correlation analyses showed that plant height, stem thickness and density are closely related with biomass yield. Flowering times vary with genotypes and their collection sites. Phenotypic information of Korean Miscanthus we present herein may be useful for further studies on Miscanthus as a bioenergy crop.

우리나라는 바이오디젤을 생산하기에 알맞은 작물로 유채가 급부상하고 있다. 그 이유는 다수성인 유채 1대잡종 품종이 이미 개발되는 등 육종성과가 크고, 겨울재배가 가능하여 작부체계가 유리하며, 양질의 바이오디젤 생산이 용이하기 때문이다. 국내 바이오디젤은 수입 콩기름이나 폐식용 기름을 정제하여 2005년에 약2만톤 정도 생산했으나 유채에 비해 품질과 수량면에서 한계를 드러내고 있다. BD20(경유 80%+식물성 기름20% 혼합유)의 품질을 높이기 위해서는 유채 원료만이 가능하다고 보고 있다. 우리나라는 바이오디젤에 관해 2002년부터 시범사업을 추진해왔으며 2006년 7월 1일부터 BD5(식물성기름 5%+경유 95% 혼합유)를 전국에 보급 중에 있다. 정부는 지난 9월7일 「바이오디젤 중장기 보급계획」을 확정했다. 그 주요내용은 경유에 혼합되는 바이오디젤 비율 목표를 내년부터 매년 0.5% 포인트씩 높여 2012년까지 3.0%로 설정하여 추진키로 했다. 이 목표달성을 위한 원료작물 생산기반 구축이 절실한 실정이다. 바이오연료 원료작물을 국내에서 생산할 때만이 에너지 확보, 온실가스 감소 및 농가소득 안정화에 크게 기여할 것이라고 널리 알려져 있다. 농촌진흥청 친환경바이오에너지연구사업단의 목표는 바이오에너지 원료작물의 안정적인 생산과 공급체계 구축에 있다. 즉, 바이오연료 생산에 많은 양의 농산물이 투여되기 때문에 수량성 증대를 위한 품종개량에 중점을 두는 것이다. 또한 국내 바이오에너지 원료작물의 생산성이 낮기 때문에 최대 생산기술 개발 및 생력화를 통한 생산비 절감 등에도 역점을 두고 있다. 바이오에탄올용 원료작물 연구는 바이오에너지 국가정책 수립과 발을 맞추어 국내에서 최대생산이 가능하고 유망한 작목 및 품종 선정에 치중할 계획이다. 식용자원과 경합을 피하기 위해 비식용 바이오매스 작물 탐색 연구도 추진 중에 있어 앞으로 원료작물 생산성 증대에 크게 기여할 것으로 보인다.