탄소흡수능력이 증진된 속성수 품종육성 기술개발 (2024수행과제)

Ⅰ. 연구개요

Ⅱ. 연구목적 및 필요성 

1. 연구 목적 

○ 입지별 적응과 생장 우수한 포플러 및 버드나무 클론 선발 

○ 양버들 증식재료 채취 

2. 필요성

 ○ 포플러는 1962년부터 본격적으로 보급되기 시작하여 치산녹화 1, 2차 기간동안 935천여 ha가 보급되어 우리나라 황폐지 피복·녹화·용재 생산에 크게 기여 

○ 20세기 중ㆍ후반부터 유류가격의 급상승으로 포플러 및 버드나무류가 목재보다는 바이오에너지 생산 유망수종으로 각광을 받게 되어, 전 세계적으로 단벌기 에너지림 조성 수종으로 이용 

○ 포플러의 새로운 용도는 기후변화에 대응하여 대기 중 이산화탄소를 나무 바이오매스에 격리ㆍ저장하는 것이며, 포플러는 속성수임으로 이러한 용도에 이상적인 수종임 

○ 따라서 국내 조림된 포플러류의 입지별(산지, 간척지, 수변지 등) 생장과 적응 실태를 파악하고, 우수 클론을 선발하여 기후변화 등 다양한 환경 대처 수종으로 활용이 필요함 

Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 

○ 백합나무 한계권역 규명 : 20개소 

- 지금까지 적응 및 생장 장애가 심한 지역(4-1. 4-2. 3-7 등)을 중심으로 생장 및 적응관련 특성 관찰이 가능한 10년 이상 조림지를 대상으로 생장과 입지·환경 조사 

- 거시 환경인자인 기온, 습도, 강우량 등을 중심으로 생장과 적응특성과의 관계를 분석하여 한계권역 판정 

○ 백합나무 적지판정 : 20개소

 - 비교적 적응 및 생장 장애가 적었던 생육권역을 중심으로 10년 이상된 임분을 선정 및 생장과 입지·환경 조사

 - 대상 조림지의 입지·환경인자(국소지형, 방위 등)와 토양인자(물리적, 이화학적 특성)를 조사, 백합나무 생장 및 적응특성과의 관계를 분석하여 조림적지의 환경인자 규명 

Ⅳ. 연구 결과 

○ 바이오매스 우수 사시나무류 종간 교잡종 육성 

 - 사시나무류 종간 교잡종 육성을 위한 교배방법 제시 

 - 사시나무류 종간 교배를 통한 교잡종 육성 및 생장 특성 조사

 - 사시나무류 종간 교잡종 포지생장 우수개체 선발 및 검정림 조성 

 - 사시나무류 종간 교잡종의 건조내성 특성 구명

 - 사시나무류 중식 특성 구명 및 종간 교잡종 클론 증식

 - 사시나무 선발에 의한 클론 보존원 겸 육종원 조성 

○ 바이오매스 우수 버드나무류 종간 교잡종 육성 - 버드나무류 종간 교배 친화성 구명

 - 버드나무류 종간 교배를 통한 교잡종 육성 및 특성 구명 - 쪽버들의 삽목증식 구명 

○ 신품종 육성을 위한 포플러류 형질특성 조사 

○ 새만금 간척지 단벌기 바이오매스 우수클론 선발 - 단벌기 바이오매스 우수클론 선발 - 새만금 간척지 단벌기 바이오매스 연료제조 특성 분석 Ⅳ. 연구 결과

○ 바이오매스 우수 사시나무류 종간 교잡종 육성

 - 포플러의 일반적 교배방법에 대한 소개와 더불어 사시나무류 종간 교잡종 육성을 위한 교배 모수 선발, 교배지 채취 및 조제 방법, 화분 채취 및 보관 방법, 교배방법 등을 제시하였음 

 - 산지 조림형의 바이오매스 우수 사시나무류 종간 교잡종 육성을 위해 사시나무, 수원사시나무, 은백양 및 현사시의 선발 모수를 대상으로 전체 16종의 종간 교잡종을 육성하였음, 교배조합간 유묘 단계에서 묘고 및 직경 생장은 현사시나무×사시나무99-17 > 사시나무99-48×수원사시 > 현사시나무×사시나무99-18 > 사시나무99-21×현사시 3호 순으로 낮아져 유의적 차이가 있는 것으로 나타났고, 유묘의 잎 면적이 큰 교배조합이 생장도 상대적으로 큰 경향을 보여주었음 

 - 사시나무류 종간 교잡종으로부터 포지생장 우수개체를 선발하였고(3교배조합, 15개체), 또한 4년생 3배체 사시나무 종간 교잡종으로부터 생장이 우수한 6종의 클론을 선발하였음 

 - 사시나무류 및 종간 교잡종의 건조내성은 사시나무, 사시나무×수원사시나무 > 현사시나무×사시나무, 현사시나무×현사시나무 > 은백양×현사시나무, 은백양×사시나무, 현사시나무(은백양×수원사시) 순으로 나타나 사시나무 및 수원사시가 건조 내성이 상대적으로 우수하고, 은백양을 교배 모수로 하는 교배 조합묘가 건조 스트레스에 민감한 것으로 나타났음 

 - 사시나무류 종간 교배시 은백양×현사시 및 현사시나무×현사시나무 교배 조합이 현사시나무×수원사시 및 은백양×사시나무 교배 조합보다 삽목 발근율이 현격히 높은 것으로 나타났으며 특히, 종간 교배조합 내의 삽목발근율의 개체 변이가 78%로 매우 심하게 나타나 삽목 증식에 의한 클론묘 생산을 위해서는 발근율이 우수한 개체 선발이 필요함 

 - 사시나무류 종간 교배 조합묘의 선발개체를 대상으로 조직배양방법을 통해 24종의 클론묘를 육성하였으며 3개 지역에 클론 검정림을 조성하였음. 또한 12종의 교배 조합묘를 대상으로 교배조합 검정림을 조성하였음 

 - 사시나무 클론검정림(27년생)으로부터 생장 및 적응성이 우수한 클론으로 소광4 등 7개 클론을 선발하였고, 산지로부터 20개체를 우량목으로 추가 선발하였음. 선발 클론 및 개체는 근삽에 의한 클론 증식을 통해 클론보존원 겸 육종원을 조성하였음 

○ 바이오매스 우수 버드나무류 종간 교잡종 육성 

 - 버드나무, 왕버들, 쪽버들 및 호랑버들을 대상으로 종간 교배를 통해 교배친화성을 구명하였음

 - 버드나무류 종간 교배를 통해 교목으로는 버드나무×쪽버들, 왕버들×버드나무류, 쪽버들×버드나무류 종간 교잡종을, 관목형 버드나무류 교잡종으로는 호랑버들×갯버들(호랑갯버들) 교잡종을 육성하였음

 - 버드나무×쪽버들 교잡종(4년생)은 비교목 버드나무보다 생장이 20% 전후로 우수한 것으로 분석되었고, 왕버들의 통직성을 개량하기 위한 왕버들×버드나무류 종간 교잡종은 다소 통직성이 개선되는 경향은 있었으나 모계 유전적 특성으로 왕버들과 비교했을 때 유의적 차이가 없는 것으로 나타났음. 쪽버들을 모수로 교배한 쪽버들×버드나무류 종간 교잡종은 발아 후 생장하면서 대부분이 고사하였음. 한대성 고산수종인 쪽버들 교잡종도 교배 모수(수분수)인 쪽버들의 특성이 강하게 나타나 해발고가 낮고 기온이 높은 지역(수원)에서 고사하는 것으로 추정됨

 - 호랑버들×갯버들(호랑갯버들) 교잡종의 표현형적 특성은 호랑버들과 갯버들의 중간적 특성을 나타내어 모계 유전하는 버드나무류 종간 교잡종과 다른 특성을 나타내고 있으며, 생장은 갯버들 대비 호랑갯버들이 2배 전후로 바이오매스 생산이 우수하였음 

 - 쪽버들은 일반적 삽목에 의한 증식이 어려운데 2월에 삽목 증식이 가능함을 제시하였음 

○ 신품종 육성을 위한 포플러류 형질특성 조사 - 포플러 신품종 육성을 위한 기초자료로 사용하기 위해 국내자생, 도입 및 새롭게 육성한 포플러류 10종을 대상으로 수종별 생육 특성과 선발된 25클론의 클론별 동아, 잎, 줄기 등의 형태적 특성을 사시나무 TG에 준하여 조사하였음 

○ 새만금 간척지 단벌기 바이오매스 우수클론 선발 

 - 새만금 간척지의 단벌기 바이오매스 생산에 적합한 수종으로는 미루나무와 이태리포플러, 바이오매스 우수 클론으로 미루나무는 97-18, Ay48, 79-iL-16, R89 클론을, 이태리포플러는 Sanmartino, Bellotto, V-211클론을 선발하였고, 선발 클론은 건중 7 ton/ha/year의 바이오매스를 생산할 수 있는 것으로 추정됨 

 - 새만금 간척지 단벌기 바이오매스 적정 벌기령은 3년 주기 벌기가 4년 주기 벌기령보다 바이오매스 생산량이 높아 3년 주기 벌기로 분석되었으나 바이오매스의 연료제조 특성을 고려하면 벌기령이 높아질수록 연료제조의 품질이 우수한 것으로 나타나 4년 주기 벌기령이 적정한 것으로 추정되었음. 특히, 바이오매스 생산이 저조하고 국소적 염류 농도가 불규칙한 간척지 토양 특성을 고려한다면 바이오매스의 수확기는 말구직경이 4cm 이상 되었을 때가 적정한 것으로 나타났음