• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2008

비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권1호
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• pp.65-73
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• 2006

옥수수 유식물 줄기에서 중요 BRs의 함량조절 기작을 옥수수 유식물 줄기로부터 얻어진 효소원을 이용하여 조사하였다. 먼저 활성형 BR인 CS의 대사를 [$^2H_0$]-와[$^2H_6$]-CS를 기질로 사용하여 실험한 결과 [$^2H_0$]- 와 [$^2H_6$]-CS는 각각 [$^2H_0$]-26-norCS와 [$^2H_3$]-28-norCS로 전환됨을 GC-MS 분석을 통해 확인하였으며, 이러한 두 가지의 대사과정 중 C-26 탈메틸 반응에 의한 CS에서 26-norCS로의 전환만이 생체 내에서 일어나는 반응임을 확인하였다. 이와 함께 주요 생합성 전구물질인 6-deoxoTE와 6-deoxoTY에 대해서도 같은 효소원을 이용하여 C-26 탈메틸 반응에 의한 대사를 조사한 결과 6-deoxoTE는 6-deoxo-3-dehydroTE와 6-deoxoTY로, 6-deoxoTY는 6-deoxo-3-dehydroTE와 6-deoxoTE로 전환됨을 확인함과 동시에, 6-deoxoTE는 6-deoxo-26-norTE 로, 6-deoxo-3-DHT는 3-dehydro-6-deoxo-26-norTE, 6-deoxoTY는 6-deoxo-26-norTY로 전환됨을 확인하였다. 이러한 결과들은 옥수수 유식물 줄기에서 중요 BRs가 모두 C-26 탈메틸 반응이 일어날 수 있음을 나타내는 결과로서 BRs의 C-26 탈메틸 반응이 활성형 BR뿐만 아니라 그 생합성 전구물질에도 중요한 함량조절 기작임을 확인 할 수 있었다.

• 식물병연구
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• 제17권3호
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• pp.369-375
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• 2011

Fusarium verticillioides(완전세대: Gibberella moniliformis)는 Gibberellea fujikuroi 종 복합체에 속하는 식물병원균으로서 옥수수의 줄기와 이삭에 썩음병을 일으킬 뿐 아니라 인축에 중독증을 일으키는 fumonisin 곰팡이 독소를 생산한다. 본 연구의 목적은 옥수수에 주로 발생하는 fumonisin 생성가능 G. fujikuori 종 복합체 소속 Fusarium 곰팡이 중 F. verticillioides와 그 외 F. proliferatum, F. fujikuori 등을 서로 구별할 수 있는 종 특이적 PCR primer 조합을 개발하는 것이다. RNA polymerase II beta subunit 유전자(RPB2)의 염기서열로부터 제작된 특이 primer 조합(RVERT1와 RVERT2)은 우리나라 옥수수에서 분리한 잠재적인 fumonisin 생성 G. fujikuori 종 복합체 균주 중 오직 F. verticillioides로부터 208 bp 크기의 단일 DNA 절편을 증폭하였다. 한편 F. verticillioides를 포함한 모든 조사균주는 fumonisin 생합성에 필수적인 FUM1 유전자를 포함하고 있었다. 개발된 특이 primer 조합의 검출한계는 분석 곰팡이 DNA 0.125 pg/${\mu}l$ 수준이었다. 한편, 같은 primer 조합으로 Fusarium spp.에 오염된 옥수수 시료의 게놈 DNA로부터 F. verticillioides 특이 DNA 절편이 증폭되었다. 이와 같은 결과를 종합할 때, 본 연구에서 개발된 primer 조합은 여러 곡물 시료에 오염되어 있는 F. verticillioides 균주의 검출과 종 동정에 유용하게 사용될 것이다.

• 한국잡초학회지
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• 제14권1호
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• pp.34-41
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• 1994

생물검정 결과 수수에 함유된 타감물질의 억제 효과는 공시 식물, 사용부위 및 사용 농도에 따라 다르게 나타났다. 공시 작물 및 잡초 모두가 줄기에서 추출한 물질에 의해 발아 및 생장이 억제되었는데 작물은 무우, 밀, 벼 순으로 억제효과가 있었으며 옥수수에서 억제효과가 가장 적었다. 잡초는 Ipomoea, triloba에서 가장 억제효과가 나타났으며 그 다음이 Echinochloa colona, Rottboellia cochinchinensis 순으로 나타났다. 수수의 부위별로 타감물질의 억제정도를 조사한 결과 E. colona에서는 줄기 부위에서 가장 크게 나타났는데 7.5%(w/v) 에서 E. colona의 생육이 완전히 억제되었으나 잎, 뿌리는 억제효과가 크지 않았다. 무우에서는 줄기, 잎, 뿌리 모두가 비슷하게 억제 작용을 나타냈으며 5%에서 무우의 생육이 완전히 억제되었다. 온실에서 수수 줄기를 이용해서 mulching 실험을 한 결과 줄기의 타감물질이 E. colona와 무우에 상당한 억제효과가 있다는 것이 확인이 되었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제26권3호
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• pp.409-425
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• 2018

유기농 답전윤환밭 및 연속밭의 옥수수 8품종(얼룩찰1호, 흑점2호, 일미찰, 흑진주찰, 찰옥4호, 미백2호, 대학찰)과 수수 7품종(황금찰, 앉은뱅이수수, 목탁수수, 소담찰, DS202, 남풍찰, 동안메)에서 나방류 발생 및 수량 특성을 조사하였다. 조명나방 성충은 년 3회 최성기를 보였고 담배나방류 성충들은 3-4회 최성기를 보였다. 또한 조명나방 유충에 의한 옥수수 및 수수의 잎과 줄기 피해율은 시간이 지날수록 증가하는 경향을 보였는데, 수수의 조명나방 유충에 의한 피해율은 8월 중순에 급격히 증가하였다. 미흑찰, 얼룩찰1호, 일미찰, 흑점2호, 미백2호 등 옥수수 품종들에 대한 조명나방 유충에 의한 피해율은 윤환밭과 연속밭 간 통계적으로 유의한 차이(P=0.05)를 보였고, DS202 품종(83%와 89%)을 제외한 나머지 6종 수수 품종들의 조명나방 유충에 의한 피해율은 연속밭에서 높거나 비슷하였다(50-92%). 옥수수의 나방 유충에 의한 이삭 피해율은 5%(찰옥4호)에서 38%(흑진주찰)였는데, 대학찰 품종은 답전윤환밭(33%)에서 연속밭(14%)에 비해 상대적으로 더 높은 피해를 입었다. 답전윤환 수수 포장에서 소담찰(94%)과 DS202(82%)가 높은 피해율을 보였고, 연속밭에서는 7개 수수 품종 모두 78% 이상의 피해율을 보였다. 흥미롭게도 답전윤환밭 및 연속밭의 옥수수와 수수 품종들에 대한 조명나방 유충에 의한 평균 피해율과 평균 침입공수 간에는 각 정의 상관관계(옥수수 r=0.69윤환밭, 0.95연속밭; 수수 r=0.93윤환밭, 0.97연속밭)를 보였다. 또한 수확 후, 유기농 윤환밭 및 연속밭 포장에서 나방 유충에 의한 옥수수 8품종들과 수수 7품종들의 평균 피해율과 이삭무게 또는 천립중(g) 간에 부의 상관관계(옥수수 r=-0.38윤환밭, -0.49연속밭; 수수 r=-0.70윤환밭, -0.57연속밭)를 나타냈다. 이상의 결과는 유기농 옥수수 및 수수 재배포장에서 나방류의 관리가 수량 확보에 매우 중요하다는 사실을 의미한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제34권4호
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• pp.284-291
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• 2001

유기질비료와 화학비료 시용에 따른 작물체의 질소동위원소비 (${\delta}^{15}N$) 차이 유무를 조사하기 위해 포트 조건에서 돈분 퇴비 (+13.9‰) 와 요소(-2.3‰) 를 시용하여 70일간 재배한 옥수수의 뿌리, 줄기, 잎, 알곡에 대한 ${\delta}^{15}N$ 값을 분석하였고, 동위원소 질량수지 방정식을 이용하여 옥수수 전부위에 대한 ${\delta}^{15}N$ 값을 계산하였다. 옥수수의 ${\delta}^{15}N$값은 토양 질소의 영향과 질소의 형태변환과정에 수반되는 동위원소분할효과에 의해 시용한 퇴비와 요소의 ${\delta}^{15}N$ 값과 차이를 보였다. 옥수수 전부위, 뿌리 및 줄기의 ${\delta}^{15}N$ 값은 요소와 퇴비 시용에 따른 유의성 있는 차이 (p<0.05)를 나타내지 않았지만, 잎과 알곡의 ${\delta}^{15}N$ 값은 각각 퇴비 처리구(+14.3‰, +16.2‰) > 무처리구(+13.2‰, +13.9‰) > 요소-퇴비 혼합처리구(+10.1‰, +12.6‰) 요소 처리구 (+10.1‰, +12.4‰)의 순서로 유의성 있는 차이가 나타났다. 따라서, 본 연구는 시용 질소원의 종류(퇴비 또는 화학비료)를 확인하는데 있어서 작물의 잎 또는 알곡의 ${\delta}^{15}N$ 값 활용 가능성을 제시해주는 것으로 판단되었다. 하지만, 보다 일반적인 결론을 얻기 위해서는 다양한 종류의 토양과 작물에 대한 연구가 요구된다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제30권1호
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• pp.1-8
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• 2010

청보리와 사료용 옥수수 작부체계에서 청보리 수확 후 만파한 사일리지 옥수수 7품종에 대하여 생육 및 수량을 적파재배와 비교하고자 2007년과 2008년 충남농업기술원에서 수행하였다. 청보리 뒷그루로 옥수수를 만파하면 생육기간의 단축과 고온기 생육으로 인하여 경직경과 이삭의 크기와 무게가 크게 감소되었다. 적파에 비하여 만파시 지상부 전체 건물중에서 잎과 줄기의 구성비율이 증가되고 암이삭의 비율이 감소되었는데, 그 정도는 품종간 차이가 있었다. 청예수량, 건물수량 및 TDN 수량은 적파에 비하여 청보리 뒷그루로 만파시 변이계수가 높았다. 적파를 대비로 할 때 만파재배시청예수량 91.8%, 건물수량 72.6%, 종실수량 51.0%, TDN 수량 68.1% 수준으로서 종실수량의 감소폭이 가장 컸고, 이로 인하여 TDN 수량이 크게 감소되었으며, 청예수량은 감소폭이 가장 적었다. 청보리 뒷그루로 만파 재배시 건물수량과 TDN 수량이 높은 품종은 강다옥으로서 다른 품종에 비하여 이삭의 크기와 무게의 감소폭이 적었다. 따라서 청보리 뒷그루로 만파하면 경엽 건물수량에 비하여 종실수량의 감소폭이 크므로 총 건물수량을 확보하기 위해서는 파종기 이동에 의하여 이삭의 크기와 무게에서 변화가 적은 품종을 선정할 필요가 있었다.

• 한국유기농업학회:학술대회논문집
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• 한국유기농학회 2009년도 하반기 학술대회
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• pp.298-298
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• 2009

유기농업 토양에서 합리적인 유기물 관리를 위한 기초자료로 활용하기 위하여 밭토양에서 동일한 유기물을 9년간 연용하면서 옥수수의 건물량의 연차간 변화량을 조사하였다. 처리는 무비구(WF)를 비롯하여 화학비료 단용처리(CF), 화학비료 및 돈분왕겨퇴비 혼용(CF+CPR) 두었으며, 유기자원별로는 돈분왕겨퇴비(CPR), 채종유박(RC), 볏짚퇴비(CRS), 녹비(GM) 등 7처리를 두었고, 작물의 생산성은 줄기와 알곡을 포함한 총 건물량에 대하여 화학비료 단용구를 대조로 하여 상대비교하였다. 옥수수의 생육은 파종후 52일 및 수확기에 볏짚퇴비구와 녹비처리구에서 가장 양호하였다. 9년차 옥수수 총 건물량은 화학비료구 1,226kg/10a 대비 녹비처리구에서 121%로 높았으나 볏짚퇴비구 97%, 채종유박 92% 돈분왕겨퇴비 80%로 낮았으며, 무비구의 경우 24%의 수량을 보였다. 양분의 흡수량은 녹비처리구에서 11.8kg/10a로 화학비료구에 비하여 낮았으나 다른 유기자원 처리구보다 높았다. 질소 이용율은 녹비처리구 61.1%로 화학비료구 61.6%와 동일한 수준을 보였다. 화학비료구에 대한 상대적인 수량은 녹비처리구에서 5년차까지 증가하다가 6년차부터 점차 감소하는 경향(y=$-2.044x^2$+25.302x+51.402, $R^2$=0.8571)이었으며, 볏짚퇴비구도 7년차까지는 수량이 증가하다가 8년차부터 감소하는 경향(y=$-1.0621x^2$+13.091x+63.59, $R^2$=0.6643)을 보였다. 유기질비료구와 돈분왕겨퇴비구는 완만한 감소경향을 보였으나 무비구는 급격히 감소하는 경향이지만 점차 감소폭이 좁아지는 경향(y=$0.4584x^2$-9.5544x+69.221, $R^2$=0.8777)을 보였다.

• 한국환경농학회지
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• 제13권3호
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• pp.241-250
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• 1994

아연광산 인근지역의 농경지에 중금속의 오염정도와 옥수수의 생육에 미치는 영향을 조사하여 농작물 피해경감 대책의 기초자료로 활용하기 위하여 1993년에 경상북도 영양군 일월면 용화리 아연광산 수계지역의 토양중 중금속함량과 옥수수의 생육상황 및 토양중 중금속 함량과 식물체내 함량과의 관계에 대하여 조사 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 영양지역의 토양중 중금속 함량은 비오염지역인 칠곡에 비해 Zn, Cu, Pb,Cd, As 함량이 현저히 높았고 광산으로부터 거리별 토양중 중금속함량은 $2.0{\sim}2.5km$ 에서 가장 높았으나 3.0km 지점에서도 1.5Km 지점보다 높은 경향이었다. 2. 오염지역의 작물별 엽내 중금속 함량은 Zn, Cu, Pb, Cd, As 함량이 모두 콩에서 가장 높았고 다음은 옥수수, 벼의 순이었다. 3. 오염지역에서 옥수수 생육은 현저히 불량 하였고 토양중 중금속 함량도 월등히 많았다. 4. 옥수수의 부위별 중금속 함량은 토양중 함량과 같은 경향이었고 부위별로는 잎에서 가장 많았으며 원소별로는 Zn > Cu > As > Cd > Pb 순위이었으나, 각원소의 부위별 함량은 다소 차이가 있었다. 5. 토양중의 중금속함량과 옥수수 생육상황과는 전반적으로 부의 상관관계가 있었으나 조사된 원소중 Cu, Pb 함량과 옥수수의 초장, 착수고, 줄기굵기, 자수길이 및 수량과는 유의한 부의상관이 인정되었다. 6. 토양중 중금속 함량과 식물체 부위별 중금속 함량과의 관계는 대체로 정의 상관 관계를 나타냈으며, 토양중의 Pb, Cd, As 함량이 많으면 식물체 내의 Pb, Cd, As 함량이 증가되었고, 곡실중의 Pb와 As 함량은 토양중의 Cd 및 As와 유의한 정의 상관이 인정되었다.

• 한국균학회지
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• 제3권2호
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• pp.1-6
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• 1975

담자균(擔子菌) Pleurotus ostreatus, Pholiota nameko, Flammulina velutipes가 생산(生産)하는 각종(各種) 효소(酵素)에 의(依)한 톱밥류와 농산물 폐물인 고구마줄기, 옥수수대 및 보리짚의 영양사료(榮養飼料)에 관하며 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 활엽수, 포플라 및 밤나무의 톱밥과 고구마줄기 옥수수대 및 보리짚의 비율을 $42{\sim}49$ 대(對) 30으로 조절(調節)하고 쌀겨 $18{\sim}25$의 비율로 배합한 기질(基質)에서 수분함량(水分含量) $67{\sim}70%$, 온도(溫度) $24{\sim}26^{\circ}C$가 발육(發育)에 적합(適合)하였다. 2. 20일간(日間) 각시험구(各試驗區)에서 생장(生長)시킨 후(後) 원료기질중(原料基質中)의 섬유를 조사(調査)한 바, $47{\sim}50%$ 분해(分解)하여 다당류화(多糖類化)시켰고 리그닌은 $20{\sim}25%$ 분해(分解)하였고 단백질함량은 처음의 약 3배량(倍量)이었다. 3. 조(粗)섬유의 농후사료화(濃厚飼料化)가 가능(可能)하였다.