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바이오연료 원료작물 생산증대법을 연구하는 미국
New Study Shows Producers Where and How to Grow Biofuel Crops

해외과학기술동향

2018-01-20


바이오연료 원료로 사용되는 미국 내 5종의 작물에 대해 생산량을 증대할 수 있는 실제적인 작물재배학적 데이터가 최근 보고서로 발간되었다. 지금까지 작물생산자들은 이들 원료작물을 어디에 심고 어떻게 키워야 하는지에 대한 결정을 내리기 위해 불완전한 정보나 비현실적이며 소규모의 연구결과에 의존해야 했다.

미국 에너지부(DOE, Department of Energy)와 Sun Grant Initiative가 후원하여 2008년 시작된 이 프로젝트는 Illinois 주립대 농과대학 등이 포함된 26개 기관의 연구자가 참여하고 있다. 이 연구에서는 switchgrass, Miscanthus, sorghum, energycane 및 prairie mixtures 등 5종의 바이오연료 원료작물에 대해 넓고 다양한 지역에 대해 장기간에 걸친 생물에너지 잠재력(bioenergy potential)을 평가했다.

Miscanthus과 energycane은 다른 작물에 비해 상대적으로 적은 면적에서 시험되었지만 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 연구진은 평가하고 있다. 이 두 작물에 대한 실증데이터도 7년에 걸쳐 5곳의 부지에서 얻어진 33개의 데이터셑에 기초하고 있기 때문에 충분히 가치를 갖고 있다는 평가다.

이들 5종의 작물은 5년에서 7년에 걸쳐 여러 장소에서 생육되었고 질소비료의 농도를 다양하게 실험하였다. 비록 대부분의 이들 작물이 척박한 토양을 견딜 수 있는 것으로 알려져 있지만 연구진은 토양 중에 질소가 있으면 성장에 도움이 되는 것을 발견하였다. 예를 들어 Miscanthus는 에이커 당 53.5 파운드의 질소비료를 뿌렸을 때 생육이 최대였다. Prairie mixtures도 질소를 첨가했을 때 생육에 도움이 되었다. 에이커 당 100 파운드의 질소비료를 주었을 때 수확량이 최고였다. 하지만 연구진은 비료 비용과 수확량의 효과를 비교해서 이를 실제 적용해야 할지 여부를 결정해야 할 것이라고 지적했다. 즉 에이커 당 50 파운드 이상의 질소비료를 사용하는 것은 경제적으로 수익을 내기 어렵다는 것이다.

또한 대부분의 작물이 가뭄에 견딜 수 있다고 알려져 있지만 강우량도 생육에 차이를 주는 것으로 밝혀졌다. Miscanthus 수확량은 강우량에 직접적인 영향을 받았다. 강우량이 적어지면 수확량도 줄었다. 하지만 이는 시기에 크게 영향을 받았는데 겨울에 물이 많을 경우 물에 성장이 좋았고 이후 강우량이 적으면 수확도 줄었다고 밝혔다. 척박한 환경에 강한 풀들로 이뤄진 prairie mixtures는 2012~2013년 일부 시험재배지에서는 극심한 가뭄에 시달렸다고 한다. Oklahoma 시험재배지에서는 너무 소출량이 적어 수확을 하지 못했다고 밝혔다.

Energycane은 가장 많은 수확이 가능하나 이는 미국 내 일부지역에 국한되는 것으로 나타났다. 미국 내 가장 많은 지역에서 가장 많은 수확량을 내는 작물은 sorghum인 것으로 나타났다. 이 작물은 여러 조건에서 가장 잘 적응했고 재배자들에게도 쉬운 작물로 나타났다. 성장속도도 놀라워서 6월 초에 파종하면 9월에는 15~20 피트까지 자라며 가뭄에도 강하다고 밝혔다.

연구진은 해당 연구결과 및 데이터를 인터넷에 공개하고 있다. 해당 논문은 “Biomass production of herbaceous energy crops in the United States: Field trial results and yield potential maps from the multiyear regional feedstock partnership”이며 학술지 GCB Bioenergy 특별호에 실렸다.