1. 서 론

우리나라의 벼농사는 소로리 볍씨를 통해 선사시대인 1만 2,500여 년 전부터 이뤄졌음을 추정하고 있으며, 쌀, 보리. 귀리와 같은 벼과 식물은 우리나라 사람들에게 주된 식량이었으며, 친숙한 작물이었다. 특히 벼과 식물은 종자만 사용한 것이 아닌 종자를 채취한 뒤 남은 지푸라기 또한 선사시대 때 집을 짓는 재료로 사용하기도 하였고 초가집의 지붕, 돗자리와 같은 주거지의 재료로 사용되기도 하였다. 이렇듯 벼과 식물은 우리나라 사람들의 삶에 중요한 요소였다.

중국의 채륜이 종이를 발명한 이후 식물체에서 채취한 섬유가 종이의 재료로써 사용되어 왔으며, 한국은 닥나무 인피섬유를 중세부터 현재에 이르러서까지 전통 종이를 만드는 주재료로 사용되었다. 하지만 닥나무의 생산이 부족하고 책을 만들기 위한 종이의 수요가 증가하자 닥나무 인피섬유의 사용을 줄이기 위해 초절목피(草節木皮: 뽕나무나 마와 같은 장섬유와 벼, 귀리, 보리의 지푸라기로 만든 섬유인 고정)을 함께 섞어 사용하였다[1,2].

고정지(藁精紙)는 사용된 재료나 염색의 유무에 따라 다르게 불리었는데, 마디를 가진 벼과의 식물을 사용하여 고절지라고 불리기도 하였으며[3], 초절(草節, 볏짚 등)을 섞었다 하여 잡초지, 보릿짚을 사용한 모절지(麰節紙), 볏짚이나 귀리로 만들면 고정지(藁精紙)라고 불리었다[3,4]. 또한 황색으로 물을 들여 황고지(黃藁紙)라 불리었다[5].

고정지는 볏과 초본식물의 단섬유를 함께 섞어 사용함으로 강도의 불리함이 존재하였다. 이에 따라 강도적 요소가 적은 책, 문서, 서화지 등의 용도로 주로 사용되었으며, 이것은 두껍고 질긴 종이를 선호하는 중세 한국에서 고정지가 고급지로써 사용되지 않았음을 추측할 수 있다[6].

토종벼는 고정지의 재료로써 고려시대부터 조선시대까지 사용되어 왔다[7]. 그러나 1930년대 이후 내도복성과 내병성 강화를 목표로 한 자포니카 품종 간 교배와, 1970년대 자포니카와 인디카 품종 간 원연교잡을 통해 ‘통일벼’와 같은 개량 품종이 개발되었다[8]. 이러한 품종들은 다수확, 내도복성, 내병충성이라는 이점을 가져왔지만, 초장이 짧아지고[9], 리그닌 함량이 증가하는 특성 변화를 보였다. 이는 전통 고정지 제작에 필수적인 양질의 섬유 확보를 어렵게 하고, 섬유 특성 변화로 인한 종이 품질의 안정성 확보에 어려움을 야기하고 있다.

본 연구는 최근 지류문화유산 보존과 복원 현장에서 고정지에 대한 수요와 중요성이 날로 증가함에 따라 전통 고정지 복원에 적합한 원료 확보를 목적으로 토종벼 30종을 선발하였다. 이들 품종을 대상으로 볏짚의 길이(초장)와 볏짚을 마디, 줄기, 이삭 줄기, 엽초의 네 부위로 나눠 각각 해부학적 특성 및 화학조성 분석을 실시하였다. 분석결과를 토대로 전통적인 고정지 제조 방식에 적합하면서도 우수한 제지 특성을 갖춘 품종을 선발코자 하였다.

본 연구를 통해 전통 고정지 제조 복원에 적합한 품종과 원료 특성을 확보함으로써 현대 재배 볏짚을 원료로 한 전통 고정지 제조의 문제점을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 문화유산의 정체성과 완성도를 높이는 데 기여할 수 있다. 아울러 향후 기타 전통 종이 복원 및 제작에 있어 실질적인 기반 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

2. 재료 및 방법

2.1 공시재료

실험용 볏짚은 경기도 파주 소재 W농장의 동일한 경작지에서 재배한 30종의 토종 볏짚을 구입하여 사용하였다. Table 1에 본 연구에서 사용한 토종 볏짚 시료를 나타냈다.

2.2 실험방법

2.2.1 해부학적 특성 분석

품종별로 Table 1의 평균 초장에 해당하는 볏짚 시료 5본을 선발하여 마디, 줄기, 이삭줄기, 엽초 4부분으로 구분하여 해섬용 시료를 제작하였다. 시료를 20 mL screw cap culture tube에 넣고 Schultze 용액[KClO₃(1):Conc. HNO₃(2):H₂O(1), w/w]을 가하여 실온에 1주간 침지 처리 후 증류수로 세척하고 culture tube를 흔들어서 해섬하였다. 해섬한 시료는 safranin-astra blue 이중염색법으로 염색하였다. 시약은 KClO₃ (GR, Junsei, Japan), HNO₃ (GR, Daejung, Korea), Safranin (GR, Junsei, Japan), Astra blue (GR, Anhui Witop Biotech Co., Ltd., China)를 사용하였다. 염색된 섬유는 프레파라트를 제작한 후 광학현미경(CX23, Olympus, Japan)을 사용하여 40×, 400×의 배율로 각각의 볏짚 시료에 대하여 50개씩 섬유장, 섬유폭, 세포 내강폭을 측정하였다. 제지용 섬유의 형태적 특성인 aspect ratio, Runkel ratio, flexibility coefficient를 Table 2의 식을 이용하여 구하였다.

2.2.2 화학조성 분석

2.2.2.1 분석용 시료 제조

볏짚 줄기의 마디와 잎을 제거한 후 미분쇄기(MF 10B, IKA, Germany)를 이용하여 40–80 mesh로 분쇄 후 사용했다.

2.2.2.2 화학성분 분석

분급한 볏짚 시료를 이용하여 회분, 1% NaOH 추출물과 열수 및 alcohol-benzene 추출한 탈지시료를 이용하여 hollocellulose와 Klason lignin을 정량분석 하였다. 시약은 NaOH (GR, Junsei, Japan), Ethyl alcohol (GR, Daejung, Korea), Benzene (GR, Daejung, Korea), H₂SO₄ (GR, Daejung, Korea)를 사용하였다. 화학성분의 분석 방법은 Table 3에 나타냈다.

3. 결과 및 고찰

3.1 품종별 볏짚의 해부학적 특성

볏짚의 초장(길이)은 초가의 이엉 엮기, 짚풀 공예에 있어 매우 중요한 요소로 작용할 뿐만 아니라 종이 원료로서의 작업성과 펄프 섬유의 조성에 영향을 미친다. 고정지의 원료로 사용되는 볏짚의 부위는 일반적으로 이삭줄기, 엽초 및 마디를 제거한 줄기 부분을 사용한다. 따라서 마디가 길수록 섬유의 품질과 작업성이 우수하다고 할 수 있다.

수집한 토종 볏짚 30종의 초장은 다음과 같았다. 초장 100 cm 이상은 7품종으로 땅벼(No. 8), 진화(No. 28), 왜조율(No. 22), 육월조(No. 23), 적토미 녹색(No. 26), 족제비찰(No. 27), 강청도(No. 1) 순으로 조사되었다. 초장 90–100 cm 미만은 11품종으로 아구도(No. 18), 냉도(No. 6), 아꾸디찰(No. 19), 적토미 자색(No. 25), 비단찰(No. 14), 쇠머리벼(No. 15), 까투리찰(No. 5), 청산도(No. 30) 순이었으며, 초장 80–90 cm 미만은 7품종으로 불도(No. 13), 귀도(No. 3), 쇠벤치기(No. 16), 구안도(No. 2), 금기고(No. 4), 법판화(No. 11), 멧돼지찰(No. 9) 순으로 조사되었다. 초장 70–80 cm 미만인 5품종은 여벼(No. 21), 팔다도(No. 29), 노인다다기(No. 7), 번조(No. 10), 잔다다기(No. 24)로 조사되었다. 초장이 가장 긴 품종은 땅벼(No. 8), 가장 짧은 품종은 잔다다기(No. 24)로 나타났다. 초장 분석 결과만으로 고정지 원료로써의 적합성을 평가했을 때, 초장 100 cm 이상의 품종들이 유리할 것으로 판단되었다.

토종 벼 30품종의 볏짚을 마디, 줄기, 엽초, 이삭줄기로 구분하여 각각의 섬유장, 섬유폭 및 세포내강 폭을 측정한 결과를 Table 4에 나타냈다. 섬유의 형태는 종이의 성질에 직접적인 영향을 미친다. 섬유장이 길수록 종이의 인장강도, 인열강도, 내절강도가 향상되며, 이는 종이의 보존성에 중요한 요소로 작용한다. 또한, 섬유 폭에 대한 세포벽 두께는 종이의 강도와 불투명도에 영향을 준다. 세포벽이 얇은 경우 종이의 밀도와 강도가 증가하고 불투명도는 감소하지만, 세포벽이 두꺼울 경우 강도가 감소하고 용적과 흡수도가 높아지는 특성을 가진다[10].

부위별 섬유장 측정 결과 마디는 0.20–0.64 mm로 평균 0.44 mm, 줄기는 0.25–1.54 mm로 평균 0.94 mm, 엽초는 0.36–2.78 mm로 평균 1.11 mm, 이삭줄기는 0.32–1.67 mm로 평균 1.03 mm로 조사되었다. 부위별 섬유장은 엽초, 이삭줄기, 줄기, 마디 순으로 길게 나타나 볏짚을 구성하고 있는 부위의 길이와 관련이 있는 것으로 판단되었다. 고정지의 원료로 중요한 줄기의 섬유장이 가장 긴 품종은 진화(No. 28)로 1.54 mm, 섬유장이 가장 짧은 품종은 적토미 자색(No. 25)으로 0.25 mm였으며, 전체 30품종의 평균 섬유장은 0.94 mm로 조사되었다. 토종벼 줄기의 섬유장은 일본산의 0.29–1.41 mm, 평균 0.94 mm [11]와 유사하나 중국산의 0.40–2.12 mm, 평균 1.02 mm [12]보다는 짧은 것으로 나타났다. Fig. 1에 나타낸 것과 같이 볏짚의 초장과 줄기의 섬유장과의 상관관계는 크지 않은 것으로 나타났다.

Fig. 1.

Relationship between plant height and fiber length of rice straw.

부위별 섬유폭 측정 결과 마디는 8.75–13.04 µm로 평균 10.85 µm, 줄기는 8.12–12.30 µm로 평균 9.36 µm, 엽초는 7.41–11.88 µm로 평균 8.98 µm, 이삭줄기는 7.22–12.00 µm로 평균 8.71 µm로 조사되었다. 마디의 섬유폭이 가장 넓었으며, 줄기, 엽초, 이삭줄기 간의 섬유폭 차이는 크지 않았다. 줄기의 섬유폭이 가장 넓은 품종은 적토미 자색(No. 25)으로 12.30 µm, 가장 작은 품종은 북흑조(No. 12)로 8.12 µm였으며, 전체 30품종의 평균 섬유폭은 9.36 µm로 조사되었다. 토종벼 줄기의 섬유폭은 일본산의 5.0–29.0 µm, 평균 14.0 µm [11]보다 작았으나 중국산의 4.5–18.8 µm, 평균 9.1 µm [12]와는 유사하였다.

세포내강의 폭은 마디가 3.76–6.36 µm로 평균 5.21 µm, 줄기는 2.80–7.21 µm로 평균 4.41 µm, 엽초는 2.87–6.29 µm로 평균 4.15 µm, 이삭줄기는 2.43–6.01 µm로 평균 3.96 µm로 나타났다. 마디의 세포내강의 폭이 가장 넓었으며, 줄기, 엽초, 이삭줄기 순으로 세포내강의 폭이 작아졌다. 세포내강의 폭이 가장 넓은 품종은 적토미 자색(No. 25)으로 7.21 µm, 가장 작은 품종은 여벼(No. 21)로 2.80 µm였으며, 전체 30품종의 평균 세포내강의 폭은 4.41 µm로 조사되었다.

토종 볏짚 30종의 부위별 섬유장과 섬유폭 분포 분석 결과를 Fig. 2에 나타냈다. 마디 부위는 섬유장이 짧고 섬유폭이 넓은 특성을 나타내어 고정지의 원료로 적합하지 않은 것으로 나타났다. 줄기, 엽초, 이삭줄기의 섬유장과 섬유폭은 유사한 것으로 조사되었다. 섬유의 형태적 특성을 토대로 제지적성을 검토한 결과, 우수한 품종은 진화(No. 28), 팔다도(No. 29) 및 강청도(No. 1)로 조사되었으며, 적토미 자색(No. 25), 족제비찰(No. 27), 수상조(No. 17), 번조(No. 10), 땅벼(No. 8) 및 멧돼지찰(No. 9)은 불량한 섬유 특성을 가지는 것으로 조사되었다.

Fig. 2.

Distribution of rice straw fiber mean length and width: (A) joint; (B) stem; (C) leaf sheath; (D) ear stalk.

제지용 섬유로서의 적합성 평가를 위해 토종 볏짚 30종의 부위별 섬유의 장폭비(Aspect ratio), Runkel 계수, 유연계수(Flexibility coefficient)를 구한 결과를 Table 5에 나타냈다.

장폭비는 마디가 15.88–64.62의 범위로 평균 41.44, 줄기는 20.33–165.93의 범위로 평균 101.24로 일본산의 67.0 [11]보다 컸으나 중국산의 112 [12]보다는 작았다. 엽초는 32.68–234.03의 범위로 평균 125.05, 이삭줄기는 29.41–165.29의 범위로 평균 119.23이었다. 장폭비는 엽초, 이삭줄기, 줄기, 마디의 순으로 감소하였다. 줄기의 장폭비가 가장 큰 품종은 강청도(No. 1)로 165.93, 가장 작은 품종은 적토미 자색(No. 25)으로 20.33이었다. 이러한 결과는 한지의 주원료로 고정지에 혼합되는 닥 인피섬유의 장폭비 385 [13]보다 작았으며, 죽지의 원료 대나무 섬유의 113–141 [11,14]와 유사한 특성을 나타냈다. 장폭비가 높을수록 섬유간 결합 면적이 증가하여 종이의 강도가 향상된다.

섬유 특성 중 Runkel 계수는 세포벽이 두꺼울수록 커지며, Runkel 계수 1.0 이하의 값을 가지는 섬유는 유연성이 높아 제지적성이 양호한 것으로 평가한다. Runkel 계수가 큰 섬유는 인장강도와 파열강도가 낮고 인열강도, 흡수성 및 용적이 높은 제지적성을 갖는다[15,16,17]. Runkel 계수는 마디가 0.79–1.85의 범위로 평균 1.11, 줄기가 0.71–2.24로 평균 1.17, 엽초가 0.74–2.04의 범위로 평균 1.21, 이삭줄기는 0.71–1.97 범위로 평균 1.25이었다. Runkel 계수는 이삭줄기, 엽초, 줄기, 마디의 순으로 감소하였다. 줄기의 Runkel 계수가 가장 큰 품종은 여벼(No. 21)로 2.24, 가장 작은 품종은 적토미 자색(No. 25)으로 0.71이었다. 토종 볏짚 30종의 부위별 Runkel 계수는 평균 1.11–1.25로 닥 인피섬유의 0.77, 산닥나무 인피섬유의 0.94 [13]보다 큰 값으로 강도가 낮고 흡수성과 용적이 큰 제지적성을 갖는 것으로 판단되었다. 이러한 특성은 고정지로 제조된 지류 문화유산에서 관찰되는 특징과 일치한다.

일반적으로 유연계수는 세포내강 폭이 넓고 세포벽이 얇을수록 크며, 섬유간 결합면적과 종이의 강도에 영향을 준다. 유연계수는 마디가 0.35–0.56의 범위로 평균 0.48, 줄기가 0.31–0.59로 평균 0.47, 엽초가 0.33–0.58의 범위로 평균 0.46, 이삭줄기는 0.34–0.58 범위로 평균 0.45이었다. 유연계수는 평균 0.45–0.48의 범위로 부위 간 차이는 미미하였으며, 닥 인피섬유의 0.56 [13]보다 작은 값을 나타냈다. 줄기의 유연계수가 가장 큰 품종은 적토미 자색(No. 25)으로 0.71, 가장 작은 품종은 여벼(No. 21)로 0.31이었다.

토종 볏짚 30종의 부위별 장폭비에 대한 Runkel 계수 및 유연계수 분포 분석 결과를 Fig. 3 및 Fig. 4에 나타냈다. 부위별 각각의 장폭비와 관계없이 Runkel 계수는 평균 1.11–1.25의 범위를 나타냈으며, 유연계수는 평균 0.45–0.48의 범위를 나타냈다. 따라서 토종 볏짚 30종의 제지적성에 미치는 영향은 Runkel 계수 및 유연계수보다 장폭비의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

Fig. 3.

Distribution of rice straw fiber aspect ratio and Runkel ratio: (A) joint; (B) stem; (C) leaf sheath; (D) ear stalk.

Fig. 4.

Distribution of rice straw fiber aspect ratio and flexibility coefficient: (A) joint; (B) stem; (C) leaf sheath; (D) ear stalk.

볏짚 줄기 섬유의 형태적 특성을 토대로 제지적성을 검토한 결과, 우수한 품종은 강청도(No. 1), 쇠벤치기(No. 16), 아구도(No. 18), 귀도((No. 3), 금기고(No. 4) 및 청산도(No. 30)로 조사되었다. 불량한 제지적성을 가지는 품종은 족제비찰(No. 27), 멧돼지찰(No. 9), 번조(No. 10), 땅벼(No. 8), 북흑조(No. 12), 아꾸디찰(No. 19)로 조사되었다.

3.2 품종별 볏짚의 화학조성

제지 원료의 적성을 평가하는 데 있어 섬유의 해부학적 특성뿐만 아니라 원료의 화학적 조성 또한 매우 중요하다. 볏짚의 화학조성 중 holocellulose의 함량 높고 1% NaOH 추출물, lignin 및 회분의 함량이 낮을수록 고정지 제조에 적합한 품종으로 평가할 수 있다. Table 6 및 Figs. 5, 6, 7, 8에 토종 볏짚 30종의 줄기 부분에 대한 1% NaOH 추출물, holocellulose, lignin 및 회분 함량 분석 결과를 나타냈다.

Fig. 5.

1% NaOH extractives in the stem part of 30 native rice varieties.

Fig. 6.

Holocellulose contents in the stem part of 30 native rice varieties.

Fig. 7.

Lignin contents in the stem part of 30 native rice varieties.

Fig. 8.

Ash contents in the stem part of 30 native rice varieties.

제지 원료 중 1% NaOH 추출물이 많으면 펄프화 시 약액 사용량이 증가하고 펄프 수율이 감소는 경향을 나타낸다. 토종 볏짚 30종의 줄기 부분 1% NaOH 추출물 함량은 26.8–45.0%의 범위로 평균 38.4%를 나타냈다. 닥 인피섬유의 50.0–54.7% [13]보다 작은 값을 나타냈다. 1% NaOH 추출물 함량이 가장 높은 품종은 진화(No. 28)로 45.0%, 가장 작은 품종은 멧돼지찰(No. 9)로 26.8%를 나타냈다.

원료 중의 holocellulose 함량은 펄프의 수율과 밀접한 관련이 있으며, 함량이 높을수록 제지 원료로 유리하다. 일반적으로 볏짚의 holocellulose 함량은 43–49% [18]로 알려져 있다. 토종 볏짚 30종의 줄기 부분 holocellulose 함량은 32.8–72.2%의 범위로 평균 50.5%를 나타냈다. 따라서 품종에 따른 함량의 차이가 있으나 평균 함량은 높게 나타났다. Holocellulose 함량이 가장 높은 품종은 육월조(No. 23)로 72.2%, 가장 낮은 품종은 땅벼(No. 8)로 32.8%를 나타냈다.

리그닌의 함량이 높은 원료는 펄프화와 표백이 곤란하고 펄프 수율이 낮을 뿐만 아니라 종이의 보존성에도 악영향을 미친다. 일반적으로 볏짚의 리그닌 함량은 12–16% [18]로 알려져 있다. 토종 볏짚 30종의 줄기 부분 리그닌 함량은 9.3–17.2%, 평균 13.7%로 유사하였다. 그러나 이는 닥 인피섬유 백피의 4.1% [11]보다 매우 높았다. 볏짚의 이러한 리그닌 함량은 한지의 원료인 닥나무류 인피섬유가 상압 증해로 펄프화가 가능한 반면, 볏짚은 상압 증해만으로 탈리그닌이 불충분하여 리그닌 함량이 높고 해섬이 곤란한 펄프가 얻어진다. 리그닌 함량이 가장 높은 품종은 법판화(No. 11)로 17.2%, 가장 작은 품종은 쇠벤치기(No. 16)로 9.3%를 나타냈다.

토종 볏짚 30종의 줄기 부분 회분의 함량은 4.19–37.5%의 범위로 평균 19.9%를 나타냈다. 일반적으로 볏짚의 회분 함량은 15–20%이며, 볏짚 회분의 주성분은 실리카로 9–14% [18]로 알려져 있다. 부위별 함량은 마디가 가장 높고 엽초, 줄기, 이삭줄기의 순으로 함량이 감소하는 것으로 알려져 있다[19]. 회분의 함량이 높으면 종이의 강도와 백색도가 저하될 뿐만 아니라 특히, 높은 실리카 함량은 재단 도구의 마모를 촉진하는 문제점이 있다. 회분 함량이 가장 높은 품종은 앉은뱅이(No. 20)로 37.5%를 나타냈으며, 땅벼(No. 8)가 4.19%로 가장 낮은 함량을 나타냈다.

토종 볏짚 줄기 부분의 화학조성 분석을 토대로 펄프 수율과 품질을 결정하는 높은 holocellulose의 함량과 펄프화의 용이성을 결정하는 낮은 리그닌 함량을 중심으로 제지적성을 검토하였다. 고정지 제조용 볏짚 펄프 제조에 적합한 품종은 강청도(No. 1), 아구디찰(No. 19), 귀도(No. 3), 적토미 녹색(No. 26), 육월조(No. 9), 구안도(No. 2), 금기고(No. 4), 진화(No. 28), 쇠머리벼(No. 15), 족제비찰(No. 27)의 순으로 나타났다.

화학조성 분석의 holocellulose와 리그닌 함량을 중심으로 평가했을 때, 땅벼(No. 8), 냉도(No. 6), 까투리찰(No. 5), 쇠벤치기(No. 16), 멧돼지찰(No. 9)은 낮은 holocellulose의 함량으로, 법판화(No. 11), 땅벼(No. 8), 금기고(No. 4), 쇠머리벼(No. 15), 육월조(No. 23)은 높은 리그닌 함량으로 고정지 제조에 적합하지 않을 것으로 판단되었다.

토종 볏짚의 화학조성 분석 결과를 현대 재배되는 벼의 화학 분석 결과와 비교할 때, 토종벼가 현대 재배 벼보다 cellulose의 함량이 높고 리그닌의 함량이 낮은 것[19]으로 나타났다. 따라서 제지적성이 우수하다고 평가된 토종벼가 현대 재배 벼보다 고정지 제조에 적합한 것으로 판단되었다.

토종벼 30품종 볏짚의 해부학적 특성 중 장폭비와 화학조성 분석 결과의 평균값을 토대로 고정지 제조에 적합한 제지적성을 가지는 10품종을 선발하였다. 고정지 제조에 적합한 토종벼 품종은 적토미 녹색(No. 26), 강청도(No. 1), 귀도(No. 3), 왜조율(No. 22), 쇠벤치기(No. 16), 금기고(No. 4), 육월조(No. 23), 진화(No. 28), 아구도(No. 18), 잔다다기(No. 24)의 순으로 조사되었다.

4. 결 론

최근 지류문화유산 보존처리 현장에서 고정지(藁精紙)의 수요 및 중요성이 증가하고 있다. 따라서 본 연구는 전통 한지인 고정지의 복원 및 재현에 적합한 토종벼 품종을 선별하기 위해, 주요 토종벼 30종의 볏짚을 대상으로 해부학적 특성과 화학적 조성을 비교 분석하였다.

볏짚의 초장은 74.2–114.2 cm의 범위였으며, 초장 100 cm 이상의 품종들이 고정지 원료 생산성 측면에서 유리할 것으로 판단되었다.

부위별 섬유장은 엽초, 이삭줄기, 줄기, 마디 순으로 길게 나타났다. 볏짚 줄기의 섬유장은 0.25–1.54 mm의 범위로 평균 0.94 mm였으며, 초장과 줄기의 섬유장과의 상관관계는 크지 않았다. 줄기의 섬유폭은 8.12–12.30 µm의 범위로 평균 9.36 µm였으며, 부위별로는 마디가 가장 넓고 줄기, 엽초, 이삭줄기 간의 차이는 크지 않았다. 줄기의 세포내강 폭은 2.80–7.21 µm의 범위로 평균 4.41 µm였으며, 부위별로는 마디가 가장 넓고 줄기, 엽초, 이삭줄기 순으로 작아졌다.

제지적성 평가 요소인 Runkel 계수, 유연계수 및 장폭비 분석 결과, 토종 볏짚 섬유의 경우 Runkel 계수 및 유연계수보다 장폭비의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

줄기 부분의 화학조성 분석 결과 1% NaOH 추출물 함량은 26.8–45.0%의 범위로 평균 38.4%, holocellulose 함량은 32.8–72.2%의 범위로 평균 50.5%, 리그닌 함량은 9.3–17.2%, 평균 13.7%, 회분의 함량은 4.19–37.5%의 범위로 평균 19.9%를 나타냈다.

고정지 제조에 적합한 제지적성을 가지는 토종벼 10품종을 해부학적 특성 중 장폭비와 화학조성 분석 결과를 토대로 선발하였다. 선발된 토종벼 품종은 적토미 녹색(No. 26), 강청도(No. 1), 귀도(No. 3), 왜조율(No. 22), 쇠벤치기(No. 16), 금기고(No. 4), 육월조(No. 23), 진화(No. 28), 아구도(No. 18), 잔다다기(No. 24) 이었다.