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문제 정의
- 따라서 본 연구는 고품질의 당근 펠렛종자 생산과 관련된 피복물 질의 물리, 화학적 특성을 구명하며, 펠렛배율이 발아에 미치는 영향을 모색하기 위해 수행되었다.
제안 방법
- 관찰하였다. 주사전자현미경 관찰을 위한 표본제작은 펠렛종자를 임계점 건조기(critical point dryer, Microtech E-3000)에서 40분간 건조시킨 후 이어서 stub에 mounting하고 ion sputtering coater (JEOL, JFC-1100E)내에서 금으로 10 nm로 코팅하여 주사전자현미경 (Scanning electron microscope, GEOL/TSM"6400)으로 가속전압 10kV하에서 관찰하였다. 또한 펠렛층의 외부표면을 EDS (Energy dispersive X-ray spectrometer)로 무기성분을 분석하였다.
- 기계파종에 적합한 펠렛배율을 구명하고, 펠렛배율이 발아력 에 미치는 영향을 조사하고자 talc + calcium carbonate (1:1 v/v)를 혼합한 피복물질로 펠렛종자를 제조하였고, 펠렛배율을 12배, 19배 및 24배로 달리하였다. 펠렛제조된 종자는 35℃에서 3시간 통풍건조 시킨 후 petridish (9 cm)에 흡습지 (Whatman No.
- 주사전자현미경 관찰을 위한 표본제작은 펠렛종자를 임계점 건조기(critical point dryer, Microtech E-3000)에서 40분간 건조시킨 후 이어서 stub에 mounting하고 ion sputtering coater (JEOL, JFC-1100E)내에서 금으로 10 nm로 코팅하여 주사전자현미경 (Scanning electron microscope, GEOL/TSM"6400)으로 가속전압 10kV하에서 관찰하였다. 또한 펠렛층의 외부표면을 EDS (Energy dispersive X-ray spectrometer)로 무기성분을 분석하였다.
- 발아조사는 종자를 치상하여 12시간 간격으로 18일까지 조사하였고, 발아판정은 유근이 펠렛층을 뚫고 1 mm 이상 신장한 것으로 하였다. 기타 실험절차는 ISTA [8] 검사법에 준해서 실시하였다.
- 부피측정은 100 g의 피복물질을 500 ml의 메스실린더에 채워 증가하는 높이를 부피로 계산하였다. 보수력 측정은 100 g의 피복물질에 수분을서서히 가하여 최대함수량의 무게를 천칭하여 아래 공식에따라 단위건물중으로 보수력을 산출하였다.
- C 및 pH를 조사하였다. 부피측정은 100 g의 피복물질을 500 ml의 메스실린더에 채워 증가하는 높이를 부피로 계산하였다. 보수력 측정은 100 g의 피복물질에 수분을서서히 가하여 최대함수량의 무게를 천칭하여 아래 공식에따라 단위건물중으로 보수력을 산출하였다.
- 종자펠렛에 사용되는 피복물질의 물리성은 부피, 용적밀도, 보수력, E.C 및 pH를 조사하였다. 부피측정은 100 g의 피복물질을 500 ml의 메스실린더에 채워 증가하는 높이를 부피로 계산하였다.
- 펠렛 종자의 기공성과 피복물질간의 접착정도를 주사전자현미경으로 관찰하였다. 주사전자현미경 관찰을 위한 표본제작은 펠렛종자를 임계점 건조기(critical point dryer, Microtech E-3000)에서 40분간 건조시킨 후 이어서 stub에 mounting하고 ion sputtering coater (JEOL, JFC-1100E)내에서 금으로 10 nm로 코팅하여 주사전자현미경 (Scanning electron microscope, GEOL/TSM"6400)으로 가속전압 10kV하에서 관찰하였다.
- 펠렛 피복물질의 pH 및 전기전도도 조사는 피복 물질과 증류수를 1:5로 희석시켜 1시간 진탕시킨 후 pH meter와 EC meter (VWR Scientific 1054)로 측정하였다. 펠렛종자의 경도는 종자 경도계(Fujiwara, Japan)를 이용하여 펠렛층이 깨어질 때의 압력 (g/cm)으로 표시하였다.
- 12배, 19배 및 24배로 달리하였다. 펠렛제조된 종자는 35℃에서 3시간 통풍건조 시킨 후 petridish (9 cm)에 흡습지 (Whatman No. 2) 2장을 편 후 100립 의 종자를 완전임 의배치 3반복으로 치상하여 암상태의 20±l℃ 및 25±1℃ 항온기에서 발아력을 조사하였다.
- 펠렛종자의 경도는 종자 경도계(Fujiwara, Japan)를 이용하여 펠렛층이 깨어질 때의 압력 (g/cm)으로 표시하였다. 펠렛종자의 분해성은 petridish (9 cm)에 100립의 펠렛종자를 3반복으로 치상하여 10 ml의 수분을 가한 후 펠렛층의 분해형태와 분해 시간을 조사하였다.
- 펠렛종자의 제조방법은 회전드럼식의 펠렛 제조기(대림하이텍사, 수원)에 100 g의 종자를 넣은 후, 접착제를 분무하고이어서 단일 또는 혼합한 피복물질을 소량씩 투입하면서 펠렛제조 하였다. 펠렛종자의 제조과정중 접착제 분무는 펠렛 초기단계에는 PVA (polyvinyl alcohol) 0.
대상 데이터
- Talc는 주성분이 Si (71%) 이었으며, Mg도 29% 함유하였다. Calcium carbonate는 주성분이 Ca (66.6%) 이었으며, 이외에 Si (22.9%)와 Mg (10.5%)를 함유하였다. Bentonite의 주성분은 Si 이었는데, 전체 구성성분의 75.
- 공시된 당근 종자는 '추홍'〔노바티스(주)] 이 었다. 또한 본 실험에 사용된 펠렛 피복물질은 dialite, talc, calcium carbonate, bentonite, limestone, zeolite, calcium oxide, kaolin, fly ash 및 vermiculite등의 단일물질과 dialite + talc (1:1 v/v)을비 롯한 2종 혼합물질 및 dialite + talc + calcium carbonate (1:1:1 v/v)등을 비롯한 3종 혼합물질을 사용하였다.
- 공시된 당근 종자는 '추홍'〔노바티스(주)] 이 었다. 또한 본 실험에 사용된 펠렛 피복물질은 dialite, talc, calcium carbonate, bentonite, limestone, zeolite, calcium oxide, kaolin, fly ash 및 vermiculite등의 단일물질과 dialite + talc (1:1 v/v)을비 롯한 2종 혼합물질 및 dialite + talc + calcium carbonate (1:1:1 v/v)등을 비롯한 3종 혼합물질을 사용하였다.
데이터처리
- 기타 실험절차는 ISTA [8] 검사법에 준해서 실시하였다. 실험에서 얻은 모든 성적은 SAS program 상에서 최소유의차 분석을 하였고, 최종발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수는 아래 공식을 이용하였다.
이론/모형
- 것으로 하였다. 기타 실험절차는 ISTA [8] 검사법에 준해서 실시하였다. 실험에서 얻은 모든 성적은 SAS program 상에서 최소유의차 분석을 하였고, 최종발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수는 아래 공식을 이용하였다.
성능/효과
- 펠렛종자의 경도는 펠렛 피복물질의 종류와 접착제농도에 의해 결정된다[9, 14]. Bentonite로 펠렛된 종자는 경도가 1, 280 g로 가장 높았고, 이를 다른 피복물질과 혼합한 경우에도 경도가 증가하였다. 또한 talc는 299 g의 경도를 보였다.
- 있다. L형에 속하는 당근은 300 -500 g 정도의 경도를 유지해야 하는데, 본 실험에서는 펠렛 피복물질에 따라 약간의 차이는있으나, 경도가 대체적으로 낮게 나타났다. 따라서 펠렛종자가 기계파종용으로 이용되기 위해서는 펠렛공정중에 접착제농도를 높이는 방안을 고려해야 될 것으로 판단되었다.
- 펠렛종자의 신속한 발아 측면에서는 12배의 펠렛배율이 좋았으나, 기계파종용으로 이용하기에는 크기가 작았다. 따라서 당근에서 기계파종에 적합하고 높은 발아력을 유지할 수 있는 적정 펠렛배율은 19배가 좋았다.
- 보수력이 높은 피복물질로 펠렛된 종자는 건조토양에 파종하더라도 피복물질이 주변 수분을 흡수하여 발아가 가능하다. 따라서 보수력 이 높았던 bentonite, dialite로 펠렛된 종자는 건조토양에 적합할 것으로 예측되며, 반면 보수력이 낮았던 calcium carbonate와 fly ash로 펠렛된 종자는 함수율이 높은 토양에 적합할 것으로 판단되었다[1, 2]. 따라서 종자 특성과 파종장소의 토양함수율에 따라 적합한 펠렛 피복 물질을 선택하는 것이 중요할 것으로 생각된다.
- 43의 용적밀도를 보였다. 따라서 이들 피복물질로 펠렛된 종자는 산소와 수분투과성 이 좋을 것으로 판단되었다. 보수력 이 높은 펠렛 피복물질은 bentonite와 dialite 였으며, 184% 및 173%의 수분을 보유할 수 있었다.
- 무처리 종자의 발아율은 20℃ 및 25℃에서 각각 84% 및 84.6% 였으나, 펠렛배율이 높아지면 발아율이 약간 감소하는경향이나 통계적인 유의성은 인정되지 않았다. 그러나 발아속도(Tso)는 펠렛배율이 증가하면 지연되었다.
- 수분이 가해지면 펠렛층이 분해되는 용해형은 calcium carbonate와 calcium oxide 이었다. 반면 bentonite는 펠렛종자가 수분을 흡수하면 부피가 증가하는 팽창형 이었고, vermiculite도 팽창형 이었으나 bentonite 보다는 팽창되는 정도가 낮았다.
- 여러가지 피복물질을 달리하여 펠렛한 종자를 주사전자 현미경으로 펠렛층의 외부 표면(Fig. 1)과 피복물질간의 접착 정도 및 기공성(Fig. 2)을 검정한 결과, 용적밀도가 낮았던 dialite로 펠렛하면 다른 피복물질로 펠렛된 것에 비해 기공 성도 많았다. 이러한 경향은 dialite를 다른 피복물질과 혼합하여 펠렛한 경우에도 기공성이 증가하였다(Fig.
- 전기전도도 또한 pH와 유사한 경향을 보였으며, 강알카리를 보인 limestone과 calcium oxide에서 전기전도도가 4, 036 및 3, 841 mS . cm-1.
- 전반적으로 talc + calcium carbonated 혼합 피복물질은 펠렛형성이 좋았고, 기공성도 높았으며, 또한 수분흡수 후 펠렛층의 분해시간도 빨라 당근 펠렛종자에 적합한 피복물질이었다.
- 펠렛 피복물질의 용적밀도는 펠렛종자의 중량을 결정하는 요인인데, 용적밀도가 낮으면 중량이 가볍고 공극율이 높은 장점이 있다. 펠렛 피복물질 가운데 용적밀도가 낮은 dialite, kaolin 및 talc 였으며, 0.36, 0.38 및 0.43의 용적밀도를 보였다. 따라서 이들 피복물질로 펠렛된 종자는 산소와 수분투과성 이 좋을 것으로 판단되었다.
- 펠렛종자의 물리성은 기계파종과 발아에도 관여하는 요인이다. 펠렛 피복물질들 중 dialite (2.75 cm3/g), kaolin (2.57 cm3/g), talc (2.34 cn?/g)등이 용적부피가 높은 피복 물질이었다(Table 1). 펠렛 피복물질의 용적밀도는 펠렛종자의 중량을 결정하는 요인인데, 용적밀도가 낮으면 중량이 가볍고 공극율이 높은 장점이 있다.
- 펠렛 피복물질을 EDS로 분석한 결과 dialite에서는 전체중량에서 Si 성분이 79.9%로 가장 높았고, Fe, Al 및 Na는 4.9%이었다. 또한 Ca는 3.
- 그러나 발아속도(Tso)는 펠렛배율이 증가하면 지연되었다. 펠렛되지 않은무처리 종자는 T®이 20℃에서 5.80일 이었으나, 12배, 19배및 24배로 펠렛배율이 증가되면 무처리 종자보다 T50이 각각 0.6일, 0.8일 및 1.5일 지연되었다. 펠렛배율이 높을수록 발아력이 저하되는 원인은 펠렛층의 두께에 의한 것으로 12배에서는 펠렛층의 직경이 2.
- 펠렛형성정도는 피복물질에 따라 큰 차이를 보였는데, 대체적으로talc, talc + calcium carbonate 혼합물질, limestone, kaolin등에서 펠렛형성이 좋았다. 반면 입자가 상대적으로 큰 dai- lite, calcium oxide 및 fly ash등은 펠렛형성이 좋지 않았다.
후속연구
- L형에 속하는 당근은 300 -500 g 정도의 경도를 유지해야 하는데, 본 실험에서는 펠렛 피복물질에 따라 약간의 차이는있으나, 경도가 대체적으로 낮게 나타났다. 따라서 펠렛종자가 기계파종용으로 이용되기 위해서는 펠렛공정중에 접착제농도를 높이는 방안을 고려해야 될 것으로 판단되었다. 펠렛층의 분해형태와 분해시간도 펠렛 피복물질의 종류에 따라다양하였다.
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