선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 목본성 약용식물을 재배화하고 작부체계를 확립하기 위하여 실생번식을 사용하는 경우 수목의 종자의 활력을 증가 시키고 종자가 발아하기 위한 대사작용을 촉진하기 위하여, 최적의 프라이밍 처리 공정을 확립하고 펠릿 종자의 제조를 통해 재배관리에 요구되는 노력과 비용을 절감할 수 있는 생력화 재배기술을 확립하고자 하였다. 이를 위하여 생리활성적으로 우수할 것으로 판단되는 생약소재 중 물푸레나무와 물오리나무를 대상으로 하여 서로 다른 온도와 시간 조건 하에, 여러 농도의 Ca(NO3)2, KNO3, MgSO4, NaNO3, KCl, K3PO4, NH4NO3, PEG 6000PEG (polyethylene glycol) 등의 프라이밍 용액에 전처리함으로써 종자 발아를 위한 최적의 프라이밍 약제 및 농도를 선발하였으며 프라이밍 처리된 종자를 대상으로 하여 펠렛 종자를 제조할 때 적당한 피복물질의 조합과 접착제의 선발하였고 수분공급을 위한 기능성 소재의 첨가에 따른 다중층 종자펠렛 (multi-layer seed pellet) 제조를 통해 물푸레나무와 물오리나무의 발아율을 향상시키고 생육증대 효과를 달성하고자 하였다.
제안 방법
- 각각의 처리구에서 형성된 물오리나무 펠렛종자의 발아 조사는 플라스틱 발아상자 (Sigma, 11 × 11 × 3 ㎝)에 paper towel(10 × 10 ㎝)를 두 겹 깔고 종자를 50립씩 넣고 그 위에 증류수 20 ㎖씩을 부어 6 반복으로 파종하여 Burris 등 (1977)의 방법으로 20℃의 암상태의 항온기에 파종하여 치상 후 10일까지는 12시간 간격으로, 11일부터는 1일 간격으로 전체 20일 동안 발아 여부를 조사하였는데, 유근이 1 ㎜이상 나온 것을 발아한 것으로 간주하였으며, 발아세는 ISTA (International Seed Testing Association)와 AOSA (Association of Official Seed Analysists)방법으로 파종 후 10일까지의 발아율로 표시하고, 최종발아율에 대한 50% 발아에 소요되는 일수 (T50)는 Coolbear 등 (1984)의 공식을 이용하여 계산하였다.
- 각각의 프라이밍 처리된 물푸레 및 물오리나무종자의 발아 조사는 플라스틱 발아상자 (11 × 11 × 3 ㎝, Sigma, USA)에 paper towel (10 × 10 ㎝)를 두 겹으로 깔고 종자를 50립씩 넣고 그위에 증류수 20 ㎖씩을 부어 6반복으로 파종하여 Burris 등 (1977)의 방법으로 20℃의 암상태의 항온기에 치상하여 치상 후 10일까지는 12시간 간격으로, 11일부터는 1일 간격으로 전체 20일 동안 발아 여부를 조사하였다.
- 중합이 완료된 후 1N의 수산화칼륨을 가하여 중성으로 만든 후 과량의 메탄올을 가하여 중합체를 침전시키고 글라스 필터로 여과하고 다시 메탄올로 세척한 후 상온 감압 하에서 24시간 건조하였다. 건조한 중합체의 무게를 칭량하여 AN의 총 중합수율을 구하고, 이를 DMF (Dimethyl Formamide-N.N)에 침지하여 단독 폴리아크릴로니트릴 (PAN)을 추출 제거시키고 메탄올로 재 침전시킨 공중합체를 건조시켜 순수한 SGPA의 그라프트 중합체를 얻었다. 얻어낸 SGPA 2 g을 1.
- 다양한 종자 펠렛화 피복물질을 이용하여 제조된 종자펠렛의 전기전도도와 pH를 예측하기 위하여 피복에 사용된 단용 및 혼합 피복물질을 5배의 물을 가하여 희석한 후 추출하고 추출된 추출물을 여과지 (whatman #2)로 여과하여 얻은 여과액에 대상으로 하여 전기전도도와 pH를 측정하였다. 전기전도도는 Conductivity/Temperature meter (CM-20J, DKK-TOA corporation, Japan)를 이용하여 측정하였고, 각 추출물의 pH를 Sartorius pH meter (PB-11, Satorius AG, Germany)를 사용하여 측정하였다.
- 다양한 종자 펠렛화 피복물질을 이용하여 종자펠렛를 만들었을 때 외형이 거친 것(-), 펠렛이 형성되었으나 모양이 매끈하지 않고 울퉁불퉁하거나 펠렛이 고르지 못해 상품가치가 없는 것(+) 및 모양이 둥글고 매끈하며 매우 우수한 것(++) 등으로 모양형성 정도를 나타내었고, 수분 흡수 후 열개성 정도는 쪼개지지 않은 것(-), 금만 간 것(+) 및 완전히 갈라진 것 (++) 등으로 구분하여 유관으로 조사하였다. 제조된 종자펠렛의 경도는 과실경도계 (FHM-5형, Japan)를 이용하여 수직으로 압박하여 깨어질 때의 압력(㎏/㎠)으로 표시하였다.
- 또한 종자펠렛 제조 시 첨가된 starch-grafted cross-linked polyacrylates (SGPA) hydrogel이 육묘과정 중 유식물체로의 안정적인 수분 공급이 가능한지 여부를 측정하기 위하여 물푸레나무를 대상으로 하여 원종자와 종자펠렛 제조 시 첨가된 starch-grafted cross-linked polyacrylates (SGPA) hydrogel이 펠렛화 된 종자펠렛을 대상으로 파종 직후 1회 관수 한 후 80일 간 관수하지 않는 처리구를 두었고 파종 후 발아를 확인하고 생육 30일 이후에 원종자 파종 처리구과 SGPA가 첨가된 종자펠렛 파종 처리구에서의 생육을 유관으로 비교하였다.
- 물푸레나무와 물오리나무의 종자를 대상으로 하여 최적의 프라이밍 약제의 종류 및 농도를 선발하기 위해 서로 다른 온도에서 각 프라이밍 약제를 농도별로 처리하고 20일 이후에 발아율을 조사한 결과는 Table 1 및 Table 2와 같다. 적정 프라이밍 처리 기간은 물푸레나무와 물오리나무 모두에서 4일로 나타났으며 (자료 미제시), 프라이밍 약제 종류와 농도에 따른 발아율을 조사한 결과 처리 약제 및 농도 간에 많은 차이를 나타내었다.
- 각각의 프라이밍 처리된 물푸레 및 물오리나무종자의 발아 조사는 플라스틱 발아상자 (11 × 11 × 3 ㎝, Sigma, USA)에 paper towel (10 × 10 ㎝)를 두 겹으로 깔고 종자를 50립씩 넣고 그위에 증류수 20 ㎖씩을 부어 6반복으로 파종하여 Burris 등 (1977)의 방법으로 20℃의 암상태의 항온기에 치상하여 치상 후 10일까지는 12시간 간격으로, 11일부터는 1일 간격으로 전체 20일 동안 발아 여부를 조사하였다. 발아의 여부는 유근이1 ㎜이상 나온 것을 발아한 것으로 간주하였으며, 발아세 (Germination rates)는 ISTA (International Seed Testing Association)와 AOSA (Association of Official Seed Analysists) 방법으로 파종 후 6일까지의 발아율로 표시함으로써 프라이밍 처리된 종자의 발아환경적응성 정도를 검정하였고 최종발아율은 종자파종 20일 전 기간 동안에 전체 파종수에 대한 발아율로 계산하였다.
- 파종 후 발아를 돕기 위해 3일 간격으로 관수하였으며 발아 및 출현조사는 ISTA (International Seed Testing Association)와 AOSA (Association of Official Seed Analysis) 방법으로 조사하였다. 생육조사는 파종한 후 발아가 확인 된 후 30일과 60일로 나누어 초장과 잎 수, 엽면적을 측정하였으며 초장 및 잎 수는 유관으로 실측하여 관찰하였고, 엽면적은 각 식물마다 LI-3000 엽면적 측정기 (LICOR., Lincoln, USA)를 이용하여 측정하였으며 80일 이후에 생체량을 측정하였다.
- 따라서 목본성 약용식물을 재배화하고 작부체계를 확립하기 위하여 실생번식을 사용하는 경우 수목의 종자의 활력을 증가 시키고 종자가 발아하기 위한 대사작용을 촉진하기 위하여, 최적의 프라이밍 처리 공정을 확립하고 펠릿 종자의 제조를 통해 재배관리에 요구되는 노력과 비용을 절감할 수 있는 생력화 재배기술을 확립하고자 하였다. 이를 위하여 생리활성적으로 우수할 것으로 판단되는 생약소재 중 물푸레나무와 물오리나무를 대상으로 하여 서로 다른 온도와 시간 조건 하에, 여러 농도의 Ca(NO3)2, KNO3, MgSO4, NaNO3, KCl, K3PO4, NH4NO3, PEG 6000PEG (polyethylene glycol) 등의 프라이밍 용액에 전처리함으로써 종자 발아를 위한 최적의 프라이밍 약제 및 농도를 선발하였으며 프라이밍 처리된 종자를 대상으로 하여 펠렛 종자를 제조할 때 적당한 피복물질의 조합과 접착제의 선발하였고 수분공급을 위한 기능성 소재의 첨가에 따른 다중층 종자펠렛 (multi-layer seed pellet) 제조를 통해 물푸레나무와 물오리나무의 발아율을 향상시키고 생육증대 효과를 달성하고자 하였다.
- 다양한 종자 펠렛화 피복물질을 이용하여 제조된 종자펠렛의 전기전도도와 pH를 예측하기 위하여 피복에 사용된 단용 및 혼합 피복물질을 5배의 물을 가하여 희석한 후 추출하고 추출된 추출물을 여과지 (whatman #2)로 여과하여 얻은 여과액에 대상으로 하여 전기전도도와 pH를 측정하였다. 전기전도도는 Conductivity/Temperature meter (CM-20J, DKK-TOA corporation, Japan)를 이용하여 측정하였고, 각 추출물의 pH를 Sartorius pH meter (PB-11, Satorius AG, Germany)를 사용하여 측정하였다.
- 제조된 SGPA hydrogel의 흡수량 측정을 위하여 칭량한 SGPA hydrogel를 약 100 ㎖의 증류수에 침지 시키고 상온에서 6시간 방치한 후 sieve를 사용하여 물과 팽윤된 SGPA를 분리하고 SGPA의 표면에 부착되어 있는 물은 팽윤된 hydrogel을 6시간동안 공기 중에 방치하여 제거한 후 칭량하였다. 흡수에 의한 시료의 무게증가로부터 다음 식을 이용하여 SGPA의 흡수량을 계산하였다.
- 펠렛종자 제조 방법은 종자펠렛 제조기의 회전수를 150 ~ 200 rpm, 경사도는 60o로 조절한 다음 회전판에 종자를 넣고 피복물질을 소량씩 주기적으로 투입하면서 접착제(아리비아 고무 8% 수용액, PVA 3%, CMC 1%)를 미세한 노즐로 분무해 종자펠렛의 모양과 크기를 조절하였으며, 피복물질 및 접착제를 포함한 1차 펠렛 제조물에 사용된 각 소재를 동일한 방법으로 첨가하여 펠렛화 하였다. 제조된 펠렛종자는 30 ~ 40℃의 온도에서 2 ~ 3 시간 충분히 건조시켜 mesh로 크기를 구분한 다음 slide caliper (CD15C, Mitutoyocorporation, Japan)로 입경을 조사하였다. 종자피복물질은 사용되는 종자의 피복물질에 따라 달리 조절되었으나약 40% 수준으로 조절하였으며 다층 펠렛종자 제조를 위해서 종자두께의 약 3배의 두께로 적용하였다.
- 75 MPa로 구분하였으며, 그 외 약제들은 공히 각각 100 mM, 150 mM 및 250 mM로 수준을 달리하였다. 종자처리는 Jeong 등 (1994)의 방법에 의거 15℃와 20℃에 종자를 암 상태에서 4일 간 프라이밍 처리를 하였다.
- 종자펠렛의 직파재배에 따른 생육 증대 효과를 검정하기 위하여 물푸레나무와 물오리나무 원종자와 최적화 된 프라이밍 조건이 처리된 종자를 펠렛종자를 제조하였다. 펠렛화는 펠렛 제조 시 유효한 펠렛모양 및 경도, 열개성, 안정된 pH 및 EC의 값을 나타내는 석고 + 규조토 + 달마세라믹 + 버미큘라이트(6:1:1:1)의 혼합물을 이용하여 조제하여 사용하였으며 다중층 종자펠렛 제조에서는 석고 + 규조토 + 달마세라믹 + 버미큘라이트의 혼합물을 이용하여 조제한 펠렛종자에 다시 starch grafted cross-linked polyacrylates를 1.
- 제조된 펠렛종자는 30 ~ 40℃의 온도에서 2 ~ 3 시간 충분히 건조시켜 mesh로 크기를 구분한 다음 slide caliper (CD15C, Mitutoyocorporation, Japan)로 입경을 조사하였다. 종자피복물질은 사용되는 종자의 피복물질에 따라 달리 조절되었으나약 40% 수준으로 조절하였으며 다층 펠렛종자 제조를 위해서 종자두께의 약 3배의 두께로 적용하였다. 피복물질은 zirconium silicate, pagodite, bentonite, 규조토, 석고를 단용으로 처리하였고 석고, 규조토, 버미큐오라이트, 달라세라믹 등을 비율별로 혼합하여 사용하였으며 다중층 종자펠렛 제조에서는 펠렛 형성의 최적 조건으로 확립된 석고, 규조토, 달라세라믹, 버미큐오라이트를 6:1:1:1의 비율로 혼합된 피복물질을 1차적으로 피복하고 다시 starch-grafted cross-linked polyacrylates를 1.
- 최적화된 혼합 피복재료와 함께 starch-grafted cross-linked polyacrylates (SGPA)를 1.5%의 수준으로 첨가하여 pellet을 제조한 경우 hydrogel을 물에 희석한 용매 형태로 적용하여 종자 pellet을 구성할 수 없었기 때문에 최적화된 혼합 피복재료의 피복 후에 polymer를 다시 코팅하는 다중층 종자펠렛을 구성하였다 (Fig. 2). 최적화된 혼합 피복재료로 1차 피복하여 종자펠렛을 제조하고 다시 SGPA를 이차적으로 코팅하는 경우 최적화된 혼합 피복재료 만을 첨가한 경우와 유사한 펠렛 모양 및 경도, 열개성, 안정된 pH 및 EC의 값을 나타내었다.
- 104구 수목용 묘목상에 1 립씩 각각 인력으로 파종하였다. 파종 후 발아를 돕기 위해 3일 간격으로 관수하였으며 발아 및 출현조사는 ISTA (International Seed Testing Association)와 AOSA (Association of Official Seed Analysis) 방법으로 조사하였다. 생육조사는 파종한 후 발아가 확인 된 후 30일과 60일로 나누어 초장과 잎 수, 엽면적을 측정하였으며 초장 및 잎 수는 유관으로 실측하여 관찰하였고, 엽면적은 각 식물마다 LI-3000 엽면적 측정기 (LICOR.
- 00, Netherland)를 사용하였고, 회전수의 조절이 가능하며 회전판의 경사도를 조절할 수 있도록 하는 Seed Pelleting Unit을 구성하였다. 펠렛종자 제조 방법은 종자펠렛 제조기의 회전수를 150 ~ 200 rpm, 경사도는 60o로 조절한 다음 회전판에 종자를 넣고 피복물질을 소량씩 주기적으로 투입하면서 접착제(아리비아 고무 8% 수용액, PVA 3%, CMC 1%)를 미세한 노즐로 분무해 종자펠렛의 모양과 크기를 조절하였으며, 피복물질 및 접착제를 포함한 1차 펠렛 제조물에 사용된 각 소재를 동일한 방법으로 첨가하여 펠렛화 하였다. 제조된 펠렛종자는 30 ~ 40℃의 온도에서 2 ~ 3 시간 충분히 건조시켜 mesh로 크기를 구분한 다음 slide caliper (CD15C, Mitutoyocorporation, Japan)로 입경을 조사하였다.
- 프라이밍 처리된 물푸레나무와 물오리나무를 대상으로 하여 종자펠렛를 제조하기 위해 펠렛제조기는 Seed Processing Holland B. V. (Type 9103.00.00, Netherland)를 사용하였고, 회전수의 조절이 가능하며 회전판의 경사도를 조절할 수 있도록 하는 Seed Pelleting Unit을 구성하였다. 펠렛종자 제조 방법은 종자펠렛 제조기의 회전수를 150 ~ 200 rpm, 경사도는 60o로 조절한 다음 회전판에 종자를 넣고 피복물질을 소량씩 주기적으로 투입하면서 접착제(아리비아 고무 8% 수용액, PVA 3%, CMC 1%)를 미세한 노즐로 분무해 종자펠렛의 모양과 크기를 조절하였으며, 피복물질 및 접착제를 포함한 1차 펠렛 제조물에 사용된 각 소재를 동일한 방법으로 첨가하여 펠렛화 하였다.
- 종자피복물질은 사용되는 종자의 피복물질에 따라 달리 조절되었으나약 40% 수준으로 조절하였으며 다층 펠렛종자 제조를 위해서 종자두께의 약 3배의 두께로 적용하였다. 피복물질은 zirconium silicate, pagodite, bentonite, 규조토, 석고를 단용으로 처리하였고 석고, 규조토, 버미큐오라이트, 달라세라믹 등을 비율별로 혼합하여 사용하였으며 다중층 종자펠렛 제조에서는 펠렛 형성의 최적 조건으로 확립된 석고, 규조토, 달라세라믹, 버미큐오라이트를 6:1:1:1의 비율로 혼합된 피복물질을 1차적으로 피복하고 다시 starch-grafted cross-linked polyacrylates를 1.5% 수준으로 첨가하여 종자펠렛을 제조하였다.
- 제조된 SGPA hydrogel의 흡수량 측정을 위하여 칭량한 SGPA hydrogel를 약 100 ㎖의 증류수에 침지 시키고 상온에서 6시간 방치한 후 sieve를 사용하여 물과 팽윤된 SGPA를 분리하고 SGPA의 표면에 부착되어 있는 물은 팽윤된 hydrogel을 6시간동안 공기 중에 방치하여 제거한 후 칭량하였다. 흡수에 의한 시료의 무게증가로부터 다음 식을 이용하여 SGPA의 흡수량을 계산하였다.
대상 데이터
- 9 ㎜ 내외의 크기를 사용하였다. 104구 수목용 묘목상에 1 립씩 각각 인력으로 파종하였다. 파종 후 발아를 돕기 위해 3일 간격으로 관수하였으며 발아 및 출현조사는 ISTA (International Seed Testing Association)와 AOSA (Association of Official Seed Analysis) 방법으로 조사하였다.
- 본 연구에 사용한 물푸레나무 및 물오리나무의 종자는 2009년 11월 25일부터 동년 동월 12월 16일까지 채취한 국내 자생종 (강원 삼척, 전남 무안)을 사용하였으며 물푸레나무의 경우 종자에 부착되어 있는 날개를 제거하여 사용하였다.
- 5%의 수준으로 적용하여 2층으로 구성된 다중층 종자펠렛을 대상으로 하였다. 사용된 종자펠렛의 규격은 1립/pellet이고, 직경이 2.8 ~ 3.9 ㎜ 내외의 크기를 사용하였다. 104구 수목용 묘목상에 1 립씩 각각 인력으로 파종하였다.
- 처리 후 종자는 수돗물에 15분간 씻어서 35℃에서 2시간 건조 후 15℃에서 2일간 더 건조시킨 후 실온에서 4일간 방치해 수분평형을 이루게 한 후 실험재료로 사용했다. 각각의 프라이밍 처리된 물푸레 및 물오리나무종자의 발아 조사는 플라스틱 발아상자 (11 × 11 × 3 ㎝, Sigma, USA)에 paper towel (10 × 10 ㎝)를 두 겹으로 깔고 종자를 50립씩 넣고 그위에 증류수 20 ㎖씩을 부어 6반복으로 파종하여 Burris 등 (1977)의 방법으로 20℃의 암상태의 항온기에 치상하여 치상 후 10일까지는 12시간 간격으로, 11일부터는 1일 간격으로 전체 20일 동안 발아 여부를 조사하였다.
- 종자펠렛의 직파재배에 따른 생육 증대 효과를 검정하기 위하여 물푸레나무와 물오리나무 원종자와 최적화 된 프라이밍 조건이 처리된 종자를 펠렛종자를 제조하였다. 펠렛화는 펠렛 제조 시 유효한 펠렛모양 및 경도, 열개성, 안정된 pH 및 EC의 값을 나타내는 석고 + 규조토 + 달마세라믹 + 버미큘라이트(6:1:1:1)의 혼합물을 이용하여 조제하여 사용하였으며 다중층 종자펠렛 제조에서는 석고 + 규조토 + 달마세라믹 + 버미큘라이트의 혼합물을 이용하여 조제한 펠렛종자에 다시 starch grafted cross-linked polyacrylates를 1.5%의 수준으로 적용하여 2층으로 구성된 다중층 종자펠렛을 대상으로 하였다. 사용된 종자펠렛의 규격은 1립/pellet이고, 직경이 2.
- 프라이밍 처리 약제로는 Ca(NO3)2, KNO3, MgSO4, NaNO3, KCl, K3PO4, NH4NO3 (대정화금, 한국) 및 Polyethylene glycol 6000 (대정화금, 한국) 등을 사용하였다. 약제 농도는 PEG 6000은 Michel과 Kaufmann (1973) 방법에 따라-0.
데이터처리
- 프라이밍 약제의 종류 및 농도에 따른 발아율, 발아세, 원종자와 종자펠렛의 생육상 비교에서 얻어진 각 자료를 SAS 프로그램 (SAS, 2000)을 이용하여 ANOVA에 의한 Duncan(DMRT, Duncan Mutiple Range Test) 검정을 이용하여 통계 처리 하였고 상관계수 (Correlation coefficient)를 산출하였다.
이론/모형
- SGPA hydrogel의 제조는 Park 등 (2005)에 의한 방법을 적용하여 사용하였다. 즉 167 ㎖의 증류수가 들어 있는 3구 플라스크에 20 g의 수용성 전분 (Corn, amlyopectin 73%, amylose 27%, Sigma, USA)을 가하고 응축기를 부착하여 질소충진 하에 95℃에서 1시간 가열 용해시켜 호화된 균일상의 수용성전분을 얻는다.
- (대정화금, 한국) 및 Polyethylene glycol 6000 (대정화금, 한국) 등을 사용하였다. 약제 농도는 PEG 6000은 Michel과 Kaufmann (1973) 방법에 따라-0.75 Mpa, -1.0 MPa, -1.5 MPa 및 -1.75 MPa로 구분하였으며, 그 외 약제들은 공히 각각 100 mM, 150 mM 및 250 mM로 수준을 달리하였다. 종자처리는 Jeong 등 (1994)의 방법에 의거 15℃와 20℃에 종자를 암 상태에서 4일 간 프라이밍 처리를 하였다.
성능/효과
- 5 MPa로 프라이밍 처리를 하는 경우 발아율과 발아세가 향상되는 결과를 나타내었다. 15℃의 온도에서 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구 종자의 발아율이 22.6%의 발아율을 나타낸 반면 동일 온도에서 KCl를 150 mM 수준으로 프라이밍 처리하는 경우 약 48.2%의 발아율을 나타내어 우수하였고, 발아세도 15℃의 온도에서 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구 종자의 발아세가 19.6%를 나타낸 반면 동일 온도에서 KCl를 150 mM 수준으로 프라이밍 처리하는 경우 46.3%로 발아세가 증가하였고 20℃에서도 유사한 경향을 나타내었다 (Table 2, Fig. 1). 이러한 결과는 벼 종자를 대상으로 하여 KCl과 CaCl2를 처리하여 프라이밍 경우 발아지수를 향상시켰다는 보고 (Ruan et al.
- 2종 혼합물인 석고 + 규조토, 석고 + 버미큘라이트, 석고 + 달마세라믹은 단용재료에 비해 펠렛형성과 수분 흡수 후에 열개성이 양호하였으나 석고+규조토 혼합재료를 제외하고 경도가 단단한 편이었다. 결과적으로 피복재료 중 단용재료로 제조된 종자펠렛들은 대체로 펠렛의 표면이 매끄럽지 못하고 열개성이 떨어지며 경도가 너무 약하거나 반대로 너무 단단하고 펠렛 침출물의 pH 및 EC가 불안정해 피복재료로는 부적당하였다. 단용재료에 비해 2종 이상의 혼합 피복재료는 펠렛 형성 및 열개성, 경도, 피복재료 추출물의 pH, EC 등이 안정적이어서 종자펠렛 제조의 피복재료로서는 단용재료보다 혼합재료가 더 양호하였다.
- 결과적으로 피복재료 중 단용재료로 제조된 종자펠렛들은 대체로 펠렛의 표면이 매끄럽지 못하고 열개성이 떨어지며 경도가 너무 약하거나 반대로 너무 단단하고 펠렛 침출물의 pH 및 EC가 불안정해 피복재료로는 부적당하였다. 단용재료에 비해 2종 이상의 혼합 피복재료는 펠렛 형성 및 열개성, 경도, 피복재료 추출물의 pH, EC 등이 안정적이어서 종자펠렛 제조의 피복재료로서는 단용재료보다 혼합재료가 더 양호하였다. 이러한 결과는 양파를 대상으로 하여 종자펠렛 제조 시 피복재료의 단용 보다 2종 혼합의 경우 양호한 물리화학적 특성을 나타내었다는 결과 (Lee and Park, 2000)의 보고와 유사하였다.
- , 2002)와 물푸레나무의 실생묘 생육에 있어 최대보수상태와 위조점에서의 osmotic potential이 다른 참나무류 보다 높았다는 결과 (Kwon and Lee, 1994)를 고려하는 경우 종자의 발아에서부터 실생묘로 생육할 때가지 종자펠렛에 포함되어진 hydrogel이 충분한 수분을 유지시켜줄 수 있을 것으로 생각된다. 또한 물푸레나무 원종자와 SGPA hydrogel이 펠렛화 된 종자펠렛을 대상으로 파종 직후 1회 관수 한 후 80일 간 관수하지 않는 처리구에서 30일 이후의 생육상을 비교한 결과에서도 80일간 관수를 하지 않은 원종자 처리구에서는 묘목의 자엽 부분에서 일부 잎이 말리는 위조현상이 나타난 반면 SGPA hydrogel이 펠렛화 된 종자펠렛의 경우에서는 이러한 위조현상이 관찰되지 않았을 뿐 아니라 생육이 촉진되는 것을 확인할 수 있었다 (Fig. 3). 이러한 결과는 물푸레나무의 묘고 생장 시 토양수분이 감소할수록 생장이 감소하였고 잎, 줄기 뿌리 등 건중량 및 물질 생산도 토양 수분이 낮아질수록 통계적으로 유의한 수준으로 감소하였다는 결과 (Chung et al.
- 또한 상기 개발된 물푸레나무와 물오리나무의 종자펠렛을 파종하고 각 수목종의 생육상을 살펴본 결과 30일 경과 후에 물푸레나무에서는 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛의 파종 시에는 원종자를 파종한 것보다 신장이 약 10 ㎝ 길게 생장하였으며 잎 수는 2개 이상이 더 많았고 엽면적도 약 13 ㎠ 이상 넓은 것으로 나타나 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛을 제조하여 파종하는 것이 양호한 생육상을 나타내었다. 또한 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛의 적용 시 개체 간에 신장 및 잎 수, 엽면적의 차가 매우 적어 생육하는 개체수가 균일하게 생장하고 있음을 알 수 있었다(Table 6).
- 이러한 결과는 양파를 대상으로 하여 종자펠렛 제조 시 피복재료의 단용 보다 2종 혼합의 경우 양호한 물리화학적 특성을 나타내었다는 결과 (Lee and Park, 2000)의 보고와 유사하였다. 또한 석고+규조토+달마세라믹+버미큘라이트 (6:1:1:1)의 여러 가지 재료를 혼합하여 사용하는 경우 pellet의 형성 및 표면이 매우 양호하였고 경도는 1.58 ㎏으로 너무 약하거나 단단하지도 않았으며 펠렛의 열개성도 매우 우수하여 여러 재료 중 가장 양호하였다.
- 또한 상기 개발된 물푸레나무와 물오리나무의 종자펠렛을 파종하고 각 수목종의 생육상을 살펴본 결과 30일 경과 후에 물푸레나무에서는 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛의 파종 시에는 원종자를 파종한 것보다 신장이 약 10 ㎝ 길게 생장하였으며 잎 수는 2개 이상이 더 많았고 엽면적도 약 13 ㎠ 이상 넓은 것으로 나타나 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛을 제조하여 파종하는 것이 양호한 생육상을 나타내었다. 또한 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛의 적용 시 개체 간에 신장 및 잎 수, 엽면적의 차가 매우 적어 생육하는 개체수가 균일하게 생장하고 있음을 알 수 있었다(Table 6). 물오리나무에서는 프라이밍 처리 이후 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛을 파종한 것이 원종자 보다 신장이 약간 높게 나타났으나 통계적으로 유의한 수준은 아니었다.
- 75 ㎏으로 너무 약해 쉽게 부서져 단용 피복재료로 적합하지 않았다. 또한 피복재료 별 추출물의 EC와 pH에서 zirconium silicate와 pagodite의 펠렛 침출물의 EC는 낮았으나 pH가 7.0내외로 높았고 수분을 흡수한 후에 종자펠렛의 열개성은 비교적 좋은 편이었다. 벤토나이트, 규조토, 석고 등은 펠렛 형성은 잘 되고 표면도 매끄러웠으나 벤토나이트, 제올라이트 및 규조토의 경우 수분 흡수 후에 펠렛의 열개가 더디거나 이루어지지 않았고, 벤토나이트의 경우는 경도가 5.
- 물오리나무의 경우 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구 종자보다 프라이밍 약제와 농도 중 KCl의 모든 농도 (100, 150, 200 mM)와 PEG 6000의 -0.75, -1.0, -1.5 MPa로 프라이밍 처리를 하는 경우 발아율과 발아세가 향상되는 결과를 나타내었다. 15℃의 온도에서 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구 종자의 발아율이 22.
- 물푸레나무에서 프라이밍 처리온도를 15℃와 20℃로 나누고 -1.0 MPa의 PEG 6000를 4일간 처리하고 발아율을 비교하여 본 결과, -1.0 MPa의 PEG 6000를 15℃에서 처리한 경우 64.0%의 발아율을 나타낸 반면 20℃에서 처리한 경우 56.5%의 발아율을 나타내어 15℃에서 -1.0 MPa의 PEG 6000를 처리한 경우가 더 양호한 발아율을 나타내었다. 발아세 역시 -1.
- 물푸레나무와 물오리나무를 대상으로 하여 종자펠렛을 제조하는 경우 접착제의 종류에 따른 펠렛 형성 상태와 경도를 살펴본 결과 평균 경도는 아리비아 고무 8% 수용액이 1.36 ㎏, PVA 3% 수용액이 1.27 ㎏, CMC 1%가 1.26 ㎏으로 아라비아 고무 수용액의 접착 강도가 가장 높았으며 특히 펠렛 형성능이 우수하였다 (Table 4).
- 종자펠렛 제조에 있어 피복물질에 의한 종자의 발아, 출현, 입모에 지장을 받지 말아야 되기 때문에 작물의 종류별로 피복재료를 탐구하여 종자펠렛의 특성이 잘 나타나도록 개량하는 것이 중요하다. 물푸레나무와 물오리나무를 대상으로 하여 피복재료 별로 구성된 종자펠렛의 특성을 살펴본 결과 (Table 3) 단용으로 사용된 zirconium silicate와 pagodite는 펠렛 형성은 양호하였지만 표면이 매우 거칠었고 경도가 각각 0.24 ㎏, 0.75 ㎏으로 너무 약해 쉽게 부서져 단용 피복재료로 적합하지 않았다. 또한 피복재료 별 추출물의 EC와 pH에서 zirconium silicate와 pagodite의 펠렛 침출물의 EC는 낮았으나 pH가 7.
- 0 MPa의 PEG 6000를 처리한 경우가 더 양호한 발아율을 나타내었다. 발아세 역시 -1.0 MPa의 PEG 6000를 15℃와 20℃의 온도로 나누어 프라이밍 처리를 한 경우 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구 보다 발아세가 모두 증가하였는데 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구 종자의 발아세가 15℃에서 34.4%, 20℃에서 36.2%를 나타낸 반면 -1.0 MPa의 PEG 6000를 15℃에서 프라이밍 처리한 경우 발아세가 63.2%로 1.8배 증가하였고 동일 농도의 PEG 6000을 20℃에서 프라이밍 처리한 경우 1.4배 증가하는 경향을 나타내어 발아세의 향상을 나타내었고 이는 물푸레나무에서 PEG 6000으로 프라이밍 처리함에 따라 발아 환경 적응력이 증가하였을 뿐 아니라 발아의 균일도에도 양호한 효과를 나타내는 것으로 생각된다. 물푸레나무의 경우 최적의 프라이밍 처리 조건은 PEG 6000을 처리온도 15℃에서 -1.
- 60일 의 경우 이러한 차이는 점차 감소하였으나 통계적으로 유의적인 차이를 나타내었다 (Table 7). 발아한 지 80일 경과 후에 원 종자와 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛에서 생육한 유식물체의 각 개체별 생체중을 조사한결과 물푸레나무의 경우 원종자에서 생육한 유식물체의 생체중이 약 0.98 g, 프라이밍 처리를 하지 않고 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛은 1.24 g의 생체중을 나타낸 반면 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛은 3.5 g의 생체중을 나타내어 2.8배 높은 생체중을 나타내었다 [Fig. 4 (A), Fig. 5]. 물오리나무의 경우에서는 원종자에서 생육한 유식물체의 생체중이 약 0.
- 0내외로 높았고 수분을 흡수한 후에 종자펠렛의 열개성은 비교적 좋은 편이었다. 벤토나이트, 규조토, 석고 등은 펠렛 형성은 잘 되고 표면도 매끄러웠으나 벤토나이트, 제올라이트 및 규조토의 경우 수분 흡수 후에 펠렛의 열개가 더디거나 이루어지지 않았고, 벤토나이트의 경우는 경도가 5.20 ㎏으로 매우 단단하여 종자가 발아하는데 물리적 장애를 나타낼 것으로 생각되었으며 규조토의 경우 경도가 약해 (0.28 ㎏) 적당치 않았다. 제올라이트의 경우 경도도 약한 편이었고 pH가 8.
- 0%로 극히 낮았다. 석고+규조토 등 2종 혼합재료들의 발아율은 31-38%로 단용재료의 사용보다 높았으나 석고 + 규조토 + 달마세라믹 + 버미큘라이트의 혼합재료에서는 발아율 및 발아세가 원종자와 유사하게 각각 38.6%, 29.7%로 높았으며 발아속도도 일반종자와 같은 12일이었다. 또한 최적화 피복재료에 수분유지를 위해 starch grafted cross-linked polyacrylates(SGPA)를 이중으로 코팅한 다중층 종자펠렛에서도 원종자와 유사한 발아율과 발아속도를 나타내었다.
- 3). 이러한 결과는 물푸레나무의 묘고 생장 시 토양수분이 감소할수록 생장이 감소하였고 잎, 줄기 뿌리 등 건중량 및 물질 생산도 토양 수분이 낮아질수록 통계적으로 유의한 수준으로 감소하였다는 결과 (Chung et al., 2007)를 고려하는 경우 물푸레나무와 같은 목본성 생약을 실생번식으로 번식하고자 하는 경우 SGPA hydrogel이 펠렛화 된 종자펠렛을 이용하게 되면 발아 및 생육에 있어 안정된 수분관리를 유지할 수 있고 일정한 수준 이상의 균일한 수목을 생산할 수 있을 뿐 만 아니라 작물의 질도 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.
- 이러한 결과로 미루어 보아 프라이밍 처리 이후 SGPA를 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛화 기술은 물푸레나무와 물오리나무의 초기 발아율 향상과 입모율 개선에 효과적으로 사용되어질 수 있을 뿐 아니라 초기 생육에도 효율적으로 적용할 수 있는 방법으로 제시할 수 있을 것으로 생각되고 목본성 생약의 실생번식에 있어 프라이밍 처리기술과 hydrogel을 포함하는 종자펠렛을 통하여 크기가 작은 종자를 피복함으로써 크기를 크게 하여 일정하고 정확한 간격으로 파종하여 묘 솎음 작업을 생략 할 수 있고 묘 솎음작업이 생략됨에 따라 뿌리의 손상을 줄일 수 있고, 종자를 절약할 수 있을 뿐 아니라 수분유지관리를 원활히 함으로써 생력화 재배를 가능하게 할 수 있을 것으로 생각된다.
- 물오리나무에서는 프라이밍 처리 이후 이용하여 제조한 다중층 종자펠렛을 파종한 것이 원종자 보다 신장이 약간 높게 나타났으나 통계적으로 유의한 수준은 아니었다. 입수에 있어서는 평균 1개 이상이 종자펠렛에서 많았고 엽면적이 약 7 ㎝2 넓게 생육하는 것을 관찰할 수 있었다. 60일 의 경우 이러한 차이는 점차 감소하였으나 통계적으로 유의적인 차이를 나타내었다 (Table 7).
- 물푸레나무와 물오리나무의 종자를 대상으로 하여 최적의 프라이밍 약제의 종류 및 농도를 선발하기 위해 서로 다른 온도에서 각 프라이밍 약제를 농도별로 처리하고 20일 이후에 발아율을 조사한 결과는 Table 1 및 Table 2와 같다. 적정 프라이밍 처리 기간은 물푸레나무와 물오리나무 모두에서 4일로 나타났으며 (자료 미제시), 프라이밍 약제 종류와 농도에 따른 발아율을 조사한 결과 처리 약제 및 농도 간에 많은 차이를 나타내었다. 프라이밍 처리 후 발아율을 살펴본 결과 물푸레나무의 경우 15℃에서 -1.
- 28 ㎏) 적당치 않았다. 제올라이트의 경우 경도도 약한 편이었고 pH가 8.6, EC가 5.1로 너무 높았고, 석고는 펠렛형성과 표면이 양호하고 수분 흡수 후의 열개성이 매우 우수하였으나 경도가 너무 단단하였다 (4.19 ㎏). 2종 혼합물인 석고 + 규조토, 석고 + 버미큘라이트, 석고 + 달마세라믹은 단용재료에 비해 펠렛형성과 수분 흡수 후에 열개성이 양호하였으나 석고+규조토 혼합재료를 제외하고 경도가 단단한 편이었다.
- 종자펠렛 제조 시 사용된 고 흡습성 hydrogel인 SGPA의 수분흡수량을 측정한 결과 약 86 g • H2O/g • SGPA을 나타내어 1g의 hydrogel이 약 80배 이상의 수분을 흡수할 수 있다는 것을 확인하였다.
- 적정 프라이밍 처리 기간은 물푸레나무와 물오리나무 모두에서 4일로 나타났으며 (자료 미제시), 프라이밍 약제 종류와 농도에 따른 발아율을 조사한 결과 처리 약제 및 농도 간에 많은 차이를 나타내었다. 프라이밍 처리 후 발아율을 살펴본 결과 물푸레나무의 경우 15℃에서 -1.0 MPa의 PEG 6000 농도에서 64.0%, -1.5 MPa의 PEG 6000 농도에서 42.6%로 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구의 발아율 38.6% 보다 높은 발아율을 나타내었으나 그 외의 다른 프라이밍 약제에서는 프라이밍 처리를 하지 않은 대조구 종자에 비해 낮은 발아율을 나타내어 전반적으로 프라이밍 처리가 오히려 발아율을 낮추는 경향을 나타내었다.
- 피복재료별 물오리나무의 종자펠렛 발아특성을 보면 zirconium silicate, pagodite, 벤토나이트, 규조토, 제올라이트, 석고 등의 단용재료로 제조된 종자펠렛들의 발아율 및 발아세는 물푸레나무에서 30%에서 10%까지 원종자의 발아율보다 낮았으며, 특히 벤토나이트에서는 발아율이 4.7%, 발아세가 2.0%로 극히 낮았다. 석고+규조토 등 2종 혼합재료들의 발아율은 31-38%로 단용재료의 사용보다 높았으나 석고 + 규조토 + 달마세라믹 + 버미큘라이트의 혼합재료에서는 발아율 및 발아세가 원종자와 유사하게 각각 38.
후속연구
- , 2002)와 유사하였으며 종자를 KCl를 이용하여 프라이밍 하는 경우 다른 프라이밍 제제보다 더 효과적일 수 있는데 이러한 이유는 삼투조절의 장점을 가진 potassium 이온 (K+)이세포의 수분 포화도를 증가시키고 종자 내 포함된 많은 효소를 활성화시킬 수 있는 cofactor로 작용하기 때문이라고 보고 (Taiz and Zeiger, 2002)하였다. 이러한 결과와 비교하여볼 때 물푸레나무 및 물오리나무 종자의 경우 발아에 있어 삼투조절이 중요하며 발아에 관계되는 많은 효소적 활성이 요구되어진다고 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.