[논문]볍씨의 규산코팅방법에 따른 이용특성과 육묘효과

강양순; 김완중; 황덕상; 김희규

doi:10.7740/kjcs.2020.65.1.030

볍씨의 규산코팅방법에 따른 이용특성과 육묘효과
Methods of Application and Beneficial Effects of Silicate-Coating Rice Seeds 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.65 no.1, 2020년, pp.30 - 39

강양순 (새턴바이오텍(주) 기업부설 작물수용성규산연구소) , 김완중 (새턴바이오텍(주) 기업부설 작물수용성규산연구소) , 황덕상 (새턴바이오텍(주) 기업부설 작물수용성규산연구소) , 김희규 (경상대학교 식물의학과)

초록
AI-Helper

벼 직파재배나 육묘에서 종자소독, 병충해방제, 시비 등에 요구되는 생산비절감기술로 개발된 기존 규산코팅볍씨(규산/Zeolite)의 단점 보완으로 신규 규산코팅기술이 개발되었다. 신규 규산코팅볍씨의 제조 및 이용특성과 육묘상자에서 건묘육성 및 벼 키다리병 경감효과를 명확하게 하기 위하여 벼 키다리병 이병성 감염종자를 소독 없이 마른 상태로 코팅한 볍씨와 중도저항성 소독된 보급종자를 마른 상태로 코팅한 볍씨를 토경조건과 수경조건에서 시험이 수행되었다. 1. 신규 규산코팅볍씨는 종자 100 g에 코팅 바인더 점액성 수용성규산 18 ml을 충분히 묻히고 거기에 Dolomite 80 g/철 5 g의 혼합분말을 고루 뿌려서 코팅되었다. 2. 신규 규산코팅볍씨의 특성은 종자무게의 1.84배이었고 중량, 코팅강도와 코팅색택 등이 기존 규산코팅볍씨보다 훨씬 개선되었다. 3. 신규 규산코팅볍씨의 묘는 무코팅볍씨에서 자란 묘의 연한 엽색과 늘어지는 초형에 비하여 짙은 엽색(SPAD치)으로 직립되었고 엽신의 규질화가 현저히 높았으며 묘소질(w/cm)은 유의하게 증가되었다. 특히 생육량과 엽색도는 토경조건에서 보다 영양이 결제된 수경조건에서 뚜렷하였다. 4. 47일간 육묘 중 벼 키다리병 발생은 파종 후 38일에 peak를 보였고 무코팅볍씨 발병률 54.2%에 비하여 신규 규산코팅에서는 68.8~70.7%의 방제가를 나타내었다. 이상을 종합하여 보면 벼농사에서 가장 많이 요구되는 규산질 비료를 Dolomite와 철분으로 종피에 코팅시켜서 만든 신규 규산코팅볍씨로 종자소독, 건묘육성 및 벼 키다리병 경감 효과 등은 친환경 저비용과 안전 쌀 생산에 크게 기여되리라 본다. 또한 장기 영양결제에도 육묘 중 뿌리 활력이나 엽의 노화 없이 정상생육이 지속되어 육묘시비량 절감 가능성도 보였고 금후 묘의 노화경감을 위한 최소 영양공급 연구가 요구되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

A new silicate coating technology was developed which reduces the impact of dust and loosening during seeding compared to existing silicate-coatings (Seed/Si/Zeolite), and therefore can lower the production costs of rice cultivation. In this method, 100 g of rice seed is coated with 18 mL of liquid silicic acid and then dressed with a mixture containing 80 g of dolomite and 5 g of iron. To determine the most effective method of application and ensure that seedlings developed healthily, a series of experiments were carried out. Infected seeds scattered in seedling boxes and pots (soil and hydroponic) were coated dry, without disinfection. In comparison to the seed which were not treated with the silicate-coating, the new seed (A) were 1.84 times heavier in weight, and were also improved in terms of coating strength and coating color. Compared to the seedlings grown from the non-coated seed, those grown from the new silicate-coated seed were of significantly higher quality (weight/length) and had erect, dark greenish leaves, which are ideal plant characteristics. This was most likely due to increased silicate uptake. The symptoms of bakanae disease in the non-coated seed peaked after 38 days to 54.2%, whereas the control value was 68.8% in the new silicate-coated seed (A). In the infected seedlings grown from the new silicate-coated rice seed, subnormal macro-conidia, namely, a sickle shape spore without a septum; a straight oblong shape spore without a septum and with a thick cell wall; and inter-septal necrosis of a normal spore were detected. It is believed that the strong alkalinity of silicic acid have acted as unfavorable conditions for pathogenicity. In seedlings grown from the new silicate coated rice seed under hydroponic conditions without nutrients, normal root activity and growth was maintained without leaf senescence. Therefore, it was possible to reduce the rate of fertilization. In the future, a new silicate-coated rice seed was required for the study of minimal nutrition for anti-aging of seedlings.

주제어

표/그림 (11)

표 Table 1. Composition of coating powders applied to rice seed coated with water-soluble silicate.
표 Table 2. Characteristics of the coating binder, coating powder and coating enhancer used as coating materials for the silicate- coated rice seed.
표 Table 3. Weight, falling powder, coating color and coating strength of rice seed coated with different silicate coating materials.
표 Table 4. Effect of seed silicate coating on the soil pH and growth of 33-day-old seedlings.
그림 Fig. 1. Effect of seed silicate coating on plant type and distribution of silicified cells formed in the third leaf of 33-day-old seedlings.
그림 Fig. 2. Effect of seed silicate coating on seasonal prevalence of bakanae disease (caused by Gibberella fujikuroi) compared to a control (no silicate coating).
그림 Fig. 3. Comparison of control value and percentage of diseased seedlings, in seedlings grown from different silicate coated seeds.
그림 Fig. 4. Distribution of typical healthy macro-conidia (①A, ②A) with sickle shape and three septa and micro-conidia (①B, ①C); undeveloped abnormal macro-conidia without intact septum (②a, ③a), thickened cell walls and a straight oblong shape without intact septum (④b); and inactive, abnormal macro-conidia with a dead cell in the tip tissue (⑤c) and center cell (⑥c); caused by Gibberella fujikuroi, in the fresh tissue of 38-day-old infected rice seedlings grown from non-coated (①) vs. coated seeds (②∼⑥). Images are shown at 640 magnification.
그림 Fig. 5. Effect of seed coating treatment (water-soluble silicate and dolomite/iron complex powder) on plant height and leaf color of 27-day-old seedlings grown in a tap water culture without nutrients.
표 Table 5. Effect of seed (water-soluble silicate) coating treatment on seed germination, promptness index (of seed germination), water quality and growth of 14-day-old seedlings grown in a tap water culture without nutrients.
그림 Fig. 6. Effect of seed coating treatment (water-soluble silicate and dolomite/iron complex powder) on leaf senescence, root oxidizing activity and growth of 27-day-old seedlings grown in a tap water culture without nutrients

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 기존 볍씨규산코팅기술의 단점보완과 육묘효과 증진을 위하여 개발된 신규 규산코팅볍씨의 이용특성과 건묘육성 및 벼 키다리병 경감 효과 등이 검토되었다.

제안 방법

시험방법은 처리별로 작성된 코팅볍씨를 이용 특성조사와 상자육묘시험 및 Pot 수경시험으로 실시되었다.

대상 데이터

시험 종자는 벼키다리병에 감수성인 백운찰벼와 중도저항성인 메벼인 삼광벼(Lee et al., 2011)로서 전자는 전년도 농가포장에서 채종한 감염 종자이었고 후자는 소독된 보급 종자 이었다.
코팅소재는 벼농사에서 가장 많이 요구되는 수용성 액상규산(25%)을 코팅바인더로 하였고 종자피복용 분말로서 Zeolite, Dolomite를 코탕파우더로, 철분과 Cement는 코팅경화재로 이용되었다.

이론/모형

코팅방법은 직파면적 300평(10a)당 종자 5 kg을 기준으로 민간기업에서 생산된 “새빛코팅재”의 매뉴얼을 참조하였다. 코팅순서는 액상규산을 기반으로 한 새빛바인더 18ml를 종자 100 g에 교반하여 해당피복재의 용량을 고르게 뿌려서 수작업으로 피복되었다.

성능/효과

또한 묘의 생육량(생체중, 건물중)도 유의하게 높았고 키에 대한 생체중 비율로 나타낸 묘의충실도(묘소질)로 보아 건묘 육성효과가 뚜렷하였다. 신규 규산코팅볍씨(A와 B)에서는 엽신에 집적된 규산체 수, 엽색도, 생육량 및 묘소질 등 모든 특성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 특히 기동세포에 집적된 규산체(Fig.
9% 의 높은 발병률을 계속 보여 이후에도 육묘 중 외관상 건전묘로 보일지라도 보균상태로 남을 가능성이 있었다. 규산코팅볍씨에서는 47일간의 육묘기간을 통하여 무코팅볍씨에서 발병률 54.2%에 대한 68.8-70.7%의 방제가로 발병경감 효과가 크게 나타났다(Fig. 2, Fig. 3). 코팅방법 간 발병률은 기존 코팅볍씨 18.
코팅피복재 철분은 뿌리표면을 피막으로 형성하여 근산화력을 높여 뿌리노화를 막는 기능(Oertli & Jacobson, 1960; Ma & Takahashi, 2002)으로 규산과 Dolomite와 더불어 상승적으로 육묘효과에 기여되었을 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 종합하여 보면 규산/Dolomite/철의 조합으로 구성된 신규 규산코팅볍씨에서 장기 영양결제에도 육묘 중 뿌리 활력이나 엽의 노화 없이 정상생육이 지속되는 것으로 보아 육묘시비량 절감 가능성도 보였다. 금후 묘의 노화경감을 위한 최소 영양공급 연구가 요구되었다.

후속연구

이상의 결과를 종합하여 보면 규산/Dolomite/철의 조합으로 구성된 신규 규산코팅볍씨에서 장기 영양결제에도 육묘 중 뿌리 활력이나 엽의 노화 없이 정상생육이 지속되는 것으로 보아 육묘시비량 절감 가능성도 보였다. 금후 묘의 노화경감을 위한 최소 영양공급 연구가 요구되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	규산코팅제품이 농가에 이용되고 있는 이유는?	철분코팅은 국내 및 일본 수입재료로 직파재배에 이용되고 있다. 규산코팅제품은 국내생산으로 직파재배에서나 기계이앙용 상자육묘에서 종자소독 없이 마른종자로도 건묘육성과 입고병이나 키다리병 경감 및 규산시비효과로 농가에 이용되고 있다(Kang et al., 2016; Kang et al., 2017a). 특히 정부 공급 가용성규산의 시용노동력 부담을 획기적으로 줄이고 관주와 엽면시비가 가능토록 개발 보급된 수용성규산에 이어 종자에 직접시비하는 규산코팅기술은 민간기업에서 생산하는 제품이 시판되고 있다.
	코팅방법은 무엇을 참조했는가?	코팅방법은 직파면적 300평(10a)당 종자 5 kg을 기준으로 민간기업에서 생산된 “새빛코팅재”의 매뉴얼을 참조하였다. 코팅순서는 액상규산을 기반으로 한 새빛바인더 18ml를 종자 100 g에 교반하여 해당피복재의 용량을 고르게 뿌려서 수작업으로 피복되었다.
	신규 규산코팅기술로 제조한 규산코팅볍씨의 특징은?	2. 신규 규산코팅볍씨의 특성은 종자무게의 1.84배이었고 중량, 코팅강도와 코팅색택 등이 기존 규산코팅볍씨보다 훨씬 개선되었다. 3.

참고문헌 (39)

Alyoshin, N. E., E. R. Alyoshin, and E. P. Alyoshin. 1985. Si content in the DNA of rice. Doklady Vaskhnil N 3. : 14-15.
Alyoshin, N. E., E. R. Alyoshin, E. V. Lebedev, and E. P. Alyoshin. 1988. Influence of silicon and the antagonists on rice Mitochondria. International Rice Research Newsletter (IRRN) 13(3) : 9-10.
Alyoshin, N. E., E. R. Avakyan, E. V. Levedev, and E. P. Alyoshin. 1989. Silicon content of chloroplast and aleurone. Soviet Agricultural Sciences 2 : 19-21.
Armstrong, W. 1967. The oxidizing activity of roos in waterlogged soils. Physiol. Plant 20 : 920-926.

상세보기
Baardseth, P. and Von Elbe J. H. 1989. Effect of ethylene, free fatty acid, and some enzyme systems on chlorophyll degradation. J. Food Sci. 54 : 1361-1363.

상세보기
Choi, D. H. 1994. Determination of critical early seeding date for seedling emergence in dry-seeded rice based on statistical analysis of daily mean air temperature in Korea. Korean J. Crop Sci. 39(5) : 437-443.
Choi, H. W., J. M. Kim, S. K. Hong, W. G. Kim, S. C. Chun, and S. H. Yu, 2009. Mating types and optimum culture conditions for sexual state formation of Fusarium fujikuroi isolates. Mycobiology 37 : 247-250.

원문보기 상세보기
Cock, J. and S. Yoshida. 1970. An assessment of the effects of silicate application on rice by a simulation method. Soil Sci. Plant Nutr. 16(5) : 212-214.

상세보기
Gupta, A. K., I. S. Solanki, B. M. Bashyal, Y. Singh, and K. Srivastava. 2015. Bakanae disease of rice - An emerging disease in Asia. J. of Animal. Plant Science 25(6) : 1499-1514.
Hayes, A. B. 1981. The interaction of auxin and ethylene in the maintenance of leaf blade form in phaseolus vulgaris L. Var. Pinto. Amer. J. Bot. 68(6) : 733-740.

상세보기
Hur, Y. J., S. B. Lee, D. G. Shin, T. H. Kim, J. H. Cho, S. I. Han, S. H. Oh, J. Y. Lee, Y. B, Son, J. H. Lee, T. M. Kwon, and D. S. Park. 2016. Screening of rice germ-plasm for bakanae disease resistance in rice. The Korean J. Breed. Sci. 48(1) : 22-28.

상세보기
Inoue, H., M. Yamauchi, and H. Yanauchi. 2009. Control of seed borne disease of rice [Oryza sativa] seedling by coating seed with iron. Japanese J. of Phytopathology 75(3) : 164-169.

상세보기
Kang, Y. K. 1981. Silicon influence on physiological activities in rice. Ph.D. Thesis, Arkansas University. 84p.
Kang, Y. S. 1985. The influences of silicon on growth of rice plant. Res. Rept. RDA (P.M & U) 27(1) : 57-72.
Kang, Y. S. and J. W. Park. 1999. Influences of silicon on the control of temperature anf induction of electronic voltages in rice plant tissues. Proceeding of the 1st international silicon in agriculture conference on Sep. 26-30, 1999, in Florida, USA. pp. 35-36.
Kang, Y. S. and J. W. Park. 2001. Influences of silicon on the control of temperature and induction of electronic voltages in rice plant tissues. In: Silicon in agriculture, Elsevier Science, Netherland. pp. 386-387.
Kang, Y. S. and Y. T. Jung. 2002. Research on agricultural utilization of silicon in Korea progress and prospects. Proceeding of the 2nd international silicon in agriculture conference on Aug. 22-26. 2002 in Tsuruoka, Japan. pp. 262-265.
Kang, Y. S., W. J. Kim, Y. J. Kim, K. H. Jung, and U. S. Choi. 2014. Control of bakanae disease (Gibberella fujikuroi) by rice seed coated with silicate in wet direct seeding. Advanced crop science research young scientist. Korean J. Crop Sci. p. 24.
Kang, Y. S., W. J. Kim, Y. J. Kim, K. H. Jung, and U. S. Choi. 2016. Bakanae disease reduction effect by use of silicate coated seed in wet direct-seeded rice. Korean J. Crop Sci. 61(1) : 9-16.

원문보기 상세보기
Kang, Y. S., W. J. Kim, and J. H. Roh. 2017a. Effect of silicatecoated rice seed on healthy seedling development and bakanae disease reduction when raising rice in seed boxes. Korean J. Crop Sci. 62(1) : 1-8.

원문보기 상세보기
Kang, Y. S., W. J. Kim, H. K. Kim, and M. S. Cho. 2017b. Effect of silicate-coated rice seed on bakanae disease (Gibberella fujikuroi) reduction in the rice cultivation. Proceeding of Global Conference on Plant Science and Molecular Biology (GPMB) on Sep.11-13, 2017, in Valencia, Spain. pp. 150-151.
Kays, s. J. and J. E. Pallas Jr. 1980. Inhibition of photosynthesis by ethylene. Nature 285 : 51-52.

상세보기
Lee, Y. H., M. J. Lee, H. W. Choi, S. T. Kim, J. W. Park, I. S. Myung, K. S. Park, and S. W. Lee. 2011. Development of in vitro seedling method for selection of resistant rice against bakanae disease. Res. Plant Disease 17(3) : 288-294.

원문보기 상세보기
Ma, J. F., Y. Miyake, and E. Takahashi, 2001. Silicon as a beneficial element for rice plants. Elsevier Science pp. 17-39.
Ma, J. F. and E. Takahashi. 2002. Soil, fertilizer, and plant research in Japan. Elsevier Science pp. 100-106.
Marie Luyckx, Jean-Francois Hansman, Stanley Lutts, and Gea Guerrie. 2017. Silicon and plants: Current knowledge and technological perspectives. Front Plant Sci. 8 : 411.
Miyagawa, H., M. Yamauchi, and H. Inoue. 2013. The control of seed borne disease of rice seedling by iron coating seeds in a mass production machine. Ann. Rept. Kansai Pl. Prat.55: 23-30.

상세보기
NICS, R.D.A. / INIA, Uruguay. 2005. Safranin-phenol method for detection of silicified cells in rice tissues. Manual for physiological studies of rice associated with the cold injury in Uruguay. NICS, R.D.A. pp. 78-80.
Oertli, J. J. and L. Jacobson. 1960. Some quantitative considerations in iron nutrient of higher plants. Plant Physiol. 35: 683-688.

상세보기
Ou, S. H. 1985. Rice disease. CAB international commonwealth mycological Institute. Kew, Surrey, UK. The Cambrain News Ltd., pp. 268, 301-302.
Ou, S. H. 1987. Rice disease. CAB international commonwealth mycological institute. Kew, Surrey, UK. p. 256.
Ramesh, S., Y. T. Swati, J. shaily, and K. G. Raveesh. 2014. Effect of different cultural condition on the growth of Fusarium moniliforme causing bakanae disease. European J. of Molecular Biotec. 4(2) : 95-100.
Sanster, A. G. and M. J. Hodson. 1986. Silica in higher plants. In: Evered, D. and O'Connor, M., Silicon biochemistry, Ciba Found Symp. 121, Wiley, Chichester, UK. pp. 90-111.
Saremi, H. and F. Farrokhi. 2004. Study on bakanae disease of rice and evaluation of cultivar in Gilan and Zanjan provinces, Iran Proc. Fourth International Iran and Russia Conference pp. 358-364.
Shin, D. B., J. D. Goh, B. C. Lee, I. J. Kang, and H. W. Kang. 2014. Use of sodium hypochlorite for the control bakanae disease in rice. J. Korean Society of Plant Pathology 20(4) : 259-263.
Yamauchi, M. 2017. A review of iron-coating technology to stabilize rice direct seeding onto puddled soil. Agronomy Journal 109(3) : 739-749.

상세보기
Yoshida, S. 1973. Effect of temperature on growth of the rice plant (Oryzae sativa, L) in a controlled environment. Soil. Sci. Plant Nutr. 19 : 299-310.

상세보기
Yoshida, S. 1975. The physiology of silicon in rice. Food. Fert. Technol. Cent. ASPAC, Taiwan, Ext. Bull. 25: 1-23.
Yoshida, S. 1981. Fundamentals of rice crop science. IRRI. pp. 58, 115, 177-181.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증