[논문]프라이밍과 펠렛코팅 소재가 벌개미취 종자의 유묘 출현율에 미치는 영향

강원식; 김민근; 김수영; 한심희; 김두현

doi:10.14578/jkfs.2020.109.1.41

프라이밍과 펠렛코팅 소재가 벌개미취 종자의 유묘 출현율에 미치는 영향
Effect of Seed Priming and Pellet Coating Materials on Seedling Emergence of Aster koraiensis 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.109 no.1, 2020년, pp.41 - 49

강원식 (동아대학교 생명자원산업학과) , 김민근 (동아대학교 생명자원산업학과) , 김수영 (국립생물자원관 생물자원활용부) , 한심희 (국립산림과학원 산림생명자원연구부) , 김두현 (동아대학교 생명자원산업학과)

초록
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본 연구는 벌개미취 종자의 대면적 파종 효율성을 증진시키기 위하여, 적절한 종자 전처리 조건과 펠렛코팅 소재를 선정하고자 실시하였다. 벌개미취 종자는 충실종자를 사용하기 위해 1일간 침지처리 후 침강 종자만을 사용하였다. 종자 전처리는 GA₃(200, 500 ppm), 24-epibrassinolide(10^-6, 10^-7, 10^-8 M) 호르몬 처리와 염류삼투프라이밍(100 mM KNO₃) 처리로 구분하였다. 펠렛코팅은 무처리와 프라이밍 처리 종자에 피복물질(DTCS와 DTK)과 접착제(PVA와 CMC)를 적용하여 제작하였다. 종자들은 필터페이퍼, 상토, 사양토 환경에서 파종하여 파종상에 따른 종자 처리 효과를 비교하였다. 필터페이퍼에 파종한 종자의 발아율은 무처리 종자가 41%, 프라이밍 종자가 65%로 가장 높았으며, 호르몬 처리 간 차이는 없었다. 프라이밍과 DTCS/PVA 펠렛 혼용 종자의 발아율은 71%로 가장 높았으며, 프라이밍과 DTK/CMC 펠렛 혼용 종자의 발아율은 42%로 가장 낮았다. 프라이밍 처리 후 펠렛코팅한 종자는 무처리 펠렛코팅 종자보다 발아율, 평균발아일수, 발아속도가 향상되었다. 온실의 상토에 파종한 프라이밍 종자의 발아율은 58%로 가장 높았으며, 평균발아일수는 9.4일, 발아속도는 7.0%·day로 27% 발아율의 무처리 종자보다 높았다. 또한 DTK/PVA 코팅 종자의 발아율(40%)은 무처리 종자의 발아율(27%) 보다 높았으며, 무처리 펠렛코팅한 종자의 평균발아일수는 15.0-27.0일로 프라이밍 처리 후 펠렛코팅한 종자보다 길었다. 온실의 사양토에 파종한 무처리 펠렛코팅 종자와 프라이밍 처리 후 펠렛코팅한 종자의 발아율은 모두 1-39%의 범위로 무처리 종자보다 낮았다. 펠렛 소재인 DTK는 DTCS보다 높은 발아율을 보였으며, 무처리 펠렛코팅 종자의 평균발아일수는 15.0-19.8일로 프라이밍 후 펠렛코팅한 종자보다 느렸다. 본 연구 결과를 기준으로, 벌개미취 종자의 프라이밍 전 처리는 유묘 출현율에 매우 효과적이며, 프라이밍과 펠렛코팅을 병행할 경우, 펠렛 소재로는 DTK가 더 적합하였고, 접착제는 PVA와 CMC 간 차이가 크지 않기 때문에 모두 사용이 가능한 것으로 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the effect of seed pre-treatments and pellet coating materials to enhance the efficiency of large-scale propagation of Aster koraiensis seeds were investigated. Seeds were immersed in water for one day, and only those that sank were used for pre-treatment to use filled seeds. Pre-treatments were divided into hormone treatments, with gibberellic acid (GA3; 200 and 500 ppm) and 24-epibrassinolide (10-6, 10-7, and 10-8M), and priming with potassium nitrate (100 mM of KNO3). To produce pellet-coated seeds, pellet materials (DTCS or DTK) were applied to control (unprimed) and primed seeds with binders (PVA or CMC). The maximum germination percent (GP) of seeds before pellet coating was 65% (with the priming treatment), and there was no difference in the GP of seeds among hormone treatments. For seeds sown in a growth chamber on filter paper, GP was 41% for control (unprimed/uncoated) seeds, 65% for uncoated primed seeds, 71% for DTCS/PVA-pellet-coated seeds, and 42% for DTK/CMC-pellet-coated seeds. Seeds that were primed first and then pellet-coated showed greatly improved GP, mean germination time (MGT), and germination rate than seeds that were only pellet-coated. For seeds sown in commercial soil in a greenhouse, control seeds had a GP of 27%, whereas primed seeds had the highest GP (58%), and their MGT and GT were 9.4 days and 7.0%·day, respectively. In addition, DTK/PVA-pellet-coated seeds (40%) also had a GP higher than the control (27%), and their MGT was 15-27 days. For seeds sown in sandy-loam soil in a greenhouse, unprimed-pellet-coated seeds and primed-pellet-coated seeds both had GPs ranged of 39%, which were lower than that of control seeds. In general, the seeds that were pellet-coated with DTK had a higher GP than those pellet-coated with DTCS. Furthermore, the MGT of unprimed-pellet-coated seeds was 15.0-19.8 days, which was longer than the MGT of primed-pellet-coated seeds. These results suggest that priming enhances seedling emergence of Aster koraiensis seeds. Moreover, when priming is combined with pellet coating, DTK is a more suitable pellet material than DTCS, and PVA and CMC are equally suitable adhesives.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Physicochemical properties of sandy loam soil that used in this experiment.
그림 Figure 1. Effects of seed cleaning, GA₃, 24-EBL and KNO₃ priming treatments on germination of Aster koraiensis.
표 Table 2. Effects of priming treatment, pellet coating and sowing substrate on seed germination of Aster koraiensis.
표 Table 3. Effect of seed pretreatment and pellet material on germination of pelleted seeds in incubator.
표 Table 4. Effect of seed pretreatment and pellet material on germination of pelleted seed in commercial soil.
표 Table 5. Effect of seed pretreatment and pellet material on germination of pelleted seed in sandy loam.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 생태 복원 재료로 이용 가능한 소립 경량 벌개미취 종자를 대상으로, 가장 적절한 종자의 전처리 조건, 펠렛 코팅 소재의 선정 및 서로 다른 발아 환경에서 처리 종자의 발아 특성을 평가하여, 대면적 파종 시 종자의 파종 효율 증진과 현장 적용 효율을 높이기 위해서 실시하였다.

제안 방법

벌개미취 종자의 발아특성 향상을 위하여, 식물호르몬 전 처리를 다음과 같은 조건에서 실시하였다. 식물호르몬 전 처리는 GA3 200, 500 ppm 용액과 24-epibrassinolide(24-EBL) 10-6, 10-7, 10-8M 용액에 각각 종자를 넣고, 20℃에서 100 rpm 속도로 1일간 회전 처리를 통해 수행되었다. 염류 삼투 프라이밍 처리는 15℃에서 KNO3 100 mM 용액에 종자를 넣고, 3일 동안 산소 처리와 함께 수행되었다.
종자들의 발아 특성을 분석하기 위하여, 발아율(germination percentage, GP), 평균발아일수(mean germination time, MGT), 발아속도(germination rate, GR), 발아균일성(germination uniformity, GU)을 계산하였다. 발아율(GP)은 총 파종한 종자 중 발아된 종자의 백분율 값이고, 발아속도(GR)는 하루에 발아될 수 있는 발아율로 값이 높을수록 종자 활력이 높은 것을 의미한다.
종자의 발아 특성을 증진시키기 위한 복합 처리 효과는 전 처리를 하지 않은 무처리 종자와 KNO3를 이용하여 염류 삼투 프라이밍 처리를 실시한 종자를 각각 펠렛 코팅한 후 발아 특성을 분석하였다. ;

대상 데이터

벌개미취(Aster koraiensis Nakai) 종자는 국립생물자원관으로부터 분양 받았으며(NIBRGR0000170250, 2014년 12월 경기도 수집), 분양 받은 종자는 실험에 사용하기 전까지 밀봉 상태로 4℃에 보관하였다. 종자의 기초 특성으로 종자의 형태적 특성(길이, 너비, 무게)과 종자의 충실도 및 발아 특성을 조사하였다.

데이터처리

종자의 호르몬 및 프라이밍 전처리 효과를 파악하기 위하여, GLM을 이용하여 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)을 실시하고, 처리 간 차이는 Duncan의 다중검정을 이용하였다. 또한, 프라이밍과 펠렛 소재의 복합처리에 따른 발아 특성을 비교하기 위하여, 프라이밍 처리 유무, 펠렛 소재 종류 및 파종 환경에 따른 요인 분석을 실시하였다.
USA) 프로그램을 이용하였다. 종자의 호르몬 및 프라이밍 전처리 효과를 파악하기 위하여, GLM을 이용하여 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)을 실시하고, 처리 간 차이는 Duncan의 다중검정을 이용하였다. 또한, 프라이밍과 펠렛 소재의 복합처리에 따른 발아 특성을 비교하기 위하여, 프라이밍 처리 유무, 펠렛 소재 종류 및 파종 환경에 따른 요인 분석을 실시하였다.

성능/효과

그러나 펠렛 코팅은 종자의 발아 특성을 저해시킬 수 있기 때문에, 발아 효율을 높이기 위해서는 코팅 종자가 파종되는 각각의 토양 환경에 맞는 펠렛 코팅 소재를 선정하여 발아 특성을 평가한 후 현지에 적용해야 한다. 결론적으로, 본 연구 결과를 기준으로 볼 때, 벌개미취 종자의 현장 적용성을 고려한다면, 벌개미취 종자는 프라이밍 전 처리가 필요하고, 펠렛 코팅을 병행할 경우, 펠렛 소재로는 DTK가 적합하였고, 접착제는 PVA와 CMC 간 차이가 크지 않기 때문에 모두 사용이 가능한 것으로 판단된다. 식물종과 파종환경별 발아특성을 고려한 펠렛소재의 개발이 필요하다.
본 연구 결과에서, 벌개미취 종자를 물에 침지하여 정선하는 수선방법, GA₃, 24-EBL 전 처리와 프라이밍 처리는 초기 종자 발아율과 발아 속도를 향상시키는 결과를 보여주었다. 식물호르몬 전처리 방법은 처리 기간이 1일로 단기간 처리의 이점이 있었고, 염류 삼투 프라이밍은 비용 측면에서 식물호르몬 처리보다 저렴하나 3일 정도의 처리 기간이 소요된다는 단점이 있다.
벳지(Vicia villosa)의 펠렛 코팅 종자 발아율은 diatomite/methyl cellylose와 gumarabica 피복 소재에서 향상된 결과를 보였으나(Hirota, 1972), diatomite/CMC를 가지고 펠렛 코팅한 더덕 종자는 오히려 발아율이 저하되었다. 본 연구에서도 펠렛 소재와 접착제의 종류에 따라 종자의 발아 특성이 뚜렷하게 차이를 보였다. 접착제 5종과 펠렛 소재 5종의 효과를 비교한 더덕 종자의 경우, pyrophyllite + illite + diatomite 혼용 피복재와 PVP 소재를 사용하여 코팅한 펠렛 종자에서 발아율이 최적이었고, 토양 수분 함량이 높을수록 펠렛 종자의 발아율이 증가되었다(Choi et al.

후속연구

결론적으로, 본 연구 결과를 기준으로 볼 때, 벌개미취 종자의 현장 적용성을 고려한다면, 벌개미취 종자는 프라이밍 전 처리가 필요하고, 펠렛 코팅을 병행할 경우, 펠렛 소재로는 DTK가 적합하였고, 접착제는 PVA와 CMC 간 차이가 크지 않기 때문에 모두 사용이 가능한 것으로 판단된다. 식물종과 파종환경별 발아특성을 고려한 펠렛소재의 개발이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	벌개미취의 용도 및 효능은?	벌개미취(Aster koraiensis Nakai)는 국화과(Compositae) 참취속의 한국 특산 숙근초로 경관용 또는 지피용으로 수요가 많으며, 어린 잎은 식용이 가능하고, 최근에는 항산화 활성, 항비만, 고지혈증 예방, 당뇨병성 백내장의 발병 지연, 토양 내 중금속 흡수 등의 기능성 자원으로 보고되었다(Lee, 2003; Kim et al., 2009; Ju et al., 2011;Shin and Park, 2014; Nam et al., 2015).
	펠렛 코팅이란 무엇인가?	펠렛 코팅은 광물질 등의 피복 물질(filler)을 접착제(binder)와 함께 종자 표면에 부착시켜 종자의 크기를 증가시키는 가공 기술이다. 이것은 종자의 크기가 작거나 가벼운 종자의 파종 효율과 유묘 출현율을 향상시키는 장점이 있다.
	펠렛 코팅의 장점은?	펠렛 코팅은 광물질 등의 피복 물질(filler)을 접착제(binder)와 함께 종자 표면에 부착시켜 종자의 크기를 증가시키는 가공 기술이다. 이것은 종자의 크기가 작거나 가벼운 종자의 파종 효율과 유묘 출현율을 향상시키는 장점이 있다. 펠렛 코팅 종자의 발아율은 펠렛의 형태, 경도, 크기, 피복 물질의 조성 등에 영향을 받으며, 토양의 수분 환경에 따라 발아 효율이 달라지기 때문에, 높은 기술력이 요구된다(Grellier et al.

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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].

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