Background: Sowing seeds of Adenophora triphylla is known to be difficult owing to their small size and irregular seed shape. Therefore, this study was conducted to develop a seed pelleting technique to save labor during sowing. Methods and Results: To identify the optimal germination temperature fo...
Background: Sowing seeds of Adenophora triphylla is known to be difficult owing to their small size and irregular seed shape. Therefore, this study was conducted to develop a seed pelleting technique to save labor during sowing. Methods and Results: To identify the optimal germination temperature for A. triphylla seeds, the temperature range was set from 17℃ to 32℃. Germination surveys were conducted in plastic greenhouse conditions in March, April, and May to determine the appropriate sowing time. The optimal germination temperature for A. triphylla seeds was 29℃ and May was the optimal sowing time in plastic greenhouse conditions. Covering materials for seed pelleting used talc (T), kaolin (K), calcium carbonate (C), and vermiculite (V). The pellet binder used agar (A), pectin, xanthan gum, polyvinyl alcohol (PVA), and sodium alginate (S). The best suited treatment mixture were the best suited in kaolin / calcium carbonate / vermiculite (KCV), talc / calcium carbonate / vermiculite (TCV) mixture treatment for covering material, and sodium alginate (S), agar (A) as pellet binder, respectively. The germination rate was the best in TCV mixed with S. Conclusion: The mixture of TCV (2 : 1 : 3) + 1.5% S (TCVS), was found to be the best pelleting materials for A. triphylla seeds, and seed pelleting can be labor-saving during sowing.
Background: Sowing seeds of Adenophora triphylla is known to be difficult owing to their small size and irregular seed shape. Therefore, this study was conducted to develop a seed pelleting technique to save labor during sowing. Methods and Results: To identify the optimal germination temperature for A. triphylla seeds, the temperature range was set from 17℃ to 32℃. Germination surveys were conducted in plastic greenhouse conditions in March, April, and May to determine the appropriate sowing time. The optimal germination temperature for A. triphylla seeds was 29℃ and May was the optimal sowing time in plastic greenhouse conditions. Covering materials for seed pelleting used talc (T), kaolin (K), calcium carbonate (C), and vermiculite (V). The pellet binder used agar (A), pectin, xanthan gum, polyvinyl alcohol (PVA), and sodium alginate (S). The best suited treatment mixture were the best suited in kaolin / calcium carbonate / vermiculite (KCV), talc / calcium carbonate / vermiculite (TCV) mixture treatment for covering material, and sodium alginate (S), agar (A) as pellet binder, respectively. The germination rate was the best in TCV mixed with S. Conclusion: The mixture of TCV (2 : 1 : 3) + 1.5% S (TCVS), was found to be the best pelleting materials for A. triphylla seeds, and seed pelleting can be labor-saving during sowing.
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문제 정의
그러나 잔대 종자의 경우 펠렛팅 기술에 대한 연구는 전무 하며, 발아온도 및 파종적기에 대한 연구도 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 잔대 종자의 발아 온도 및 파종 적기를 구명하고 파종에 적합한 펠렛팅 처리 기술을 개발하여 잔대의 파종 효율을 증대시키고자 본 연구를 수행하였다.
제안 방법
펠렛의 형성도는 직경 5 ㎜ 이하로 만들어지는 펠렛의 개수에 따라 구분하였으며, 직경 5 ㎜ 이하의 펠렛 개수가 10% 이하, 25% 이하, 40% 이하로 각각나타내었다. pH 측정은 피복에 사용된 단용 및 혼합 피복물질을 5 배의 물을 가하여 희석한 후 추출하고 추출된 추출물을 여과지로 여과하여 얻은 여과액의 pH를 측정하였다. 펠렛 당종자 수는 펠렛된 종자를 무작위로 5 개를 선정하여 종자수를 계산하였다.
앞선 실험에서 가장 우수한 피복물질 및 접착제를 조합하여 4 처리의 펠렛을 만들어 발아실험을 진행하였다. 그 중 가장 발아율이 우수한 처리를 선발하기 위해 [kaolin / calcium carbonate / vermiculite (2 : 1 : 3) + 1.5% sodium alginate (KCVS)], [talc / calcium carbonate / vermiculite (2 : 1 : 3) + 1.5% sodium alginate (TCVS)], [kaolin / calcium carbonate / vermiculite (2 : 1 : 3) + 1.5% agar (KCVA)], [talc / calcium carbonate / vermiculite (2 : 1 : 3) + 1.5% agar (TCVA)] 등 4 처리를 이용하였으며 무처리 (control)는 펠렛이 아닌 일반 나종자를 이용하였다.
따라서 본 실험에서는 KCV, TCV 처리가 피복물질로써 물리·화학적 특성이 가장 우수하여 발아조사 실험에 이용하 였다.
따라서 본 실험에서도 sodium alginate, agar 농도 별 예비실험 결과 1.5%가 가장 우수하여 1.5% 처리를 선발하였고 물리·화학적 특성이 우수한 1.5% sodium alginate와 1.5% agar 를 접착물질로 선발하여 펠렛 종자 발아 실험에 이용하였다.
, Tokyo, Japan)를 깔고 100 립씩 3 반복으로 치상하였고, 실험기간 중 건조하지 않도록 증류수를 보충해주었다. 모든 처리의 광주기는 광조건 16 시간, 암조건 8 시간으로 설정하였 고 2 일 - 3 일 간격으로 발아율을 조사하였다.
무처리의 발아조사는 petri-dish에 여과지를 깔고 100 립씩 3 반복을 진행하였으며 펠렛 종자의 경우 동일하게 제조된 샘플의 펠렛 당 종자수를 세어 약 100 립을 맞추어 실험에 이용하였다. 앞선 실험에서 29℃에서 발아율이 가장 우수하였으므로 배양기의 온도는 29℃로 하고 광주기는 광조건 16 시간, 암조건 8 시간으로 설정하여 2 일 - 3 일 간격으로 발아 율을 조사하였다.
발아율 (percent germination; PG)은 유아가 육안으로 보이는 것을 발아한 것으로 하였으며 파종한 종자 수에 대한 발아된 종자수의 백분율을 식 1에 따라 구하였고, 종자를 치상 후중간 조사일 까지의 발아율을 구하여 발아세 (germinative energy; GE)로 정의를 하였다. 발아속도 (germination rate;GR)는 식 2에 따라 조사 당일의 발아수를 치상 후 조사일수를 나눈 값의 합으로 계산하였고, 평균 발아속도는 식 3에 따라 총 발아수를 총 조사일수로 나누어 구하였고 평균 발아일수 (mean germination time; MGT)는 식 4에 따라 치상 후조사일수와 조사당일의 발아수를 곱한 값을 총 발아수로 나누어 계산하였다.
발아율 (percent germination; PG)은 유아가 육안으로 보이는 것을 발아한 것으로 하였으며 파종한 종자 수에 대한 발아된 종자수의 백분율을 식 1에 따라 구하였고, 종자를 치상 후중간 조사일 까지의 발아율을 구하여 발아세 (germinative energy; GE)로 정의를 하였다. 발아속도 (germination rate;GR)는 식 2에 따라 조사 당일의 발아수를 치상 후 조사일수를 나눈 값의 합으로 계산하였고, 평균 발아속도는 식 3에 따라 총 발아수를 총 조사일수로 나누어 구하였고 평균 발아일수 (mean germination time; MGT)는 식 4에 따라 치상 후조사일수와 조사당일의 발아수를 곱한 값을 총 발아수로 나누어 계산하였다.
무처리의 발아조사는 petri-dish에 여과지를 깔고 100 립씩 3 반복을 진행하였으며 펠렛 종자의 경우 동일하게 제조된 샘플의 펠렛 당 종자수를 세어 약 100 립을 맞추어 실험에 이용하였다. 앞선 실험에서 29℃에서 발아율이 가장 우수하였으므로 배양기의 온도는 29℃로 하고 광주기는 광조건 16 시간, 암조건 8 시간으로 설정하여 2 일 - 3 일 간격으로 발아 율을 조사하였다.
앞선 실험에서 가장 우수한 피복물질 및 접착제를 조합하여 4 처리의 펠렛을 만들어 발아실험을 진행하였다. 그 중 가장 발아율이 우수한 처리를 선발하기 위해 [kaolin / calcium carbonate / vermiculite (2 : 1 : 3) + 1.
완성된 펠렛은 육안으로 펠렛의 외형이 아주 매끈한 것은 (very smooth), 매끈한 것은 (smooth), 거친 경우 (rough)로나타내었고, 수분 흡수 후 열개성 정도 (breaking time of pellets after absorption)는 펠렛을 물에 1 분간 침지 했을 시열개 시간 (초)을 기준으로 조사하였다. 열개 시간은 10 초 -20 초, 20 초 - 30 초, 30 초 - 40 초, 40 초 - 60 초 등 4 범위로 나누어 나타내었다.
이러한 선행연구 결과를 바탕으로 피복물질 간 가장 적합한 조합을 선발하여 vermiculite 단용 처리, talc, kaolin, calcium carbonate, vermiculite를 혼합하여 총 8 가지 처리를 만들어 실험을 진행하였다. 그 결과 종자 펠렛 표면의 매끄러움 정도는 CV, KCV, TCV 처리에서 가장 높았고 V (vermiculite) 단용 처리, TKV (1 : 1 : 1) 처리가 가장 낮았다.
잔대 종자 펠렛 시 접착제의 종류에 따른 물리·화학적 특성을 비교하기 위해 피복물질은 talc / calcium carbonate / vermiculite (TCV, 2 : 1 : 3)로 동일하게 하고 2.0% PVA, 2.0% pectin, 1.5% xanthan gum, 1.5% sodium alginate, 1.5% agar를 이용하여 종자 펠렛을 만들어 물리·화학적 특성분석을 실시하였다.
, Namyangju, Korea)을 사용하였고 파종 전 10 일간 4℃에 냉장 보관한 종자를 흐르는 물에 3 일 동안 유수 처리를 한 뒤 적정 발아온도 시험에 이용하였다. 적정 발아온도 처리는 17℃, 20℃, 23℃, 26℃, 29℃, 32℃ 등 6 처리로 하였으며, petri-dish에 여과지 (90 ㎜, Advantec Inc., Tokyo, Japan)를 깔고 100 립씩 3 반복으로 치상하였고, 실험기간 중 건조하지 않도록 증류수를 보충해주었다. 모든 처리의 광주기는 광조건 16 시간, 암조건 8 시간으로 설정하였 고 2 일 - 3 일 간격으로 발아율을 조사하였다.
종자 펠렛 시 피복물질과 응집성을 향상시키기 위해 접착물질 선발을 실시하였다. 피복물질의 경우 가장 물리·화학적 특성이 우수하였던 TCV 처리를 기반으로 하여 5 가지의 접착 물질을 사용했을 시 펠렛의 물리·화학적 특성을 알아보았다.
파종은 육묘 트레이 (54 ㎝ × 28 ㎝, 50 구, Farm labs Co., Seoul, Korea)에 150 립 3 반복으로 파종하였고, 건조하지 않도록 2 일 - 3 일 간격으로 물을 주었다.
pH 측정은 피복에 사용된 단용 및 혼합 피복물질을 5 배의 물을 가하여 희석한 후 추출하고 추출된 추출물을 여과지로 여과하여 얻은 여과액의 pH를 측정하였다. 펠렛 당종자 수는 펠렛된 종자를 무작위로 5 개를 선정하여 종자수를 계산하였다.
포장 조건 (무가온 육묘 하우스)에서 잔대의 파종적기를 규명하기 위해서 3월 1일, 4월 3일, 5월 7일 등 한 달 간격으로 파종을 실시하였다. 파종은 육묘 트레이 (54 ㎝ × 28 ㎝, 50 구, Farm labs Co.
피복물질에 따른 펠렛의 물리·화학적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 vermiculite (V) 단용처리, calcium carbonate와 vermiculite를 1 : 2로 혼합 (CV, 1 : 2), kaolin과 calcium carbonate를 2 : 1로 혼합 (KC, 2 : 1), kaolin과 calcium carbonate와 vermiculite를 2 : 1 : 3으로 혼합 (KCV, 2 : 1 : 3), talc와 calcium carbonate를 2 : 1로 혼합 (TC, 2 : 1), talc와 calcium carbonate와 vermiculite를 2 : 1 : 3으로 혼합 (TCV, 2 : 1 : 3), talc와 kaolin과 vermiculite를 1 : 3 : 1로 혼합 (TKV, 1 : 3 : 1), talc와 kaolin과 vermiculite를 1 : 1 : 1로 혼합 (TKV, 1 : 1 : 1)한 처리들을 피복물질로 사용하고 1.5% agar를접착제로 사용하여 펠렛팅을 하였다.
피복물질의 경우 가장 물리·화학적 특성이 우수하였던 TCV 처리를 기반으로 하여 5 가지의 접착 물질을 사용했을 시 펠렛의 물리·화학적 특성을 알아보았다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 공시재료는 잔대 (Adenophora triphylla) 종자 (Da-nong Co., Ltd., Namyangju, Korea)을 사용하였고 파종 전 10 일간 4℃에 냉장 보관한 종자를 흐르는 물에 3 일 동안 유수 처리를 한 뒤 적정 발아온도 시험에 이용하였다. 적정 발아온도 처리는 17℃, 20℃, 23℃, 26℃, 29℃, 32℃ 등 6 처리로 하였으며, petri-dish에 여과지 (90 ㎜, Advantec Inc.
데이터처리
본 연구의 실험 데이터는 처리 당 3 반복으로 측정하였고, 수집된 데이터는 SPSS program (SPSS version 21, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 프로그램을 이용하여 일원배치 분산분석 (One-way ANOVA)을 실시한 후, Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)을 통해 5% 수준에서 통계학적 유의성을검정하였다 (p < 0.05).
성능/효과
이러한 선행연구 결과를 바탕으로 피복물질 간 가장 적합한 조합을 선발하여 vermiculite 단용 처리, talc, kaolin, calcium carbonate, vermiculite를 혼합하여 총 8 가지 처리를 만들어 실험을 진행하였다. 그 결과 종자 펠렛 표면의 매끄러움 정도는 CV, KCV, TCV 처리에서 가장 높았고 V (vermiculite) 단용 처리, TKV (1 : 1 : 1) 처리가 가장 낮았다. TC의 경우 Kang (2004), Li 등 (2004)의 결과와 다르게 매끄러움 정도와 펠렛의 형성도가 낮은 것으로 나타났다.
5% sodium alginate] 처리가 발아특성이 가장 우수하였다. 그러므로 잔대 종자 펠렛팅을 할 경우 TCVS 처리를 이용하면 파종 효율은 증대되고 발아에는 영향을 미치지 않을 것이라고 사료된다.
따라서 KCV, TCV는 펠렛 형성도도 우수하지만 수분 흡수 후 열개성도 우수한 것으로 나타났다. pH의 경우 대부분 8에서 9.
1). 따라서 발아율이 가장 우수한 TCVS 처리가 잔대 종자의 펠렛팅을 위한 가장 우수한 피복물질이라고 생각된다 (Fig. 2).
그리고 잔대의 피복물질 및 접착제 선발에서는 피복물질인 kaolin / calcium carbonate / vermiculite (KCV), talc / calcium carbonate / vermiculite (TCV) 처리가 가장 물리·화학적 특성이 우수하였고, 접착제는 sodium alginate (S), agar (A)가 물리·화학적 특성이 우수하였다. 따라서 종자 펠렛의 발아시험은 위의 우수한 피복물질과 접착제의 조합을 통해서 4 가지의 처리를 하였는데 그 중 TCVS [talc / calcium carbonate / vermiculite (2 : 1 : 3) + 1.5% sodium alginate] 처리가 발아특성이 가장 우수하였다. 그러므로 잔대 종자 펠렛팅을 할 경우 TCVS 처리를 이용하면 파종 효율은 증대되고 발아에는 영향을 미치지 않을 것이라고 사료된다.
잔대 (Adenophora triphylla)의 적정 발아온도 규명을 위해 기내에서 온도 별 발아율을 조사한 결과 온도가 높아짐에 따라 발아율이 증가하여 29℃에서 발아율 (PG)이 가장 높았고 32℃에서는 오히려 감소하였다 (Table 1). 발아세 (GE)는 치상후 15 일 까지의 발아율로 29℃에서 가장 높은 경향을 보였 으며, 평균발아일수 (MGT)는 발아한 모든 종자의 평균적인 발아일수로 온도에 따른 유의적인 경향은 없었다. 그리고 발아속도 (GR)는 전체 종자에 대한 발아속도의 합으로 29℃에서 가장 높았으나 26℃와 유의한 차이는 없었다.
잔대의 파종적기를 확립하기 위해 월별 잔대의 발아특성을 조사한 결과 발아율은 5월이 가장 높았고 그 다음은 4월, 3월순으로 포장 상태 (무가온 육묘 하우스)에서 온도가 높아질수록 발아율이 높아지는 경향을 나타내었다. 발아세 (GE)와 평균발아속도 (MDG)는 5월, 4월, 3월 순으로 높았고, 평균발아 일수 (MGT)는 3월의 경우 약 24 일, 4월의 경우 15 일, 5월의 경우 14 일 정도 걸렸다. 이것은 월별 적산온도 (ST)가 올라감에 따라 평균발아일수가 줄어드는 것으로 나타나 기내 실험과는 다소 차이가 있었다.
본 결과를 종합해 보면 잔대의 기내 적정 발아온도 실험의 결과 적정온도는 29℃이며 이와 유사하게 포장 상태 (무가온 육묘 하우스)에서의 잔대 발아실험결과 29℃와 유사한 5월이 파종적기로 판단되었다. 그리고 잔대의 피복물질 및 접착제 선발에서는 피복물질인 kaolin / calcium carbonate / vermiculite (KCV), talc / calcium carbonate / vermiculite (TCV) 처리가 가장 물리·화학적 특성이 우수하였고, 접착제는 sodium alginate (S), agar (A)가 물리·화학적 특성이 우수하였다.
Kang 등 (1999)은 접착제 중 PVA가 발아율이 우수하다고 하였고 또한 Choi 등 (2006)도 PVA가 접착제 중 우수한 편에 속한다고 하였다. 본 실험에서는 PVA가 수분 흡수 후열개성 정도는 가장 좋지만 표면이나 펠렛 형성도가 떨어지는 경향을 나타났다. Ruscoe 등 (2005)은 agar는 sodium alginate와 비교할 때 성능이 떨어진다고 하였는데 그에 반해 Caltagirone 등 (1992)은 sodium alginate와 agar를 비교할 때 agar에서 최상의 결합이 얻어진다고 하였다.
TC의 경우 Kang (2004), Li 등 (2004)의 결과와 다르게 매끄러움 정도와 펠렛의 형성도가 낮은 것으로 나타났다. 수분 흡수 후 열개성 정도는 KCV, TKV (1 : 3 : 1) 처리가 가장 우수하였고 vermiculite (V) 단용 처리가 가장 낮았다. 펠렛의 형성도는 KCV과 TCV, TKV (1 : 3 : 1) 처리가 가장 우수 하였으며, vermiculite (V) 단용 처리의 경우 가장 낮았다.
잔대 (Adenophora triphylla)의 적정 발아온도 규명을 위해 기내에서 온도 별 발아율을 조사한 결과 온도가 높아짐에 따라 발아율이 증가하여 29℃에서 발아율 (PG)이 가장 높았고 32℃에서는 오히려 감소하였다 (Table 1). 발아세 (GE)는 치상후 15 일 까지의 발아율로 29℃에서 가장 높은 경향을 보였 으며, 평균발아일수 (MGT)는 발아한 모든 종자의 평균적인 발아일수로 온도에 따른 유의적인 경향은 없었다.
잔대 펠렛에 있어서 가장 우수한 피복물질과 접착제 4 조합을 작성하여 발아율을 조사한 결과 TCVS 처리의 경우 control 보다 발아율이 높은 경향이었고 TCVA, KCVS, KCVA 처리는 Cont. 보다 발아율이 낮았다 (Fig.
잔대의 파종적기를 확립하기 위해 월별 잔대의 발아특성을 조사한 결과 발아율은 5월이 가장 높았고 그 다음은 4월, 3월순으로 포장 상태 (무가온 육묘 하우스)에서 온도가 높아질수록 발아율이 높아지는 경향을 나타내었다. 발아세 (GE)와 평균발아속도 (MDG)는 5월, 4월, 3월 순으로 높았고, 평균발아 일수 (MGT)는 3월의 경우 약 24 일, 4월의 경우 15 일, 5월의 경우 14 일 정도 걸렸다.
수분 흡수 후 열개성 정도는 KCV, TKV (1 : 3 : 1) 처리가 가장 우수하였고 vermiculite (V) 단용 처리가 가장 낮았다. 펠렛의 형성도는 KCV과 TCV, TKV (1 : 3 : 1) 처리가 가장 우수 하였으며, vermiculite (V) 단용 처리의 경우 가장 낮았다. 일반적으로열개성이 좋으면 산소와 수분공급이 원활하여 발아에 유리한측면을 가진다 (Kang et al.
그리고 발아속도 (GR)는 전체 종자에 대한 발아속도의 합으로 29℃에서 가장 높았으나 26℃와 유의한 차이는 없었다. 평균발아속도 (MDG)는 발아한 모든 종자의 평균적인 발아속도로 29℃ 에서 다른 처리 보다 매우 빠른 것을 확인할 수 있었다. 하지만 더 높은 온도인 32℃에서는 GE, GR, MDG는 감소하는 경향을 보였다.
피복물질의 경우 가장 물리·화학적 특성이 우수하였던 TCV 처리를 기반으로 하여 5 가지의 접착 물질을 사용했을 시 펠렛의 물리·화학적 특성을 알아보았다. 표면의 매끄러움 정도는 xanthan gum, sodium alginate, agar 처리가 우수했고 수분 흡수 후 열개성 정도는 PVA, agar 처리가 가장 우수 하였으며 sodium alginate, xanthan gum, pectin 처리 순으로 낮은 경향을 보였다. 펠렛 형성도의 경우 pectin, sodium alginate, agar 처리가 가장 우수 하였으며 잔대 펠렛 당 종자 수는 12 개 - 15 개 사이로 처리 간 차이가 없었다 (Table 4).
Kang 등 (1999)은 상추 종자에서 kaolin 단독 피복물질 처리가 발아율이 높은 편이 였는데 그와 유사하게 본 실험에 서도 유사하게 kaolin을 첨가한 피복물질의 처리구인 TCVS, KCVA의 발아율이 높은 편이였다. 하지만 talc / calcium carbonate 처리의 경우 상추 종자에서는 발아율이 높고, 발아 속도도 빠르다고 하였으나 본 실험에서는 이와 다르게 kaolin 이 혼합되지 않은 TCVS 처리가 발아 특성이 우수한 것으로 보아 작물 별 적합한 피복물질이 다르다고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
잔대의 주요한 약리성분은 무엇이 있는가?
잔대의 주요한 약리성분은 lupenone, β-sitoserol, taraxerone, octacosanoic, daucosterol, triphyllol, adenophoric acid methyl ester 등이 보고되었다 (Konno et al., 1981; Park et al.
종자 처리 기술 중 프라이밍은 어떤 기술인가?
, 2017). 프라이밍은 발아소요일수의 단축과 균일한 발아 등 발아력 향상을 목적으로 처리하는 기술이고 (Park et al., 2013; Kim et al.
잔대의 분포 지역은 어디인가?
잔대 (Adenophora triphylla)는 초롱꽃과 다년생 초본식물로 한국을 비롯한 중국, 일본, 대만 등 동아시아 지역과 러시아 사할린 (Sakhalin) 등 극동 아시아 지역에 분포하는 것으로 알려져 있다 (Chen et al., 2001; Ohga et al.
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