KR100199706B1 - 겔피복종자 저장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응고액 속의 금속 이온에 의해 물에 대하여 용해되지 않도록 처리된 수성겔로 이루어지는 겔 피복층을 가지는 겔 피복종자를 자장하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 금속이온을 함유하는 수용액 내에 겔 피복종자를 저장하며, 상기 수용액은 상기 응고액 보다 낮은 농도로 이온을 함유하고, 상기 수용액은 겔 피복층의 압축파괴강도에 실제로 어떠한 영향도 미치지 않는 삼투압을 가지며, 겔피복종자는 0-10범위의 온도에서 저장된다.

이에따라 수량의 저하, 및 취급성의 저하를 방지하면서 용이하게 겔 피복종자를 저장할 수 있다.

Description

겔피복종자 저장방법

본 발명은 식물의 겔피복종자의 저장방법에 관한 것이다.

종자의 겔피복이 종자의 파종을 용이하게 하고 발아를 촉진하는데 효과가 있음이 WO87/01258에 기재되어 있다. 이것은 수성겔을 칼슘 등의 금속이온에 의해 물에 대해 용해되지 않도록 처리하고, 균일한 크기 및 적당한 굳기를 유지하도록 조정하여 파종할 종자를 피복하는 기술로서 종래 기계식 파종이 불가능했던 미소한 종자라도 기계파종을 가능하게 하였다. 또한 겔피복은 발아에 필요한 수분을 종자에 확실하게 공급할 수 있도록 하기 때문에 발아율도 향상시키는 뛰어난 기술이다.

이와 같은 겔피복종자의 제조는 장치 및 약품 등을 필요로 했기 때문에 작업 효율상 일시에 다수의 겔피복종자를 제조여 저장해 두고 그 후 일정에 따라 순차적으로 파종을 하게된다. 그러나 겔피복종자의 저장을 보통의 종자와 같은 저장환경에서 행하면 피복겔층의 수분이 줄어들어 피복층 내부의 종자가 발아하는데 필요한 수분을 유지하기가 어렵다. 또 이 피복겔층이 수분의 상실로 경화되면 발아한 싹이나 뿌리가 이 경화한 겔층을 뚫고 밖으로 돌출하기가 어렵게 된다.

또, 겔피복종자의 피복겔층의 수분을 일단 상실하면 피복된 종자가 다시 물을 흡수하여 원래의 형상 및 특성을 회복하기가 곤란하다. 즉, 피복겔층의 표면이 벗겨지는 등으로 취급성이 현저하게 저하됨과 동시에 겔 강도가 극단으로 저하하여 기계파종을 할 수 없는 등의 결점이 발생된다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 겔피복종자의 피복겔층에 흡수성 폴리마를 혼합하는 등의 수단이 미심사 일본특허공개 제1993-56707호에 제안되었지만 흡수성 폴리마의 첨가는 점도상승을 일으켜 겔피복층 형성을 곤란하게 한다. 또한 이 첨가에 의해 피복겔층의 투명도가 저하하여 피복겔층 내부의 종자상태에 대한 시각적 확인 즉, 시인성(視認性)이 곤란하게 되어 최아처리(崔芽處理)의 조건판단을 할 수 없게 된다는 결점이 있었다.

본 발명의 처리방법은 이상의 종래 기술의 결점에 비추어 용이하게 또한 수량의 저하 및 취급성의 저하를 방지할 수 있는 겔피복종자의 저장방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적 및 그 밖의 목적은 금속이온에 의해 물에 대하여 용해 되지 않도록 처리된 수성겔을 함유하는 겔피복종자를 저장하는 방법에 의해 이루어지며, 여기서 상기 겔피복종자는 금속이온을 함유하는 수성액에 저장된다.

상기의 금속이온에 의하여 물에 대하여 용해되지 않도록 처리된 수성겔로 이루어지는 겔피복층을 갖는 겔피복종자는 공지의 방법에 의해 형성된다. 예를 들면 얇은 관(예를 들어 모세관) 끝 부분에 종자피복용 겔용액의 액적(液適)을 담고, 이 액적에 얇은 관을 이용하여 종자를 첨가하고, 그 후 종자를 담은 겔 액적을 금속이온(다음에는 응고용 금속이온 이라고 한다)을 포함하는 용액(다음에는 응고액이라고 한다)에 적하시켜 피복겔층을 갖는 겔피복 종자를 얻는다. 여기서 금속이온은 물에 대하여 겔이 용해되지 않도록 작용한다.

또한 이때 응고액 안의 응고용 금속이온 농도 그리고 피복겔층과 이 응고액과의 접촉시간을 조정하여 피복층 내부의 종자의 종류나 파종 조건에 적합하게 피복겔층의 굳기 정도(파단하중)를 조정할 수 있다.

여기서 상기와 같은 겔피복종자의 피복겔층을 이루는 수성겔로서는 알긴산 나트륨, 폴리아크릴산 나트륨으로 이루어지는 수성겔을 들 수 있다.

본 발명에서 이용하는 저장액 속의 금속이온의 농도는 응고액 속의 응고용금속이온의 농도보다 낮을 필요가 있다. 저장액 속의 금속이온농도가 응고액 속의 금속이온보다 높으면 저장액에 의해 겔피복종자의 피복겔층의 파단하중이 증가하여 피복층 내부의 종자가 뚫고 나오는 작용 즉, 돌출작용에 방해가 된다. 한편 응고액 속의 응고용 금속이온의 농도에 비해 저장액 속의 금속이온의 농도가 지나치게 낮을 경우는 저장 중에 피복겔층의 강도가 저하한다. 이 때문에 저장액 속의 금속이온의 농도를 응고액의 농도에 따라 조절할 필요가 있으며, 그 바람직한 농도는 보통 0.001 - 0.6중량%이고, 더욱 효율적인 범위는 0.005 - 0.06중량%이다.

여기서 응고용 금속이온으로서는 칼슘, 바륨 등의 2가금속 이온이나 알루미늄 이온 등이 이용된다. 이들 금속이온은 일반적으로 염화물로서 저장액에 첨가된다.

또한 저장액에 있어서는 실질상 피복겔층의 압축파단강도에 영향을 미치지 않는 침투성이 갖는 것이 필요하다. 여기서 실질상 피복겔층의 압축파단 강도에 영향을 미치지 않는다는 것은 다음을 의미한다. 즉, 피복층 내부의 종자에 적합한 굳기로 조정된 겔피복종자는 저장액에 침지될 때 그 압축 파단강도가 변화하는 경우가 종종 있다. 여기서 이 변화된 압축파단 강도가 제조직후의 겔피복종자의 압축파단강도의 70 - 130%일 때, 저장액의 삼투압이 실질상 피복겔층의 압축파단강도에 악영향을 미치지 않는 것으로 간주한다.

또한 이와 같은 삼투압을 갖는 저장액을 이용하여 겔피복 종자를 저장한 경우 그 겔피복 종자의 압축파단강도 이외의 성질, 즉 겔피복층 내부의 종자에 대한 시인성, 크기, 피복겔층의 표면상태 등이 제조직후의 것과 실질상 변화가 없다. 따라서 피복층 내부의 종자에 대한 발아 유무의 관찰 및 그 관찰 결과에 의한 발아상태로 부터의 적정 파종시기의 판단 등을 장애 없이 할 수 있다. 또한 크기의 변화가 실질상 없기 때문에 파종기의 여러 가지 부품, 예를들면 격자기(grating)등을 제조직후의 겔 피복종자 및 저장이 끝난 겔 피복종자 모두에 대해 공통으로 이용할 수가 있다.

또한 이들 응고용 금속이온 이외에도 저장액의 삼투압 조정을 목적으로서 저장액에 각종 화합물을 첨가하는 것도 가능하다. 그와 같은 것으로서는 폴리에틸렌 글리콜 등의 비이온성 물질, 또는 염화나트륨, 질산칼륨, 황산 암모늄 등을 사용하는 것이 가능하지만 이들 물질의 선택에 있어서는 피복겔층 및 피복층 내부의 종자에 대해 악영향을 주어서는 안된다. 또한 상기 화합물 중에서 질산칼륨, 황산 암모늄 등은 파종후 비료성분이 되어 식물의 성장을 촉진하는 작용을 병행하므로 바람직하다.

또한 일반적으로 삼투압은 반트호프식(Van't Hoff's expression)에 의해 구할 수 있지만, 상기와 같은 실질상 피복겔층의 압축파단강도에 영향을 미치지 않는 삼투압을 갖는 저장액의 조성은 다음과 같이 실험적 수단에 의해 구할 수 있다.

즉, 상기 염류 등을 여러 가지 비율로 혼합하여 얻은 여러 가지의 삼투압을 가진 수용액을 마련하고, 이들 수용액마다 겔피복종자를 실험적으로 소량씩 첨가하고 그후 저장온도에서 1주간 침지한 후 꺼내어, 그 전후의 파단강도의 변화를 조사하여 그 파단강도의 변화가30% 이내의 것을 선택한다. 또한 이 경우, 겔피복종자 대신에 종자를 포함하지 않는 겔캡슐을 이용하여 예비실험을 행함으로써 저장액의 구성을 결정해도 좋다.

여기서 본 발명에 있어서는 저장은 0 - 10로 유지한다. 저장액 중에는 용질이 존재하므로 0미만이라도 동결하지 않는 경우가 있지만, 종자의 발아에 악영향을 미칠 수가 있으므로 0이상일 것이 필요하다. 한편 종자의 종류에 의해 다른 경우가 있지만, 10이하에서 행하면 저장가능 기간이 길어진다. 또한 최적의 효과를 얻기 위해서는 0이상 5이하로 저장을 행하는 것이 바람직하다.

본 발명은 금속이온에 의해 물에 용해되지 않도록 처리된 수성겔의 겔피복층을 가지는 겔 피복종자를 저장하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 겔 피복재로부터 물의 증발손실을 방지하고 이것에 의해 발아에 필요한 물 함유량을 유지하면서 겔 피복종자를 저장하는 것을 가능하게 한다.

본 발명에 따라 약 20일 동안 저장된 겔 피복종자는 겔 피복층의 특성, 즉 크기, 표면상태 및 피복층내부 종자를 볼 수 있는 시인성을 유지할 수 있으므로 겔 피복종자는 제조된 직후의 상태와 같다. 그러므로 겔로 피복하는 것으로부터 파종하기까지의 일련의 작업이 효과적으로 수행될 수 있다. 이렇게 저장된 겔 피복종자는 처음 만들어진 직후의 상태와 같은 발아율 및 피복층을 뚫고 나오는 돌출작용 비율을 보여준다.

부가적으로 본 발명의 저장방법은 물흡수성 폴리머와 같은 값비싼 화학제품을 요하지 않으므로 매우 경제적이다.

이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하며, 이 실시예에만 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또 달리 표시되지 않는 한, 모든 비율은 중량비로 나타낸다.

실시예

[저장액의 조성결정]

3중량% 알긴산 나트륨의 액적을 10중량%의 염화칼슘 수용액 속에 적하시켜 물에 대하여 용해되지 않도록 처리된 겔캡슐(직경10mm)을 100개 마련하고 그 중 20개에 대하여 파단하중을 측정하였다.

또한 이 파단하중의 측정은 2kgf의 로드셀(load cell)을 부착한 전류계를 이용한다. 즉, 전류계의 측정부는 원반형 상부 스테이지와 원반형 하부스테이지를 포함하며, 이중에서 원반형 하부스테이지에 미끄럼 방지용 여과지를 배치한 후 그 위에 샘플을 두고 상승시켜서 원반형 상부스테이지에 접촉시킴으로써 샘플을 압축하여 파단시켰다. 이때의 응력 변형도 곡선으로부터 파단강도를 구하고 이측정을 20개의 샘플에 대하여 반복하여 그 평균치를 구했다.

한편, 나머지 캡슐은 5, 0.08중량%의 염화칼슘 수용액에 7일간 침지하고 그 후 꺼내어 마찬가지로 파단하중을 측정한 결과 겔캡슐 제조 직후에 측정한 파단하중의 측정치의20% 이내에 있기 때문에 이하의 실험에 있어서는 0.08중량% 염화칼슘 수용액을 저장액으로서 이용하기로 했다.

[실험예1 및 비교예1,2]

무우종자를 얇은 관을 이용하여 3중량% 알긴산 나트륨 수용액적 내에 담그고 그 액적을 10중량% 염화칼슘 수용액 안에 적하시켜서 물에 대하여 용해되지 안도록 처리된 겔피복종지(이하 불용해성 겔피복종자를 겔피복종자 A라고 한다) 직경 10mm로 하여 2500개 만들었다.

20개의 겔피복종자 A에 대하여 파단하중을 측정한 결과 평균치는 0.5kgf이고 100개당 중량은 88g이었다.

700개의 겔피복종자 A를 0.08중량%의 염화칼슘 수용액에 침지하고 2에서 냉장 저장하였다(실시예1).

한편, 겔피복종자 A 700개를 2, 상대온도 55%의 환경에서 냉장했다(비교예1). 또 겔피복종자 A 1000개를 항온항습조에 20, 상대온도 65%로 저장했다(비교예2).

이들 피복종자에 대해 각각 저장 개시 3, 7, 10 및 20일 후 파단하중과 겔피복종자 중량(100개당 중량)을 측정했다. 겔피복종자의 중량은 피복겔층에 함유되는 수분 량의 변화를 조사하기 위한 것이다.

또한 이때 실시예1, 비교예1 및 비교예2 각각에 대해 20일 저장후의 겔피복종자 A 100개를 직경 12cm의 접시에 파종하여 암흑하에서 20로 유지하였을 때 파종후 7일간 동안의 발아율 및 피복층을 뚫고 나오는 돌출비율을 검사했다.

이와 같은 검사를 통해 얻은 결과를 표1-4에 나타냈다.

주 : 표중 측정불능은 파괴하중이 너무 커져 2kgf의 로드셀에서는 측정할 수 없는 상태를 나타낸다.

표1 - 표4에 의하면 본 발명의 방법에 따라 저장된 겔피복종자에서는 피복겔층 속의 수분이 부족해지는 경우가 없기 때문에 피복겔층 내부의 종자에 대한 발아율이 일정하게 유지되고 또한 피복겔층의 파괴하중이 높아지지 않기 때문에 돌출율의 저하도 일어나지 않는 것을 알 수 있다.

또한 3, 7, 10 및 20일간 저장된 실시예1이 겔피복종자중 어떠한 것도 그 표층이 벗겨지거나 틈이 발생하는 경우가 없고 또한 겔피복종자의 크기에도 변화가 없다. 그리고 피복층 내부의 종자에 대한 시인성에 대해서도 겔피복종자를 만든 직후의 것과 완전히 같았다.

이상과 같이 바람직한 실시예에 관하여 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음의 특허청구의범위 및 그 기술적 사상을 일탈하지 않고 당분야의 통상의 기술자에 의해 여러 가지 변경 및 변형이 가능하다고 할 수 있다.

Claims (5)

1. 응고액 속의 금속 이온에 의해 물에 대하여 용해되지 않도록 처리된 수성겔로 이루어지는 겔 피복층을 가지는 겔 피복종자를 저장하기 위한 방법으로서, 상기 금속이온을 함유하는 수용액 내에 겔 피복종자를 저장하며, 상기 수용액은 상기 응고액 보다 낮은 농도로 이온을 함유하고, 상기 수용액은 겔 피복층의 압축파괴강도에 실제로 어떠한 영향도 미치지 않는 삼투압을 가지며, 겔피복종자는 0-10범위의 온도에서 저장되는 것을 특징으로 하는 겔 피복종자 저장방법.
2. 제1항에 있어서, 수성겔은 알긴산 나트륨 또는 폴리아크릴산 나트륨을 함유하는 것을 특징으로 하는 겔 피복종자 저장방법.
3. 제1항에 있어서, 수용액 내의 금속이온의 농도가 0.001 내지 0.6 중량% 인 것을 특징으로 하는 겔 피복종자 저장방법.
4. 제1항에 있어서, 금속이온은 칼슘이온, 바륨이온, 및 알루이늄이온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 겔 피복종자 저장방법.
5. 제1항에 있어서, 수용액은 폴리에틸렌 글리콜, 염화 나트륨, 질산 칼륨, 또는 황산 암모늄을 함유하는 것을 특징으로 하는 겔 피복종자 저장방법.