KR100507245B1 - 광합성 증진 방법 - Google Patents

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데니스 지. 세쿠토우스키
게리 제이. 푸터카
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Abstract

본 발명은 1 종 이상의 고도의 반사성 미분 미립자 재료 유효량으로 원예 작물을 처리하는 단계를 포함하는, 원예 작물의 광합성 증진 방법을 개시하고 있다.

Description

광합성 증진 방법{Mothod for Providing Enhanced Photosynthesis}
본 발명은 원예 작물의 광합성을 증진시키기 위한 방법에 관한 것이다.
개선된 수율 또는 식물 생산성은 원예 작물에 목적하는 원예 효과이며, 이는 일반적으로 해충, 물 및 영양분이 적절하게 조절될 때 광선의 양, 기온, 상대 습도 및 다른 조절불가능한 환경적 인자에 의해 제한된다. 광범위한 공급원으로부터의 미립자 재료가 일반적으로 식물의 생산성을 제한하는 것으로 여겨지고 있다(Farmer, "The effects of Dust on Vegitation--A Review, "Enviormental Pollution 79:63-75(1993) 참조].
선행 기술에서는 식물에 대한 광합성 및 환경적 스트레스의 효과에 대한 논의가 있어왔다[Nonomora and Benson, "Methods and compositions for enhancing carbon fixation in plants," U.S. 5,597,400, Stanhill, G., S. Moreshet, and M. Fuchs. "Effect of Increasing Foliage and Soil Reflectivity on the Yield and Water Use Efficiency of Grain Sorghum" Agronomy Jounal 68:329-332 (1976); Moreshet, S., Y. Cohen, and M. Fuchs. "Effect of Increasing Foliage and Soil Reflectivity on the Yield, Growth, and Physiological Behavior of a Dryland Cotton Crop" Crop Science 19:863-868 (1979), 이는 "카올린을 분무한 후 2 일내에 14CO2 흡수율(광합성)이 20 % 이상 감소하였고", "카올린 분무가 광합성 보다 증산을 감소시킬 수 있다"고 언급하고 있음; Bar-Joseph, M. and J. Frenkel, "Spraying citrus plants with kaolin suspensions reduces colonisation by the spiraea aphid(Aphis citricola van der Goot)" Crop Protection 2(3):371-374(1983), 이는 "이러한 이유[Stanhill, Ibid. and Moeshet, Ibid.의 수율 증가]는 불확실하나(광합성이 감소되지 때문에) 진딧물 및 바이러스 억제가 이 수율 증가에 기여할 수 있다"고 언급하고 있음; Rao, N.K.S., "The Effects of Antitranspirations on Leaf Water Status, Stomatal Resistance and Yield in Tomato" J. of Horticultural Science 60:89-92(1985); Lipton, W.J. and F.Motoba, "Whitewashing to Prevent Sunburn of 'Crenshaw' Melons" HortScience 6:434-345(1971); Proctor, J. T. A. and L.L. Creasy "Effect of Supplementary Light on Anthocyanin Synthesis in 'McIntosh' Apple" J. Amer. Soc. Hort. Sci 96:523-526(1971); Loard, W.J. and D.W. Greene "Effects of Summer Pruning on the Quality of ''McIntosh' Apple" HortScience 17:372-373 참조]
따라서, 비용적으로 효율적이고 불활성이며, 비독성인 원예 작물의 광합성 증진 방법에 대한 필요성이 여전히 존재하고 있다. 선행 기술은 반사율이 증가하면 광합성적 활성광이 반사되므로 광합성이 감소된다고 교시한 점에서, 선행 기술은 본 발명의 고도로 반사성인 불활성 입자의 사용에 대하여 전혀 상반되게 교시하고 있다. 뜻밖에도, 본 발명에서는 반대 효과-증진된 광합성 효과를 얻었다.
<발명의 요약>
본 발명은 하나 이상의 고도로 반사성인 미분된 미립자 재료 유효량을 원예 작물의 표면에 도포하는 단계를 포함하고, 도포된 입자는 상기 작물의 표면상에서 가스의 교환을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 원예 작물의 광합성 증진 방법에 관한 것이다.
본 발명은 원예 작물의 광합성 증진 방법에 관한 것이다. 광합성은 광합성 식물이 태양 에너지를 이용하여 이산화 탄소 및 물로부터 탄수화물 및 다른 유기 분자를 제조하는 과정이다. 이러한 유기 분자로의 이산화 탄소의 전환은 일반적으로 탄소 고정 또는 광합성이라 언급되고, 대부분의 식물에 있어서, 일반적으로 C-3 사이클로서 언급되는 환원성 펜토오스 인산염 사이클에 의하여 발생된다. 40 년 전, 광합성에 있어 탄소의 경로에 관한 연구[A.A. Benson (1951), "Identification of ribulose in 14CO2 photosynthesis products" J. Am. Chem. Soc. 73:2971; J.R. Quayle et al. (1954) :Enzymetic carboxylation of ribulose diphosphate" J. Am. Chem. Soc. 76:3610]는 식물에 있어서 이산화 탄소 고정의 성질을 밝히고 있다. 증진된 광합성의 효과는 전형적으로는 증진된 수율/생산성, 예를 들어, 증진된 과일 크기 또는 생산량(통상적으로, 중량/에이커로 측정됨), 개선된 색, 증진된 가용성 고체, 예를 들어, 당, 산도 등 및 감소된 식물 온도에 의해 관찰된다.
본 발명과 관련한 원예 작물은 과일, 채소, 나무, 꽃, 풀, 뿌리, 종자 및 조경 및 관상 식물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것들을 포함하는 실제로 생장하고(하거나) 과일이 열리는 농작물 및 관상 작물 및 이들의 산물이다.
본 발명의 목적에 유용한 미립자 재료는 고도로 반사성인 것이다. 본 명세서에 사용되는 "고도로 반사성"이라는 용어는 TAPPI 표준 T 646에 의하여 측정하였을 때 약 80 이상, 바람직하게는 약 90 이상, 보다 바람직하게는 약 95 이상의 "블록 휘도(Block Brightness)"를 갖는 재료를 의미한다. 인스티튜트 오브 페이퍼 사이언스(Institute of Paper Science) 또는 테크니딘 코포레이션(Technidyne Corporation)에서 공급되는 휘도 표준(페이퍼 탭 및 오팔 유리 표준)을 사용하여 60 일을 초과하지 않는 간격으로 검정된, 테크니딘 코포레이션에서 제조한 리플렉턴스 미터 테크니딘 S-4 휘도 시험기(Reflectance Meter Technidyne S-4 Brightness Tester)로 측정할 수 있다. 전형적으로는, 건조(< 1 % 자유 수분) 분말 12 g으로부터 입자 블록 또는 플래크 (plaque)를 제조한다. 샘플을 실린더 홀더에 느슨하게 놓고, 플런저 (plunger)를 샘플 위로 29.5-30.5 psi의 압력까지 서서히 낮추고, 약 5 초 동안 유지하였다. 압력을 풀고 플래크 (plaque)의 결점을 검사한다. 총 3 개의 플래크 (plaque)를 제조하고 플래크 (plaque)를 판독시마다 약 120 도 회전시켜 플래크 (plaque)에 대한 3 개의 휘도 값을 기록한다. 이어서, 9 개의 값을 평균하여 기록한다.
본 발명의 목적에 유용한 미분된 미립자 재료는 친수성 또는 소수성 재료일 수 있고, 소수성 재료, 예를 들어, 미네랄 활석은 그 자체로 및 원래 소수성일 수 있거나, 적절한 소수성 습윤제의 외부 코팅을 도포함으로써 소수성이 부여된 친수성 재료일 수 있다(예를 들어, 미립자 재료는 친수성 코어 및 소수성 외부 표면을 가짐).
본 발명의 목적에 유용한 전형적인 미립자 친수성 재료는 미네랄, 예를 들어, 탄산 칼슘, 활석, 카올린(각각 함수 및 소성 카올린이고, 소성 카올린이 바람직함), 벤토나이트, 점토, 피로필라이트, 실리카, 장석, 모래, 석영, 백악, 석회석, 침강 탄산 칼슘, 규조토 및 중정석; 관능성 충전제, 예를 들어, 알루미늄 삼수화물, 화성 실리카 (pyrogenic silica), 및 이산화 티탄을 포함한다.
상기 재료의 표면은 소수성 습윤제를 가하여 소수성으로 만들 수 있다. 특히, 유기계, 예를 들어, 플라스틱 복합체, 필름, 유기 코팅 또는 고무에서의 많은 공업적 미네랄 적용이 단지 상기 표면 처리에 의해 미네랄 표면을 소수성으로 만든다. 상기 표면 처리 재료 및 이들의 이용의 교시에 관하여는 문헌(Jesse Edenbaum, Plastics Additives and Modifiers Handbook, Van Nostrand Reinhold, New York, 1992, pages 497-500)을 참조할 수 있고, 이는 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된다. 소위 커플링제, 예를 들어, 지방산 및 실란이 통상적으로 이들 산업을 위한 충전제 또는 첨가제로서 고체 미립자의 표면 처리에 사용된다. 상기 소수성화제는 당업계에 공지되어 있고, 통상적인 예는 유기 티탄산염, 예를 들어, 티옥사이드 케미칼스(Tioxide Chemicals)에서 시판되는 틸콤(Tolcom)(상표명); 켄리히 페트로케미칼스, 인크.(Kenrich Petrochemicals, Inc.)에서 시판되는 유기 지르콘산염 또는 알루민산염 커플링제; 유기관능성 실란, 예를 들어, 위트코(Witco)로부터 시판되는 실퀘스트(Silquest)(상표명) 및 PCR에서 시판되는 프로실(Prosil)(상표명); 개질된 실리콘 유체, 예를 들어, 신이쯔(Shin Etsu)로 부터 시판되는 DM-유체; 및 지방산, 예를 들어, 위트코 코포레시션(Witco Corporation)으로부터 시판되는 히스트렌(Hystren)(상표명) 또는 인더스트렌(Industrene)(상표명) 제품 또는 헨켈 코포레이션(Henkel Corporation)으로부터 시판되는 에머솔(Emesol)(상표명)을 포함한다(스테아르산 및 스테아르산염이 입자 표면을 소수성으로 만드는데 특히 효과적인 지방산 및 이들의 염임).
본 발명의 목적에 적절한 바람직한 미립자 재료의 예는 미국 뉴저지주 아이젤린 소재 엥겔하드 코포레이숀으로부터 상업적으로 시판되는 상표명 사틴톤(Satintone)으로 시판되는 소성 카올린 및 상표명 트랜스링크(Translink)로 시판되는 실록산 처리된 소성 카올린; 잉글리쉬 차이나 클래이로부터 상표명 아토마이트(Atomite) 및 슈퍼마이트(Supermite)로 상업적으로 시판되는 탄산 칼슘 및 잉글리쉬 차이나 클래이로부터 상표명 슈퍼코트(Supercoat) 및 코타마이트(Kotamite)로 상업적으로 시판되는 스테아르산 처리된 분쇄 탄산 칼슘이다.
"미분된"이라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때, 미립자 재료가 약 10 마이크론 미만, 바람직하게는 약 3 마이크론 미만, 보다 바람직하게는 약 1 마이크론 미만의 중간 단일 입도를 갖는 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 입도 및 입도 분포는 마이크로메리틱스 세디그래프(Micromeritics Sedigraph) 5100 입도 분석기를 사용하여 측정하였다. 측정값은 친수성 입자들의 경우 탈이온수중에 기록하였다. 건조 샘플 4 그램을 플라스틱 비이커에 계량하고, 분산제를 가하고, 탈이온수로 80 mL 표시 부분까지 희석하여 분산액을 제조하였다. 이어서, 슬러리를 교반하고 초음파조중에 290 초 동안 방치하였다. 전형적으로는, 카올린에 대하여 0.5 % 피로인산 사나트륨이 분산제로서 사용되고, 탄산 칼슘으로서는, 1.0 % 칼곤 T가 사용된다. 다양한 분말에 대한 전형적인 밀도를, 예를 들어, 카올린에 대하여 2.58 g/mL를 세디그래프에 프로그램하였다. 샘플 셀은 샘플 슬러리로 채우고, X-선을 기록하여 스토크스 방정식 (Stokes equation)에 의하여 입도 분포 곡선으로 전환시켰다. 평균 입도는 50 % 수준에서 측정하였다.
바람직하게는, 미립자 재료가 최대 90 중량 %의 입자가 약 10 마이크론 미만, 바람직하게는 약 3 마이크론 이하, 보다 바람직하게는 약 1 마이크론 미만의 입도를 갖는 입도 분포를 갖는다.
본 발명에 사용하는데 특히 적절한 미립자 재료는 불활성 비독성인 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "불활성" 미립자 재료는 식물에 유해하지 않은 입자이다.
미립자 재료는 바람직하게는 비독성이고, 이는 원예 작물 효과를 효과적으로 증진시키는데 필요한 제한된 양으로 상기 재료가 동물, 환경, 도포자 및 궁극적인 소비자들에게 유해하지 않은 것을 의미한다.
상기에 논의한 바와 같이, 본 발명은 표면이 1 종 이상의 미립자 재료로 처리된 원예 작물에 관한 것이다. 이 처리는 상기 작물의 표면상에서 가스의 교환에 물리적 영향을 미쳐서는 않된다. 입자 처리를 통과하는 가스는 전형적으로는 살아있는 식물의 표피를 통하여 교환된 것들이다. 이러한 가스는 전형적으로는 수증기, 이산화 탄소, 산소, 질소 및 휘발성 유기물을 포함한다.
상기 원예 작물의 표면은 상기 작물의 광합성을 증진시키는데 효과적인 양의 1 종 이상의 고도로 반사성인 미립자 재료로 처리된다. 이러한 작물의 유효 도포 범위는 당업계의 숙련자들이 정할 수 있다. 완전하지 않은 작물 도포 범위도 본 발명의 범위내이며, 고도로 효과적일 수 있으며, 예를 들어, 완전한 작물 도포 범위가 추가의 잇점, 예를 들어, 효과적인 질병 조절, 보다 부드러운 과일 표면, 감소된 껍질 및 과일 균열, 및 감소된 갈변 (russeting)을 제공할 수 있지만, 작물의 하부 표면 (광원에 직접 노출되지 않는 표면)이 본 발명의 방법에 의하여 처리될 필요가 없고, 농작물의 상부 표면도 완전하게 도포되어야 할 필요는 없다. 이들 추가의 잇점을 얻기 위한 방법에 대하여 교시하고 있는 "처리된 원예 작물 기재"라는 명칭으로 1997년 11월 18일 출원된 미국 특허 출원 제08/972,648호를 참고할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참고 문헌으로 포함된다. 본 발명의 방법은 처리시 잔사를 생성시켜 농작물 표면상에 고도로 반사성인 미립자 재료의 하나 이상의 층의 멤브레인을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 목적에 유용한 미립자 재료는 휘발성 액체, 예를 들어, 물, 저비점 유기 용매 또는 저비점 유기 용매/물의 혼합물중에 미분된 입자들의 슬러리로서 도포할 수 있다. 부가물, 예를 들어, 계면활성제, 분산제 또는 분무제/점착제(접착제)를 본 발명 미립자 재료의 수성 슬러리를 제조하는 데 혼합할 수 있다. 이 슬러리 중 하나 이상의 층을 분무하거나 그렇지 않으면 농작물 표면에 도포할 수 있다. 휘발성 액체는 코팅 동안 증발되도록 하는 것이 바람직하다. 이 처리시의 잔사는 친수성 또는 소수성일 수 있다. 더스트로서 입자들을 도포하는 것은, 표류 및 흡입의 위험으로 인하여 대규모로서 상업적으로 실용적이지는 않지만, 본 발명의 방법을 수행하는 다른 방법 중 하나이다.
친수성 입자들과 혼합되어 분무시 원예 작물상에 균일한 처리를 보조하는 분무제/점착제(수 중 3 % 이상의 고체)는 개질된 프탈산 글리세롤 알키드 수지, 예를 들어, 래트론(Latron) B 1956(Rohm & Hass Co.), 유화제, 예를 들어, 씨-웨트(Sea-wet)(Salsbury lab, Inc.)를 갖는 식물유 기재 재료(코코디탈리미드), 중합체 테르핀, 예를 들어, 피펜(Pipen) II(Drexel Chem. Co.), 비이온성 세제(에톡실화된 톨유 지방산), 예를 들어, 톡시뮬(Toximul) 859 및 니넥스(Ninex) MT-600 시리즈(Stephen)이다.
입자 처리는 미분된 미립자 재료의 하나 이상의 층으로서 도포할 수 있다. 도포된 재료의 양은 당업계에서 숙련자들에게 공지되어 있다. 이 양은 이들 입자들이 도포되는 농작물의 광합성을 개선시키는데 충분할 것이다. 전형적으로는, 이 처리는 작물 표면이 백색의 외양을 띨때 가장 효과적일 것이다. 예를 들어, 이는 전형적으로는 약 2-3 g/cm3의 비 밀도 (specific density)를 갖는 입자들의 경우 농작물 표면 cm2 당 미립자 재료를 약 25 내지 약 5,000 마이크로그램, 보다 전향적으로는 약 100 내지 약 3,000 마이크로그램, 바람직하게는 약 100 내지 약 500 마이크로그램 도포하여 성취할 수 있다. 고도로 반사성인 입자들의 휘도가 증가함에 따라, 본 발명의 목적에 효과적이게 하는데는 이들 보다 휘도가 큰 입자가 보다 적은 양으로 필요하게 된다. 또한, 환경적인 조건, 예를 들어, 바람 및 비가 고도로 반사성인 미립자 재료에 의한 농작물 도포 범위를 감소시킬 수 있고, 따라서, 상기 원예 작물의 경작 기간 동안 고도로 반사성인 입자들을 1 회 이상 도포하여 본 발명의 목적하는 효과를 유지시키는 것은 본 발명의 범위내이다.
본 발명에 유용한 저비점 유기 액체는 바람직하게는 수혼화성이고, 1 내지 6 개의 탄소 원자를 함유한다. 본 명세서에 사용된 바와 같은 "저비점"이라는 용어는 일반적으로 100 ℃ 이하의 비점을 갖는 유기 액체를 의미한다. 이들 액체는 미립자 고체가 현저한 응집없이 미분된 형태로 유지되도록 할 수 있다. 이러한 저비점 액체의 예로는 알콜, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, i-프로판올, i-부탄올 등, 케톤, 예를 들어, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등, 및 시클릭 에테르, 예를 들어, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및 테트라히드로푸란이 있다. 상기에 언급한 랙체의 조합 또한 사용할 수 있다. 메탄올이 바람직한 저비점 유기 액체이다.
본 발명의 목적을 위하여 저비점 유기 액체를 작물 기재에 입자들을 도포하는데 사용할 수 있다. 전형적으로는, 이 액체는 미립자 재료의 분산액을 형성하기에 충분한 양으로 사용된다. 액체의 양은 전형적으로는 분산액의 약 30 부피 % 미만, 바람직하게는 약 3 내지 약 5 부피 %, 가장 바람직하게는 약 3.5 내지 약 4.5 부피 %이다. 미립자 재료는 바람직하게는 저비점 유기 액체에 가해져 슬러리를 형성한 후, 이 슬러리를 물로 희석하여 수성 분산액을 형성한다. 생성된 슬러리는 대부분의 입자들이 약 10 마이크론 미만의 입도까지 작아진 미분된 형태의 입자들을 보유한다.
다음 실시예는 본 발명의 실시태양의 예시이며 출원의 청구범위 형성 부분에 의해 한정되는 바와 같이 발명을 제한하는 것으로 의도되지는 않는다.
<실시예 1>
"레드 델리셔스(Red Delicious)" 사과 나무에 다음의 처리를 하였다: 1) 문헌 (Virginia, West Virginia and Maryland Cooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial Tree Fruit Growers Publication 456-419)에 따라 경제적 수준의 해충의 존재에 준하여 통상의 농약을 도포함, 2) 처리하지 않음, 3) 1997년 3월 11일에 시작하여 매주 트랜스링크(상표명) 77 도포, 4) 1997년 4월 29일에 시작하여 매주 소성 카올린[사틴톤(Satintone)(상표명) 5HP] 도포, 5) 1997년 4월 29일에 시작하여 매주 처리된 탄산 칼슘[슈퍼코트(SuperCoat)(상표명)-잉글리쉬 챠이나 클레이로부터 시판됨] 도포. 처리 (3) 및 (5)는 4 gal 메탄올에 현탁되고 100 gal 물에 첨가된 25 파운드 재료를 이용하였다. 처리 (4)는 27 oz 니넥스(Ninex)(상표명) MT-603 및 2 파인트 톡시멀을 첨가하며 100 gal 물에 현탁된 25 파운드 재료를 이용하였다. 이들 처리는 과수원 분무기를 사용하여 125 gal/에이커의 양으로 도포하였다. 이 혼합물을 과수원 분무기를 사용하여 125 gal/에이커의 양으로 도포하였다. 이 처리를 구획 당 나무 3 그루로 4회 반복하며 무작위의 완전한 블록 디자인으로 배열하였다. 처리한 것은 물을 대주지 않고 1997년 5월 1일부터 8월 30일까지 21.58 ㎝의 강수량을 받았다. 과일을 성숙기에 수확하고, 과일 수, 중량 및 색을 측정하였다. 색을 헌터 색채계를 사용하여 측정하였다. 녹색값은 헌터 "a"값 단위로 나타났고, 이 값의 증가는 적색의 증가를 나타낸다. 광합성 및 기공 전도성을 1997년 8월 6일 및 8일에 측정하였다. 광합성 및 기공 전도성 데이타를 리코르(Licor) 6300 광합성 시스템을 사용하여 수집하였다. 증가된 광합성 및 기공 전도성 값은 각각 대기로부터 이산화 탄소의 동화의 증가 및 잎으로부터 물의 증산의 증가를 나타내고, 각각의 파라미터는 값이 증가할 때 개선된 식물 생산성을 반영한다. 처리 1) 및 3)을 매일 오전 10 내지 11시 및 오후 2 내지 3시에 2 회 측정하였다. 각각의 구획에 있어 3 그루의 나무를 2 개의 햇빛이 드는 잎/나무로 측정하였다. 차양 온도를 +/- 0.5 ℃의 정확도를 갖는 에버레스트 인터사이언스(모델 110) 적외선 온도계를 사용하여 측정하였고, 여기서, 대략 1 m 직경의 식물 표면의 온도를 나무의 햇빛이 드는쪽에서 측정하였다. 차양 온도에 대한 데이타를 잎과 공기 온도의 차로서 나타내었다. 음의 차양 온도는 증산 및 열 반사로 인하여 공기 온도 보다 차가운 차양 온도를 나타낸다. 데이타를 표 1에 나타내었다.
<표 1>
처리 수율/나무(kg) 과일 중량(g) 적색 광합성율(μ몰 CO2/m2/초) 기공 전도성(몰/m2/초) 차양 온도(℃)
통상 처리 43.7 136 19.7 6.7 0.35 -4.2
대조구 30.1 123 23.2
트랜스링크 77 51.6 135 23.9 9.2 0.57 -5.2
소성 카올린 37.6 124 21.0
처리된 탄산 칼슘 39.1 130 24.1 -5.5
소수성 카올린의[트랜스링크(상표명) 77]의 사용으로 현저한 과일 크기의 감소(135 대 136 g/과일) 없이 통상의 처리과 비교하여 수율을 증가시켰다(각각 51.6 대 43.7 kg).
소수성 카올린[트랜스링크(상표명) 77]의 사용으로 통상의 처리과 비교하여 과일 색이 개선되었다(23.9 대 19.7). 처리된 CaCO3[슈퍼코트(상표명)] 및 소성 카올린[사틴톤(상표명) 5HB] 또한 통상의 처리와 비교하여 색이 개선되었다(24.1 및 21.0 대 19.7). 비처리된 대조구는 통상의 처리와 비교하여 색이 개선되었으나(23.2 대 19.7) 이는 아무런 살충제도 도포되지 않았기 때문에 나쁜 해충 억제로 인하여 낙엽에 기인한 것이다. 해충 질병으로부터의 낙엽은 색 전개를 증가시키는 과일 표면에 대한 빛을 증가시킨다. 해충 억제 수준은 모든 다른 처리에 적절하고, 낙엽을 생성시키지 않는다.
평균 강수량은 4월 1일 부터 8월 30일까지 대략 35.6 cm였고, 감수량은 정상 보다 40 % 낮았다.
트랜스링크(상표명) 77의 도포는 광업성, 기공 전도성을 증가시켰고, 식물 온도를 감소시켰다. 기공 전도성은 잎의 뒷면상에 있는 기공 폭의 측정값이다. 증산의 형태로 수분 손실은 기공을 통하여 일어나고, 기공 개구의 크기에 의하여 조절된다. 개구의 크기가 클수록, 기공 전도성이 커지고, 따라서 증산 또한 보다 카진다. 유사하게, 기공 개구의 크기가 클수록 광합성에 필요한 이산화 탄소의 유입도 많아진다. 차양 온도는 트랜스링크(상표명) 77의 도포으로부터 생성된 증가된 기공 전도성과 관련한 잎의 증산 냉각의 증가로 인하여 트랜스링크(상표명) 77의 도포에 의하여 감소된다. 탄산 칼슘[슈퍼코트(상표명)]의 도포 또한 증가된 기공 전도성과 관련하여 증가된 잎의 증산 냉각으로 인하여 식물 온도를 감소시킨다.
워싱턴주 야키마
"레드 델리셔스" 사과 나무에 하기의 처리를 하였다 : 1) 처리하지 않음; 이 비처리 대조구는 살충제 도포에 대한 역치 (threshold)를 초과하는 해충 압력을 갖지 않음, 2) 4월 5일, 5월 8일, 29일, 6월 25일, 7월 14일, 9월 4일 트랜스링크(상표명) 77을 도포함, 3) "(2)"에서의 동일한 날짜 및 5월 22일, 6월 9일 및 7월 31일에 트랜스랭크(상표명) 77을 도포함. 처리 2) 및 3)은 메탄올 4 gal에 현탁되고 물 96 gal에 첨가된 25 파운드의 재료를 도포하였다. 이 혼합물은 과수원 분무기를 사용하여 100 gal/acre의 양으로 도포하였다. 이 처리를 구획 당 나무 3 그루로 3회 반복하며 무작위의 완전한 블록 디자인으로 배열하였다. 처리를 나무 밑에 위치한 스프링클러 관개를 이용하여 식물에 필요한 물의 양을 충족시키기 위한 기준으로 매주 관개하였다. 광합성 및 기공 전도성을 1997년 7월 17일에서 20일까지 측정하였다. 광합성 데이타를 리코르(Licor) 6300 광합성 시스템을 사용하여 수집하였다. 처리 1), 2) 및 3)을 매일 오전 10 내지 11시 및 오후 2 내지 3시에 2 회 측정하였다. 각각의 구획에 있어 3 그루의 나무를 2 개의 햇빛이 드는 잎/나무로 측정하였다. 데이타는 모든 일 및 시간 샘플에 대한 평균값이다. 차양 온도를 +/- 0.5 ℃의 정확도를 갖는 에버레스트 인터사이언스(모델 110) 적외선 온도계를 사용하여 측정하였고, 여기서, 대략 1 m 직경의 식물 표면의 온도를 나무의 햇빛이 드는쪽에서 측정하였다. 차양 온도에 대한 데이타를 잎과 공기 온도의 차로서 나타내었다. 음의 차양 온도는 증산 및 열 반사로 인하여 공기 온도 보다 차가운 차양 온도를 나타낸다. 차양 온도 데이타를 1997년 8월 17일에서 20일까지 수집하였다. 표 4에 나타낸 데이타는 전체 데이타 세트를 나타낸 것이다. 수확시에, 20 개의 과일을 각각의 3개의 나무/구획으로부터 무작위로 수집하였다(총 180 과일/처리). 과일의 중량 및 색을 측정하였다. 색을 헌터 색채계로 측정하였다. 색값은 헌터 "a"값을 나타낸다.
<표 2>
처리 과일 중량(g/과일) 광합성(μ몰 CO2/m2/초) 기공 전도성(몰/m2/초) 차양 온도(℃)
대조구 164 8.8 0.24 -4.5
트랜스링크(상표명) 77 7 회 도포 177 11.8 0.43 -5.7
트랜스링크(상표명) 77 10회 도포 195 12.9 0.46 -6.0
과일 크기는 트랜스링크(상표명) 77의 도포를 증가시킬 수록 증가하였다.
연구용 나무는 관개를 사용한 결과 미국 웨스트 버지니아주 키르네스빌에서의 연구에서 보다 크기가 컸다.
각 트랜스링크(상표명) 77 처리의 감소된 차양 온도은 이들 입자의 도포가 식물 온도를 낮출 수 있다는 사실을 예시한다.
트랜스링크(상표명) 77의 도포는 광합성, 기공 전도성을 증가시키고, 온도를 낮추었다. 차양 온도는 트랜스링크(상표명) 77의 도포으로부터 생성된 증가된 기공 전도성과 관련한 잎의 증산 냉각의 증가로 인하여 트랜스링크(상표명) 77의 도포에 의하여 감소된다. 7 회 도포으로부터 도포 주기의 감소는 10 회 도포과 비교하여 광합성, 기공 전도성 및 차양 온도를 감소시켰고,트랜스링크(상표명) 77 커버리지의 양의 증가에 대한 유익한 반응을 나타내었다.
<실시예 3>
칠레 산티아고
4m×6m 공간의 "셉템버 레이디" 복숭아에 하기의 처리를 하였다 : 1) 경제적 수준의 해충의 존재에 따라서 통상의 농약을 도포함, 2) 처리하지 않음, 3) 1996년 10월 29일에 시작하여 매주 트랜스링크(상표명) 77을 도포함. 처리 3)은 메탄올 4 gal중에 현탁되고 물 96 gal에 첨가된 재료 25 파운드 도포하였다. 이 혼합물을 고압 수동 분무기를 사용하여 100 gal/acre의 양으로 도포하였다. 표면 세척을 사용하여 처리를 매주 세척하였다. 과일을 성숙기에 수확하고 수 및 중량을 측정하였다. 데이타를 하기 표 3에 나타내었다.
<표 3>
처리 수율/나무(kg) 과일 중량(g) 과일수/나무
통상적인 처리 13.9 156 94
대조구 14.6 139 109
트랜스링크(상표명) 77 25.4 137 156
소수성 카올린[트랜스링크(상표명) 77]의 사용으로 통상적인 처리 및 대조구와 비교하여 과일/나무의 수를 중가시킴으로써 수율을 증가시켰다. 과일 크기는, 통계적이지는 않지만, 복숭아 나무상에 보다 많은 수의 과일로 인하여(94 대 156) 156 g에서 137 g으로 감소하였다.
<실시예 4>비글러빌 (Biglerville)의 파단 팩 (Pa-Dan Pack) 과수원
"골든 델리셔스(Golden Delicious)" 사과에 다음의 3회 처리를 하였다: 1) 문헌 (Virginia, West Virginia and Maryland Cooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial Tree Fruit Growers Publication 456-419)에 따라 경제적 수준의 해충의 존재에 준하여 시판되는 농약을 도포함, 2) 트랜스링크(상표명) 77의 전량, 및 (3) 트랜스링크(상표명) 77의 절반량. 처리 (2) 및 (3)은 각각 4 및 2 gal 메탄올에 현탁되고 100 gal 물에 첨가된 25 및 12.5 파운드 재료를 이용하였다. 이 혼합물을 과수원 분무기를 사용하여 200 gal/에이커의 양으로 도포하였다. 처리된 지역은 무작위 블록 디자인으로 각각의 처리를 2회 반복한 약 1 에이커 구획이었다. 수확시에, 구획을 시판용으로 수확하고 시판 등급 선별 라인으로 처리하였다. 등급 선별시에, 각각의 구획으로부터 100개의 과일을 무작위로 선택하여 과일 크기, 색 및 표면 결함을 확인하였다. 색을 헌터 색채계를 사용하여 측정하였다. 녹색값은 헌터 "a"값으로 나타났고, 보다 높은 값은 "골든 델리셔스" 사과의 유익한 특성인 보다 황색임을 나타낸다. 이 데이타를 표 4에 나타내었다.
처리 과일 크기(mm) 녹색
트랜스링크(상표명) 77 전량 69 -8.0
트랜스링크(상표명) 77 절반량 67 -8.9
통상 처리 67 -10.0
트랜스링크(상표명) 77의 전량 및 절반량 도포으로 녹색을 감소시켰고, 트랜스링크(상표명) 77을 전량 도포으로 절반량 도포 및 통상의 처리에 비해 과일 크기를 증가시켰다.
"스테이맨 (Stayman)" 사과 나무에 2가지 처리를 하였다: 1) 문헌 (버지니아, 웨스트 버지니아 및 메릴랜드 쿠퍼레이티브 익스텐션 1997 스프레이 불리틴 퍼 코머셜 트리 프룻 그루우어스 공보 456-419)에 따라 경제적 수준의 해충의 존재에 준하여 시판되는 농약을 도포함 및 2) 4 gal 메탄올에 현탁되고 96 gal 물에 첨가된 25 파운드 재료가 도포된 트랜스링크(상표명) 77 처리. 이 혼합물을 과수원 분무기를 사용하여 200 gal/에이커의 양으로 도포하였다. 각각의 처리는 규칙적으로 1 에이커 블록에 실시하였다. 사과를 시판용으로 수확하고 시판 등급 선별 라인으로 처리하였다. 제시된 데이타는 시판 등급 선별 라인으로부터 포장된 백분율을 나타낸다. 데이타를 표 5에 나타내었다.
처리 과일 크기 (mm) <2.5 인치(%) 2.5-2.75 인치(%) 2.75-3.0 인치(%) >3.0 인치(%)
트랜스링크(상표명) 77 69 11 38 44 7
통상 처리 62 66 28 6 0
트랜스링크(Translink)(상표명) 77의 도포는 통상의 처리에 비해 보다 큰 과일의 포장을 증가시켰고, 작은 과일(<2.5 인치)로 인한 손실을 감소시켰다.

Claims (16)

  1. 블록 휘도(Block Brightness)가 약 80 이상인 1 종 이상의 미분된 미립자 재료 유효량을 원예 작물의 표면에 도포하는 단계를 포함하고, 도포된 미립자는 작물의 표면상에서 가스의 교환을 가능하게 하는, 원예 작물의 광합성 증진 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미립자가 약 90 이상의 블록 휘도(Block Brightness)를 갖는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미립자가 소수성인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미립자가 친수성인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 미립자 재료가 미립자 중 최대 90 %가 약 10 마이크론 이하의 입도를 갖는 입도 분포를 갖는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 미립자 재료가 친수성 코어 및 소수성 외표면을 갖는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 친수성 코어 재료가 탄산 칼슘, 활석, 카올린, 벤토나이트, 점토, 피로필라이트, 실리카, 장석, 모래, 석영, 백악, 석회석, 규조토, 중정석, 알루미늄 삼수화물, 이산화 티탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 친수성 재료가 탄산 칼슘, 활석, 함수 카올린, 소성 카올린, 벤토나이트, 점토, 피로필라이트, 실리카, 장석, 모래, 석영, 백악, 석회석, 침강 탄산 칼슘, 규조토, 중정석, 알루미늄 삼수화물, 화성 실리카, 이산화 티탄 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 소수성 외표면 재료가 유기 티탄산염, 유기 지르콘산염 또는 알루민산염 커플링제, 유기관능성 실란, 개질된 실리콘 유체 및 지방산 및 이들의 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 원예 작물이 실제로 생장하거나 과일이 열리는 농작물 및 관상 작물로부터 선택되는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 원예 작물이 과일, 채소, 나무, 꽃, 풀, 뿌리, 종자 및 조경 및 관상 식물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 미분된 미립자 재료가 약 3 마이크론 미만의 중간 단일 입도를 갖는 방법.
  13. 제6항에 있어서, 친수성 코어 미립자 재료가 탄산 칼슘, 소성 카올린 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  14. 제4항에 있어서, 친수성 미립자 재료가 탄산 칼슘, 소성 카올린 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법.
  15. 약 90 이상의 블록 휘도를 갖고, 약 1 마이크론 미만의 중간 단일 입도를 갖는 탄산 칼슘, 소성 카올린 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 미립자 재료를 포함하는 1 종 이상의 미립자 재료의 슬러리 유효량을, 원예 작물의 표면에 도포하는 단계를 포함하며, 도포된 상기 미립자는 상기 작물의 표면상에서 가스의 교환을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 과일, 채소, 나무, 꽃, 풀, 뿌리, 종자 및 조경 및 관상 식물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 실제로 생장하거나 또는 과일이 열리는 원예 작물의 광합성 증진 방법.
  16. 제1항 또는 제15항에 있어서, 미분된 미립자 재료가 상기 원예 작물의 경작 기간 동안 1 회 이상 도포되는 방법.
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