KR101455216B1 - 배지 내 주입에 의한 식물에의 물질 투여 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 단계를 특징으로 하여, 식물 재료에 처리 약제로 작용하는 적어도 하나의 물질을 투여하는 방법 및 장치에 관한 것이다:
표면 및 적어도 하나의 식재 위치를 가진 적어도 하나의 배지를 제공하는 단계; 주입 수단을 제공하는 단계; 배지 및 주입 수단을 서로에 대해 상대적으로 이동시키는 단계; 식재 위치에 대해 상대적으로 주입 수단의 정렬을 제어하는 단계; 및 주입 수단을 사용하여 식재 위치의 자리에 물질을 주입하는 단계.

Description

배지 내 주입에 의한 식물에의 물질 투여{ADMINISTERING SUBSTANCES TO PLANTS BY INJECTION INTO THE SUBSTRATE}
본 발명은 적어도 하나의 물질을 식물 재료, 예를 들어 종자, 묘목(seedling), 삽목(cutting) 및 성목(plant)에 또는 그에 인접하여 투여하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
식물 위에 또는 땅(배지) 위에 분무함으로써, 그에 정착(set) 또는 식재(plant)되거나 될 수 있는 식물 재료를 위한 물질을 식재 위치(plant location)에 투여함이 공지되어 있다.
이는 처리 약제의 상당한 손실을 수반한다. 식물 위에 투여하는 방법은 효율이 낮다; 조금이나마 효과적이기 위해서는 많은 양이 투여되어야 한다. 원거리에서 배지(substrate) 위에 투여하는 경우 - 분무(spraying), 적하(dripping) 또는 매립(depositing) - 에는 처리 약제가 식재 위치가 아닌 의도하지 않은 위치에 존재하는 결과를 초래할 수 있다. 더욱이, 땅에 또는 그 위에 이미 식물이 자라고 있다면, 잎이 방해가 될 수 있다. 이러한 관점에서, 식재 위치에 투여하는 공지 기술은 일반적으로 정확도가 불충분하다는 점에 주목하게 된다.
작물 보호제, 성장 촉진제 및 뿌리 호르몬(root hormone)과 같은 물질을 본 발명에 따라 표면 아래에 주입함(injecting)으로써, 이들 약제가 최대 효과를 달성하는 방법으로 투여될 수 있다. 또한, 살진균제(fungicide), 살충제, 제초제, 살선충제(nematocide) 등도 적용될 수 있다. 또한 표면 또는 식물 자체에 발생하는 유해한 오염을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서 식재 위치에 물질 또는 처리 약제의 매우 정확한 위치 설정 및 투여를 보장할 수 있다.
정확한 "식재 위치"가 결정되는 즉시 본 주입을 사용할 수 있다. 이는 예를 들어 소위 "토양 블럭(soil block)"의 압축성형(pressing) 직후 또는 소위 트레이(tray)에 배지를 충진한 직후, 즉, 성목, 삽목 또는 묘목 또는 종자가 상기 "식재 위치"에 존재하기 전인 경우이다. 본 발명의 응용 분야의 다른 예로는 암면 포트(rockwool pot), 코코-포트(coco-pot), 사전 충진 종이 포트(pre-filled paper pot) 등을 들 수 있다. 본 발명은 또한, 식물 재료가 식재 위치에 도착한 후 및 한동안 성장한 후에까지도 해결책을 제공한다.
예를 들어 비료의 주입은 공지되어 있지만, 정확한 식재 위치에 치료 약제 주입을 관련시킴은 본 발명의 매우 중요한 특징임을 특기할 만하다. 비료를 주입하는 경우에, 정확한 투여량은 훨씬 덜 중요한 인자이며; 식재 위치당 조제된 양의 투여와 무관하게 다량의 비료가 배지 또는 초지(meadow)에 균일하게 분포되어야 하고, 이것이 본 발명과는 대조되는 점이다.
물질 또는 처리 약제 및 종자가 예를 들어 공기 흐름을 따라 표류하는 일이 발생하지 않고, 주입의 고유한 특성상 더욱 정확한 투여가 가능하므로, 식재 위치에 물질 또는 처리 약제 및 종자를 매립하는 경우에 비교할 때, 식재 위치당 정확하게 결정된 양의 물질 또는 치료 약제를 투여함에 있어서 본 발명은 상당한 개선을 제공할 수 있다. 더욱이 증기 형성을 방지할 수 있으며, 증기 형성은 온도-의존적이고 예측하기 어려운 문제로서, 특히 액체 처리 약제에 있어서, 증기가 형성되면 식재 위치에 실제로 존재하는 물질의 양이 의도하는 것보다 적을 수 있다.
본 발명은 다수의 가능한 구체예를 가지고 있으며, 종속항에 그 중의 일부가 정의된다.
이미 언급한 바와 같이, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1은 트레이 1을 나타낸다. 트레이 1은 합성 재료, 예를 들어 플라스틱, 스티로폴(styropor) 또는 임의의 다른 적합한 재료로 제조된다. 식재 위치 2는 트레이 1의 표면에서 결정된다. 트레이 1은 식재 위치에 공동(cavity) 8을 포함하며, 이는 배지 재료, 예를 들어 암면, 토양, 점토, 화분용 부토(potting compost), 코코넛 섬유(coconut fibre) 등으로 충진되어 플러그(plug) 9를 형성한다. 더욱 정확하게는 플러그 9의 함몰부(recess)가 식재 위치 2를 결정한다. 종자, 묘목, 삽목 또는 성목의 초기 성장기 이후, 및 이들이 충분히 발달하였을 때, 이들 플러그를 트레이 1로부터 수거하여 배지 블럭(표시하지 않음) 또는 다른 배지에 옮길 수 있다.
도 1에 나타낸 예시적 구체예에서, 식재 위치 2는 트레이 1 표면의 행(row) 3에 행 3 당 7개의 식재 위치로 배열된다.
도 1에는 액체 처리 약제 6 형태의 물질을 위한 주입기(injector) 4, 및 종자를 위한 방출 요소(release element) 5를 추가로 나타낸다. 처리 약제 6의 적제(droplet)에 부가하여, 또는 그 대안으로서 미립(grain) 또는 분제(powder) 형태의 처리 약제도 사용될 수 있음이 자명할 것이다. 주입기는 펌프 11이 장착된 도관(conduit) 10을 통해 처리 약제 6의 저장조(reservoir) 12에 연결된다.
트레이 1은, 플러그 9를 트레이 1의 식재 위치에 가진 상태로, 수송 수단(표시하지 않음)에 의해, 원래 고정되어 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 장치의 일부를 형성하는 주입기 4 및 방출 요소 5에 대하여, 화살표 A의 방향으로 이송된다. 도 1에 주입기 4 및 방출 요소 5 만을 나타낸 상기 장치는 이동식 형태를 취할 수 있음에 유의한다. 여기에서 배지 1은 주입기 4 및 방출 요소 5 아래를 통과하지 않으며, 주입기 4 및 방출 요소 5가 틀 위에서 움직여 이송되거나, 밭(field) 또는 개간지(open ground), 또는 다른 고정 배지를 가로질러 이송되거나 끌어당겨질 수 있다. 이러한 방법은 예를 들어 땅의 평탄화(levelling) 및 도 1에 나타낸 바와 같이 그 위에 식재 위치 2에 상응하는 구멍의 형성도 제공할 수 있다.
주입기 4 및 방출 요소 5 아래로 트레이 1이 중단 없이 움직일 수 있다. 이는, 주입기 4 가 충분히 빠른 속도로 식재 위치 내에, 아래에 또는 인접하여 처리 약제 6을 주입할 수 있다면 가능하다. 이 때, 방출 요소의 제어는 고도의 정밀도를 요구하며; 처리 약제 6 및 종자 7은 항상 식재 위치 내에, 위에 또는 인접하여 존재하여야 한다. 대안으로서 한 구체예는, 화살표 A 방향으로의 트레이의 이동이 단속적으로 진행하며, 주입기 4가 처리 약제 6을 식재 위치 2 내에 또는 아래에 효과적으로 주입하고 종자 7도 그곳에 매립하기 위하여 목적하는 방법으로 식재 위치 2를 향할 때 트레이의 이동이 중단되는 조치를 포함할 수 있다.
도 2에도 나타낸 바와 같이, 트레이 1은 화살표 A의 방향으로 이송된다. 여기에서 식재 위치 2(의 행)은 각각의 경우에 주입기 4의 아래를 이동하거나 적어도 이중 화살표 B로 도식적으로 표기한 주입기 4의 이동 방향과 일치하여 이동한다. 주입기 4를 이중 화살표 B의 방향으로 왕복으로 운전함으로써, 플러그 9 내에, 바람직하게는 정확하게 식재 위치 2의 아래에 처리 약제 6을 주입할 수 있다. 방출 요소 5를 사용하여 동시에, 또는 사전에 또는 사후에, 종자를 식재 위치 2에 매립할 수 있다. 처리 약제 6을 위한 주입기 4 및 종자를 위한 방출 요소 5는, 화살표 A의 이동 방향으로 서로에 대해 상대적인 거리를 두고 위치한다. 처리 약제 6 및 종자 7이 식재 위치 2 중의 하나에 연속적으로 또는 동시에 놓임을 목적하는 경우에, 이를 고려하여야 한다. 방출 요소 5 및 식재 위치 2 간의 위치 차이 및 종자 7의 낙하 특성을 기초로 하는 제어에 의해 주입기 4 및 방출 요소 5를 운전하기 위해서는, 종자 7의 낙하 속도 및 공기 저항도 고려할 수 있다. 상기 구체예에서, 구멍에 의해 플러그 9에 형성된 식재 위치 2 내에 처리 약제 6이 먼저 주입되고, 그 후에 종자 7이 이어진다. 그러나 예를 들어 규칙(legislation) 등을 고려하여 상기 순서를 뒤집을 수 있다. 종자 7이 먼저 매립되고 그 뒤를 이어 처리 약제 6이 주입됨으로써, 종자 7의 매립 전에 플러그 9의 전처리가 없거나 없을 수 있다.
비용 측면에서 매우 바람직한, 고도로 자동화된 공정이 본 발명에 의해 가능하며, 그것이 없다면 상대적으로 비싼 사전-코팅된 종자 7을 구매할 필요가 있거나, 처리 약제 6의 분무 또는 적하에 의해 처리 약제 6의 낭비가 발생할 수 있다. 본 발명에 따라, 특히 식재 위치에 대한 방출 요소 5의 위치적 차이 및 개별적인 파종 및/또는 식재 가능 재료, 예를 들어 종자, 삽목 등의 낙하 특성 및 경로에 있어서의 차이를 고려한다. 이들 인자를 모두 고려함으로써, 충분하나 너무 많지 않은 처리 약제 6을 파종 및/또는 식재 가능한 재료와 조합하여 각각의 식재 위치 2 내에 확실하게 주입함이 가능하다.
도 3의 구체예에는 배지 매트(mat) 14가 사용된다. 식물 15의 재배가 이루어지는 식재 위치 2는 배지 매트 14의 표면 상에 분포한다. 도 3에는 식물 15를 나타내었으나, 본 발명의 범위 내에서 배지 매트 14 상에 주입기 4가 작동하는 시점 또는 그에 인접하여 식물 15를 식재 또는 정착시키는 것도 가능하다. 바람직한 구체예에서는 주입하기 얼마간 전에 배지 매트 14 내에 또는 그 위에 식물 15가 이미 식재되어 있을 수 있다. 따라서 예를 들어 식물 15가 성장하고 있는 배지 매트 14 또는 트레이가 재배자에 의해 시장 판매용 농원 경영자(market gardener)에게 전달될 경우, 식물 15를 잠시 저장한 후에 이들이 잠재적 유해 영향에 노출되기 전에 처리 약제 6을 식물 15에 투여할 수 있다.
식재 위치 2가 주입기 4에 인접하여 놓였을 때 이를 표시하는 계측 모듈(measuring module) 13이 본 명세서에 제공된다. 계측 모듈 13 또는 다른 제어 구체예에 의해 결정 또는 촉발되는 정확한 순간에, 식재 위치 2가 결정되어 있는 배지 매트 14 내에, 그 표면 아래로 약간의 거리를 두고, 주입기 4가 정확한 양의 처리 약제 6을 주입한다. 약제는 저장조 12로부터 나와서 펌프 11이 장착된 도관 10을 통해 주입기 4로 운반된다. 주입기 4가 식재 위치 2에 대해 정확하거나 목적하는 정렬을 이룬 상태에서, 주입기 4가 바람직하게는 계측 모듈 13의 제어 또는 다른 유형의 제어를 받아 구동장치(drive)(표시하지 않음)에 의해 이중 화살표 B의 방향으로 왕복 이동한다. 도면에서 화살표 A로 나타낸 바와 같이 배지 매트 14 및 주입기 4가 서로에 대해 상대적으로 이동하는 경우, 특히 시간 조절이 결정적으로 중요하다.
상기 사항들을 검토함으로써 당업자는 다수의 대안적이고 부가적인 구체예를 발생시킬 수 있을 것이며, 이러한 구체예가 첨부된 청구범위의 형식(letter) 또는 정신(spirit)을 이탈하지 않는 한 이들은 모두 본 청구범위에 따른 보호 범위 내에 포함된다. 행 3은 개별적인 토양 블럭을 포함할 수 있다. 이 때 식재 위치는 개별적인 토양 블럭 내에 형성된다. 각 토양 블럭은 각각의 경우에 단일한 식재 위치를 가진 하나의 배지로서 간주될 수 있다.
파종 및/또는 식재 가능한 재료의 표본(specimen)을 위한 방출 요소 5 및/또는 주입기 4가 정확하게 아래쪽을 향하지 않는 것도 가능할 수 있다. 처리 약제 6을 가진 적제는 또한, 종자 7이 식재 위치 2에 착지(land)하기 전에 플러그 9 내에 "발사"되어 식재 위치 2의 안에, 아래에 또는 인접하여 주입될 수 있다. 임의의 경우에 파종 및/또는 식재 가능한 재료의 표본이 방출되는 대략적인 시간에 처리 약제 6을 플러그 9 내에 주입하기 위하여, 주입기 4 및 방출 요소 5가 조합될 수도 있다. 이로써 주입 및 매립에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다. 이 때 방출 요소 5는 주입기 4와 예를 들어 상하로 동조-이송(co-displace)될 수 있다. 어떤 조건 하에서는 종자 7을 먼저 매립한 후 처리 약제 6을 주입함이 바람직할 수도 있다.
주입기 4 및 방출 요소 5 사이에, 표시된 것보다 더 먼 거리를 제공할 수 있다. 이 경우에 주입기 4 및 방출 요소 5의 제어는, 처리 약제 6의 주입에 상응하는 식재 위치에 종자 7의 매립을 예를 들어 거의 동시적 방법으로 동조시킴을 그다지 지향하지 않는다. 이 때 동조는 처리 약제 6의 주입 및 종자 7의 매립 사이에 식재 위치가 이동하는 거리를 고려하는 정도이다.
종자 7이 이미 파종되거나, 삽목, 성목 또는 묘목이 이미 정착 또는 식재되거나, 식물이 이미 발달하고 있을 때, 예를 들어 어린 식물이 식물 재배자로부터 시장 판매용 농원 경영자에게 공급될 준비를 마쳤을 때 주입을 적용할 수도 있다. 주입은 또한 성목, 묘목 또는 삽목 내에 적용될 수 있다.
이하, 본 발명의 예시적 구체예를 첨부 도면과 관련하여 기술하고자 하며, 여기에서 유사하거나 동일한 구성성분 및 요소들은 서로 상이한 구체예도 고려하여 동일한 참조 번호로 표기한다.
도 1은 본 발명의 구체예의 투시도를 도식적으로 나타낸다.
도 2는 도 1의 II-II 선을 따른 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 구체예의 측면도를 나타낸다.

Claims (13)

  1. 식물 재료에 처리 약제로 작용하는 적어도 하나의 물질을 투여하는 방법으로서,
    - 표면 및 적어도 하나의 식재 위치(plant location)를 가진 적어도 하나의 배지(substrate)를 제공하는 단계;
    - 주입 수단을 제공하는 단계;
    - 상기 배지와 상기 주입 수단을 서로에 대해 상대적으로 이동시키는 단계;
    - 상기 식재 위치에 대해 상대적으로 상기 주입 수단의 정렬을 제어하는 단계; 및
    - 상기 주입 수단을 사용하여 식재 위치의 자리에 물질을 주입하는 단계를 포함하며,
    상기 배지 및 주입 수단이 서로에 대해 이동하여 적어도 하나의 식재 위치가 상기 주입 수단에 가까이 위치하게 된 때를 나타내고, 상기 물질이 적어도 하나의 식재 위치에서 주입되도록 상기 물질을 주입하기 위한 정확한 순간을 결정하도록 되어 있는 계측 모듈이 제공되고, 상기 결정된 정확한 순간에 상기 물질을 주입하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 주입 전에, 도중에, 또는 후에 배지 내의 또는 그 위의 식재 위치에 식물 재료를 파종(sowing), 정착(setting) 또는 식재(planting)하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물질이 살진균제(fungicide), 농약(pesticide), 식물 성장 촉진제(plant growth enhancer), 박테리아, 살충제(insecticide), 제초제(herbicide) 및 살선충제(nematocide)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식물 재료가 삽목(cutting), 종자(seed), 묘목(seedling) 및 성목(plant)으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것인 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배지가 하기로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 방법:
    암면 섬유(rockwool fibre), 화분용 부토(potting compost), 코코넛(coconut)(섬유), 플러그(plug) 및 토양 블럭(soil block).
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 물질은 상기 표면 위로부터 표면 아래로 주입되는 것인 방법.
  7. 표면 및 적어도 하나의 식재 위치를 가진 배지를 처리하는 장치로서,
    - 식재 위치의 자리에 물질을 주입하는 적어도 하나의 주입기(injector); 및
    - 배지 및 적어도 하나의 주입기를 서로에 대해 상대적으로 이동시키는 수송 수단을 포함하고;
    상기 배지 및 적어도 하나의 주입기가 서로에 대해 이동하여 하나 이상의 식재 위치가 상기 적어도 하나의 주입기에 가까이 위치하게 된 때를 나타내고, 상기 물질이 하나 이상의 식재 위치에서 주입되도록 상기 물질을 주입하기 위한 정확한 순간을 결정하도록 되어 있는 계측 모듈을 추가로 포함하며,
    상기 적어도 하나의 주입기는 정확한 순간에 상기 물질을 주입하도록 설정된 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 식재 위치에 종자를 매립(depositing)하기 위한 적어도 하나의 방출 요소(release element)를 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 주입기 및 상기 적어도 하나의 방출 요소가 고정되고 수송 수단이 배지를 이송시키도록 되어 있음을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 주입기 및 적어도 하나의 방출 요소가 틀(frame) 위에서 이동되도록 배치되며, 배지가 고정됨을 특징으로 하는 장치.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 주입기가 상기 물질을 상기 표면 위로부터 상기 표면 아래로 주입하도록 되어있는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
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