KR101485324B1

KR101485324B1 - 해바라기의 성장 및 생산성 촉진용 조성물 및 그의 살포방법

Info

Publication number: KR101485324B1
Application number: KR1020140015447A
Authority: KR
Inventors: 김상국
Original assignee: 경상북도(농업기술원생물자원연구소장)
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2015-01-21

Abstract

본 발명은 오메가-3-지방산이 풍부한 해바라기 종자의 결실률을 높이기 위하여 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신(NAA) 혼합액제를 제조한 후 이를 희석하여 해바라기 종자에 처리하였을 때 최종적으로 해바라기종자의 종실 수량과 기름함량 및 생장을 높일 수 있는 해바라기의 성장 및 생산성 촉진용 조성물 및 그의 살포방법에 관한 것으로 황산마그네슘 100중량부에 대하여 염화콜린 100 내지 180중량부, 옥신 3 내지 10중량부를 혼합한 원액을 제조한 후 이를 증류수 1리터에 희석시킨 해바라기의 성장 및 생산성 촉진용 조성물에 관한 발명이다.

Description

해바라기의 성장 및 생산성 촉진용 조성물 및 그의 살포방법 {Compositions for the growth of sunflower and for the increase in the productivity and the spray methods therewith}

본 발명은 오메가-3-지방산이 풍부한 해바라기 종자의 결실률을 높이기 위하여 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신(NAA) 혼합액제를 제조한 후 이를 희석하여 해바라기 종자에 처리하였을 때 최종적으로 해바라기종자의 종실 수량과 기름함량 및 생장을 높일 수 있는 해바라기의 성장 및 생산성 촉진용 조성물 및 그의 살포방법에 관한 것이다.

해바라기(Helianthus annus L.) 씨는 식물성 유지로 이용되고 있는 천연자원(Jo 등 2002)으로, 라이신, 메티오닌, 트립토판 등 아미노산을 비교적 많이 함유하여 영양적으로 우수한 단백질 자원이며, 칼륨, 칼슘, 철분 등의 무기질과 비타민 B 복합체가 풍부하다고 알려져 있다. 해바라기 씨에는 비타민 A(vitamin A), 니아신(niacin )등의 비타민과, 칼슘(Ca), 칼륨(K), 철(Fe) 등의 무기질 함량이 다른 종실의 씨보다 높은 것으로 나타나 해바라기씨는 영양적 측면에서 매우 우수한 것으로 알려져 있다.

본 발명은 상기의 해바라기의 성장 촉진은 물론 해바라기 종자의 결실률을 높여 기름 함량이 높아지고 우량한 종자를 생산할 수 있는 해바라기의 성장 및 생산성 촉진용 조성물 및 그의 살포방법에 관한 것이다.

황산마그네슘은 토양 중 사토에는 약 0.05%, 점토에는 0.5%가 함유되어 있고, 보통 토양에서는 탄산마그네슘(MgCo)이나 백운석의 형태로 존재하며, 건조 내지 반건조 지역에서는 황산마그네슘(MgSO)의 형태로 존재한다. 황산마그네슘은 칼슘과 마찬가지로 토양 중에서 쉽게 용탈되고 토양에서의 마그네슘 수준은 토양형에 좌우된다. 포도졸(podosol)과 라테라이트(laterite) 토양처럼 용탈과 풍화작용이 심한 토양에서는 마그네슘 함량이 낮은 특징을 가지고 있으며, 마그네슘의 흡수율은 칼슘에 비하여 낮으며, 칼륨이온(K+), 암모늄 이온(NH4+), 수소이온(H+)과 같은 양이온에 의하여 흡수에 영향을 받기 때문에 토양 내 칼슘의 농도가 낮으면 마그네슘의 흡수가 촉진되고 칼슘의 농도가 높으면 마그네슘의 흡수가 저해되는 경향이 있다. 그리고 황산마그네슘은 칼슘과는 달리 노엽에서 어린잎으로 또는 아래에서 정상부위까지 결핍부의에 따라 전류가 된다.

식물체 내에서 마그네슘은 식물의 엽록소분자의 구성 원소로서 약 15 - 20%를 차지하며 엽록소의 한 가운데 위치하고 있다. 식물조직에서 마그네슘은 70%이상이 확산성을 가지는 무기이온으로서 말산염(malate) 및 시트르산citric acid)과 결합되어 있고, 비확산성 음이온으로서는옥살산(oxalic acid) 및 펙틴산(pectin acid)과 결합되어 있다. 생리적 기능은 광합성 작용과 인산화 과정을 활성화함에 있어서 모든 효소에 보조인자로 작용한다. 또 에너지 전이물질 및 피로인산(pyrophosphoric acid) 구조의 가교형성 등에 관여하는 기능을 가진다. 아울러 탄산가스 고정효소를 활성화시켜 탄산가스 고정량을 증가시키고 단백질 합성에도 관여하며 그 외도 광합성 작용, 해당작용, 구연산회로, 호흡작용 관련 효소 등을 활성화시킨다.

마그네슘의 결핍증상은 식물의 종류에 따라 차이가 있다. 식물체에서는 가동성이 좋으므로 증상은 늙은 잎에서 시작하여 어린잎으로 확대되어 잎맥과 잎맥사이에 황변 또는 황백화되고 심하면 괴사되는 것이 특징이다. 이러한 증상은 포도, 콩, 강낭콩, 고구마, 토마토 등을 포함하여 많은 쌍자엽 식물에서 나타난다. 또 마그네슘이 결핍된 잎이 수분함량이 저해 받는 곳에서 강한 일광을 받게 되면 위조현상현상(wilting phenomena)이 나타나서 성숙 전에 떨어진다. 결핍 증상을 나타내는 한계치는 작물의 종류에 차이가 있지만 대체로 건물(dry matter) 중 1g당 2mg 이고 ,토마토의 경우 3 mg이하이다. 곡류의 경우에는 잎의 기부에 녹색 반점이 먼저 나타나는 것이 특징이다. 대책으로서 채소류에서 마그네슘 결핍 증상이 일어나는 원인에 따라서 토양 중 마그네슘이 부족해서 생기는 곳에서는 토양 중 마그네슘함량이 건토 100g당 치환성 양이온 MgO가 0.10mg 이하 일때는 탄산 고토석회 등의 마그네슘 함유율이 높은 비료를 10ha 당 80 - 100Kg 시용한다. 또 토양 중에 마그네슘이 존재해도 결핍증이 나타날 때는 증상이 더 심하기 전에 마그네슘을 1 - 2%로 희석하여 1주간에 3 - 5회 정도 엽면살포한다.

염화콜린은 뇌세포의 구성성분(30%)인 비타민 B 복합체로써 뇌 기능을 활성화시켜 기억력과 집중력 향상, 알츠하이머병 예방 및 치료제로 이용(1998, 미국 FDA)되고 있는 물질로서 수용성 비타민이며 포스파티딜콜린, 아세틸콜린으로 결합되어 있으며 동식물 조직(뇌, 신경, 달걀노른자, 종자)에 존재하는 것으로 알려져 있다.

염화콜린은 축산사료첨가물로 활용되며 곡류 및 채소의 수량이 15~20%정도 증가되는 것으로 알려져 있다. 염화콜린 효과는 모시풀의 경우 20ppm처리에서 섬유소를 증가시키며 (Field crops research, 2001), 오이, 녹두, 토마토의 경우 저온에서 유근생장을 촉진시킨다. 아울러 면화와 벼의 경우 저온에서 발아율을 높이고, 복숭아는 엽록소, 당도, 색도를 증가시키고, 고구마의 경우 조기 재배시 괴근 수량을 높이는 것으로 알려져 있다.

옥신(Auxin)은 식물의 뿌리를 빨리 내리게 하거나 깊게 내리게하는 식물생장 조정제로 식물의 성장을 촉진하며 생장력이 강한 줄기와 뿌리 끝에서 생겨나는 호르몬으로, 길이 생장과 세포 분열, 발근을 돕고 곁눈 생장을 막는다. 또한 낙엽, 낙과를 방해하는 등의 다양한 생리 작용을 수행한다. 옥신 농도는 뿌리와 줄기 생장에 영향을 미친다. 예컨대 낮은 농도의 옥신은 줄기 생장에 도움을 주지 않지만, 뿌리 생장에는 도움을 준다. 한편 높은 농도의 옥신은 줄기 생장을 돕고 뿌리 생장은 방해하기도 한다. 옥신의 종류로는 대표적인 천연의 옥신은 인돌아세트산(IAA)이며, 그 외에도 2,4-디클로로페녹시아세트산, 나프탈렌-1-아세트산(NAA) 등이 있으며, 그 중 나프탈렌-1-아세트산(NAA)는 인돌아세트산과는 기본 골격구조는 다르지만 옥신의 활성을 갖고 있는 합성화합물로 '합성옥신'이라고 부른다. 본 발명에서는 인공합성옥신인 NAA를 사용한다.

본 발명자는 아마의 종자 수량 및 기름 함량 증대를 위한 황산마그네슘(magnesium sulfate) 및 염화콜린(choline choloride)의 혼합 농도 및 처리 방법에 관하여 국내특허 제10-1286215호를 개발한 바 있다.

그러나 상기의 선행기술은 환경 스트레스에 대한 작물의 저항력을 높여 줌으로써, 아마 종자의 결실률을 촉진시켜 아마 종자의 수량과 함께 기름함량을 증진시키는 효과는 있었으나, 아마의 생장 촉진에는 큰 영향을 미치지 못하는 단점이 있었다.

본 발명자는 종래의 선행기술에 다양한 실험을 실시하여 예의 연구한 결과 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신의 적정의 비율로 혼합한 혼합액제가 해바라기의 성장촉진은 물론 종자의 결실률을 높여 기름 함량이 높아지고 우량한 종자를 생산한다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 식물의 엽록소 합성에 관여하는 마그네슘의 수용성 결합 형태인 황산마그네슘, 환경 스트레스에 대한 작물의 저항력을 높여 주는 염화콜린과 식물의 세포신장에 영향을 주는 옥신(NAA)을 최적농도로 조합하여 해바라기의 식물체에 엽면살포하였을 때 해바라기 종자의 결실률을 높여 기름 함량이 높아지고 우량한 종자를 생산할 수 있는 방법을 제공하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신을 혼합·제조하여 원액을 만든 다음 25ppm농도로 희석하여 해바라기 종자를 파종 후 50일경에 해바라기 식물체에 충분히 엽면 살포함으로써 해바라기의 결실과 등숙률을 증대시켜 해바라기 종자의 수량과 함께 기름함량을 높일 수 있다.

이를 구체적으로 설명하면, 황산마그네슘 100중량부에 대하여 염화콜린 100 내지 180중량부, 옥신 3 내지 10중량부를 혼합한 원액을 제조한 후 이를 증류수 1리터에 희석시킨 해바라기의 성장 및 생산성 촉진용 조성물을 제조하였다.

본 발명은 황산마그네슘 100중량부에 대하여 염화콜린 100 내지 180중량부, 옥신 3 내지 10중량부를 혼합한 원액이 25ppm 되도록 증류수 1리터에 희석시킨 희석액을 파종 후 50일이 경과한 해바라기 식물체에 골고루 분무 살포할 경우, 해바라기의 성장촉진은 물론 종자 생산량 증대와 해바라기의 기름함량을 높이는 효과가 있다.

제1도는 해바라기 종자의 결실률 및 기름함량을 증대를 위한 혼합약제 제조 및 살포방법.

본 발명에서는 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신을 혼합하여 원액을 제조한 후 25ppm농도로 희석하여 해바라기종자를 파종 후 50여일 경과한 해바라기 식물체에 충분히 엽면살포하면 해바라기의 결실과 등숙률을 증대시켜 해바라기 종자의 수량과 함께 기름함량을 높일 수 있는 실용적인 기술이다.

도 1은 본 발명에 대해 해바라기 식물체에 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신 혼합액을 희석 후 처리하여 해바라기의 종자생산량과 함께 해바라기 종자의 기름함량을 높이는 재배기술을 나타낸 순서도이다. 상기 도 1을 참고로 하여 본 발명의 해바라기 종자의 생산량과 기름함량 증대 방법을 좀 더 상세하게 살펴보면, 정선된 해바라기 종자를 밭 300평당 400g을 주간 30cm 간격으로 줄뿌림을 실시하고 이때 종자의 토양 내 파종 깊이는 1cm로 한다. 파종 후 40~45일경 토양에 충분히 물을 댄 다음 파종 후 50일경에 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신 혼합액을 25ppm으로 희석하여 10m²당 1리터를 해바라기 식물체 전체에 골고루 분무 살포한다. 이러한 일련의 재배방법을 실시하면 해바라기 종자의 생산량과 기름함량을 높일 수 있게 된다.

상기한 해바라기의 종자 결실률 촉진제, 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신의 혼합제는 25ppm의 농도를 갖도록 하여 사용하는 것이 바람직하다. 25ppm 미만으로 처리할 경우 해바라기의 성장 촉진이나 결실과 등숙률에 효과가 없으며, 25ppm이상에서 처리할 경우 결실률이 다소 낮아지고 상대적으로 제조비용이 높아지는 단점이 있기 때문이다.

또한, 엽면 살포시 살포량은 10㎡당 1,000㎖를 살포하는 것이 바람직하다. 해바라기의 종자 생산량을 늘리기 위하여 황산마그네슘과 염화콜린 옥신 혼합액을 희석하여 해바라기 식물체에 살포할 경우 반드시 선행되어야 할 재배기술은 토양 내 수분이 충분해야 한다. 토양 내 수분이 충분하지 않을 경우 황산마그네슘과 염화콜린의 상승효과를 얻기 어렵기 때문이다.

< 실시예 >

상기에서 설명한 순서대로, 해바라기를 재배하였을 때 표 1은 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신 혼합액과 황산마그네슘과 염화콜린 혼합액을 농도별로 희석하여 해바라기 식물체에 처리하였을 때, 초장, 결실률, 등숙률 및 종자 수량을 나타낸 것으로 결실률은 처리 농도간 뚜렷하게 유의적으로 통계적인 유의성을 보였는데, 무처리구에 비하여 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신의 농도가 높아질수록 전반적으로 높아지는 경향이었으며 특히 25pm에서 97%로 가장 높은 것으로 나타났다. 그러나 염화콜린과 황산마그네슘의 혼합액 효과는 농도와는 무관하게 통계적인 유의성이 없었다. 또한 등숙률도 처리농도가 증가할수록 향상되었는데 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신의 혼합액을 25ppm 처리에서 93%로 매우 높게 나타났다. 해바라기의 종자 수량은 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신의 혼합액 25ppm 처리에서 138kg으로 무처리에 비하여 30kg정도 더 많이 증가하였다.

DMRT(Duncan's multiple range test ; 5%)

표 2는 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신 혼합제를 농도별로 희석하여 해바라기 식물체에 처리하였을 때, 기름 함량은 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신의 혼합액 농도가 증가할수록 기름함량이 증가하였는데, 특히 25ppm 농도에서 498g으로 가장 높게 나타났다. 해바라기 기름조성에 따른 불포화 비율은 무처리에 비하여 7.81에서 9.52범위를 보였는데, 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신의 처리농도가 증가할수록 급격히 증가되었으며 특히 25ppm에서 9.52로서 가장 높게 나타났다.

DMRT(5%)

표 3은 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신 혼합액을 농도별로 희석하여 해바라기 식물체에 처리하였을 때, 해바라기 종자의 기름 조성에 대한 비율을 나타낸 것으로 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신 혼합제 처리는 전반적으로 포화지방산인 팔미트산은 일정한 경향이 없었고 스테아릭산의 비율은 낮게 하는 결과를 보였으며, 불포화지방산인 올레익산, 리놀레산, 리놀렌산은 증가되는 결과를 보이는 것으로 나타났다. 특히 해바라기의 주요 불포화지방산인 올레익산은 황산마그네슘과 염화콜린 및 옥신의 처리농도가 증가할수록 높아지는 결과를 보였는데 25ppm에서 가장 높은 함량을 보이는 것으로 나타났다.

Claims

염화콜린과 황산마그네슘, 옥신 혼합액을 유효성분으로 하는 해바라기 성장 촉진제.
제1항에 있어서,
황산마그네슘 100중량부에 대하여 염화콜린 100 내지 180중량부, 옥신 3 내지 10중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 해바라기 성장 촉진제.
제1항 또는 제2항 중 어느 한항에 있어서,
상기의 혼합액의 농도가 25ppm이 되도록 증류수에 희석시키는 것을 특징으로 하는 해바라기 성장 촉진제.
해바라기 파종 후 40~50일경 상기의 황산마그네슘, 염화콜린, 옥신 혼합액을 25ppm으로 희석하여 10m²당 1리터를 해바라기 식물체 전체에 골고루 분무 살포하는 것을 특징으로 하는 해바라기 성장촉진제의 살포방법.