KR102343414B1

KR102343414B1 - Naa 및 질산칼륨을 유효성분으로 함유하는 고구마의 발근 촉진용 조성물 및 이의 용도

Info

Publication number: KR102343414B1
Application number: KR1020190164316A
Authority: KR
Inventors: 김선형; 서상규
Original assignee: 서울시립대학교 산학협력단
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-12-27
Also published as: KR20200072427A

Abstract

본 발명은 NAA(1-Naphthaleneacetic acid) 및 질산칼륨(KNO₃)을 유효성분으로 포함하는 고구마의 발근 촉진용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 고구마 모종의 빠른 뿌리발달을 촉진할 수 있으므로, 고구마 모종(종순)의 생산성을 높일 수 있고, 비용절감의 효과도 기대할 수 있다.

Description

NAA 및 질산칼륨을 유효성분으로 함유하는 고구마의 발근 촉진용 조성물 및 이의 용도{Composition for promoting sweet potato rooting containing NAA and potassium nitrate as effective component and uses thereof}

본 발명은 NAA 및 질산칼륨을 유효성분으로 함유하는 고구마의 발근 촉진용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.

일반적으로 고구마는 묘의 증식 및 본밭에서의 정식 모두 지상부를 채묘하여 삽식하는 방식을 채용하고 있기 때문에, 삽식 후 초기 뿌리의 발달은 고구마 묘의 생존은 물론 묘 생육에 큰 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 또한 최근 농가에서는 고구마 바이러스 무병주의 이용이 크게 증가하고 있으며, 상기 바이러스 무병주의 경우는 겨울철 삽목법으로 대량 증식시키는데, 이때 야간 기온 저하로 인하여 발근 및 활착이 저하되어 고구마 모종의 생산이 지연되는 일이 발생하고 있다. 따라서, 발근 및 활착을 증진시키기 위해 야간의 온도를 높이는 방법이 있으나, 온도를 높임에 따라 유류비가 추가적으로 발생하여, 농가에 큰 부담이 되기 때문에 고구마 모종의 빠른 뿌리발달 및 활착은 고구마 모종(종순) 생산에 있어서 생산성을 높이는 것 뿐만 아니라 비용절감에도 중요한 영향을 미친다.

식물의 뿌리발달과 관련해서 옥신(auxin)이 주도적인 역할을 한다는 것은 많은 연구결과에서 보여줬으며, 옥신은 주근(primary root)뿐만이 아닌 측근(lateral root) 및 뿌리털(root hair)의 발달에도 큰 영향을 미치는 것으로 보고되었다 (Benfey et al., 2010 Plant J. 61:992-1000; Casimiro et al., 2003 Trends Plant Sci. 8:165-171). 옥신을 이용한 식물 발근제는 루톤(Rooton)과 같이 상용화되어 다양한 식물에 이용되어 왔다. 한편 옥신류에서도 발근에 미치는 영향은 물질에 따라 큰 차이를 보이는 것으로 나타나(Metaxas et al., 2004 Plant Growth Regulation 44:257-266), 본 발명자들은 다양한 옥신류를 이용하여 고구마 모종의 발근에 적합한 옥신의 종류 및 농도를 구명하고자 하였다.

한편, 한국등록특허 제1922441호에는 NAA(1-Naphthaleneacetic acid), IBA(indole-3-butyric acid)를 포함하는 '원황배 발근용 배지'가 개시되어 있고, 한국공개특허 제2004-0027907호에는 '락톤 유도체 및 이를 유효성분으로 하는 식물성장 조정제 및 발근유도제'가 개시되어 있으나, 본 발명의 NAA 및 질산칼륨을 유효성분으로 함유하는 고구마의 발근 촉진용 조성물 및 이의 용도에 대해서는 기재된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자는 고구마의 뿌리발달을 촉진시키기 위해 4종의 옥신류(NAA, K-NAA, IBA 및 K-IBA)를 다양한 농도로 고구마 모종에 처리하고 뿌리발달을 확인한 결과, 5 ㎎/ℓ의 NAA 처리 조건에서 고구마 모종의 뿌리발달이 가장 우수함을 확인하였고, 상기 농도의 NAA에 질산칼륨 1.8 g/ℓ을 혼합하여 처리한 결과, NAA 단독 처리구에 비해 NAA 및 질산칼륨의 혼합처리구에서 고구마 모종의 뿌리발달이 약 30% 증진되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 NAA(1-Naphthaleneacetic acid) 및 질산칼륨(KNO₃)을 유효성분으로 포함하는 고구마의 발근 촉진용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 발근 촉진용 조성물을 고구마 모종에 처리하는 단계를 포함하는 고구마의 발근 촉진 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 발근 촉진용 조성물을 고구마 모종에 처리한 후 육묘시키는 단계를 포함하는 뿌리발달이 증진된 고구마 종순의 생산 방법 및 방법에 의해 생산된 뿌리발달이 증진된 고구마 종순을 제공한다.

본 발명에 따른 고구마 발근 촉진용 조성물을 사용하면, 고구마 모종의 빠른 뿌리발달을 촉진할 수 있으므로, 고구마 모종(종순)의 생육기간이 단축되고 생산성을 높일 수 있으며 비용절감의 효과도 기대할 수 있으므로, 고구마 재배 농가의 소득 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

도 1은 옥신의 종류 및 처리농도에 따른 고구마 모종의 뿌리발달 분석 결과로, A는 NAA(1-naphthaleneacetic acid), B는 K-NAA(1-naphthaleneacetic acid, potassium salt), C는 IBA(indole-3-butyric acid), D는 K-IBA(indole-3-butyric acid, potassium salt)를 처리한 군이고, 농도별 뿌리 수의 경시적 변화를 관찰하였다. 각각의 데이터는 평균±표준편차를 뜻한다.
도 2는 NAA 단독처리와 NAA 및 KNO₃ 혼합처리에서 고구마 모종의 뿌리발달을 분석한 것으로, A는 처리 2일 후 대조구(NT) 및 NAA 1.0, 2.5, 5.0 또는 10.0 ㎎/ℓ 단독 처리구와 NAA 1.0, 2.5, 5.0, 10.0 ㎎/ℓ + KNO₃ 1.8 g/ℓ 혼합처리구의 뿌리 발달을 나타내는 사진이다. B는 처리 4일 후 각 처리구의 뿌리 수를 조사한 것으로 각각의 데이터는 평균±표준 편차를 뜻한다.
도 3은 고구마 전용 발근제로 선발된 KN-NA5 (NAA 5 ㎎/ℓ 및 KNO₃ 1.8 g/ℓ의 혼합) 처리구가 상용화된 발근제 제품인 루톤(Rooton)보다 고구마의 뿌리발달에 효과적이라는 것을 보여준다. 각각의 데이터는 평균±표준편차를 뜻한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 NAA(1-Naphthaleneacetic acid) 및 질산칼륨(KNO₃)을 유효성분으로 포함하는 고구마의 발근 촉진용 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 고구마의 발근 촉진용 조성물에 있어서, 상기 NAA 및 질산칼륨은 각각 3~7 ㎎/ℓ 및 1.5~2.5 g/ℓ의 농도로 포함되는 것일 수 있고, 바람직하게는 NAA 및 질산칼륨이 각각 4~6 ㎎/ℓ 및 1.6~2.0 g/ℓ의 농도로 포함되는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 NAA 및 질산칼륨이 각각 5 ㎎/ℓ 및 1.8 g/ℓ의 농도로 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 고구마 발근 촉진용 조성물은 NAA 단독 처리에 비해 NAA와 질산칼륨의 혼합 처리 조건에서 뿌리 발달이 30% 정도 우수한 효과를 보이는 것이 특징이다.

NAA는 천연적으로 존재하는 옥신 호르몬인 IAA(Indole-3-acetic acid)와 같은 생리적 작용을 하는 합성옥신으로, 식물 생장조절제로 사용된다. 옥신은 식물생장에 주요하게 작용하는 식물 호르몬으로, 뿌리 생장을 촉진시킬 수 있는 농도는 줄기를 생장시키는 농도의 10만분의 1수준으로 적으며, 이보다 농도가 높으면 오히려 뿌리의 생장이 억제되는 것으로 보고되었다. 이처럼 옥신은 작물에 따라, 또는 농도에 따라 그 기능이 반대가 될 수 있기 때문에, 사용 목적에 부합하는 적합한 처리 농도를 찾는 것이 중요하다.

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 발근 촉진은 바람직하게는 고구마 모종의 뿌리 수 증가일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 또한, 본 발명의 발근 촉진용 조성물을 고구마 모종에 처리하는 단계를 포함하는 고구마의 발근 촉진 방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 고구마의 발근 촉진 방법에 있어서, 상기 처리는 고구마 모종을 3~7 ㎎/ℓ의 NAA 및 1.5~2.5 g/ℓ의 질산칼륨을 포함하는 발근 촉진용 조성물에 3~7분 동안 침지하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 발근 촉진용 조성물을 처리한 후 3~4일간 육묘된 고구마 모종은 발근 촉진용 조성물 무처리 고구마 모종에 비해 뿌리 수가 30% 증가되는 것이 특징이다.

본 발명은 또한, 본 발명의 발근 촉진용 조성물을 고구마 모종에 처리한 후 육묘시키는 단계를 포함하는 뿌리발달이 증진된 고구마 종순의 생산 방법 및 방법에 의해 생산된 뿌리발달이 증진된 고구마 종순을 제공한다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 생산 방법에 있어서, 상기 발근 촉진용 조성물은 3~7 ㎎/ℓ의 NAA 및 1.5~2.5 g/ℓ의 질산칼륨을 포함하는 것으로, 상기 발근 촉진용 조성물을 처리하고 육묘시킨 고구마 모종은 뿌리발달이 현저히 증가되어 종순의 생육기간이 단축되고 생산성이 증대되는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 옥신의 종류 및 처리농도가 고구마 모종의 뿌리발달에 미치는 영향 분석

고구마 모종은 농가에서 정식을 위하여 채취한 약 10마디 25~30cm 정도 크기의 모종을 실험에 이용하였다. 실험에 이용한 옥신은 NAA(naphthaleneacetic acid), K-NAA(naphthaleneacetic acid, potassium salt), IBA(indole-3-butyric acid), K-IBA(indole-3-butyric acid, potassium salt)이고, 상기 물질들을 각각 0, 0.5, 1.0, 2.5, 5.0 및 10.0 ㎎/ℓ가 되도록 조제하여 채취한 모종의 절제부 끝 1마디 정도가 잠기도록 하여 약 5분간 침지처리한 후 원예용 상토에 삽목하였다. 약제처리를 한 각각의 고구마 모종은 처리 후 다음 날부터 매일 임의로 5주의 모종을 채취하여 발생한 뿌리의 수를 조사하여 경시적인 변화를 관찰하였으며, 기 조사한 모종은 폐기하여 다시 실험에 재사용하지 않았다.

2. NAA 단독처리 및 NAA와 질산칼륨(KNO ₃ ) 혼합처리가 고구마 모종의 뿌리발달에 미치는 영향 분석

고구마 모종은 농가에서 정식을 위하여 채취한 약 10마디 25~30cm 정도 크기의 모종을 실험에 이용하였으며, NAA 단독 또는 NAA + KNO₃ 혼합수용액에 5분간 침지하여 상토에 삽목하였다. NAA는 각각 0, 1.0, 2.5, 5.0 및 10.0 ㎎/ℓ가 되도록 조제하였으며, KNO₃는 1.8 g/ℓ가 되도록 조제하여 실험에 이용하였다. 뿌리발달에 미치는 영향분석은 약제처리 후 원예용 상토에 삽목하여 4일 후 각각의 고구마 모종을 채취하여 뿌리의 수를 조사하여 비교분석하였다.

3. NAA 5 ㎎/ℓ와 KNO ₃ 1.8 g/ℓ 혼합처리구(KN-NA5)가 고구마 뿌리발달에 미치는 영향 분석

고구마 모종은 농가에서 정식을 위하여 채취한 약 10마디 25~30cm 정도 크기의 모종을 실험에 이용하였으며, 선행 실험을 통해 고구마 뿌리발달에 가장 효과적이었던 KNO₃ 1.8 g/ℓ + NAA 5 ㎎/ℓ 혼합(KN-NA5)과 NAA 5 ㎎/ℓ 단독 처리, 상용화된 발근제인 루톤(Rooton, 성분명: Naphthylacetamide)을 각각 처리한 후, 뿌리의 수를 경시적으로 관찰하여 비교 분석하였다. KN-NA5와 NAA 5 ㎎/ℓ의 처리는 고구마 모종의 절제부 1마디를 약 5분간 침지 처리하였고, 루톤은 분의처리(coating processing)하였다.

실시예 1. 옥신의 종류 및 처리농도가 고구마 모종의 뿌리발달에 미치는 영향 분석

옥신의 종류 및 처리농도가 고구마의 뿌리발달에 미치는 영향분석을 도 1에 개시하였다. NAA 처리의 경우 3일째부터 2.5 및 5.0 ㎎/ℓ의 농도에서 뿌리 수의 증가가 관찰되었으며, 5.0 ㎎/ℓ의 농도에서 가장 뿌리발달이 좋았다(도 1A). 그러나, 10.0 ㎎/ℓ의 NAA 처리 조건에서는 5.0 ㎎/ℓ의 NAA 처리 조건보다 뿌리발달이 좋지 않은 것으로 확인되었다. 한편 K-NAA 처리의 경우 처리 2일째에는 0.5 ㎎/ℓ의 농도에서, 처리 3일째에서는 2.5 또는 5.0 ㎎/ℓ의 농도에서 다소 뿌리발달이 양호한 경향을 보였으나, 전반적으로 처리간에 큰 차이를 보이지는 않았다(도 1B). IAA 처리는 5.0 ㎎/ℓ의 농도에서 가장 높은 뿌리발달을 보였으며(도 1C), K-IBA 처리구에서는 3일째 까지는 10 ㎎/ℓ, 4일째에는 2.5 ㎎/ℓ의 농도에서 뿌리발달이 좋은 것으로 나타났다(도 1D).

합성옥신의 종류에 따른 고구마 모종의 뿌리발달 차이를 보면 전반적으로 NAA의 처리구에서 뿌리 발달이 가장 좋은 것으로 나타났으며, 다음으로 K-IBA에서 다소 높은 경향을 보였으나, IAA 처리구나 K-NAA 처리구와 큰 차이를 보이지는 않았다.

실시예 2. NAA 단독처리 및 NAA와 KNO ₃ 혼합처리가 고구마 모종의 뿌리발달에 미치는 영향 분석

본 발명에서 고구마의 뿌리발달에는 NAA가 가장 효과적인 것으로 나타났으며(도 1), 이와 같은 결과는 딸기나무를 대상으로 한 삽목 실험에서 K-IBA, IBA, IAA, NAA순으로 뿌리발달이 좋았던 Metaxas 등(2004 Plant Growth Regulation 44: 257-266)의 결과와는 차이를 보였다. 한편 상기 실시예 1에서 고구마 모종의 뿌리발달에 가장 효과적이었던 NAA에 KNO₃를 첨가하여 뿌리발달에 대한 비교 실험을 수행하였다.

그 결과 NAA 단독처리보다는 KNO₃를 혼합하여 처리한 조건에서 더 많은 뿌리가 관찰되었으며(도 2A), 처리 4일 후, 뿌리의 수를 조사한 결과, NAA 5 ㎎/ℓ와 KNO₃ 1.8 g/ℓ 혼용처리구에서 NAA 단독처리구에 비해 약 30% 정도 높은 뿌리발달을 보였다(도 2B). 이에 따라 NAA 5 ㎎/ℓ와 KNO₃ 1.8 g/ℓ 혼합처리구(이하, KN-NA5)를 고구마 모종의 발근제로 선발하였다.

실시예 3. KN-NA5가 고구마 뿌리발달에 미치는 영향 분석

1, 2차 실험에서 고구마 모종의 뿌리발달에 가장 효과적이었던 KN-NA5와 기존 원예작물에서 발근제로 상용화되어 있는 루톤을 비교실험하였다. 비교구로서 옥신을 전혀 첨가하지 않은 대조구(NT)와 NAA 5.0 ㎎/ℓ 단독처리구를 포함하여 비교 분석하였다.

그 결과, 도 3에 개시된 것과 같이 KN-NA5 처리구에서 처리 3일째부터 가장 뿌리발달이 좋은 것으로 나타났으며, 4일째에는 NAA 5.0 ㎎/ℓ 단독처리구에 비해 약 30%, 루톤 처리구에 비해 약 20% 정도 높은 뿌리 수를 보여, 고구마의 뿌리발달에 있어서는 KN-NA5가 매우 뛰어난 발근제인 것을 확인할 수 있었다.

Claims

5 ㎎/ℓ의 NAA(1-Naphthaleneacetic acid) 및 1.8 g/ℓ의 질산칼륨(KNO₃)으로 이루어진, 10마디 25~30 cm 크기의 고구마 모종의 발근 촉진을 위한 침지용 조성물.
삭제
제1항의 발근 촉진을 위한 침지용 조성물에 10마디 25~30 cm 크기의 고구마 모종을 3~7분 동안 침지하는 단계를 포함하는 고구마 모종의 발근 촉진 방법.
삭제
제1항의 발근 촉진을 위한 침지용 조성물에 10마디 25~30 cm 크기의 고구마 모종을 3~7분 동안 침지한 후 육묘시키는 단계를 포함하는 뿌리발달이 증진된 고구마 종순의 생산 방법.
제5항의 방법에 의해 생산된 뿌리발달이 증진된 고구마 종순.