KR102582247B1 - 식물공장육묘시스템 수박 접수 및 대목의 재배방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물공장육묘시스템 수박 접수 및 대목의 재배방법에 관한 것으로, 균일화된 수박 접수 및 대목을 제공할 수 있고, 이러한 수박 접수 및 대목은 접목 로봇과 같은 자동 접목 장치에 활용하여 접목 생산 효율을 높일 수 있을뿐더러, 연중 안정적인 접수, 대목의 규격묘 생산을 위해 재배 환경이 연중 안정적으로 유지가 가능한 식물 공장에서의 접수, 대목 재배방법을 제공할 수 있다.

Description

식물공장육묘시스템 수박 접수 및 대목의 재배방법 {Method for culturing watermelon scion and rootstock in plant factory using artificial lights}

본 발명은 식물공장육묘시스템 수박 접수 및 대목의 재배방법에 관한 것이다.

식물의 눈(芽) 또는 눈이 붙은 줄기(접수, scion)를 뿌리가 있는 줄기 또는 뿌리(대목, rootstock)에 접착시켜 접붙이 묘를 생산하는 방법을 접목(接木, grafting)이라 하며, 이러한 접목 과정을 거쳐 생산된 묘를 접목묘(grafted seedling)라 한다.

접목된 대목과 접수는 연결부위의 형성층에서 형성된 유상조직에 의하여 서로 밀착하고 유관속이 연결되어 완전한 식물체로 생장하게 된다.

삽목(cutting)은 식물 영양기관의 일부를 모체로부터 분리시켜 흙 또는 모래에 꽂아 발근, 발아시켜 독립의 식물체로 하는 영양번식법으로, 근삽(根揷), 지삽(枝揷), 엽삽(葉揷) 등의 종류가 있다.

최근 동일 경지에서의 작부회수의 증가에 따라 염류집적 및 토양병해 발생 등 연작장해가 심각한 문제로 대두되고 있다. 고추, 토마토, 오이 등 과채류 재배시에도 작부회수의 증가 및 장기 재배에 따른 연작장해로서 역병, 풋마름병 등 토양병해의 발생이 증가하고 있어, 병 방제를 위해 많은 노력과 비용이 소요되고 있다.

접목 재배법은 접수와 대목을 접목시키는 재배법으로써, 오이와 수박 등의 박과 채소와, 고추, 토마토 등의 가지과 채소를 포함하는 과채류의 재배법으로 활용될 수 있다.

실제로 수박·오이·토마토 등의 과채류의 경우, 공정육묘장에서 생산한 접목묘의 모종 사용 비율이 약 70 내지 90%에 달하며, 그 중 상당 부분이 접목 재배법으로 생산되고 있다.

이러한, 접목 재배법은 대목과 접수의 접목 정도에 따라 접목묘의 활착 및 순화에 큰 영향을 미친다. 다시 말해서, 대목과 접수의 정밀한 접목이 작물의 생산력 향상을 크게 좌우할 수 있다. 이에 따라, 접목 재배는 작업 전반이 수작업으로 진행되며, 숙련된 기술 인력이 요구된다. 그러나 지속적인 농촌 인구의 감소 및 노령화의 사회상에 의해 대중화에 어려움을 겪고 있다.

이에 대한민국 특허 등록 10-0976555 (출원번호 10-2008-0025571, 출원인 대한민국 농촌진흥청)에서는 육묘현장에서의 노동력 감소 및 접목묘의 안정적인 수급을 위한 접목 로봇을 개시하고 대한민국 공개특허 10-2018-007761 (출원번호 10-2016-0089040, 출원인 대한민국 (농촌진흥청장))에서는 접목 로봇 및 그 동작 방법에 관한 것을 개시한다. 이러한 접목 로봇들을 통해 접목 재배의 자동화 및 이를 통한 고효율, 고신뢰성의 접목재배가 가능하게 되었다.

그러나, 이러한 접목 로봇에 활용되는 접수 및 대목은 다양한 형태 및 크기를 가지고 있고, 이러한 균일성이 높지 않은 특성으로 인해 접목 로봇의 활용에는 한계가 있어왔다. 더욱이 기후변화로 인한 여름철의 고온 환경, 겨울철의 일조부족으로 인한 규격묘의 생산에 어려움이 증가하고 있어 연중 안정적인 규격묘 생산이 어려운 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 발명자들은 연중 안정적인 접수, 대목의 규격묘 생산을 위해 재배 환경이 연중 안정적으로 유지가 가능한 식물 공장에서의 접수, 대목 재배방법을 연구하게 되었고, 지속적인 연구를 통해 균일화된 접수 및 대목의 재배방법을 연구하게 되었고, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 하나의 목적은 (a) 수박 접수 종자를 발아시키는 단계 및 (b) 상기 발아된 수박 접수 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 단계를 포함하는 수박 접수의 재배방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 (a) 수박 대목 종자를 발아시키는 단계 및 (b) 상기 발아된 수박대목 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 단계를 포함하는 수박 대목의 재배방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상은 (a) 수박 접수 종자를 발아시키는 단계 및 (b) 상기 발아된 수박접수 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 단계를 포함하는 수박 접수의 재배방법을 제공한다.

본 발명에서 사용되는 용어 “수박” 은 쌍떡잎식물 박목 박과의 한해살이풀로서, Citrullus vulgaris의 학명을 갖는 것이다. 수박은 과형이 구형인 태극(조생종), 샛별(반촉성 중생종), 백두산(대과형 노지재배 중생종), 환호성(대과형 반촉성 중생종)과 타원형인 소형종에 복수박(반촉성 중생종)과 중형종에 기린(중·만생종) 등 다양한 품종이 있고, 토양병해충의 회피 및 생육촉진의 목적으로 동일 또는 다른 종과 접목하여 재배하여 경우가 많다.

상기 (a) 단계는 수박 접수 종자를 발아시키는 단계로서, 상기 수박 접수 종자는 공지의 방법으로 이루어질 수 있고, 예시적으로 플러그 트레이에 수박 접수 종자를 심고 생육 배지 (육묘용 인공상토)로 채우는 방식으로 수박 접수 종자를 심을 수 있으며, 후술되는 수박 대목의 재배방법에 사용되는 대목 종자와는 다른 것 일 수 있다.

상기 (b) 단계는 발아된 상기 수박 접수 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 단계이다. 상기 27 내지 25℃의 온도 조건은 주간 온도 조건, 즉, 광 조사 기간의 온도 조건에 해당한다. 그리고 16 내지 20℃의 온도 조건은 야간 온도 조건, 즉, 어두운 기간의 온도 조건에 해당한다. 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건은 광 조사 기간의 광도 조건으로 자연 재배에서의 주간 조건에 해당한다. 상기 (b) 단계는 구체적으로 상기 발아된 수박 접수 종자는 26 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 18 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 100 내지 200μmol m^-2s^-1의 광도 조건일 수 있고, 더욱 구체적으로는 25/20℃의 주/야간 온도 조건 및 150μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 것일 수 있다. 수박 접수 종자가 상기 온도 조건 범위 및 광도 조건 범위 외의 조건에서 재배될 경우 수박 접수가 과생장 또는 저생장 될 뿐만 아니라, 자동 접목 장치의 생산효율을 높이거나 활용할 수 있을 정도의 균일한 품질의 수박 접수가 재배되지 않는다.

상기 (b) 단계는, 상기 온도 조건 및 광도 조건 외에 주간 온도 조건의 온도 및 광도를 16시간 및 야간 온도 조건의 온도를 8시간 수행하는 일장 조건 및 주간 조건에서는 70%RH, 야간 조건에서는 85%RH인 습도 조건을 더 포함할 수 있다.

상기 수박 접수의 재배방법으로 재배된 수박 접수는 길이가 5.4 내지 10.4cm이고, 줄기 지름이 1.55 내지 1.82mm일 수 있다. 구체적으로, 수박 접수는 길이 7.1cm, 줄기 지름 1.79mm로 균일한 크기일 수 있다 (실시예 1).

전술한 바와 같이 본 발명의 수박 접수의 재배방법은 상기 수박 접수의 길이 및 줄기 지름 범위 내 균일한 품질의 수박 접수를 제공하는 효과가 있는 것이다.

그리고, 상기 수박 접수의 재배방법으로 재배된 수박 접수는 자동 접목 장치를 위한 것일 수 있고, 구체적으로는 자동 접목 로봇을 위한 것일 수 있다. 상기한 재배방법으로 재배된 수박 접수는 전술한 온도 조건 및 광도 조건에서 재배하여 상기 수박 접수의 길이 및 줄기 지름 범위 내 균일한 품질을 가지는 것으로, 자연 재배를 위한 최적의 수박 모종을 제공하기보다 자동 접목 장치의 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있을뿐더러, 연중 안정적인 접수의 규격묘 생산을 위해 재배 환경이 연중 안정적으로 유지가 가능한 식물 공장에서의 접수 재배방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 일 양상은 (a) 수박 대목 종자를 발아시키는 단계 및 (b) 상기 발아된 수박 대목 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 단계를 포함하는 수박 대목의 재배방법을 제공한다.

상기 (a) 단계는 수박 대목 종자를 발아시키는 단계로서, 상기 수박 대목 종자는 공지의 방법으로 이루어질 수 있고, 예시적으로 플러그 트레이에 수박 대목 종자를 심고 생육 배지 (육묘용 인공상토)로 채우는 방식으로 수박 대목 종자를 심을 수 있으며, 전술한 수박 접수의 재배방법에 사용되는 접수 종자와는 다른 것 일 수 있다.

상기 (b) 단계는 상기 발아된 수박 대목 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 단계이다. 상기 27 내지 25℃의 온도 조건은 주간 온도 조건, 즉, 광 조사 기간의 온도 조건에 해당한다. 그리고 16 내지 20℃의 야간 온도 조건은 어두운 기간의 온도 조건에 해당한다. 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건은 광 조사 기간의 광도 조건으로 자연 재배에서의 주간 조건에 해당한다. 상기 (b) 단계는 구체적으로 상기 수박 대목 종자는 26 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 18 내지 20의 야간 온도 조건 및 100 내지 200μmol m^-2s^-1의 광도 조건일 수 있고, 더욱 구체적으로는 25/20℃의 주/야간 온도 조건 및 150μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배하는 것일 수 있다. 수박 대목 종자가 상기 온도 조건 범위 및 광도 조건 범위 외의 조건에서 재배될 경우 수박 대목이 과생장 또는 저생장 될 뿐만 아니라, 자동 접목 장치의 생산효율을 높이거나 활용할 수 있을 정도의 균일한 품질의 수박 대목이 재배되지 않는다.

상기 (b) 단계는, 상기 온도 조건 및 광도 조건 외에 주간 온도 조건의 온도 및 광도를 16시간 및 야간 온도 조건의 온도를 8시간 수행하는 일장 조건 및 주간 조건에서는 70%RH, 야간 조건에서는 85%RH인 습도 조건을 더 포함할 수 있다.

상기 수박 대목의 재배방법으로 재배된 수박 대목은 수박 대목은 길이가 4.1 내지 9.2cm이고, 줄기 지름이 2.01 내지 2.47mm일 수 있다. 구체적으로, 수박 대목은 길이 5.2cm, 줄기 지름 2.40mm로 균일한 크기일 수 있다 (실시예 2).

전술한 바와 같이 본 발명의 수박 대목의 재배방법은 상기 수박 대목의 길이 및 줄기 지름 범위 내 균일한 품질의 수박 대목을 제공하는 효과가 있는 것이다.

그리고, 상기 수박 대목의 재배방법으로 재배된 수박 대목은 자동 접목 장치를 위한 것일 수 있고, 구체적으로는 자동 접목 로봇을 위한 것일 수 있다. 상기한 재배방법으로 재배된 수박 대목은 전술한 온도 조건 및 광도 조건에서 재배하여 상기 수박 대목의 길이 및 줄기 지름 범위 내 균일한 품질을 가지는 것으로, 자연 재배를 위한 최적의 수박 모종을 제공하기보다 자동 접목 장치의 생산효율을 높일 수 있는 효과가 있을뿐더러, 연중 안정적인 대목의 규격묘 생산을 위해 재배 환경이 연중 안정적으로 유지가 가능한 식물 공장에서의 대목 재배방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 수박 접수의 재배방법 및 수박 대목의 재배방법은 균일화된 수박 접수 및 대목을 제공할 수 있고, 이러한 수박 접수 및 대목은 접목 로봇과 같은 자동 접목 장치에 활용하여 접목 생산 효율을 높일 수 있을뿐더러, 연중 안정적인 접수, 대목의 규격묘 생산을 위해 재배 환경이 연중 안정적으로 유지가 가능한 식물 공장에서의 접수, 대목 재배방법을 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1에 따른 다양한 온도 조건 및 광도 조건에서 재배된 수박 접수를 확인한 사진이다.
도 2는 실시예 2에 따른 다양한 온도 조건 및 광도 조건에서 재배된 수박 대목을 확인한 사진이다.

이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예1: 수박 접수의 재배

수박의 접수 종자를 셀 플러그 트레이에 심고 생육배지 (육묘용 인공상토)로 채운다. 이 플러그 트레이를 2 내지 3일 동안 28℃로 유지되는 발아실에 두어 발아하였다.

그리고, 발아된 수박 접수 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건, 주간 온도 조건의 온도 및 광도를 16시간 및 야간 온도 조건의 온도를 8시간 수행하는 일장 조건 및 주간 조건에서는 70%RH, 야간 조건에서는 85%RH인 습도 조건에서 재배하였다.

그 결과 도 1 및 표 1에서 확인되는 바와 같이 길이가 5.4 내지 10.4cm이고, 줄기 지름이 1.55 내지 1.82mm 범위로 균일한 크기로 수박 접수가 재배된 것을 확인하였다. 그리고, 25℃/20℃ (광 조사 기간 (주간)/어두운 기간 (야간))의 온도 조건 및 150μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배된 수박 접수가 길이 7.1cm, 줄기 지름 1.79mm로 안정적인 크기의 규격묘 접수를 제공할 수 있어, 접목, 구체적으로 자동 접목 장치에 활용되기 가장 적합한 크기인 것을 확인하였다.

온도 조건(℃) (주간/야간)	광도 조건(μmol m-2s-1)	길이 (cm)	줄기 지름(mm)
25/20	50	10.4	1.82
	100	9.1	1.78
	150	7.1	1.79
	200	6.2	1.79
	250	5.4	1.67
26/18	50	10.0	1.66
	100	8.2	1.67
	150	7.7	1.65
	200	5.9	1.72
	250	5.3	1.63
27/16	50	8.5	1.55
	100	6.7	1.55
	150	7.9	1.66
	200	6.6	1.64
	250	5.4	1.60

실시예2: 수박 대목의 재배

수박 대목 종자를 플러그 트레이에 심고 생육배지 (육묘용 인공상토)로 채운다. 이 플러그 트레이를 2 내지 3일 동안 28℃로 유지되는 발아실에 두어 발아하였다.

그리고, 발아된 수박 대목 종자를 27 내지 25℃의 주간 온도 조건 및 16 내지 20℃의 야간 온도 조건 및 50 내지 250μmol m^-2s^-1의 광도 조건, 주간 조건의 온도 및 광도를 16시간 및 야간 조건의 온도 및 광도를 8시간 수행하는 일장 조건 및 주간 조건에서는 70%RH, 야간 조건에서는 85%RH인 습도 조건에서 재배하였다.

그 결과 도 2 및 표 2에서 확인되는 바와 같이 길이가 4.1 내지 9.2cm이고, 줄기 지름이 2.01 내지 2.47mm 범위로 균일한 크기로 수박 대목이 재배된 것을 확인하였다. 그리고, 25℃/20℃ (광 조사 기간 (주간)/어두운 기간 (야간))의 온도 조건 및 150μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 재배된 수박 대목이 길이 5.2cm, 줄기 지름 2.40mm 로 안정적인 크기의 규격묘 대목을 제공할 수 있어, 접목, 구체적으로 자동 접목 장치에 활용되기 가장 적합한 크기인 것을 확인하였다.

온도 조건(℃) (주간/야간)	광도 조건(μmol m-2s-1)	길이 (cm)	줄기 지름(mm)
25/20	50	7.1	2.30
	100	5.2	2.37
	150	5.2	2.40
	200	5.2	2.47
	250	4.5	2.44
26/18	50	9.2	2.47
	100	6.1	2.14
	150	5.8	2.26
	200	4.6	2.18
	250	5.7	2.29
27/16	50	5.0	2.08
	100	4.1	2.01
	150	6.0	2.49
	200	5.3	2.35
	250	5.2	2.22

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. (a) 수박 접수 종자 및 수박 대목 종자를 각각 발아시키는 단계; 및
   (b) 상기 발아된 수박 접수 종자 및 수박 대목 종자를 25℃의 주간 온도 조건 및 20℃의 야간 온도 조건, 70%RH 주간 습도 조건 및 85%RH 야간 습도 조건 및 150 μmol m^-2s^-1의 광도 조건에서 각각 재배하는 단계;
   를 포함하는, 자동 접목 장치에서의 접목을 위한 수박 접수 및 수박 대목의 재배방법으로
   상기 재배된 수박 접수는 길이가 7.1cm이고, 줄기 지름이 1.79mm 인 것이고,
   상기 재배된 수박 대목은 길이가 5.2cm이고, 줄기 지름이 2.40mm 인 것인,
   수박 접수 및 수박 대목의 재배방법.
   
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