KR20010032549A

KR20010032549A - 고체 기질 중에서의 종자 조절 방법

Info

Publication number: KR20010032549A
Application number: KR1020007005793A
Authority: KR
Inventors: 존 알빈 이스틴
Original assignee: 존 알빈 이스틴; 캠터터 투 엘. 엘. 씨.
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2001-04-25
Also published as: NO20002681L; IL136384A0; JP2001523475A; EP1054587A4; BR9812795A; AU1420099A; WO1999026467A1; AU761248B2; EP1054587B1; ATE304283T1; ES2249848T3; DK1054587T3; NZ504756A; AR017677A1; EP1054587A1; CA2311346A1; DE69831606D1; NZ520653A; NO20002681D0

Abstract

본 발명은 처리하려는 종자, 미리 정해진 양의 고체 기질 재료 및 미리 정해진 양의 수분을 혼합하는데, 그 혼합물은 통기를 제공하지만 증발 손실을 감소시키는 것이 바람직한 예컨대 상단에 작은 개구부가 마련된 폐쇄 금속 용기 또는 금속 백 중에서 궁극적인 식물 생장력, 즉 종자의 발아를 일으키는 특성을 제외한 출아 특성, 성장 특성 또는 수확 특성을 증진시키는데 충분한 그러한 시간 동안, 그리고 그러한 온도로 유지될 수 있다. 불량 종자는 습윤되기 때문에 크기로 분리될 수 있고, 질병에 대한 전신 저항성이 유도될 수 있으며, 유전자가 선택된 세포 사이클로 매우 용이하게 이전될 수 있다.

Description

고체 기질 중에서의 종자 조절 방법{SOLID MATRIX CONDITIONING OF SEEDS}

종자 프라이밍 또는 종자 삼투 조절이란 모(seeding)의 정착을 개선하기 위해 개발된 공지의 예비 파종 수화 처리를 서술하는 용어이다(Heydecker and Coolbear, 1977, Seed Science and Technology 5: 353-425, Khan, et al., 1980/81, Israel J. Bot 29: 133-144 및 Bradford, 1986, HortScience 21 : 1105-1112).

종자 프라이밍 시에는 종자를 기지의 수분 포텐셜의 통기 삼투 매체 중에 넣어둔다. 그러한 과정에서는 삼투 용액이 발아의 완료(어린뿌리의 출아)를 저지하는 수분 포텐셜을 유도한다. 그러나, 종자는 제한된 수분 함량 조건 하에서도 수분을 섭취하여 발아의 초기 단계를 완료할 수 있다. 프라이밍 처리의 지속 시간은 24 시간 미만(Guedes and Cantliffe, 1980, J. Amer. Sco. Hort. SCi. 105: 777-781)으로부터 수주일(Khan, et al., 1980/81, supra)까지로 보고되어 있고, 종 및 품종에 따라, 심지어는 종자 무더기에 따라 달라진다. 이어서, 종자를 다시 건조시킨다. 프라이밍 후에는 종자를 기존의 파종기로 심을 수 있다. 상이한 농작물 종자에 대한 프라이밍으부터 얻은 결과는 전술된 문헌(Bradford, 1986, supra)에 의해 검토되어 있다. 일반적으로, 프라이밍 처리된 모는 건조 파종 종자의 모보다 더 빠르고 더 동기적으로 출아한다. 식물 성장 특성 및 식물 수확 특성도 역시 개선되는 것으로 보고되어 있다.

선행 기술의 프라이밍 과정에서는 고분자량(6000-8000의 MW) 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및/또는 무기 염을 비롯한 수개의 상이한 삼투 매체를 사용하여 프라이밍을 위한 수분 포텐셜을 얻었다(Heydecker and Coolbear, 1977, supra). 프라이밍 후에는 종자를 다시 건조시키기에 앞서 수분 포텐셜을 설정하는데 사용된 용액으로부터 종자를 제거한다.

그러한 선행 기술의 프라이밍 기법에서는 다수의 기술적 및 논리적 난점에 봉착하게 된다. 예컨대, 삼투 용액은 연속 통기를 필요로 하고, 일반적으로 종자의 단위량에 대해 다량의 프라이밍 용액이 요구된다. 무기 염을 사용함에 따라, 모 출아의 백분율이 감소되는 것으로 보고되어 있다(Brocklehurst and Dearman, 1984, Ann. Applied Biol. 102: 585-593). 용액 중의 PEG의 농도가 상대적으로 높으면, 용액이 점액질로 되고 산소 용해도 및 확산도가 낮아진다(Mexal, et al., 1975, Plant Physiol. 55: 20-24).

용액을 사용하는 것에 대한 대안으로서, 고체 매체 중에서 종자를 프라이밍하는 방안이 있다. 고체 재료는 수분 보유 능력이 크고 종자가 수분을 흡수할 수있도록 해야 한다. 페터슨(Peterson, 1976, Sci. Hort. 5: 207-214)은 PEG 6000과 버미큘라이트(vermiculite)의 슬러리 중에서 양파 종자를 프라이밍하는 절차를 개시한 바 있다. PEG 용액으로 습윤된 3 내지 4 부의 비율의 버미큘라이트를 1 부의 종자와 혼합하였다. 그러한 기법은 통기의 필요성을 극복하게 하지만, 페터슨은 버미큘라이트로부터 종자를 분리하는 것이 곤란함을 보고하고 있다. 대량으로 파종되는 채소를 파종에 앞서 그 종자 수분 함량을 증대시키도록 하는 방법들이 개시되어 있다(Bennett and Waters, 1984, J. Amer. Sco. Hort. Sci. 108: 623-626 및 1987, J. Amer Sco. Hort. Sci. 112: 45-49). 폐쇄 용기 중에서 종자, 버미큘라이트 및 기지의 양의 수분을 배합함으로써 리마 콩(Phaseoluslunatus) 및 사탕 옥수수(Zea Mays)의 종자 수분 함량을 증대시켰다. 그러한 혼합물을 배양한 후에 수화된 종자를 파종하기에 앞서 버미큘라이크를 체로 걸러 제거하였다. 양자의 농작물에 대해 그러한 예비 파종 처리를 함으로써 모의 정착이 개선되었다.

파종에 앞서 종자에 박테리아 또는 화학 제제를 접종하는 것은 선행 기술로 공지되어 있는 것이다. 예컨대, 영국 특허 명세서 제849,210호는 종자의 외피의 하부에 박테리아가 침투되어 일정 시간 주기 동안 박테리아가 생존할 수 있도록 하는 종자 접종 방법을 개시하고 있다. 그러한 절차는 비용이 많이 들고 종자에 접종될 수 있는 박테리아의 범위에 제한이 있는 것으로 보인다.

본 출원은 미국 특허 출원 제08/854,500호의 부분 연속 출원이고, 그 미국 특허 출원 제08/854,500호는 현재 미국 특허 제5,628,144호로 허여된 미국 특허 출원 제08/369,308호의 부분 연속 출원이며, 그 미국 특허 출원 제08/369,308호는 현재 포기된 미국 특허 출원 제07/975,410호의 부분 연속 출원이고, 그 미국 특허 출원 제07/975,410호는 현재 포기된 미국 특허 출원 제07/503,826호의 부분 연속 출원이며, 그 미국 특허 출원 제07/503,826호는 현재 포기된 미국 특허 출원 제07/440,470호의 부분 연속 출원이고, 그 미국 특허 출원 제07/440,470호는현재 포기된 미국 특허 출원 제07/175,934호의 연속 출원이며, 그 미국 특허 출원 제07/175,934호는 현재 미국 특허 제4,912,874호로 허여된 "고체 기질 중에서의 종자 프라이밍 방법"이란 명칭의 1987년 4월 3일자 미국 특허 출원 제034,812호의 부분 연속 출원이다.

본 발명은 예컨대 프라이밍, 화학적 처리 및 생물학적 처리에 의해 종자를 조절하는 방법과, 생물학적으로 처리된 종자를 사용하여 토지를 재조절하고 식물 생산성을 개선하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 전술된 특징 및 기타의 특징은 첨부 도면을 참조로 한 이후의 상세한 설명으로부터 더욱 양호하게 이해될 것이다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 본 발명에 따른 프라이밍 시스템의 블록 선도이고,

도 2는 도 1의 실시예에 사용되는 혼합 시스템의 일부를 개략화하여 나타낸 도면이며,

도 3은 도 2의 실시예를 사용하는 대신에 도 1의 실시예에 따라 사용되는 혼합 시스템의 다른 실시예를 개략화하여 나타낸 도면이고,

도 4는 도 1의 일부분의 실시예에 사용되는 조절 시스템을 개략화하여 나타낸 도면이며,

도 5는 도 1의 실시예에 따라 사용되는 건조 시스템을 개략화하여 나타낸 도면이고,

도 6은 본 발명에 따른 건조 시스템의 다른 실시예를 개략화하여 나타낸 도면이며,

도 7은 본 발명에 사용되는 건조 시스템의 또 다른 실시예를 개략화하여 나타낸 도면이고,

도 8은 본 발명에 따른 분리 조립체를 개략화하여 나타낸 도면이다.

따라서, 본 발명의 목적은 신규의 종자 프라이밍 기법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 신규의 종자 접종 기법을 제공한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 신규의 통양 접종 기법을 제공 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 생물학적 치료를 위한 신규의 토양 접종 기법을 제공하는 것이다.

본 발명의 전술된 목적 및 추가의 목적에 따라, 고체 상 매체를 사용하여 종자를 프라이밍하게 된다. 고체 상 매체는 수분을 보유하고 가스가 교환될 수 있도록 하는 구조를 제공하는 고체 기질로 이루어진다. 화학적 처리 및 미생물의 첨가는 프라이밍 중에 달성될 수 있다. 종자를 사용하여 예컨대 농사에 유익한 박테리아 또는 토양 중의 오염물을 붕괴시키고 예컨대 방사 핵종과 같은 오염물이 토양으로부터 식물로 용이하게 흡수되도록 하는데 유익한 박테리아를 토양에 접종할 수 있다.

고체 기질은 발아 전에 적절한 수분 포텐셜로 수분을 보유하여 대사 작용을 개시하고 유지시킨다. 온도 및 통기는 손상을 감소시키는 수준에 있다.

이어서, 종자를 다시 건조시키는데, 그러한 재건조는 건조 작업을 중단하여 치료를 촉진시키는 통기 및 수분 제어에 의해 하나의 단계로 실행될 수 있다. 일실시예에서는 건조 후에 기질로부터 종자를 분리하지만, 다른 실시예에서는 특히 파종기에서의 효과적인 사용을 위해 추가의 기질 재료를 필요로 하는 소형 종자의 경우 또는 기질이 유익한 세균을 전개하거나 화학 제제를 종자에 유용하게 인가하는데 도움을 주는 경우에는 기질 중에 있는 종자를 그대로 파종에 사용할 수 있다.

전술된 설명으로부터, 본 발명의 방법, 기질 및 종자가 다음과 같은 다수의 장점을 수반함을 알 수 있다: (1) 프라이밍 중에 미생물의 접종 또는 화학적 처리와 관련하여 상승 효과가 생기게 되고; (2) 출아의 동기성 및 발아의 속도가 우수하며; (3) 종자로부터 높은 수확이 얻어지고; (4) 프라이밍이 종자의 보호를 위한 종자의 코팅과 같은 닥른 깁법과 함께 특정 정도의 동기성을 제공한다.

종자를 프라이밍하기 위해, 미세하게 분할된 무병균의 수분 보유 고체로 이루어진 고체 상 기질 중에 종자를 혼합한다. 종자를 포함하지 않은 상태의 기질 재료는 종자 표면이 충분한 호기성을 띄게 되어 종자 및 유익한 미생물의 호기성 대사 작용을 조장하고, 바람직하지 않은 통성 혐기성 미생물 또는 혐기성 미생물을 저지하며, 적절한 대사 작용 변화가 허용될 수 있도록 하는 그러한 비율 및 분포로 조성되는 것이 바람직하다.

기질 재료에 대한 종자의 체적비는 실제적인 이유로 기질 재료 120에 대한 종자의 체적이 1인 하나의 극단적인 경우와 종자 10에 대한 기질의 체적이 1인 또 하나의 극단적인 경우와의 사이의 범위에 있어야 한다. 일반적으로, 종자 대 기질의 비율은 1:1인 것이 바람직하지만, 그러한 비율은 종자의 삼출 및 발아 억제물의 제거가 종자 프라이밍 및 처리의 주요 목적인 경우에서보다는 낮고, 세균 접종이 삼출물의 보유를 필요로 하는 경우에서보다는 높은 비율이다. 종자와 기질의 혼합물이 기질보다 실질적으로 더 높은 체적비의 종자를 포함하는 경우에는 기계적 혼혼합과 종자 및 기질의 통기와의 조합에 의해 적절한 통기 또는 그 이상의 통기가 유지될 수 있다.

당해 종자를 프라이밍하는데 필요한 수분을 함유할 경우의 기질 재료는 충분히 무르거나 덩어리로 뭉쳐지지 않거나 하여 원할 때에는 처리 후에 종자를 손상시킴이 없이 처리된 종자로부터 분리될 수 있어야 한다. 기질 재료의 입자 크기는 기계적인 이유로 통상 20 메시(mesh) 미만인 처리 대상 종자보다 더 작거나 크고 바람직하게는 현격히 상이해야 한다는 점을 제외하고는 표면적이 충분한 한에는 그다지 임계적인 것은 아니다. 전형적으로, 약 60 메시 미만인 재료가 바람직한데, 예컨대 후술될 "Agri-Lig"는 약 90 중량 %가 200 메시 미만이고, 연탄은 60 메시 미만이다.

하나의 유형의 기질은 예컨대 평형 수분 함량이 높고 후술되는 바와 같이 측정되었을 때에 총 수분 포텐셜의 90 % 이상, 바람직하게는 95 % 이상인 삼투 포텐셜 성분을 수반하는 탄소질, 바람직하게는 갈탄질의 고체로 형성된다. 그러한 재료의 예는 특히 연탄과 같은 석탄, "Agro-Lig"로서 시판되는 레오나르다이트(leonardite)와 같은 갈탄 셰일 및 물이끼를 포함한다.

기질 재료의 또 다른 유형은 소성 점토 광물, 버미큘라이트 및 펄라이트와 같은 무기물이다. 무기 미립자 물질을 기질로 사용하여 사실상의 비용 절감적인 시스템을 실현하기 위해, 그러한 무기 미립자 물질의 기질의 체적 밀도는 0.3 g/㎤ 이상인 것이 바람직하다. 본 명세서에서의 체적 밀도란 주어진 체적의 미립자 재료의 그램 단위의 중량을 세제곱 센티미터 단위의 그 체적으로 나눈 것을 의미한다. 무기 재료를 사용할 경우에는 수분 포텐셜이 일반적으로 삼투 포텐셜이 아니라 기질 포텐셜에 의해 주로 결정된다.

본 발명의 과정에서는 처리하려는 종자, 미리 정해진 양의 고체 기질 재료 및 미리 정해진 양의 수분을 혼합하고, 그 혼합물은 통기를 제공하지만 증발 손실을 감소시키도록 설계되는 것이 바람직한 예컨대 폐쇄 금속 용기 또는 금속 백 중에서 종자가 기질로부터 수분을 섭취하여 궁극적인 식물 생장력, 즉 종자의 발아를 일으키는 특성을 제외한 출아 특성, 성장 특성 또는 수확 특성을 증진시키는데 충분한 미리 정해진 수분 함량 평형 온도 및 통기를 유지하거나 변경하도록 하는 넉넉한 시간 동안, 그리고 그러한 온도로 평형화될 수 있다. 기질로 특히 유용한 재료는 석탄 관련 재료, 소성 점토, 규조토 버미큘라이트, 톱밥, 펄라이트, 이탄 이끼, 옥수수 속 및 곡식 분진이다.

용액 프라이밍에서와 같이, 종자를 프라이밍하는 시스템에 대한 수분의 평형량은 특정의 종자 품종, 그 상태 또는 조건 및 고체 기질 재료의 수분 포텐셜에 따라 달라진다. 전형적으로, 고체 기질 재료의 수분 포텐셜은 종자와의 평형 상태에서 약 - 0.5 내지 - 0.2 메가파스칼이다. 온도의 제어에 따라, 그러한 범위는 - 0.2 내지 - 3.6으로 확대될 수 있다. 정확한 조건은 억제물의 붕괴 또는 생화학적 또는 물리적 차단과 같은 프라이밍의 목적 및 종자의 종에 따라 달라진다. 종자 프라이밍 기술은 어느 정도는 여전히 실험적이고, 주어진 종자 유형에 대한 전형적인 수분량 및 매체 수분 포텐셜은 용액 프라이밍 기술 및 일부의 종자에 대한 고체 상 기질 프라이밍 실험으로부터 이미 알려져 있지만, 용이하게 결정된 수분 포텐셜 및 온도의 범위에 걸쳐 신규의 종자의 소량의 샘플을 시험하여 어떤 조건의 온도, 수분 포텐셜 및 시간에 의해 종자가 적절히 수분을 섭취하고 궁극적으로 예비 발아 성과가 달성되는지의 여부를 결정하는 것이 흔히 가장 좋다. 그러한 프라이밍 후에는 종자를 기질 재료와 함께 또는 기질 재료가 없이 휴지 상태 또는 건조 저장 상태로 건조시킬 수 있다. 프라이밍 중에 또는 그 전후에 유익한 세균에 의한 처리 또는 화학적 처리를 실행할 수 있다.

본 발명의 하나의 과정에서는 기지의 중량의 종자를 약 25 중량 %의 수분으로 습윤시킨다.

사용되는 전체 수분은 전형적으로 종자 킬로그램당 약 1 리터이지만, 종자 크기 및 종자 조건에 따라 변화된다. 종자는 건조된 유동성의 과립적인 고체 기질 재료 및 종자들과 과립 기질 재료를 균일하게 습윤시키기 위해 부가되는 적당한 화학제제 또는 생물제제를 갖는 수분과 함께 혼합된다. 프라이밍을 위한 물의 예정된 양이 코팅된 종자들과 혼합된 후에, 상기 혼합물은, 상기 종자들이 요구되는 습기 함량 평형상태를 유지하도록 하기에 충분한 시간동안, 즉 대체로 1 내지 약 14 일동안, 예정된 온도에 유지된다. 다른 공정들에 있어서, 수분, 종자 및 기질 재료는 연속적으로 유동되는 또는 회분식 혼합 시스템내에서 혼합된다. 수분의 비는 종자 중량의 대체로 25 퍼센트로부터 변화될 수 있다.

처리될 수 있는 종자들은 가상적으로 대부분의 야채 농작물들, 장식용 농작물들 및 농경법에 따른 농작물들을 포함하는 특정의 종자일 수 있다. 오이, 상추, 당근, 양파, 멜론, 사탕 옥수수, 토마토, 가지, 후추, 콩, 무, 호박, 완두, 꽃 종자들, 자주개자리 및 대두가 이에 포함된다. 수개의 다른 장치들이 상기 절차들을 위해 사용될 수 있다. 하나의 상기 장치에 대해 이하에 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 혼합 조립체(12), 조절 조립체(14), 건조 조립체(16), 분리 조립체(18), 및 화학 처리 및 접종 조립체(20)를 갖는 프라이밍 시스템(10)의 블록 다이어그램을 도시한다. 상기 시스템에 있어서, 종자들 및 기질은, (1) 종자들에 특정의 화학적인 처리를 가하는 일이 없거나 접종을 시키는 일이 없이, 또는 종자들에 화학적인 처리를 가하거나 그리고/또는 접종을 시키면서, 서로 혼합되거나 (2) 조절되며, (3) 건조되고, (4) 특정의 실시예들에 있어서는, 상기 기질 및 종자들은 분리된다.

상기 화학적인 처리 또는 접종은 대체로 화학 처리 및 접종 조립체(20)내에서 발생되며, 상기 화학 처리 및 접종 조립체(20)는 혼합 조립체(12), 조절 조립체(14), 건조 조립체(26) 또는 분리 조립체(18)과 연통되거나 또는 그들중의 어떤것과도 연통되지 않을 수 있다. 상기 혼합된 기질, 종자들 및 수분은 초기-발아 대사를 위해 사용되며; 그리고나서 상기 종자들은, 때때로 상기 건조 조립체(16) 및 조절 조립체(14)가 단계적인 조절 및 건조를 위해 단속적으로 사용되지만, 상기 건조 조립체(16)내에서 건조될 수 있다. 상기 건조 조립체(16)는 특정의 실시예들에 있어서 기질을 종자로부터 분리시키기 위해 상기 분리 조립체(18)와 연통될 수 있지만, 이러한 분리가 항상 필요하게 되는 것은 아니다. 처리된 종자들은 저장되어 나중에 사용되거나 또는 즉각적으로 사용될 수 있다.

모든 종자들이 화학적인 처리 및 접종에 처하여지는 것은 아니며, 그러므로, 상기 화학적인 처리 및 접종 조립체(20)가 항상 사용되지는 않는다. 그러나, 특정의 실시예들에 있어서는, 종자들은, 상기 혼합 조립체(12)내에서 수분 및 기질과 혼합되기 전에 화학적으로 처리되거나 또는 세균으로 접종될 수 있으며, 상기와 같은 처리는 상기 조절 조립체(14)내에서, 상기 건조 조립체(16)내에서 또는 초기조절후 나중에 수행될 수 있다.

특정의 실시예들에 있어서는, 대사의 시작 단계들은, 유리한 세균에 의한 접종이 발생되는, 배의 종자 외피로부터 출현에 의해 나타내어지는 바와 같은 발아의 개시시까지, 일어난다. 접종후에, 종자들은 상기 조절 조립체(14)로 복귀될 수 있게 되므로써, 전체적인 발아를 갖지 않는 상태에서 예비-발아 단계로 복원되도록 그리고 차후의 사용을 위하여 건조되도록 치유될 수 있다.

도 2를 참조하면, 그 주요 부품들로서 수분 공급원(26), 고체 물질 공급원(28) 및 회전가능한 혼합 탱크(34)를 갖는 혼합 조립체(12)의 개략도를 도시하고; 상기 수분 공급원(26)과 고체 물질 공급원(28)과 회전가능한 혼합 탱크(34)는, 물 또는 물 플러스 질산 칼륨과 같은 첨가제의 공급원 및 기질 재료 및 종자들과 같은 고체 물질의 공급원(28)이 상기 회전가능한 혼합 탱크(34)와 연통되도록, 서로 연결되며; 상기 회전가능한 혼합 탱크(34)는 상기 성분들을 산화, 온도 제어 및 수분 포텐셜 제어를 위해 적당한 혼합물로 조합시키게 된다. 모든 상기 공급원들은 고체 물질 및 습기를 예비 혼합할 수 있으며 그리고나서 예비 혼합물을 상기 혼합 탱크로 인가하거나, 또는 개개적으로 인가되거나 또는 쌍들을 이루도록 조합되어 처리 물질이 인가되거나 또는 조합될 수 있거나, 상기 화학적인 처리 물질이 수분 공급원 또는 기질 공급원과 같은 성분들중의 특정의 성분에 인가되거나 또는 종자들 자체에 인가될 수 있다.

상기 수분 공급원(26)은 계량기(30), 수분 공급원(32), 및, 특정의 실시예에 있어서는, 펌프(42)를 포함하고; 상기 계량기(30)와 수분 공급원(32)과 펌프(42)는, 습기의 측정된 양이 도 2의 실시예에 있어서는 회전가능한 탱크인 혼합 기구에 인가될 수 있도록, 서로 연결된다. 혼합 기구는 수분 및 고체 물질을 수납하여 완전한 혼합을 위해 회전되도록 적합화될 수 있다. 물론, 다른 실시예들에 있어서는, 회전가능한 탱크보다는 내부 교반 수단 및/또는 회전 중심에서 커넥터들보다는 탱크와 함께 회전하는 회전가능한 유니버설 조인트들과의 연결부들을 갖는 탱크가 사용될 수 있다.

상기 고체 물질 공급원(28)은 종자 및 고체 기질 컨베이어(36), 종자 공급원(38), 및 점토와 같은 기질 재료 공급원(40)을 포함한다. 상기 성분들은 예비 혼합될 수 있거나 또는 오거나 강제 공기 유량이나 중력 또는 특정의 다른 수단에 의해 하나씩 탱크(34)로 이동될 수 있다.

도 3을 참조하면, 수분 및 질산 칼륨을 포함하는 수분 탱크(32A)를 갖는 수분 공급원(26A)의 실시예를 도시한다. 탱크는 액체 성분들의 혼합물을 공급하기 위한 도관(31)내의 펌프(42) 및 계량기(30)와 연통되고, 상기 액체 성분들의 혼합물은 접종을 위한 유리한 미생물들 및 특정의 실시예들에 있어서는 그러므로 영양제들을 갖는 광 감도 조절을 위한 질산 칼륨과 같은 첨가제들 또는 종자 처리에 유리하거나 항균 또는 항생적인 화학 물질들을 포함할 수 있다.

이러한 배열에 의해, 주의깊게 계량화된 수분의 양이 적확한 기질 포텐셜을 제공하기 위해 공급될 수 있다. 특정의 용도들에 있어서는, 작은 양의 수분이 공급되며; 그리고나서 상기 공급물은, 혼합을 위해 회전되는 탱크로부터 분리되며 그리고나서 다른 수분이 공급된다. 탱크의 단속적인 고정 부분들이, 상기 혼합물이 건조된 물질 및 수분의 단계적인 양들과 함께 처리되도록, 필요할 경우 더욱 건조된 물질을 부가하기 위해 사용될 수 있다.

조절 단계이후, 직물백(72)은, 본 명세서에 개시된 방식으로 건조기로 물리적으로 이동되어 상기 건조기속으로 투입되거나, 상기 하부가 개방될 수도 있고, 이송 기구(80)가 상기 혼합물을 상기 건조기 또는 건조 단계로 이송될 수도 있다.

도 6을 참조하면, 저장박스 조립체(90) 및 송풍기 조립체(92)를 구비하는 건조기 조립체(16)의 일 실시예가 도시되고, 일부 실시예에서는 커버 조립체(100)가 도시된다. 공기 압력원(102)는 송풍기등을 통해 공기를 상기 저장박스 조립체(90)아래에 위치한 상기 송풍기 조립체에 인가한다. 상기 저장박스 조립체(90)는 공기 흐름에 의해 건조시키기 위해 상기 저장박스 조립체(90)를 가로질러 확산되어 있는 기질 재료의 난류를 야기시키도록, 공기 압력으로 인해 공기가 통과되는 직물 하부를 구비한다. 상기 저장박스 조립체(90)위에 커버를 배치하여 먼지 조절을 위해 원하면 약간의 부압을 발생시킬 수도 있고, 상기 커버의 건조기를 통한 공기의 순환에 의해 습기가 추출될 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 제곱 인치당 + 50 파운드의 상기 저장박스 조립체(90)아래의 매니폴드에서의 공기 압력이 60 게이지의 직물을 통해 인가되어 4 인치 및 3 피트 깊이와 여러 단계, 즉 도 7에서의 3 단계를 통해 건조탑상에 압력을 갖는 층에 인가된 기질 재료가 건조된다. 건조제 또는 다른 건조기가 각 단계에서 이용되어 혼합 배합물을 건조함에 따라 공기로부터 수분을 제거할 수도 있다.

도 8을 참조하면, 종자로부터 상기 지질 재료를 분리하기 위한 분리기의 일 실시예가 도시된다. 본 실시예는 종자를 유지하면서 상기 기질 재료를 떨어뜨리거나, 상기 기질 재료를 유지하고 상기 종자를 떨어뜨리거나, 혹은 용이하게 분리하기 위해 두 개의 서로다른 슬라이드 장치 또는 컨베이어로 상기 종자 및 기질 재료를 분류하도록 설계된 게이지 시프팅(gauge sifting) 기능을 갖춘 상업적으로 입수 가능한 시프터(sifter)

상기한 구성으로, 종자들은 수용액보다는 고체 상태의 기질 재료를 사용하여 준비된다. 상기 기질 재료는 미세하게 분할된 비식물성 병원균의 수분 함유 고체를 포함한다. 상기 종자들을 포함하지 않는 상기 기질 재료는, 상기 종자들에 대해 상기한 비율및 분포로 구성되어 상기 종자 표면은, (1) 상기 종자 및 이로운 미생물의 호기성(好氣性) 물질대사 작용에 유리하고; (2) 바람직하지 못한 임의의 혐기성 생물 또는 혐기성 미생물의 성장을 저지하고; (3) 적절한 물질 대사 변화를 허용하도록 충분한 호기성을 띤다. 대부분의 경우, 이것은 종자대 기질 재료의 적당한 체적비 및 통기(aeration)의 사용을 수반한다.

상기 장비를 약간 구조 변경함으로써 저질의 종자를 선별할 수 있다. 이러한 방법으로, 보다 무겁거나 보다 큰 종자 입자들은 큰 종자 입자들이 제거될 때 까지 선별작업 또는 교반작용에 의해 제거된다. 본 명세서에서, "종자 입자(seed particles)"란 용어는 상기 종자, 및 종자 삼출물에 고착됨으로써 상기 종자에 부착되는 기질 재료를 의미한다. 이러한 과정은, 손상된 종자가 이상이 없는 종자보다 더 많은 양을 삼출시키고, 그에 따라 더 많은 양의 기질 재료등이 상기 종자에 들어 붙는다는 사실에 대한 인식의 결과이다.

크기별 분류 또는 선별 분류 기술을 이용하여 심어질 상기 종자들로부터 결함이 있는 종자들을 분류하는 또 다른 방법은, 고체 기질 재료 프라이밍 기술의 일부인 수분 조절 기술을 이용하며, 수분 조절 장치를 사용할 수도 있다. 크래킹 현상에 의해 손상된 종자들은, 어떤 새로운 발견이나 응용 원리를 이용하는 대량 생산규모의 물 조절 과정중에 손상되지 않은 종자들로부터 효과적으로 분리될 수도 있다.

상기 방법에서, 만약, 상기 종자들의 크기에 예컨대, 10 퍼센트 또는 그 이상의 차이가 있으면, 상기 종자들은 초기에 크기별로, 예컨대, 작은 종자의 다발, 중간 크기의 종자 다발 및 큰 종자의 다발별로 분류되거나, 나중에 확대된 종자와 확대되지 않은 종자간의 구별을 가능하게 하기 위한 다른 방식으로 종자 분류된다. 이것은, 상기 종자 선별 과정중에 자연적으로 크기가 큰 양호한 종자로 부터 분리될 확대된 손상된 작은 종자를 혼동하지 않고, 손상된 종자의 크기 증가 비율에 근거하여 손상된 종자들로 부터 양호한 종자들을 분리하는데 필요하다.

만약, 이것이 필요한 경우, 종자들을 크기 다발별로 분류한 후, 상기 종자들은 수분 조절되어 상기 종자내에 함유된 수분은, 예컨대, 콩 종자들이 비조절시에 8 퍼센트의 수분을 함유하는 것과 같이, 적당한 수분으로 변한다. 상기 손상된 종자들을 분류하기 위해, 수분 레벨은 12 퍼센트의 수분 레벨로 조절되는 콩 종자의 경우에서와 같이, 바람직한 수분양으로 조절되어 식물의 생장력을 증가시킨다. 이러한 수분 레벨로, 내부 종자 재료는 신속하게 물은 받아들이고 팽창하지만, 그 외피는 장벽의 역할울 수행한다. 상기 수분 레벨이 조절되고 나면, 상기 외피는 가죽과 같은 질기고 강한 재질이 되어, 상기 종자들은 서로 다른 선별 크기를 통해 선별 장치내에서 용이하게 돌아다니면서 분류될 수 있다.

이때, 예컨대, 콩 종자에 대해 8-10 시간의 경우와 같이, 서로 다른 종자들에 대해 서로 다른 시간양을 취하는 경우, 상기 종자들은 분류 준비 과정을 마치게 된다. 상기 종자들은, 전체 종자분류 다발을 물속에 수 분간 예컨대, 콩 종자들에 대해 3 분간 담그는 방식으로, 많은 양의 물을 첨가함으로써 분류된다. 3 분 종료시에, 상기 손상된 종자들은, 종자분류 다발속의 종자 크기의 변화에도 불구하고, 분류될 상기 손상되지 않은 종자들에 비해 부풀어 팽창될 것이다. 예컨대, 콩 종자의 경우, 손상된 종자들의 팽창 양은, 손상되지 않은 종자보다 10 퍼센트이상 더 크게 확대된 양, 즉, 25/1000-40/1000 인치정도로 증가할 수도 있다. 이것은 상기 손상된 종자들의 균열로 인해 물이 종자 외피를 쉽게 통과하여 내부 종자 재료속으로 스며들기 때문에 가능해지는데, 상기 내부 종자 재료는 그 조절로 인해 최적의 단계에 있게 되어 물을 신속하게 받아들여 팽창하는 반면, 상기 손상되지 않은 종자들은 비록 그 내부 재료가 마찬가지로 물을 받아들일 준비가 되어 있음에도 불구하고 그 온전한 외피에 장벽을 제공하게 된다.

이러한 메카니즘을 통해, 수 분 내에, 예컨대, 2-5 분내에, 상기 종자들은 상기 손상되지 않은 종자들이 상기 손상된 종자들로부터 용이하게 분류될 수 있는 조절상태에 놓일 수도 있다. 물속에 담가져 있는 시간은 충분히 짧기 때문에, 상기 종자들은 장시간 물속에 담겨질 수도 있는 침지작용(immersion)에 의해 손상을 받지 않는다. 이러한 방법으로, 상기 종자들을 많은 양의 물속에 짧은 시간동안 담가두는 침지 작용으로 적당한 수분 레벨로 결합 조절함으로써, 종자들은 대량으로 분리되어 들에서 발아되지 못할 종자들의 수는 감소하게 된다. 상기한 방법중 한 가지 방법은, 종자들을 종자 선별 장치로 이동시키는 동시에, 상기 종자들을 물속에 실질적으로 담그는 것이다.

전술한 고체 기질 재료 프라이밍 배합물은, (1) 당업자들에게 공지된 바와 같이, 최종 파라이밍 종자가 원하는 양의 살균제로 코팅되거나 상기 살균제를 흡수하도록 티람(thiram), 캡탄(captan), 메탈락실(metalaxyl), 타클로로니트로벤젠(pentachloronitrobenzen) 및 페나미노설프(fenaminosulf)등과 같은 규정된 양의 공지된 종자 살균제를 포함하고; (2) 농작물 보호에 유용한 것과 같은 농작물에 유용한 미생물을 포함하고; 농작물 보호를 위해 일부 중요한 박테리아는 바실루스 엔테로박테르(Bacillus enterobacter), 슈도모나스(Pseudomonas), 근립균(Rhizobia) 및 세라티아종(Serratia species)의 변종들을 포함하고, 일부 중요한 균류(fungi)는 트리코데르마(Trichoderma), 글리오클라듐(Gliocladium) 및 라에티사리아종(Laetisaria species)의 변종들을 포함하며; (3) 상기 고체 기질 재료 프라이밍 과정 이전, 그 과정 중 또는 그 과정 이후에 포함되는 살균제 및; (4)질산 칼륨, 지베렐 산(gibberellic acid), DCPTA, 에테폰(ethephon)과 같은 ㅓㄹ장 조절기를 포함하는 것이 유리하다.

본 명세서에서, "고체 기질 프라이밍 과정(solid matrix priming)"이란 발아 과정의 발생을 허용하면서 어린 뿌리의 발아를 방지할 수 있는 종자속의 수분 내용물을 실현하기 위한 충분한 물이 있는 곳에서, 종자들이 미립자로 이루어진 고체 상태 매체와 친밀하게 혼합되는 과정으로 간주된다. 프라이밍 과정중에, 특히, 고체 상태 프라이밍 과정중에, 화학적 첨가물 및 미생물울 부가하는 것이 유익하다. 본 명세서에서, "부가된 유익한 미생물(added beneficial mircroorganisms)"이란 프라이밍중인 종자상에 자연적으로 발생되는 레벨을 초과한 레벨의 배합물에 부가되는 유익한 미생물을 의미한다.

본 명세서에서, (1) 임계 발아 온도 범위(threshold germination temperature range)란, 소정 수분 레벨에서 적정한 산소로 어떤 균종(species)의 종자가 발아될 때 필요한 온도 범위를 의미하고; (2) 임계 발아 수분 범위(threshold germination moisture range)란, 주어진 온도에서 적정한 산소로 어떤 균종의 종자가 발아될 때 필요한 수분 범위를 의미한다.

전술한 범위이외에도, 본 명세서에서 수분및 온도의 제한점은 다음과 같이 정의된다: (1) 임계 발아 온도 베이스(threshold germination temperature base)란, 비록 산소 및 수분 레벨이 허용되더라도 주어진 균종의 종자가 발아되지 않게 되는 최소 한계 온도를 의미하고, (2) 임계 발아 한계 최대 온도(threshold germination critical maximum temperture)란, 비록 산소 및 수분 레벨이 허용되더라도 주어진 균종의 종자가 발아되지 않게 되는 최대 한계 온도를 의미하고; (3) 임계 발아 수분 베이스(threshold germination moisture base)란, 비록 온도 및 산소가 적절하더라도 어떤 균종의 종자가 발아되지 않게 되는 최소 한계 수분 레벨을 의미하며, (4) 임계 발아 수분 한계 최대 레벨(threshold germination moisture critical maximum level)이란, 비록 온도 및 산소가 적절하더라도 어떤 균종의 종자가 발아되지 않게 되는 토양에서 최대 한계의 수분 레벨을 의미한다.

다른 편리한 용어는 다음과 같이 정의된다: (1) 발아율 지수(emergence rate index)란, 각각의 날짜에 발아된 종자의 합, n에 총 누적날짜 수에 해당하는 그날에 대한 양, c를 곱하고, 그 값에서 그날에 대한 모의 수, n를 뺀 값을 의미하고, (2) 동기성 계수란, 총 누적기간의 1/4 시간인 기간에 일어난 발아율 지수를 의미한다. 상기 누적기간은 통상적인 농작물 발아 기간이다. 상기 발아율 지수및 동기성 계수는 유사한 개수에 도달하도록 출하된 모대신 발아된 종자를 이용하여 계산될 수 있다.

상기 값들은 주어진 종자 및 품종에 따라 실험적으로 결정되어 식물재배시 사용할 수 있을 것이다.

적당한 세척기술에 의해 대체로 모든 억제제가 제거되게 되는 발아 조절시간에 앞서 활동기간의 15%이상의 지연을 방지하도록 억제제들을 제거시키기에 충분한 양의 기질, 또는 충분히 흡수되는 물질의 기질, 또는 흡수제가 필요하다. 본 명세서에서 발아시간이라 함은 어린 뿌리 출아가 육안으로 관찰될 수 있고 막들이 서로 다른 삼투성을 갖게 되는 활동기간이 발생하고, 종자내로의 그리고 종자로부터의 대체로 부동태적인 용질 이송의 전환이 이루어지는 기간이다. 기질의 양 및 형태 또한 삼출물을 보유하거나 영구히 제거할 수 있게 선택되는데, 여기서 (1) 제거의 경우에는 삼출물이 일례로 병원체의 성장을 촉진시키는 것과 같은 유해성을 갖지 않는 것이며, (2) 보유의 경우에는 삼출물은 종자상에서 배양되는 유익한 세균의 성장을 가능하게 하는 것이다.

기질프라이밍공정은 또한 "Systemic Acquired Resistance" (Scotte and Uknes, el al., in Hort Science, Vol. 30(5), August, 1995, 962-963) 및 다른 공보에 기재되어 있는 바와 같이 전신획득저항성(SAR: Systemic Acquired Resistance)에 대한 우수한 접근을 제공한다. 예컨대, 상기 공정을 사용하므로써, 면역성을 얻기 위한 상기한 바와 같은 조절중 첨가제들이 종자들과 혼합될 수 있다. 병원균들 및 비-병원균들은 면역성을 도출해낼 수 있다. 또한, 티람, 캡탠, 메타락실, 펜타클로로니트로벤젠, 펜아미노설프 및 상기한 것들을 포함하는 특정의 성장 조절제들과 같은 전기한 바 있는 공지된 종자 살균제들이 이러한 효과를 구현할 수 있다. 특히, 기질이 리그닌을 포함할 때, 본 명세서에 기재되는 바와 같은 조절에 의해 전신 획득 저항성이 부가된다. 상기 프라이밍 공정은 병원균에 대한 저항을 유발하는 특정의 유전자들을 자극시킨다. 이것은, 때때로 저작물에 있어서, 신호의 발생시에 존재되는 특정의 병원균에 유도 면역성을 제공하는 "신호"로서 언급된다.

본 명세서에서 설명된 종자 조절 방법 및 장치는 접종물로 분사하는 것을 비롯한 기타의 전이 유전 과정에 효과적으로 사용될 수 있다. 그것은 세포를 유전자의 도입에 효과적인 상태로 놓기 위한 기법을 제공하기 때문에 효과적으로 사용될 수 있다. 일반적으로, 종자는 세포 사이클의 S 단계 또는 G-2 단계의 마지막 부분으로 놓여질 수 있는데, 그러한 단계에서는 유전자가 G-2 단계로 프라이밍되거나 조절된 다수의 종자 중에 다량으로 공급되어 있는 분리된 DNA에 통합될 수 있다.

종자를 세포 사이클의 그러한 부분으로 가져 가는데 필요한 시간, 온도 및 수분 환경은 프라이밍 작업의 일부로서 전술된 조절 과정 중에 결정될 수 있다. 프라이밍 매체 중에서의 수분 포텐셜에 의해 제어되는 수분의 흡수 중에 종자를 샘플링하여 예컨대 세포 사이클의 G-2 부분 또는 S 단계의 후반 부분과 같은 바람직한 세포 사이클로 종자를 가져 가는 조건을 결정할 수 있다. 그러한 정보에 따라, 생산 기법을 사용하여 종자를 그러한 세포 사이클의 부분으로 가져 간 후에 유전자를 세포의 DNA에 도입하여 통합시키는 유전자 건(gene gun) 또는 기타의 임의의 장치와 같은 것에 의해 매개체를 도입할 수 있다.

예

종자 - 고체 기질 - 수분

예비 조사를 실행하여 효과적인 고체 기질 중에서의 프라이밍(SMP)을 위한 종자 대 고체 기질 대 수분의 비율을 결정하였다. 목표는 특정의 농작물에 대해 양호한 예비 발아 활성을 허용하고 어린뿌리의 출아를 저지하는 종자 수분 함량을 얻는 것이었다.

상기 최적비는 종자와 고체기질을 중량 대 중량을 기준으로 혼합하여 실험적으로 결정하였다. 수분은 상기 종자와 고체기질을 중량%로서 계산하였다. 상기 종자, 고체기질 및 수분을 혼합한 후 통기를 위해 뚜껑에 작은 구멍이 형성되어 있는 폐쇄 용기내에서 15℃의 온도로 배양였다. 표 1에는 각기 다른 농작물에 대해 얻어진 결과가 기재되어 있다.

부식산염과 종자의 수분함량과 수분관계

5가지 농작물의 종자를 표 1에 기재되어 있는 바와 같이 아그로-리그(Agro-Lig)에서 프라이밍처리한 후, 적당한 망눈크기를 갖는 체를 사용하여 흔들어 종자들을 분리시켰다. 상기 프라이밍처리 종료시에 아그로-리그내의 종자들의 수분함량을 중량측정방식으로 결정하였다. 미합중국, 뉴욕주, 뉴욕에 소재하는 아카데믹 프레스사에서 1965년도에 발행한 블랙(Black)의 "Methods of Soil Analysis"에 기재되어 있는 방법을 이용하여 아그로-리그의 기질 포텐셜(psi-m)을 결정하였다. 상기 아그로-리그의 삼투 포텐셜(psi-s)는 다음과 같은 방식으로 결정하였다. 즉, 증류수 4부를 각 농작물의 샘플들, 즉, 아그로-리그 1부(중량/중량)에 첨가하여 추출물을 제조하였다 (Greweling and Peech, 1960, N.Y. Agri. Expt. Station Bul. 960).

상기 액체 상을 여과한 후 마이크로스멧테(Microsmettte) 모델번호 5004 (Precision Systems Inc., Natick, Ma.)를 사용하여 상기 아그로-리그 용액 추출물의 삼투 포텐셜(psi-s)을 결정하였다. 종자가 배제된 상태에서 또한 아그로-리그의 삼투 포텐셜(psi-s)을 계산하여 배지의 삼투 포텐셜(psi-s)에 대한 종자 누출의 영향을 결정하였다. HR-33 노점 마이크로볼트 메터 및 C-52 샘플실(Wescor Inc., Logan, UT)를 사용하여 고체기질 프라이밍처리(SMP)후 각 농작물에 대해 상기 아그로-리그의 총 수분 포텐셜을 결정하였다. 이와 같이하여 각 성분들로부터 계산된 총 수분 포텐셜, 기질 포텐셜(psi-m), 삼투 포텐셜(psi-s)을 열전쌍 습도계측법에 의해 측정한 수분 포텐셜과 비교할 수 있었다. 각 연구에 대해 처리당 4개의 복제를 하였다.

모의 출아 실험

성장실에서의 실험을 통한 모의 출아 및 식물성장에 대한 고체기질 프라이밍처리(SMP) 및 다른 종래의 종자 프라이밍처리의 영향을 실험하였다. 아그로-리그, 연탄 및 물이끼(sphagnum moss)를 사용하여 토마토 (라이코퍼시콘 에스코렌툼) 'New Yorker'에 대해 고체기질 프라이밍처리(SMP)를 행하였다 (표 1). 기타의 프라이밍 처리물질들로는 -1.0 MPa PEG 8000 (Coolbear, et al., 1980, Seed Sci. and Technology 8:289-303), 1.0% KNO₃, 그리고 1.5% K₃PO₄(Ells, 1963, Proc. Amer. Soc. Hort. Sci. 83:684-687)을 사용하였다. 아그로-리그를 사용하여 당근(Daucus carota) 'Danvers 126'에 대해 고체기질 프라이밍처리(SMP)를 행하였다 (표 1). 가타의 프라이밍 처리물질들로는 25% PEG 8000 (Szafirowska, et al., 1981, Agron. J. 73:845-848), 0.2m KNO₃+ 0.1m K₃PO₄(Haigh, et al., 1986, J. Amer. Soc. Hort. Sci. 111:660-665)를 사용하였다. 아그로-리그를 사용하여 양파(Allium cepa) 'Downing Yellow Globe'에 대해 고체기질 프라이밍처리(SMP)를 행하였다 (표 1). 가타의 프라이밍 처리물질들로는 34.2% PEG 8000 (Brocklehurst and Dearman, 1983, supra), 그리고 0.2m KNO₃, 0.1m K₃PO₄(Haigh, et al., 1986 supra)를 사용하였다.

모든 프라이밍처리는 15℃에서 6일간 행하였는데, 이는 많은 경우 상기 문헌에 기재되어 있는 원래 방식의 변형이다. 모든 프라이밍처리는 살균제로서 0.2%(wt/v) 티람(thiram) (Gustafson, Inc., Dallas, TX)를 사용하여 준비하였다.

프라이밍처리 후 종자들을 세척하고, 압지를 사용하여 건조시켰다. 그 뒤에, 종자들을 인조(토탄-질석) 토양배지로 채워진 접시들내에 파종하였다. 무작위화된 완전한 블럭 디자인에서의 50개 종자 당 4개의 복제를 하였다. 상기 접시들을 성장실내에서 12시간의 광 주기로 낮에는 20℃로, 그리고 밤에는 10℃로 유지시켰다. 매일 모의 출아를 기록하였으며, 출아기간의 종료 시 식물 드레이(dray) 중량을 결정하였다.

고온 휴면

상추(Lactuca sativa) 'Montello'에서의 프라이밍처리에 의한 고온 휴면의 완화를 실험하였다. 아그로-리그를 사용하여 상추에 대해 고체기질 프라이밍처리(SMP)를 행하였다 (표 1). 기타의 프라이밍 처리물질들로는 -1.5 MPa PEG 8000 (Bradford, 1986, supra), 1.0% K₃PO₄(Cantliffe, et al., 1984, Plant Physiol. 75:290-294)를 사용하였다. 프라이밍처리후 종자들을 세척하고 건조시켰다. 그 뒤에 종자들을 발아를 위해 폐쇄된 용기들내의 젖은 압지상에 위치시켰다. 상기 용기들은 어두운 상태에서 35℃의 일정한 온도로 유지시켰다. 50개의 종자 각각에 대해 4개의 복자를 하였고, 10일 후 발아 백분율을 결정하였다.

요약

종자-고체기질-수분

고체기질은 물의 저장소로서 작용하였으며, 효과적인 프라이밍처리를 위해 종자 1부당 필요한 고체기질의 양은 1.5 내지 2.0부 였다 (표 1). 농작물의 종류에 따라 첨가되는 물의 백분율을 60 내지 95%의 범위내에서 변화시켰다. 혼합물의 높은 초기 수분함량에도 불구하고 고체기질은 부서지기 쉬운 상태로 남아 있었으며 조직을 상실하지 않았다.

수분함량 및 수분관계

모든 농작물의 종자들은 아글-리그 수분함량의 감소가 고체기질 프라이밍처리(SMP)후 측정되었기 때문에 아그로-리그로부터 수분을 흡수할 수 있었다 (표 1 및 표 2). 평형상태에서 오이를 제외한 모든 농작물은 아그로-리그보다 높은 수분함량 백분율을 가지고 있었다 (표 2). 농작물의 종류에 따라 프라이밍처리를 위한 임계 종자첨가되는 물의 백분율을 42 내지 24%(젖음 기준)의 범위내에서 변화시켰다.

프라이밍처리를 위해 필요한 총 수분 포텐셜 성분들을 측정하였다. 아그로-리그의 수분 포텐셜은 기질 포텐셜(psi-m)과 삼투 포텐셜(psi-s)의 합이다. 농작물에 따라 배지의 수분 포텐셜을 토마토의 고체기질프라이밍처리의 경우인 -1.34 MPa로부터 오이의 고체기질프라이밍처리의 경우인 -1.77 MPa의 범위내에서 변화시켰다. 기질 포텐셜(psi-m)은 총 수분 포텐셜의 작은 부분에 대해서만 기여하였으며, 토마토의 고체기질프라이밍처리의 경우인 3 KPa로부터 오이의 고체기질프라이밍처리의 경우인 23 KPa의 범위를 가지고 있었다. 아그로-리그 단독으로 인한 삼투포텐셜(psi-s)은 수분 포텐셜의 최대 부분에 기여하였으나, 추가의 삼투효과로인해 배지내로의 종자의 용질누출이 발생하였다.

오이의 경우를 제외하고는 아그로-리그의 수분 포텐셜을 열전쌍 습도계측법을 이용하여 그의 성분 부로 과량(아그로-리그보다 적은 수분 포텐셜을 예측)으로 계산하였다 (표 2).

모의 출아 실험

모든 프라이밍 처리된 토마토 종자들을 파종한 결과 프라이밍처리가 이루어지지 않은 경우에 비해 50%의 모 출아까지의 시간 (T50)이 감소하였으며 식물건조중량이 증가하였다 (표 3). 아그로-리그를 사용하여 행한 고체기질 프라이밍처리(SMP) 및 PEG를 사용하여 행한 프라이밍처리에 따라 출아 백분율이 크게 증가하였으나, 상기 PEG처리로 인해 다른 프라이밍처리에 비해 T50이 증가하였으며 식물당 건조중량이 감소하였다. 이러한 실험 및 다른 실험들(데이터는 도시하지 않음)의 결과에 근거하여, 대부분의 실험들에 사용사는 고체 배지로서 아그로-리그를 선택하였다.

무기염을 사용하여 당근 종자를 프라이밍처리한 결과 모 출아의 백분율의 감소하였다 (표 4). 아그로-리그를 사용하여 SMP 종자들을 파종한 결과 보다 빠른 모 출아(T50보다 낮은)가 이루어졌다. 양파 종자를 아그로-리그를 사용하여 SMP를 행한 후 파종한 결과 다른 모든 처리를 한 경우들에 비해 T50의 감소가 이루어졌으며 식물건조중량의 증가가 이루어졌다.

고온 휴면

SMP의 유익한 효과들은 차가운 토양 환경에 농작물들을 파종하여 이미 증명하였다. 또한 상추의 고온 휴면을 경감시키기 위해 단기간내의 프라이밍처리를 또한 실험하였다. 프라이밍처리하지 않은 종자들을 35℃에서 흡수시킨 결과 1%의 발아가 이루어졌다(표 6). 아그로-리그를 사용하여 종래의 프라이밍처리 및 SMP를 행한 결과 고온 휴면을 경감시킬 수 있었다.

종자 프라이밍처리에 있어 임계종자수분함량의 획득이 가장 중요하다 (표 2). 배지의 수분 포텐셜은 종자의 수분함량과 간접적인 관계가 있다 (r=0.75). 브라포드(Bradford)(1986, supra)를 사용하여 상추 종자를 -1.5 Mpa PEG에서 24시간동안 프라이밍처리하였다.

표 1. 15℃에서의 각 종의 채소의 효과적 프라이밍을 위한 종자 대 고체 기질의 최적 비율

중량부
고체		고체	%(z)
지속시간
농작물(일)	기질	종자	기질	수분
토마토	Agro-Lig(1)	1.0	1.5	95	6
	연탄(2)	1.0	1.5	95	6
	물이끼	1.0	1.5	90	6
당근	Agro-Lig	1.0	1.5	90	6
양파	Agro-Lig	1.0	2.0	80	6
상추	Agro-Lig	1.0	2.0	85	1
오이	Agro-Lig	1.0	1.5	60	6

(z)고체 기질의 건조 중량을 기준으로 한 수분 퍼센트

(1)84%의 유기물 총 %, 1% 미만의 질소

(2)90%의 유기물 총 %, 1% 미만의 질소

표 2. SMP후의 Agro-Lrg 및 종자의 수분 함량 퍼센트. Agro-Lrg 의 총 수분 포텐셜은 열전쌍 비중계에 의해 결정됨.

수분 함량 퍼센트
농작물	Agro-Lig(건조기준)	종자(건조기준)	종자(습윤기준)	PsiMPa
토마토	50	67	38	-1.1
당근	42	67	40	-1.2
양파	38	73	42	-1.4
상추	42	72	42	-1.4
오이	35	32	24	-1.9

표 3. 종자 프라이밍 처리가 토마토 모 출아 및 성장에 미치는 영향

처리	출아%	T50(일)	식물당 건조 중량(mg)
미처리	87b	13.0a	4.25c
Agro-Lig	98a	9.1c	8.36a
연탄	95ab	9.6c	8.23a
물이끼	95ab	9.4c	8.02a
-0.10MPa PEG	98a	10.5b	7.02b
1.0% KNO₃및 1.5% K₃PO₄	95ab	9.1c	8.16a

LSD (5%)

표 4. 종자 프라이밍 처리가 오이 모 출아 및 성장에 미치는 영향

처리	출아%	T50(일)	식물당 건조 중량(mg)
미처리	88a	10.8a	1.38c
Agro-Lig	89a	7.7c	2.17a
-0.10MPa PEG	87a	8.5b	1.89b
1.0% KNO₃+ 0.1m K₃PO₄	73b	8.1b	2.02ab

LSD (5%)

표 5. 종자 프라이밍 처리가 양파 모 출아 및 성장에 미치는 영향

처리	출아%	T50(일)	식물당 건조 중량(mg)
미처리	99a	11.0a	2.16c
Agro-Lig	98ab	6.0c	3.61a
34.2% PEG	98ab	8.2b	2.93b
0.2m KNO₃+ 0.1m K₃PO₄	95b	7.8b	2.87b

LSD (5%)

표 6. 종자 프라이밍 처리가 35℃에서의 상추발아에 미치는 영향

처리	처리 지속 시간(시간)	발아 퍼센트
미처리	-	1b
Agro-Lig	24	75a
-0.10MPa PEG	24	71a
0.1% K₃PO₄	20	71a

종자의 수분함량은 본 발명의 데이터와 거의 일치하는 ca 70%였다 (표 2). 당근의 경우 유사한 데이터가 보고된 바 있다; 종자를 -0.1 및 -1.5 MPa PEG 용액에서 6일간 배양한 결과 각기 76 및 68%의 종자 수분함량이 얻어졌다 (Hegarty, 1977, New Phytol. 78: 349-359).

아그로-리그의 수분 포텐셜 성분들에 의한 결과는 매우 흥미롭다. 어느 누구라도 아그로-리그가 유기 토양과 유사하다는 사실에 기인하는 삼투 포텐셜(psi-s)이 수분 포텐셜에 필요한 주요 성분이라는 점을 즉시 예상할 수 있을 것이다. 그러나, 기질 포텐셜(psi-m)은 총 수분 포텐셜의 1.5% 미만만 기여할 수 있었다. 수분 포텐셜의 대부분은 아그로-리그 조성물에 의한 삼투 포텐셜(psi-s)이다. 아그로-리그의 분석결과 물질 단위 g당 칼슘, 마그네슘, 및 나트륨이 각기 10.2 x 10³, 1.84 x 10³, 1.187 x 10³ug이 존재하는 것을 알 수 있었다.

모든 종류의 종자들로부터 삼투 포텐셜(psi-s)에 개여하는 용질누출이 발견되었다. 별도의 실험에서 토마토 종자를 6시간동안 여과수에 담근 후 원래의 수분함량까지 건조시켰다. 미러 젖은 상태로 된 이러한 종자들에 대해 고체기질 프라이밍처리(SMP)를 행한 결과 어린 뿌리의 출아가 이루어졌다. 이와 같이, 고체기질 프라이밍처리(SMP) 중에 이루어지는 종자들로부터의 용질 누출의 삼투효과는 배지의 수분 포텐셜에 기여한다.

종자: 고체 기질: 물의 최적 비를 실험에 의하여 측정했다. 용액으로 프라이밍하는 것과는 다르게, 이러한 계에 있어서는 용액에 대한 고체 기질의 비가 크지 않은 것은 물론이다. 따라서 종자가 용질을 흡수 및 누설함에 따라 매질의 수분 포텐셜이 변화한다. 간단한 스크린 선별 과정을 이용하여 특정한 종자 무더기에 있어서 기질: 물: 첨가제의 최적 비를 얻었다. 이러한 비에 영향을 미치는 몇 개의 인자가 있다. 종자의 특성으로는 한계 종자 수분 함량, 수분 친화성 및 용질 누출량이 있다. Agro-Lig 특성으로는 psi-s에 영향을 미치는 고유한 화학적 조성, 수분 보유력 및 수분 체류 특성이 있다.

모의 출아 및 발아 시험을 수행하여 예비 파종 처리의 촉진 효과를 평가했다. 무기산에 용해된 PEG를 이용한 통상적인 프라이밍 처리를 문헌으로부터 선택했다. 액체 프라이밍 처리와 비교하여 SMP의 효과를 더욱 잘 시험할 수 있었다. Agro-Lig를 이용한 SMP는 모의 발아를 개선하고, T50을 감소시키고 식물 건조 중량을 증가시키는데 있어서 통상적인 프라이밍 처리와 비교하여 통계학적으로 대등하거나 또는 더욱 우수했다 (표 3, 4 및 5). 고온휴면(thermodormancy)은 SMP 또는 액체 프라이밍 처리에 의하여 완화되는 것으로 확인되었다(표 6).

SMP가 통상의 액체 프라이밍 처리보다 우수한 이유가 충분히 이해되지는 않지만, (1) 통기가 우수하고, (2) 식물 독성이 낮고, (3) Agro-Lig에서 성장 촉진 물질이 이용가능하기 때문인 것으로 판단된다. 부식산은 Agro-Lig(America Colloid Co.)로부터 추출한 천연 발생 식물 성장 조절제이다. 부식산은 당근의 경우에 종자 발아 및 모의 성장을 자극하는 것으로 확인되었다(Ricotta 및 Sanders, J.Am. Soc. Hort. Sci. in press). 밀의 경우에 모의 뿌리 및 새가지 성장은 부식산에 의하여 촉진되는 것으로 확인되었다(Triticum asetivum)(Malic 및 Azam, 1985, Environ. and Exp. Bot. 25:245-252).

이와 유사하게, 프라이밍 동안 첨가된 미생물 및 화학제의 사용에 의해서 상승적 결과가 얻어지는 이유가 충분히 이해되지는 않지만, 이러한 결과는 시험에 의하여 확인되었는데, 이러한 시험 결과가 표 7 및 8에서 제시된다.

표 7: 피튬(Pythium) 만연 토양에서 카놀라(Canola) 모 출아에 관한 세라티아 프로티마쿨란스(Serratia proteamaculans) 균주 1-102, 고체 기질 프라이밍 및 화학적 종자 처리의 효과.

심은 후의 일 수, 출아 %
처리	1	2	3	4	5	6	7
비처리	0	0	0	4	17	18	20
SMP	0	0	0	3	10	13	15
Vitavax	0	0	0	10	42	58	64
1-102	0	0	0	8	38	52	60
SMP + 1-102 AP	0	0	0	21	50	62	67
SMP + 1-102 DP	0	0	0	26	63	82	82
SMP = 소성토 및 pH6.8 인산염 완충액에서 고체 기질 프라이밍SMP + 1-102 AP = SMP 후 종자에 부가된 균주 1-102SMP + 1-102 DP = 3일 동안의 프라이밍 동안에 부가된 균주 1-102

표 8: 피륨 만연 토양에서 오이 모 출아에 관한 세라티아 프라티마쿨란스 균주 1-102, 고체 기질 프라이밍 및 생물학적 종자 처리의 효과

심은 후의 일수, 출아 %
처리	1	2	3	4	5	6	7
비처리	0	0	0	0	0	0
SMP	0	1	10	20	23	22
1-102	0	0	1	2	8	8
SMP + 1-102 AP	0	3	15	503	48	43
SMP + 1-102 DP	2	8	58	79	80	80
SMP = 소성토 및 pH6.8 인산염 완충액에서 고체 기질 프라이밍SMP + 1-102 AP = SMP 후 종자에 부가된 균주 1-102SMP + 1-102 DP = 프라이밍 동안에 부가된 균주 1-102

표 7의 데이터로부터, 단독 처리 효과외에도 유익한 미생물과 함께 사용되는 경우 유익한 임분 조성 효과를 얻는데 있어서 고체 기질 프라이밍을 이용할 수 있고 상기 고체 기질 프라이밍이 상승 효과를 가진다는 것이 확인된다. 또한 다른 시험으로부터, 유익한 미생물이 고체 기질 프라이밍 계에 부가된 때 조직적 효과가 입증되었다.

표 8의 데이터로부터, 유익한 미생물은 임목 조성 효과를 제공하는데 있어서 고체 기질 프라이밍과 상승 효과적으로 작용한다는 것이 입증된다. 또한 심어진 모는 고체 기질 프라이밍 계에서 1-102 균주로 처리된 때 모잘록병에 대하여 내성을 가지는 것으로 확인된다. 프라이밍동안의 처리로 인한 30-40% 발아 증가의 차이는 일관된 것으로 확인되었다. 다양한 곡물에 대하여 유익한 슈우도모나스, 코리니박테리아, 엔테로박터 및 바실러스 종에 의해서도 유사한 데이터가 얻어졌다.

기질 프라이밍동안 종자를 유익한 미생물로 접종하여 성장시킨 것을 토양에 미생물을 도입하기 위한 접종계로서 사용할 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "유익한 미생물"은 종자에 의해 접종되는 미생물을 의미하는 것으로서, 하기와 같은 미생물중 어떤 미생물을 의미한다: (1) 식물 뿌리, 토양 및 종자와 결합하는 것 및/또는 내생 식물로 확인되는 것 및 성장 물질 매개 식물 성장을 촉진하고, 생물 조절을 통해 식물 영양 및 해충 구제를 개선하고 및/또는 농업에 이용되도록 식물 건강을 개선하는 것으로 확인된 것; (2) 목표 부위에 효과적으로 운반되는 경우 화학 물질을 분해함으로써 환경 생물개선에 이용될 수 있는 것으로 확인되었거나 또는 이것들로부터 선별 또는 조작될 수 있는 것; 및 (3) 접합 종자로 취급될 수 없는 종의 유전자 특징을 운반하거나 또는 우량 유전자원 및 하이브리드를 증식하도록 접합 종자의 대체물인 체세포배(합성 종자)를 지지 및 보호하는데 있어서 유용한 것으로 판단되는 것. 체세포배의 사용이 다음문헌[Cantliff DJ, Liu JR (1987), "Development of artifical seed of Sweet potate for colonal propargation through somatic embryogenesis in: Methane from biomass: A system approach", Smith WH, Frank JR, (eds) Elesvier, New York, pp 183-195]에 기재되어 있다.

식물과 결합한 유익한 미생물은 자연 토양 환경 어디에나 편재해 있으며, 생태계로부터 오염물을 제거하는데 유익하게 사용된다. 이러한 유익한 미생물은 다음문헌[John Davision, "Plant Beneficial Bacteria", Bio/Technology, pages 282-284 및 Chet 등, "Mechanisms of biocontrol of soil-borne plant pathogens by Rhizobacterial", D.L. Keister 및 P.B. Cregan 발행, The rhizosphere and plant growth, 229-236]에 기재되어 있다. 그러나, 리조븀 및 브라디리조븀 속을 제외하고, 확인되어진 많은 유익한 근권, 토양 또는 종자에 기초하는 미생물중 어느 것도 광범위하게 상업화되지 않았다. 문제는 유익한 미생물이 확인될 수 있는지의 여부가 아니라 재현가능하게 사용되는 접종물을 목표 부위에 경제적으로 운반하는 것이다.

농업 및 환경 생물개선용으로 유익한 미생물이 처리된 육상 생태계에서 사용될 수 있는 지의 여부는 충분한 수의 목표한 유익한 미생물을 경제적인 비용으로 활성을 필요로하는 생태계 부위에 운반하는 것에 실제적으로 좌우된다.

그러나, 종자를 접종한 후 뿌리 환경에서 목표 미생물을 성장시키면, 충분한 수의 목표 미생물을 육상 환경에 운반하기 위한 매커니즘이 얻어진다. 에너지로서 광합성을 이용하고 생물 반응기 부위로서 뿌리표면, 근권 또는 식물 내생 포자를 이용하면 접종물의 체적이 증가한다.

여러가지 속의 식물 성장 촉진 근균(PGPR)이 성장 촉진 및 생물조절 활성을 가지는 것으로 보고되었다(Schroth 및 Handcock, 1981). 이러한 보고는 10년전에 이루어진 것이며 그 이후로 많은 다른 보고가 이루어졌다. 그러나, PGPR은 해로운 근권 미생물에 대한 길항 활성이 부족하고 뿌리상에서의 세균 분포가 불충분하기 때문에 밭에서 사용하기에는 일반적으로 불충분한 것이다. 특정한 PGPR의 임계 한계 개체군이 효과적이고 이를 이용하는 방법이 중요한 것으로 판단된다(Weller, 1988). 고체 기질 프라이밍(SMP) 방법 및 고체 기질 프라이밍에 기초한 미생물 접종 방법(SMPI)이 하기 표 10에서 나타낸 바와 같이 종자에 많은 수의 PGPR을 조성하는데 효과적이며 모를 병해 억제 상태로 조성하는 것으로 확인되었다(Table 1, Eastin, 1987, Solid matrix priming of seeds with microorganisms and selected chemical treatment, 미합중국 특허 제 07/440,470; Eastin 및 Harman, 1987, Biological control and solid matrix priming, 미합중국 특허 034,813호). 표 10의 데이터는 시험되어진 슈도모나스 플루오로신스(Pseudomonas flourescens), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida), 에테로박터 클로아체(Enterobacter cloacae) 및 트리코데르마(Trichoderma) 균주를 이용하여 얻은 결과를 나타낸다.

표 10: 피튬 만연 토양에서 오이 모 출아%에 관한 알렐릭스 (Allelix)의 세라티아 프로티마쿨란스 균주 1-102 및 고체 기질 프라이밍의 효과

심은 후의 일수
처리	1	2	3	4	5	6
비처리	0	0	0	0	0	0
SMP	0	1	10	20	23	22
1-102	0	0	1	2	8	8
SMP + 1-102 AP	0	3	15	50	48	43
SMP + 1-102 DP	2	8	58	79	80	80
SMP = SMP 매질 번호 2 및 pH 6.8 인산염 완충액SMP + 1-102 AP = SMP 후 종장에 부가된 균주 1-102SMP + 1-102 DP = 프라이밍 동안에 부가된 균주 1-102

표 10의 데이터로부터, 세균을 프라이밍하는 동안에 사용하는 것이 프라이밍한 후에 사용하는 것과 비교하여 큰 차이를 나타낸다는 것이 확인될 수 있다. 표 10에서 나타낸 바와 같이 국소적으로 부가된 동일 수의 동일 세균에 의해서 얻어진 더욱 작은 응답과 비교하여 병해 억제 상태에서 SMPI에 의해서 얻어지는 출아 반응이 더욱 우수한 것은 종자를 세균으로 전이 증식하였기 때문인 것으로 판단된다.

상기 SMPI 계는 미생물이 군체로 작용한다는 개념에 기초한 것이며, 상기 SMPI 방법에 의하여 미생물이 수소화 종자 표면에서 성장 및 전이 증식한다. 종자를 프라이밍하는 것 및 프라이밍 동안에 종자상에서 미생물을 성장시키는 과정에 의하여, 종자 상에 조성된 군체로부터 세균 활성을 가지면서 어린 뿌리의 모의 성장이 동시성을 가진다. 종자에서 세균 수가 크게 증가하는 것으로부터, 적당한 접종계가 사용되면 접종물의 농도가 낮은 경우에도 종자의 세균 개체군이 증가할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 접종물이 종자상에서 성장함으로써 증가될 수 있으므로 경제적인 이점이 있다는 것을 알 수 있다.

전술한 바와 같은 유형의 미생물중 어떤 미생물로 토양을 접종하기 위하여, 종자를 입자상 고체 기질 및 종자를 프라이밍하는 양의 물과 혼합됨으로써 프라이밍된다. 이러한 프라이밍은 종자가 최종 식물의 생장력을 증가시키기에 충분한 양의 물을 흡수하기에 충분한 온도 및 시간이지만 종자의 싹을 트게하기에는 불충분한 온도 및 시간동안 수행된다. 이러한 경우에 있어서, 상기 혼합물은 상기 종자와 평형을 이룰 때 -0.5 내지 -2.0 메가파스칼의 수분 포텐셜을 가지며, 상기 입자상 고체 기질은 상기 종자 및 상기 유익한 미생물에 대하여 비병원성을 가진다. 상기 프라이밍 처리된 종자는 상기 한계 발아 습도 범위를 벗어나는 조건하에서 심어지는 반면에, 프라이밍 처리되지 않은 동일종의 종자는 상기 한계 발아 습도 범위내의 조건하에서 심어진다. 이러한 경우에 있어서, 상기 유익한 미생물은 기질을 프라이밍하는 동안 종자 및 기질상에서 성장하여 상기 종자와 함께 심어진다. 상기 종자 및 토양은 유익한 미생물에 의하여 접종된다. 이러한 프라이밍 방법은 유익한 미생물에 대하여 적당하도록 선택된다. 따라서, 상기 종자 및 기질에 군체가 형성된 후, 상기 유익한 미생물은 종자상에 군체수로 존재하여 토양에 운반된다.

일부의 경우에 있어서, 해로운 물질이 프라이밍 동안에 항생작용에 의하여 파괴될 수 있거나 또는 활성을 상실할 수 있다. 예를 들어, 정균성 세균인 슈우도모나스 글라디올리(Pseudomonas gladioli)가 고체 기질 프라이밍 동안에 습기 형태로 단옥수수 종자에 접종되었지만 건조 및 저장동안에 죽었다. 페니실리움(Pennicilium) 및 푸사륨(Fusarium) 종에 대한 강력한 살균제로 작용하므로, SMPI는 효과적인 종자 처리 방법으로 이용될 수 있는 것 외에도 종자 및 토양에 유익한 미생물을 접종하기 위한 매개 수단으로 이용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예가 어느 정도 상세하게 상기에 기술되었지만, 이러한 바람직한 구현예에 대한 많은 변형 및 변화가 본 발명을 일탈하지 않고 이루어질 수 있다. 따라서, 동봉한 청구의 범위내에서, 본 발명은 상기에 상세히 기술한 것과는 다르게 실시될 수 있다.

Claims

종자가 충분한 수분을 섭취하도록 하여 종자 외피 내의 종자 물질의 수분 흡수 특성을 충분히 증진시키는 그러한 시간 동안, 그리고 그러한 온도로 종자, 미립자 고체 기질 및 종자 조절 처리량의 수분을 혼합하는 단계를 포함하는, 손상되지 않은 종자로부터 손상된 종자를 분류하는 방법에 있어서,

손상된 종자를 손상되지 않은 종자로부터 충분히 분리할만큼 팽윤시키는 정도이지만 손상되지 않은 입자가 수분으로부터 해를 당하기 전의 시간에 해당하는 짧은 시간 동안 다량의 수분을 부가하여 종자를 수분 조절 처리한 후에 팽윤된 종자를 그 크기에 의해 팽윤되지 않은 종자로부터 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 손상되지 않은 종자로부터 손상된 종자를 분류하는 방법
제1항에 있어서, 종자를 공정을 통과하는 흐름으로 이동시키면서 수중에 담그는 것을 특징으로 하는 분류 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 종자가 궁극적인 식물 생장력을 증진시키기에는 충분하지만 종자를 발아시키기에는 부족한 수분을 섭취하도록 한느데 충분한 그러한 시간 동안, 그리고 그러한 온도로 종자를 미립자 고체 기질 및 종자 프라이밍 처리량의 수분과 혼합하는 것을 특징으로 하는 분류 방법.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 분류된 손상되지 않은 종자를 프라이밍하고, 프라이밍된 종자를 동종의 프라이밍되지 않은 종자의 한계 발아 온도 범위 및 한계 발아 수분 범위 내가 아니라 프라이밍된 종자에 대한 한계 발아 온도 범위 및 한계 발아 수분 범위 중의 어느 하나 이상의 범위 내에 있는 조건 하에 파종하는 것을 특징으로 하는 분류 방법.
제3항에 있어서, 기질 재료를 종자의 파종 전에 제거하는 것을 특징으로 하는 분류 방법.
제3항에 있어서, 기질 재료를 종자와 함께 파종하는 것을 특징으로 하는 분류 방법.
종자 조절 조절 중에 유전자를 종자에 도입하는 방법으로서,

종자의 상당한 다수의 세포가 세포 사이클의 원하는 단계에 도달되도록 하는 그러한 시간 동안, 그리고 그러한 온도로 연속적인 통기를 동반하여 종자, 미립자 고체 기질 재료 및 종자 프라이밍 처리량의 수분을 혼합하는 단계; 및

유전자를 부가하여 종자를 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 종자 조절 중의 유전자 주입 방법.
제7항에 있어서, 변형된 종자를 파종하는 것을 특징으로 하는 주입 방법.
제7항에 있어서, 변형된 종자를 프라이밍하고 파종하는 것을 특징으로 하는 주입 방법.
제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 변형 후에 종자가 궁극적인 식물 생장력을 증진시키기에는 충분하지만 종자를 발아시키기에는 부족한 수분을 섭취할 때까지 종자를 기질 중에 계속 놓아두는 단계; 기질을 건조시키는 단계; 및 프라이밍된 종자를 동종의 프라이밍되지 않은 종자의 한계 발아 온도 범위 및 한계 발아 수분 범위 내가 아니라 프라이밍된 종자에 대한 한계 발아 온도 범위 및 한계 발아 수분 범위 중의 어느 하나 이상의 범위 내에 있는 조건 하에 파종하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 방법.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 기질 재료를 변형 전에 제거하는 것을 특징으로 하는 주입 방법.
제10항에 있어서, 기질 재료를 종자와 함께 파종하는 것을 특징으로 하는 주입 방법.
제11항에 있어서, 유전자를 유전자 건에 의해 도입하는 것을 특징으로 하는 주입 방법.
제7항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 원하는 단계는 S 단계 또는 G2 단계의 후반 부분 중의 하나인 것을 특징으로 하는 주입 방법.
제9항의 방법에 의해 조절된 종자.