KR20030026023A

KR20030026023A - 과립종자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20030026023A
Application number: KR1020010058999A
Authority: KR
Inventors: 김석현
Original assignee: 김석현
Priority date: 2001-09-24
Filing date: 2001-09-24
Publication date: 2003-03-31
Also published as: KR100426809B1

Abstract

본 발명은 과립종자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, ⒜ 종자의 표면에 1차로 질석(vermiculite)을 코팅하는 단계; ⒝ 상기 질석이 코팅된 종자에 2차로 진주암(perlite)을 코팅하면서 종자를 구형으로 성형시키는 단계; 및 ⒞ 상기 성형된 종자에 3차로 활석(talcum)을 코팅하면서 종자를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 과립종자를 제공한다. 본 발명의 제조방법으로 제조된 과립종자는 적습한 조건 뿐 아니라, 과습 및 건조한 조건하에서도 종자의 표면에 코팅된 물질들이 즉시 파괴 및 분해되어 발아가 잘 되는 장점이 있고, 상기 물질들이 코팅됨으로 인해 종자의 부피와 무게가 증가됨으로써 크기가 작고 가벼운 종자의 경우 파종이 용이하게 되는 장점이 있다.

Description

과립종자 및 그 제조방법{Pelletized seed and a manufacturing method thereof}

본 발명은 과립종자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파종이 용이하고, 적습한 조건 뿐 아니라, 과습 및 건조한 조건하에서도 종자의 표면에 코팅된 물질들이 즉시 파괴 및 분해되어 발아가 잘 될 수 있는 과립종자의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 과립종자에 관한 것이다.

크기가 작거나 가벼운 종자들은 적량 파종이 어려울 뿐 아니라, 파종 후 솎음 노력이 필요하고 파종상의 관리에도 세심한 주의를 요한다. 따라서, 크기가 작거나 가벼운 종자의 기계파종을 용이하게 하고, 종자의 수명을 연장하기 위하여 종자의 표면에 특정물질을 코팅하는 기술이 개발되어 왔다. 예를 들면, 대한민국 특허공보 제 76-287호에는 전착제, 증량제, 식물호르몬류, 식물영양제 및 살균제의 혼합물질을 사용하여 종자의 표면을 코팅시키는 방법이 개시되어 있고, 대한민국 특허공보 제95-1845호에는 폴리옥스(Polyox)-10, 폴리옥스-750의 접착제를 사용하여 50-100 ppm GA₃의 식물 호르몬, 100~500배 희석된 제4종 복합비료의 영양물질, 점토, 벤토나이트, 탈크, 화산회토, 카올린, 칼슘, 목분 및 골분을 혼합한 피복물질과 살충제 및 살균제의 종자 피막형성 처리방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 특허방법들로 제조된 종자들은 대체적으로 종자의 피복두께가 얇아 노지 살포시 각종 조류로부터 종자를 보호하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 대부분 포장에서 발아하는데 소요되는 시간이 길 뿐 아니라, 토양이 과습하거나, 건조할 때에는 종자의 표면에 코팅된 물질이 분해 및 파괴되지 않아 발아가 전혀 되지 않거나 부패하는 문제점이 있다.

한편, 본 발명자는 활성탄소(active carbon), 석고(gypsum), 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 소석회(slaked lime), 활석(talcum), 제올라이트(zeolite), 질석(vermiculite), 벤토나이트(bentonite), 카올린(kaolin)，점토(clay), 규조토(diatomaceous earth) 및 피트모스(peatmoss)로 이루어진 그룹에서 종자 과립시 효과적인 물질을 선발한 바 있고, 상기 물질을 이용해 종자를 과립함에 있어서, 단독으로 과립했을 때보다 2가지 이상의 물질을 혼합하여 종자를 과립했을 때 모양형성정도(shape), 균일도(uniformity) 및 경도(hardness)면에서 효과가 높았음을 규명한 바 있다(김석현 외, 한국작물학회지, 42(2), 76~77, 1997). 그러나, 2가지 이상의 물질들로 과립된 종자가 무처리 종자보다 발아속도가 약간 늦고, 발아율도 낮음을 확인하였다. 이에, 본 발명자는 과립종자의 발아율을 증가시키기 위한 연구를 계속하던 중, 혼합물질의 순서를 달리하여 종자의 표면에 코팅시켰을 경우, 적습한 조건뿐 아니라, 과습 및 건조한 조건에서도 발아율이 증가된다는 것을 규명함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 파종이 용이하고, 적습한 조건 뿐 아니라 과습 및 건조한 조건에서도 높은 발아율을 가질 수 있는 과립종자의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 과립종자를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 과립종자의 제조에 이용되는 과립제조기의 일례를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 1차 질석 코팅단계에서 과립제조기의 드럼 내에 들어있는 종자를 보여주는 것이다.

도 3은 본 발명의 1차 질석 코팅단계에서의 종자의 모습을 보여주는 것이다.

도 4는 본 발명의 2차 진주암 코팅 및 성형단계에서 1차 질석이 코팅된 종자의 표면에 분사기를 이용하여 2% PVA를 분사하는 모습을 나타낸 것이다.

도 5는 본 발명의 2차 진주암 코팅 및 성형단계에서의 종자의 모습을 보여주는 것이다.

도 6은 본 발명의 3차 활석 코팅 및 경화단계에서의 종자의 모습을 보여주는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은

⒜ 종자의 표면에 1차로 질석(vermiculite)을 코팅하는 단계;

⒝ 상기 질석이 코팅된 종자에 2차로 진주암(perlite)을 코팅하면서 종자를 구형으로 성형시키는 단계; 및

⒞ 상기 성형된 종자에 3차로 활석(talcum)을 코팅하면서 종자를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법을 제공한다.

본 명세서에 있어서, "과립물질"이란, 종자를 과립화(pelletization)하기 위하여, 종자의 표면에 코팅되는 물질을 의미하는 것으로서, 질석, 진주암 및 활석으로 이루어진 그룹에서 선택되어진 것을 의미한다. 또한, "과립종자"란 상기 과립물질이 종자의 표면에 코팅되어 과립 형태로 성형됨으로써 종자의 크기가 증가된 종자를 의미한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

과립종자는 제조가 용이해야 하고, 일정 수준이상의 경도가 유지되어야만 취급시 또는 파종시, 특히 기계 파종시 파손의 우려가 없게 된다. 또한, 과립종자는 구형이어야만 파종기계를 이용할 때 1립씩 점파가 가능하게 되며, 결주(missingplant)가 없게 된다.

본 발명에 있어서 과립종자의 제조방법은, 상기한 바와 같이, 1차 과립물질 코팅단계, 2차 과립물질 코팅 및 성형단계 및 3차 과립물질 코팅 및 경화단계로 이루어진다. 이는 종자의 표면에 과립물질을 코팅하여 종자를 과립함에 있어서, 단독물질 보다는 2가지 이상의 물질을 혼합하여 사용했을 때 과립효과(모양형성정도, 균일도 및 경도)가 높음을 규명한, 본 발명자의 연구(김석현 외, 한국작물학회지, 42(2), 76~77, 1997)를 개선한 것으로서, 본 발명은 상기의 연구에서 효과가 높았던 각 과립물질들을 단계적으로 처리한다는 점에 특징이 있다. 본 발명의 과립종자를 제조하는데 이용될 수 있는 과립종자 제조기로는 회전기계 유형(rolling machine type)으로 속도 및 기울기의 조절이 가능한 회전 드럼(drum)이 장착된 과립기계라면 제한없이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같은, 본 발명자가 제조한 과립제조기(실용신안등록 제 0178046호)를 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 과립종자의 제조방법을 보다 구체적으로 살펴본다.

우선, 종자의 표면에 1차 과립물질을 코팅하기 위해서, 종자를 과립제조기의 드럼에 넣은 후, 분사기를 이용하여 수용성 접착제(polymer 또는 sticker라고도 함)를 종자의 표면에 분사한다. 과립제조기의 드럼 내에 있는 종자의 모습을 도 2에 도시하였다. 이후, 1차 과립물질을 상기 과립제조기의 드럼 내로 적당량씩 나누어 투입하면서 종자의 표면에 과립물질이 골고루 코팅되도록 과립제조기를회전시킨다(도 3 참조). 이 때, 과립제조기의 드럼의 회전수는 37rpm로, 경사각은 25°로 하는 것이 바람직하다. 그리고 나서, 도 4에 도시된 바와 같이, 1차 과립물질이 종자의 표면에 완전히 흡착되면 수용성 접착제를 종자의 표면에 다시 분사한 다음, 상기 1차 과립물질 코팅방법과 동일한 방법으로 2차 과립물질을 투입하여 상기 종자의 표면을 재코팅시키면서 종자의 모양을 구형으로 성형한다(도 5 참조). 이 때, 과립제조기의 드럼의 회전수는 65rpm로, 경사각은 25°로 하는 것이 바람직하다. 이후, 2차 과립물질 코팅 및 성형단계를 거친 과립종자의 표면에 다시 수용성 접착제를 분사한 후, 3차 과립물질을 투입하여 종자의 표면을 다시 코팅하면서 과립종자를 운반이나 취급과정에서 깨지지 않도록 단단하게 경화시킨다(도 6 참조). 이 때, 과립제조기의 드럼의 회전수는 73rpm로, 경사각은 30°로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 과립 종자의 제조방법에 따라 종자는 1차 과립물질 코팅단계에서는 1차 과립물질이 그 표면에 코팅되어도 종자 원래의 모양을 그대로 유지하나, 2차 과립물질 코팅 및 성형단계 및 3차 과립물질 코팅 및 경화단계를 거치면서 종자 원래 모양은 없어지고, 구형으로 성형되면서 크기가 증가되어 과립화된다.

본 발명의 과립종자의 제조방법에 있어서, 각 단계별로 처리될 수 있는 과립물질로는 1차 과립물질 코팅단계에서는 토양조건과 비슷한 소재인 질석을, 2차 과립물질 코팅 및 성형단계에서는 비중이 낮은 진주암을, 그리고 3차 과립물질 코팅 및 경화단계에서는 비중과 경도를 높일 수 있는 활석을 사용하는 것이 바람직하다.또한, 상기 과립물질은 질석 : 진주암 : 활석 = 0.8 ~ 1 : 0.8 ~ 4 : 0.8 ~ 1의 비율로 사용하는 것이 바람직하나, 보다 바람직하게는 0.8 ~ 1 : 3.6 ~ 4 : 0.8 ~ 1의 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 질석은 전체 중량에 대하여 15 ~ 17%로, 상기 진주암은 전체 중량에 대하여 66 ~ 70%로, 상기 활석은 전체 중량에 대하여 15 ~ 17%로 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 과립종자의 제조방법의 각 단계에서 이용될 수 있는 수용성 접착제로는 PVA(polyvinyl alcohol), CMC(carboxymethyl cellulose sodium), MC(methyl cellulose), Tween 80, PVP(polyvinyl pyrrolidinone) 또는 HEC(hydroxyethyl-cellulose medium)가 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 PVA를 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 수용성 접착제는 1차 과립물질 코팅단계에서는 전체중량에 대하여 0.5 ~ 1.5%로 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 1%로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 수용성 접착제는 2차 과립물질 코팅 및 성형단계에서는 1.5 ~ 2.5%로 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 2%로 사용하는 것이 바람직하며, 3차 과립물질 코팅 및 경화단계에서는 3.5 ~ 4.5%로 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는 4%로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 과립종자의 제조방법에 따라 제조된 과립종자의 과립두께는 과립되는 종자의 크기에 따라 달라질 수 있으나, 종자크기의 4 ~ 8배가 바람직하다. 특히, 참깨 종자의 경우 종자크기의 5 ~ 7배(약 4.0mm)의 두께가 바람직하고, 배추 만한 크기의 채소종자 또는 알팔파 만한 크기의 목초종자의 경우 종자크기의 4 ∼ 5배의 두께가 바람직하며, 그리고 시호와 같이 크기가 작은 약초종자의 경우 원래 종자크기의 7 ~8배의 두께가 바람직하다.

한편, 본 발명의 과립종자 제조방법에 있어서, 발아 후 작물의 생육 촉진 및 토양 전염성병의 방제를 위해, 상기 1차 과립물질 코팅단계 전에 박테리아를 종자에 접종하는 단계가 추가로 첨가될 수도 있다. 상기 박테리아는 슈도모나스 속(Pseudomonasspp.) M45 등의 근권정착 박테리아(rhizobacteria)라면 제한없이 사용될 수 있으나, 보다 바람직하게는Paenibacillus polymyxaE681을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 박테리아를 종자에 접종하는 방법은 분사기를 이용하여 박테리아 현탁액을 종자의 표면에 분무할 수도 있고, 박테리아 현탁액에 종자를 침지시킬 수도 있으나, 보다 바람직하게는 박테리아 현탁액에 종자를 침지시키는 것이 바람직하다. 나아가, 참깨 종자와 같이 표면이 매끄러운 지방 종자 경우에는 종자 표면에 있는 지방을 제거함으로써 박테리아가 종자의 표면에 침투 및 코팅되는 것을 용이하기 위해, 박테리아를 종자에 접종하기 전에 아세톤 용액에 종자를 침지시키는 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에서 사용될 수 있는 종자는 채소종자, 약초종자, 목초종자 등의 농작물 종자라면 제한없이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

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

<실시예 1>

참깨 종자에 질석(vermiculite), 진주암(perlite) 및 활석(talcum)을 이용하여 과립종자를 제조하였다. 본 발명에 사용된 참깨 종자는 농촌진흥청 작물시험장 유료작물연구실로부터 분양받았다. 하기 표 1에 기재된 양에 따라 질석(실버그린, 삼손 주식회사)을 볼밀(Pascall, Model 12)을 이용하여 60mesh로 미립 마쇄한 질석 분말, 진주암 분말(SM 201, 325mesh, 삼손 주식회사) 및 활석 분말(Grade KG 325mesh, 일신화학 주식회사)을 혼합하였다. 수용성 접착제인 2% PVA(Shinyo Pure Chemicals Co., LTD)를 과립제조기의 드럼내에 있는 종자표면에 분사하였다. 이 때 분사기로는 에어브러시 핸드 피스(airbrush handpiece HP-Roundly 33, Olympos Co. Ltd., Japan)를 컴프래서(Air Compressor, 1.5KW, 2HP, 4P, 세원전기공업 주식회사)와 연결하여 사용하였다. 1% PVA 분사 후, 상기 혼합된 3가지 과립물질을 상기 과립제조기의 드럼에 적당량씩 나누어 투입한 다음, 과립제조기의 드럼의 회전수는 65rpm, 경사각은 25°로 하여 과립제조기의 드럼을 회전시켰다. 상기 혼합된 3가지 과립물질이 종자의 표면에 완전히 흡착된 시점에 즉시 수용성 접착제를 다시 분사하기를 2회 반복하여 과립종자를 제조하였다. 이후, 제조된 과립종자의 모양, 균일도 및 경도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 상기에서 과립종자의 모양은 과립종자를 만들었을 때 과립이 잘 형성되지 않아 외형이 거칠고 균열이 많이 간 것(*; 나쁨), 과립은 형성되었으되 그 모양이 울퉁불퉁 하거나 부분적으로 균열이 간 것(**; 보통), 균열은 없으나 과립이 고르지 않아 상품성이 떨어지는 것(***; 좋음) 및 모양이 둥글고 매끈하여 상품성이 우수한 것(****; 매우 좋음)(이상의 표기는 이하에서 동일함)으로 나누어 모양(형성정도)을 평가하였고, 균일도는 4.0mm의 체(Hoffman, No.10, Aluminum Grain Dockage Sieve)를 이용하여 측정하였으며,경도는 경도계(Kiya-1600C)를 사용하여 1.0 이상인 것을 우수한 것으로 판정하였다(민태기 외. 1996. 한국 작물 학회지 41(5):535-541).

또한, 제조된 과립종자를 하기의 방법에 따라 적습한 조건에서의 발아율을 조사하였다. 참깨 재배포장에서 채취한 사질양토를 사각 플라스틱 통에 2/3정도 채우고, 그 위에 상기 과립 참깨 종자를 10립씩 3반복으로 하여 5.0㎖의 물을 가한 후, 종자두께의 3배정도 되도록 흙을 덮고, 다시 물을 5.0㎖ 가하여 토양의 수분을 13.36%로 조절하였다. 이 때 토양수분함량은 레이몬드 등의 문헌(Raymond W. Milleret al.,An Introduction to Soil and Plant Growth 2nd ed. Prentice-Hall, Inc., 1990)을 참고로 하여 결정하였으며, 토양수분 조절은 농촌진흥청 농사시험연구 조사기준인 하기 식으로 표현되는 오븐 드라이(Oven Dry) 방법에 따라 실시하였다.

중량(%) = [토양 중 수분함량무게/(토양무게 - 토양 중 수분함량무게)] x 100

그리고 나서, 수분 증발을 막기 위하여 밀봉한 다음, 23℃의 항온기에서 배양하였다. 이후, 3, 6, 9 및 12일째의 발아율을 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 대조구는 과립하지 않은 무처리 참깨 종자이다. 발아기준은 무처리 참깨 종자는 어린 뿌리가 출현할 때를, 과립종자는 파쇄된 과립물질 사이로어린 뿌리가 출현할 때를 발아로 판정하였다.

<비교예 1~2>

점토(Clay, 60mesh의 체에 통과시킨 것), 질석 및 활석 또는 점토, 진주암 및 활석을 이용하여 하기 표1에 기재된 양에 따라 혼합하여 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 과립종자를 제조하였다. 이후, 제조된 과립종자의 모양, 균일도 및 경도를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 또한, 제조된 과립종자의 적습한 조건에서의 발아율을 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

	혼합	점토(C)	진주암(P)	질석(V)	활석(T)
실시예 1	V+P+T	-	9,500㎖(798)g	2,250㎖(1,782)g	2,250㎖(1,647)g
비교예 1	C+V+T	4,750㎖(3,668)g	-	4,750㎖(376)g	4,500㎖(3,294)g
비교예 2	C+P+T	2,800㎖(1,985)g	2,800㎖(235)g	-	8,400㎖(6,149)g

	모양	균일도	경도
실시예 1	****	****	****
비교예 1	***	***	****
비교예 2	***	****	****

****: 매우 좋음 ***: 좋음 **: 보통 *: 나쁨

상기 표 2에 기재된 바와 같이, 질석, 진주암 및 활석의 혼합물(V+P+T)을 사용하여 종자를 과립했을 경우, 모양, 균일도 및 경도면에서 가장 우수함을 확인할 수 있었다.

	발아율(%)
	3일째	6일째	9일째	12일째
대조구	86	91	91	91
실시예 1	45	64	85	90
비교예 1	15	33	42	48
비교예 2	4	12	49	66

상기 표 3에서와 같이, 질석, 진주암 및 활석의 혼합물(V+P+T)을 사용하여 종자를 과립했을 경우, 발아율이 가장 우수하였으나, 대조구에 비해 약간 떨어지는 것을 볼 수 있었다.

<실시예 2>

상기 실시예 1에서 질석, 진주암 및 활석을 혼합하여 과립했을 때 과립효과(모양, 균일도 및 경도) 및 발아율이 우수함을 확인하였다. 그러나, 발아율은 무처리 종자에 비해 약간 떨어지는 것을 볼 수 있었다. 따라서, 본 발명자들은 질석, 진주암 및 활석을 혼합하지 않고, 단계적으로 사용했을 때 과립종자의 과립효과 및 발아율을 알아보았다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 참깨 종자 2ℓ(1,350g)를 과립제조기(실용신안등록 제 0178046호)의 드럼에 넣고 분사기(Spray Gun, DW-71, 대원금속 주식회사)를 이용하여 1% PVA 용액(Shinyo Pure Chemicals Co., LTD) 420ℓ를 종자의 표면에 분사하면서 질석(실버그린, 삼손 주식회사)을 볼밀(Pascall, Model 12)을 이용하여 60mesh의 크기로 마쇄한 질석 분말 2,000㎖(1,584g)를 과립제조기 드럼내에 투입하였다. 이후, 도 3에 도시된 바와 같이, 과립제조기의 드럼 회전수를 37rpm로, 경사각을 25°로 하여 과립제조기의 드럼을 회전시키면서 질석 분말을 종자의 표면에 30분 동안 코팅하였다.

그리고 나서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 질석이 코팅된 종자의 표면에 2% PVA 용액 1,660㎖를 분사하면서 진주암 분말(SM 201, 325mesh, 삼손 주식회사) 10,000㎖(840g)를 과립제조기 드럼내에 투입하였다. 이후, 과립제조기 드럼의 회전수를 65rpm로, 경사각을 25°로 하여 상기 진주암 분말을 종자의 표면에 20분 동안 코팅하면서 과립종자의 형태를 구형으로 만들었다. 2차 과립물질(진주암) 코팅 및 성형단계에서의 과립종자의 모습은 도 5에 나타내었다.

그리고 나서, 상기 성형된 과립종자를 20분 정도 통풍이 잘 되는 그늘에서 건조시킨 후, 드럼에 다시 넣고, 4% PVA 용액 420㎖를 상기 성형된 종자의 표면에 분사기(Spray Gun, DW-71, 대원금속 주식회사)를 이용하여 분사하면서, 활석 분말(Grade KG 325mesh, 일신화학 주식회사) 2,000㎖(1,464g)를 과립제조기의 드럼내에 투입하였다. 이후, 과립제조기의 드럼의 회전수를 73rpm로, 경사각을 30°로 하여 상기 활석 분말을 상기 과립종자의 표면에 30분 동안 코팅시켰다. 3차 과립물질(활석) 코팅 및 경화단계에서의 과립종자의 모습은 도 6에 나타내었다.

이후, 제조된 과립종자의 모양, 균일도 및 경도를 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 또한, 적습한 조건에서의 발아율을 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

<비교예 3 내지 7>

하기 표 4에 기재된 바와 같이, 질석, 진주암 및 활석의 단계별 처리순서를 달리하여 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 과립종자를 제조하였다. 이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 과립종자의 모양, 균일도, 경도 및 발아율을 측정하여 하기 표 5 및 6에 나타내었다.

	1차 과립물질	2차 과립물질	3차 과립물질
실시예 2	질석 2,000㎖(1,584)g	진주암 10,000㎖(840)g	활석 2,000㎖(1,464)g
비교예 3	질석 2,000㎖(1,584)g	활석 10,000㎖(7,320)g	진주암 2,000㎖(168)g
비교예 4	진주암 2,000㎖(168)g	질석 10,000㎖(7,920)g	활석 2,000㎖(1,464)g
비교예 5	진주암 2,000㎖(168)g	활석 10,000㎖(7,320)g	질석 2,000㎖(1,584)g
비교예 6	활석 2,000㎖(1,464)g	진주암 10,000㎖(840)g	질석 2,000㎖(1,584)g
비교예 7	활석 2,000㎖(1,464)g	질석 10,000㎖(7,920)g	진주암 2,000㎖(168)g

	모양	균일도	경도
실시예 2	****	****	****
비교예 3	***	***	****
비교예 4	****	***	****
비교예 5	***	***	***
비교예 6	***	**	***
비교예 7	****	***	****

****: 매우 좋음 ***: 좋음 **: 보통 *: 나쁨

상기 표 5에 기재된 바와 같이, 질석, 진주암 및 활석의 순서로 사용하여 과립종자를 제조한 경우 모양, 균일도 및 경도면에서 가장 우수함을 확인할 수 있었다.

	발아율(%)
	3일째	6일째	9일째	12일째
대조구	85	92	92	92
실시예 2	53	67	86	89
비교예 3	53	61	75	75
비교예 4	15	27	42	43
비교예 5	7	11	34	63
비교예 6	15	25	43	59
비교예 7	10	10	23	47

또한, 상기 표 6에 기재된 바와 같이, 질석, 진주암 및 활석의 순서로 사용하여 과립종자를 제조한 경우 발아율이 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 이는 질석, 진주암 및 활석의 순서로 사용했을 때, 즉 토양과 비슷한 소재인 질석으로 종자의 표면을 1차 코팅한 후, 비중이 낮은 진주암을 이용하여 상기 질석이 코팅된 종자를 재코팅하여 구형으로 성형하고, 다시 비중이 높은 활석으로 다시 코팅하여 과립종자를 경화시키는 단계를 통하여 종자를 과립했을 때, 코팅된 각 물질들이 적습한 조건에서 즉시 파괴 및 분해된다는 것을 보여주는 것이다.

<실시예 3 내지 10>

본 발명에 따른 과립종자를 제조함에 있어서, 단계별 처리되는 과립물질의최적의 배합비율을 알아보기 위해, 참깨종자를 사용하여 질석, 진주암 및 활석을 하기 표 7에 기재된 배합비율로 첨가하여 상기 실시예 2와 동일한 방법에 따라 참깨 과립종자를 제조하였다. 이후, 제조된 과립종자의 모양, 균일도 및 경도를 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 8에 나타내었다. 또한, 제조된 과립종자의 적습한 조건에서의 발아율을 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다. 대조구는 과립하지 않은 무처리 참깨 종자이다.

	배합비율(V:P:T)	질석(V)	진주암(P)	활석(T)
실시예 3	1:4:1	2,000㎖(1,584)g	10,000㎖(840)g	1,000㎖(1,464)g
실시예 4	1:1:1	4,667㎖(3,696)g	4,667㎖(392)g	4,667㎖(3,416)g
실시예 5	1:2:1	3,500㎖(2,772)g	7,000㎖(588)g	3,500㎖(2,562)g
실시예 6	1:3:1	2,800㎖(2,218)g	8,400㎖(706)g	2,800㎖(2,050)g
실시예 7	1:5:1	2,000㎖(1,584)g	10,000㎖(840)g	2,000㎖(1,464)g
실시예 8	2:1:2	5,600㎖(4,435)g	2,800㎖(235)g	5,600㎖(4,099)g
실시예 9	3:1:1	8,400㎖(6,653)g	2,800㎖(235)g	2,800㎖(2,050)g
실시예 10	1:1:3	2,800㎖(2,218)g	2,800㎖(235)g	8,400㎖(6,149)g

	모양	균일도	경도
실시예 3	****	****	****
실시예 4	****	***	****
실시예 5	****	***	****
실시예 6	***	****	****
실시예 7	***	****	****
실시예 8	***	***	****
실시예 9	****	***	****
실시예 10	***	**	****

****: 매우 좋음 ***: 좋음 **: 보통 *: 나쁨

상기 표 8에 기재된 바와 같이, 질석, 진주암 및 활석의 배합비율이 1:4:1이었을 때 과립종자의 모양, 균일도 및 경도면에서 가장 우수함을 확인할 수 있었다.

	발아율(%)
	3일째	6일째	9일째	12일째
대조구	86	95	95	96
실시예 3	75	90	90	92
실시예 4	69	84	85	85
실시예 5	75	80	85	85
실시예 6	81	85	85	87
실시예 7	80	89	89	89
실시예 8	47	65	69	69
실시예 9	21	35	40	43
실시예 10	42	65	67	75

상기 표 9에 기재된 바와 같이, 적습한 조건에서의 발아율 또한 질석, 진주암 및 활석의 배합비율이 1:4:1이었을 때 가장 높음을 확인할 수 있었다.

<실시예 11 내지 14>

본 발명의 과립종자를 제조함에 있어서, 각 단계에서의 과립물질의 부착을 위해 사용되는 수용성 접착제인 PVA의 최적 농도(%)를 알아보기 위해, 하기 표 10과 같이 여러 가지 농도(%)의 PVA를 처리하여 실시예 2와 동일한 방법에 따라 과립종자를 제조하였다. 이 때, 과립물질 단계별 처리는 질석, 진주암 및 활석의 순서로 하고, 그 배합비율은 1:4:1로 하였다. 이후, 제조된 과립종자의 모양, 균일도 및 경도를 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 측정하여 그 결과를 하기 표 11에 나타내었다. 또한, 제조된 과립종자의 적습한 조건에서의 발아율을 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 대조구는 과립하지 않은 무처리 참깨 종자이다.

	1차 과립물질 코팅	2차 과립물질 코팅	3차 과립물질 코팅
실시예 11	0.5%	1.5%	3.5%
실시예 12	1.0%	2.0%	4.0%
실시예 13	1.5%	2.5%	4.5%
실시예 14	2.0%	3.0%	5.0%

	모양	균일도	경도
실시예 11	****	***	****
실시예 12	****	****	****
실시예 13	**	****	****
실시예 14	**	**	****

****: 매우 좋음 ***: 좋음 **: 보통 *: 나쁨

상기 표 11에서와 같이, 1차 과립물질 코팅시에는 0.5 ~ 1.5%의 PVA를, 2차 과립물질 코팅시에는 1.5 ~ 2.5%의 PVA를, 그리고 3차 과립물질 코팅시에는 3.5 ~ 4.5%의 PVA를 처리하여 과립종자를 제조한 경우 과립종자의 과립효과(모양, 균일도 및 경도)가 우수함을 확인할 수 있었다. 특히, 각 단계별로 1.0% PVA, 2.0% PVA, 그리고 4.0% PVA를 사용하여 처리했을 때 과립효과가 가장 우수함을 확인할 수 있었다.

	발아율(%)
	3일째	6일째	9일째	12일째
대조구	85	90	92	92
실시예 11	78	84	87	88
실시예 12	81	87	94	94
실시예 13	45	66	70	73
실시예 14	15	25	39	43

상기 표 12에 기재된 바와 같이, 1차 과립물질 코팅시에는 0.5 ~ 1.5%의 PVA를, 2차 과립물질 코팅시에는 1.5 ~ 2.5%의 PVA를, 그리고 3차 과립물질 코팅시에는 3.5 ~ 4.5%의 PVA를 처리하여 과립종자를 제조한 경우 과립종자의 발아율이 대체적으로 우수함을 확인할 수 있었다. 특히, 각 단계별로 1.0% PVA, 2.0% PVA, 그리고 4.0% PVA를 사용하여 처리했을 때 발아율이 가장 우수하였으며, 12일째에서는 대조구에 거의 비슷함을 확인할 수 있었다.

<실시예 15>

상기 실시예 2 내지 14에서 과립종자 제조시 질석, 진주암 및 활석을 1:4:1의 배합비율에 따라 단계적으로 처리했을 때, 그리고 수용성 접착제(PVA)를 1차 과립물질 코팅시에는 1.0%로, 2차 과립물질 코팅시에는 2.0%로, 그리고 3차 과립물질 코팅시에는 4.0%로 사용했을 때 과립종자의 과립효과 및 적습한 조건에서의 발아율이 우수함을 확인하였다. 따라서, 본 발명자들은 상기 실시예 12에서 제조된 과립종자가 파종상의 토양수분이 과할 때(과습한 조건)에도 발아가 잘 되는지를 규명하기 위하여 1/2,000a 와그너 폿트에 사질토양을 수분함량이 25.20%가 되게 조절하여상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 파종하였다. 이 때 토양수분함량은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 결정하였으며, 토양수분은 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 조절하였다. 이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 3, 6, 9 및 12일째의 발아율을 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 13에 나타내었다. 대조구는 과립하지 않은 무처리 참깨 종자이다.

	과습한 조건에서의 발아율(%)
	3일째	6일째	9일째	12일째
대조구	64	77	80	80
실시예 12	52	62	75	80

상기 표 13에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 과립종자가 과습한 조건에서도 무처리 참깨 종자와 비슷한 발아율을 보임을 확인할 수 있었다.

<실시예 16>

상기 실시예 12에서 제조된 과립종자가 파종상의 토양수분이 건조할 때(건조한 조건)에도 발아가 잘 되는지를 규명하기 위하여, 상기 실시예 12에서 제조된 과립종자를 1/2,000a 와그너 폿트에 사질토양의 수분함량이 7.47%가 되게 조절하여 파종하였다. 이 때 토양수분함량은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 결정하였으며, 토양수분은 상기 실시예 1과 동일한 방법에 따라 조절하였다. 이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 3, 6, 9 및 12일째의 발아율을 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 14에 나타내었다. 대조구는 과립하지 않은 무처리 참깨 종자이다.

	건조한 조건에서의 발아율(%)
	3일째	6일째	9일째	12일째
대조구	75	83	89	91
실시예 12	79	85	91	91

상기 표 14에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 과립종자가 건조한 조건에서도 대조구와 비슷한 발아율을 보임을 확인할 수 있었다. 이는 종자에 과립된 과립물질인 진주암이 건조한 토양조건에서도 수분 흡착력이 커서 즉시 파괴 및 분해된다는 것을 보여주는 것이다.

<실시예 17>

하기의 방법에 따라 1차 질석 코팅단계 전에 근권정착 박테리아인Paenibacillus polymyxaE681을 종자에 접종하는 단계를 추가하여 과립종자를 제조하였다. 참깨 종자의 표면에 있는 지방을 제거하기 위해, 100% 순수 아세톤 1,000㎖에 참깨 종자 2ℓ(1,350g)를 5초간 침지시킨 후, 신문지 위에 고루 펴서 10분간 아세톤을 휘발시켰다.Paenibacillus polymyxaE681(경상대학교 식물병 연구실 박창석 교수님으로부터 분양받음; 특허번호 제 0220402호)을 TSB(Tryptone Soya Broth)(Scharlav Co.) 액체배지에서 37℃ 조건으로 7일간 배양한 후, 10⁸cells/ℓ가 되도록 배양액을 희석하였다. 그리고 나서, 상기 아세톤을 휘발시킨 참깨 종자 2ℓ(1,350g)를Paenibacillus polymyxaE681의 배양액 2ℓ에 60분동안 침지시켰다.이후, 질석, 진주암 및 활석을 이용하여 상기 실시예 12와 동일한 방법에 따라 과립종자를 제조하였다. 상기 제조된 과립종자를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 파종하여 박테리아 처리에 따른 과립 참깨의 생육특성, 질병 발생 및 종실수확량을 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 15에 나타내었다. 상기에서 식물의 질병은 엽고병(잘록병)과 역병을 농촌진흥청 농사시험연구조사기준에 따라 조사하였다. 대조구는 박테리아 처리 및 과립하지 않은 무처리 참깨 종자이다.

	줄기의 길이(cm)	분지수(개)	포기당 꼬뚜리수(개)	병발생	Paenibacillus polymyxaE681의 밀도(cfu/뿌리1g)	종실수확량(kg/10a)
대조구	128	3	71	8	0	52
실시예 12	151	4	106	7	0	68
실시예 17	160	6	120	5	3.5×10¹	72

상기 표 15에 기재된 바와 같이, 과립 전에 근권정착 박테리아인Paenibacillus polymyxaE681을 종자의 표면에 접종함으로써 과립종자의 발아 후 생장이 촉진되고, 병 발생이 적음을 확인할 수 있었다. 또한, 근권정착 박테리아를 접종하기 전에 아세톤을 처리함으로써, 미생물 접종이 어려운 지방 종자인 참깨 종자의 표면에 있는 지방을 분해하여 박테리아의 접종 효율(밀도)을 높일 수 있었으며, 아세톤 처리가 종자 발아에는 지장을 주지 않음을 확인할 수 있었다.

본 발명의 제조방법으로 제조된 과립종자는 적습한 조건 뿐 아니라, 과습 및 건조한 조건하에서도 종자의 표면에 코팅된 물질들이 즉시 파괴 및 분해되어 발아가 잘 되는 장점이 있고, 상기 물질들이 코팅됨으로 인해 종자의 부피와 무게가 증가됨으로써 크기가 작고 가벼운 종자의 경우 파종이 용이하게 되는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 과립종자는 과립물질이 질석, 진주암 및 활석의 3층으로 과립되었기 때문에 상기 과립종자를 노지에 살포하여도 각종 조류로부터 보호가 가능한 이점이 있다.

Claims

종자의 표면에 질석(vermiculite), 진주암(perlite) 및 활석(talcum)의 혼합물을 코팅하는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 1항에 있어서,

⒜ 종자의 표면에 1차로 질석을 코팅하는 단계;

⒝ 상기 질석이 코팅된 종자에 2차로 진주암을 코팅하면서 종자를 구형으로 성형시키는 단계; 및

⒞ 상기 성형된 종자에 3차로 활석을 코팅하면서 종자를 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 각 단계에서 수용성 접착제를 이용하는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 수용성 접착제는 PVA(polyvinyl alcohol), CMC(carboxymethyl cellulose sodium), MC(methyl cellulose), Tween 80,PVP(polyvinyl pyrrolidinone) 및 HEC(hydroxyethyl-cellulose medium)로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 수용성 접착제는 1차 질석 코팅단계에서 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 1.5%로 사용되는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 수용성 접착제는 2차 진주암 코팅 및 성형단계에서 전체 중량에 대하여 1.5 ~ 2.5%로 사용되는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 3항에 있어서, 상기 수용성 접착제는 3차 활석 코팅 및 경화단계에서 전체 중량에 대하여 3.5 ~ 4.5%로 사용되는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 질석은 전제 중량에 대하여 15 ~ 17%인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 진주암은 전제 중량에 대하여 66 ~ 70%인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 활석은 전제 중량에 대하여 15 ~ 17%인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 2항에 있어서, 질석, 진주암 및 활석의 배합비율이 0.8 ~ 1 : 3.6 ~ 4 : 0.8 ~ 1인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 과립종자의 과립 두께는 원래종자 크기의 4 ~ 8배인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 2항에 있어서, 1차 질석 코팅단계 전에 박테리아를 종자에 접종하는 단계가 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 13항에 있어서, 상기 박테리아를 종자에 접종하는 것은 박테리아 현탁액을 분사기를 이용하여 종자의 표면에 분사시키거나 또는 박테리아 현탁액에 종자를 침지시키는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 13항에 있어서, 상기 박테리아를 종자에 접종하는 것은 아세톤에 종자를 침지시켜 종자 표면의 지방을 제거한 후에 행해지는 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박테리아는 근권정착 박테리아인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 16항에 있어서, 상기 근권정착 박테리아는Paenibacillus polymyxaE681인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 종자는 채소종자, 약초종자, 목초종자 등의 농작물 종자인 것을 특징으로 하는 과립종자의 제조방법.
제 1항 또는 제 2항의 방법으로 제조된 과립종자.