KR20140045268A - 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물의 종자를 파종하기 전에 씨앗에 전기자극을 주어 발아를 향상시키고, 파종후에 식물의 생장을 향상시킴으로써 그 생산성을 높이는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일실시예는 식물의 씨앗을 17 ~ 27℃의 물이 담긴 수조에 3시간 내지 80시간 침지시켜 수분을 흡수하도록 하여, 상기 수분을 흡수한 씨앗이 침지된 수조내에 전기자극을 주도록 이루어져, 물에 불린 씨앗에 별도의 설비 없이 간단하게 전기자극 만을 주어, 식물의 종자를 파종하기 전에 식물 씨앗의 생체전기를 활성화시켜, 파종후에 식물의 생장을 향상시킴으로써 그 생산성을 높일 수 있으며, 전기적 충격을 가하지 않은 종에 비해 크게 그리고 질감이 단단하고 잎이 보다 크게 성장함므로 생산성 향상 뿐만 아니라 보다 장기적으로 보관할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

Description

전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법{method of plant growth}

본 발명은 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식물의 종자를 파종하기 전에 씨앗에 전기자극을 주어 발아를 향상시키고, 파종후에 식물의 생장을 향상시킴으로써 그 생산성을 높이기 위한 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법에 관한 것이다.

일반적으로 식물 씨앗의 발아를 촉진시키기 위해서는 씨앗에 생장 촉진용 조성물, 미생물 등을 처리하여 발아를 촉진시키거나 식물의 생장을 촉진시키도록 하는데, 이와 같은 방법은 별도의 조성물을 만들어야 하기 때문에, 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 발아 불량을 해결할 목적으로 종래, 종자에 대한 물리적 또는 화학적인 여러가지 처리가 시도되고 있다. 예를들면, a)물에 장시간 침지해 두는 방법, b)모래 등의 연마재 입자와 종자를 혼합하여 드럼 중에서 회전함으로써 마상 시키는 방법, c)액체질소 등에 의해 일시적으로 동결된 종피에 압력을 가해 박피하는 방법, d)종피의 일부에 레이저광을 조사하여 종피의 일부에 천공을 실시하는 방법 등이 실시되어 왔으나, 기술적인 완성도가 떨어지고 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 특허등록 제0215920호 "식물생장촉진장치"(특허문헌 1)이 있다. 상기 배경기술에서는 "통형으로 된 절연체의 중앙에 상하로 개방되는 종자 생장실을 형성하여 대상 식물종자를 재배할 수 있는 종자생장장치를 설치하고, 절연체의 바깥표면 또는 안쪽 표면 좌·우측 또는 상·하측에 전계 발생전극을 대향설치하고, 절연체의 바깥 표면 전·후측에 자계 발생수단을 설치하고, 종자생장장치의 상부에 저온 플라즈마 발생수단과 기능수 발생 및 산포 주입수단을 설치하고, 상기 전계발생전극 및 자계 발생수단 그리고 저온 플라즈마 발생수단과 기능수 발생 및 산포주입 수단을 제어기에 각각 전기 접속하여 전계 및 자계의 세기와 형태와 주기의 제어는 물론 저은 플라즈마 상태와 기능수의 공급수량과 급수주기와 위치까지도 제어되게 한 식물생장촉진장치."를 제안한다.

그러나 상기 배경기술은 전계(電界)와 자계(磁界)가 인가되는 식물생장실내에서 식물종자를 재배시킴으로써 식물의 발아와 생장을 촉진시키고 균일 생장하도록 하는데, 이와 같은 설비를 필수 구성한 식물생장실을 필요로 하여, 시설비 및 유지비가 과대하게 소요되며 설치가 복잡한 문제점이 있었다.

특허등록 제0215920호 "식물생장촉진장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물에 불린 씨앗에 별도의 설비 없이 간단하게 전기자극 만을 주어, 식물의 종자를 파종하기 전에 식물 씨앗의 생체전기를 활성화시켜, 파종후에 식물의 생장을 향상시킴으로써 그 생산성을 높일 수 있으며, 전기적 충격을 가하지 않은 종에 비해 크게 그리고 질감이 단단하고 잎이 보다 크게 성장하므로 생산성 향상 뿐만 아니라 보다 장기적으로 보관할 수 있는 매우 유용한 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 식물의 씨앗을 17 ~ 27℃의 물이 담긴 수조에 3시간 내지 80시간 침지시켜 물을 흡수하도록 하여 발아시키고, 상기 발아된 씨앗이 침지된 수조에 전기자극을 주도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법을 제공하고자 한다.

또한, 전기자극은 12V 80A( 이하 'A'는 암페어를 뜻함)로 2초 내지 20초 동안 자극하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법을 제공하고자 한다.

또한, 전기자극시 전극의 간격은 40~60mm의 간격을 이루도록 설치하여 전기자극을 가하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법을 제공하고자 한다.

또한, 씨앗을 수조에 침지시켜 발아시킬 때, 수조에 초음파 발생기를 인입하여 60분에서 180분동안 초음파 처리하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법을 제공하고자 한다.

또한, 씨앗을 수조에 침지시키기 전에, 씨앗을 별도의 수조에 침지시켜 25 ~ 45℃의 항온기에 넣고 50 ~ 60분간 유지시키도록 하는 열자극 전처리단계를 추가로 구성하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법은 물에 불린 씨앗에 별도의 설비 없이 간단하게 전기자극 만을 주어, 식물의 종자를 파종하기 전에 식물 씨앗의 생체전기를 활성화시켜, 파종후에 식물의 생장을 향상시킴으로써 그 생산성을 높일 수 있으며, 전기적 충격을 가하지 않은 종에 비해 크게 그리고 질감이 단단하고 잎이 보다 크게 성장하므로 생산성 향상 뿐만 아니라 보다 장기적으로 보관할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 전기자극을 가한 볍씨와 전기자극을 가하지 않은 볍씨의 성장으로 수확한 벼이삭을 비교한 사진이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만, 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이하 바람직한 실시예에 따라 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

전기적 충격인 벼락이 떨어진 곳의 식물들이 주변에 비해 보다 빨리 그리고 무성하게 자라났다. 즉, 식물에 약한 전기자극을 주면 활동전위(action potential , 活動電位)의 증가로 식물의 생체전기가 활성화되어 생장에 관여하는 식물 호르몬의 분비가 증가되어 식물의 생장이 촉진된다.

부가적으로, 식물 호르몬(plant hormone)은 식물의 특정 부위에서 만들어지고 식물체내의 다른 부분으로 이동하여 적은 양으로 생리적 작용을 일으키는 유기화합물을 말한다.

따라서 본 발명에서는 식물의 씨앗의 파종전에 약한 전기자극을 주어 씨앗의 식물 호르몬을 증가시켜 발아를 촉진시킴과 동시에 파종후에 식물의 생장을 촉진하여 그 생산성을 높이도록 한다.

본 발명은 식물의 씨앗을 17 ~ 27℃의 물이 담긴 수조에 3시간 내지 80시간 침지시켜 물을 흡수하도록 하여 발아시키고, 상기 발아된 씨앗이 침지된 수조에 전기자극을 주도록 한다.

본 발명에 사용될 수 있는 식물의 씨앗은 배추씨, 콩, 볍씨 등 거의 모든 종류의 씨앗을 단순히 별도의 설비 없이 전기자극만으로 발아 및 생장을 촉진시킬 수 있다.

씨앗은 종류에 따라 침지시간이 달라질 수 있으나, 볍씨의 경우 기본적으로 3시간 이상 침지시키지 않으면 수분 흡수가 효과적으로 일어나지 않고, 상기 씨앗은 충분히 수분을 흡수하지 않아 전기자극시에 생체 전기 활성화를 기대하기 어렵다. 또한, 80시간 이상 침지시키면, 대량으로 처리할 수는 있지만 물에 너무 오랜시간 침지할 경우 성장과정에서 종실이 썩게 되는 문제점이 있으며, 발아 이후에도 일정기간 성장이 더딘 문제점이 있기 때문에, 3시간 내지 80시간 침지시키는 것이 바람직하다.

또한, 침지시의 온도는 17 내지 27℃의 온도의 물을 사용하는데, 이는 상온과 거의 유사한 온도이며, 일정한 온도가 유지되도록 하는 것이 바람직하며, 수조안의 물의 온도를 필요이상으로 끌어올리기 위한 별도의 가열장치가 필요하지 않다. 다만 17℃ 이하의 물을 사용하여 씨앗을 침지시키면, 발아되기까지의 침지시간이 오래걸리기 때문에 17℃이상의 물을 사용하는 것이 바람직하고, 27℃이상의 물을 사용하면 씨앗의 수분흡수율을 높일 수 있으나 씨앗이 썩는 경우가 있기 때문에 17~27℃ 범위의 물에 씨앗을 침지시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 일정한 온도의 수조속의 물에 침지되어 씨앗이 불려지고, 불려진 씨앗이 침지되어 있는 상태로 수조내의 볍씨에 전기자극을 하여 식물의 생체전기가 활성화되어 생장에 관여하는 식물 호르몬의 분비가 증가되도록 한다.

수조의 전기자극을 가할때에는 배터리 등을 이용하는 등 공지의 다양한 방법을 이용하여 전기자극을 줄 수 있다. 예를 들어 별도의 전기자극 설비없이 배터리를 이용할 수 있으며, 전기 연결선을 이용, 한 개의 전기 연결선은 플러스에 연결하고 또 다른 한 개의 전기 연결선은 마이너스에 연결하여 플러스 쪽 점프선과 마이너스 쪽 점프선의 끝 점을 가능한 거리를 가깝게 하여 그 사이에 씨앗을 두어 전기적 충격을 높일 수 있는 상태로 만들어 전기자극을 가한다.

즉, 수분을 흡수한 씨앗에 전기자극을 가할 때에는, 플러스 전극과 마이너스 전극 사이에 씨앗이 위치하도록 하여 전기자극 효과를 높일 수 있도록 하는 것이다.

또한, 전기자극은 12V 80A로 2초 내지 20초 동안 자극하도록 하는 것을 특징으로 한다. 전기자극 조건은 실시예를 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

콩의 발아율 실험

조건

1. 콩

① 콩나물 콩의 선별 : 양질의 흰색 콩나물 콩을 구입하여 병든 것, 깨어진 것, 껍질이 까진 것, 형태가 일그러진 것을 골라내고 아주 큰 것과 아주 작은 것도 골라냄.

② 각 200개씩 20g으로 균형을 맞추고 잘 씻은 후, 용기가 각각 지름이 100mm, 높이 100mm인 원통에 넣고 물을 50mm의 높이로 맞춤. 이 때 물의 온도는 섭씨 24도임.

③ 1시간 후 콩이 일정 이상 수분을 흡수하여 부풀어 오르면 껍질이 깨어지거나 갈라졌거나 등등의 이유로 평균 이상으로 부풀어 오른 콩을 주워내고 준비된 콩으로 교체함. 교체되는 비율은 평균 약 200개당 1 - 2개임.

④ 2시간이 경과하여 콩 안의 뿌리의 형태가 육안으로 구분되면, 수조에 침지 시키고 3시간 경과 후 전기 자극을 줌. 이 때 콩의 수분 함량은 평균 45%이며, 물에 담그기 전의 콩의 수분 함량은 평균 11%임.

⑤ 햇빛이 들어오지 않게 차단한 상태로 상온에서 실험하였다.

2. 안전을 고려하여 교류 대신 직류를 사용하였고 각각 12V 20A, 12V 50A, 12V 80A, 12V 120A, 12V 160A의 전기량을 각 10초간 사용함.

3. 각각의 전극의 간격을 50mm로 하여 10초간 용기내의 콩에 전기 자극을 준 후 각각의 표준 용기에 넣고 실험함. 이때의 온도는 상온으로서 최저 섭씨17도, 최고 섭씨 27도이고, 물의 평균온도는 섭씨 23도에서 96시간 키움.

4. 용기는 자동 물뿌림용 원통형 콩나물 시루 기계를 이용하였고, 콩의 앉힘은 4등분된 용기에 각각 전기자극을 주지 아니한 것 2개, 전기자극을 준 것 2개로, 서로 대각선으로 마주보게 하여 재배하여 최대 크기가 300mm 이상으로 자랐을 때를 기준으로 함.

구 분	100mm 이상 자라고 잔뿌리가 난 것	99mm 이하 50mm이상 자란 것	50mm 미만으로 성장을 전혀 못한 것
기 준	100	100	100
12V 20A	102	100	100
12V 40A	105	100	100
12V 80A	110	100	100
12V 120A	107	100	100
12V 160A	105	100	100

[표 1]과 같이, 전기자극 조건이 12V 80A 이었을 때가 발아율이 가장 높게 나타났다.

따라서 전기자극을 12V 80A의 동일한 조건으로 아래의 표와 같이 시간대별 실험을 하였다.

기준	12V 80A
	1초	10초	30초	60초	90초
100	100	110	105	100	98

[표 2]에서와 같이, 12V 80A의 경우 10초간 전기자극을 주는 것이 제일 효율이 높으며 과다하게 전기자극을 줄 경우 효율은 오히려 기준보다 떨어지기 때문에, 실시예 1에서의 콩의 경우에는 12V 80A의 경우 10초간 전기자극을 주는 것이 제일 효율이 높게 나타났다.

벼의 발아율에 대한 실험

조건

1. 볍씨 : 소금물 고르기를 하여 쭉정이등을 골라내고 병충해 방제를 위해 소독이 된 볍씨와 소금물 고르기는 하였으나, 병충해 방제가 되지 않은 볍씨로 2종을 준비함.

2. 각각의 볍씨를 별도로 약 섭씨 23도의 물에 담가 약 72시간 내 불리기를 하여 볍씨가 충분히 수분을 흡수하고, 경과를 보아가며 볍씨에서 하얀색의 뿌리가 성장하는 것이 육안으로 확인이 될 때, 이를 건져 사용하며, 볍씨의 뿌리가 약 1mm 일 때 사용함.

이때 벼의 수분 함유량이 평균 28%가 된 것을 사용. 벼불리기 전의 볍씨의 수분 함유량은 평균 12%임.

3. 모판은 이앙기에 사용하는 산파용(흩뿌리기용) 모판으로써 내측 넓이 280mmX580mm, 외측 넓이 300mmX600mm로 전기 자극용 10개, 무자극용 10개씩 20개를 준비함.

4. 먼저 모판은 1/2 높이로 상토(일반 밭흙: 부엽(수피 또는 피트모스):

모래(마사, 질석, 펄라이트등)를 4:4:2 정도로 배합한 흙(이하 '상토'라함)을 깔고, 물을 뿌려줌. 동 상토는 주식회사 서울바이오의 상표명 ‘바로커’를 사용함.

5. 불린 볍씨 중 병충해 방제가 된 볍씨를 각각 전기자극을 줄 것과 무자극(기준) 볍씨로 구분한 후, 전기자극을 줄 볍씨 300cc를 직경 250mm 높이 150mm 용기에 넣고 물의 높이를 약 100mm로 한 후, 12V 80A의 전기자극을 용기의 크기와 볍씨의 양을 고려하여 20초 줌.

각 전극(전기자극을 주는 끝 부분)의 크기는 지름 15mm로 하고, 간격은 50mm로 하여 20초간 골고루 전기자극을 주기 위해 손으로 전후좌우로 휘저어 줌.

병충해 방제가 되지 않은 볍씨도 이와 동일하게 처리함.

6. 이를 병충해 방제가 된 볍씨와 방제가 되지 않은 볍씨를 각각 전기자극을 준 후 볍씨를 각각 모판 5개씩에, 각 모판마다 가로 10개씩, 세로 30개씩 300개의 볍씨를 일정한 간격으로 배치한 후, 상토로 동일하게 덮어줌.

7. 마찬가지로 무자극의 볍씨도 이를 병충해 방제가 된 볍씨와, 방제가 되지 않은 볍씨를 각각 모판 5개씩에 각 모판마다 가로 10개씩, 세로 30개씩 300개의 볍씨를 일정한 간격으로 배치한 후, 상토로 동일하게 덮어줌.

8. 모판 깔기는 일반 농사법과 동일하며, 우선 일반 논에 평평하게 한 후, 물을 대고, 다시 한 번 논바닥을 고르게 해 줌.

준비된 모판을 2열로 각 전기자극을 준 모판 중 병충해 방제가 된 모판 5개, 병충해 방제가 되지 않은 모판 5개를 구분하여 1열로 하고, 무자극 모판 중 병충해 방제가 된 모판 5개, 병충해 방제가 되지 않은 모판 5개를 구분하여 1열로 배치한 후, 부직포를 덮어 보온을 해 주고 모가 약 120mm정도 자라면 부직포를 벗겨줌

이 후 약 12일에서 13일이 경과 하면 모가 약 20cm로 자람.

9. 외기의 온도는 최초 시작일의 온도가 최저 섭씨 11도, 최고 섭씨 17도, 최종일의 외기온도는 최저 섭씨 19도, 최고 섭씨 27도임.

10. 물은 모판의 볍씨보다 약 10mm 정도 높게 조절되게 한 후, 45일간 평균 200mm 성장케 함.

11. 이상의 실험 결과로 발아율은 아래 표 3과 같다

병충해 방제가 되지 않은 볍씨		병충해 방제가 된 볍씨
무자극 볍씨 모판	전기자극을 준 볍씨 모판	무자극 볍씨 모판	전기자극을 준 볍씨 모판
100(%)	125(%)	100(%)	110(%)

[표 3]에 나타난 바와 같이, 전기자극을 주지 않은 모판보다 전기자극을 준 모판에서의 발아율이 현저히 높게 나타났으며, 그 중에서도 병충해 방제가 되지 않은 볍씨의 경우 발아율이 더 높았다. 또한, 육안으로는 전기 자극을 준 모가 보다 짙은 녹색을 띠어 보다 건강하게 보였으며, 모의 키에서는 특별히 뚜렷한 차이를 보이지 않았다.

상기의 조건과 동일하게 하여, 12V 80A로 시간대별로 4가지 표본 실험을 하였다.

기준	12V 80A
	20초	60초	90초	120초
100(%)	110(%)	110(%)	108(%)	105(%)

실시예 1에서와는 달리 동일조건에서는 20초 동안 전기자극을 준 것이 가장 효율적으로 나타났다. 이를 통해서 12V 80A의 경우 20초간 전기자극을 주는 것이 제일 효율이 높으며 과다하게 전기자극을 줄 경우 효율은 오히려 기준보다 떨어지기 때문에, 실시예 2에서의 볍씨의 경우에는 12V 80A의 경우 20초간 전기자극을 주는 것이 제일 효율이 높게 나타났다.

전기자극을 가한 볍씨로 벼 재배에 대한 실험

실시예 2의 모판 재배실험과는 달리 정상적인 전기자극에 대한 벼의 재배실험을 한 바,

조건

1. 볍씨 : 소금물 고르기를 하여 쭉정이등을 골라내고, 병충해 방제를 위해 소독이 된 볍씨를 사용함.

볍씨의 품종은 새추청벼(수원 433호)로써, 상기 볍씨를 5년전 1회 처음 구입하여 동일 볍씨로 벼를 수확하고, 매년 수확된 볍씨를 5년 연속 종자로 계속 사용하여 온 것임.

2. 볍씨를 먼저 약 섭씨 23도의 물에 담가 72시간 볍씨 불리기를 한 후, 경과를 보아가며, 볍씨가 충분히 수분을 흡수하고 볍씨에 하얀색의 뿌리가 성장하는 것이 육안으로 확인이 될 때, 이를 건져 사용함. 이때 벼의 수분 함유량은 평균 28%이고, 볍씨 불리기 전의 볍씨의 수분 함유량은 평균 13%이며, 하얀색의 뿌리가 1mm 이하일 때 사용함.

3. 모판은 이앙기용 표준형으로서 산파용(흩뿌리기용) 모판으로, 내측 넓이 280mmX580mm, 외측 넓이 300X600mm을 사용함.

4. 먼저 모판은 1/2 높이로 상토(일반 밭흙: 부엽(수피 또는 피트모스):

모래(마사, 질석, 펄라이트등)를 4:4:2 정도로 배합한 흙(이하 '상토'라함)을 깔고, 물을 뿌려줌. 동 상토는 주식회사 서울바이오의 상표명 ‘바로커’를 사용함.

5. 불린 볍씨를 각각 전기자극을 줄 것과 무자극(기준) 볍씨로 구분한 후,

전기자극을 줄 볍씨 300cc를 직경 250mm, 높이 150mm 용기에 넣고 물의 높이를 약 100mm로 한 후, 12V 80A의 전기자극은 20초 줌. 각 전극(전기자극을 주는 끝 부분)의 크기는 지름 15mm로 하고, 간격은 50mm로 하여 20초간 골고루 전기자극을 주기 위해 손으로 전후좌우로 휘저어 줌.

6. 이를 전기자극을 준 볍씨와 전기자극을 주지 않은 볍씨를 구분하고, 볍씨 뿌리기와 볍씨 위에 상토 뿌려주기는 자동으로 뿌려주는 모판기계를 이용하여 모판에 볍씨를 충분히 골고루 뿌려줌.

7. 모판 깔기는 일반 농사법과 동일하며, 우선 일반 논에 평평하게 다져준 후, 물을 대고, 다시 한 번 논바닥을 고르게 해 줌.

준비된 모판을 전기자극을 준 것과 전기자극을 주지 않는 것을 구분하여 각각 3열로 배치한 후, 물대기를 하고 부직포를 모판 위에 덮어줌.

부직포의 폭은 175cm임.

모판 당 볍씨의 양은 약 220g임. 33평방 미터당 모판 1개씩이므로 1,320 평방비터의 경우 각각 40개씩 소요됨.

모가 30일 정도가 경과하면 약 12 ~ 13cm로 자라게 되며, 이 때 부직포를 벗겨주어 외부환경에 적응토록 함. 이 후 약 12일에서 13일이 경과하면 모가 약 20cm로 자람. 이 때, 이앙기로 각각의 논에 모내기를 함. 각각의 논은 1,320평방미터씩임.

즉 양력 5월 1일 모판을 만들어 논에 배치를 하고, 양력 6월 12일에 모내기를 함.

8. 외기의 온도는 최초 시작일의 온도가 최저 섭씨 15도, 최고 섭씨 18도, 최종일의 외기온도는 최저 섭씨 17도, 최고 섭씨 27도임.

9. 이를 각각 1,320평방미터에 모심기를 하여 재배, 수확한 결과 하기의 표 5와 같은 결과가 나왔다.

	무자극 벼	전기자극을 준 벼
수확량	100(%)	123(%)
벼의 평균 키(cm기준)	100(93)	105(98)
벼 이삭의 평균 길이(mm기준)	100(160)	125(180)
포기당 평균 수(개수 기준)	100(22)	86(19)
이삭당 립수(개수 기준)	100(85)	142(121)
등숙 비율(% 기준)	100(90)	100(90)

* 소수점 이하는 반올림함. 수치는 평균치임.

벼이삭의 길이, 이삭수, 이삭당 립수, 이삭당 평균 무게 및 등숙비율은 표본 추출에 의한 데이터이며, 벼이삭의 평균 길이는 기준 100 대비 전기자극을 준 것이 125으로 길고, 오히려 포기당 벼이삭의 수량은 기준치 대비 14% 포인트 적게 나왔으며, 등숙비율은 차이가 거의 없게 나타났다.

출수시기는 전기자극을 준 볍씨의 경우 전기자극을 주지 않은 볍씨에 비해 평균 4일이 빠르게 나타났다.

9월말 시점에서 전기자극을 준 벼의 경우 벼이삭의 무게가 무거워 도복 현상이 부분적으로 3군데(각 직경 5미터 정도) 나타났으며, 전기자극을 주지 않은 벼는 도복 현상이 나타나지 않았다.

따라서, 실시예 1 내지 실시예 3에서와 같이, 전기자극을 주는 것이 발아율 및 식물의 생장에 효율이 높게 나타났다.

도 1은 전기자극을 가한 볍씨와 전기자극을 가하지 않은 볍씨의 성장으로 수확한 벼이삭을 비교한 사진이다.

도 1의 좌측은 전기자극을 가한 볍씨의 성장으로 수확한 벼이삭이며, 우측은 전기자극을 가하지 아니하고 수확한 벼의 이삭으로서 시각적으로 생산성의 향상이 뚜렷하게 나타나며, 산술적으로 계산하였을 때, 수확기의 벼이삭의 평균 길이는 전기적 충격을 가하지 아니한 벼이삭의 평균 길이를 100으로 하였을 때, 전기적 충격을 가한 벼이삭의 길이는 125로 길이가 차이가 나며, 생산된 벼의 무게는 동일한 면적을 기준으로, 전기적 충격을 가하지 아니한 벼의 무게를 100으로 할 경우 전기적 충격을 가한 벼의 무게는 약 123으로, 결과적으로 생산성 향상은 약 23% 이상으로 결과가 나왔다.

감자의 경우 전기자극을 준 감자 씨앗과 무자극의 감자씨앗의 재배를 비교.

1. 밭에 이랑을 각각 10m의 길이로 10개의 이랑을 준비함. 각 이랑과 이랑의 간격은 900mm로 함. 이랑의 높이는 고랑의 최저점 대비 약 200mm 높게 함. 감자를 심을 골은 깊이 약 150mm의 깊이로 파서 준비해 놓음.

2. 씨감자를 눈이 2개 내지 3개 기준으로 자름.

3. 14시간이 경과 후, 감자씨를 반반으로 나눈 후, 하나는 전기자극을 주지 않고, 다른 하나는 전기자극을 줌. 전기자극은 직경 250mm, 높이 150mm의 원통에 물의 높이를 100mm로 한 후 감자씨 10개씩을 원통에 넣고, 12V 80A의 전기로 각 전극의 간격을 50mm로 하고 플러스 전극을 각 감자씨에 2-3초 가량 접촉하는 방법으로 전기 자극을 줌.

4. 전기자극을 준 감자씨를 1, 3, 5, 7, 9번째의 이랑에 각각의 간격을 300mm로 하여 이랑별 30개씩 심음.

전기자극을 주지 않은 감자씨는 2, 4, 6,,8,,10번째에 이랑에 각각 간격을 300mm로 하여 이랑별 30개씩 심음.

5. 비닐 덮기는 하지 않음. 농약 사용 안함. 물내기를 안함. 3월 15일에 심어 7월 10일에 수확함.

6. 결과 전기자극을 준 감자의 수확량이 전기자극을 주지 않은 감자의 수확량에 비해 약 25%의 증산효과가 나옴.

따라서, 씨앗의 종류에 따라 달라지지만, 볍씨의 경우 전기자극은 12V 80A의 경우, 2초 내지 20초 동안 자극하도록 하는 것이 바람직하며,

전기자극시 전극의 간격은 40~60mm의 간격을 이루도록 설치하여 전기자극을 가하는 것을 특징으로 한다.

12V 80A의 경우 40mm의 간격보다 좁게 설치되면, 효율이 떨어지고, 60mm의 간격보다 넓게 설치되면, 전극간의 간격이 멀어 씨앗의 발아가 고루 일어나지 않고 한곳에 집중되기 때문에, 전기자극시 전극의 간격은 40~60mm의 간격을 이루도록 설치하여 전기자극을 가하는 것이 바람직하다.

또한, 씨앗을 수조에 침지시켜 수분을 흡수시킬 때, 수조에 초음파 발생기를 인입하여 60분에서 180분동안 초음파 처리하도록 하여, 씨앗의 발아율을 향상시킬 수 있다.

초음파 발생기의 전기적 에너지가 진동자에 의하여 기계적 진동에너지로 변환되어서 미세하고, 무수한 공동(空洞)현상(Cavitation) 이 매초 수만 번 발생 및 소멸원리로 인하여 수조 내부에 대량의 씨앗이 적층되어 침지되었더라도 내부까지 고루 물의 흡수가 이루어지도록 하면서도, 물을 씨앗의 내부까지 빠른 속도로 고루 침투시켜 발아율을 현저하게 향상시킬 수 있다.

이때, 60분 미만으로 초음파 처리를 하면 씨앗의 발아율이 낮아지고, 180분 이상으로 초음파 처리를 하면 초음파 처리시간 대비 효과가 제대로 나타나지 않고, 너무 많은 진동에 의하여 씨앗의 발아율이 오히려 떨어지는 문제가 생기기 때문에 60분 내지 180분 동안 초음파 처리 하는 것이 바람직하다.

또한, 씨앗을 수조에 침지시키기 전에, 씨앗을 별도의 수조에 침지시켜 25 ~ 45℃의 항온기에 넣고 50 ~ 60분간 유지시키도록 하는 열자극 전처리단계를 추가로 구성되도록 할 수 있다.

이와 같이 항온기에서 일정온도로 자극하여 물리적 스트레스를 씨앗에 가함으로써, 씨앗의 식물 호르몬을 증가시켜 발아를 촉진시킴과 동시에 파종후에 식물의 생장을 촉진하여 그 생산성을 높이도록 한다.

열자극 온도는 25℃ 이하로 유지할 경우에는 상온과의 차이가 없어 효율이 떨어질 뿐만 아니라 열로 인한 자극을 줄 수 없으며, 45℃ 이상으로 유지할 경우에는 씨앗이 부패되거나 익는 등의 불량문제가 발생할 수 있기 때문에 25 ~ 45℃로 유지하는 것이 바람직하다.

또한 항온기에서의 열자극 시간도 50분 이하로 유지할 경우에는 효율이 떨어질 뿐만 아니라 열로 인한 자극을 줄 수 없으며, 60분 이상으로 유지할 경우에는 씨앗이 부패되거나 익는 등의 불량문제가 발생할 수 있기 때문에 50분 ~ 60분으로 유지하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법은 물에 불린 씨앗에 별도의 설비 없이 간단하게 전기자극 만을 주어, 식물의 종자를 파종하기 전에 식물 씨앗의 생체전기를 활성화시켜, 파종후에 식물의 생장을 향상시킴으로써 그 생산성을 높일 수 있으며, 전기적 충격을 가하지 않은 종에 비해 크게 그리고 질감이 단단하고 잎이 보다 크게 성장하므로 생산성 향상 뿐만 아니라 보다 장기적으로 보관할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

Claims (5)

1. 식물의 씨앗을 17 ~ 27℃의 물이 담긴 수조에 3시간 내지 80시간 침지시켜 수분을 흡수하고,
   상기 수분을 흡수한 씨앗이 침지된 수조내의 씨앗에 전기자극을 주는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   전기자극은 12V 80A로 2초 내지 20초 동안 자극하도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   전기자극시 전극의 간격은 40~60mm의 간격을 이루도록 설치하여 전기자극을 가하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법.
4. 제 1항에 있어서,
   씨앗을 수조에 침지시켜 수분을 흡수토록 할 때,
   수조에 초음파 발생기를 인입하여 60분에서 180분동안 초음파 처리하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   씨앗을 수조에 침지시키기 전에,
   씨앗을 별도의 수조에 침지시켜 25 ~ 45℃의 항온기에 넣고 50 ~ 60분간 유지시키도록 하는 열자극 전처리단계를 추가로 구성하는 것을 특징으로 하는 전기자극을 이용한 식물 생장 향상 방법.

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