KR20170031417A

KR20170031417A - 제라니올을 포함하는 식물생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물의 재배 방법

Info

Publication number: KR20170031417A
Application number: KR1020150128905A
Authority: KR
Inventors: 김진효; 최근형; 박병준
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2015-09-11
Publication date: 2017-03-21

Abstract

본 발명은 식물생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물의 재배 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제라니올이 포함된 조성물을 이용하는 경우, 식물의 유근 생장촉진 및 지상부 생육 촉진을 통해 식물의 생장촉진용 조성물로 사용가능하며, 유기농 자재 및 화학농약 대체제로서 활용이 가능하다.

Description

제라니올을 포함하는 식물생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물의 재배 방법{Composition consisting geraniol for promoting plant growth and the method for culturing plant using the same}

본 발명은 식물생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물의 재배 방법에 관한 것이다.

제라니올(geraniol)은 사슬 모양의 모노테르페노이드의 일종으로, 무색이며 장미 향기가 나는 녹차의 향기 성분이다. 장미와 같은 화향을 가지며 녹차에도 약간 함유되나 홍차에서는 녹차의 100배 정도 함유되어 홍차의 향을 대표하는 성분의 하나이다.

또한, 제라니올은 식물의 정유(방향유) 중에 널리 함유되어 있으며 팔마로사 오일에는 75 ~ 95%, 장미 오일에는 40 ~ 50%, 시트로넬라 오일에는 30 ~ 40% 함유되어 있으며 라벤더 오일에도 함유되어 있다.

한편, 현재 농업 분야에 있어서 해결해야할 문제점은 식량 증산을 목적으로 이용되는 각종 화학 물질의 과다 시비에 의한 토지의 황폐화 및 환경 오염을 최소화 시키는데 있다.

종래에 이용되는 식물생장 촉진방법은 크게 두 가지로 분류할 수 있다.

첫째는, 화학비료를 이용하는 방법으로, 일시적으로는 효과가 있는 것처럼 보이나, 결국에는 식물을 자라게 하는 토양의 조건을 악화시켜 이를 보강하기 위해 다시 비료를 시비해야 하는 등의 악순환을 초래하므로 장기적으로는 바람직하지 못하다.

둘째는, 식물체에서 추출하거나 이와 유하산 물질을 인위적으로 합성한 식물생장 조절제를 사용하는 방법이다. N-아실알라닌 유도체, 인돌아세트산, 지베렐린, 벤질아미노푸린, 인돌부티린산 등과 이들의 혼합물을 사용하는 방법이 공지되어 있으나, 가격이 비싸고 혼용 용매로서 알코올을 이용해야 하는 취급상의 문제점이 있으며, 식물체에 대한 약해 등을 유발하는 제한 조건이 수반된다.

또한, 이러한 물질들을 사용할 경우, 생장촉진 효과는 어느 정도 있으나, 부작용이 나타나고 화학물질의 오남용으로 인한 피해를 피할 수 없다. 식물체가 주위의 환경에 적응하여 생체 내의 신진 대사가 조절되어야 함에도 불구하고, 단지 식물의 생장에만 국한된 방법은 오히려 생산성이 감소하고 심한 경우 식물체가 죽게 되기도 한다.

따라서, 화학농약을 대체할 수 있으며 유기농자재로의 활용이 가능한 천연 물질의 개발이 필요하다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0103191호

이에 본 발명은 새로운 식물생장 촉진용 조성물로서, 제라니올(geraniol)을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진용 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 제라니올(geraniol) 또는 이를 포함하는 조성물을 식물 또는 식물을 재배하는 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물생장 촉진방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 제라니올(geraniol)을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진용 조성물을 제공한다.

본 발명의 제라니올(geraniol)은 하기 화학식 1의 구조식으로 표시되며, IUPAC 명명법으로 (트랜스)-3,7-디메틸-2,6-옥타디엔-1-올이고, 분자식은 C₁₀H₁₈O 이다. 상기 제라니올은 제라니올을 함유한 식물에서 분리된 제라니올, 인공적으로 합성된 제라니올, 상업적으로 유통되고 있는 제라니올을 모두 포함한다.

[화학식 1]

본 발명에서 용어, "식물"은 이에 한정되는 것은 아니지만, 생장량의 증가가 인간에게 유익한 모든 식물을 포함하는 개념으로, 쌍자엽 식물 및 단자엽 식물을 모두 포함하며, 보다 구체적으로 채소류, 과수류, 화훼류, 곡물류 등을 포함하며, 바람직하게는 채소류일 수 있다.

본 발명에서 상기 채소류는 예를 들면, 과채류, 엽채류, 근채류 등을 포함하고, 보다 구체적으로 상기 과채류는 가지, 고추, 딸기, 수박, 오이, 참외, 토마토, 피망, 호박 등을 포함하며, 상기 엽채류는 배추, 쌈배추, 시금치, 미나리, 상추, 양상추, 부추, 청경채, 쑥갓, 잎들깨 등을 포함하고, 상기 근채류는 무, 당근, 우엉, 고구마, 감자, 생강, 토란, 양파 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 식물은 바람직하게는 엽채류일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 쌈배추, 양상추, 청경채, 쑥갓 또는 잎들깨일 수 있다.

본 발명에서 용어, "쌍자엽 식물"은 씨앗의 배에서 처음 나오는 떡잎이 두 장인 식물로 쌍떡잎 식물이라고도 한다.

본 발명에서 용어, "단자엽 식물"은 씨앗의 배에서 처음 나오는 떡잎이 한 장인 식물로 외떡잎 식물이라고도 한다.

본 발명에서 용어, "과채류"란 이에 한정되는 것은 아니지만 과실 및 씨를 식용으로 하는 채소류를 포괄적으로 의미한다.

본 발명에서 용어, "엽채류"란 이에 한정되는 것은 아니지만 잎을 식용으로 하는 채소류를 포괄적으로 의미한다.

본 발명에서 용어, "근채류"란 이에 한정되는 것은 아니지만 식용되는 부분이 땅 속에서 발육하는 채소류를 포괄적으로 의미한다.

본 발명에서 용어, "식물생장 촉진"은 이에 한정되는 것은 아니지만, 식물 종자의 발아 촉진, 식물의 유근 생장 촉진, 식물체의 길이 생장, 부피 생장의 촉진, 과실의 착과의 촉진, 과실의 숙성의 촉진, 잎 활성의 향상, 식물 뿌리의 생장 촉진, 식물의 지상부 생장 촉진, 과실의 착색 촉진 등을 모두 포함하는 가장 포괄적인 개념이다.

바람직하게, 본 발명의 조성물은 식물의 유근(radicle) 생장을 촉진할 수 있다. 상기 유근은 어린뿌리라고도 하며 식물 배 내에 형성되어 있는 뿌리일 수 있다. 식물의 발생에 있어서 발아 단계는 유근 선단부 분열 조직에서의 세포 증식이 이루어지며, 따라서 유근 생장 촉진에 따라 식물생장 촉진이 이루어질 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 조성물은 식물의 지상부 생장을 촉진할 수 있다. 상기 식물의 지상부는 식물이 토양 밖으로 노출된 모든 부위를 의미할 수 있으며, 잎, 줄기, 뿌리, 꽃, 열매 등을 모두 포함한다.

본 발명에서 상기 제라니올은 상기 식물생장 촉진용 조성물에 0.001 내지 1000 mg/L의 농도로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.01 내지 500 mg/L의 농도로 포함될 수 있고 더욱 바람직하게는 0.1 내지 200 mg/L의 농도로 포함될 수 있다.

또한, 본 발명은 제라니올(geraniol)을 유효성분으로 포함하는 조성물을 식물 또는 식물을 재배하는 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물생장 촉진방법을 제공한다.

본 발명에서 상기 처리는 식물의 종자에 도포하는 처리, 식물의 종자를 침지시키는 처리, 식물의 재배 토양에 관주하는 처리, 식물의 재배 토양 표면에 분무하는 처리, 식물의 엽면에 살포하는 처리 및 식물의 부상부에 접촉시키는 처리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는 식물의 재배 토양에 관주하는 처리 또는 식물의 엽면에 살포하는 처리일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 식물의 재배 토양에 관주하는 처리일 수 있다.

본 발명의 제라니올이 포함된 조성물을 이용하는 경우, 식물의 유근 생장촉진 및 지상부 생육 촉진을 통해 식물의 생장촉진용 조성물로 사용가능하며, 유기농 자재 및 화학농약 대체제로서 활용이 가능하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

재료 준비

시험에 사용된 제라니올은 시약용 등급을 TCI사로부터 구매하였다. 먼저, Tween20을 계면활성제로 사용하여 10% 희석 용액을 제조하고, 물을 사용하여 시험에 필요한 농도로 추가로 희석한 후 시험에 사용하였다.

< 실험예 1>

제라니올이 포함된 조성물의 유근 생장촉진 실험

<1-1> 제라니올이 포함된 조성물의 쌈배추 유근 생장촉진 실험

쌈배추 종자의 유근 생장촉진 실험을 위하여 먼저, 페트리디쉬 내에서 0.1% Tween20 수용액에 녹여진 제라니올을 필터페이퍼에 처리한 후 쌈배추 종자 60립을 대상으로 23℃에서 2일간 배양 후 발아시켰다.

유근 생장촉진 실험은 시험용액에 침지시켜 동일 수준으로 발아된 종자 30립을 선별하여 시험용액이 들어있는 새로운 페트리디쉬에 옮긴 후 23℃에서 3일간 추가 배양 후 유근 생장율을 평가하였다.

<1-2> 제라니올이 포함된 조성물의 양상추 유근 생장촉진 실험

양상추 종자의 유근 생장촉진 실험을 위하여 먼저, 페트리디쉬 내에서 0.1% Tween20 수용액에 녹여진 제라니올을 필터페이퍼에 처리한 후 쌈배추 종자 60립을 대상으로 25℃에서 2일간 배양 후 발아시켰다.

유근 생장촉진 실험은 시험용액에 침지시켜 동일 수준으로 발아된 종자 30립을 선별하여 시험용액이 들어있는 새로운 페트리디쉬에 옮긴 후 25℃에서 5일간 추가 배양 후 유근 생장율을 평가하였다.

<1-3> 제라니올이 포함된 조성물의 쑥갓 및 청경채의 유근 생장촉진 실험

쑥갓 및 청경채 종자의 유근 생장촉진 실험을 위하여 먼저, 페트리디쉬 내에서 0.1% Tween20 수용액에 녹여진 제라니올을 필터페이퍼에 처리한 후 쌈배추 종자 60립을 대상으로 25℃에서 4일간 배양 후 발아시켰다.

유근 생장촉진 실험은 시험용액에 침지시켜 동일 수준으로 발아된 종자 30립을 선별하여 시험용액이 들어있는 새로운 페트리디쉬에 옮긴 후 25℃에서 3일간 추가 배양 후 유근 생장율을 평가하였다.

<1-4> 제라니올이 포함된 조성물의 들깨의 유근 생장촉진 실험

들깨 종자의 유근 생장촉진 실험을 위하여 먼저, 페트리디쉬 내에서 0.1% Tween20 수용액에 녹여진 제라니올을 필터페이퍼에 처리한 후 쌈배추 종자 60립을 대상으로 20℃에서 8일간 배양 후 발아시켰다.

유근 생장촉진 실험은 시험용액에 침지시켜 동일 수준으로 발아된 종자 30립을 선별하여 시험용액이 들어있는 새로운 페트리디쉬에 옮긴 후 20℃에서 6일간 추가 배양 후 유근 생장율을 평가하였다.

상기 유근 생장촉진 실험결과를 하기 표 1에 나타내었다.

품종	제라니올 처리농도
품종	50mg/L	10mg/L	2.5mg/L	0.5mg/L	0.1mg/L	무처리
쌈배추	+	++	++	++	+	-
쑥갓	++	-	-	-	-	-
청경채	-	+	++	+	-	-
양상추	++	++	++	++	+++	-
잎들깨	+	++	++	++	+	-

* 생장촉진율: (-) < 10%, (+) 10-30%, (++) 30-70%, (+++) > 70% 촉진

상기 표 1에 나타낸 것과 같이 50 mg/L 이하 농도 처리시 유근 생장촉진능을 확인할 수 있었다. 실험 작물별 유근 생장촉진능이 나타나는 농도가 차이가 있지만 50 mg/L 이하의 농도에서 대체로 우수한 유근 생장촉진능을 확인할 수 있었다.

< 실험예 2>

제라니올이 포함된 조성물의 식물 지상부 생육촉진능 실험

<1-1> 제라니올이 포함된 조성물의 쌈배추 지상부 생육촉진능 실험

쌈배추 종자를 육묘용 상토가 든 50 x 100 mm 포트에 파종하고, 본엽 2엽 출현일로부터 7일 간격으로 처리하였으며, 하기와 같은 조건으로 처리하였다.

- 1% 제라니올을 물로 희석하여 5, 20, 100 mg/L의 농도로 처리하고, 대조구는 5% Tween20을 100배 희석하여 처리하였다.

- 엽면살포: 처리약제가 지상부에 충분히 적시도록 처리하였고, 처리량이 동일하도록 1~2주차 10mL, 3~5주차 15 mL, 6~7주차 20mL를 개별 포트에 처리하였다.

- 관주처리: 포트당 20 mL를 처리하였다.

- 수확: 본엽 2엽 출현 후 8주차에 수확하였다.

제라니올 처리 후 지상부 중량을 기준으로 생장촉진능을 평가한 결과, 하기 표 2에 나타낸 것과 같이 관주처리와 엽면살포에서 모두 제라니올 처리 후 지상부 생장이 촉진됨을 확인할 수 있었다.

- 관주처리의 경우 제라니올 처리 후 대조구 대비 135-190% 수준으로 지상부 생장이 촉진되었다.

- 엽면살포 처리의 경우 100 mg/L 처리시 지상부 생장촉진능이 유의적 수준에서 관찰되었다.

처리농도	관주처리 (%)^*	엽면살포 (%)^*
무처리	100a	100a
5 mg/L	135ab	93a
20 mg/L	167b	113a
100 mg/L	190c	124b

*DMRT Test(p<0.05)

상기 표 2에 나타낸 것과 같이 제라니올은 휘발성 유기물질이므로, 엽면 살포시 자연 휘발되어 소실됨으로 인해 생장촉진능이 관주 처리법보다 낮게 관찰된 것으로 판단되었으나, 두 처리법에서 모두 생장촉진 효과가 나타난 것으로 확인하였다.

따라서, 상기 실험 결과를 토대로 제라니올을 포함하는 조성물을 사용하여 식물의 생장촉진을 위한 유기농 자재 및 화학농약 대체제 개발이 가능한 것으로 확인되었다.

Claims

제라니올(geraniol)을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 제라니올은 조성물에 0.001 내지 1000 mg/L의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항에 있어서,
상기 식물은 엽채류인 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물은 식물의 유근 생장을 촉진하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조성물은 식물의 지상부 생장을 촉진하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제라니올(geraniol)을 유효성분으로 포함하는 조성물을 식물 또는 식물을 재배하는 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물생장 촉진방법.
제6항에 있어서,
상기 처리는 식물의 종자에 도포하는 처리, 식물의 종자를 침지시키는 처리, 식물의 재배 토양에 관주하는 처리, 식물의 재배 토양 표면에 분무하는 처리, 식물의 엽면에 살포하는 처리 및 식물의 부상부에 접촉시키는 처리로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.