KR20200041567A - 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상을 위한 기계적 자극 방법 및 브러싱 장치 - Google Patents

플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상을 위한 기계적 자극 방법 및 브러싱 장치 Download PDF

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황승재
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김혜민
정현우
이혜리
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Abstract

본 발명은 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상을 위한 기계적 자극 방법 및 브러싱 장치에 관한 것으로, 본 발명의 방법은 과채류 육묘시 도장 억제를 위한 친환경적 방법으로, 고품질의 우량한 과채류 플러그 묘 생산을 위한 공정육묘장에서 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

Description

플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상을 위한 기계적 자극 방법 및 브러싱 장치{Mechanical stimulation method and brushing device for suppressing over-growth and improving quality of plug seedling}
본 발명은 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상을 위한 기계적 자극 방법 및 브러싱 장치에 관한 것이다.
플러그 묘(plug seedlings)란 응집성이 있는 소량의 배지가 담긴 개개의 셀(cell)에서 길러진 묘종을 말한다. 플러그 묘는 적은 면적에서 균일한 묘의 대량 생산과 관리 및 운반이나 취급의 편의성을 가지고 있으며, 1990년대 초반 국내에 공정육묘 산업이 도입되기 시작하며 육묘와 재배의 전문화 및 분업화를 실현하였다. 과채류 공정묘의 생산에 있어 양질의 묘란 굵은 경경, 짙은 녹색 잎, 그리고 잘 발달된 뿌리와 같은 형태적 특성을 나타낸다. 줄기가 도장되고 옅은 녹색 잎과 발달되지 못한 작은 뿌리를 가진 묘종은 정식 후 환경적 스트레스로 인해 수확량 감소의 결과를 초래할 수 있는 문제점이 발생한다. 하지만 플러그 묘는 작은 셀 내에서 육묘되기 때문에 재식밀도가 높아 육묘기에 도장하기가 쉬우며, 이러한 과채류 작물 육묘의 도장 현상은 근권의 부적절한 수분 관리 및 온도조절, 고온기 및 장마기간의 흐린 날씨에 의한 광 부족, 묘 간의 상호경합에 의해 일어난다. 양질묘의 판단 기준이 되는 도장하지 않은 묘를 생산하기 위해 국내의 많은 육묘장은 살균제로 등록된 트리아졸계 화합물을 이용하고 있는 실정이다. 트리아졸계 화합물은 생장억제제로서 화훼작물의 생육 및 개화조절에 이용되어져 왔으며, 최근에는 채소 작물의 육묘기 도장억제 및 스트레스 저항성 향상을 위한 목적으로 이용되어 지고 있다. 그러나 작물별, 생육단계별 트리아졸계 화합물의 정확한 처리 농도, 방법, 조건 등이 구명되어 있지 않으며, 환경오염과 농산물 안전성에 대한 소비자들의 인식이 높아짐에 따라 일부 국가에서는 생장조절제의 사용을 규제하고 있는 추세이다.
생장조절제의 이용이 규제됨에 따라 과채류 작물 육묘시 친환경적 도장 억제기술의 연구가 필요하며, 그 중 기계적 자극에 의한 식물의 생장 반응인 접촉형태형성(thigmomorphogenesis)과 관련된 연구가 필요한 실정이다. 식물체에 많은 종류의 비생물학적 스트레스가 기계적 자극에 속할 수 있으며 brushing(쓸기), rubbing(문질기), touching(접촉), wind(바람), impedence(압착) 등의 처리에 따른 짧은 초장, 굵은 경경, 엽록소 함량 변화 등의 식물 반응이 관찰되어 왔다(Hernandez, 2016; Graham과 Wheeler, 2017). 국내에서는 주로 화훼류의 절간신장 억제를 위한 기계적 자극 처리 연구가 진행되었지만, 과채류 육묘 시 공정육묘장의 자동화 현장 적용을 위한 brushing 처리의 적정 강도, brushing 자재의 종류, brushing 처리 시기 등에 관한 연구는 부족한 실정이다.
한편, 한국등록특허 제0477262호에는 피토크롬 PHYA 유전자를 이용한 '경작식물의 밀식재배시 도장현상을 억제하는 방법'이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0774862호에는 생장억제물질을 사용한 '국화 꽃목 도장 억제제'가 개시되어 있으나, 본 발명의 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상을 위한 기계적 자극 방법 및 브러싱 장치에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 오이와 토마토 육묘시 발생하는 도장 현상을 억제하기 위해서 친환경적 방법인 기계적 자극 중 brushing 처리한 결과, 오이와 토마토 플러그 묘의 도장 현상이 효과적으로 억제되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 플러그 묘가 식재된 플러그 트레이가 상부에 구비되는 재배 베드(1)와; 상기 재배 베드(1)의 일측에 고정 설치되고, 상기 재배 베드(1)의 길이방향까지 길게 형성되는 가이드대(2)와; 상기 가이드대(2)의 일측에 설치되어 가이드대(2)를 따라 둘러진 체인(4)을 왕복 구동시키는 구동 모터(3)와; 상기 체인(4)에 연결되어 체인(4)을 따라 가이드대(2)를 왕복 이동되는 캐리지(5)와; 상기 캐리지(5)에 고정되어 재배 베드(1)의 상부에 수평으로 구비되고, 상기 캐리지(5)를 따라 재배 베드(1)의 상부를 수평으로 왕복 이동하는 브러싱 바(6)와; 상기 브러싱 바(6)에 연결되어 재배 베드(1)의 상부에 구비된 플러그 트레이의 플러그 묘 상단부에 접촉되도록 하측으로 형성되고, 상기 브러싱 바(6)를 따라 왕복 이동하면서 재배 베드(1)의 상부에 구비된 플러그 트레이의 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극하는 브러싱 막(7)과; 상기 구동 모터(3)와 연결되어 구동 모터(3)를 제어하는 제어부(8);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브러싱 자극 자동화 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 과채류 플러그 묘에 브러싱 자극을 처리하며 육묘시키는 단계를 포함하는 과채류 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상토가 충진된 플러그 트레이에 과채류의 종자를 파종하고 13~17일간 발아시키는 단계; 및 상기 발아된 과채류의 플러그 묘가 식재된 플러그 트레이를 브러싱 자극 자동화 장치의 재배 베드(1) 상면에 올려두고, 1.5~2.5시간 간격으로, 1일 10~14회, 0.15~0.25 m/초의 속도로 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극을 처리하며 육묘시키는 단계;를 포함하는 도장이 억제되고, 묘소질이 향상된 과채류 플러그 묘의 재배 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 재배된 도장이 억제되고 묘소질이 향상된 과채류 플러그 묘를 제공한다.
본 발명의 방법은 과채류 육묘시 도장 억제를 위한 친환경적 방법으로, 고품질의 우량한 과채류 플러그 묘 생산을 위한 공정육묘장에서 유용하게 이용될 수 있을 것이다.
도 1은 플러그 묘에 브러싱 자극을 처리하는 모식도이다.
도 2는 브러싱 자극 처리에 따른 오이 플러그 묘의 생육 모습을 보여주는 사진이다.
도 3은 브러싱 자극 처리에 따른 토마토 플러그 묘의 생육 모습을 보여주는 사진이다.
도 4는 브러싱 자극을 처리하기 위해 설계한 브러싱 자극 자동화 장치의 모식도이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 플러그 묘의 도장 억제와 묘소질을 향상시키기 위한 브러싱 자극 자동화 장치를 제공한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 브러싱 자극 자동화 장치는 재배 베드(1)와, 가이드대(2)와, 구동 모터(3)와, 캐리지(5)와, 브러싱 바(6)와, 브러싱 막(7)과, 제어부(8)로 구성된다.
상기 재배 베드(1)는 상부판의 하단부에 다수개의 받침대가 결합되어 지면에 재배 베드(1)가 설치되고, 상기 재배 베드(1)의 상부판에 과채류 플러그 묘가 식재된 플러그 트레이가 구비되는데, 상기 플러그 트레이는 재배 베드(1)의 길이방향으로 다수개가 직렬배치된다.
상기 가이드대(2)는 재배 베드(1)의 측면에 설치되어 재배 베드(1)의 길이방향으로 길게 형성되는데, 상기 가이드대(2)는 재배 베드(1)의 측면 중 재배 베드(1)의 상부판보다 높은 위치에 구비되도록 연결대가 형성된다.
여기서, 상기 연결대는 재배 베드(1)의 측면에 수직으로 부착되어 재배 베드(1)의 상부판보다 높게 수직으로 형성되고, 상기 연결대의 끝단부가 가이드대(2)의 하단부에 연결됨으로써, 상기 가이드대(2)를 재배 베드(1)의 상부판보다 높은 위치에 형성시킨다.
그리고, 상기 가이드대(2)의 상부에는 가이드 레일이 형성되고, 상기 가이드대(2)의 일단부에는 체인(4)이 가이드대(2)의 길이방향으로 둘러지는데, 상기 체인(4)의 양측에는 스프라켓이 형성되고, 하나의 스프라켓은 구동 모터(3)와 축으로 연결되며, 다른 하나의 스프라켓은 가이드대(2)에 축으로 연결된다.
상기 구동 모터(3)는 가이드대(2)의 일측에 고정 설치되어 스프라켓과 연결되고, 상기 스프라켓을 회전시켜 체인(4)을 가이드대(2)를 따라 왕복 구동시킨다.
상기 캐리지(5)(carriage)는 가이드대(2)의 가이드 레일에 구비되어 가이드 레일을 따라 이동되는데, 상기 캐리지(5)의 하단부에 체인(4)과 연결되어 체인(4)의 왕복 이동에 따라 가이드 레일을 타고 왕복 이동되는 것이다.
상기 브러싱 바(6)(brushing bar)는 캐리지(5)에 고정되어 재배 베드(1)의 상부에 수평으로 구비되도록 가이드대(2)와 직각으로 형성되고, 상기 캐리지(5)를 따라 재배 베드(1)의 상부에서 재배 베드(1)의 길이방향으로 왕복 이동된다.
상기 브러싱 막(7)은 유연한 재질로 이루어진 막으로써, 과채류 플러그 묘의 상단부에 직접적으로 접촉되어 브러싱 자극하도록 브러싱 바(6)에 일측이 연결되고, 타측은 하측으로 길게 형성되는데, 상기 재배 베드(1)의 상부에 구비된 플러그 트레이에 식재된 과채류 플러그 묘 상단부에 접촉되는 길이까지 형성된다.
여기서, 상기 브러싱 막(7)은 재배 베드(1)의 상부에 구비되는 플러그 트레이의 배치에 따라 브러싱 바(6)에 하나 이상 설치되고, 상기 브러싱 바(6)의 왕복 이동에 맞춰 이동하면서 재배 베드(1)의 상부에 구비된 전체의 플러그 묘 상단부를 반복적으로 브러싱 자극한다.
상기 제어부(8)는 재배 베드(1)의 일측에 설치되어 구동 모터(3)와 연결되고, 상기 구동 모터(3)의 작동 제어 또는 타이머 설정, 구동 모터(3)의 회전속도 등을 제어하는 제어장치이다.
용어 '플러그묘'는 응집성이 있는 소량의 배지가 담긴 개개의 셀에서 생육된 묘를 의미하는 것으로, 플러그묘 생산시스템에서는 종자를 기계적으로 수십 내지 수백 개의 셀을 가진 플러그 트레이에 파종하여 한 셀에서 하나의 식물체가 생산된다. 재배방식과 비교하여 파종 속도와 정확성이 높고, 묘가 균일하며, 이식작업 시 상처를 줄이고, 묘의 생장속도가 빠르고, 묘의 수송과 취급이 용이하며, 공간 이용 효율이 좋고, 노동력이 적게 드는 장점이 있다.
본 발명은 또한, 과채류 플러그 묘에 브러싱 자극을 처리하며 육묘시키는 단계를 포함하는 과채류 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 과채류 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상 방법에 있어서, 상기 브러싱 자극은 1.5~2.5시간 간격으로, 1일 10~14회, 0.15~0.25 m/초의 속도로 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극이 처리되는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 플러그 묘 상단부에 2시간 간격으로, 1일 12회, 0.2 m/초의 속도의 브러싱 자극이 처리되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 과채류 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상 방법에 있어서, 상기 묘소질의 향상은 초장(plant height)이 짧고 경경(stem diameter)이 굵어지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 과채류는 오이, 수박, 멜론, 참외, 토마토, 고추, 딸기, 가지 등일 수 있고, 바람직하게는 오이 또는 토마토일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 또한, 도장이 억제되고, 묘소질이 향상된 과채류 플러그 묘의 재배 방법 및 상기 방법에 의해 재배된 도장이 억제되고, 묘소질이 향상된 과채류 플러그 묘를 제공한다.
본 발명의 재배 방법은 구체적으로는,
상토가 충진된 플러그 트레이에 과채류의 종자를 파종하고 13~17일간 발아시키는 단계; 및
상기 발아된 과채류의 플러그 묘가 식재된 플러그 트레이를 브러싱 자극 자동화 장치(도 4)의 재배 베드(1) 상면에 올려두고, 1.5~2.5시간 간격으로, 1일 10~14회, 0.15~0.25 m/초의 속도로 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극을 처리하며 육묘시키는 단계;를 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로는,
상토가 충진된 플러그 트레이에 과채류의 종자를 파종하고 15일간 발아시키는 단계; 및
상기 발아된 과채류의 플러그 묘가 식재된 플러그 트레이를 본 발명에 따른 브러싱 자극 자동화 장치(도 4)의 재배 베드(1) 상면에 올려두고, 2시간 간격으로, 1일 12회, 0.2 m/초의 속도로 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극을 처리하며 육묘시키는 단계;를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 재배 방법에 있어서, 상기 과채류는 오이 또는 토마토일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 재배 방법에 있어서, 상기 과채류 플러그 묘는 초장(plant height)이 감소하고, 경경(stem diameter)이 굵어지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1. 실험재료 및 재배환경
본 실험은 브러싱(brushing) 처리에 따른 과채류 플러그 묘의 도장억제 영향을 알아보기 위해 국내 공정육묘장에서 생산되는 주요 과채류인 오이(Cucumis sativus L. 'Joeunbaekdadagi')와 토마토(Solanum lycopersicum L. 'Mini Chal')를 이용하여 경상대학교 부속농장 벤로형 유리온실에서 수행되었다. 2017년 10월 9일에 상업용 공정육묘용 혼합상토(Tosilee, Shinan Grow Co. Ltd., Jinju, Korea)가 충진된 40공 플러그 트레이(54×27.5×5cm)에 1구당 1립씩 각각의 종자를 파종하였다. 재배기간 동안 벤로형 유리온실의 온도는 15-25℃, 상대습도는 50±10%로 조절하였다. 파종 후 본엽이 2-3매 전개되었을 때, 2017년 10월 24일부터 육묘 종료까지 브러싱 처리를 진행하였다. 토마토와 오이 플러그 묘의 양·수분 관리는 토마토 Sonneveld 전용 액비(EC 1.5dS·m-1, pH 6.5)와 오이 PTG 전용 액비(EC 1.5dS·m-1, pH 6.5)를 조제하여 2일 1회 저면관수하였다.
2. 플러그 묘의 브러싱 처리
오이와 토마토 플러그 묘의 브러싱 처리를 위해 자동 타이머를 이용한 이송장치(240×120×80cm)를 제작하여 베드상부에 설치하였고, 묘와 브러시와의 접촉지점의 높이를 임의로 조절할 수 있게 하였다(도 4). 묘와 직접 닿는 접촉부에는 연질아크릴(FLO731A, Crenjoy Co. Ltd., Seoul, Korea)을 붙여 브러시 역할을 하도록 하였으며, 연질아크릴의 이동 속도는 초당 0.2m로 설정하였다. 브러싱 처리를 하지 않은 무처리군과 화학적 생장조절제와의 비교를 위한 3g·20L-1(유효성분 기준 7.5mg·L-1)의 빈나리(diniconazole 5%, Dongbangagro Co. Ltd., Seoul, Korea) 처리군을 대조구로 사용하였다. 또한, 오이와 토마토 묘의 브러싱 처리는 00:00시부터 24:00시까지 하루 12회 브러싱(2시간 간격), 하루 6회 브러싱(4시간 간격), 하루 4회 브러싱(6시간 간격)으로 각각 15일(오이)과 20일간(토마토) 처리하였고, 1회 당 지름 25mm × 길이 1,200mm 크기의 바(bar)에 가로 1,100mm × 세로 750mm 규격의 연질아크릴을 세로방향으로 장착하여 폭 1,200mm × 길이 2,400mm × 높이 800mm의 베드에서 전후로 왕복하도록 하여 수행하였다(도 1).
3. 조사항목
플러그 묘의 생육 조사를 위해 오이는 파종 후 30일째, 토마토는 파종 후 35일째에 트레이 당 4주씩(총 12주)을 무작위로 선발하여 조사하였다. 플러그 묘의 초장, 하배축, 절간장, 엽장, 엽폭을 조사하였다. 또한, 묘의 경경은 버니어캘리퍼스(CD-20CPX, Mitutoyo Co. Ltd., Kawasaki, Japan)를 이용하여 지제부 상단 1cm를, SPAD 값은 엽록소 측정기(SPAD-502, Konica Minolta Inc., Tokyo, Japan)를 이용하여 완전히 전개된 잎을, 엽면적은 엽면적 측정기(LI-3000, LI-COR Inc., Lincoln, NE, USA)를 이용하여 측정하였다. 지상부의 생체중과 건물중은 전자저울(EW220-3NM, Kern&Sohn GmbH., Balingen, Germany)을 이용하여 측정하였고, 건물중은 시료를 70℃ 항온 건조기(Venticell-222, MMM Medcenter Einrichtungen GmbH., Planegg, Germany)에서 72시간 건조 후 측정하였다. 브러싱 처리에 따른 플러그 묘의 스트레스 지수를 확인하기 위해 처리구별 6개체를 무작위로 선발하여 30분간 암적응시킨 후 엽록소 형광분석기(PAM-2100, Heinz Walz GmbH Co. Ltd., Effeltrich, Germany)를 이용하여 엽록소형광 값(Fv/Fm)을 측정하였다. 최소 형광 값(Fo)은 0.6kHz의 측정 광을 광섬유로 하여 0.1μmol·m-2·s-1 보다 낮은 광합성유효광양자속밀도(PPFD, photosynthetic photon flux density)로 적색 LED광을 이용하여 조사하고 측정하였으며, 최대 형광 값(Fm)은 20kHz로 7,000μmol·m-2·s-1의 포화 광을 0.8초 동안 조사하여 측정하였다. Fv/Fm값은 Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm 공식으로 산출되었다. T/R율은 지상부의 건물중에 지하부의 건물중을 나누어 계산하였다. 묘의 충실도를 측정하기 위해 지상부의 건물중에 초장을 나누어 충실도(compactness)를 계산하였으며, 왜화율(dwarf rate), 생장속도(CGR, crop growth rate), 상대생장률(RGR, relative growth rate), 엽면적률(LAR, leaf area rate)은 농촌진흥청 농업과학기술 연구조사 분석기준(RDA, 2012)을 기초로 하여 아래의 계산식에 의해 산출하였다.
왜화율(dwarf rate, %)=(대조구 초장-각 처리의 초장)/대조구 초장×100
생장속도(CGR, g-1·m-2·d-1)=(w2-w1)/(t2-t1)
상대생장률(RGR, g-1·g-1·d-1)=(logew2-logew1)/(t2-t1)
엽면적률(LAR, cm2·g-1)=L/W
(w1, w2: 시작 및 종료시점의 식물체당 건물중, t1, t2: 시작 및 종료시점의 시간, L: 식물체당 엽면적, W: 총 건물중)
4. 실험설계 및 통계분석
실험구의 배치는 브러싱 처리에 따른 오이와 토마토 플러그 묘의 생육발달 구명을 위해 무처리와 디니코나졸 7.5mg·L-1 처리, 3가지 조건의 브러싱 처리를 각 처리당 3반복, 그리고 반복당 40개체로 총 600주를 난괴법으로 배치하였다. 실험결과의 통계분석은 SAS 프로그램(SAS 9.4, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 평균 간 비교는 터키의 다중검정(Tukey's multiple range test)을 이용하여 5% 유의수준에서 각 처리간 유의성을 검증하였다. 그래프는 SigmaPlot 프로그램(Sigma Plot 12.0, Systat Software Inc., San Jose, Ca, USA)을 이용하여 나타냈다.
실시예 1. 브러싱 자극 처리에 따른 플러그 묘의 생육 특성 분석
파종 후 30일째 오이 플러그 묘와 파종 후 35일째의 토마토 플러그 묘의 브러싱 처리에 따른 생육 특성을 분석한 결과는 하기 표 1 및 2와 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
오이와 토마토 플러그 묘의 초장, 하배축, 절간장, 엽장, 엽폭, 엽면적은 모두 브러싱 처리 간격이 짧아질수록 감소하였고, 생장조절제인 디니코나졸 처리군에서 생육이 가장 억제되는 경향을 보였다. 디니코나졸은 트리아졸계에 속하는 약제인 피리미딘(pyrimidine) 유도체로써 식물체 내 지베렐린의 생합성을 억제하여 세포분열 능력을 저해하고 영양생장을 억제시키는 것으로 알려져있다. 본 발명에서 무처리와 브러싱 처리군 대비 디니코나졸 처리군에서 생육이 억제된 결과는 식물체 내 지베렐린의 생합성이 원활히 이루어지지 않았기 때문으로 판단되며, 오이와 토마토의 디니코나졸 종자 침지처리에 의한 절간신장 억제 결과와 유사한 경향을 보였다. 디니코나졸 처리와 비교하여 브러싱 처리에서는 2시간 간격 처리에서 생육이 가장 억제되는 현상을 보였으며, 브러싱 자극 처리 간격이 길어질수록 생육억제 효과가 미미해졌다. 오이와 토마토 플러그 묘의 경경(stem diameter)은 디니코나졸 처리에서 유의적으로 얇은 결과를 나타냈고, 오이에서는 브러싱 2시간 간격 처리와 4시간 간격 처리에서 디니코나졸 처리 대비 54.8%, 48.4% 두꺼워졌다. 오이와 토마토의 엽록소 농도를 나타내는 SPAD 값에서는 브러싱 자극 처리 간격에 따른 상관관계는 없었으나 무처리와 비교하였을 시 높은 결과를 보였고, 디니코나졸 처리 보다는 낮은 값을 보였다. 또한 디니코나졸 처리로 인해 SPAD 값이 높아진 것은 엽장, 엽폭, 엽면적 등이 다른 처리구에 비해 유의적으로 생육이 저조하여 엽색이 짙어진 것으로 판단된다. 오이와 토마토 묘의 엽면적은 생육이 억제될수록 감소하였으며, 특히 디니코나졸 처리에서 유의적으로 낮았다.
오이와 토마토의 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중은 생육이 저조하였던 디니코나졸 처리에서 유의적으로 낮은 결과를 나타냈다(표 3 및 표 4).
Figure pat00003
Figure pat00004
오이 플러그 묘에서는 브러싱 자극 처리의 간격이 길어질수록 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중이 증가하는 경향을 보였지만, 토마토의 지하부 생체중 및 건물중에서 반대의 결과를 나타내며 2시간 간격 처리에서 유의적으로 높은 결과를 보였다. 일반적으로 식물체에 브러싱 자극은 토마토와 수박, 가지 작물의 지상부 건물중을 감소한다고 보고하였고, 쉐이킹 처리로 인해 벼의 총 바이오매스가 감소되는 결과가 보고되었다. 하지만 본 발명의 토마토 작물의 뿌리, 즉 지하부의 생체중과 건물중은 브러싱 자극으로 인해 증가되었고(2시간 간격 처리), 식물체에 기계적 자극이 동화산물의 분배에 영향을 끼쳤다고 판단되었다. 과채류 플러그 묘의 품질을 나타내는 지상부와 지하부의 건물중 비율인 T/R율과 전체 건물중에 지상부의 초장을 나눈 값을 충실도로 표현하는데, T/R율이 낮을수록 그리고 충실도가 높을수록 묘 품질이 우수하다고 보고되고 있다. 오이와 토마토의 T/R율은 모든 처리구에서 유의적인 차이를 보이지 않았지만, 토마토의 충실도는 2시간 간격 처리에서 15.6mg·cm-1으로 무처리와 디니코나졸 처리에 비해 30.0% 및 16.4% 향상되었다. 또한, 오이와 토마토의 왜화율은 생육이 가장 저조하였던 디니코나졸 처리에서 가장 높았으며, 토마토의 2시간 간격 처리에서 디니코나졸과 유사하게 32.5%의 생육이 억제되는 것을 보였고, 기계적 자극인 브러싱 자극은 오이보다는 토마토의 육묘에 조금 더 효과적인 것으로 판단되었다.
식물체의 스트레스 지표로 사용되는 엽록소형광 값(Fv/Fm)은 0.8-0.84의 수치를 나타낼 때, 식물체가 정상적인 환경에 노출되었다고 알려졌다. 본 발명의 오이 플러그 묘에서 모든 브러싱 자극 처리 조건에서 0.743-0.752의 Fv/Fm 값을 보여, 식물체가 기계적 자극에 의해 스트레스를 받는 것으로 판단되었으며, 토마토 플러그 묘에서는 2시간 간격 처리에서 0.757의 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(표 5 및 표 6).
Figure pat00005
Figure pat00006
식물체가 기계적 자극의 스트레스 환경에 노출됨으로써 오이와 토마토의 생육특성인 초장, 하배축, 절간장, 엽면적 등의 영양생장이 무처리와 비교하여 감소된 것으로 판단되었다. 오이와 토마토 플러그 묘의 생육이 억제되지 않을수록 생장속도는 높은 경향을 보였으며, 특히 디니코나졸 처리구에서 오이와 토마토 플러그 묘가 0.0226, 0.0296g-1·m-2·d-1로 유의성 있게 낮았다. 일정시간의 작물 건물증가율을 나타내는 상대생장률의 분석결과, 오이 플러그 묘는 모든 처리구에서 유의적인 차이를 보이지 않았지만, 토마토 플러그 묘에서는 생장속도와 유사한 결과를 보였으며 디니코나졸 처리에서 0.0638g-1·g-1·d-1로 유의성 있게 낮았다. 식물체의 광합성 및 생체중의 감소, 뿌리활력과 양분흡수가 원활히 이루어지지 않을 때 상대생장률의 감소를 초래한다. 생장조절제인 디니코나졸에 의해 토마토 플러그 묘 체내의 지베렐린 생합성의 억제 및 영양생장의 저하, 지상부와 지하부의 생체중 및 건물중의 감소로 인해 상대생장률이 감소한 것으로 판단되었다. 엽면적률은 작물에 상관없이 모든 처리구에서 유의적인 차이를 보이지 않았지만, 디니코나졸 처리에서 엽면적 대비 건물생산률이 높았고, 브러싱 자극 처리 시간 간격에 따른 상관관계는 나타나지 않았다.
이상의 결과들을 종합하면, 생장조절제인 디니코나졸 처리구에서 오이와 토마토 플러그 묘의 생육 및 도장 억제에는 가장 효과적이었다. 하지만 2019년 1월 1일부터 모든 농산물에 확대 적용되어 시행되는 농약허용물질관리제도(PLS, positive list system)에 대응하기 위한 과채류 육묘시 도장 억제를 위한 친환경적 방법의 현장적용을 위한 실용화 연구가 시급한 상황에서, 본 발명의 방법, 즉, 하루 2시간 간격의 브러싱 자극 처리는 생장조절제에 의한 생육 억제와 유사한 수준을 보여주었으며, 특히 토마토 플러그 묘의 충실도를 높이는 결과를 함께 보여주었다. 따라서 고품질의 우량한 오이 또는 토마토 플러그 묘 생산을 위한 브러싱 자극은 공정육묘장에서의 현장 적용 가능성이 충분하다고 판단된다.
1 : 재배 베드 2 : 가이드대
3 : 구동 모터 4 : 체인
5 : 캐리지 6 : 브러싱 바
7 : 브러싱 막 8 : 제어부

Claims (7)

  1. 플러그 묘가 식재된 플러그 트레이가 상부에 구비되는 재배 베드(1)와;
    상기 재배 베드(1)의 일측에 고정 설치되고, 상기 재배 베드(1)의 길이방향까지 길게 형성되는 가이드대(2)와;
    상기 가이드대(2)의 일측에 설치되어 가이드대(2)를 따라 둘러진 체인(4)을 왕복 구동시키는 구동 모터(3)와;
    상기 체인(4)에 연결되어 체인(4)을 따라 가이드대(2)를 왕복 이동되는 캐리지(5)와;
    상기 캐리지(5)에 고정되어 재배 베드(1)의 상부에 수평으로 구비되고, 상기 캐리지(5)를 따라 재배 베드(1)의 상부를 수평으로 왕복 이동하는 브러싱 바(6)와;
    상기 브러싱 바(6)에 연결되어 재배 베드(1)의 상부에 구비된 플러그 트레이의 플러그 묘 상단부에 접촉되도록 하측으로 형성되고, 상기 브러싱 바(6)를 따라 왕복 이동하면서 재배 베드(1)의 상부에 구비된 플러그 트레이의 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극하는 브러싱 막(7)과;
    상기 구동 모터(3)와 연결되어 구동 모터(3)를 제어하는 제어부(8);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 브러싱 자극 자동화 장치.
  2. 과채류 플러그 묘에 브러싱 자극을 처리하며 육묘시키는 단계를 포함하는 과채류 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 브러싱 자극은 1.5~2.5시간 간격으로, 1일 10~14회, 0.15~0.25 m/초의 속도로 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극이 처리되는 것을 특징으로 하는 과채류 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 과채류는 오이 또는 토마토인 것을 특징으로 하는 과채류 플러그 묘의 도장 억제 및 묘소질 향상 방법.
  5. 상토가 충진된 플러그 트레이에 과채류의 종자를 파종하고 13~17일간 발아시키는 단계; 및
    상기 발아된 과채류의 플러그 묘가 식재된 플러그 트레이를 제1항에 따른 브러싱 자극 자동화 장치의 재배 베드(1) 상면에 올려두고, 1.5~2.5시간 간격으로, 1일 10~14회, 0.15~0.25 m/초의 속도로 플러그 묘 상단부에 브러싱 자극을 처리하며 육묘시키는 단계;를 포함하는 도장이 억제되고, 묘소질이 향상된 과채류 플러그 묘의 재배 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 과채류는 오이 또는 토마토인 것을 특징으로 하는 재배 방법.
  7. 제5항 또는 제6항의 방법에 의해 재배된 도장이 억제되고 묘소질이 향상된 과채류 플러그 묘.
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