KR20130132479A - 식물 성장 증진 혼합물 및 이의 적용 방법 - Google Patents
식물 성장 증진 혼합물 및 이의 적용 방법 Download PDFInfo
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Abstract
작물 또는 다른 식물의 발육 동안 작물 또는 다른 식물의 경제적인 부분의 성장 및/또는 생산성을 증진시키기 위해 작물 또는 다른 식물의 세포 수 및 세포 발육을 유리하게 증가시키는 식물 성장 증진 혼합물 및 이의 적용을 선택적으로 시기 조절(timing)하는 방법. 개화시에 식물 성장 증진 혼합물의 적용은 병약한 꽃과 정상적으로 건강한 꽃 둘다를 증진시킨다. 식물 성장 증진 혼합물 및 적용 방법은 또한, 처리된 작물 또는 다른 식물에 질병에 대한 다양한 내성을 부여하는 것으로 나타났다. 식물 성장 증진 혼합물 및 적용 방법은 또한, 작물의 성장 및 생산성을 위한 수분과 영양분의 보다 손쉬운 접근 및 수송을 위해 뿌리내림(rooting)의 깊이 및 강도를 증가시킨다.
Description
본 발명은 일반적으로 식물 성장 증진 혼합물, 및 식물 성장 및 생산성을 증가시키기 위해 식물 조직에 대한 이의 적용 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 임의적으로 질소를 포함한 다양한 미네랄과 함께 적용될 때 영양조직(vegetative), 꽃, 종자, 및 과실 조직(이에 한정되지 않음)을 포함한 식물 조직의 성장 및 발육의 예기치 못한 증진을 제공하는 식물 호르몬 또는 다른 분자의 조합에 관한 것이다.
식물 성장 및 발육뿐만 아니라 생산성(예를 들면, 작물, 종자, 과실, 등)이 식물 생산성의 수준을 정량적이든 정성적이든 증진시키는 유전자의 발현을 시그널링하는 소분자(small molecule), 성장 인자 및 미네랄 성분에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 식물 생산성을 개선하기 위한 전통적인 접근법은 작물 또는 다른 식물 생산성에 대한 필수 첨가물 또는 기질로서 다양한 미네랄과 질소 성분의 적용을 포함한다. 그러나, 이러한 접근법은 생산성 증진에 필요한 성장 인자(예를 들면, 호르몬 및/또는 다른 소분자)를 알게 또는 모르게 경시하는 성향이 있어 왔다.
식물 생산성을 개선하기 위한 보다 최근의 접근법은 유전 공학 기법, 예컨대 사전 처리되지 않은 유전자를 생산성을 증진시키는 것으로 여겨지는 특정의 표적화된 반응에 영향을 미치도록 조작하고/하거나 원하는 식물 특성을 보다 잘 발현시키는 다른 유전자를 부가하는 것을 포함한다. 이들 트랜스제닉 접근법은 확실히 이점들(예를 들면, 질병/해충 내성, 제초제 내성, 보다 큰 작물/과실, 등)을 가지지만, 이들은 또한 안전하지 않고, 비자연적이며 환경에 유해함으로 인해 엄청난 대중의 저항이 있어 왔다.
더욱 인정을 받고 있는 대안적인 보다 자연적인 접근법은, 식물이 보다 많은 양 및/또는 품질의 다양한 식물 조직을 생산할 뿐만 아니라 가뭄, 질병, 및 해충 침입과 같은 일반적인 재난에 직면하여 잘 자라도록 하는 필수 유전자/유전 코드를 이미 가지고 있다는 이론에 기초한다. 그러나, 이러한 고유의 유전 물질의 충분한 발현과 식물의 충분한 잠재력을 실현하기 위해서는, 식물이 다양한 천연 영양분 및/또는 호르몬을 특정 농도로, 식물 성장 도중의 특정 기간에, 그리고 식물의 특정 부분 또는 조직으로 받아들여지도록 해야 한다. 미국 특허 제6,040,273호(참고적으로 인용됨), 및 미국 특허 출원 공보 제2005/0043177호 및 제2005/0197253호는 이 분야에서의 성과에 대한 몇몇 실시예를 제공한다. 식량 생산뿐만 아니라 급증하는 인구 성장에 제공하기 위한 보다 많은 양의 식량 생산에 대한 계속적인 필요성을 개선하기 위한 기술 및 조성물에 대한 단순한 정도의 연구를 고려할 때, 식물 생산성을 개선하기 위한 개선된 방법 및 조성물에 대한 장기간의 절실함과 이루지 못한 요구가 존재한다.
본 발명의 목적의 확인
본 발명의 목적은 하기 중 하나 이상을 달성하는데 있다:
식물 성장 및 생산성을 고무시키는 화학 조성물 또는 혼합물의 제공;
식물에 의한 질소 활용을 촉진하고/하거나 증가시키는 화학 조성물 또는 혼합물의 제공;
작물 및 다른 식물의 성장을 증진시키는 하나 이상의 식물 호르몬, 하나 이상의 미네랄, 및 질소 화합물의 혼합물 또는 조합물의 제공.
식물 조직의 성장을 증진시키는 하나 이상의 식물 호르몬, 하나 이상의 미네랄, 및 질소 화합물을 포함하는 화학 혼합물 및/또는 조합물의 적용 방법의 제공;
식물의 질병 내성, 식물의 해충 내성 또는 식물의 고유 면역을 증진시키는 화학 조성물 및 이의 적용 방법의 제공; 및
병약한 꽃 및 건강한 꽃의 원기(strength)를 증가시킴으로써 식물의 경제적인 부분 또는 다른 부분을 증진시키는 화학 조성물 및 이러한 조성물의 적용 방법의 제공.
본 발명의 다른 목적, 특징, 및 이점은 하기 명세서 및 도면으로부터 당업자에게 분명해질 것이다.
발명의 요약
앞서 확인된 목적들은, 본 발명의 다른 특징들 및 이점들과 함께, 적어도 식물 호르몬, 사이토키닌(cytokinin) 및 지베렐린(gibberellin)의 조합을 포함하는 식물 성장 증진 혼합물에서 구체화된다. 식물 성장 증진 혼합물은 또한 아연, 칼슘, 붕소, 칼륨 및 질소 중 하나 이상을 포함하는 다양한 미네랄을 포함할 수 있다. 식물 성장 증진 혼합물이 이러한 미네랄을 포함할 수 있지만, 화학적 침전의 가능성으로 인해 이러한 미네랄은 바람직하게는 식물 호르몬과 미리 혼합되지 않는다. 대신에, 식물 호르몬과 미네랄은 바람직하게는, 동시에 또는 다른 시점에 식물 및/또는 식물이 성장중인 토양에 적용된다.
식물 성장 증진 혼합물은 식물이 증식, 성장 또는 생산되는 성장 배지가 무엇이든 상관없이 식물의 뿌리계에 적용되는 경우 세포 분열의 정도, 및 식물의 영양조직, 꽃, 종자, 과실 또는 다른 조직의 발육의 정도를 증가시키는 것으로 관찰되었다. 식물 성장 증진 혼합물의 바람직한 실시의 적용으로 인해 식물 성장을 통계적으로 유의하게 증가시키는 것으로 입증된 몇몇 실시예들이 제공된다.
식물 성장 증진 혼합물의 적용은 뜻밖에도, 작물 및 다른 식물에서 예전에 확인된 적이 없는 질병 및 해충에 대한 내성을 부여하는 것으로 확인되었다. 몇몇 실시예들은 급사 증후군, 감자 지브라 칩(potato zebra chip), 토마토 잎말림 바이러스 및 파이토프토라(Phytophthora)(이에 한정되지 않음)를 포함한 다양한 식물병을 방지하는 것에 대한 식물 성장 증진 혼합물의 효능을 입증하고 있다. 식물 성장 증진 혼합물은 또한 개화 도중 식물에 적용되는 경우 병약한 꽃과 정상적으로 건강한 꽃 둘다를 강건하게 하는 것으로 나타났다.
예시적이고 비제한적인 방식으로 본 발명은 이하에서 첨부 도면을 참조하여 상세히 기재되어진다:
도 1은 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 성장중인 토마토 식물에 적용 후 4주째 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이고;
도 2는 다양한 양의 질소를 가진 식물 성장 증진 혼합물들을 대두콩(soybean) 식물에 적용한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 3은 급사 증후군(SDS)으로 감염된 대두콩 식물에 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 적용한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 4는 토마토 잎말림 바이러스가 감염된 토마토 식물에 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 적용한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 옥수수 식물 뿌리에 적용하여 옥수수 식물 뿌리의 성장에 대한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 6은 어린뿌리(radicle roots)를 포함한 미처리된 옥수수 식물의 뿌리를 보여주는 흑백 사진이며;
도 7은 어린뿌리 및 중배축(mesocotyl)을 포함한, 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물로 처리된 옥수수 식물의 뿌리를 보여주는 흑백 사진이며;
도 8은 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 토마토 식물에 적용한 비교 결과를 도시한 흑백 사진이다.
도 1은 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 성장중인 토마토 식물에 적용 후 4주째 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이고;
도 2는 다양한 양의 질소를 가진 식물 성장 증진 혼합물들을 대두콩(soybean) 식물에 적용한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 3은 급사 증후군(SDS)으로 감염된 대두콩 식물에 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 적용한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 4는 토마토 잎말림 바이러스가 감염된 토마토 식물에 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 적용한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 옥수수 식물 뿌리에 적용하여 옥수수 식물 뿌리의 성장에 대한 비교 결과를 보여주는 흑백 사진이며;
도 6은 어린뿌리(radicle roots)를 포함한 미처리된 옥수수 식물의 뿌리를 보여주는 흑백 사진이며;
도 7은 어린뿌리 및 중배축(mesocotyl)을 포함한, 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물로 처리된 옥수수 식물의 뿌리를 보여주는 흑백 사진이며;
도 8은 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 토마토 식물에 적용한 비교 결과를 도시한 흑백 사진이다.
본 발명의 바람직한 실시는 선행 기술의 결점들 중 하나 이상을 해결하고 앞서 제시된 목적들 중 적어도 하나를 구현하는 것이다. 본 발명은 함께 그리고/또는 특정 시점에 식물의 뿌리에 적용시 세포 분열의 정도 및 작물 또는 다른 식물의 영양조직, 꽃, 종자, 과실 또는 다른 조직의 발육 정도를 증진시키는 화학 성분들의 특정 조합/조성을 포함하는 식물 성장 증진 혼합물 및/또는 성장중인 식물로의 이의 적용 타이밍을 이용한다. 이러한 증진은 세포 및/또는 세포 성분들의 개수 및 종류 및/또는 조직 온전성(integrity), 조직 색상, 소비된다면 맛에 있어 조직의 바람직함(tissue desirability)으로 측정되는 식물 조직의 품질에 있어 증가 형태를 취할 수 있으며, 맛, 생화학적 성분들, 조직의 형태구성능력(tissue plasticity) (또는 이의 결여), 조직 강도 또는 다른 물리적 성분 또는 속성의 모든 측면을 포함한다. 본원에서 언급된 식물은 임의의 그리고 모든 작물(인간 또는 다른 생물 유기체 소비 또는 산업적 소비를 지칭함) 또는 원하는 조직(식물의 잎, 잎의 일부 또는 다른 조직 또는 식물 조직의 전체 조직 또는 생화학적 또는 물리적 성분들의 사용을 위한 꽃 또는 종자(이에 한정되지 않음)를 포함함)을 생성하는 장식용 및/또는 다른 식물을 포함한다.
바람직한 실시에서, 식물 성장 증진 혼합물은 2종의 식물 호르몬 - 사이토키닌과 지베렐린의 수성 블렌드(aqueous blend)를 포함한다. 당업자에게 익히 공지된 바와 같이, 사이토키닌과 지베렐린은 다양한 천연 공급원으로부터 얻어지거나 또는 화학적으로 합성될 수 있다. 지베렐린은 바람직하게는 하기 중 하나 이상으로부터 선택된다: GA1, GA2, GA3, GA4, GA5, GA6, GA7, GA8, GA9, GA10, GA11, GA12, GA13, GA14, GA15, GA16, GA17, GA18, GA19, GA20, GA21, GA22, GA23, GA24, GA25, GA26, GA27, GA28, GA29, GA30, GA31, GA32, GA33, GA34, GA35, GA36, GA37, GA38, GA39, GA40, GA41, GA42, GA43, GA44, GA45, GA46, GA47, GA48, GA49, GA50, GA51, GA52, GA53, GA54, GA55, GA56, GA57, GA58, GA59, GA60, GA61, GA62, GA63, GA64, GA65, GA66, GA67, GA68, GA69, GA70, GA71, GA72, GA73, GA74, GA75, GA76, GA77, GA78, GA79, GA80, GA81, GA82, GA83, GA84, GA85, GA86, GA87, GA88, GA89, GA90, GA91, GA92, GA93, GA94, GA95, GA96, GA97, GA98, GA99, GA100, GA101, GA102, GA103, GA104, GA105, GA106, GA107, GA108, GA109, GA110, GA111, GA112, GA113, GA114, GA115, GA116, GA117, GA118, GA119, GA120, GA121, GA122, GA123, GA124, GA125, GA126. 사이토키닌은 하기 중 하나 이상으로부터 선택된다: 제아틴, 제아틴의 다양한 형태, N6-벤질 아데닌, N6-(델타-2-이소펜틸) 아데닌, 1,3-디페닐 우레아, 티디아주론(thidiazuron), CPPU (포클로르페누론(forchlorfenuron)), 키네틴 또는 사이토키닌 활성을 가진 다른 화학적 제제.
바람직한 지베렐린은 지베렐린산, GA3이고, GA3이 약 0.1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5 중량%, 가장 바람직하게는 약 0.075 내지 약 0.125 중량%이도록 하는 양으로 수성 혼합물에 존재한다. 바람직한 사이토키닌은 키네틴이고, 키네틴이 약 0.003 내지 0.3 중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.0015 내지 0.15 중량%, 가장 바람직하게는 약 0.01 내지 0.05 중량%이도록 하는 양으로 수성 혼합물에 존재한다.
식물 호르몬인 사이토키닌과 지베렐린의 비는 바람직하게는 1:10 내지 1:300, 더욱 바람직하게는 1:20 내지 1:40 범위이다. 대략 1:30의 비가 가장 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 최상의 결과를 얻기 위해, 사이토키닌과 지베렐린의 절대적인 양은 처리된 식물과 이의 과실의 부피/중량에 비례하여 달라져야 한다. 사이토키닌의 절대적인 양은 바람직하게는 성장중인 식물의 헥타르 당 1 내지 300 mg, 더욱 바람직하게는 성장중인 식물의 헥타르 당 20 내지 80 mg 사이에서 달라진다. 지베렐린의 절대적인 양은 바람직하게는 성장중인 식물의 헥타르 당 100 내지 10,000 mg 사이에서, 더욱 바람직하게는 성장중인 식물의 헥타르 당 500 내지 2,500 mg 사이에서 달라진다.
식물 성장 증진 혼합물은 임의적으로, 그렇지만 바람직하게는, 식물 조직에 의한 식물 호르몬의 흡수(uptake)를 돕고/돕거나 식물 조직에 의한 식물 호르몬의 활용을 제공하는 하나 이상의 미네랄을 포함한다. 바람직한 미네랄은 아연, 질소, 칼륨, 칼슘 및 붕소를 포함하고, 질소, 칼륨, 칼슘 및/또는 붕소가 가장 바람직하다. 칼슘과 붕소의 바람직한 적용 비율은 에이커(acre) 당 10 내지 100 파운드(pounds) 칼슘 및 에이커 당 1/4 내지 2 파운드 붕소이다. 질소를 포함하는 미네랄은 화학적 침전의 위험으로 인해 바람직하게는 식물 호르몬과 미리 혼합되지 않는데, 적어도 상당 기간(extended period of time) 동안 그러하지 아니하다. 대신에, 미네랄은, 존재한다면, 바람직하게는 식물 호르몬과 동시에 적용된다 (예를 들면, 적용 시점에 또는 적용 직전에 미네랄과 식물 호르몬을 혼합함으로써). 대안으로는, 임의의 미네랄이 식물 호르몬의 적용 이전 또는 적용 이후에 적용될 수 있다. 편의성을 위해, 식물 호르몬과 미네랄의 상기 양은 경작 에이커 또는 헥타르의 측면에서 제공되지만, 식물 성장 증진 혼합물은 대안적인 성장 매체(수경 재배 및 공중 재배(이에 한정되지 않음) 포함)를 통해 식물 뿌리에 적용되는 것을 추가로 포함한다.
전형적으로, 대두콩 식물은 수확된 대두콩의 부셸(bushel) 당 대략 5 파운드의 질소를 요구한다. 이러한 양 중에서, 약 3 파운드의 질소는 뿌리에서 또는 뿌리 부근에서 질소 고정 박테리아의 작용을 통해 생성되고, 약 2 파운드 질소는 대두콩의 뿌리가 성장중인 토양으로부터 얻어진다. 다른 종류의 작물도 유사한 전형적인 질소 활용을 가진다. 그러나, 상술된 식물 호르몬 및/또는 미네랄이 성장중인 식물의 토양/뿌리에 적용되면, 식물이 일반적으로 일어나는 것보다 토양으로부터의 보다 많은 양의 질소를 이용하거나 이용할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 예기치 못한 결과인데, 그 이유는 이러한 다량의 질소 시비(fertilization)가 전형적으로 식물 뿌리를 손상시키고/시키거나 식물 건강에 치명적이기 때문이다. 사이토키닌과 지베렐린을 포함한 식물 성장 증진 혼합물은 또한 식물 뿌리의 부근에서 질소 고정 박테리아를 자극하여 일반적으로 일어나는 것보다 긴 시간 동안 공기로부터 토양 중으로 질소의 고정화를 지속할 수 있다.
식물 성장 증진 혼합물의 바람직한 실시에 사용된 질소는 바람직하게는 대략 1/2 우레아 및 1/2 질산암모늄을 포함하는 액체 질소 비료(fertilizer)이다. 이러한 액체 질소 비료는 약 28 내지 32%의 질소 함량을 가지고 바람직하게는 식물의 토양 중으로 2 내지 4 인치의 깊이까지 주입된다. 식물에 적용되는 액체 질소 비료의 총량은 바람직하게는 50 내지 400 파운드 질소/에이커(즉, 56.0 내지 448.3 kg /헥타르), 더욱 바람직하게는 100 내지 300 파운드 질소 / 에이커 (즉, 112.1 내지 336.3 kg / 헥타르), 가장 바람직하게는 약 200 lbs. 질소 / 에이커 (즉, 224.2 kg / 헥타르)이다. 액체 질소 비료의 이러한 총량은 이하에서 추가로 설명하고 있는 바와 같이 1회 적용으로 적용될 수 있거나, 또는 1회 이상으로 분할 적용될 수 있다. 액체 질소 비료의 부가적인 종류, 예컨대 무수 암모니아, 아쿠아 암모니아 및 저압 41% 질소 용액이 또한 질소 공급원으로서 사용될 수 있지만, 이러한 부가적인 종류의 액체 질소 비료는 가스성 암모니아(즉, 질소)의 대기중 상실을 피하기 위해 땅속으로 주입되어야 한다.
적용된 질소의 최적의 양은 다수의 인자에 좌우되며 가장 중요한 인자는 식물의 종류이다. 경작 에이커 당 대략 200 lbs.(즉, 224.2 kg/헥타르)의 질소의 적용이 대두콩의 경우 선호적인 결과를 보여주었다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시에서, 경작 에이커 당 약 400 lbs.(즉, 448.3 kg/헥타르)의 보다 많은 질소의 적용으로 최상의 옥수수 성장이 실현되었다. 액체 질소 비료는 식물 호르몬 및 다른 미네랄(존재한다면)과 동시에 적용되거나, 또는 개화 이전에 나중 시점에 적용된다. 바람직하게는, 액체 질소 비료는 적용 직전에 식물 호르몬과 다른 미네랄(존재한다면)을 블렌딩하여, 균일 혼합물/조합물의 단 1회 필드(field) 적용이 요구되어 노동비 및 설비비를 감소시키는데, 그렇지 않다면 추후 질소 단독 필드 적용으로 인해 노동비와 설비비가 요구된다. 액체 질소 비료를 함유한 식물 성장 증진 혼합물의 단일 적용이 단일 수확 작물의 경우 우수한 결과를 제공하는 것으로 나타났지만, 복수 수확 작물(예를 들어, 토마토)에서 1회 이상의 수확 각각 후 액체 질소 비료의 부가적인 적용은 적어도 일부 작물에서 유익한 것으로 나타났다. 액체 질소 비료의 사용이 상술되고 있지만, 입자상(granular) 질소 비료가 대안으로 이용될 수 있다. 그러나, 고체 질소 비료는 복수의 식물 호르몬과 임의의 다른 미네랄의 적용으로부터 별도 단계에서 성장중인 식물의 토양에 적용될 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 방법에서는, 식물 성장 증진 혼합물을 준비하고 점적 관개(drip irrigation)를 통해 성장중인 식물의 뿌리에 또는 식물이 성장중인 토양을 경유해 적용한다. 이용될 수 있는 다른 적하시비(fertigation)형 적용법은 브로드캐스팅(broadcasting)(예를 들면, 통상적인 관개) 및 다른 종류의 배치(placement) 적용(예를 들면, 사이드 드레싱; 마이크로제트, 등)를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 식물의 잎과 지표 위쪽의 조직으로부터 토양/뿌리 중으로 식물 성장 증진 혼합물을 씻어보내도록 하기에 충분한 관개가 허락된다면 브로드캐스트 적용이 허용가능한 방법이다. 식물 성장 증진 혼합물은 바람직하게는 식물이 대략 4 내지 6개의 잎을 가진 후에 적용된다. 식물 성장 증진 혼합물이 종자 또는 묘목에 적용될 수 있는 몇가지 예외적인 경우도 있다. 이러한 예외 중 하나는 밀 작물(wheat crops)이고 다른 하나는 파인애플과 같은 착생식물(epiphyte)형 식물이다. 식물 성장 증진 혼합물은 바람직하게는 식물 발육의 번식 단계(즉, 개화) 직전 또는 도중에(즉, 식물 발육의 파종 단계와 개화 단계 사이) 토양/뿌리에 적용된다. 개화 후 식물 성장 증진 혼합물의 토양/뿌리 적용은 이하에서 추가로 설명한 바와 같이 덜 효과적인 것으로 확인되었으며 심지어 유해 효과를 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 식물이 복수 개의 잎을 가지기 이전 또는 이식(transplantation) 후 7 내지 14일 이내의 토양/뿌리 적용은 일반적으로 피해질 수 있다.
식물 성장 증진 혼합물(미네랄없이)은 바람직하게는 0.1 내지 10 파인트(pints)/에이커(즉, 0.117 내지 1.17 리터/헥타르)의 비율로 토양/뿌리에 적용된다. 부가적인 형태의 식물 처리가 유익할 수 있고 이는 본원에 기재된 방법 및 조성물과 함께 사용되는 경우 상승 효과를 나타낼 수 있다. 예를 들면, Dean의 미국 특허 제6,040,273호의 바람직한 조성물을 이용한 식물 처리는 파종 단계 동안 액체 질소 비료를 함유한 식물 성장 증진 혼합물의 후속 적용을 통해 실현되는 결과를 더욱 개선시킬 수 있다.
식물 호르몬인 사이토키닌과 지베렐린 및 미네랄을 포함하는 식물 성장 증진 혼합물(액체 질소 비료 없이)은 유기질(organic)이다. 그러나, 바람직한 액체 질소 비료는 비-유기질(non-organic)이다. 그럼에도 불구하고, 전체 처리를 유기 농법에 의한, 환경 친화적인, 그리고/또는 지속가능하도록 하기 위해 질소의 유기질 공급원이 사용될 수 있다. 이러한 유기질 질소 공급원은 동물의 분뇨, 소변 및 깃털(feathers)을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시는 하기의 다수의 실시예들에서 추가로 기재된다. 그러나, 이들 실시예는 본원에 기재된 본 발명의 범위를 어떠한 형태로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예
1
본 실시예에서는, 필드에 심어진 대두콩의 성장에 대한 식물 성장 증진 혼합물의 효과를 연구하였다. 심어진 대두콩의 변종(cultivar)은 베르날(Vernal)이다. 이러한 대두콩은 2009년 6월 1일에 대두콩 파종에 대해 정부에서 권장한 시비 규정에 따라 준비된 텍사스 주의 웨슬라코의 일 필드에 파종되었다. 필드에 파종된 대두콩이 성장의 번식(즉, R2) 단계에서 성장중인 토양에 바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을 적용하였다. 이러한 식물 성장 증진 혼합물은 사이토키닌으로서 키네틴을 0.03% 그리고 지베렐린산(즉, 지베렐린)으로서 GA3을 1.0% 가졌다. 식물 성장 증진 혼합물(미네랄 없이)을 점적 관개를 통해 2 파인트/에이커(pts/acre)의 비율로 분산시켰다. 액체 질소 비료(즉, 50% 우레아 및 50% 질산암모늄)를 점적 관개 시스템을 통해 90 lbs./에이커(즉, 100.9 kg/헥타르)의 총 적용을 위해 각각 30 lbs. 질소/에이커(즉, 33.6 kg/헥타르)로 3회 적용하였다. 30 lbs./에이커(즉, 33.6 kg/헥타르)의 질소 비료 적용을 파종 후 4주째, 파종 후 6주째 및 파종 후 8주째 실시하였다. 식물 성장 증진 혼합물은 파종 후 8주째 마지막 질소 적용을 포함하였다. 2009년 10월 22일에 대두콩을 수확하였다.
미처리된, 대조군의, 일반 처리된 대두콩 플롯(plot)의 4회 반복 실험(replicates)과 상기의 기재에 따라 처리된 대두콩 플롯의 4회 반복 실험에 대한 대두콩 수율을 측정하였다. 4회의 대조군 반복 실험에 대한 대두콩 수율은 83.8 부셸(bushels)/에이커, 97.3 부셸/에이커, 97.8 부셸/에이커 및 90.8 부셸/에이커였다. 4회 대조군 플롯에 대한 평균 대두콩 수율은 92.4 부셸/에이커였으며 이때 표준편차는 6.6 부셸/에이커였다. 식물 성장 증진 혼합물로 처리된 4회 반복 실험에 대한 대두콩 수율은 171.8 부셸/에이커, 164.8 부셸/에이커, 160.6 부셸/에이커 및 170.1 부셸/에이커였다. 이러한 4회의 처리된 플롯에 대한 평균 대두콩 수율은 166.8 부셸/에이커였으며 이때 표준편차는 5.1 부셸/에이커였다. 대조군 플롯과 처리군 플롯의 평균 수율 간의 유의적 차이에 대한 통계적 "t 테스트"는 p=0.0005였으며, 이는 매우 유의한 차이를 의미한다.
실시예
2
본 실시예에서는, 실시예 1의 식물 성장 증진 혼합물의 사이토키닌과 지베렐린의 바람직한 실시를 점적 관개를 통해 스페인산 양파에 적용하였다. 식물 성장 증진 혼합물(미네랄없이)은, 2010년 3월 3일에 워싱턴주의 에티오피아에서 스페인산 양파가 심어진 토양 중으로 3 파인트/에이커의 비율로 적용되었다. 양파 식물의 이식을 위해 정부에서 권장한 토양 제조(즉, 시비) 이외에, 식물 성장 증진 혼합물은 질소 사이드 드레싱을 포함했으며 이는 양파 식물의 이식 후 10주, 12주 및 14주째에 10 lbs. 질소/에이커의 비율로 토양에 적용되었다. 2010년 7월 29일에 스페인산 양파를 수확하였다. 4회 반복 실험은 총 39,498 lbs.의 양파를 수확한 반면(던칸(Duncan)의 p = 0.05 뉴 멀티플 레이진 테스트(New Multiple Range Test)), 4회 반복 대조군 실험은 총 21,725 lbs.의 양파를 수확하였다. 따라서, 처리된 양파가 미처리된(대조군) 양파에 비해 수율면에서 81.8% 증가를 나타내었다. 양파 수율에 있어 증가는 양파 개수의 증가가 아니라 양파의 크기 증가인 점에 주목해야 한다.
실시예
3
본 실시예에서는, 토마토 식물에 대한 식물 성장 증진 혼합물 처리의 효과를 연구하였다. 도 1에 도시한 바와 같이, 좌측의 토마토 식물(a)은 실시예 1의 식물 성장 증진 혼합물의 사이토키닌과 지베렐린으로 처리되지 않았지만, 우측의 토마토 식물(b)은 이러한 처리 후 4주째에의 모습을 보여준다. 당업자에 의해 명백하듯이, 처리된 토마토 식물(b)은 미처리된 토마토 식물(a) 보다 더 푸르고(즉, 더 짙고), 더 건강하고 발육이 더 우수하며, 보다 많은 토마토를 가진다.
실시예
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본 실시예에서는, 적용되는 질소의 양을 변화시키면서 실시예 1의 식물 성장 증진 혼합물의 사이토키닌과 지베렐린의 필드에 파종된 대두콩의 성장에 미치는 효과를 연구하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, (a)로 표시된 대조군 식물은 식물 성장 증진 혼합물의 어떠한 적용도 받지 않았으며 (파종을 위한 토양 제조와 함께 정부에서 권장한 시비에서 벗어나는 부가적인 질소도 없었다). (b) 내지 (e)로 표시된 식물들은 부가적인 질소의 양을 하기와 같이 달리하면서 4 파인트/에이커의 비율의 식물 성장 증진 혼합물(미네랄 없이)의 적용을 받았다: 식물 (b)는 추가 질소를 처리받지 않았고, 식물 (c)는 60 파운드 질소/에이커를 처리받았으며, 식물 (d)는 120 파운드 질소/에이커를 처리받았으며 식물 (e)는 180 파운드 질소/에이커를 처리받았다. 도 2로부터 용이하게 확인할 수 있듯이, 가장 높은 양의 질소 (예를 들면, 180 lbs./에이커)와 함께 식물 성장 증진 혼합물이 처리된 식물 (e)가 또한 가장 많은 세포 성장을 보여주었고, 특히 대두콩의 가장 큰 발육을 나타내었다. 식물 (e)는 대조군 식물 (a) 보다 대두콩 수율면에서 적어도 30% 증가를 나타낸다.
본 발명의 또 다른 특징은, 앞서 기재한 방법(들) 중 하나 이상을 이용하여 식물에 식물 성장 증진 혼합물(액체 질소 비료의 존재 또는 부재하에)을 적용하면 뜻밖에도 다양한 식물병을 억제하고 해충에 대한 내성을 증가시키는 것으로 나타났다.
실시예
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본 실시예에서는, 심각한 급사 증후군(SDS)의 발병하에 있는 대두콩 식물에 대한 식물 성장 증진 혼합물의 효과를 연구하였다. 본 실시예를 위해, 식물 성장 증진 혼합물은 2 파인트/에이커의 0.03% 사이토키닌과 1.0% 지베렐린 뿐만 아니라 에이커 당 100 lbs. 질소 및 100 lbs. 칼륨으로 구성되었다. 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측의 수확된 식물 (a)는 SDS를 나타내었지만 식물 성장 증진 혼합물(미네랄 존재하에)로 처리되지 않았다. 그러나, 우측의 수확된 식물 (b)는 식물 성장 증진 혼합물(미네랄 존재하에)로 처리되었다. 식물 (b)의 사진은, 심지어 SDS의 합병증을 겪고 있지만, 식물 성장 증진 혼합물이 식물의 성장 및 작물 발육을 촉진하는 것을 보여준다. SDS는 처리된 식물에서는 감소된 질소 활용을 나타내지 않았지만, 미처리된 식물의 성장 및 작물 발육에 대해 상당한 피해를 입혔다. 식물 (a) 및 (b) 둘다 정부에서 권장한 규정에 따라 시비가 이루어진 토양에 심어진 점을 주목해야 한다.
실시예
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본 실시예에서는, 심각한 SDS의 발병하에 있는 대두콩 식물에 대한 식물 성장 증진 혼합물의 효과를 관찰하였다. 심어진 대두콩의 변종은 아스그로우(Asgrow) 2403이었으며 정부에서 권장한 시비 규정을 이용하여 파종을 위해 준비된 아이오와주의 아메스의 일 필드에 파종되었다. 대두콩을 2010년 4월 29일에 파종하고 2010년 10월 3일에 수확하였다. 표에 나타낸 바와 같이, 실험 당 8회 반복을 수반하여 8종의 상이한 실험을 수행하였다. 최고의 향상을 보여주는 처리 식물군은 실험 6의 것들로서, 이들은 실험 1의 대조군 식물에 비해 62% 성장율을 보여주었다.
바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물을, 필드에 심어진 대두콩이 성장의 번식 단계(R2)에서 성장중인 토양에 적용하였다. 식물 성장 증진 혼합물은 사이토키닌으로서 키네틴을 0.03% 그리고 지베렐린산(즉, 지베렐린)으로서 GA3을 1.0% 가졌다. 파종 이전에 정부에서 권장한 규정에 따라 토양에 시비처리하면서, 식물 성장 증진 혼합물은 또한 부가적인 액체 질소 비료(즉, 50% 우레아 및 50% 질산암모늄)을 포함했으며 이는 점적 관개 시스템을 통해 첨부된 표에서 제공된 양으로 적용되었다.
미처리된, 대조군의, 일반 처리된 병에 걸린 대두콩 플롯(실험 1)에 대해 그리고 다양한 양의 식물 성장 증진 혼합물로 처리된 7개의 부가적인 대두콩 플롯(실험 2-8)에 대해 대두콩 수율을 측정하였다. 표에 나타낸 바와 같이, 각 실험은 8회 반복으로 이루어졌다. 이들 실험에서 사용된 플롯은 25 평방피트(square feet)의 영역을 가졌다. 전형적인, 병이든 대조군에 해당하는 8회 반복 실험에 대한 대두콩 수율은 8.39 부셸/에이커, 9.6 부셸/에이커, 13.9 부셸/에이커, 19.7 부셸/에이커, 9.6 부셸/에이커, 13.6 부셸/에이커, 25.2 부셸/에이커 및 18.5 부셸/에이커였다. 8회 대조군 플롯에 대한 평균 대두콩 수율은 14.8 부셸/에이커였으며 이때 표준 편차는 5.9 부셸/에이커였다.
2 파인트/에이커의 투여율로 식물 성장 증진 혼합물이 처리된 8회 반복 실험에 대한 대두콩 수율은 12.2 부셸/에이커, 22 부셸/에이커, 23.4 부셸/에이커, 32.1 부셸/에이커, 14.5 부셸/에이커, 15.9 부셸/에이커, 24 부셸/에이커 및 21.7 부셸/에이커였다. 2 파인트/에이커의 투여량으로 8회 처리된 플롯들에 대한 평균 대두콩 수율은 20.8 부셸/에이커였으며 이때 표준 편차는 6.4 부셸/에이커였다. 대조군 플롯과 처리군 플롯 간의 유의적 차이에 대한 통계적 "t 테스트"는 p=0.006이었으며, 이는 매우 유의한 차이를 의미한다.
4 파인트/에이커의 투여율로 식물 성장 증진 혼합물이 처리된 8회 반복 실험에 대한 대두콩 수율은 11 부셸/에이커, 25.2 부셸/에이커, 31 부셸/에이커, 23.2 부셸/에이커, 21.2 부셸/에이커, 25.2 부셸/에이커, 32.7 부셸/에이커 및 22.3 부셸/에이커였다. 4 파인트/에이커의 투여량으로 처리된 8회 플롯들에 대한 평균 대두콩 수율은 24 부셸/에이커였으며 이때 표준 편차는 6.6 부셸/에이커였다. 대조군 플롯과 처리군 플롯 간의 유의적 차이에 대한 통계적 "t 테스트"는 p=0.003이었으며, 이는 매우 유의한 차이를 의미한다.
8 파인트/에이커의 투여율로 식물 성장 증진 혼합물이 처리된 8회 반복 실험에 대한 대두콩 수율은 17.7 부셸/에이커, 24 부셸/에이커, 18.5 부셸/에이커, 10.1 부셸/에이커, 23.2 부셸/에이커, 16.2 부셸/에이커, 16.2 부셸/에이커 및 24.9 부셸/에이커이다. 8 파인트/에이커의 투여량으로 처리된 8회 플롯에 대한 평균 대두콩 수율은 18.9 부셸/에이커였으며 이때 표준 편차는 5.0 부셸/에이커였다. 대조군 플롯과 처리군 플롯 간의 유의적 차이에 대한 통계적 "t 테스트"는 p=0.13이었으며, 이는 비-유의적인 차이를 의미한다.
에이커 당 100 lb.의 질소 및 100 lb.의 칼륨의 투여량으로 비료만으로 처리된 8회 반복 실험에 대한 대두콩 수율은 23.4 부셸/에이커, 26 부셸/에이커, 28.7 부셸/에이커, 15.3 부셸/에이커, 8.1 부셸/에이커, 15.3 부셸/에이커, 28.9 부셸/에이커 및 22.9 부셸/에이커였다. 비료만으로 처리된 8회 플롯에 대한 평균 대두콩 수율은 21.1 부셸/에이커였고 이때 표준 편차는 7.4 부셸/에이커였다. 대조군 플롯과 처리군 플롯 간의 유의적 차이에 대한 통계적 "t 테스트"는 p=0.03이었으며, 이는 5% 수준의 유의한 차이를 의미한다.
질병에 시달린 대두콩 플롯에서 수행된 실험(즉, 처리가 질병의 작용을 억제할 수 있는지를 보여주기 위한 목적으로)은 매우 자주, 반복 실험 플롯들 중에서 높은 수준의 다양성(variability)을 보여준다. 따라서, 보다 많은 수의 반복 실험 - 처리 당 보다 많은 일반 4회 반복 실험에 대한 8회 반복 실험 - 이 필요했다. 본 실시예에서 입증한 바와 같이, 식물 성장 증진 혼합물(이 혼합물에 질소/칼륨 비료가 포함됨)의 식물 호르몬 2 파인트/에이커의 투여율은 준최적(suboptimal) 20.8 부셸/에이커의 수율을 나타내었다(비록 이러한 수율은 미처리된 대조군 플롯에 비해 40.5 %였음). 4 파인트/에이커의 투여율에서, 수율은 반복 실험 중 24 부셸/에이커에서 최고치였으며 이는 대조군 플롯에 비해 수율면에서 62.2% 증가된 것이다. 8 파인트/에이커의 최고 투여율에서, 수율은 21.2 부셸/에이커였으며 이는 대조군 플롯에 비해 수율면에서 42.6% 증가한 것이다. 따라서, 식물 성장 증진 혼합물에서 식물 호르몬의 최고 투여율은 최적 수율을 위해서는 너무 높다.
실험:
1. 대조군 (정부에서 권장한 시비 규정).
2. 종자 처리, A (종자 cwt 당 4 온스(ounces)).
3. 종자 처리, A (종자 cwt 당 8 온스).
4. 종자 처리, C (종자 cwt 당 6 온스).
5. [고랑(furrow) A에서 1 파인트(pt); 개화 이전 사이드 드레싱 C 2 파인트, 100lbs. N 및 100lbs. K] / 에이커.
6. [고랑 A에서 1 파인트; 개화 이전 사이드 드레싱 C 4 파인트, 100lbs. N 및 100lbs. K] / 에이커.
7. [고랑 A에서 1 파인트; 개화 이전 사이드 드레싱 C 8 파인트, 100lbs. N 및 100lbs. K] / 에이커.
8. 대조군 및 사이드 드레싱 [100 lbs. N 및 100 lbs. K] / 에이커.
A = 미국 특허 제6,040,273호의 조성물의 바람직한 실시;
C = 실시예 1의 식물 성장 증진 혼합물.
실시예
7
지브라 칩, 또는 파파 라야다(papa rayada)는 미국의 다수 지역에서 감자에 악영향을 미치는 파괴적인 질병이다. 지브라 칩은 검은색 줄무늬로 인해 그러한 이름이 지어진 것이며 종종 그러한 질병에 걸린 감자로부터 생산된 감자 칩에서 발견된다. 본 실시예에서는, 지브라 칩에 걸린 감자 식물에 대한 식물 성장 증진 혼합물의 효과를 관찰하였다. 변종은 프리토 레이(Frito Lay)® 1875 감자였다. 이러한 감자를 2010년 1월 5일에 텍사스주의 웨슬라코에 심고 2010년 4월 27일에 수확하였다. 심어진 감자의 대조군 플롯에는 정부에서 권장한 시비 규정이 적용되었다 (즉, 100 lbs. 질소 / 에이커).
심어진 나머지 감자에는, 실시예 6의 식물 성장 증진 혼합물의 사이토키닌과 지베렐린을 1 파인트/에이커의 비율로 감자가 성장중인 토양에 적용하였다. 식물 성장 증진 혼합물로 처리된 감자는 대조군 플롯의 감자와 비교했을 때 어떠한 질소 비료가 처리되지 않았다(즉, 식물 성장 증진 혼합물은 임의의 질소 적용을 포함하지 않았음). 또한, 본 실시예의 감자 식물에 적용된 식물 성장 증진 혼합물은 칼슘, 붕소 또는 아연과 같은 임의의 다른 미네랄을 포함하지 않았다. 수확시, 대조군 감자의 수율은 얼마되지 않는 47개 백(bags)/에이커(즉, 100 lbs./백에서 47,000 lbs./에이커)였고 이들 대조군 감자로부터 생산된 감자 칩의 59%가 지브라 칩의 징후를 나타내었다. 반면에, 처리된 감자의 수율은 197개 백/에이커(즉, 197,000 lbs./에이커)였고 처리된 감자로부터 생산된 감자 칩의 겨우 15%만이 지브라 칩의 징후를 나타내었다. 대조군 감자와 처리군 감자 간의 이러한 차이는 통계적 관점에서 볼때 매우 유의한 수준이다 (즉, p<0.01).
실시예
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본 실시예에서는, 고추(pepper)에서 파이토프토라(Phytophthora)를 억제하는 식물 성장 증진 혼합물의 능력을 연구하였다. 파이토프토라는 몇몇 작물에서 억제하기가 매우 어려운 곰팡이인 것으로 판명되어져 있다. 본 연구에서 사용된 재배 변종은 파이토프토라에 특히 민감한 변종인 톰캣(Tomcat)이며, 이는 2010년 6월 16일에 뉴저지주 브리지톤에 이식되었다. 2010년 8월 17일, 9월 9일 및 10월 8일에 고추를 수확했다.
바람직한 실시의 식물 성장 증진 혼합물은 실시예 6에 기재된 바와 같은 식물 호르몬, 미네랄 칼슘 및 붕소 (1/2 pt/에이커의 6.5% 칼슘 용액; 1 pt/에이커의 9% 붕소 용액) 및 100 lbs. 질소/에이커를 적용하기에 충분한 양의 질소 비료 화합물로 구성되었다. 식물 성장 증진 혼합물의 식물 호르몬을, 이식된 고추가 성장중인 토양에 1 파인트/에이커의 투여율로 적용하였다. 파이토프토라가 최고 수준으로 감염된 반복 실험은 정부에서 권장한 시비 규정을 사용하여 성장한 대조군 플롯으로부터 얻어진 수율에 비해 29% 증가된 고추 수율을 나타내었다. 또한, 질병의 주간 증가율(즉, 죽은 식물)은 대조군 고추 식물에서 11.3%로서 이는 성장 증진 혼합물로 처리된 식물의 경우에 해당하는 2.5% 보다 상당히 높았다. 다시 말해, 4주 후, 대조군 식물의 45.2% (즉, 11.3% x 4)가 파이토프토라에 의해 죽었지만, 처리된 식물의 경우에는 겨우 10% (즉, 2.5% x 4)만이 죽었다. 파이토프토라병을 효과적으로 억제하기 위한 식물 성장 증진 혼합물의 능력은 예기치 못한 것이며 이는 흔히 사용되는 다른 살진균 방법 또는 조성물보다 더욱 효과적인 것으로 여겨진다.
실시예
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본 실시예에서는, 토마토 잎말림 바이러스에 의해 감염된 토마토 식물에 대한 식물 성장 증진 혼합물의 효과를 남부 텍사스 필드에서 연구하였다. 도 4의 좌측에 도시된 토마토 식물 (a)의 잎은 토마토 잎말림 바이러스에 의해 심각하게 일그러져 있다. 실시예 6의 식물 성장 증진 혼합물의 사이토키닌과 지베렐린을 토마토 잎말림 바이러스에 의해 감염된 토마토 식물이 성장중인 토양에 적용하였다. 사이토키닌과 지베렐린을 2010년 10월 31일에 10 파인트/에이커의 비율로 적용하였다. 식물 성장 증진 혼합물은 또한 미네랄인 칼슘, 붕소 및 질소를 포함했으며, 이들은 동시에 적용되었다. 5% 칼슘의 용액을 1 pt/에이커의 비율로 적용하고 붕소의 용액을 3 pt/에이커의 비율로 적용하였다. 200 lbs. 질소/에이커의 비율로 사이드 드레싱함으로써 질소를 적용하였다. 도 4의 우측에 도시된 토마토 식물 (b)는 2010년 11월 5일에 사진촬영된 것이며 이는 처리 후 겨우 5일째 질병에 걸린 토마토 식물에 대한 식물 성장 증진 혼합물의 효과를 보여준다. 당업자는 1회 처리 후 식물 건강에 있어 빠른 개선을 용이하게 감지할 수 있다. 이러한 개선은 예기치 못한 것이며 이전에 보고된 적이 없다. 또한, 처리 5일 동안 유전자 발현 연구를 또한 실시하였다. 식물 고유 면역 유전자, PR-1 및 PR-5가 명시된 식물 성장 증진 혼합물 처리의 결과로서 크게 상향조절된 것으로 나타났다.
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본 발명의 또 다른 특징은 식물 성장 증진 혼합물이 병약한 꽃과 건강한 꽃 둘다를 강건하게 하는데 사용될 수 있다는 점이다. 앞서 언급한 바와 같이, 식물 성장 증진 혼합물은 일반적으로 식물 발육의 번식 단계의 개시 후에는(즉, 개화 동안) 식물의 잎, 꽃, 및/또는 토양 또는 뿌리에 적용되지 않는다. 그러나, 식물 성장 증진 혼합물은 개화 식물에 적용되어 병약한 꽃들이 퇴화되고 보다 건강한 꽃이 강화되도록 할 수 있다. 이러한 목적을 위한 식물 성장 증진 혼합물의 적용은 질소 비료와 함께일 필요는 없다 (즉, 사이토키닌 및 지베렐린, 및 임의적으로, 질소를 제외한 미네랄을 포함하는 식물 성장 증진 혼합물).
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본 발명의 또 다른 특징은 식물 성장 증진 혼합물이 옥수수 식물 뿌리의 성장을 강화시키기 위해 사용될 수 있다는 점이다 (도 5). 이미지 상단의 뿌리는 미처리된 옥수수 식물에서 유래한 것이고, 이미지 하단의 뿌리는 4 온스/에이커의 비율로 혼합물이 처리된 식물에서 유래한 것이며, 이는 파종 시점에 종자에 대한 고랑 처리에서와 같이 종자가 액체 혼합물과 함께 드롭핑되는 개방 고랑의 폐쇄 직전에, 고랑의 사이드에 있는 토양을 이용한 종자와 혼합물의 폐쇄(덮음) 이전에 적용된다. 처리된 식물의 뿌리는 토양 안으로 깊숙이 성장했으며, 이에 따라 물이 결핍된 조건하에서 보다 깊은 토양에서 물을 저장하고 보다 많은 영양분을 저장하는 두 측면에서 볼때 미처리된 식물에 비해 뚜렷한 이점을 가진다.
처리된 식물의 뿌리가 더 깊게 자라고 이에 따라 보다 저층의 토양 영역으로 성장하며, 이는 가뭄의 다양한 형태 하에서 여분의 영양분과 여분의 물을 제공할뿐만 아니라, 작물의 성장 계절 전반에 걸쳐 뿌리가 활발하게 성장하도록 해준다. 예를 들어, 미처리된 식물의 어린뿌리(종자에서 최초로 형성된 뿌리)는 매우 짙은데, 이는 실질적으로 죽은 뿌리계를 의미한다 (도 6). 또한, 어린 뿌리는 다소 얇고 가늘고 긴데, 이에 따라 작물의 상부로 물과 영양분을 수송하는데 있어 덜 활발하다. 이에 반해, 도 7에 도시된 바와 같이, 어린 뿌리계 위쪽의 중배축의 밝은 색상을 주목하기 바라며 이는 심지어 작물의 성장이 완료될 때까지 그러하다. 보다 밝은 색상(이는 활발한 성장을 의미함) 뿐만 아니라, 기질의 수송을 위한 "파이핑 시스템"이 보다 두껍고 보다 짧은데 이는 물과 영양분에 대한 보다 기능적인 수송 시스템을 의미한다. 도 6과 7에서 두 식물의 어린 뿌리 상의 "몸체(bulges)"는 종자의 잔해이다.
처리된 식물의 또 다른 파라미터는 n=5의 경우 처리된 식물의 뿌리의 생중량(fresh weight)(137 그램)이 미처리된 식물의 생중량(60 그램)보다 더 크다는 것이며, 이는 통계적으로 매우 유의한 차이 p< 0.01를 의미한다.
식물 성장에 대한 처리 혼합물의 또 다른 파라미터는 처리된 식물의 줄기의 둘레(circumference)(7.96 cm)가 미처리된 식물의 둘레(6.52 cm) 보다 통계적으로 매우 유의하게 차이가 있다는 것이다(p< 0.01).
작물 성장에 대한 처리 혼합물의 또 다른 파라미터는 처리된 식물의 귀(ear), 즉 "옥수수 속대(cob)"와 종자의 중량(142.2 그램)이 미처리된 식물의 것(89.4 그램) 보다 통계적으로 매우 유의하게 차이가 있다는 점이다(p< 0.01).
작물 성장에 대한 처리 혼합물의 또 다른 파라미터는 처리된 식물의 귀에서 종자의 줄(rows) 수(14.4)가 미처리된 식물의 것(12.8)과 통계적으로 매우 유의하게 차이가 있다는 점이다(p< 0.01).
처리된 작물의 귀 성장에 대한 처리 혼합물의 또 다른 파라미터는 보다 큰 직경인데(11.68 cm), 이는 미처리된 식물(10.1 cm)에 비해 통계적으로 매우 유의한 차이를 나타낸다 (p< 0.01).
실시예
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본 발명의 또다른 특징은 식물 성장 증진 혼합물이 고추 또는 토마토와 같은 쌍떡잎 식물의 성장을 강화시키는데 사용될 수 있다는 점이다 (도 8). 본 이미지에서, 이미지 하단의 미처리된 식물(n=5)은 4.2 파운드의 생중량을 가진다. 이에 반해 이미지 상단의 처리된 식물은 매우 유의하게 (p< 0.01) 더 높은 생중량(9.6 파운드)을 가진다.
토마토 작물 성장에 대한 처리 혼합물의 또 다른 파라미터는 식물 당 토마토의 개수이다. 미처리된 식물에서는 식물 당 67개 토마토인데 비해, 처리된 식물의 경우에는 식물(n=5) 당 166개 토마토로서 통계적으로 매우 유의한 증가(p= <0.01)이다.
토마토 작물 성장에 대한 처리 혼합물의 또 다른 파라미터는 식물 당 토마토의 중량이다. 미처리된 식물의 과실 중량은 식물 당 3.7 파운드인 반면에, 처리된 식물의 경우에는 식물 당 11.9 그램으로서 통계적으로 매우 더 높다 (p< 0.01).
토마토 작물 성장에 대한 처리 혼합물의 또 다른 파라미터는 가지(branches) 수의 증가이다 (도 8 참조).
쌍떡잎 식물에 대한 가지화에 있어 증가의 만능(universality)을 입증하기 위해, 토마토 실험과 동일한 방식으로 동일한 날짜에 이식되고 처리된 고추 실험을 또한 텍사스에서 시행하였다. 미처리된 식물의 경우 가지 수가 식물 당 5.75 가지인 반면 (가지 수가 더 많다는 것은 토마토 식물의 경우 잠재적으로 보다 높은 수율을 의미함) 처리된 식물의 경우 가지 수(7.55)는 미처리된 대조군 식물에 비해 통계적으로 매우 유의하게 더 높다(p< 0.01).
본 기재의 요약은 단지 미국 특허 및 상표청 및 대중에게 대강의 검열을 통해 기술적 기재의 성질 및 요지를 빠르게 파악하도록 하는 수단을 제공하기 위해 작성된 것이며, 이는 하나의 바람직한 실시를 나타내는 것이지 전반적인 본 발명의 성질을 상징하는 것이 아니다.
본 발명의 일부 실시들은 상세히 설명되고 있지만, 본 발명은 기재된 실시들에 한정되지 않고; 개시된 실시들의 수정 및 개조가 당업자에 의해 가능하다. 이러한 수정 및 개조는 이하의 청구범위에서 설명하는 본 발명의 취지 및 범위 내에 속한다:
Claims (35)
- 적어도 사이토키닌 및 지베렐린을 포함한 복수의 식물 호르몬,
아연, 칼슘 및 붕소로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 미네랄, 및
성장중인 식물에 적용될 때 에이커(acre) 당 50 내지 400 lbs.의 질소를 적용하기 위한 양의 질소 화합물
을 포함하는 식물 성장 증진 혼합물. - 제1항에 있어서,
상기 사이토키닌은 약 0.003 중량% 내지 약 0.3 중량%이고 상기 지베렐린은 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%인 식물 성장 증진 혼합물. - 제1항에 있어서,
상기 사이토키닌은 약 0.0015 중량% 내지 약 0.15 중량%이고 상기 지베렐린은 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%인 식물 성장 증진 혼합물. - 제1항에 있어서,
상기 질소 화합물은 우레아와 질산암모늄의 블렌드(blend)인 식물 성장 증진 혼합물. - 제1항에 있어서,
상기 질소 화합물의 상기 양은 상기 질소 화합물이 상기 성장중인 식물에 적용될 때 에이커 당 100 내지 300 lbs.의 질소를 적용하기에 충분한 것인 식물 성장 증진 혼합물. - 제1항에 있어서,
상기 미네랄은 칼슘이고 에이커 당 10 내지 100 lbs.의 비율로 식물에 적용되는 것인 식물 성장 증진 혼합물. - 제1항에 있어서,
상기 미네랄은 붕소이고 에이커 당 0.25 내지 2 lbs.의 비율로 식물에 적용되는 것인 식물 성장 증진 혼합물. - 사이토키닌 및 지베렐린을 포함하는 복수의 식물 호르몬, 및 적용시에 에이커 당 50 내지 400 lbs.의 N을 적용하기에 충분한 양의 질소 화합물을, 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 파종(seedling) 및 개화(flowering) 성장 단계 사이의 기간에 상기 식물의 상기 조직의 성장을 증진시키기에 효과적인 양으로 상기 복수의 식물 호르몬과 상기 질소 화합물을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 포함하는, 식물 조직의 성장을 증진시키는 방법. - 제8항에 있어서,
아연, 칼슘 및 붕소로 구성된 군으로부터 선택된 미네랄을 상기 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 파종 및 개화 성장 단계 사이의 기간에 상기 미네랄을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 적용 단계는 상기 복수의 식물 호르몬과 상기 질소 화합물을 상기 식물의 상기 조직이 성장중인 토양 중에 주입함으로써 수행되는 것인 방법. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 식물 호르몬과 상기 질소 화합물의 상기 적용 단계는 관개(irrigation)를 통해 수행되는 것인 방법. - 제8항에 있어서,
상기 복수의 식물 호르몬의 상기 적용 단계는 상기 사이토키닌이 약 0.003 중량% 내지 약 0.3 중량%의 농도로 적용되고 상기 지베렐린이 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%의 농도로 적용되도록 수행되는 것인 방법. - 제9항에 있어서,
상기 미네랄은 칼슘이고 상기 미네랄의 상기 적용 단계는 에이커 당 10 내지 100 lbs.의 비율로 수행되는 것인 방법. - 제9항에 있어서,
상기 미네랄은 붕소이고 상기 미네랄의 상기 적용 단계는 에이커 당 0.25 내지 2 lbs.의 비율로 수행되는 것인 방법. - 제9항에 있어서,
상기 복수의 호르몬, 상기 미네랄 및 상기 질소 화합물은 식물에 적용 이전에 블렌딩되는 것인 방법. - 제9항에 있어서,
상기 복수의 호르몬, 상기 미네랄 및 상기 질소 화합물은 식물에 동시에 적용되는 것인 방법. - 제9항에 있어서,
상기 적용 단계는 상기 복수의 호르몬, 상기 미네랄 및 상기 질소 화합물이 모두 동시에 적용되지 않도록 수행되는 것인 방법. - 사이토키닌과 지베렐린을 포함하는 복수의 식물 호르몬, 및 적용시에 에이커 당 50 내지 400 lbs.의 질소를 적용하기에 충분한 양의 질소 화합물을, 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 파종 및 개화 성장 단계 사이의 기간에 상기 식물의 상기 조직의 질병에 대한 내성을 증진시키기에 효과적인 양으로 상기 복수의 식물 호르몬 및 상기 질소 화합물을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 포함하는, 질병에 대한 작물의 내성을 증진시키는 방법. - 제18항에 있어서,
아연, 칼슘 및 붕소로 구성된 군으로부터 선택된 미네랄을 상기 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 파종 및 개화 성장 단계 사이의 기간에 상기 미네랄을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 적용 단계는 상기 복수의 식물 호르몬과 상기 질소 화합물을 상기 식물의 상기 조직이 성장중인 토양 중에 주입함으로써 수행되는 것인 방법. - 제18항에 있어서,
상기 복수의 식물 호르몬과 상기 질소 화합물의 상기 적용 단계는 관개를 통해 수행되는 것인 방법. - 제18항에 있어서,
상기 복수의 식물 호르몬의 상기 적용 단계는 상기 사이토키닌이 약 0.003 중량% 내지 약 0.3 중량%의 농도로 적용되고 상기 지베렐린이 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%의 농도로 적용되도록 수행되는 것인 방법. - 제19항에 있어서,
상기 미네랄은 칼슘이고 상기 미네랄의 상기 적용 단계는 에이커 당 10 내지 100 lbs.의 비율로 수행되는 것인 방법. - 제19항에 있어서,
상기 미네랄은 붕소이고 상기 미네랄의 상기 적용 단계는 에이커 당 0.25 내지 2 lbs.의 비율로 수행되는 것인 방법. - 제19항에 있어서,
상기 복수의 호르몬, 상기 미네랄 및 상기 질소 화합물은 식물에 적용 이전에 블렌딩되는 것인 방법. - 제19항에 있어서,
상기 복수의 호르몬, 상기 미네랄 및 상기 질소 화합물은 식물에 동시에 적용되는 것인 방법. - 제19항에 있어서,
상기 적용 단계는 상기 복수의 식물 호르몬, 상기 미네랄 및 상기 질소 화합물이 모두 동시에 적용되지 않도록 수행되는 것인 방법. - 사이토키닌과 지베렐린을 포함하는 복수의 식물 호르몬, 및 적용시에 에이커 당 50 내지 400 lbs.의 N을 적용하기에 충분한 양의 질소 화합물을, 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 발육의 개화 단계 동안의 기간에 상기 복수의 식물 호르몬과 상기 질소 화합물을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 포함하는, 식물에 식물 성장 증진 혼합물을 처리하여 병약한 꽃과 정상적으로 건강한 꽃을 강화시켜 상기 식물을 증진시키는 방법. - 제28항에 있어서,
아연, 칼슘 및 붕소로 구성된 군으로부터 선택된 미네랄을 상기 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 발육의 개화 단계 동안의 기간에 상기 미네랄을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 적어도 사이토키닌 및 지베렐린을 포함하는 복수의 식물 호르몬, 및 적용시에 10 내지 400 lbs.의 N을 적용하기에 충분한 양의 제1 질소 화합물을 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 파종 및 개화 성장 단계 사이의 기간에 상기 식물의 상기 조직의 성장을 증진시키기에 효과적인 양으로 상기 복수의 식물 호르몬과 상기 제1 질소 화합물을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 포함하는 농사(farming) 방법. - 제30항에 있어서,
아연, 칼슘 및 붕소로 구성된 군으로부터 선택된 미네랄을 상기 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하기 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 발육의 개화 단계 동안의 기간에 상기 미네랄을 상기 식물의 상기 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 적용하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제30항에 있어서,
적용시 에이커 당 10 내지 400 lbs.의 N을 적용하기에 충분한 양의 제2 질소 화합물을 상기 식물의 조직에 또는 상기 식물이 성장중인 토양에 또 다른 적용을 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 상기 조직으로 또는 상기 식물이 성장중인 토양으로 상기 제2 질소 화합물의 상기 또 다른 적용을 상기 개화 성장 단계 이전의 기간에 상기 식물의 상기 조직의 성장을 증진시키기에 효과적인 양으로 적용하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제30항에 있어서,
적용시에 에이커 당 10 내지 400 lbs.의 N을 적용하기에 충분한 양의 제2 질소 화합물을 상기 식물의 조직으로 또는 상기 식물이 성장중인 토양으로의 또 다른 적용을 위해 준비하는 단계, 및
상기 식물의 상기 조직으로 또는 상기 식물이 성장중인 토양으로 상기 제2 질소 화합물의 상기 또 다른 적용을 상기 파종 성장 단계와 상기 복수의 상기 식물 호르몬의 상기 적용 단계 사이의 기간에 상기 식물의 상기 조직의 성장을 증진시키기에 효과적인 양으로 적용하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제32항에 있어서,
상기 제1 질소 화합물과 상기 제2 질소 화합물은 동일 종류의 질소 화합물인 방법. - 제33항에 있어서,
상기 제1 질소 화합물과 상기 제2 질소 화합물은 동일 종류의 질소 화합물인 방법.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20130617 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
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