KR20160095067A

KR20160095067A - 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 방법

Info

Publication number: KR20160095067A
Application number: KR1020167017941A
Authority: KR
Inventors: 제리 스톨러; 알버트 맆타이; 알버트 ??타이
Original assignee: 스톨러 엔터프라이지즈, 인크.
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-08-10
Also published as: MX2016007279A; PE20160952A1; TR201909789T4; AU2014360441A1; ZA201604161B; MX365058B; NI201600074A; EP3076790A1; US9220270B2; EP3076790A4; US20150150261A1; CL2016001333A1; HUE045100T2; ECSP16023068A; KR102305216B1; PL3076790T3; TR201612403T1; AU2014360441B2; CA2929703C; CN105934154B

Abstract

농작물의 종자에 디포밀우레아(DFU)를 적용하는 것이 토양 환경으로부터 수분 및 미네랄(mineral)을 사용하기 위하여 식물의 잔뿌리 능력을 향상시키는 것을 발견하였다. 또 다른 발견은 농작물 세포질 수분 및 잔뿌리 주위의 토양 유지가 재식(planting) 전 농작물 종자, 식물 주위의 토양 또는 식물의 엽면에 디포밀우레아를 적용하여 상승된다는 것이다. 또 다른 발견은 과도한 비 또는 다른 유형의 홍수에 의한 침수 시 농작물의 익사(drowning)가 예방된다는 것이다. 또 다른 발견은 농작물 수확량이 농작물의 토양에 디포밀우레아와 질소 비료를 같이 적용하여 향상된다는 것이다.

Description

농작물에 디포밀우레아를 적용하는 방법{METHODS FOR APPLYING DIFORMYLUREA TO CROPS}

가출원의 출원일 이익

본 출원은 2013년 12월 4일 출원된 가출원 61/911,909의 우선권을 주장한다.

(1) 기술분야

본 발명은 농작물에 디포밀우레아(DFU)의 적용에 의하여 농작물 생산량을 향상시키는 새로운 방법에 관한 것이다.

(2) 선행기술의 설명

딘(Dean)에 이전 미국 특허(U.S. 6,040,273, U.S. 6,448,440, U.S. 6,710,085)는 농작물에 적용된 새싹(shoot) 및 뿌리 생중량과 같은 많은 농작물 변수의 종자 발아 및 묘목 성장의 속도를 향상하기 위한 디포밀우레아의 유익한 효과가 설명되어 있다.

(3) 본 발명의 목적 인식

본 발명의 중요한 목적은 이종의(heterogeneous) 총 뿌리 중량의 일부인, 토양으로부터 수분 및 영양분을 흡수하기 위한 근단(root tip)을 적게 가진 두꺼운 뿌리와 대조적으로 토양으로부터 수분 및 미네랄(mineral)을 흡수할 수 있는 더욱 많고 효과적인 잔뿌리를 야기하는 선택적인 뿌리 조직 합성을 달성하기 위한 농작물 뿌리 시스템의 기능적 용량에 있어서 더욱 큰 상승을 달성하기 위하여 디포밀우레아를 적용하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 농작물 세포질 수분 및 잔뿌리 주위의 토양 수분을 향상시키기 위하여 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 침수된 밭에 식물의 익사를 예방하기 위하여 재식된 밭의 침수를 당한 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 살충제(pesticide), 제초제(herbicide), 살균제(fungicide)의 효과를 억제하지 않는 반면 농작물 성장 및 생산성을 향상시키기 위하여 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 것이다.

본 발명의 요약

본 발명의 농작물 조직의 디포밀우레아 처리 방법은 성장 단계에 0.1 내지 10 파인트/에이커의 비율(rate) 또는 에이커 당 0.5 내지 1.5 파인트의 바람직한 비율로서 디포밀우레아 용액으로 농작물의 외생(exogenous) 처리를 포함한다.

농작물의 외생 처리 방법은 첫 번째 또는 두 번째 잎이 형성된 후 또는 (반복된 [바람직한] 또는 단일 적용된) 농작물의 성장 시기 후에 개별 적용 당 작물의 에이커 당 2 내지 16 온스(ounces) 비율의 디포밀우레아를 캐노피(canopy)(잎) 위로 엽면(foliar) 처리하여 달성될 수 있거나, 모든 작물 성장 시기에 10 파인트/에이커까지 반복적인 적용으로서 적용될 수 있다.

농작물의 처리는 0.1 내지 10 파인트/에이커의 비율, 고랑 적용으로서 적용된 에이커 당 0.5 내지 1.5 파인트의 바람직한 비율로 열린 파종 고랑에 종자 위 및 토양 위로 농작물 재식(planting) 시 "고랑에" 처리를 포함한다.

바람직한 처리의 방법으로서, 외생 디포밀우레아는 "열린" 토양 고랑 스프레이로서 0.1 내지 10 파인트/에이커의 비율 또는 0.5 파인트/에이커 내지 1.5 파인트/에이커의 바람직한 비율로 고랑에 적용되며, 여기서 농작물의 종자는 고랑의 폐쇄와 최적의 종자 발아 및 농작물 묘목의 성장을 위한 종자와의 중요하고 적절한 닫힌 "토양" 접촉을 위한 닫힌 고랑 위로 토양의 후속 압축 전에 가장 먼저 뿌려지고 이후 디포밀우레아 용액의 스프레이는 "열린" 고랑에 종자 및 토양 모두를 덮는다.

상기와 같은 이와 같은 적용을 위한 바람직한 시간은 농작물 종자 파종 즉시이다.

농작물의 성장시기에 걸친 디포밀우레아 적용은 에이커 당 2 내지 16 온스의 비율로 엽면 또는 "토양에" 적용함으로서 이루어질 수 있다. 추가적인 물이 에이커 당 5 내지 25 갤런(gallon)의 물의 비율로 디포밀우레아와 함께 적용되는 경우, 디포밀우레아는 언제나 더욱 효과적이다.

도 1은 디포밀우레아로 처리된 것(오른쪽)과 처리되지 않은 것(왼쪽)의 두 옥수수 식물의 뿌리 구조(root structure)를 나타내는 사진이다.
도 2는 디포밀우레아로 처리되지 않은 옥수수 식물 뿌리 주위의 마른 토양을 보여주는 뿌리 구조(root structure)의 사진이다.
도 3은 디포밀우레아로 처리된 (도 2의 옥수수 식물과 동일한 조건하에서 성장한) 옥수수 식물 뿌리 주위의 습토(moist soil)를 보여주는 뿌리 구조(root structure)의 사진이다.
도 4는 디포밀우레아 적용의 기능으로서 디포밀우레아 옥수수 묘목의 일액현상(guttation) 상승을 나타내는 그래프이다.
도 5는 과도한 비에 의하여 침수된 옥수수 식물 밭 사진이다.
도 6은 부분적으로 물이 빠진 후의 도 5의 밭의 사진이나, 디포밀우레아로 처리된 옥수수 식물은 물 속에서 살아있는 것을 보여준다.
도 7은 도 6의 디포밀우레아로 처리된 옥수수 식물을 보여주는 근접 촬영 사진이다.
도 8은 도 5의 침수에서 생존한 디포밀우레아로 처리된 옥수수 식물의 사진이다.
도 9는 물이 빠진 후 디포밀우레아로 처리되지 않은 옥수수 식물의 사진이다.
도 10은 침수 상태를 겪은 후의 디포밀우레아로 처리되지 않은 옥수수 식물의 근접 촬영 사진이다.
도 11은 침수 후의 (디포밀우레아로 처리되지 않은) 죽은 옥수수 식물의 근접 촬영 사진이다.
도 12는 침수에서 생존한 디포밀우레아로 처리된 옥수수 식물의 또 다른 사진이다.
도 13은 도 5의 침수에서 생존한 식물의 옥수수자루(corn cob)의 사진이다.
도 14는 옥수수 식물에 디포밀우레아 처리하여 성장을 위하여 더 적은 물의 사용을 필요로 하는 효과를 보여주는 그래프이다.
도 15는 디포밀우레아 처리된 옥수수 식물에서 향상된 조직 발달(향상된 줄기의 용적)을 나타내는 그래프이다. 또한, 그래프는 내부수(internal water) 및 "성장" 용질의 향상된 효율 및 부피 유동(volume flow)을 나타낸다.

성장하는 농작물에 디포밀우레아의 적용은 선택적인 뿌리 조직 합성 및 토양 환경으로부터 수분 및 미네랄을 흡수하기 위해 작동하는 미세한 작은 잔뿌리의 발달 때문에 농작물 뿌리 시스템의 기능적 용량의 큰 상승을 야기한다. 본원에 설명된 농작물 조직의 처리는 성장 단계를 넘어서 0.1 내지 10 파인트/에이커의 비율 또는 에이커 당 0.5 내지 1.5 파인트의 바람직한 비율로서 디포밀우레아 용액으로 농작물의 외생 처리를 포함한다. 바람직하게, 상기 비율로 적용되는 디포밀우레아의 농도는 0.001 M 내지 1.0 M의 원액, 0.001 M 내지 0.05 M의 바람직한 몰농도를 갖는다. 도 1은 두 식물의 사진이다: 왼쪽의 식물은 디포밀우레아로 처리되지 않았으며; 오른쪽의 식물은 디포밀우레아로 처리되었다. 오른쪽의 처리된 식물은 왼쪽의 처리되지 않은 식물과 비교하여 현저하게 더 미세한 작은 잔뿌리 시스템 발달을 갖는다. 도 1의 오른쪽에 처리된 식물은 토양으로부터 수분 및 영양분 흡수를 위한 "근단(root tips)"을 더 적게 갖는 왼쪽 식물의 두껍고 깊은 뿌리와 대조적이다. 오른쪽의 디포밀우레아 처리된 식물은 뿌리로부터 새싹까지 수분, 미네랄(mineral) 및 영양분을 흡수하기 위한 더 작은 잔뿌리를 갖는다.

또한, 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 것은 잔뿌리 주위의 농작물 세포질 수분 및 토양 수분의 향상을 야기한다는 것을 발견하였다. 디포밀우레아가 적용되지 않은 도 2 식물의 잔뿌리 시스템과 비교하여 디포밀우레아가 적용된 도 3 식물의 잔뿌리 시스템을 비교한다. 더욱 더 축축한 토양(습토, moist soil)은 도 3의 뿌리 시스템 주위에서 볼 수 있다.

천연 비 또는 다른 유형의 침수에 의하여 뒤덮힌 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 방법은 침수와 같은 과도한 수분의 밭 토양에 치명적인 효과를 개선하기 위한 농작물 디포밀우레아 처리의 독특한 향상된 특징이다. 이러한 특징을 위한 디포밀우레아 처리의 가장 효과적인 방법은 열린 고랑의 폐쇄 및 종자와 최적의 토양 접촉을 위한 닫힌 고랑에 대한 압력의 적용 전에 종자 위 및 열린 고랑의 토양 위에 에이커 당 1 내지 1.5 파인트의 양의 디포밀우레아 스프레이로 농작물 종자 파종 시에 열린 토양 고랑 내로 "고랑에" 적용하는 것이다.

또한, 옥수수와 같은 농작물 처리는 식물의 잎에 수분의 일액현상(guttation)을 상승시키는 것을 발견하였다. 도 4는 디포밀우레아 양의 기능으로서 묘목 잎에 상승된 일액현상의 결과를 나타낸다.

또한, 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 것은 농작물 밭이 과도한 비 또는 다른 유형의 홍수에 의하여 침수 시 식물의 익사를 예방한다는 것을 발견하였다. 익사를 예방하는 디포밀우레아 처리의 가장 효과적인 방법은 농작물 종자 파종 시 열린 토양 고랑에 디포밀우레아의 고랑 적용이다. 바람직하게, 디포밀우레아는 열린 고랑의 폐쇄 및 종자와 임의의 토양 접촉을 위한 닫힌 고랑에 대한 압력의 적용 전에 종자 위 및 열린 고랑의 토양 위에 에이커 당 1 파인트 내지 에이커 당 1.5 파인트의 양으로 분사된다.

도 5는 과도한 비에 의하여 완전히 침수된 옥수수 밭의 사진이다. 도 6 및 7은 과도한 물이 다소 빠진 이후에 디포밀우레아로 처리된 옥수수 식물을 보여준다. 옥수수 식물은 성장할 것으로 보인다. 도 8은 침수에서 생존한 것으로 보이는 옥수수 식물의 사진이다. 도 9는 디포밀우레아로 처리되지 않은 옥수수 밭의 사진이나, 침수 후에, 물 때문에 대부분 완전히 죽었다. 도 10은 침수 때문에 죽은 옥수수의 근접 촬영 사진이다. 도 11은 침수에 의하여 죽은 옥수수 식물의 잔해물(remains) 사진이다. 도 12는 과도한 수분에서 성장한 식물에 디포밀우레아 처리된 옥수수 식물의 사진이다. 도 13은 디포밀우레아로 처리되고 도 5, 6 및 7 에서와 같이 침수된 옥수수 식물의 옥수수자루 사진이다.

또한, 옥수수 식물의 디포밀우레아 처리가 옥수수 식물의 절간 부피를 상승시키는 것을 발견하였다. 하기 표 1은 대조군 식물에 대해 14%를 넘는 상승인, 디포밀우레아 처리된 옥수수 식물이 355.47의 절간 줄기(inter-nodal) 부피인 반면에, 처리되지 않은 옥수수 농작물의 절간 줄기 부피가 311.71 cc/식물로 계산된 발견을 확인하였다.

성장 단계	절간 부피(cc)	절간 부피(cc)
	처리되지 않은 옥수수 식물	디포밀우레아 처리된 옥수수 식물
V1	26.93	33.49
V2	41.2	45.02
V3	46.9	55.76
V4	52.06	59.14
V5	48.38	54.34
V6	42.21	47.79
V7	31.26	35.02
V8	22.77	24.9

또한, 디포밀우레아로 처리된 농작물은 성장을 위하여 더 적은 수분을 필요로 한다는 것을 발견하였다. 도 14에 나타낸 결과를 참조한다. 상단이 봉인된 두 개의 배럴(barrel)에서, 정확한 양의 성장 배지(growing medium)를 적절한 비료 및 정확한 양의 물과 함께 첨가하였다. 배럴 중 하나는 비료만 넣은 반면, 두 번째 것은 0.0015%의 디포밀우레아 용액을 넣었다. 7개의 옥수수 묘목을 싹트게 하고 37일 동안 각각의 배럴에서 성장 배지에 성장시켰다. 37일 째, 옥수수 식물의 생중량 및 건중량을 측정하였다. 도 4의 오른쪽 그래프는 물 및 배럴 밖으로 나온 식물의 결합 무게를 나타낸다. 왼쪽의 그래프는 처리 vs 처리되지 않은 옥수수를 성장시키기 위하여 필요한 물의 평균량을 나타내며, 처리되지 않은 식물과 대비하여 디포밀우레아 처리된 식물이 28% 절감된 것을 나타낸다. 두 배럴은 지속적으로 전자 칭량하였다.

하기 표 2의 디포밀우레아 처리의 결과로서 농작물 생산량의 상승은 또 다른 증거이다. 처리되지 않은 콩 식물 수확량은 에이커 당 52.5 부셸(bushel)이었다. 디포밀우레아 처리된 콩 식물은 에이커 당 111 부셸을 수확하였다. 이는 111%의 용수 효율 상승을 나타낸다.

처리	에이커 당 평균 수확량 bu	표준편차	T 테스트 vs 대조군 P=%	Rep 1 수확량	Rep 2 수확량	Rep 3 수확량	Rep 4 수확량
처리되지 않은 대조군	52.5	1.68		60	54	54	52
종자 처리 2 oz DFU/종자의 cwt	111	1.22	0.0000016	109	112	111	112

디포밀우레아 처리된 옥수수 식물에서 향상된 조직 발달은 도 15에 나타낸 실험에 의하여 보여진다. 또한, 옥수수 작물의 토양에 디포밀우레아와 질소 비료를 함께 적용하는 것은 간단하게 질소 비료 단독으로 사용하는 것 이상으로 옥수수 작물 수확량을 현저하게 향상시킨다는 것을 발견하였다.

또한, 농작물에 디포밀우레아를 적용하는 것은 살충제(pesticide), 제초제(herbicide) 또는 살균제(fungicide)의 기능을 약화하거나 억제하지 않고 농작물 성장 및 작물 생산성을 향상하여 살충제 또는 제초제 또는 살균제의 효율을 용이하게 한다는 것을 발견하였다.

또한, 농작물을 디포밀우레아로 처리한 때, 28%까지 더욱 향상된 용수 효율을 달성한다는 것을 발견하였다.

하기 표 3은 작물에 디포밀우레아를 첨가함으로써 농작물을 위한 제초제 및 살균제의 상승된 성능을 나타낸다. 쿼드리스^TM(Quadris™) 살균제(Syngenta Crop Protection, Inc. 의 제품)를 성장의 R1 단계에 적용하고 에이커 당 15 부셸의 수확량 상승을 가져왔다. 디포밀우레아 자체로 에이커 당 40 부셸 만큼 콩 수확량을 상승시켰다. 디포밀우레아 및 쿼드리스를 함께 적용하여 52 부셸 만큼 수확량을 상승시켰다.

처리	콩 수확량 Bu/에이커	표준편차	T 테스트 vs 대조군 P 값	Rep 1	Rep 2	Rep 3	Rep 4
대조군	55.0	3.35		53.0	57.2	50.6	59.1
1pt/에이커로 디포밀우레아	95.1	4.49	1.47E-05	92.7	95.8	89.9	102
추천 비율로 쿼드리스	70.4	6.25	0.0016	65.4	72.9	63.9	79.5
상기 비율로 DFU와 쿼드리스 함께	107.0	3.39	0.00044	109.0	106.0	111	102

하기 표 4는 농작물에 적용된 디포밀우레아로 달성된 미네랄 사용 효율을 나타낸다. V4(네 번째 잎)에 적용된 1/2의 질소 및 V7(일곱 번째 잎)에 1/2의 질소와 함께 총 180 파운드의 질소 비료/에이커를 가까이에(식물의 측면에서 3 인치 및 토양 표면의 3 인치 아래) 주었다. 옥수수 재배품종 DKC 66-96를 2/11/13에 재식하고 7/12/13에 수확하였다. 수확고 결과는 종자의 디포밀우레아 처리에 따른 사용 가능한 질소 미네랄 비료의 사용 효율에 있어서 60.7% 상승을 반영한다.

처리	에이커 당 평균 수확량 bu	표준편차	T 테스트 vs 대조군 P=%	Rep 1 수확량	Rep 2 수확량	Rep 3 수확량	Rep 4 수확량
처리되지 않은 대조군	112.6	9.3		120.9	122.5	106.5	100.6
종자 처리 2 oz/cwt V4 1/2 pt V9 1 pt	180.6	3.7	0.00098	175.5	188	178.7	185.1

하기 표 5는 옥수수에 라운드-업™(Round-Up™) 제초제와 함께 1/2 pt/에이커의 비율로 V4(작물 성장의 4번째 잎 단계)에서 디포밀우레아 적용된 엽면 적용의 효과를 나타낸다. 또한, 대조군 및 처리군 모두 제초제와 함께 적용된 0.9 파운드의 암모늄 설페이트 및 디포밀우레아(DFU)를 갖는다. 옥수수를 에이커 당 35,000 식물의 밀도로 텍사스 남부에 2012년 3월 3일에 재식하였다. 잡초(weed) 대조군은 비교할 만하고 모든 처리가 좋았다. 제초제 처리만 받은 대조군을 넘어서 디포밀우레아 처리된 식물의 수확 가능한 수확량에서 큰 차이가 있었다.

처리	수확량 Bu/에이커	표준편차	T 테스트 vs 대조군 p=%	수확량 상승 bu/에이커 vs 대조군	수확량 상승 %	수확량 rep 1	수확량 rep 2	수확량 rep 3	수확량 rep 4
대조군	209	2.6				208	206	208	213
V4 디포밀우레아 1/2 pt/acre	230	5.0	0.0013	29	13.9%	227	232	224	237
V4 디포밀우레아 1pt/acre	254	6.7	0.00025	45	21.5%	246	251	256	264

Claims

재식(planting) 전 식물 종자, 토양 식물 주위의 토양 또는 식물의 엽면(foliage)에 디포밀우레아(diformylurea)를 적용하는 것을 특징으로 하는,
침입하는 곤충, 박테리아, 곰팡이, 바이러스 및 다른 해로운 유기체를 억제하여(suppress) 식물 내에서 수확량 및 일반적인 초세(plant vigor)를 향상시키는 방법.
재식(planting) 전 식물 종자, 식물 주위의 토양 또는 식물의 엽면(foliage)에 디포밀우레아(diformylurea)를 적용하는 것을 특징으로 하는,
향상된 상호 이익을 위하여 식물과 상호 작용하는 유익한 유기체를 촉진하여(encourage) 농작물 또는 다른 식물 내에서 에너지(energy) 수준을 향상시키는 방법.
재식(planting) 전 식물 종자, 식물 주위의 토양 또는 식물의 엽면(foliage)에 디포밀우레아(diformylurea)를 적용하는 것을 특징으로 하는,
토양 환경으로부터 수분 및 미네랄(mineral)을 흡수하여 농작물의 잔뿌리 능력(feeder root capability)을 향상시키는 방법.
재식(planting) 전 식물 종자, 식물 주위의 토양 또는 식물의 엽면(foliage)에 디포밀우레아(diformylurea)를 적용하는 것을 특징으로 하는,
농작물(crop plant) 세포질 수분 및 잔뿌리 주위의 토양 수분을 향상시키는 방법.
작물 종자 파종 시 열린 토양 고랑(open soil furrow)에 디포밀우레아를 적용하는 것을 특징으로 하는,
과도한 비 또는 다른 유형의 홍수에 의한 침수 시 농작물의 익사(drowning)를 예방하는 방법.
제5항에 있어서,
디포밀우레아는 열린 고랑(open furrow)의 폐쇄 전에 종자 위 및 열린 고랑의 토양 위에 에이커 당 1 파인트(pint) 내지 1.5 파인트의 양으로 분사되는 방법.
제6항에 있어서,
압력이 상기 닫힌 고랑에 적용되는 방법.
농작물의 토양에 디포밀우레아와 질소 비료를 같이 적용하여 농작물 수확량을 향상시키는 방법.
옥수수 식물에 디포밀우레아를 처리하여 옥수수대의 절간(intermodal) 부피를 향상시키는 방법.