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수박종자 살균을 위한 대용량 플라즈마 시스템 및 살균효과 검정
주상연 ( Sang-yeon Joo ),배미아 ( Mi-ah Bae ),김병연 ( Byoung-yeon Kim ),김상우 ( Sang Woo Kim ),이윤수 ( Youn Su Lee ),박미리 ( Mi-ri Park ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
수박은 세계적으로 90여 개국에서 생산되는 중요한 채소로 우리나라의 경우, 2008년 기준, 재배면적은 20, 756ha이고, 생산량은 856,755톤에 달하는 중요한 과채류 중 하나이다. 수박을 포함한 박과 작물에 과실 썩음병(Bacterial Fruit Blotch, BFB)을 일으키는 병원성 세균(Acidovorax citrulli)은 1998년 이후 미국에서의 대발생 이후 세계적으로 확산되어 우리나라는 물론이고, 우리나라 박과 채소종자의 주요 채종 장소인 중국, 태국, 동남아 국가에서도 폭넓게 발생하고 있어서 막대한 피해를 야기하고 있다. 이를 해결하기 위해 기존방법으로는 건열처리를 하여 종자를 소독하고 있으나, 많은 시간과 비용이 소요되고 있다. 최근 플라즈마 기술이 농업 등 다양한 분야에서 활용되고 있는데, 플라즈마는 제4의 물질상태로 이온, 전자, 라디칼 및 에너지를 가지는 가스입자의 물리적 충돌 및 강력한 활성에 의한 화학 반응이며 세균의 세포벽을 파괴하는 메커니즘으로 살균효과에 효과적인 물질로 나타났다. 본 연구에서는 RF 플라즈마 기술을 적용하여 수박종자 소독용 플라즈마 시스템을 제작하였다. 플라즈마 발생기는 RF 플라즈마 발생장치로서 최대 300W까지 출력할 수 있고, 처리 용량은 챔버당 약 5 liter 수준의 종자살균이 가능하며, 공정가스로는 Ar과 02를 주입하고 플라즈마가 처리되는 석영관 내부에 종자를 넣어 일정이상 진공상태가 되면 플라즈마 발생장치 및 회전모터를 작동시켜 종자가 골고루 처리될 수 있도록 설계를 하였다. 플라즈마 종자소독 시스템의 성능평가를 위해 A. citrulli를 인공적으로 감염시킨 감염수박종자를 준비하여 종자 400개를 기준으로 조건별(10W 7분, 10분, 15분; 50W 7분, 10분) 플라즈마를 처리하여 종자의 살균 여부를 PCR기법으로 확인하였다. 확인 결과 50W 7분에서 세균이 완전히 사멸됨을 확인하였으며, 그 외 다른 조건에서는 효과가 일정하지 않았다. 향후 반복 실험을 통해 일정한 결과를 도출하여 최적 공정을 구축할 계획이다.
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