KR20240065596A - 락토바실러스 플란타럼 균주를 포함하는 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료 - Google Patents
락토바실러스 플란타럼 균주를 포함하는 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 미강분말 100 중량부, 당밀 5 내지 10 중량부 및 물 30 내지 60 중량부를 포함하는 발효원에 락토바실러스 플란타럼 균주 배양액을 0.1 내지 5 중량부로 접종한 후 발효시켜 제조된 것을 특징으로 하는 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료에 관한 것이다. 본 발명인 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료는 작물의 생육을 촉진하며, 산성 토양을 개량하는 효과를 제공하며, 화학농약이나 화학비료 등을 사용하지 않고도 작물의 생산성과 품질을 동시에 향상시킬 수 있으며, 친환경적인 비료로서의 역할을 하여 환경 보전에도 기여할 수 있다.
Description
본 발명은 락토바실러스 플란타럼 균주를 포함하는 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료에 관한 것이다.
토양의 열악화 및 노후화는 극단적으로 토양이 부패형으로 되는 상태를 말한다. 좁은 의미의 부패형 토양은 토양 중의 다수의 유해한 부패균이 정착해 있다. 이와 같은 토양에서는 유기물이 환원상의 가스(탄화수소, 황화수소, 암모니아 등)로 변화해서 공중에 방출될 때 작물의 뿌리를 손상시킬 뿐만 아니라 그들 물질의 이차대사에 의한 효소저해물질의 생성 때문에 생육이 현저히 억제되는 악순환을 포함하고 있다. 게다가 환원상태에서는 무기영양이 불용화하기 때문에 토양이 경화되어 미량요소의 결여가 일어나기 쉬운 등 많은 결점을 가지고 있다.
특히 질소를 중심으로 하는 화학비료의 과다사용은 토양 중의 유기물 분해를 급격히 촉진하기 때문에 효과적으로 토양 중의 미생물상을 불균형하게 만든다. 그 때문에 부패분해형의 미생물이 항상 토양 중에 우세하게 점하기 쉬운 상황이 되어 병원성 생물의 농도를 높일 수 있는 배경이 된다.
농약이나 제초제의 사용은 산포된 시점에서 미생물상의 유해성 및 유효성에 상관없이 모두 죽이기 때문에 토양의 유기물은 분해 도중인 체로 남아 있고 그 후 자연계에서 절대적 다수를 점하고 있는 부패균이 특히 우세하게 되고, 이와 같은 상황하에서는 작물의 뿌리가 튼튼하게 활착하여 생육해 나가지 못하며, 지속적으로 농약을 산포해야 하고 비료도 자주 시비해야만 하는 악순환이 이어진다.
그러나 열악화나 노후화로 인한 부패형에서도 유기물을 시비하여 유산균 및 효모 등의 발효형의 미생물을 우세하게 장기적으로 유지시키면 토양은 발효형 토양으로 변화한다. 토양 중의 미생물상을 발효 합성형으로 하면 토양 내의 에너지가 무기나 유기에 관계없이 엔트로피(오염)로서 존재하지 않는 상태가 되어 토양은 극히 깨끗한 상태가 된다. 즉 뿌리의 활동에 대한 여러 가지의 장해 인자가 제거되며, 토양중의 영양분은 쉽게 용출되어 강산, 강알칼리 토양에 대해서도 작물은 정상적인 생육을 나타나게 된다. 또한, 혐기성 발효균은 유산발효가 중심이며, 유산균에 의한 부패균의 억제와 유기물의 가용화가 동시에 진행되기 때문에 상온에서도 꽤 빠른 반응이 진행된다. 따라서 부패균이 우세할 수 있는 비율은 매우 낮고 가용화된 유기물도 안정화되어 부식의 생성율도 매우 높아지고 정균력도 강화된다. 이러한 기능을 가지는 것은 토양미생물을 이용한 미생물제제에 따른 것으로, 토양미생물제제란 유용한 토양미생물의 기능을 이용하여 식물 등의 재배에 도움을 주는 생물자재를 말한다.
최근 세계적으로 농산물 생산은 유기농업 및 미생물을 이용한 친환경 농업으로 전환되는 추세이고, 소비자의 요구를 충족시켜 주기 위하여 고품질, 기능성, 안전성(무공해 농산물) 등에 대한 연구가 적극적으로 전개되고 있다(Kim과 Kim, 1998; Kobayashi 등, 1974; Matsuguchi, 1986). 미생물의 활용은 미생물군으로 분류되는 세균, 방선균, 사상균, 효모 및 조류의 특성을 이용하여 식물병 방제를 통한 식량생산 증가와 작물 자체의 생리적 활성 증대에 초점이 맞춰지고 있다. Dong 등(1999)은 식물 자체의 식물병 저항성 기작을 유도하는 물질 중 많은 것이 식물생장촉진효과(PGP: plant growth prompting)를 동시에 나타낸다고 보고하였다. Shrestha 등(2003)은 식물생장촉진효과를 유도할 수 있는 물질을 생산하는 세균을 국내에서 자체적으로 분리, 동정하는 기술을 개발하여 현장에 적용하여 많은 성과를 나타내고 있다.
그러나 농업현장에서의 미생물제제 적용성에 대한 관심이 높아지면서 미생물제의 무분별한 생산과 판매가 이루어져 농업인들을 혼란시키고 있다. 따라서 미생물제제 등에 대한 개발과 연구가 체계적으로 확립되어 정확한 특성과 효능 등을 검증할 수 있게 되도록 해야 할 것이다.
본 발명의 일 목적은 토양미생물제제를 이용하여 친환경 농업을 이루고, 미생물제제 등에 대한 개발과 연구가 체계적으로 확립되어 정확한 특성과 효능 등을 검증할 수 있게 되도록 함으로써, 소비자의 요구를 충족시켜주며 우리나라의 농업발전을 이루고자 함이다.
본 발명의 다른 목적은 작물의 생육을 촉진하며, 산성 토양을 개량하는 효과를 가진 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료를 제공하기 위함이다.
본 발명은 미강분말 100 중량부, 당밀 5 내지 10 중량부 및 물 30 내지 60 중량부를 포함하는 발효원에 락토바실러스 플란타럼 균주 배양액을 0.1 내지 5 중량부로 접종한 후 발효시켜 제조된 것을 특징으로 하는 토양미생물제제에 관한 것이다.
상기 토양미생물제제는 상기 락토바실러스 플란타럼 균주를 1×103~1×1011 CFU/ml의 농도로 포함될 수 있다.
상기 토양미생물제제는 미강분말 100 중량부에 대하여 발효액 10 내지 25 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 발효액은 싸리나무잎 100 중량부에 대하여 연잎 40 내지 50 중량부, 어성초 10 내지 20 중량부, 및 죽력 10 내지 15 중량부를 혼합한 혼합원료에 당밀 40 내지 50 중량부와 물 65 내지 80 중량부를 넣고 40 내지 50일 동안 발효시켜 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 토양미생물제제를 포함하는 비료를 제공하기 위함이다.
상기 비료는 상기 토양미생물제제 0.1~1중량%; 전분박, 맥주박, 주정박, 배지밀박, 감귤박, 사과박, 포도박, 대두박, 두부박, 채종박, 아마박, 톱밥, 버섯페배지로 이루진 군에서 선택된 하나 이상 10~20중량%; 포도당, 설탕, 과당, 올리고당, 아스파탐, 스테비오사이드, 에리스리톨, 소르비톨, 만니톨, 말티톨, 이노시톨, 쿠에르시톨, 파라티노스, 자일리톨로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 1~5중량%; 및 잔부의 물을 포함할 수 있다.
본 발명인 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료는 작물의 생육을 촉진하며, 산성 토양을 개량하는 효과를 제공하며, 화학농약이나 화학비료 등을 사용하지 않고도 작물의 생산성과 품질을 동시에 향상시킬 수 있으며, 친환경적인 비료로서의 역할을 하여 환경 보전에도 기여할 수 있다.
도 1은 실시예에서 시험한 20일째 상추의 생육 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예에서 시험한 30일째 상추의 생육 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예에서 시험한 30일째 상추의 생육 사진을 나타낸 것이다.
이하 본 발명인 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 균주를 포함하는 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 락토바실러스 플란타럼 균주를 포함하는 토양미생물제제를 제공하여 기존의 화학성분제제에 비하여 보다 친환경적인 미생물제제를 이용한다는 점에서 작물의 대량생산과 환경보존에 기여할 수 있다.
상기 토양미생물제제는 락토바실러스 플란타럼 균주 1×103~1×1011 CFU/ml를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 1×107 내지 1×108 CFU/ml를 포함할 수 있다.
상기 토양미생물제제는 미강분말 100 중량부, 당밀 5 내지 10 중량부 및 물 30 내지 60 중량부를 포함하는 발효원에 락토바실러스 플란타럼 균주 배양액을 0.1 내지 5 중량부로 접종한 후 발효시켜 제조될 수 있다.
상기 토양미생물제제는 싸리나무잎 100 중량부에 대하여 연잎 40 내지 50 중량부, 어성초 10 내지 20 중량부, 및 죽력 10 내지 15 중량부를 혼합한 혼합원료에 당밀 40 내지 50 중량부와 물 65 내지 80 중량부를 넣고 20 내지 30일 동안 발효시킨 발효액을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 토양미생물제제는 물을 미강분말 100 중량부에 대하여 30 내지 60 중량부, 바람직하게는 40 내지 55 중량부, 더욱 바람직하게는 47 내지 53 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 토양미생물제제는 당밀을 미강분말 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부, 바람직하게는 6 내지 8 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 상기 발효액은 토양미생물제제 전체 중량 대비 10 내지 20 중량%, 바람직하게는 12 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시 작물의 생육 촉진 효능을 보다 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 상기 토양미생물제제를 포함하는 양질의 비료를 제공하며, 특히 비료로써 발효액비가 제조될 수 있다.
발효액비는 상기 토양미생물제제 이외에 전분박, 맥주박, 주정박, 배지밀박, 감귤박, 사과박, 포도박, 대두박, 두부박, 채종박, 아마박, 톱밥, 버섯폐배지로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상과 포도당, 설탕, 과당, 올리고당, 아스파탐, 스테비오사이드, 에리스리톨, 소르비톨, 만니톨, 말티톨, 이노시톨, 쿠에르시톨, 파라티노스, 자일리톨로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상과 계분 및 물을 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 발효액비는 토양미생물제제 1 내지 5 중량%, 전분박, 맥주박, 주정박, 배지밀박, 감귤박, 사과박, 포도박, 대두박, 두부박, 채종박, 아마박, 톱밥, 버섯페배지로 이루진 군에서 선택된 하나 이상 10 내지 20 중량%, 포도당, 설탕, 과당, 올리고당, 아스파탐, 스테비오사이드, 에리스리톨, 소르비톨, 만니톨, 말티톨, 이노시톨, 쿠에르시톨, 파라티노스, 자일리톨로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 1 내지 5 중량%, 및 잔부의 물을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 발효액비는 토양미생물제제 2.5 중량%, 전분박, 맥주박, 주정박, 배지밀박, 감귤박, 사과박, 포도박, 대두박, 두부박, 채종박, 아마박, 톱밥, 버섯페배지로 이루진 군에서 선택된 하나 이상 15 중량%, 포도당, 설탕, 과당, 올리고당, 아스파탐, 스테비오사이드, 에리스리톨, 소르비톨, 만니톨, 말티톨, 이노시톨, 쿠에르시톨, 파라티노스, 자일리톨로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 3 중량%, 및 잔부의 물을 포함할 수 있다.
본 발명은 비료의 제조방법에 있어서, 락토바실러스 플란타럼 균주를 포함하는 토양미생물제제를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양미생물제제를 포함하는 비료의 제조방법을 제공한다.
구체적으로는 락토바실러스 플란타럼 균주를 배양하고, 이 배양액을 원심분리 등의 방법으로 균체를 회수한 후에 진공동결 건조기를 이용하여 건조시켜고, 포도당, 탈지분유, 전분 등의 부형제를 이용하여 토양미생물제제로 제조한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상추 재배시 락토바실러스 플란타럼 균주를 포함하는 토양미생물제제를 포함하는 비료(이하 '토양미생물제제 비료' 라 함)를 시비한 결과, 무비료 처리한 재배구나 대조구보다 보다 높은 증수효과를 나타냈다. 엽록소 함량도 토양미생물제제 비료 처리구에서 유의성이 인정되었다. 그리고 토양미생물제제 비료 처리구에서 특이한 피해증상이 전혀 관찰되지 않으면서 증수효과가 인정되기 때문에 상추와 같은 신선한 상태로 소비되는 엽채류 재배에 범용적으로 사용이 가능하고 소비자 안정성에도 기여할 것으로 기대된다.
본 발명의 토양미생물제제를 포함하는 비료를 작물에 시비하여 작물의 생육을 촉진하며, 장기적으로 사용하여 산성 토양을 개량하는 효과도 기대된다.
이하 본 발명에 관한 실시예 및 실험예를 살핀다. 다만, 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의하여 제한되는 것은 아니다.
실시예
락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 균주를 포함하는 토양미생물제제의 시비에 따른 상추에 대한 생육 및 수량에 미치는 영향을 검증하고자 상추 재배시험을 실시하였다.
처리구는 토양미생물제제를 시비하지 않은 무처리구와 토양미생물제제를 시비한 처리구로 설정하였다. 무처리구 토양의 pH값은 5.45로 측정되었다.
2022년 7월 29일 상추를 정식하였으며, 각 처리구 면적은 1/5,000a pot에 3 반복으로 농촌진흥청 표준 경종법에 의해 실시하였다.
토양미생물제제를 정식 전과 정식 후 7일 간격으로 총 4회 토양 관주로 시비하였다.
실시예 1
접종할 균주인 락토바실러스 플란타럼 균주를 TSB 배지에 접종한 후 200rpm으로 교반하면서 37 ℃에서 1일 동안 배양하였다.
이후, 미강분말을 110 ℃에서 30분간 고압살균하였다. 상기 고압살균한 미강분말 1 kg, 당밀 60g, 물 500ml, 및 상기 락토바실러스 플란타럼 균주 배양액 40ml를 혼합한 후 25 ℃, 혐기 조건에서 3일 동안 발효시켜 토양미생물제제를 제조하였다. 제조된 토양미생물제제 내 락토바실러스 플란타럼 균주의 농도는 1.47×104 CFU/ml로 측정되었다.
제조된 토양미생물제제를 정식 전과 정식 후 7일 간격으로 총 4회 토양 관주로 시비하였으며, 상추 생육조사는 정식 후 20일째에 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소함량 등을 조사하였으며, 30일째에는 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소함량, 생체중 등을 조사하였다. 상추재배 후 측정된 토양의 pH값은 5.51이었다.
실시예 2
접종할 균주인 락토바실러스 플란타럼 균주를 TSB 배지에 접종한 후 200rpm으로 교반하면서 37 ℃에서 2일 동안 배양하였다.
이후, 미강분말을 110 ℃에서 30분간 고압살균하였다. 상기 고압살균한 미강분말 1 kg, 당밀 60g, 물 500ml, 및 상기 락토바실러스 플란타럼 균주 배양액 50ml를 혼합한 후 25 ℃, 혐기 조건에서 3일 동안 발효시켜 토양미생물제제를 제조하였다. 제조된 토양미생물제제 내 락토바실러스 플란타럼 균주의 농도는 1.05×107 CFU/ml로 측정되었다.
제조된 토양미생물제제를 정식 전과 정식 후 7일 간격으로 총 4회 토양 관주로 시비하였으며, 상추 생육조사는 정식 후 20일째에 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소함량 등을 조사하였으며, 30일째에는 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소함량, 생체중 등을 조사하였다. 상추재배 후 측정된 토양의 pH값은 5.72이었다.
실시예 3
접종할 균주인 락토바실러스 플란타럼 균주를 TSB 배지에 접종한 후 200rpm으로 교반하면서 37 ℃에서 2일 동안 배양하였다.
이후, 미강분말을 110 ℃에서 30분간 고압살균하였다. 상기 고압살균한 미강분말 1kg, 당밀 60g, 물 500ml, 및 상기 락토바실러스 플란타럼 균주 배양액 50ml를 혼합한 후 25 ℃, 혐기 조건에서 3일 동안 발효시킨 후 발효액 200g을 추가적으로 투입한 후 혼합하여 토양미생물제제를 제조하였다. 제조된 토양미생물제제 내 락토바실러스 플란타럼 균주의 농도는 3.60×107 CFU/ml로 측정되었다.
상기 발효액은 싸리나무잎 1kg에 대하여 연잎 450g, 어성초 150g, 및 죽력 130g을 혼합한 혼합원료에 당밀 450g과 물 700ml를 넣고 상온에서 25일 동안 발효시켜 제조되었다.
제조된 토양미생물제제를 정식 전과 정식 후 7일 간격으로 총 4회 토양 관주로 시비하였으며, 상추 생육조사는 정식 후 20일째에 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소함량 등을 조사하였으며, 30일째에는 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소함량, 생체중 등을 조사하였다. 상추재배 후 측정된 토양의 pH값은 5.78이었다.
[표 1] 20일째 상추의 생육 특성
[표 2] 30일째 상추의 생육 특성
[표 3] 30일째 상추의 생체중 특성
표 1 내지 표 3의 측정값과 도 1과 도 2의 상추 생육 사진을 참고하면, 본 발명의 토양미생물제제를 사용한 실시예 1 내지 3의 엽장과 엽폭은 무처리구보다 성장속도가 빠른 것을 확인할 수 있으며, 엽수와 엽록소 함량, 생체중 역시 증가한 것을 확인할 수 있다.
또한, 상추 재배 시험 후 토양의 화학성은 무처리구 초기 토양보다 토양미생물제제를 토양관주한 실시예 1 내지 실시예 3의 처리구에서 pH가 약간 증가하는 경향을 보여 산성 토양을 개량화하는 효과도 있음을 확인할 수 있다.
Claims (5)
- 미강분말 100 중량부, 당밀 5 내지 10 중량부 및 물 30 내지 60 중량부를 포함하는 발효원에 락토바실러스 플란타럼 균주 배양액을 0.1 내지 5 중량부로 접종한 후 발효시켜 제조된 것을 특징으로 하는 토양미생물제제.
- 제1항에 있어서,
상기 락토바실러스 플란타럼 균주는 1×103~1×1011 CFU/ml의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 토양미생물제제.
- 제2항에 있어서,
토양미생물제제 전체 중량 대비 발효액 10 내지 25 중량%를 더 포함하고,
상기 발효액은 싸리나무잎 100 중량부에 대하여 연잎 40 내지 50 중량부, 어성초 10 내지 20 중량부, 및 죽력 10 내지 15 중량부를 혼합한 혼합원료에 당밀 40 내지 50 중량부와 물 65 내지 80 중량부를 넣고 40 내지 50일 동안 발효시켜 제조된 것을 특징으로 하는 토양미생물제제.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 토양미생물제제를 포함하는 비료.
- 제4항에 있어서,
상기 토양미생물제제 1 내지 5중량%;
전분박, 맥주박, 주정박, 배지밀박, 감귤박, 사과박, 포도박, 대두박, 두부박, 채종박, 아마박, 톱밥, 버섯페배지로 이루진 군에서 선택된 하나 이상 10 내지 20중량%;
포도당, 설탕, 과당, 올리고당, 아스파탐, 스테비오사이드, 에리스리톨, 소르비톨, 만니톨, 말티톨, 이노시톨, 쿠에르시톨, 파라티노스, 자일리톨로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 1 내지 5중량%; 및
잔부의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 비료.
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=91076060
Family Applications (1)
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| KR1020220145182A KR20240065596A (ko) | 2022-11-03 | 2022-11-03 | 락토바실러스 플란타럼 균주를 포함하는 토양미생물제제 및 이를 포함하는 비료 |
Country Status (1)
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2022
- 2022-11-03 KR KR1020220145182A patent/KR20240065596A/ko unknown
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