KR100885860B1 - 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법 및멸균장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자빔을 이용한 고려인삼의 뿌리썩음병을 유발하는 인삼 초작 및 연작 재배용 토양에 있는 곰팡이 균을 멸균하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 고려인삼 재배용 토양을 이송하는 컨베이어와, 일정한 양과 두께로 토양을 공급하는 토양공급기와, 상기 컨베이어에 의해 이송되는 토양속의 곰팡이 균을 멸균하도록 전자빔을 조사하는 전자빔 조사유닛과, 멸균된 토양에 길항미생물을 공급하는 길항미생물공급기를 포함하여 이루어지고, 토양을 전자빔으로 조사하여 고려인삼에 유해한 곰팡이 균을 멸균한 후에 고려인삼 재배용으로 재사용함으로써 무농약 및 유기농법에 의한 6년근 고품질의 고려인삼을 재배할 수 있고, 또한 고려인삼의 연작이 가능한 효과가 있다.

고려인삼, 연작, 전자빔, 뿌리썩음병, 곰팡이 균, 길항미생물

Description

전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법 및 멸균장치{STERILIZATION METHOD AND APPARATUS OF SOIL FOR KOREA GINSENG USING ELECTRON BEAM}

본 발명은 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법 및 멸균장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정한 양과 두께의 토양을 컨베이어로 이송하면서 토양속에 함유된 철 등의 무기물을 제거하고, 토양에 전자빔을 조사하여 토양내 존재하는 곰팡이 균을 멸균하여 무농약, 유기농법에 의한 고품질의 고려인삼을 생산할 수 있도록 한 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법 및 멸균장치에 관한 것이다.

잘 알려져 있는 바와 같이, 인삼 특히, 고려인삼(高麗人蔘, Panax ginseng C.A.Meyer)은 우리나라에서 약용식물로 널리 재배되고 있는 특용작물로서, 통상적으로 수확은 4~6년 후에 하게 된다.

이러한 고려인삼은 6년근이 그 효능과 가격에서 훨씬 우수하기 때문에 6년근까지 재배한 후에 수확하는 것이 좋은데, 고려인삼이 성장하면서 생기는 각종 곰팡이(Cylindrocarpon destrutans, Fusarium solani, Erwinia carotovora, Pseudomonas fluorescens) 등에 의해 6년근까지 자라기 전, 주로 4년근에서 미리 수확할 수 밖에 없는 경우가 많은 것이 현실이다.

또한, 인삼밭은 인삼을 수확한 후에도 이러한 유해 곰팡이 균이 토양 속에 남아있기 때문에 연작이 불가능하다.

이와 같은 이유 때문에, 종래에는 고려인삼을 재배하기 전에 인삼밭의 토양을 소독하는 훈증소독법(fumigation)과, 연작 자체를 피하는 윤작 재배방법이 이용되었다. 그러나, 훈증소독법은 크로르피크린이 토양 속에서 분해되면서 생성되는 암모니아계 질소 때문에 토양의 질소 함량이 증가되어 인삼에 생리적 장해가 유발될 가능성이 크고, 윤작 재배법의 경우에는 인삼을 재배할 수 있는 땅이 한정되어 있다는 문제점이 있으며, 특히 전답 윤작일 때에는 논에 존재하는 화학비료 성분때문에 인삼에 황병을 유발할 위험이 있어 호밀 등을 재배하여 잔류하는 무기 양분을 흡수시켜 주어야만 하는 단점이 있었다.

뿐만 아니라, 곰팡이 균(Cylindrocarpon dustructans Scholten)의 뿌리 감염에 의한 인삼의 뿌리썩음병을 예방하거나, 뿌리썩음병을 조기에 발견하기가 매우 어렵기 때문에 고품질의 6년생 고려인삼을 재배하는 것은 쉬운 일이 아니며, 또한 인삼재배에 성공했어도 이미 인삼밭의 토양에 존재해 있는 곰팡이 균 때문에 연이은 인삼의 재배(연작)은 실현할 수 없었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 곰팡이 균의 뿌리 감염에 의한 인삼의 뿌리썩음 병을 예방 및 치료하기 위해 연구완성된 것으로, 기존 인삼밭의 토양 또는 처음 시작하는 인삼밭의 토양을 고에너지 전자빔(High Energy Electron Beam)으로 조사하여 인삼에 유해한 곰팡이 균을 멸균함으로써 인삼의 뿌리썩음병 등을 예방하여 무농약 유기농법에 따른 고품질의 인삼을 재배할 수 있을 뿐만 아니라, 6년산의 인삼재배를 마친 후 이 밭의 흙을 다시 전자빔으로 조사하여 곰팡이 균을 멸균한 후 길항미생물을 공급하여 토양을 재사용할 수 있도록 함으로써 연작이 가능토록 한 방법을 제공하는 것에 그 주된 해결 과제가 있다.

또한, 본 발명은 토양 속에 존재하는 인삼에 유해한 무기물을 제거하고, 유해 곰팡이 균을 멸균함과 동시에 인삼 성장에 좋은 길항미생물(拮抗微生物, Antagonistic Rhizobacteria)을 공급하여 인삼 재배에 최적인 토양을 제공함으로써 보다 고품질의 인삼을 재배할 수 있도록 한 것에도 그 해결 과제가 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 무농약과 유기농법으로 고품질의 고려인삼 재배시 연작이 가능하도록 함으로써 땅의 이용효율을 극대화시키고 농가소득을 보전할 수 있도록 한 것을 제공하는 것에도 그 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 고려인삼 재배용 토양에 있는 뿌리썩음병을 유발하는 곰팡이 균을 멸균하기 위한 인삼 재배용 토양의 멸균방법에 있어서; 상기 인삼 재배용 토양을 일정한 속도와 두께로 이송하면서 토양에 있는 곰팡이 균이 멸균되도록 토양에 전자빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자빔을 이용한 인삼 재배용 토양의 멸균방법을 제공한다.

이때, 상기 전자빔 조사전에 상기 인삼 재배용 토양을 전자석에 통과시켜 그 속에 존재하는 철(Fe)을 포함한 무기물을 먼저 제거하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전자빔 조사시 그 조사량은 최소 10kGy 이상이고, 상기 토양의 두께는 5cm 이하인 것에도 그 기술적 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 전자빔 조사후 상기 인삼 재배용 토양에 길항미생물을 공급하는 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 길항미생물은 우점균, 아제론 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 이들 길항미생물들의 균주 배양액에는 톱밥, 쌀겨, 깻묵, 골분, 어분, 밀기울, 제올라이트, Glucose, CaO, Na₂CO₃ 중 어느 하나 또는 둘 이상 혼합된 것을 첨가할 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 또다른 수단으로, 고려인삼 재배용 토양의 멸균장치에 있어서; 인삼 재배용 토양을 분쇄, 스크린하여 일정량씩 공급하는 토양공급기와; 상기 토양공급기를 통해 공급된 토양을 일정한 속도로 이송하는 메인컨베이어와; 상기 메인컨베이어에 의해 이송되는 토양 속의 곰팡이 균을 멸균하도록 전자빔을 조사하는 전자빔 조사유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전자빔을 이용한 인삼 재배용 토양의 멸균장치를 제공할 수 있다.

이때, 상기 토양공급기에는 토양에 들어 있는 무기물을 제거하기 위한 전자석이 설치되어 있다.

또한, 상기 전자빔 조사유닛을 지난 메인컨베이어의 일단에는 전자빔 조사에 의해 멸균된 토양에 우점균, 아제론 중에서 선택된 어느 하나 이상의 길항미생물을 첨가하는 길항미생물공급기가 더 설치될 수도 있다.

뿐만 아니라, 상기 전자빔 조사유닛에는 전자빔의 외부유출을 차단하는 안전차폐벽이 설치된다.

아울러, 상기 토양공급기의 전단에는 토양에 함유된 염류 제거를 위해, 하단에 배수구를 갖고 토양이 채워지는 염류제거탱크와, 상기 염류제거탱크의 상단에 설치되고 토양을 향해 물을 분사하는 스프링클러가 설치된다.

본 발명에 따르면, 토양을 전자빔으로 조사하여 인삼에 유해한 곰팡이 균을 멸균한 후에 인삼 재배용으로 사용함으로써 곰팡이 균으로 인해 생기는 인삼의 각종 병을 예방하여 고품질의 고려인삼을 재배할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 인삼 재배를 마친 후 토양을 다시 전자빔으로 조사하여 곰팡이 균을 멸균한 후에 다시 땅에 뿌려 사용함으로써 고려인삼의 연작이 가능토록 한 효과도 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 토양 속에 있는 유해 곰팡이 균을 멸균함과 동시에 인삼에 유해성이 있는 무기물을 제거하고, 인삼 성장에 좋은 길항미생물을 공급하여 인삼 재배에 최적인 토양을 제공하여 보다 고품질의 인삼을 재배할 수 있도록 한 효과도 제공한다.

아울러, 본 발명은 인삼 재배시 연작을 가능케하여 땅의 이용효율을 극대화 시키고, 연작을 통한 농가소득을 보전하며, 지속적인 고려인삼 재배단지를 육성할 수 있는 효과도 제공한다.

나아가, 본 발명에 따른 토양의 멸균방법 및 멸균장치는 인삼 뿐만 아니라 부가가치가 높은 다른 약용작물과 구황작물 및 연작 피해가 발생하는 일반작물 재배에도 응용할 수 있는 효과도 제공한다.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 인삼 재배용 토양의 멸균방법 및 멸균장치의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 인삼 재배용 토양의 멸균방법에 따른 공정이 개략적으로 도시되어 있다.

도 1에 따르면, 본 발명 고려인삼 재배용 토양 멸균방법은 토양에 존재하는 유해 곰팡이 균을 멸균하기 위하여 전자빔을 조사하는 단계(S20)가 필수적으로 포함된다.

통상적으로, 인삼의 뿌리썩음병 등을 유발하는 유해한 곰팡이 균으로는 앞서 설명한 바와 같이, Cylindrocarpon destrutans, Fusarium solani, Erwinia carotovora, Pseudomonas fluorescens 등이 있고, 이들에 전자빔을 조사함으로써 이들 유해 곰팡이 균을 멸균할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 전자빔에 의한 멸균은 토양에 전자빔 가속기에서 방출되는 전자의 연속적인 흐름에 따른 반응에 의해 토양 속에 존재하고 있는 유해 곰팡이 균을 멸균하는 것이며, 이와 같이 전자빔이 멸균작용을 하는 메카니즘은 이미 잘 알려져 있으므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 인삼 재배용으로 더욱 좋은 토양을 만들기 위해서는 토양 속에 존재하는 철(Fe)이 포함된 무기물을 제거하는 무기물 제거단계(S10) 및/또는 인삼의 병을 억제하고 성장에 유용한 길항미생물을 공급해 주는 길항미생물 공급단계(S30)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 무기물 제거단계(S10)는 토양 속에 있는 철 등의 무기물이 인삼에 유해한 곰팡이 균의 영양분이 되어 유해 곰팡이를 활성화시킴으로써 인삼의 병해를 일으키는 원인이 되므로 이를 제거하는 것이 바람직한 바, 이를 제거하기 위한 과정이다.

그리고, 상기 길항미생물 공급단계(S30)는 토양 병원균의 활성을 억제하여 인삼의 병해를 억제하고 인삼의 생장에 도움을 주는 길항미생물을 토양에 공급하는 과정이다.

도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 컨베이어 등의 토양 이송수단을 이용하여 토양을 일정한 속도로 이송시키면서 무기물 제거단계(S10)와, 전자빔 조사단계(S20) 및 길항미생물 공급단계(S30)를 순차적으로 수행하도록 하는 것이 바람직하다.

여기에서, 토양에 함유된 무기물, 특히 철을 포함한 것은 자력을 이용하여 제거하는 것이 바람직하다.

아울러, 인삼의 병을 억제하는데 사용되는 길항미생물로는 길항미생물로는 앞서 설명하였던 바와 같이, 우점균, 아제론 등이 바람직하고, 이들 길항미생물들의 균주 배양액에는 톱밥, 쌀겨, 깻묵, 골분, 어분, 밀기울, 제올라이트, Glucose, CaO, Na₂CO₃ 등을 혼합 첨가할 수 있다.

한편, 이동식 전자빔 조사유닛을 이용하여 직접 인삼밭에 조사하는 방법이 상정될 수 있으나, 이러한 방안은 인삼밭에 이미 인삼이 심어져 있고, 그늘막 등 각종 설비가 설치되어 있는 상태에서 이동식 전자빔 조사유닛을 이용하여 전자빔을 조사한다는 것 자체가 너무 힘들어 사실상 불가능하고, 인삼밭이 평탄하지도 않고 규격화되어 있지도 않아 유닛을 이동시키면서 직접 조사한다는 것은 노력에 비해 효율이 너무 낮은 문제점 때문에 본 발명에서와 같이 인삼밭에서 인삼 재배를 마친 후 토양을 수거하여 멸균처리한 후 다시 인삼밭에 뿌려주는 방법이 훨씬 효율적이라 할 수 있을 것이다.

이와 같은 토양을 일정한 속도로 이송하면서 인삼 재배용 토양을 멸균하는 방법으로는 컨베이어와 같은 이송수단을 이용하여 컨베이어 상에 일정한 양과 두께의 토양을 탑재한 상태로 연속적으로 이송하면서, 이송중 무기물 제거, 전자빔 조사 및 길항미생물 공급 등의 과정을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 일정한 양의 토양을 이송하는 방법으로, 컨베이어 상에 일정한 양의 토양이 일정 두께로 연속적으로 펼쳐지도록 하여 이송하는 방식을 택할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 전자빔을 이용한 인삼 재배용 멸균장치의 구성 및 작용에 대하여 설명한다.

도 2에는 본 발명의 실시 예에 따른 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양 멸균장치가 도시되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인삼 재배용 토양의 멸균장치는 일정 속도로 이송하는 메인컨베이어(10)와, 상기 메인컨베이어(10) 위에 일정한 양과 두께로 토양을 담아주는 토양공급기(4)와, 토양 속의 무기물을 제거하는 무기물제거기(6), 상기 메인컨베이어(10)에 의해 이송되는 토양에 전자빔(2)을 조사하여 토양 내에 존재하는 곰팡이 균을 멸균하는 전자빔 조사유닛(1)과, 멸균된 토양에 미생물을 공급하는 길항미생물공급기(9)를 포함하여 이루어진다.

먼저, 본 발명에서 사용되는 토양은 인삼 재배가 없었던 초작지 토양이나 또는 이미 인삼 재배를 하였던 연작지 토양을 수거하여 사용할 수 있다.

이때, 기존에 인삼을 재배하였던 토양을 수거하여 사용할 경우에는 기존 인삼 재배 특성상 연작 재배가 불가능하였던 인삼밭의 토양을 수거하여 멸균한 후 다시 뿌려줌으로써 인삼의 연작 재배를 가능하게 할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따라 멸균된 토양은 인삼을 재배하기 위한 땅에 인삼의 뿌리 깊이를 고려하여 약 30~50cm 두께로 골고루 덮는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 멸균장치에서는 일정한 양의 토양을 계속하여 공급하기 위한 토양 이송수단으로 메인컨베이어(10)를 사용한다.

즉, 일정한 양과 두께의 토양이 토양공급기(4) 내에서 무기물제거기(6)에 의해 철 등의 무기질이 제거된 후 메인컨베이어(10)에 실려 이송되면서 메인컨베이어(10) 위에 설치되어 있는 전자빔 조사유닛(1)에서 조사되는 전자빔(2)에 의해 토양 속의 유해한 곰팡이 균이 멸균되게 되며, 곰팡이 균이 멸균된 토양이 길항미생물공급기(9)를 거치면서 인삼 성장에 유용한 길항미생물 등이 토양 속에 첨가되게 된다.

여기에서, 상기 토양공급기(4)로 토양을 계속하여 연속적으로 공급하기 위해 상기 토양공급기(4)의 전단부에는 도 3과 같이, 토양이 채워질 수 있는 염류제거탱크(12)가 구비되고, 이 염류제거탱크(12)의 상단에는 물을 분사할 수 있는 스프링클러(Sprinkler)(14)가 설치되며, 이를 통해 분사된 물은 토양 속의 염류을 제거한 후 배수구(13)를 통해 배수처리되도록 구성될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 과정을 거쳐 염류가 제거된 토양은 토양분쇄기(15)를 통해 일정한 양과 크기로 분쇄되고, 토양공급컨베이어(10')를 통해 토양공급기(4)로 이송되도록 함이 바람직하다.

또한, 앞서 설명하였듯이, 본 발명에서는 토양에 전자빔을 조사하기 전에 토양 속에 존재하고 있는 철을 포함한 무기물을 제거하기 위해 무기물제거기(6)가 설치될 수 있는데, 이러한 무기물제거기(6)는 자력을 이용하여 무기물을 흡착 제거하도록 전자석을 이용함이 바람직하다.

이때, 전자석으로 이루어진 상기 무기물제거기(6)는 토양공급기(4)의 양측에 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 토양공급기(4)의 상부에는 토양에 있는 이물질을 제거하고 일정한 크기 이하의 입도만을 갖는 토양만을 공급하기 위하여 토양을 걸러주는 철망형의 스크린(5)이 설치됨이 바람직하고, 하단에는 메인컨베이어(10)로 일정한 양의 토양을 공급제어하기 위한 전동모터(7)와 개폐밸브(8)가 설치될 수 있다.

여기에서, 상기 전동모터(7)는 기계적인 노이즈와 전기적인 노이즈가 발생되지 않는 BLDC 모터(Brushless DC Motor)를 사용하는 것이 바람직하다.

그리하여, 미리 설정된 메인컨베이어(10)의 이동 속도에 따라 상기 전동모터(7)가 개폐밸브(8)의 개도를 조절하여 상기 메인컨베이어(10) 위에 일정한 양과 두께의 토양을 연속적으로 적재할 수 있게 된다.

이렇게 하여, 상기 토양공급기(4)를 통해 공급된 일정한 양과 두께의 토양은 메인컨베이어(10)를 타고 이송되며, 그 과정에서 도 2와 같은 전자빔 조사유닛(1)을 통해 멸균처리되게 된다.

이때, 상기 전자빔 조사유닛(1)은 안전차폐벽(3)에 의해 차폐됨이 바람직하다. 물론, 상기 안전차폐벽(3)의 하단은 상기 메인컨베이어(10)와 일정간격을 두고 이격되도록 하여 토양을 실은 상태로 상기 안전차폐벽(3)에 걸리지 않고 원활하게 움직일 수 있도록 구성되어야 함은 당연하다.

아울러, 상기 안전차폐벽(3)을 설치하는 이유는 전자빔(2)이 인체에 위해를 가할 수 있기 때문에 이를 사전에 차단하여 작업자의 안전을 확보하기 위한 것이다.

그리하여, 상기 전자빔 조사유닛(1)에 포함된 전자빔 가속기로부터 방출된 전자빔(2)은 메인컨베이어(10)를 따라 일정속도로 이동하는 토양에 조사되고, 이로 인해 토양 속에 존재하고 있던 유해균들은 멸균되게 된다.

나아가, 본 발명에 따른 전자빔 조사유닛(1)은 금속 필라멘트를 가열할 때 방출되는 열전자를 약 0.4~10 MeV의 전자 가속기를 이용하여 전자빔의 조사량이 최소한 10kGy(Kilogray) 이상이 되도록 하고, 다만 전자빔 조사량을 크게 하려면 전자 가속기의 용량도 증가하므로 경제성 측면에서 10~30kGy로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 메인컨베이어(10) 위에서 이송되는 토양의 두께는 상기 전자빔 조사유닛(1)의 전자빔 조사량에 따라 달라지나, 5cm 이하로 유지하는 것이 바람직하다. 만일 토양의 두께가 5cm 보다 큰 경우에는 전자빔의 에너지양을 매우 크게 해야 하는 단점이 있다.

한편, 본 발명에 따르면 전자빔(2)에 의해 곰팡이 균 등이 멸균된 토양에 인삼의 성장에 유용한 길항미생물을 첨가해 주는 것이 바람직한데, 이를 위해 전자빔 조사유닛(1)의 후단에 길항미생물공급기(9)가 설치된다.

상기 길항미생물공급기(9)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 길항미생물공급통(16)이 설치되고, 하단에는 용기로 일정한 양의 미생물을 공급하기 위한 전동모터(7')와 개폐밸브(8')가 설치된다.

이때, 상기 전동모터(7')와 개폐밸브(8')는 앞서 설명한 토양공급기(4)에 설치된 전동모터(7) 및 개폐밸브(8)와 동일한 것으로 구비됨이 바람직하다.

여기에서 사용되는 인삼 길항미생물로는 앞서 설명하였던 바와 같이, 우점균, 아제론 등이 바람직하고, 이들 길항미생물들의 균주 배양액에는 톱밥, 쌀겨, 깻묵, 골분, 어분, 밀기울, 제올라이트, Glucose, CaO, Na₂CO₃ 등을 첨가하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 길항미생물은 토양 속에서 항생작용(Antagonism)을 하므로 방제력이 우수하고, 항산화 작용을 강화시켜 주며, 길항효과가 뛰어나 각종 병원균에 대한 저항성이 강화되고, 우점복원력이 우수하여 작물의 각종 질병 발생을 강력하게 억제시키며, 일조량이 부족해도 광합성을 스스로 공급하여 발육을 촉진하고, 해로운 미생물을 섭취하면서 증식하고 발생되는 분비물은 유산균 같은 유용한 미생물을 증식시키는데 사용되는 인삼의 생장에 매우 유익한 미생물이다.

그리고, 상기 길항미생물공급기(9)를 통해 길항미생물이 투사된 멸균 토양은 도 2에 도시된 바와 같은 토양이송컨베이어(10")를 통해 필요개소로 이동되게 된다.

아울러, 상술한 설명에서는 본 발명에 따른 토양의 멸균방법 및 멸균장치가 인삼에 대해서만 적용되는 것으로 설명되었으나, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 다양한 변경이 가능한 바, 이를 테면 다른 작물, 특히 뿌리 약용작물과 구황작물 및 연작 피해가 있는 다른 작물에도 적용할 수 있음은 물론이다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 전자빔 조사에 의해 인삼의 뿌리썩음 병을 유발하는 Cylindrocarpon destructans(이하 'C. destructans'라 함)가 멸균되는지를 확인하기 위하여 C. destructans가 존재하는 토양에 전자빔을 조사한 후 DNA분석을 통해 C. destructans의 존재유무를 확인하였다.

이때, 전자빔은 5kGy(kGy:전자빔 조사량 단위(Kilogray)), 10kGy, 15kGy, 20kGy, 30kGy와 같은 조사량으로 구분하여 조사하였으며, 또한 토양의 깊이에 대한 변화도 관찰하기 위해 각 전자빔 조사량에 대하여 토양의 두께를 달리하여 대조군으로 나누어 실험하였고, 그 결과는 표 1과 같았다.

실험구분	전자빔 조사량(kGy)	토양 두께(cm)	멸균 여부
1	5	0.5	X
		1	X
		3	X
		5	X
		7	X
2	10	0.5	O
		1	O
		3	O
		5	O
		7	X
		9	X
3	15	1	O
		3	O
		5	O
		7	X
		9	X
4	20	1	O
		3	O
		5	O
		7	X
		9	X
5	30	1	O
		3	O
		5	O
		7	X
		9	X

상기 표 1에서와 같이, 10kGy 미만의 전자빔 조사에서는 C. destructans가 멸균되지 않았고, 10kGy 이상의 전자빔 조사에서는 토양두께(깊이) 5cm 이하 까지 C. destructans가 멸균되었음을 확인할 수 있었다. 또한 C. destructans 멸균상태는 전자빔의 에너지가 클수록, 토양의 두께가 얇을수록 향상되지만, 토양의 두께 보다 전자빔의 에너지양에 보다 의존함을 알 수 있다.

한편, 전자빔 조사후 시행한 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction; PCR) 결과, 고려인삼 재배의 초작지뿐 아니라 C. destructans의 양이 증가한 재작지까지도 10kGy 이상의 전자빔 조사에서 C. destructans가 100% 멸균됨을 확인할 수 있었다.

여기서, 상기 중합효소 연쇄반응(polymerase chain reaction; PCR)은 특정 DNA 부위를 특이적으로 반복 합성하여 시험관 내에서 원하는 DNA 분자를 증폭시키는 방법으로, 뿌리썩음병을 유발하는 C. destructans를 중합효소 연쇄반응(PCR) 기법을 이용하여 인삼으로부터 직접 검출하였다.

이와 같은 실험결과, 인삼에 뿌리썩음병을 유발하는 주원인인 C. destructans가 전자빔을 조사하더라도 적은 양에서는 균이 죽지 않는 반면, 적어도 10kGy 이상에서는 멸균되는 것이 확인되었는 바, 이를 통해 전자빔 조사방식으로 C. destructans를 멸균시킬 수 있음이 입증되었다.

본 발명에 따른 전자빔 조사에 의해 멸균된 토양을 사용한 경우와 그렇지 않은 경우의 인삼 성장속도를 비교해 본 결과, 초작지, 재작지를 불문하고 멸균된 토양에서 자란 인삼은 멸균되지 않은 토양에서 자란 인삼에 비해 대략 1.2배 정도의 왕성한 성장속도를 확인하였다. 이로써, 본 발명 전자빔 조사에 의한 멸균 방식이 유효함을 완전히 확인할 수 있었다.

도 1은 본 발명에 따른 전자빔을 이용한 인삼 재배용 토양의 멸균방법의 개략도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전자빔을 이용한 인삼 재배용 토양의 멸균방법의 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 멸균장치의 토양공급기의 상세도,

도 4는 본 발명에 따른 멸균장치의 미생물 공급장치의 상세도,

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

1....전자빔 조사유닛 2....전자빔

3....안전차폐벽 4....토양공급기

5....스크린 6....무기물제거기

9....길항미생물공급기 10....메인컨베이어

12....염류제거탱크 15....토양분쇄기

16....길항미생물공급통

Claims (9)

1. 인삼 재배용 토양에 있는 뿌리썩음병을 유발하는 곰팡이 균을 멸균하기 위한 인삼 재배용 토양의 멸균방법에 있어서,

   물을 분사하여 토양의 염류를 제거하는 단계와, 상기 염류가 제거된 토양을 토양분쇄기를 통해 일정 크기로 분쇄하는 단계와, 상기 토양을 이송하면서 토양에 있는 곰팡이 균이 멸균되도록 토양에 전자빔을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법.
2. 청구항 1에 있어서;

   상기 전자빔 조사전에 상기 인삼 재배용 토양을 전자석에 통과시켜 그 속에 존재하는 철을 포함한 무기물을 먼저 제거하는 것을 특징으로 하는 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법.
3. 청구항 1에 있어서;

   상기 전자빔 조사시 그 조사량은 최소 10kGy 이상이고, 상기 토양의 두께는 5cm 이하인 것을 특징으로 하는 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법.
4. 청구항 1에 있어서;

   상기 전자빔 조사후 상기 인삼 재배용 토양에 길항미생물을 공급하는 것을 특징으로 하는 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법.
5. 청구항 4에 있어서;

   상기 길항미생물은 우점균, 아제론 중에서 선택된 어느 하나 이상이고, 이들 길항미생물들의 균주 배양액에는 톱밥, 쌀겨, 깻묵, 골분, 어분, 밀기울, 제올라이트, Glucose, CaO, Na₂CO₃ 중 어느 하나 또는 둘 이상 혼합 첨가하는 것을 특징으로 하는 전자빔을 이용한 고려인삼 재배용 토양의 멸균방법.
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