KR100918106B1 - 셀레늄 함유 농작물 친환경 재배 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀레늄을 함유하도록 농작물을 재배하는 방법으로서, (a) 당밀 60리터, 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 60리터 및 물 500리터를 균일하게 혼합한 다음 쌀겨 2,000kg, 어분 200kg, 골분 200kg, 피마자박 200kg, 숯가루 100kg, 굴 껍질 분말 300kg 및 소듐셀레나이트 10kg를 더 부가한 다음 교반하여 균일하게 혼합한 후 밀봉하여 20일 동안 숙성시켜 셀레늄 함유 친환경 퇴비를 만드는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 만든 친환경 퇴비를 재배 토양 1ha 당 3,000kg를 살포하는 친환경 퇴비 살포 단계; (c) 상기 (b) 단계에 이어 재배 토양과 상기 친환경 퇴비를 골고루 섞은 다음 파종하는 단계; (d) 생선 및 생선 내장 500리터, 당밀 16리터, 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 8리터, 물 16리터 및 소듐셀레나이트 1kg를 혼합한 다음 밀봉하여 5 내지 6개월 숙성시켜 셀레늄 함유 아미노산 액비를 만드는 단계; 및 (e) 1ha 당 상기 (d) 단계의 아미노산 액비 1,500cc를 물을 부가하여 1000:1로 희석하여 엽면 시비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀레늄 함유 농작물 친환경 재배 방법을 제공한다.

셀레늄, 미생물, 농작물

Description

셀레늄 함유 농작물 친환경 재배 방법{cultivation method for farm produce contianing selenium}

본 발명은 셀레늄을 함유하도록 농작물을 재배하는 방법으로서, 특히 친환경 유기 재배방법으로 셀레늄 함유 농작물을 생산할 수 있는 방법에 관한 것이다.

셀레늄은 인체 내에서 주로 간, 신장, 심장, 비장에 분포되어 있는 미량 원소로서 몸 안의 유해산소를 없애는 강력한 항산화(抗酸化) 효소인 글루타치온 퍼옥시다제의 구성 성분이다. 세포 내 과산화물의 농도를 낮추어 유리 라디칼의 생성을 방지하는 효소계에 작용하며, 비타민 E는 이미 생성된 유리 라디칼이 더 이상 작용하지 못하게 하므로 셀레늄을 적정량 섭취하면 체내 비타민 E의 요구를 줄일 수 있다. 항산화력이 천연비타민 E의 1,970배 (합성비타민 E의 2,940배)나 된다고 한다.

적혈구의 혈구소가 산화되어 파손되는 것을 예방하고 간 경화증에서 간을 재생시키는 일도 도우며 노화도 지연시키고 수은의 중독도 막아준다. 미국을 비롯한 세계 유명 보고서에 따르면 셀레늄은 간염이나 에이즈 바이러스에 대한 면역기능을 높이는 것은 물론 관절염 증상과 통증을 완화시키며 암 발생률을 50% 이상 낮추는 효과가 있는 것으로 알려졌다.

셀레늄의 결핍시 심각한 경우 주로 어린이들과 가임기의 여성들이 걸리는 심각한 심장 질병과 케산병이 발생하거나 일반적인 경우 암, 심장질환, 면역기능 저하의 위험성이 증가하고 그 외 적혈구 기능저하, 근육통, 심근의 퇴화, 근 긴장 증강, 췌장기능퇴화를 가져 올 수 있다. 한 마디로 셀레늄은 건강을 유지하기 위해 필수적인 필수영양소라 할 수 있다.

과량복용시의 부작용도 있는데 과량복용 시 탈모, 근무력증, 손톱 빠짐이 일어날 수 있고,만성중독 시 우울증, 신경과민, 감성적 민감성, 구토와 욕지기 등이 일어날 수 있다. 그러나, 일반적으로 음식물을 섭취함으로서 일어나는 급성 중독은 거의 없고, 식이 보완 정제를 과잉섭취하는 경우에 발생한다.

셀레늄은 영양효모, 해수, 해조류, 마늘, 버섯, 참치, 빵, 햄, 알류, 밀가루로 만든 음식, 쇠고기와 닭고기, 화학비료를 사용하지 않고 기른 농산물, 해산물, 우유, 계란, 완전곡류, 거의 모든 야채에 함유되었지만 채소 및 과일류는 함량이 낮다.

FAO(국제연합식량농업기구)와 WHO(세계보건기구)가 발표한 셀레늄의 일일 권장량은 성인 기준으로 50~200㎍, 암 예방을 위한 섭취 권장량은 이보다 더 높은 500㎍ 이상이며 암 환자 치료 목적의 셀레늄 투여량은 1000~2000㎍에 달한다.

우리나라 사람의 일일 섭취량은 43㎍ 정도로 알려져 있어 최소 권장량에도 미치지 못하고 있다. 그 중요한 이유로 곡류에 함유된 셀레늄 함량은 토양에 좌우되는데, 셀레늄 결핍지역으로 알려진 우리나라의 토양에서 자란 곡류는 셀레늄의 함량이 낮을 수 밖에 없다. 따라서 주식으로 곡류의 섭취가 많은 편인 우리나라 사 람들의 섭취량은 낮으며, 또 셀레늄이 물과열에 약해 야채나 고기를 통해 섭취한다고 해도 대사 전에 상실되기 쉬운 취약점이 있다.

상기에서 언급한 바와 같이, 셀레늄은 간장에서 합성되는 글루타치온 퍼옥시다제(Glutathione Peroxidase: GPX1)의 구성 성분으로서 슈퍼록사이드 디스뮤타아제(Superoxide dismutase: SOD)나 카탈라아제(Catalase)와 함께 체내에서 유기 과산화물과 과산화수소의 생성을 억제하거나 제거하는 항산화기능으로 노화억제와 암예방을 한다. 셀레늄의존효소인 아이오도티로닌 디이오나아제(Iodothyronine deiodinase)는 갑상선에서 분비되는 비활성형 갑상선호르몬 T4를 활성형인 T3로 변형시켜주며 셀레늄이 직접 갑상선호르몬에 영향을 미친다. 그 외 고환의 정충 미토콘드리아 외막의 구성물질로 셀레늄 단백질(GPX4)이 있으며, 셀레늄은 정충의 성숙 및 운동성, 남성호로몬의 생성에 관여한다. 또한 비소, 납, 카드뮴 등 독성중금속의 해독도 한다.

셀레늄의 섭취량 이외에도 섭취하는 셀레늄의 화학적 형태에 따라서 셀레늄의 생체이용성과 체내에서의 대사과정, 생화학적 기능 및 독성이 영향을 받게된다. 천연물에서 셀레늄은 주로 셀레노메티오닌과 셀레노시스테인 형태로 존재하며 유기 셀레늄은 무기 셀레늄에 비하여 체내흡수율이 높다. 식물은 토양으로부터 흡수한 셀레늄을 이용하여 셀레노메티오닌을 생합성한 후 단백질에 저장한다. 반면 동물은 메티오닌을 생합성할 수 없으므로 식물성 식이를 통하여 체내로 유입된 셀레노메티오닌을 간에서 셀레노시스테인으로 전환시켜 생리적 활성형 셀레늄단백질이 합성에 이용하거나 체외로 배설하게 된다. 식물체 내의 셀레늄 함량은 토양의 셀레늄 함량 에 비례하여 증가한다. 식물성 식품을 통하여 섭취되는 셀레노메티오닌은 체내에서 단백질의 구성아미노산으로 체단백질에 저장되었다가 단백질이 분해될 때 서서히 유리되어 셀레노시스테인의 생합성에 이용된다.

셀레늄은 여러 가지의 효과를 가지고 있어 식품과 의약품에 많이 첨가되어 개발되고 있다. 특히 우리나라에서도 셀레늄의 중요성에 대한 인식이 확산되면서 다양한 상품이 개발되고 있다. 예를 들어, 셀머쉬(sel-mush:셀레늄을 함유시킨 팽이버섯)의 경우, 무기 셀레늄을 버섯배지에 일정량 첨가시킴으로서 버섯에 전이되도록 하고, 전이된 무기 셀레늄이 버섯 내에서 유기 셀레늄으로 전환되도록 하여 생산한다.

한편, 여러 가지 농축산물이나 의약품에 셀레늄을 첨가하는 경우도 있는데, 이용태의 한국 특허출원 제1996-039331호는 셀레늄을 함유한 사료조성물 및 이를 이용한 셀레늄 함유 축산물의 생산방법을 개시하고 있는데, 무기 셀레늄이 첨가된 배지에 효모를 배양하고 이를 가축에 급여시켜 축산물에 셀레늄 함량을 높이는 방법이다. 이 방법은 축산식품에 함유되어야 할 셀레늄이 급여되는 사료에 따라 셀레늄 함량에 변화가 크므로 균일하게 함유된 축산식품을 통하여 셀레늄을 공급 받기는 어렵고 동물에서는 셀레늄이 기능적으로만 작용하고 근육, 달걀, 우유의 축적량은 극미량에 지나지 않는 단점이 있다.

김종출의 한국 특허출원 제1997-018114호에는 천연 식물원료 중 생 결명자(Cassia Tora Linna)의 배아 분말에 함유된 셀레늄을 제공하고 이를 식용화하는 방법이 개시되어 있는데, 셀레늄이 높은 결명자 배아 분말을 지속적으로 얻기 어려 운 단점이 있다.

한광현의 한국 특허출원 제1996-39331호에는 물에 대해 용해도가 낮은 이산화셀레늄(SeO₂)을 이용하여 양액을 조성하고 콩을 상기 양액에 1시간 침전과 7시간 방치의 3회 과정을 거친후 일반화된 살수방법을 사용하여 5일간 콩나물을 재배하고 있다. 상기 방법은 셀레늄 보강을 위해 셀레늄 양액에 콩을 침지시키고, 재배기간동안 셀레늄 양액을 살수하였다. 그러나, 이산화셀레늄 용액을 제조하는 공정이 복잡하고 또한 상기 용액에 콩을 침지시키는 시간과 과정이 오래 걸리고 복잡할 뿐만 아니라, 5일간의 비교적 긴 재배기간동안 셀레늄 양액을 살수하였으나 비교적 낮은 농도의 셀레늄 함유 콩나물을 생산한다는 단점이 있다. 즉, 0.01∼100 ppm의 이산화셀레늄 양액에서 콩을 침지하고 재배기간동안 상기 용액을 살수한 결과, 0.008∼9.1 ppm의 낮은 셀레늄 함유량을 갖는 콩나물을 생산한다.

또한, 김현채의 한국 특허출원 제2003-89903호에는 이산화셀레늄(SeO₂)을 미나리전용배양액에 용해시켜 만든 셀레늄 보강 양액을 이용한 셀레늄이 강화된 수경재배 및 논미나리 재배방법이 개시되어 있다. 이 방법은 양액 조성 시 용해도가 낮은 이산화셀레늄을 사용하고 있고, 이산화셀레늄 외에도 다양한 화합물을 첨가하여 양액을 제조하므로 양액의 제조공정이 복잡한 단점이 있다.

또한 어떠한 선행 특허에서도 셀레늄 함유 농작물을 재배를 친환경적인 유기농법과 결합시킨 것은 발견되지 않고 있다.

우리의 식생활은 단순히 먹는데 그치지 않고 먹는 음식을 통하여 현대인들의 스트레스와 여러 가지 환경적인 공해에서 오는 질병과 노화에서 오는 각종 성인병의 예방과 치유를 필요로 한다.

국민의 먹을거리를 생산하는 농업인인 본 발명자는 누구나 쉽게 편하게 음식을 즐기면서 각종 질병과 성인병의 예방과 치유에 효과가 있는 셀레늄이 함유된 친환경적인 안전 농산물을 생산 및 보급하는 목적을 두고, 꾸준한 실험과 연구를 통하여 본 발명을 완성하게 된 것입니다.

또한 화학 비료와 농약이 보급되면서 토양이 피폐해지고 작물에 필요한 미생물, 지렁이 등이 사라지고 이를 방지하기 위하여 친환경 농법을 한다면서 발효되지 않은 축산 부산물, 검증되지 않은 산업 폐기물을 퇴비로 사용하여 토양의 부식 함량이 줄어들게 되는 문제점이 노출되고 있는 농촌의 현실과 이러한 문제점으로 인하여 농산물은 잔류 농약 때문에 우리의 먹을거리로서 안전하지 못하여 건강에 위협이 되고 있는 현실 속에서 최근에 WTO, FTA 등 무역 협상과 앞으로 가장 염려가 되고 있는 중과의 협상 등 값싼 외국 농산물과의 경쟁에서 이기기 위해서는 친환경적인 고품질의 안전 농산물을 생산 보급하는 것이 최선이라 판단하여 본 발명을 완성하게 된 것입니다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 셀레늄이 풍부하게 함유된 농작물을 친환경적으로 재배할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은

(a) 당밀 60리터, 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 60리터 및 물 500리터를 균일하게 혼합한 다음 쌀겨 2,000kg, 어분 200kg, 골분 200kg, 피마자박 200kg, 숯가루 100kg, 굴 껍질 분말 300kg 및 소듐셀레나이트 10kg를 더 부가한 다음 교반하여 균일하게 혼합한 후 밀봉하여 20일 동안 숙성시켜 셀레늄 함유 친환경 퇴비를 만드는 단계;

(b) 상기 (a) 단계에서 만든 친환경 퇴비를 재배 토양 1ha 당 3,000kg를 살포하는 친환경 퇴비 살포 단계;

(c) 상기 (b) 단계에 이어 재배 토양과 상기 친환경 퇴비를 골고루 섞은 다음 파종하는 단계;

(d) 생선 및 생선 내장 500리터, 당밀 16리터, 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 8리터, 물 16리터 및 소듐셀레나이트 1kg를 혼합한 다음 밀봉하여 5 내지 6개월 숙성시켜 셀레늄 함유 아미노산 액비를 만드는 단계; 및

(e) 1ha 당 상기 (d) 단계의 아미노산 액비 1,500cc를 물을 부가하여 1000:1로 희석하여 엽면 시비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀레늄 함유 농작물 친환경 재배 방법을 제공한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 재배 방법에 있어서, 상기 (c) 단계의 엽면 시비는 파종 후 1개월 후부터 수확 전까지 1개월에 1회씩 실시하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 무농약 내지 유기농으로 화학 비료를 사용하지 않고도 셀레늄이 풍부하게 함유된 농작물을 수확할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명에 따른 재배방법을 구체적인 실시예를 통하여 설명하고자 한다. 후술하는 실시예로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

셀레늄 함유 친환경 퇴비 제조

당밀 60리터를 물에 녹여서 풀어놓은 다음 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 60리터를 풀어놓은 당밀에 혼합한 다음 물의 최종 함량이 물 500리터가 되도록 부가하여 균일하게 혼합한다.

이어서 쌀겨 2,000kg, 어분 200kg, 골분 200kg, 피마자박 200kg, 숯가루 100kg, 굴 껍질 분말 300kg 및 소듐셀레나이트 10kg를 더 부가한 다음 교반하여 균일하게 혼합한다. 이때 수분의 함유량은 혼합된 재료를 손으로 쥐어 보아서 부스러지지 않을 정도면 적당하다.

재료가 혼합된 통을 밀봉하여 혐기 상태로 발효를 시킨다. 발효 7일 정도가 지나면 표면이 하얀 곰팡이가 생기고 미생물이 증식하여 20일 정도가 지나면 세레늄을 함유하는 친환경 미생물 퇴비로 사용할 수 있다.

본 퇴비를 사용하면 토양의 유용 미생물 증식, 토양의 물리성 개선, 토양의 때알 구조화 촉진, 토양의 pH 교정, 토양의 보비력 증진, 토양의 병해충 예방에 좋 으며, 특히 작물로의 셀레늄의 흡수를 촉진시켜 수확 작물의 셀레늄 함량이 높이는데 매우 유용하다.

셀레늄 함유 아미노산 액비 제조

생선은 질소성분인 아미노산이 풍부하게 함유되어 있어 미생물의 활성을 증진시키고 또한 작물에 직접 흡수되어 이용이 가능하여 질소질 영양원으로 우수한 작 제조 농자재 이다.

본 발명에서는 생선을 이용한 아미노산 액비의 제조 시 미생물과 소듐셀레나이트를 함유시켜 엽면 시비하는 경우 작물로 셀레늄의 흡수를 촉진시킬 수 있도록 한 것이다.

먼저, 600리터 정도의 통을 준비하여 각종 생선의 내장이나 부산물 500리터, 당밀 16리터, 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 8리터, 물 16리터 및 소듐셀레나이트 1kg를 혼합한 다음 밀봉하여 5 내지 6개월 숙성시키면 본 발명에서 사용할 수 있는 아미노산 액비의 제조가 완료된다.

셀레늄 함유 친환경 퇴비 살포

앞서 제조한 셀레늄 함유 친환경 퇴비를 재배 토양 1ha를 기준으로 3,000kg를 골고루 살포한 다음 로터리 작업을 통해 소정 깊이의 재배 토양과 골고루 섞이도록 한다.

마늘 파종

셀레늄 함유 친환경 퇴비를 살포한 재배 토양에 10월 중순 경에 소독한 마늘을 파종한다.

셀레늄 함유 아미노산 액비 엽면 시비

파종에 마늘에 싹이 신장하게 되는 11월 중순 경부터 1ha 당 앞서 제조한 셀레늄 함유 아미노산 액비를 1500cc를 물을 부가하여 1000:1로 희석하여 엽면 시비한다.

이와 같은 엽면 시비는 수확하는 6월 하순 경까지 1개월에 1회씩 시비한다. 즉 12월, 1월, 2월, 3월, 4월 및 5월에 한 번씩 엽면 시비를 하는 것이다.

<비교예 1>

실시예 1과 동일하며 다만 셀레늄 함유 친환경 퇴비와 아미노산 액비를 사용하지 않고 재배 토양에 소듐셀레나이트만을 살포하고, 엽면 시비도 소듐셀레나이트 용액만을 사용한 것에 차이가 있다.

<비교예 2>

비교예 2는 비교예 1에서와 달리 셀레늄 함유 친환경 퇴비는 재배 토양에 살포하였으나 셀레늄 함유 아미노산 액비는 사용하지 않고 소듐셀레나이트 용액으로 엽면 시비한 예이다.

<비교예 3>

비교예 3은 비교예 1에서와 달리 셀레늄 함유 친환경 퇴비는 사용하지 않고 소듐셀레나이트만을 재배 토양에 살포하고, 다만 엽면 시비는 셀레늄 함유 아모노산 액비를 이용하여 하였다.

<실험예>

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 수확한 마늘을 동결건조한 후 분쇄하여 셀레늄 함량을 ICP-MS방법으로 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

	셀레늄 함유량(건조 마늘 g당 ㎍)
실시예 1	20.47
비교예 1	6.48
비교예 2	12.13
비교예 3	11.01

상기 표1에서 보는 바와 같이 실시예 1의 재배 방법에 따라 수확된 마늘에서 셀레늄 함량이 가장 높은 것으로 나타났다. 즉 본 발명에 따른 셀레늄 함유 친환경 퇴비와 아미노산 액비의 사용이 셀레늄의 함유량을 높이는데 탁월한 효과가 있음을 알 수 있다.

이는 비교예 2와 3에서 비교예 1보다 셀레늄 함유량이 증가되어 있다는 점에서도 확인할 수 있다.

Claims (2)

1. (a) 당밀 60리터, 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 60리터 및 물 500리터를 균일하게 혼합한 다음 쌀겨 2,000kg, 어분 200kg, 골분 200kg, 피마자박 200kg, 숯가루 100kg, 굴 껍질 분말 300kg 및 소듐셀레나이트 10kg를 더 부가한 다음 교반하여 균일하게 혼합한 후 밀봉하여 20일 동안 숙성시켜 셀레늄 함유 친환경 퇴비를 만드는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계에서 만든 친환경 퇴비를 재배 토양 1ha 당 3,000kg를 살포하는 친환경 퇴비 살포 단계;

   (c) 상기 (b) 단계에 이어 재배 토양과 상기 친환경 퇴비를 골고루 섞은 다음 파종하는 단계;

   (d) 생선 및 생선 내장 500리터, 당밀 16리터, 유산균, 효모균, 광합성세균, 방선균이 혼합된 균체 8리터, 물 16리터 및 소듐셀레나이트 1kg를 혼합한 다음 밀봉하여 5 내지 6개월 숙성시켜 셀레늄 함유 아미노산 액비를 만드는 단계; 및

   (e) 1ha 당 상기 (d) 단계의 아미노산 액비 1,500cc를 물을 부가하여 1000:1로 희석하여 엽면 시비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀레늄 함유 농작물 친환경 재배 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 엽면 시비를 파종 후 1개월 후부터 수확 전까지 1개월에 1회씩 실시하는 것을 특징으로 하는 셀레늄 함유 농작물 친환경 재배 방법.