KR101223925B1 - 액체성 균근의 접종원 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농업, 토양 생명공학과 관련되며 그리고 특히 식물 영양소 흡수의 유효성, 물의 준위, 채소 생산, 뿌리 질병에 대한 보호 등을 개선하는 미생물인 아뷰스큘라 균근의 곰팡이의 생산 및 적용에 관한 것이다. 이것은 균근의 번식체 안정화를 달성하도록 하는 수성 배지를 사용하는 것으로부터 출발하여 아뷰스큘라 균근의 곰팡이를 적용한 액체성 제품으로 구성되어, 토양 응집 전개와 관개 및 적하시비법 시스템에서 사용될 수 있는 12 내지 18개월 사이에 액체성 배지에서 체크된 생존가능성을 가능하게 한다; 이것은 들판에 바로 적용되거나 또는 보호된 작물 그린하우스에 적용될 수 있고, 게다가 포자 휴면 메카니즘의 개선을 가능하게 하고 그리고 그의 조작 및 이송을 가능하게 하는 고농도 수준을 달성한다. 이 제품을 적용함에 따라 균근의 곰팡이는 거대한 규모의 관개 시스템 하에서 작물에 관리되어질 수 있어, 보다 양호한 생산성과 환경적 조건을 달성한다.

액체성 균근, 아뷰스큘라, 글로마린, 관개 시스템

Description

액체성 균근의 접종원{LIQUID MYCORRHIZAL INOCULANT}

본 기술의 해결은 농업과학과 관련된 것으로, 특히 유기성 생물비료 생산에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 직접적으로 그리고 관개 시스템을 통한 양자의 방법으로 토양 및 식물에 적용될 수 있는 하나의 액체성 균근의 접종원을 얻는 것에 관한 것이다.

복합적 기능이 균근의 조합에 기여되어 왔는데, 이들 중에는 흡수하는 뿌리 시스템의 현저한 증가를 통해 이 시스템 표면의 증가, 토양 독성 내성 증가, 어떤 영양소 (N, P, Ca, Mg, Mn, Cu, Zn, B, 등)의 용해화 작용, 가뭄, 염류농도, 흡수 선택성과 같은 불리한 조건에 대한 내성, 안정한 집합체의 형성으로부터 유래된 토양의 물리적 특성의 개선 및 뿌리의 병인에 대한 보호가 있다. 농업에 대해 이 조합의 적용은 균근의 곰팡이-플랜트 조합의 균근계 및 근계에 존재하는 다른 미생물 개체집단들 사이에서의 양호한 균형과 그리고 일반적으로 생물체 및 비생물체의 스트레스 효과에 대한 보다 높은 보호에 이것이 유리하기 때문에 강력한 환경적 충격을 함축한다.

식물에 아뷰스큘라 균근의 곰팡이 기재 접종원의 수득과 그 후의 적용은 특히 특징적인데, 이는 이것이 무균성 배지에서는 성장하지 않지만, 그러나 숙주 식 물 뿌리에서 그들의 생활사는 완전하여 일단 채소의 생활사(이들 접종원의 생산을 위해 3 내지 4 개월-령 단주기 식물이 사용됨)가 종결되면 곰팡이에 의해 콜로니화된 뿌리 시스템이 추출될 뿐 아니라, 조합화 간에 발달된 곰팡이의 육아 (외생적 균사체 및 포자), 모든 이들 성분이 고체 베이스 상에서 균근의 접종원을 구성하는 이들이 수행되어 지는 기질층이 추출되기 때문이다 (Fernandez, F. Chapter 3. Bases Cientifico Tenicas para el manejo de los sistemas micorrizados eficientemente. In: Rivera, Fernandez, eds. INCA, Havana. 2003).

이러한 타입의 접종체의 현재의 생산에 있어서는, 다음과 같은 하층이 사용된다 (Feldman, F. and Idozak, E. Inoculum production of Vesicular-arbuscular Mycorrhizal Fungi for use in tropical nurseries. In: Methods in Microbiology. Volume 24 ISBN 0-12-521524-X. Eds. Academic Press Limited. 1992; Fernandez, F et al, Author's Certificate 22641. OCPI. 1999):

- 토양

- 토양 + 유기물

- 유기물

- 모래

- 점토

- 점토 + 모래

- 점토 + 유기물

- 모래+ 유기물 + 토양

- 액체 유동을 위한 챔버 내의 영양용액

- 버미큘라이트

- 펄렛

- 피트 모스

- 팽창된 몬모릴로나이트 점토

- 모든 이들 물질의 조합

전술한 하층으로부터 개발된 균근의 제품은 들판에 바로 뿌려지는 씨앗의 전체 중량에 따라 10%로 드레스된 씨앗에 직접적으로 적용되거나 (Fernandez, F et al. Author's Certificate 22641. OCPI. 1999) 또는 1 내지 2 T/h^-1의 비율로 간접적으로 적용된다. 씨앗 베드 및 어린 작물의 경우에는, 적용률은 1 kg.m² 및 10 g/seed를 초과하지 않아야 하고, 항상 제품은 각각 보여진 씨앗 아래에 둔다 (Sieverding, E. Vesicular. Arbuscular Mycorrhiza in Tropical Agrosystem. Deutsche Gesellsschaft fur tecniische Zusammenarbeit (GTZ) GMBH, Federal Republic of Germany. 1991. 371 p).

관개 시스템 또는 적하시비법에 의한 이들 접종원의 적용은, 주로 관개 튜브에서 발생된 유체 정역학 압력의 급격한 변화를 지지하는 것을 가능하게 하는, 적절한 특성을 충족하는 액체성 접종원의 부재에 주로 기인한다.

내생균근 접종원의 생산은 응집제(흙 속에서 솜 모양의 덩어리를 만들어내는 물질) 하층에 고체, 준고체 적용에 기초하여 그리고 액체성 배지에 이들 미생물의 사용 스케일을 줄이는 것으로 발전되어 왔다.

고체 배지에 대해서는, US4945059, JP7123979, JP4187081, DE10161443, 및 DE10221762와 같은 몇몇 복합화 하층을 사용한 특허의 예가 있다. 이들 접종원은 일반적으로 큰 부피의 하층을 관리하여야 하고, 포자 발아는 긴 휴면 기간에 의해 영향을 받고, 이 제품에서의 번식체 농도는 자연적이며, 즉 원하는 사이즈로 농축될 수 없기 때문에 이들 접종원은 바람직하지 않다.

준고체 접종원의 경우에는, 다음의 특허들이 공개되어 있다: EP0726305, EP0596217, EP0072213, US5120344, EP0495108, EP0475433, US5436218, US3437625, US3557562, EP0023347, US2856380, US3857991, 및 GB2381264. 이들 제품은 응집제 배지에서 젤, 공중합체, 점토와 같이 사용된 t 하층에 기초된다. 이전의 경우에서와 같이, 중요한 부피는 균근의 곰팡이로부터 포자에 있어 휴면 기간을 극복할 수 없는 농업적 적용에 관리되어진다.

특허와 함께 보고된 액체성 접종원은 근본적으로 외균근과 관련되고 (CN1420167, US2 004208852), 그리고 우리는 포자를 보호하기 위해 안정화제(시트르산 또는 그의 염)의 사용에 기초된, 일본인에 의해 보고된 액체 (JP4141023) 만을 발견하였다.

일반적으로, 잘 알려진 균근 제품은 일정한 포자 발아를 가지지 않고 그리고 이들 곰팡이 종의 휴면 메카니즘은 여전히 개선될 수 없었는데, 이는 이들 접종원이 존재하는 하층이 필드 조건 하에서 일단 접종되어지면 포자의 발아 과정을 촉진하는 육아에 대해 스트레싱 상황을 제공하지 않기 때문이다.

한편, 균근 육아의 자연적인 제한을 가지는, 지금까지 제조된 균근의 접종원은 보고되지 않았는데, 이는 그 획득하는 절차가 특정 육아의 보다 높은 양의 농도를 가지지 않기 때문이다. 현재로 보다 높은 농도를 갖는 잘-알려진 균근의 제품은 포자 관계: 50 포자/g^-1의 균사체, 하층: 65 mg/균사체^-1 기질층을 가진다 (Fernandez, F. Chapter 3. Bases Cientifico Tecnicas para el manejo de los sistemas micorrizados eficientemente. In: Rivera, Fernandez, eds. INCA, Havana. 2003).

글로마린으로 불리는 이들 곰팡이의 특이적 당단백질은 토양에서 안정한 미세 응집체의 형성 과정을 촉진하여, 이들의 물리적 구조를 개선하고, 산소 준위를 증가하고, 그리고 유기체의 보다 양호한 군집화를 가능하게 한다. 글로마린은 단지 공생 중에, 또는 어떤 분비 배지의 작용하에서 자연적인 방법으로 분비되기 때문에, 이것은 잘 알려진 균근의 접종원에서 고체 지지체에 분비되는 것으로 나타나지 않고, 그리고 이것이 고체에서 발견되는 경우 그 수준은 유기체와의 공생적 상태에 의존하고, 그리고 이것은 이 공생이 허용하는 것을 넘어 상승할 수 없다.

본 발명의 주된 목적은 보다 높은 품질과 효능성으로 거대한 균근 곰팡이를 조작할 수 있는 액체 제품을 수득하는 것으로 구성되어, 이것은 특히 위치된 관개 시스템이나 또는 다른 것에 의해 적절하고 유익한 용량으로서 바로 적용될 수 있다.

이 접종원을 수득하기 위해서, 다음의 단계가 전개된다:

1. 브라큐아리아 데큠벤즈 ( Braquiaria decumbens ), 소점 벌가르( orghum vulgare)의 숙주 식물 또는 재생성 기질층: 토양, 카올리나이트 또는 몬모릴론 점토, 펄렛, 제페올라이트, 버미큘라이트 및 유기물(공생적인 필요에 따라 적용된 것) 상에서 성장하는 숙주 식물의 마이코트로프 요구 종을 접종.

2. 이들 식물은 다음의 종이 개별적으로 사용되어 진 이들의 생산을 위해, 씨앗 아래에 10g의 균근의 곰팡이의 순수 균주를 위치시킴에 따라 직접적으로 접종됨: 글로무스 패시큘래튬 ( Glomus fasciculatum ), 글로무스 클라륨 ( Glomus clarum ), 글로무스 스퍼큠 ( Glomus spurcum ), 글로무스 모세애 ( Glomus mosseae ), 글로무스 인트랄라디스( Glomus intrarradices ), 기가스포라 말가리타 ( Gigaspora margarita ), 및 글로말레스와 디버시스포랄레스의 다른 종, 그러나 균근 곰팡이의 다른 종 또한 사용될 수 있음.

3. 식물 생활사의 마지막에, 그의 상단부분은 제거되고, 일치된 토양 기질층이 최초 지지체와 균근의 육아 (콜로니화된 뿌리, 곰팡이의 균사체 및 내성 포자)의 혼합물에서 수득된다.

4. 그 후, 균근 육아가 미지의 균근의 곰팡이 종에 따라 400 내지 40 um의 뿌리 라디칼로 되는 몇 가지 체를 통해 물기를 따르고 체질함에 의해 추출된다: 가장 미세한 체에서 수집된 고체 분획은 원심분리되고 그런 다음 액체 분획이 곰팡이의 육아에 부어진다.

5. 모든 균근의 성분이 분리되어 졌을 때, 5분 동안 클로르아민 T (2%)의 용액으로 표면적으로 소독되어 졌다; 이것들은 멸균의 증류수로 3회 수세되고 그리고 24시간 동안 스트렙토마이신 설페이트에 위치되어 졌다. 종료되면 이것은 솔비톨(5 내지 10 %), 만니톨 (2 %), 트윈 40 (5 %), 트윈 80 (2 %), 100 내지 500 mg/L^-1 사이의 범위로 적용되도록 된 폴리에틸렌글리콜 4000 및 0.8 내지 0.1 %의 한천을 포함하는 수성 혼합물에 포장된다. 이 경우에 있어서, 제품은 배양 배지의 허용 가능한 물리적 한계의 번식체 단위/mL^{- 1} 까지 제조될 수 있다.

6. 육아를 갖는 수성 용액은 다음의 요소에 의해 구성된다:

a) 활성 성분:

- 균근의 육아: 내성 포자, 아뷰스큘라 외부 균사체, 글로마린 및 미지의 곰팡이로 군집된 40 um 루트보다 적은 것에 의해 구성된 균근의 번식체.

b) 다른 성분:

- 5 내지 10 % 사이의 범위인 솔비톨.

- 2 내지 5 % 사이의 범위인 만니톨.

- 5 내지 7 % 사이의 범위인 트윈 40.

- 2 내지 7 % 사이의 범위인 트윈 80.

- 100 내지 500 mg/L^-1 사이의 범위로 적용된 폴리에틸렌글리콜.

- 0.8 내지 0.1 % 사이의 범위인 한천.

이들 절차가 귀결되면, 제품은 필드에 또는 위치된 관개 시스템을 통해 적용되어지도록 준비되어, 균근의 육아, 특히 포자가 표면적인 삼투압의 효과에 보호되어 지는 것과 그리고 이들이 일단 물에 적용되면, 이들은 포자의 휴면 메커니즘을 깨트릴 수 있고 강력한 군집화 능력, 긍정적인 수확결과를 가져올 수 있게 된다.

제안된 발명은, 그의 생산 형태에 따라 극히 전염성일 수 있는 접종원을 구성하는데, 이것은 물리적인 것보다 보다 많은 제한 없이, 이 수성 용해 또는 그 편의적인 적용이 일 또는 이백만 포자/L^-1 및 1 및 2g의 균사체/L^-1 정도의 농도에 도달하는 것을 허용하는 매우 높은 농도에 도달할 수 있기 때문이다.

또한, 균근의 육아는 수성 배지에 있다는 사실 때문에, 글로마린 분비가 자극되어, 이 접종원의 조성물에 높은 농도로 존재하여, 이것은 그의 직접적인 적용으로 그 방식이 가속된 특별한 특성인, 토양에서의 안정한 미세 응집체를 형성하는 과정을 제공하고, 그 물리적인 구조를 즉각적으로 개선하고, 산소 준위를 증가하여 이 미생물의 보다 양호한 군집화를 가능하게 하고, 효과적인 균근의 공생 전개를 보장한다.

이 접종원은 토양에 제품의 직접적인 적용을 조장하여 그 농도의 증가시 그 부피를 감소하고 이러한 방식은 그의 용이한 조작과 운송을 가능하게 하고 노동력을 제거한다.

적하시비법 시스템을 통해 완전하게 적용될 수 있는 응집된 액체 지지체에 이것은 8-개월 생존능력으로 장착되어, 다른 스케일로 실험에 의해 체크된 균질한 분산을 달성한다. 이 사실은 유의성 있는 수확 증가에 의해 관찰된, 관개 시스템 하에서 모든 식물의 성공적인 접종을 보장하였다(기술적 보고서 참고).

참고문헌

● Dell Amico. et al, Journal of Agricultural Science.. 2002

● Feldmann, F and Idczak, E. Inoculum production of Vesicular-arbuscular Mycorrhizal Fungi for use in tropical nurseries. In: Methods in Microbiology. Volume 24 ISBN 0-12-521524-x. Eds. Academic Press Limited. 1992

● Fernandez, F. Capitulo 3. Bases Cientifico Tecnicas para el manejo de los sistemas micorrizados eficientemente. En: Rivera, Fernadez, eds. INCA, La Habana. 2003.

● Fernandez, F et al,. Patente 22641. OCPI. 1999

● Sieverding, E. Vesicular Arbuscular Mycorrhiza in Tropical Agrosystem. Deutsche Gesellsschaft fur techniische Zusammenarbeit (GTZ) GMBH, federal Republic of Germany.1991. 371 p.

Claims (4)

1. 다음의 조성을 포함함을 특징으로 하는 액체성 균근의 접종원:

   a. 내성 포자, 아뷰스큘라 외부 균사체, 글로마린 및 미지의 곰팡이로 군집된 40 um 루트보다 적은 것에 의해 구성된 균근의 번식체,

   b. 5 내지 10 % 사이의 범위인 솔비톨,

   c. 2 내지 5 % 사이의 범위인 만니톨,

   d. 5 내지 7 % 사이의 범위인 트윈 40,

   e. 2 내지 7 % 사이의 범위인 트윈 80,

   f. 폴리에틸렌글리콜은 100 내지 500 mg/L^-1 사이의 범위로 적용됨,

   g. 0.1 %의 한천
2. 제 1항에 있어서, 관개 및 적하시비법 시스템을 통해 물로 적용되어 질 수 있음을 특징으로 하는 액체성 균근의 접종원.
3. 제 1항에 있어서, 일 또는 이백만 포자/L^-1 및 1 및 2 그램의 균사체/L^-1의 정도의 농도 수준을 허용하는 것을 특징으로 하는 액체성 균근의 접종원.
4. 제 1항에 있어서, 폴리에틸렌글리콜은 100 내지 300 mg/L^-1의 범위로 되는 분자량에 따른 용해 농도를 가지는 4000 내지 10000 사이의 범위에서, 여러 분자량으로 사용될 수 있는 액체성 균근의 접종원.