KR101319118B1 - 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응에 있어서, ;유기물을 질산태질소로 무기화하는 반응이 종료될 때까지의 시간을 대폭 단축할 수 있고, 유기물을 한번에 대량 첨가하는 것이 가능해, 그 결과, 고농도의 질산태질소를 효율적으로 생성할 수 있고, 또한, 미생물원의 첨가량을 대폭 축감할 수 있는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 접종하여, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경을 유지함으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하여, ;상기 물과 접하는 고체 표면에 바이오 필름을 형성시키고, 이어서, 당해 바이오 필름을 회수하여, ;회수된 상기 바이오 필름을, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균으로 하는 것을 특징으로 하는 종균의 제조방법을 제공한다.

Description

병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조방법{Method for production of seed material for microorganisms optimized as catalyst for parallel complex mineralization reaction}

본 발명은 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 종균을 사용한 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료의 제조방법에 관한 것이다.

최근, 순환형 사회를 구축해야 한다는 관점에서, 화학비료의 사용을 삼가하고 유기질 비료의 사용을 추진하는 움직임이 세계적으로 활발해져 있다.

토마토 등의 야채나 화훼 등의 생산에서 확산을 보이고 있는, 토양을 사용하지 않는 '양액재배'에서도, 유기질 비료를 활용하고자, 기대가 높아져 있었다.

그러나, 양액재배에서는 종래, 유기질 비료를 이용할 수 없었다. 양액에 유기물을 직접 첨가하면 유해한 중간분해산물이 발생하여, 식물의 뿌리가 손상되어 버리기 때문이다. 그 때문에, 종래, 양액재배에는 화학비료만이 사용되어 왔다.

양액재배에서 유기질 비료를 활용하는 데 있어서는, 사전에 유기물을 무기화하여, 식물에 흡수되기 쉬운 것으로 하는 기술이 필요하다고 많은 연구자가 생각했다.

유기물을 무기화하는 기술로서는, 미생물군을 이용한 배수처리기술(예를 들면, 특허문헌 1 참조) 등이 있다.

그러나, 이들은 탈질반응(질산태질소를 환원하여 질소가스로서 방출하는 반응)을 수반하기 때문에, 질산태질소를 회수하는 데는 부적합하여, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료에 이용하는 목적에는 합치하는 것은 아니었다.

이에, 유기물로부터 질산태질소(질산이온으로서)를 회수하여, 무기 비료성분으로서 이용할 수 있는 기술로서, 특허문헌 2 및 비특허문헌 2에 기재된 「병행 복식 무기화법」이 발명되어 있다.

이 기술은, 탈질반응을 억제하면서 유기태질소를 분해하여, 질산태질소인 질산이온을, 무기 비료성분으로서 회수할 수 있는 재현성이 높은 방법이다. 당해 기술은, 유기물의 분해(암모니아화성) 및 질산이온의 생성(질산화성)을 진행하는 미생물군을 같은 반응계 중에서 순차 증식해가는 것을 이용함으로써, 암모니아화성 및 질산화성을 동일한 반응액 중에서 병행하여 행하게 하는 것이다. 이 반응은 상기 배수처리기술 등과 달리, 탈질반응을 억제하는 것이 가능하다.

이 병행 복식 무기화법의 기술을 사용함으로써, 양액재배에서 유기질 비료를 직접 첨가해서 이용하는 것이 가능해지고, 또한 이 기술을 전용(轉用)함으로써, 유기물을 질산태질소로 무기화하여 무기 비료성분을 제조하는 것이 가능해졌다(예를 들면, 비특허문헌 1, 비특허문헌 2 참조).

이 특허문헌 2에 기재된 발명은, 유기질 비료를 활용한 양액재배를 실현하는 동시에, 유기질 자원을 원료로 하여, 질산태질소 등의 무기 비료성분의 제조를 실현하는 기술로서 주목을 모으고 있다. 이 때문에, 새로운 양액재배기술로서 관심을 갖는 농가나 식물공장 외에, 유기질 자원의 재자원화를 계획하는 기업 등으로부터, 다대한 기대를 모으고 있다.

그러나, 상기 특허문헌 2에 기재된 방법에서는, 미생물원으로서 토양이나 호소(湖沼)의 물 등 「자연에 유래하는 미생물원」을 이용할 수밖에 없었다.

이들 미생물원은, 병행 복식 무기화반응에 최적화된 것이라고는 할 수 없기 때문에, 종래의 병행 복식 무기화법에는, 실용면에서 개선해야 할 이하의 과제가 남겨져 있었다.

즉, 먼저 제1 과제는, 반응 종료까지 긴 시간이 걸리는 것이다. 이것은, 「자연에 유래하는 미생물원(토양이나 호소의 물 등)」이 병행 복식 무기화반응에 최적화되어 있는 것은 아니기 때문에, 암모니아화성반응, 그리고 질산화성반응으로 반응이 진행되어갈 때마다, 각각의 반응을 행하는 미생물군이 순차, 증식되어 오는 것을 기다려야만 하기 때문이다.

구체적으로는, 반응이 종료될 때까지 걸리는 시간은, 약 2주 이상이 필요하고, 이 때문에, 양액재배의 모종의 정식(定植) 적기에 맞출 수 없는 등의 트러블이 일어나기 쉬웠다..

다음으로 제2 과제는, 유기물을 한번에 대량으로 첨가할 수 없다는 것이다. 전술한 바와 같이, 「자연계 유래의 미생물원」은, 병행 복식 무기화반응에 최적화되어 있는 것은 아니기 때문에, 이것에 포함되는 질화균(질산화성을 행하는 미생물)은 유기성분의 폭로에 약한 상태로 되어 있어, 대량의 유기성분의 폭로를 받으면 사멸되어버린다. 이 때문에, '배양과정'에 있어서 유기물을 한번에 대량으로 첨가한 경우, 질산화성반응이 진행하지 않게 되어, 질산태질소를 회수할 수 없게 된다.

구체적으로는, 반응계의 물(용액) 1 L에 대해 1회당 약 2 g의 유기물의 첨가가 상한이다. 따라서, 고농도의 질산태질소를 회수하고자 하는 경우는 유기물의 첨가작업을 수회로 나누어(바람직하게는 매일) 첨가해야만 하기 때문에, 조작이 번잡해지는 문제가 있었다.

그리고 제3 과제는, 미생물원의 첨가량이 커져버린다는 것이다.

이것은, 상기 자연계 유래의 미생물원이, 병행 복식 무기화반응에 최적화된 것(미생물 생태계)으로 되어 있지 않기 때문에, 질화균이 유기성분의 폭로에 매우 약한 상태로 되어 있고, 이 때문에, 질화균이 유기성분의 폭로에 의해 커다란 손상을 입는 경우는 피할 수 없어, 이 손상에 의한 손실을 고려한 첨가량의 크기로 해야만 하기 때문이다.

구체적으로는, 반응계의 물(용액) 1 L에 대해 5 g 정도 이상의 토양의 첨가가 필요하다. 그 이하의 첨가량이면, 질화균은 유기성분의 폭로에 의해 사멸되어버려, 질산태질소를 회수할 수 없게 될 우려가 있다.

또한, 대량으로 미생물원을 첨가해야만 하는 것은, 양액재배의 현장에서는 문제가 된다. 양액재배의 현장에서는 톤 단위의 양액이 사용되기 때문에, 수 킬로그램 상당의 토양을 양액에 투입해야만 하는 계산이 된다. 그러나, 그만큼의 양의 토양을 첨가하면, 토양입자가 유로를 눈막힘시키는 등의 문제가 생기기 쉬워진다.

또한, 이만큼의 투입량이 되면 토괴(土塊)가 커지고, 그 내부가 혐기성이 되기 쉬워져, 혐기조건의 환경을 선호하는 탈질균(탈질반응을 행하는 미생물군)이 번식하여, 질산태질소가 질소가스로 되어 상실되어버리는 등의 우려가 있다. 또한, 혐기성 미생물은 식물에 있어서 바람직하지 않은 성분(phytotoxic)을 분비하여, 식물의 생육을 악화시켜버린다.

이 때문에, 미생물원의 첨가량을 대폭 축감(縮減)하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

이에, 병행 복식 무기화반응을 행하여 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 데 있어서, 상기 3개의 과제를 해결하여, 실용화에 적합한 수준으로 효율적으로 행할 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있었다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2001-300583호 공보

특허문헌 2: 일본국 특허공개 제2007-119260호 공보

비특허문헌 1: 연구저널 2008년, 31(1)44-46페이지

비특허문헌 2: 「유기 비료의 양액재배」농업 및 원예, 제81권 p.753-764(2006년)

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응에 있어서, ;유기물을 질산태질소로 무기화하는 반응이 종료될 때까지의 시간을 대폭 단축할 수 있고, 유기물을 한번에 대량 첨가하는 것이 가능하여, 그 결과, 고농도의 질산태질소를 효율적으로 생성할 수 있으며, 또한, 미생물원의 첨가량을 대폭 축감할 수 있는 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자는, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소(硝酸態窒素)를 생성하는 병행 복식 무기화반응에 있어서, ;'병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균'을 미생물원으로서 사용함으로써, ;유기물을 질산태질소로 무기화하는 반응이 종료될 때까지 드는 시간을 대폭 단축할 수 있고, 유기물을 한번에 대량 첨가하는 것이 가능하여, 그 결과, 고농도의 질산태질소를 효율적으로 생성할 수 있으며, 또한, 미생물원의 첨가량을 대폭 축감할 수 있게 되는 것을 발견하였다.

또한, 암모니아화성(化成)을 행하는 미생물군 및 질산화성을 행하는 미생물군을 포함하는 미생물원으로서, 기지의 것에, 열대어 사육용(사육수 여과용)의 종균이나 하수처리장의 활성오니가 알려져 있다.

그러나 열대어 사육용의 것은 원래 물고기의 생육환경을 조정하는 것이 목적이기 때문에, 질소를 제거하는 것에 역점이 놓여, 탈질(脫窒)반응을 행하는 미생물군(탈질균)을 포함하는 것이 많다. 이것으로는 질산태질소가 상실되어버리기 때문에, 고농도의 질산태질소를 생성할 수 있는 것은 지금까지 제공되어 있지 않다.

또한, 하수처리장의 활성오니는, 역시 탈질반응을 촉진하는 것이 중요한 목적이기 때문에, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)이 많이 포함되어 있다.

따라서, 이들은 '병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군'이라고는 할 수 없는 것이다.

본 발명은, 이들의 지견(知見)을 토대로 하여 완성하기에 도달한 것이다.

즉, 청구항 1의 발명은, 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 접종하여, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경을 유지함으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하여, ;상기 물과 접하는 고체 표면에 바이오 필름을 형성시키고, 이어서, 당해 바이오 필름을 회수하여, ;회수된 상기 바이오 필름을, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균으로 하는 것을 특징으로 하는, 종균의 제조방법이다.

청구항 2의 발명은, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 접종이, 토양, 바크퇴비, 및 자연으로부터 채취한 물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것을 접종하는 것인, 청구항 1에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 3의 발명은, 청구항 2에 기재된 종균의 제조방법에 있어서, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경이, 1~7일당 상기 물 1 L에 대해 건조 중량 환산으로 0.05~1 g씩의 유기물을 첨가하는 것인, 종균의 제조방법이다.

청구항 4의 발명은, 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법에 의해 얻어진 종균을 접종하여, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경하에서, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하여, ;상기 물과 접하는 고체 표면에 바이오 필름을 형성시키고, 이어서, 당해 바이오 필름을 회수하여, ;회수된 상기 바이오 필름을, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균으로 하는 것을 특징으로 하는, 종균의 제조방법이다.

청구항 5의 발명은, 청구항 4에 기재된 종균의 제조방법에 있어서, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경이, 상기 물 1 L에 대해 건조 중량 환산으로 0.01~10 g의 유기물을 첨가하는 것인, 종균의 제조방법이다.

청구항 6의 발명은, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경이, 상기 수중이 호기적 조건이 되도록 유지된 것인, 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 7의 발명은, 청구항 6에 기재된 종균의 제조방법에 있어서, 상기 호기적 조건이, 폭기(曝氣) 또는 진탕함으로써 유지되는 것인, 종균의 제조방법이다.

청구항 8의 발명은, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경이, 상기 수중이 15~37℃의 수온으로 유지된 것인, 청구항 1 내지 7 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 9의 발명은, 상기 물과 접하는 고체 표면이, 상기 용기의 벽면 및/또는 바닥면인, 청구항 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 10의 발명은, 청구항 3, 5 내지 9 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법에 있어서, 상기 수중에서 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양할 때, 상기 수중에 생성되는 질산이온 농도가 10~30 ㎎/L에 도달한 경우에는, 상기 유기물의 첨가를 정지함으로써, ;상기 형성된 바이오 필름 중에 탈질반응을 행하는 미생물군이 증식하는 것을 억제하면서 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하는, 종균의 제조방법이다.

청구항 11의 발명은, 상기 바이오 필름의 회수가, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 폐기하고, 그 후, 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름을 회수하는 것인, 청구항 1 내지 10 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 12의 발명은, 상기 바이오 필름의 회수가, 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름과, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 혼합한 혼합액으로서 회수하는 것인, 청구항 1 내지 11 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 13의 발명은, 청구항 11 또는 12 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법에 있어서, 상기 형성된 바이오 필름을 회수한 후, 원심분리 또는 여과함으로써 여분의 수분을 제거하는 것을 특징으로 하는, 종균의 제조방법이다.

청구항 14의 발명은, 청구항 11에 기재된 종균의 제조방법에 있어서, 상기 배양액의 상청을 폐기한 후에 건조처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 종균의 제조방법이다.

청구항 15의 발명은, 청구항 13에 기재된 종균의 제조방법에 있어서, 상기 여분의 수분을 제거한 후에 건조처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 종균의 제조방법이다.

청구항 16의 발명은, 상기 종균이, 50~80℃의 가열을 했을 때, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균으로서의 기능을 상실하지 않는 것인, 청구항 1 내지 15 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 17의 발명은, 상기 종균이, 암모니아화성을 행하는 미생물군을 포함하고, 또한, 상기 종균 1 g에 대해 질산화성을 행하는 미생물군을 1만~1억 세포 포함하는 것인, 청구항 1 내지 16 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법이다.

청구항 18의 발명은, 청구항 1 내지 17 중 어느 하나에 기재된 종균의 제조방법에 의해 얻어진, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균이다.

청구항 19의 발명은, 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 이것에 청구항 18에 기재된 상기 종균을 첨가하여, ;상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경인, 유기물이 첨가되고 또한 온도가 15~37℃로 유지되며 또한 호기적 조건이 되도록 유지된 환경을 유지함으로써, 상기 수중에서 병행 복식 무기화반응을 진행시키고, ;100 ㎎/L 이상의 질산이온을 포함하는 반응액을 얻어, ;얻어진 상기 반응액을, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료로 하는 것을 특징으로 하는, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료의 제조방법이다.

청구항 20의 발명은, 청구항 19에 기재된 비료의 제조방법에 있어서, 상기 유기물의 첨가가, 상기 물 1 L에 대해 건조 중량 환산으로 10 g을 초과하지 않는 양까지를 한번에 첨가할 수 있는 것인, 비료의 제조방법이다.

청구항 21의 발명은, 청구항 19 또는 20 중 어느 하나에 기재된 비료의 제조방법에 있어서, 100 ㎎/L 이상의 질산이온이 생성된 반응액이, 8일을 초과하지 않는 일수로 얻을 수 있는 것인, 비료의 제조방법이다.

청구항 22의 발명은, 청구항 19 내지 21 중 어느 하나에 기재된 비료의 제조방법에 있어서, 상기 종균의 첨가가, 상기 물 1 L에 대해 0.01 g을 하회하지 않는 양을 첨가하는 것인, 비료의 제조방법이다.

청구항 23의 발명은, 청구항 19 내지 22 중 어느 하나에 기재된 비료의 제조방법에 있어서, 병행 복식 무기화반응을 진행시킬 때, 탈질반응을 수반하지 않는 것인, 비료의 제조방법이다.

청구항 24의 발명은, 청구항 19 내지 23 중 어느 하나에 기재된 비료의 제조방법에 의해 얻어진, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료이다.

청구항 25의 발명은, 청구항 24에 기재된 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 사용한 식물의 재배방법이다.

청구항 26의 발명은, 청구항 20 내지 25 중 어느 하나에 기재된 상기 반응액 중에서, 유기물을 포함하는 비료를 직접 첨가해서 양액재배(養液栽培)를 행하는, 식물의 재배방법이다.

청구항 27의 발명은, 청구항 25 또는 26에 기재된 식물의 재배방법에 있어서, 상기 식물이, 엽채류의 야채, 과실을 수확대상으로 하는 과채, 과수, 수목, 또는 화훼인, 식물의 재배방법이다.

본 발명은 '병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균'을 제공하는 것을 가능하게 한다.

이것에 의해 본 발명은, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응에 있어서, ;유기물을 질산태질소로 무기화하는 반응이 종료될 때까지 걸리는 시간을 대폭 단축할 수 있고, 유기물을 한번에 대량 첨가하는 것이 가능하여, 그 결과, 고농도의 질산태질소를 효율적으로 생성할 수 있으며, 또한, 미생물원의 첨가량을 대폭 축감할 수 있게 되는 것을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 질소를 많이 포함하는 유기질 자원, 식품 폐기물을 신속하게 분해하여, 질산태질소를 포함하는 무기 비료로 변환하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응에 있어서, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 종균을 사용한 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 도 1의 (a)~(c)는, 본 발명의 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조방법의 태양을 나타내는 설명도이다.

상세하게는, 도 1(a)는, 미생물군의 접종원으로서 '자연 유래의 것(흙 등)'을 사용하는 태양의 설명도이다. 또한, 도 1(b)는, 미생물군의 접종원으로서 '본 발명의 종균'을 사용하는 태양의 설명도이다. 또한, 도 1(c)는, 미생물군의 접종원으로서 '용기(고체 표면)에 잔존한 바이오 필름'을 사용하는 태양의 설명도이다.

본 발명에 있어서, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조는, 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 접종하여, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경을 유지함으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하여, ;상기 물과 접하는 고체 표면에 바이오 필름(미생물 군집구조)을 형성시키고, 이어서, 당해 바이오 필름을 회수함, ;으로써 행하는 것이다.

본 발명의 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조에 있어서의 최초의 공정은, 먼저, '물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 이것에 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 접종하고, 상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경을 유지함으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하는' 공정(배양공정)이다.

또한, 본 배양공정은, '상기 미생물군을 접종한 후에', 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경을 유지하는 것이어도 되나, '병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경이 유지된 상태의 물에 상기 미생물군을 접종한 후에', 당해 환경을 유지하는 것이어도 된다.

본 공정에 사용하는 「물을 모아 둘 수 있는 용기」로서는, 물을 모아 둘 수 있는 용기이면, 어떤 것이어도 사용할 수 있다.

예를 들면, 수조, 포트, 양동이, 탱크, 저수조, 욕조, 풀 등의 비교적 많은 양의 물을 모아 둘 수 있는 용기, ;삼각 플라스크, 비커, 시험관 등의 비교적 적은 양의 물을 모아 둘 수 있는 용기, ; 등을 들 수 있다.

구체적으로, 포트, 탱크, 삼각 플라스크를 사용할 수 있다. 또한, 대규모의 생산이나 공업적으로 실용하는 경우에는, 저수조, 풀을 사용할 수 있다.

또한, 더욱 바람직하게는, 체적에 대해, 물과 접하는 용기의 고체 표면의 면적이 크고, 또한, 혐기적인 상태가 발생하기 어렵도록, 수류(水流)가 정체하는 부분이 적은 구조가 양립하는 것인 것이 바람직하다.

또한, 상기 용기 속에는, 상기 미생물군이 정착하기 쉬운 고체 담체를 넣어 둠으로써(물을 채웠을 때 침지시킴으로써), 상기 미생물군의 바이오 필름이 형성되는 면적을 늘릴 수 있다.

구체적으로는, 죽탄(竹炭), 목탄, 펄라이트, 바닷모래(海砂), 버미큘라이트, 세라믹, 제올라이트, 유리, 암면(rock wool), 우레탄, 나일론, 멜라민 수지 등의 고체 담체를 사용할 수 있다.

또한, 상기 용기 속에는, 플레이트(판형상물)나 기둥형상의 구조물 등의 침지물을 침지해 둠으로써(물을 채웠을 때 침지시킴으로써), 상기 미생물군의 바이오 필름이 형성되는 면적을 늘릴 수 있다. 당해 침지물로서는, 탈착하기 쉬워, 수중에서 발거(拔去)하기 쉬운 구조의 것이 바람직하다. 당해 침지물로서는, 구체적으로는, 수중에서 부패나 부식되지 않는 재질의 것인, 유리, 아크릴, 플라스틱, 도기 조각, 도자기류 등의 재질의 것을 사용할 수 있다.

본 공정에 사용하는 물로서는, 수돗물, 증류수, 증류 순수, 우물물, 하천수, 호수, 해수 등을 사용할 수 있다

물의 양으로서는, 첨가하는 유기물의 건조 중량에 대해 50배량 이상이면 특별히 제한은 없으나, 충분한 양의 종균을 얻기 위해서는, 구체적으로는, 0.001~10000 L, 바람직하게는, 0.01~1000 L의 양의 물을 채우는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 「병행 복식 무기화반응」이란, 유기물을 무기화하여 질산태질소를 생성하는 반응으로, 유기물로부터 암모니아태질소로의 분해(암모니아화성)와 암모니아태질소로부터 질산태질소로의 질화(질산화성)가 동일한 반응계에서 연속적으로 행해지는 것이다.

상세하게는, 유기물의 분해에 있어서, 유기물에 포함되는 유기태질소가 암모니아태질소로 분해되고, 암모니아태질소가 질산화성에 의한 질화(산화)를 거쳐, 질산태질소가 생성되는 반응을 가리키는 것이다.

또한, 본 발명에 있어서, 유기물을 무기화하여 생성되는 질산태질소란, 질산이온이나 질산염인데, 구체적으로는, 질산이온을 상정한 것이다.

본 배양공정에서 「접종」하는, 「병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군」이란, 암모니아화성을 행하는 미생물군 및 질산화성을 행하는 미생물군을 포함하고, 후기 소정의 환경하에서 배양했을 때, 병행 복식 무기화반응을 행할 수 있는 것이면 된다.

또한, 상기 미생물군을 구성하는 미생물군의 종류로서는, 암모니아화성을 행하는 미생물군으로서는, 예를 들면 원생동물이나, 세균, 사상균 등의 암모니아화성균; 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)으로서는, 암모니아산화균(또는 아질산생성균)의 Nitrosomonas속, Nitrosococcus속, Nitrosospira속(Nitrosolobus속, Nitrosovibrio속을 포함한다), 아질산산화균(또는 질산생성균)의 Nitrobacter속, Nitrospira속; 등을 들 수 있다.

본 공정에 있어서의 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 접종원으로서는, 구체적으로는, 토양, 바크퇴비 등의 퇴비, 활성오니, 자연에서 채취한 물(구체적으로는, 호소(湖沼)의 물, 용수(湧水), 우물물, 강물, 바닷물 등), ; 등의 「자연 유래의 것」을 첨가함으로써 행할 수 있다.

그러나, 이들 자연 유래의 접종원은, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 반드시 최적화된 것으로는 되어 있지 않다. 그 때문에, 이들을 접종원으로 한 경우, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 배양에는, 구체적으로는, 본 발명의 종균의 제조공정의 모든 공정을 종료할 때까지는, 유기물의 첨가량이 물 1 L에 대해 1 g 이하에서 반응온도가 25℃인 경우, 최단 10일, 통상 15~20일이 필요해진다.

이에, 본 공정의 상기 미생물군의 접종원으로서는, 바람직하게는, 본 발명에서 얻어지는 「병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균」을 접종하는 것이 바람직하다.

당해 「종균」으로서는, 이하에 상세하게 기술하는 바와 같이, 당해 배양공정 후에 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름(미생물 군집구조)을 회수한 것, 또는, 당해 바이오 필름을 함유하도록 회수한 것이다.

당해 종균을, 본 공정의 상기 미생물군의 접종원으로서 첨가함으로써, 당해 배양공정을 신속하게 종료시킬 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 종균 제조의 모든 공정을 종료할 때까지, 유기물의 첨가량이 물 1 L에 대해 1 g 이하에서 반응온도가 25℃인 경우, 최장 8일을 초과하지 않는 일수, 통상 4~8일간에 종료시킬 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 종균 제조의 모든 공정에 있어서의 시간을 약 절반으로 단축할 수 있어, 운전 횟수를 늘림으로써 제조 효율을 대폭 높일 수 있다.

또한, 당해 바이오 필름을 회수한 후에 용기(고체 표면)에 잔존한 바이오 필름에 대해서도, 당해 「종균」과 동일한 기능을 갖는 것으로서, 본 배양공정의 접종원으로서 사용할 수 있다.

실제 제조에 있어서는, 본 발명의 「종균」이 아직 얻어져 있지 않은 단계에서는, 상기 「자연 유래의 것」(토양, 바크퇴비, 자연에서 채취한 물 등)을, 본 공정의 상기 미생물군의 접종원으로 사용하고, 그 후의 본 발명의 종균이 얻어진 후에 있어서는, 상기와 같은 효율성의 관점에서, 당해 「종균」을 사용하는 것이 바람직하다.

본 배양공정의 당해 미생물군의 접종에 있어서, 상기 접종원을 첨가하는 양으로서는, 특별히 한정되지 않으나, 「자연 유래의 것」(토양, 바크퇴비, 자연수 등)을 첨가하는 경우, 상기 용기에 채운 물에 대해 대량으로 첨가할 필요가 있다.

구체적으로는, 토양이나 바크퇴비의 경우, 상기 용기에 채운 물 1 L에 대해 1~10 g을 첨가하고, 자연에서 채취한 물의 경우, 상기 용기에 채운 물 1 L에 대해 100~1000 ㎖를 치환하는 형태로(전량에 대해 자연에서 채취한 물이 10~100%가 되도록) 첨가할 수 있다.

그것에 대해, 본 발명의 「종균」을 상기 접종원으로서 첨가하는 경우는, 첨가량을 대폭 축감할 수 있어, 상기 용기에 채운 물 1 L에 대해, 건조 중량 환산으로 0.005~1 g을 첨가하면 된다.

구체적으로는, 상기 용기에 채운 물 1 L에 대해, 건조 균체물의 경우 0.005~1 g, 습윤 균체물의 경우 0.05~10 g을 첨가할 수 있다. 또한, 바이오 필름과 배양액의 상청의 혼합액을 첨가하는 경우는, 상기 용기에 채운 물 1 L에 대해 1~500 ㎖를 치환하는 형태로(전량에 대해 혼합액이 1~50%가 되도록) 첨가할 수 있다.

또한, 당해 바이오 필름을 회수한 후에 용기(고체 표면)에 잔존한 바이오 필름을 상기 접종원으로서 사용하는 경우에는, 당해 용기에 당해 바이오 필름 건조 중량 환산으로 0.005~1 g에 대해, 물 1 L를 첨가함으로써, 당해 미생물군이 접종된 물을 조제할 수 있다.

본 배양공정에 있어서, 「상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경」이란, 구체적으로는, 상기 수중이 호기적 조건이 되도록 유지된 것으로, 상기 수중에 유기물이 첨가된 것이며, 더 나아가서는, 상기 수중이 15~37℃의 수온으로 유지된 것이다.

이와 같은 환경을 유지함으로써, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양할 수 있다.

본 배양공정에서는, 상기 수중이 「호기적 조건이 되도록 유지됨」으로써, 상기 수중의 용존산소농도를 높여 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 활동에 적합한 조건으로 할 수 있다.

또한, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)은, 혐기조건하에서 활동하기 쉬워지기 때문에, 탈질반응을 행하는 미생물군의 증식을 억제하기 위해서도 바람직하다.

상기 수중을 호기적 조건이 되도록 유지하는 방법으로서는, 폭기, 진탕, 고농도 산소 용해, 고농도 산소수의 이용 등으로 행할 수 있다. 바람직하게는, 폭기, 진탕함으로써 행할 수 있다.

본 배양공정에 있어서는, 병행 복식 무기화반응이 진행되는 데 적합한 「수온」이란, 즉, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 생육에 적합한 수온이다. 구체적으로는, 15~42℃, 바람직하게는 15~37℃, 더욱 바람직하게는 20~37℃, 가장 바람직하게는 25℃ 정도로 유지된 것인 것이 바람직하다.

또한, 온도가 15℃보다도 낮은 경우, 미생물의 증식이 지연되어, 배양에 시간을 필요로 하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 온도가 42℃보다도 높은 경우, 병행 복식 무기화반응을 진행하는 데 필요한 미생물의 일부가 사멸하는 경우가 있어, 바람직하지 않다.

본 배양공정에 있어서, 상기 수중에 첨가하는 「유기물」로서는, 유기질 비료나, 식품 잔사, 식물 잔사, 축산폐기물, 배설물 등의 유기질 자원 등, 어떤 것이어도 사용할 수 있으나, 탄소와 질소의 함유비인 C/N비가 11 이하, 바람직하게는 10 이하의 고질소 함유 유기물을 사용하는 것이, 질산태질소의 회수 효율을 높이는 점에서 바람직하다.

상기 유기물로서는, 단백질, 단백질 분해물, 아미노산 등을 많이 포함하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 생선 끓인 국물, 옥수수 침지액, 유박(油粕), 어분(魚粉), 우유, 대두박, 효모박, 주박, 소주박, 음식물쓰레기 등의 식품 잔사 등을 들 수 있다. 또한, 이들은 식품 제조과정에서 얻어지는 폐기물로, 독성이 있는 성분이 함유되어 있지 않은 점에서 바람직하다.

또한 상기 중, 생선 끓인 국물, 옥수수 침지액, 유박을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 구체적으로, 생선 끓인 국물로서는, 가다랑어 끓인 국물을 들 수 있다. 또한, 옥수수 침지액으로서는, 콘 스팁 리쿼(Corn Steep Liquor)(CSL: 옥수수 전분 제조시의 부산물인 옥수수 침지액)를 들 수 있다. 또한, 유박으로서는, 채종(菜種) 유박을 들 수 있다.

또한, 당해 유기물로서는, 액체인 상태로도 분말인 상태로도 사용할 수 있는데, 특히 가다랑어 끓인 국물, 콘 스팁 리쿼가 액체이기 때문에 상기 물에 균일하게 확산하기 쉬운 점에서 바람직하다.

본 배양공정에 있어서, 상기 수중에 「유기물을 첨가하는」방법은, 상기 미생물군의 접종원의 종류에 따라 상이한 것이 된다.

즉, 상기 접종원으로서 「자연 유래의 미생물원」(토양, 바크퇴비, 자연수 등)을 첨가하는 경우, 이것에 포함되는 질화균이, 유기물에 폭로되어 사멸하는 것을 방지하기 위해, 물 1 L에 대해 1일 2 g 이하로, 유기물을 '조금씩' 첨가(서첨가(徐添加))하는 것을 필요로 한다.

구체적으로는, 1~14일당, 바람직하게는 1~7일당, 더욱 바람직하게는 연일, 상기 물 1 L에 대해 0.01~2 g(건조 중량 환산)씩, 바람직하게는 0.05~1 g(건조 중량 환산)씩 첨가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 채종 유박을 사용한 경우 0.01~2 g을 첨가할 수 있다.

당해 유기물이 액체 상태인 경우, 건조 중량 환산값이 당해 범위에 있으면 된다. 예를 들면, 가다랑어 끓인 국물을 사용한 경우, 액체 중량으로 0.01~2 g(건조 중량 환산으로 0.007~1.4 g), ;콘 스팁 리쿼를 사용한 경우, 액체 중량으로 0.01~2 g(건조 중량 환산으로 0.005~1 g), ;을 첨가할 수 있다.

또한, 상기 접종원으로서 본 발명의 「종균」을 첨가하는 경우, 이것에 포함되는 질화균은 유기성분의 폭로에 대해 내성이 높아져 있기 때문에, 물 1 L에 대해, 10 g을 초과하지 않는 양의 유기물을 '한번에' 첨가하는 것이 가능하다.

구체적으로는, '배양 첫날'에 상기 물 1 L에 대해 0.01~10 g(건조 중량 환산), 바람직하게는 0.05~5 g(건조 중량 환산) 첨가하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 채종 유박을 사용한 경우 0.01~10 g을 첨가할 수 있다.

또한, 당해 유기물이 액체의 상태인 경우, 건조 중량 환산값이 당해 범위에 있으면 된다. 예를 들면, 가다랑어 끓인 국물을 사용한 경우, 액체 중량으로 0.01~10 g(건조 중량 환산으로 0.007~7 g), ;콘 스팁 리쿼를 사용한 경우, 액체 중량으로 0.01~10 g(건조 중량 환산으로 0.005~5 g), ;을 첨가할 수 있다.

본 배양공정에 있어서, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 「배양하는 시간」으로서는, 첨가한 유기물에 포함되는 질소 중 절반이 질산이온으로서 생성될 때까지, 바람직하게는, 배양액의 질산이온의 농도가 더이상 상승하지 않게 될 때까지 행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 환경하에서 배양하는 경우(배양액의 질산이온의 농도가 더이상 상승하지 않게 될 때까지 배양하는 경우)에 걸리는 구체적인 일수로서는, 유기물의 첨가량이 물 1 L에 대해 1 g 이하이고 반응온도가 25℃이며, 상기 접종원으로서 「자연 유래의 미생물원」(토양, 바크퇴비, 자연수 등)을 첨가하는 경우, 최단 10일, 통상 15~20일이다.

한편, 유기물의 첨가량이 물 1 L에 대해 1 g 이하이고 반응온도가 25℃이며, 본 발명의 「종균」을 첨가하는 경우, 최장 8일을 초과하지 않는 일수, 통상 4~8일간이다.

본 배양공정에 있어서, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양할 때는, 형성된 바이오 필름 중에 탈질반응을 행하는 미생물군이 증식하는 것을 억제하면서 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한다.

'탈질반응'이란, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)에 의해 질산태질소가 질소가스 또는 아산화질소가스 등으로 환원되어, 질산태질소가 상실되어 버리는 현상으로, 이 반응은 탈질균의 에너지원이 되는 유기성분이 존재하는 조건과, 탈질균의 산소 공급체인 질산태질소가 생성되는 조건의 두 조건이 동시에 성립할 때 유발되기 쉬운 반응이다.

이에, 본 발명에 있어서는, 상기 수중에 질산태질소가 생성되기 시작하기 전 또는 직후에, 상기 유기물의 첨가를 정지함으로써, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)의 증식을 억제하면서, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 상기 수중에 생성된 질산태질소가, 질산이온 환산으로 10~50 ㎎/L, 바람직하게는 10~30 ㎎/L에 도달한 경우(도달하기 전 또는 직후)에, 상기 유기물의 첨가를 정지하는 것이 바람직하다.

또한, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)은, 혐기조건하에서 활동하기 쉬워지기 때문에, 상기 수중을 호기적 조건으로 유지해 두는 것이 바람직하다.

상기 배양공정을 행함으로써, 상기 물과 접하는 고체 표면에, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 바이오 필름을 형성시킨 후, 이어서, 상기 바이오 필름을 회수하는 공정(회수공정)을 행한다.

여기에서, 상기 물과 접하는 「고체 표면」이란, 구체적으로는, 상기 용기의 벽면, 바닥면, ;용기와는 별도로 수중에 침지한 고체 담체의 표면, ;용기와는 별도로 수중에 침지한 플레이트의 표면을 가리킨다.

또한, 바이오 필름 회수의 조작성의 관점에서, 상기 미생물군의 바이오 필름을 형성시키는 고체 표면은, 상기 용기의 벽면 및/또는 바닥면의 경우, 수류가 체류하기 어려운 구조인 것이 바람직하고, 수중에 침지한 고체 담체나 플레이트의 경우는, 탈착하기 쉬워, 수중에서 발거하기 쉬운 구조의 것이 바람직하다.

본 공정에 있어서, 상기 「바이오 필름의 회수」란, 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름을 회수하거나, 또는, 당해 바이오 필름을 함유하도록 회수하는 것을 가리킨다.

구체적으로는, (1) 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 폐기하고, 그 후, 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름을 회수하는 경우와, (2) 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름과, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 혼합한 혼합액으로서 회수하는 경우가 있다. 또한, 도 2(c)에, 본 발명에 있어서의 바이오 필름의 회수방법의 태양을 나타내는 모식도를 나타낸다.

(1)의 방법은, 배양액의 상청을 폐기한 후에, 고체 표면에 형성된 바이오 필름을 회수하는 방법이다.

이 경우, 배양액의 상청의 폐기는, 배수구로부터의 배수, 데칸테이션(용기를 기울여 상청을 폐기하는 방법), 흡인 폐기, 증발 건조 등에 의해 행할 수 있으나, 배수구로부터의 배수, 데칸테이션, 흡인 폐기에 의해 행하는 것이 구조를 단순하게 할 수 있고, 처리도 용이해지는 점에서 바람직하다.

배양액의 상청을 폐기한 후에는, 구체적으로는, 용기 표면, 침지한 고체 담체, 침지한 침지물 등의 표면을 긁어냄으로써, 바이오 필름을 채취하여, 회수할 수 있다. 이와 같이 하여 회수한 바이오 필름은, '습윤 균체물'로서 회수된다. 또한, 바이오 필름이 부착된 담체의 상태로, 본 발명의 습윤 균체물로서 회수하는 것도 가능하다.

(2)의 방법은, 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름과, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 혼합한 후에, '혼합액'으로서 회수하는 방법이다.

이 경우의 상기 형성된 바이오 필름과 상기 배양액의 상청의 혼합이란, 구체적으로는, 형성된 바이오 필름을 브러시나 와이퍼 등으로 문지름으로써 물리적으로 떼어내 배양액의 상청과 잘 혼합하거나, 수류를 대어 바이오 필름을 떼어내 혼합하거나, 용기 전체를 진동시켜서 바이오 필름을 떼어내 혼합함으로써 행할 수 있다.

또한, 당해 혼합액에 있어서, 상기 바이오 필름에 대한 배양액의 상청의 양은, 바람직하게는, 바이오 필름 1 g에 대해 0.5~100 ㎖ 정도인 것이 바람직하다.

상기 배양공정에서 형성된 「바이오 필름」은, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 많이 포함하는 것으로, 암모니아화성을 행하는 미생물군과 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)을 많이 포함하는 것이다. 특히, 고체 표면 정착성인 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)을 회수하는 데 적합한 것이다.

또한, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어진 「배양액의 상청」은, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군 중, 암모니아화성을 행하는 미생물군을 포함하는 것인데, 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)을 거의 포함하고 있지 않는 것이다.

따라서, '배양액의 상청만'으로는, 질화반응에 대해 거의 활성이 없기 때문에, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 종균에 적합하지 않다.

즉, 본 발명에서는, 상기 (1) 또는 (2)의 방법과 같이, 고체 표면에 형성되는 바이오 필름을 회수한 것, 또는, 당해 바이오 필름을 함유하도록 회수한 것을, '병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균'으로 할 수 있다.

또한, 종균의 보관, 수송의 문제를 고려하면, 용적, 중량을 축감하기 쉬운 (1)의 방법으로 채취된 바이오 필름을 이용하는 방법이 바람직하다.

또한, 특히 보관, 수송을 목적으로 하지 않는 경우는, 바이오 필름을 배양액의 상청과 혼합하는 (2)의 방법이, 가장 조작성이 용이한 점에서 바람직하다.

상기의 (1) 또는 (2)의 방법으로 회수한 바이오 필름은, 본 발명의 '병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균'으로 할 수 있는데, 더 나아가서는, 이들을 회수한 바이오 필름은, 원심분리 또는 여과함으로써 여분의 수분을 제거한 '습윤 균체물'로서 회수할 수 있다. 또한, 본 처리에 있어서는, 원심분리와 여과 양쪽을 조합해서 사용해도 된다.

본 처리에 있어서, 원심분리는, 미생물에 스트레스를 부여하지 않는 원심속도(2000~20000×g)로 원심함으로써 행할 수 있다. 또한 여과는, 습윤 바이오 필름, 또는 바이오 필름과 배양액의 상청의 혼합액을, 거름종이, 천 등을 사용해서 여과함으로써 행할 수 있다.

또한, 본 처리에 있어서 바람직하게는, 수분 함량 90% 이하의 습윤 균체물로서 회수하는 것이 바람직하다.

본 회수공정에 있어서는, 건조처리를 행함으로써, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균을, '건조 균체물'의 형상으로 회수할 수 있다.

본 회수공정을 상기 (1)의 방법으로 행한 경우에 있어서는, 상기 배양액의 상청을 폐기한 후에, 건조처리를 행할 수 있다. 구체적으로는, 상기 배양액의 상청을 폐기한 후, 형성된 바이오 필름이 상기 고체 표면에 부착되어 있는 상태에서, 건조처리를 행할 수 있다. 또는, 형성된 습윤상태의 바이오 필름을 모은 후에, 건조처리를 행해도 된다.

또한, 본 회수공정을, 상기 (1) 또는 (2)의 방법으로 행한 후, 추가적으로, 원심분리 또는 여과함으로써 여분의 수분을 제거한 경우에 있어서는, 습윤 균체물을 회수한 후에 건조처리를 행하여, 건조 균체물로 할 수 있다.

당해 건조처리로서는, 풍건(風乾), 건열처리, 감압건조 등으로 행할 수 있다. 구체적으로는, 실온(15~37℃)의 온도조건에서, 1시간~하룻밤 정도(6~14시간 정도), 바람직하게는 하룻밤 정도(6~14시간 정도) 풍건시킴으로써 행할 수 있다.

또한, 본 건조처리에 있어서는, 바람직하게는, 수분 함량 20% 이하의 건조 균체물로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 「병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균」은, 상기 공정을 거침으로써 제조할 수 있다.

당해 종균의 형상으로서는, 습윤 균체물, 건조 균체물(건조처리 후의 균체물), 액체상(바이오 필름과 배양액의 상청의 혼합액), 바이오 필름이 부착된 상태의 고체 담체 등의 형상으로서 제조할 수 있다.

바람직하게는, 보존, 유통의 관점(별도의 장소로 수송·보관할 목적)이나, 건조 종균이 내열성을 구비하는 점, 또는 접종량을 줄여 조작성을 향상시키는 점 등으로부터, '건조 균체물'의 형상으로 제조하는 것이 바람직하다.

또한, 동일한 장소에서 재차 병행 복식 무기화반응을 진행하고자 하는 경우에 있어서는, 당해 종균을 제조하는 공정의 단순함으로부터, '습윤 균체물' 또는 '액체상'의 형상으로 제조하는 것이 바람직하다.

본 발명의 당해 종균으로서는, 암모니아화성을 행하는 미생물군을 포함하고, 또한, 얻어진 당해 종균 1 g에 대해, 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)을 1만~1억 세포 함유하는, 미생물 조성을 나타내는 것이다.

본 발명의 당해 종균으로서는, 병행 복식 무기화반응의 경과를 거치지 않고, 암모니아화성을 행하는 미생물군과 질산화성을 행하는 미생물군의 연휴(連携)가 형성된 것이 아닌 경우, 유기성분의 대량 폭로에 의해 질산화성을 행하는 미생물군이 사멸하기 쉬워져, 질화능을 상실하여 병행 복식 무기화반응을 진행할 수 없어지기 때문에, 바람직하지 않다.

즉, 본 발명의 당해 종균에 있어서는, 암모니아화성을 행하는 미생물군과 질산화성을 행하는 미생물군이 연휴하여, 상호 작용함으로써, 유기성분 존재하에서도 질산화성을 행하는 미생물군의 질화능이 유지되는 것이다.

본 발명의 당해 종균으로서는, 50~80℃, 바람직하게는 50~60℃, 보다 바람직하게는 50℃의 가열을 행해도, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균으로서의 기능을 상실하지 않는 것이다. 또한, 당해 가열에 견디는 시간은, 0.1~12시간 정도, 바람직하게는 30분 정도이다.

이 내열성은, 당해 종균의 수송·보관시에 상정되는 트랙 내, 또는 창고 내의 고온에 의해 불활성화되는 것을 회피할 수 있는 점에서 유효성을 나타내는 것이다.

본 발명의 당해 종균은, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 사용해서 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성할 때, 「병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군」의 '미생물원'으로서 사용할 수 있는 것이다.

본 발명에 있어서, '병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 사용해서 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성함'으로써, 구체적으로는, 「무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 제조할」 수 있다.

본 발명에 있어서, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료의 제조(비료 제조공정)는, 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 이것에 본 발명의 '상기 종균'을 첨가하고, ;상기 수중에 있어서 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경인, 「유기물이 첨가되고 또한 온도가 15~37℃로 유지되며 또한 호기적 조건이 되도록 유지된 환경」을 유지함으로써, 상기 수중에서 병행 복식 무기화반응을 진행시키고, ;100 ㎎/L 이상의 질산이온을 포함하는 반응액을 얻어, ;얻어진 상기 반응액을 회수함으로써 행하는 것이다.

또한, 본 비료 제조공정은, '상기 종균을 첨가한 후에', 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경을 유지하는 것이어도 되나, '병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경이 유지된 상태의 물에 상기 종균을 첨가한 후에', 당해 환경을 유지하는 것이어도 된다.

본 공정에 사용하는 「물을 모아 둘 수 있는 용기」로서는, 물을 모아 둘 수 있고, 용존하는 산소가 전체에 고루 미치기 쉬운 구조의 용기이면, 어떤 것이어도 사용할 수 있다.

예를 들면, 수조, 포트, 양동이, 탱크, 저수조, 욕조, 풀 등의 비교적 많은 양의 물을 모아 둘 수 있는 용기, ;삼각 플라스크, 비커, 시험관 등의 비교적 적은 양의 물을 모아 둘 수 있는 용기, ; 등을 들 수 있다.

구체적으로는, 포트, 탱크, 삼각 플라스크를 사용할 수 있다. 또한, 대규모의 생산이나 공업적으로 실용하는 경우에는, 저수조, 풀을 사용할 수 있다.

본 공정에 사용하는 물로서는, 수돗물, 증류수, 증류 순수, 우물물, 하천수, 호수, 해수 등을 사용할 수 있다.

물의 양으로서는, 첨가하는 유기물의 건조 중량에 대해 50배량 이상이면 특별히 제한은 없으나, 충분한 양의 비료를 얻기 위해서는, 구체적으로는, 0.01~10000 L, 바람직하게는, 0.01~1000 L의 양의 물을 채우는 것이 바람직하다.

본 비료 제조공정에 있어서 '미생물원'인, 본 발명의 당해 종균을 첨가하는 양으로서는, 상기 용기에 채운 물 1 L에 대해 0.01 g을 하회하지 않는 양, 바람직하게는, 0.2 g을 하회하지 않는 양이다. 당해 종균을, 0.2 g을 하회하는 양만을 첨가한 경우, 병행 복식 무기화반응이 종료하는 시간이 지연되는 경우가 있어 바람직하지 않다.

또한, 종래의 방법인 바크퇴비 등을 미생물원으로서 첨가한 경우, 물 1 L에 대해 약 5 g 이상의 첨가가 필요하다.

즉, 본 발명의 당해 종균을 미생물원으로서 사용함으로써, 종래법에 비해, 약 1/50배, 바람직하게는 약 1/25배로 미생물원의 첨가량을 대폭 축감시킬 수 있다.

본 비료 제조공정에 있어서, 병행 복식 무기화반응이 진행되는 환경을 유지하기 위해서는, '유기물이 첨가되고 또한 온도가 15~37℃로 유지되며 또한 호기적 조건이 되도록 유지된 환경을 유지하는 것'이 필요하다.

이와 같은 환경을 유지함으로써, 당해 수중에, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군을 증식시키고, 병행 복식 무기화반응을 신속하게 진행시킬 수 있으며, 더 나아가서는, '탈질반응을 수반하지 않고', 무기 비료성분인 질산태질소를 생성할 수 있다.

본 비료 제조공정에서는, 상기 수중이 「호기적 조건이 되도록 유지됨」으로써, 상기 수중의 용존산소농도를 높여 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 활동에 적합한 조건으로 할 수 있다.

또한, 탈질반응을 행하는 미생물군(탈질균)은, 혐기조건하에서 활동하기 쉬워지기 때문에, 탈질반응을 행하는 미생물군의 증식을 억제하기 위해서도 바람직하다.

상기 수중을 호기적 조건이 되도록 유지하는 방법으로서는, 폭기, 진탕, 고농도 산소 용해, 고농도 산소수의 이용 등으로 행할 수 있다. 바람직하게는, 폭기, 진탕함으로써 행할 수 있다.

본 비료 제조공정에 있어서는, 병행 복식 무기화반응이 진행되는 데 적합한 「수온」이란, 즉, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군의 생육에 적합한 수온이다. 구체적으로는, 15~42℃, 바람직하게는 15~37℃, 더욱 바람직하게는 20~37℃, 가장 바람직하게는 25℃ 정도로 유지된 것인 것이 바람직하다.

또한, 온도가 15℃보다도 낮은 경우, 미생물의 증식이 지연되어, 반응에 시간을 필요로 하기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 온도가 42℃보다도 높은 경우, 병행 복식 무기화반응을 진행하는 데 필요한 미생물의 일부가 사멸하는 경우가 있어, 바람직하지 않다.

본 비료 제조공정에 있어서의 상기 수중으로의 「유기물의 첨가」는, 당해 종균이 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화를 마친 상태이기 때문에, 1회에 대량으로 첨가하는 것이 가능하다.

구체적으로는, 상기 물 1 L에 대해 20 g(건조 중량 환산)을 초과하지 않는 양, 바람직하게는 10 g을 초과하지 않는 양까지를 한번에 첨가할 수 있는 것이다.

또한, 본 공정에 있어서 유기물의 첨가는, 당해 반응을 개시하기 전에 첨가할 수 있으나, 반응 개시 후에 재차 첨가해도 된다.

또한, 당해 유기물은, 액체인 상태로도 분말인 상태로도 첨가할 수 있다.

구체적으로는, 당해 유기물이 액체 상태의 경우, 가다랑어 끓인 국물을 사용한 경우 0.1~10 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.07~7 g)), 콘 스팁 리쿼를 사용한 경우 0.1~10 g(액체 중량: (건조 중량 환산으로 0.05~5 g)), 채종 유박을 사용한 경우 0.1~10 g을 첨가할 수 있다.

또한, 종래의 방법인, 바크퇴비 등을 미생물원으로서 첨가한 경우, 물 1 L에 대해 약 2 g을 초과하지 않는 양까지만 한번에 첨가할 수 있다.

당해 종균 이외의 것을 '미생물원'으로서 첨가한 경우, 물 1 L당 2 g을 초과하는 유기물을 첨가하면, 내재하는 질화균이 유기성분의 대량 폭로에 의해 사멸하고, 질화능을 상실하여 병행 복식 무기화반응을 진행할 수 없게 되기 때문에, 병행 복식 무기화반응에 적합한 미생물군이라고는 할 수 없었다.

즉, 본 발명의 당해 종균을 미생물원으로서 사용함으로써, 종래법에 비해, 한번에 첨가할 수 있는 양을 약 10배, 바람직하게는 약 5배로, 유기물의 첨가량을 늘릴 수 있는 것이 된다.

본 비료 제조공정에 있어서는, 배양을 개시하고 나서, 100 ㎎/L 이상, 바람직하게는 200 ㎎/L 이상의, 질산이온 환산으로의 질산태질소를 포함하는 배양액이, 8일을 초과하지 않는 일수, 바람직하게는 4~8일간에 얻을 수 있는 것이다.

또한, 더 나아가서는, 반응을 개시하고 나서 '유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지' 걸리는 시간은, 목표로 하는 질산이온 농도를 400 ㎎/L로 하는 경우, 10일 초과하지 않는 일수, 바람직하게는 8일을 초과하지 않는 일수, 더욱 바람직하게는 4~8일간에 종료시킬 수 있는 것이다.

또한, 여기에서 '유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지'란, 「생성된 질산태질소의 농도가 피크에 도달할 때까지」의 시간을 가리키는 것이다.

또한, 종래의 방법인, 바크퇴비 등을 '미생물원'으로서 첨가한 경우, 반응을 개시하고 나서 '유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지'의 시간은, 최단 10일, 통상 15일 이상이 필요하다.

즉, 본 발명의 당해 종균을 '미생물원'으로서 사용함으로써, 종래법에 비해, 약 2배 이상의 속도로 분해할 수 있기 때문에, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지'의 '반응시간을 대폭 단축'할 수 있다.

본 비료 제조공정에 의해, 당해 반응액 중에 100 ㎎/L 이상, 바람직하게는 200 ㎎/L 이상, 더욱 바람직하게는 400 ㎎/L 이상의 '고농도'의 질산이온 환산으로의 질산태질소를 포함하는 반응액을, '효율적으로' 얻을 수 있다. 이 반응액을 회수함으로써, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료로 할 수 있다.

또한, 당해 제조되는 비료로서는, 상기 공정에서 얻어진 반응액을 그대로 원액으로서 사용할 수 있는데, 2~10배로 희석한 액체비료, 화학비료와 혼합한 액체비료로 해도 된다. 또한, 건조화시켜서, 농축액, 고형 분말, 고형 정제형상으로 가공한 것으로 해도 된다.

본 비료 제조공정에서 사용되는, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료는, 야채, 과실, 화목(花木), 관엽식물 등, 모든 식물 재배의 비료로서 사용할 수 있다.

특히, 엽채류인 청경채, 소송채(小松菜), 양상추, 시금치 등, ;과실을 수확하는 과채인 토마토 등, ;과수, ;수목, ;화훼, ;의 재배에 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱이 청경채, 소송채의 재배에 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 당해 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료는, 양액재배, 통상의 토양을 사용한 재배 등, 일반적으로 행해지고 있는 식물의 재배에 있어서도 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 비료 제조공정에서 사용되는 '상기 반응액'을, 양액재배의 양액 중에 공급함으로써, 종래에는 어려웠던 '유기물을 포함하는 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행하는 것'이 가능해진다.

구체적으로는, 양액재배의 양액 중에서, 상기 공정인 비료 제조를 직접 행함으로써, 양액으로의 유기물을 포함하는 비료이 직접 첨가가 가능해진다.

또한, 상기 비료 제조공정을 행하는 용기(반응조)를, 양액재배를 행하는 장치로 간주함으로써, 유기물을 포함하는 비료를 직접 첨가하여 양액재배를 행하는 것이 가능해진다.

또한, 양액재배방법에 있어서, 양액 내의 미생물 생태계의 구축에, 종래의 바크퇴비 등을 '미생물원'으로 한 경우, 첨가량이 1 L당 약 5 g 이상인 첨가가 필요하고, 유기물의 첨가는 1 L당 한번에 2 g 정도까지만 첨가할 수 있으며, 또한, 반응 종료까지(양액 내의 미생물 생태계의 완성에 시간을 필요로 하기 때문에) 통상 15~20일 이상의 시간이 걸리고 있었다.

그것에 대해, 본 발명의 종균을 '미생물원'으로서 첨가함으로써, '미생물원'의 첨가량을 종래법의 약 1/50배, 바람직하게는 약 1/25배로, 유기물의 첨가는 한번에 10 g까지 첨가하는 것이 가능해져, 반응 종료까지 약 절반 이하의 일수(8일을 초과하지 않는 일수, 바람직하게는 4~8일간)에 끝나게 된다.

당해 양액재배방법은, 야채, 과실, 화목, 관엽식물 등, 모든 식물의 재배를 행할 수 있다.

특히, 엽채류인 청경채, 소송채, 양상추, 시금치 등, ;과실을 수확하는 과채인 토마토 등, ;과수, ;수목, ;화훼, ;의 재배에 바람직하게 사용할 수 있다. 더욱이 청경채, 소송채의 재배에 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하나, 이들 실시예에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다.

실시예 1(종균의 제조: 바이오 필름 형성과 회수)

병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균을 제조하기 위한 공정으로서, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 '배양'하고, 바이오 필름을 형성시켜서 '회수'하였다(배양공정 및 회수공정).

바그너 포트(후지와라제작소제)에 10 L의 물을 넣고, 바크퇴비(상품명 골든 바크, 시미즈항 목재산업협동조합제)를 물 1 L에 대해 5 g 첨가하였다.

여기에, 가다랑어 끓인 국물(가다랑어포 공장의 부산물)을 물 1 L에 대해 1 g 정도 첨가(소량씩 첨가)하는 것을 연일 행하고, 에어 펌프로 폭기함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 2주간 배양하였다. 배양 후, 용기의 벽면에 바이오 필름이 형성되어 있는 것이 관찰되었다. 그리고, 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 데칸테이션에 의해 제거하고, 폐기하였다.

다음으로, 당해 용기의 벽면에 형성된 바이오 필름을 하룻밤 풍건시킨 후, 금속의 주걱으로 문지름으로써 회수하여, 건조 균체물(본 발명 실시품 1-1)을 얻었다.

도 1의 (a)에, 본 실시예에 있어서의 바이오 필름의 형성 및 회수방법을 나타내는 모식도를 나타낸다. 또한, 도 2에, 본 실시예에 있어서의 바이오 필름의 형성 및 회수과정을 나타내는 사진상도를 나타낸다.

또한, 상기 공정에서 데칸테이션에 의해 배양액의 상청을 제거하고 폐기한 후에, 풍건시키지 않고 당해 용기의 벽면에 형성된 바이오 필름을 브러시로 문질러 배양액의 상청과 혼합하여, 혼합액의 형태로 회수하고, 원심분리하여 여분의 수분을 제거하여, 침전인 습윤 균체물(본 발명 실시품 1-2)을 얻었다.

실시예 2(종균의 첨가량 및 반응시간)

병행 복식 무기화반응을 진행하는 과정에서 형성된 바이오 필름을, 새로운 병행 복식 무기화반응을 진행하는 미생물원으로서 이용 가능한지, 검토를 행하였다.

삼각 플라스크(200 ㎖ 용량)에 50 mL의 증류 순수를 넣고, 미생물원으로서 실시예 1에서 얻어진 건조 균체물(본 발명 실시품 1-1)을, 물 1 L당 0.2 g, 0.4 g, 또는 1.0 g 첨가하였다.

여기에 가다랑어 끓인 국물(가다랑어포 공장의 부산물)을 물 1 L당 1 g 첨가하고, 120 rpm으로 침투함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 16일간 반응을 행하였다.

또한, 대조실험으로써, 미생물원으로서 바크퇴비(상품명 골든 바크, 시미즈항 목재산업협동조합제)를 물 1 L당 5 g 첨가하여 반응을 행하는 실험도, 동시에 행하였다. 결과를 도 3에 나타낸다.

그 결과, 실시예 1에서 얻어진 건조 균체물(본 발명 실시품 1-1)을 미생물원으로서 첨가한 경우, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지의 반응시간(질산이온 농도의 피크에 도달할 때까지의 시간)은, 6~8일간에 종료되는 것이 나타내어졌다.

그것에 대해, 대조실험인 바크퇴비를 미생물원으로서 첨가한 경우는, 13일간이 필요한 것이 나타내어졌다.

따라서, 실시예 1에서 얻어진 건조 균체물을, 미생물원으로서 첨가함으로써, 바크퇴비를 미생물원으로 했을 때에 비해, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지의 반응시간을, 거의 절반의 일수로 단축할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 종래, 토양이나 바크퇴비 등, 병행 복식 무기화반응에 최적화되어 있지 않은 미생물원을 사용하는 경우에는, 비교적 많은 양의 유기물을 첨가하는 조건이면, 미생물원에 포함되는 질화균이 유기성분의 폭로에 약해, 사멸하기 쉽기 때문에, 미생물원을 대량으로 첨가할 필요가 있었다(미생물원의 첨가량이 적으면 질화균이 사멸하여, 질산화성이 진행되지 않게 된다). 구체적으로는, 물 1 L에 대해 1 g 정도의 유기물을 첨가하는 경우, 물 1 L에 대해 5 g 정도의 미생물원의 첨가가 필요했다. 단, 미생물원을 지나치게 과잉 첨가한 경우(구체적으로는, 물 1 L에 대해 10 g을 초과하는 양의 토양 등을 첨가한 경우), 그 자체가 괴상(塊狀)이 되어 내부가 혐기성으로 되어, 탈질균이 번식하기 쉬워진다.

그러나, 본 실시예가 나타내는 바와 같이, 병행 복식 무기화반응을 진행하는 과정에서 형성된 바이오 필름을 미생물원으로서 첨가하는 경우에는, 물 1 L에 대해 0.2 g의 첨가량으로도, 문제없이 병행 복식 무기화반응을 행할 수 있고, 또한, 종래의 미생물원을 첨가한 경우보다도, 반응이 종료될 때까지의 반응시간을 단축(본 발명 실시품 1-1을 사용한 경우에는, 14일간에서 8일간으로 단축)시킬 수 있는 것이 나타내어졌다.

즉, 미생물원의 첨가량을, 종래의 약 4%까지 줄일 수 있을 뿐 아니라, 반응시간을 약 절반으로 단축할 수 있는 것을 알 수 있었다.

이 결과로부터, 본 발명 실시품 1-1인 건조 균체물은, '병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균'으로서 사용할 수 있는 것이 나타내어졌다.

실시예 3(유기물의 대량 첨가)

병행 복식 무기화반응을 진행하는 과정에서 형성된 바이오 필름을 미생물원으로서 사용하는 경우, '유기물을 한번에 대량 첨가'할 수 있는지의 검토를 행하였다.

삼각 플라스크(200 ㎖)에 50 mL의 증류 순수를 넣고, 미생물원으로서 실시예 1에서 얻어진 습윤 균체물(본 발명 실시품 1-2)을, 물 1 L당 5 g 첨가하였다.

여기에 가다랑어 끓인 국물(가다랑어포 공장의 부산물)을 '물 1 L당 10 g' 첨가하고, 120 rpm으로 침투함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 14일간 반응을 행하였다.

또한, 대조실험으로써, 미생물원으로서 바크퇴비(상품명 골든 바크, 시미즈항 목재산업협동조합제)를 물 1 L에 대해 5 g 첨가하여 반응을 행하는 실험도, 동시에 행하였다. 결과를 도 4에 나타낸다.

그 결과, 실시예 1에서 얻어진 습윤 균체물(본 발명 실시품 1-2)을 미생물원으로서 첨가한 경우, 가다랑어 끓인 국물(가다랑어포 공장의 부산물)을 '물 1 L에 대해 10 g' 첨가(유기물을 대량 첨가)한 경우에 있어서도, 문제없이 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군이 증식하여, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소가 생성되는 것이 나타내어졌다.

그것에 대해, 대조실험인 바크퇴비를 미생물원으로서 첨가한 경우는, 암모니아의 발생은 확인되었으나, 질산이온(질산태질소)의 생성은 검출되지 않았다. 이것으로부터, 당해 대조실험에서는, 암모니아화성 종료단계에서 반응이 정지하고, 질산화성반응이 행해지고 있지 않은(병행 복식 무기화반응이 최종 산물까지 행해지고 있지 않은) 것이 나타내어졌다.

또한, 종래, 병행 복식 무기화반응에 최적화되어 있다고는 할 수 없는, 토양이나 바크퇴비 등을 미생물원으로서 사용하는 경우, 미생물원의 첨가량을 늘리는 등의 대책을 취해도, 유기물의 첨가 허용량은, '물 1 L에 대해 2 g 정도'까지가 한계였다.

그러나, 본 실시예가 나타내는 바와 같이, 병행 복식 무기화반응을 진행하는 과정에서 형성된 바이오 필름을 미생물원으로서 첨가하는 경우에는, 대량의 유기물(종래의 약 5배량)을 첨가해도, 문제없이 병행 복식 무기화반응을 행하여, 유기물로부터 무기 비료성분인 질산태질소를 생성할 수 있는 것을 알 수 있었다.

실시예 4(습윤 균체물에 의한 병행 복식 무기화반응과 그 반응속도)

병행 복식 무기화반응을 진행하는 과정에서 형성된 바이오 필름의 '습윤 균체물'을 미생물원으로서 사용하여, 어느 정도의 속도로 병행 복식 무기화반응을 진행하는지, 검토를 행하였다.

삼각 플라스크(200 ㎖ 용량)에 50 mL의 증류 순수를 넣고, 미생물원으로서 실시예 1에서 얻어진 습윤 균체물(본 발명 실시품 1-2)을, 물 1 L에 대해 5 g 첨가하였다.

여기에 가다랑어 끓인 국물(가다랑어포 공장의 부산물)을 물 1 L당 1 g 첨가하고, 120 rpm으로 침투함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 16일간 반응을 행하였다.

또한, 대조실험으로써, 미생물원으로서 바크퇴비(상품명 골든 바크, 시미즈항 목재산업협동조합제)를 물 1 L당 5 g 첨가하여 반응을 행하는 실험도, 동시에 행하였다. 결과를 도 5에 나타낸다.

그 결과, 실시예 1에서 얻어진, 습윤 균체물(본 발명 실시품 1-2)을 미생물원으로서 첨가한 경우, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지의 반응시간(질산이온 농도의 피크에 도달할 때까지의 시간)은, 4일간에 종료되는 것이 나타내어졌다.

그것에 대해, 대조실험인 바크퇴비를 미생물원으로서 첨가한 경우는, 11일간이 필요한 것이 나타내어졌다.

따라서, 본 실시예의 결과로부터, 병행 복식 무기화반응에 최적화된 미생물원으로서의 바이오 필름을 '습윤 균체물'의 형상으로 첨가한 경우, 바크퇴비와 같은 병행 복식 무기화반응에 최적화되어 있다고는 할 수 없는 미생물원을 이용했을 때에 비해, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지의 반응시간을, 거의 1/3의 일수로 단축할 수 있는 것을 알 수 있었다.

비교예 1(배양액의 상청은 종균에 적합하지 않다)

병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 '배양액의 상청'을, 미생물원으로서 사용하여, 병행 복식 무기화반응을 행할 수 있는지, 검토를 행하였다.

먼저, 유기물로서, CSL(상품명 「유기의 액비」, 사카타노타네제)을 물 1 L당 1 g 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 하여 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하였다. 그리고, 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 피펫으로 조용히 회수하였다(비교 제조품 1).

이어서, 6개의 삼각 플라스크에, 죽탄, 펄라이트, 바닷모래, 바크퇴비, 원예배토(나에이치방) 중 어느 하나의 고체 담체를 0.5 g 첨가한 것 및 고체 담체를 첨가하지 않는 것을 준비하고, 50 ㎖의 증류수를 첨가하여 오토클레이브 멸균하였다.

그리고, 각각의 삼각 플라스크에, 미생물원으로서 상기 배양 후의 상청(비교 제조품 1) 0.5 ㎖(물 1 L에 대해 10 ㎖)를 첨가하였다.

여기에, CSL(상품명 「유기의 액비」, 사카타노타네제)을 0.5 g(물 1 L당 10 g) 첨가하고, 120 rpm으로 진탕함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 17일간 반응을 행하였다. 결과를 도 6에 나타낸다.

그 결과, 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)이 정착하기 쉽다고 생각되는 고체 담체를 첨가했음에도 불구하고, 어느 플라스크에 있어서도 암모니아화성만이 진행되고, 질산이온(질산태질소)의 생성은 확인되지 않았다.

이것으로부터, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청에는, 질산화성을 행하는 미생물군(질화균)이 거의 부유하고 있지 않고, 존재했다고 해도 매우 적은 양이기 때문에, 첨가된 유기성분의 폭로에 의해 사멸한 것으로 생각된다.

따라서, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청은, 병행 복식 무기화반응을 촉매하는 미생물군의 종균으로서 이용하는 것은 적당하지 않은 것을 알 수 있었다.

실시예 5(배양 후의 배양액의 상청과 바이오 필름의 혼합액을 종균으로 하는 방법, 및 종균 제조시의 유기물의 종류)

병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어진 배양액의 상청과, 형성된 바이오 필름을 혼합한 '혼합액'을, 미생물원으로서 사용하여, 병행 복식 무기화반응을 행하였다. 또한, 동시에, '가다랑어 끓인 국물 이외의 유기물'을 첨가하여 병행 복식 무기화반응을 진행한 경우에, 가다랑어 끓인 국물을 사용한 경우와 마찬가지로, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균을 제조할 수 있는지를 검토하였다.

먼저, 유기물로서, 채종 유박(리놀유지주식회사제)을 물 1 L에 대해 1 g 정도 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 하여 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하였다. 그리고, 벽면에 형성된 바이오 필름을 브러시로 문지름으로써 물리적으로 떼어내 배양액의 상청과 잘 혼합하여, 혼합액(본 발명 실시품 5)을 회수하였다.

이어서, 바그너 포트(후지와라제작소제)에 9 L의 물을 넣고, 미생물원으로서 상기 공정(배양공정 및 회수공정)에서 얻어진 혼합액(본 발명 실시품 5) 1 L를 첨가하였다.

여기에 채종 유박(리놀유지주식회사제)의 분말 10 g(물 1 L에 대해 1 g)을 첨가하고, 에어 펌프로 폭기함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 10일간 반응을 행하였다. 결과를 도 7에 나타낸다.

그 결과, 상기 혼합액(본 발명 실시품 5)을 미생물원으로서 첨가한 경우, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지의 반응시간(질산이온 농도의 피크에 도달할 때까지의 시간)은, 6일간에 종료되는 것이 나타내어졌다. 또한, 이 반응 종료 후의 반응액 중에는, 350 ㎎/L를 초과하는 질산이온이 생성되었다.

이것으로부터, 배양 후에 얻어진 배양액의 상청과 형성된 바이오 필름의 혼합액은, '병행 복식 무기화반응을 촉매하는 미생물원으로서 최적화된 종균'으로서 사용 가능한 것이 나타내어졌다.

또한, 가다랑어 끓인 국물 이외의 바이오 필름으로도, 동일하게 종균으로서 이용 가능한 것이 나타내어졌다.

실시예 6(배양 후의 배양액의 상청과 바이오 필름의 혼합액의 여과)

병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 형성된 바이오 필름과 얻어진 배양액의 상청의 혼합액을 여과함으로써 얻어지는 습윤 균체물을, 미생물원으로서 사용하여, 병행 복식 무기화반응을 행하였다.

먼저, 실시예 1과 동일하게 하여 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하였다. 그리고, 벽면에 형성된 바이오 필름을 브러시로 문지름으로써 물리적으로 떼어내 배양액의 상청과 잘 혼합하여, 그 혼합액 400 ㎖를 거름종이(도요여지제)로 여과하고, 여과 후, 그대로 풍건하여, 건조 균체물(본 발명 실시품 7) 0.15 g을 얻었다.

이어서, 이 건조 균체물(본 발명 실시품 7)을 200 ㎖의 증류 순수로 현탁하고, 이 중의 50 mL(물 1 L에 대해 37.5 ㎎의 습윤 균체물을 포함한다)를 삼각 플라스크에 넣었다.

여기에 가다랑어 끓인 국물(마쿠라자키 어협제)을 0.05 g(물 1 L에 대해 1 g)을 첨가하고, 120 rpm으로 진탕함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 6일간 반응을 행하였다. 결과를 도 8에 나타낸다.

그 결과, 상기 공정에서 얻어진, 배양액의 상청과 바이오 필름의 혼합액을 여과하여 얻어진 건조 균체물(본 발명 실시품 7)을, 미생물원으로서 첨가한 경우, 반응 개시 6일 후에 질산이온(질산태질소)의 생성이 확인되었다.

이것으로부터, 배양액의 상청과 바이오 필름의 혼합액을 여과하여 얻어진 건조 균체물은, '병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균'으로서 사용하는 것이 가능한 것이 나타내어졌다.

실시예 7(종균의 내열성)

병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균에 '가열처리'를 실시함으로써, 종균으로서의 활성에 어느 정도 영향이 있는지, 검토를 행하였다.

실시예 1에서 얻어진 건조 균체물(본 발명 실시품 1-1) 100 ㎎씩을, 상온(약 25℃), 50℃, 80℃ 각각의 온도에서 30분간 정치하였다.

이어서, 삼각 플라스크(200 ㎖ 용량)에 30 mL의 증류 순수를 넣고, 미생물원으로서 상기 가열처리 후의 건조 균체물을 30 ㎎씩(물 1 L당 1 g) 첨가하였다.

여기에, 가다랑어 끓인 국물(마쿠라자키 어협제)을 0.03 g(물 1 L당 1 g) 첨가하고, 120 rpm으로 침투함으로써 호기적 조건이 되도록 유지하면서, 수온 25℃에서 15일간 반응을 행하였다.

또한, 대조실험으로써, 미생물원으로서 바크퇴비(상품명 골든 바크, 시미즈항 목재산업협동조합제)를 30 ㎎(물 1 L당 1 g) 첨가하여 반응을 행하는 실험도, 동시에 행하였다. 결과를 도 9에 나타낸다.

그 결과, 50℃에서 30분간 가열처리를 행한 건조 균체물을, 미생물원으로서 첨가한 경우, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지의 반응시간(질산이온 농도의 피크에 도달할 때까지의 시간)은, 5일간에 종료되는 것이 나타내어졌다.

따라서, 50℃에서 30분간 가열처리를 행한 건조 균체물은, 상온(약 25℃)에서 정치한 것에 비해, '병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균'으로서의 기능을 감소하지 않고 보유·유지(保持)하고 있는 것이 나타내어졌다.

그것에 대해, 80℃에서 30분간 가열처리를 행한 건조 균체물을, 미생물원으로서 첨가한 경우, 유기물로부터 질산태질소로의 무기화가 종료될 때까지의 반응시간(질산이온 농도의 피크에 도달할 때까지의 시간)은, 9일간이 필요한 것이 나타내어져, 바크퇴비를 미생물원으로 했을 때와 거의 같은 반응시간이 필요한 것이 나타내어졌다.

이상의 결과로부터, 50℃ 30분의 가열처리에서는, 병행 복식 무기화반응의 촉매에 최적화된 미생물군의 종균으로서의 기능이 저하되지 않고, 내열성을 갖는 것이 나타내어졌다.

또한, 80℃ 30분의 가열처리한 것이어도, 반응 종료 후에 생성된 질산이온(질산태질소)의 생성량은, 상온(약 25℃)에서 정치한 것과 동일한 정도로 높은 것이 나타내어져, 80℃의 고온에 일시적으로 노출될 뿐이라면, 종균으로서의 상품 가치를 상실되지 않고 끝나는 것을 알 수 있었다.

또한, 바크퇴비를 미생물원으로 한 경우에, 반응 종료시에 생성되는 질산태질소의 양이 적은 것은, 실시예 1에서 얻어진 건조 균체물(본 발명 실시품 1-1)과 비교하여 유기 성분이 많이 포함되어, 이것을 이용하는 미생물에 질산이온이 소비되어버리기 때문에, 회수할 수 있는 질산이온의 농도가 저하된 것으로 추정된다.

본 발명의 종균은, 최근 주목을 모으고 있는, 유기 비료를 활용한 양액재배를 실천하는 데 있어서, 조작성이 나쁜 문제(약 2주간의 반응시간이 필요, 미생물원의 접종량이 1 L당 약 5 g으로 많음, 유기물을 한번에 2 g 정도 넣는 것이 한계)를 해결하는 기술로서 가치가 높다. 본 발명에 의해 제공되는 종균을 사용하면, 반응시간을 절반 이하로 단축하고, 미생물원의 접종량은 4%까지 축감하며, 유기물의 첨가량을 5배로 끌어올릴 수 있어, 조작성이 대폭 향상된다.

현재, 유기 비료를 활용한 양액재배가 주목을 모아, 관심을 가지고 몰두하는 생산자가 급속히 증가하고 있어, 일본 국내에서 150 ha, 네덜란드에서는 4000 ha로 확대를 계속하고 있는 양액재배 중 상당부분이 유기 비료를 이용하는 것으로 치환될 것으로 예상된다. 본 발명이 제공하는 종균은, 이들의 생산자의 생산활동을 돕는 기술로서, 크게 공헌하기 때문에, 널리 이용될 것이 예상되어, 그 시장규모는 매우 커다란 것이 된다. 본 발명의 종균은, 양액재배뿐 아니라, 실내 녹화, 옥상 녹화 등의 디스플레이용 수경재배에도 적용 가능하여, 시장성은 농업분야에 그치지 않는다.

또한, 본 발명은 유기성 폐기물을 원료로 하는 무기 비료 제조기술로의 응용도 가능하게 한다. 폐기물의 재자원화산업은 향후 2조 5천억엔의 시장규모로 확대될 것으로 예상되고 있어, 본 발명은, 대량의 유기질 자원을 무기 비료성분으로, 신속하고 효율적으로 재자원화하는 기술로서, 산업상의 이용가능성은 매우 커다란 것이다.

또한, 본 발명은 본 발명의 종균을 사용함으로써, 새롭게 종균을 제조하는 것이 가능하다. 종래의 병행 복식 무기화반응으로 행하는 것보다 절반의 일수로 제조할 수 있기 때문에, 종균의 신속 또한 대량의 생산이 가능해진다. 상기와 같이, 종균 자체의 넓은 시장성으로부터, 종균의 수요는 커질 것이 예상되어, 이것을 신속하고 또한 대량으로 생산하는 기술을 제공하는 것 자체가, 커다란 시장성을 가질 것으로 예상된다.

도면의 간단한 설명

도 1의 (a)~(c)는, 본 발명의 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물군의 종균의 제조방법의 각종 태양을 나타내는 설명도이다. 또한, (a)는, 실시예 1에 있어서의 바이오 필름의 형성 및 회수방법을 나타내는 모식도이기도 하다.

도 2의 (a)는, 본 발명에 있어서의 고체 표면에 바이오 필름이 형성되는 일 태양을 나타낸 모식도이다. 또한, (b)는, 실시예 1에 있어서의 바이오 필름의 형성 및 회수방법을 나타내는 사진상도이다. 또한, (c)는, 본 발명에 있어서의 바이오 필름의 회수방법의 태양을 나타내는 모식도이다.

도 3은 실시예 2에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.

도 4는 실시예 3에 있어서의 질산이온 농도, 아질산이온 농도, 암모니아 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.

도 5는 실시예 4에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.

도 6은 비교예 1에 있어서의 질산이온 농도, 암모니아 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.

도 7은 실시예 5에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.

도 8은 실시예 6에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.

도 9는 실시예 7에 있어서의 질산이온 농도의 측정결과를 나타내는 그래프이다.

Claims (27)

1. 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 포함하는 이하 (B)에 기재된 미생물원을 첨가하고, ;이하 (C1)~(C4)에 기재된 모든 조건을 만족하도록 상기 수중의 환경을 유지함으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하여, ;상기 물과 접하는 이하 (E)에 기재된 고체 표면에 바이오 필름을 형성시키고, 이어서, 당해 바이오 필름을 회수하여, ;회수된 상기 바이오 필름을, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물원으로 하는 것을 특징으로 하는, 이하 (F)에 기재된 성질을 갖는 바이오 필름의 제조방법.
   (B): 토양, 퇴비, 활성오니, 또는 자연에서 채취한 물로부터 선택된 하나 이상의 미생물원.
   (C1): 수온이 15~37℃의 조건.
   (C2): 폭기(曝氣), 진탕, 또는 폭기 및 진탕에 의해 호기적 조건을 유지하는 조건.
   (C3): 1~14일당 상기 물 1 L에 대해 건조 중량 환산으로 0.01~2 g씩의 이하 (D)에 기재된 유기물이 첨가되는 조건.
   (C4): 상기 수중에 생성되는 질산이온 농도가 10~50 ㎎/L에 도달한 경우에는, 상기 유기물의 첨가가 정지되는 조건.
   (D): 생선 끓인 국물, 옥수수 침지액, 유박(油粕), 어분(魚粉), 우유, 대두박, 효모박, 주박, 소주박, 또는 음식물쓰레기로부터 선택된 하나 이상의 유기물.
   (E): 상기 용기의 벽면 및 상기 용기의 바닥면으로부터 선택된 하나 이상의 고체 표면.
   (F): 50~80℃의 가열을 했을 때, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물원으로서의 기능을 상실하지 않는 성질.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용기는 이하 (A1)~(A3)에 기재된 어느 하나 이상의 것이 침지된 것이고,
   상기 바이오 필름은 이하 (E-1)에 기재된 고체 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 바이오 필름의 제조방법.
   (A1): 죽탄(竹炭), 목탄, 펄라이트, 바닷모래(海砂), 버미큘라이트, 세라믹, 제올라이트, 유리, 암면(rock wool), 우레탄, 나일론, 또는 멜라민 수지로 되는 고체 담체.
   (A2): 유리, 아크릴, 플라스틱, 도기 조각, 또는 도자기류로 되는 판형상물.
   (A3): 유리, 아크릴, 플라스틱, 도기 조각, 또는 도자기류로 되는 기둥형상물.
   (E-1): 상기 용기의 벽면, 상기 용기의 바닥면, 상기 고체 담체의 표면, 상기 판형상물의 표면, 및 상기 기둥형상물의 표면으로부터 선택된 하나 이상의 고체 표면.
3. 삭제
4. 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 제1항의 바이오 필름의 제조방법에 의해 얻어진 바이오 필름을 미생물원으로서 첨가하고, ;이하 (C1), (C2), (C3-2), 및 (C4)에 기재된 모든 조건을 만족하도록 상기 수중의 환경을 유지함으로써, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양하여, ;상기 물과 접하는 이하 (E)에 기재된 고체 표면에 바이오 필름을 형성시키고, 이어서, 당해 바이오 필름을 회수하여, ;회수된 상기 바이오 필름을, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물원으로 하는 것을 특징으로 하는, 이하 (F)에 기재된 성질을 갖는 바이오 필름의 제조방법.
   (C1): 수온이 15~37℃의 조건.
   (C2): 폭기, 진탕, 또는 폭기 및 진탕에 의해 호기적 조건을 유지하는 조건.
   (C3-2): 1~14일당 상기 물 1 L에 대해 건조 중량 환산으로 0.01~10 g씩의 이하 (D)에 기재된 유기물이 첨가되는 조건.
   (C4): 상기 수중에 생성되는 질산이온 농도가 10~50 ㎎/L에 도달한 경우에는, 상기 유기물의 첨가가 정지되는 조건.
   (D): 생선 끓인 국물, 옥수수 침지액, 유박, 어분, 우유, 대두박, 효모박, 주박, 소주박, 또는 음식물쓰레기로부터 선택된 하나 이상의 유기물.
   (E): 상기 용기의 벽면 및 상기 용기의 바닥면으로부터 선택된 하나 이상의 고체 표면.
   (F): 50~80℃의 가열을 했을 때, 병행 복식 무기화반응의 촉매로서 최적화된 미생물원으로서의 기능을 상실하지 않는 성질.
5. 제4항에 있어서,
   상기 용기는 이하 (A1)~(A3)에 기재된 어느 하나 이상의 것이 침지된 것이고,
   상기 바이오 필름은 이하 (E-1)에 기재된 고체 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 바이오 필름의 제조방법.
   (A1): 죽탄(竹炭), 목탄, 펄라이트, 바닷모래(海砂), 버미큘라이트, 세라믹, 제올라이트, 유리, 암면(rock wool), 우레탄, 나일론, 또는 멜라민 수지로 되는 고체 담체.
   (A2): 유리, 아크릴, 플라스틱, 도기 조각, 또는 도자기류로 되는 판형상물.
   (A3): 유리, 아크릴, 플라스틱, 도기 조각, 또는 도자기류로 되는 기둥형상물.
   (E-1): 상기 용기의 벽면, 상기 용기의 바닥면, 상기 고체 담체의 표면, 상기 판형상물의 표면, 및 상기 기둥형상물의 표면으로부터 선택된 하나 이상의 고체 표면.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 바이오 필름의 회수가, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 폐기하고, 그 후, 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름을 회수하는 것인 바이오 필름의 제조방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제1항에 있어서,
    상기 바이오 필름의 회수 후에, 건조처리를 행하는 것을 특징으로 하는 바이오 필름의 제조방법.
15. 제2항에 있어서,
    상기 바이오 필름의 회수가, 상기 병행 복식 무기화반응을 행하는 미생물군을 배양한 후에 얻어지는 배양액의 상청을 폐기하고, 그 후, 상기 고체 표면에 형성된 바이오 필름을 회수하는 것인 바이오 필름의 제조방법.
16. 제5항에 있어서,
    상기 바이오 필름의 회수 후에, 건조처리를 행하는 것을 특징으로 하는 바이오 필름의 제조방법.
17. 삭제
18. 삭제
19. 물을 모아 둘 수 있는 용기에 물을 채우고, 이것에 청구항 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제11항, 제14항, 제15항 및 제16항 중 어느 한 항의 상기 바이오 필름을 첨가하여, ;이하 (C1), (C2), 및 (C3-3)에 기재된 모든 조건을 만족하도록 상기 수중의 환경을 유지함으로써, 상기 수중에서 병행 복식 무기화반응을 진행시키고, ;100 ㎎/L 이상의 질산이온을 포함하는 반응액을 얻어, ;얻어진 상기 반응액을, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료로 하는 것을 특징으로 하는, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료의 제조방법.
    (C1): 수온이 15~37℃의 조건.
    (C2): 폭기, 진탕 또는 폭기 및 진탕에 의해 호기적 조건을 유지하는 조건.
    (C3-3): 상기 물 1 L에 대해 건조 중량 환산으로 20 g을 초과하지 않는 양의 유기물이 첨가되는 조건.
20. 삭제
21. 삭제
22. 제19항에 있어서,
    상기 바이오 필름의 첨가가 상기 물 1 L에 대해 0.01 g을 하회하지 않는 양을 첨가하는 것인 비료의 제조방법.
23. 삭제
24. 삭제
25. 제19항의 비료의 제조방법에 의해 얻어진, 무기 비료성분인 질산태질소를 포함하는 비료를 사용한 식물의 재배방법.
26. 제19항의 상기 반응액 중에서, 유기물을 포함하는 비료를 직접 첨가해서 양액재배를 행하는 식물의 재배방법.
27. 삭제

Images