KR101931579B1 - 모래밭버섯균근균을 이용한 광산토 혼합 건축 폐토사의 토양개량 방법 - Google Patents

모래밭버섯균근균을 이용한 광산토 혼합 건축 폐토사의 토양개량 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)을 이용한 광산토 혼합 건축 폐토사의 토양개량 방법에 관한 것으로, pH 8 내지 10 정도의 알칼리 토양인 건축 폐토사에 pH 4 내지6 정도의 광산토를 첨가하면, 광산토에 의해 건축 폐토사의 pH가 중화되어 모래밭버섯균의 생장 및 수종 뿌리로의 감염율이 증가하여, 건축 폐토사의 토양개량 및 건축 폐토사에서의 수종 생장이 촉진되는 효과가 있으며, 나아가 건축 폐토사 뿐만 아니라 석탄 폐석지 토양인 광산토의 토양성분을 동시에 개선시킬 수 있으므로, 건축폐토사의 이용성을 향상시킬 수 있고, 석탄 폐석지의 토양을 재생할 수 있으며, 환경을 개선하여 환경오염을 줄이는 데 일조할 수 있다. 또 조경을 위한 토양의 수요가 증가하면서 이에 따른 산림토양의 훼손을 막고 수목식재용 원예토양으로도 사용가능하다.

Description

모래밭버섯균근균을 이용한 광산토 혼합 건축 폐토사의 토양개량 방법{Method for Soil Improvement of Mine Soil Mixed with Fine-Powdered Building Waste Using Pisolithus Tinctorius, Mycorrhizal Fungus}
본 발명은 모래밭버섯균근균(Pisolithus tinctorius)을 이용한 광산토 혼합 건축 폐토사의 토양개량 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 건축 폐토사를 수목용 재배토양으로 활용하고, 광산토를 혼합한 건축 폐토사에 외생균근균(Ectomycorrhizal fungi)을 접종하여 토양성분을 개량하는 방법 및 상기 방법으로 개량된 토양에서 수종의 생장을 촉진하는 방법에 관한 것이다.
외생균근(ectotrophic mycorrhiza, 外生菌根)은 외균근이라고도 하며, 균근 (mycorrhiza) 중 균사가 고등식물의 뿌리의 표면, 또는 표면에 가까운 조직 속에 번식하여 균사는 세포간극에 들어가지만 뿌리의 세포 내에까지 침입하지 않는 것으로, 균체는 식물체로부터 탄수화물의 공급을 받는 한편 토양 중의 부식질을 분해하여 유기질소 화합물을 균사가 흡수하여 동화할 수 있는 형태로 식물에 공급한다. 또, 뿌리의 표면을 싸고 있는 펠트와 같은 균사의 막은 수분이 뿌리의 주위에서 없어지는 것을 방지하며, 뿌리에 의한 물 흡수를 쉽게 한다. 소나무과, 참나무과, 자작나무과, 밤나무과, 등의 수목 뿌리에 담자균이 붙어서 생기는 경우가 많다.
많은 외생균근균 중에서 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)은 척박한 토양에서 소나무류와 공생하면서 소나무의 내건성과 내척박성을 유도하는 곰팡이로 알려져 있다. 이에, 모래밭버섯 균근균을 인공접종하여 묘목의 생장을 촉진시키는 연구들이 많이 수행되었다.
예를 들어, 모래밭버섯 균근균의 인공접종에 의한 포플러 삽목묘의 생장 촉진 및 활착률 증진에 대해 연구된바 있으며(한국임학회지 70: 72 - 76, 1985), 모래밭버섯 균근균의 인공접종이 상수리나무 조직배양묘와 소나무 삽목묘의 기내 발근과 생존에 미치는 영향에 대한 연구가 보고된 적이 있다 (한국임학회지 83(4):531-539, 1994). 상기 개시된 연구들에 의하면 모래밭버섯 균근균을 인공접종하는 경우 나무 묘목의 성장성이 향상되는 효과가 있음을 알 수 있다.
한편, 건설 현장에서 발생하는 건설폐기물은 콘크리트나 아스팔트, 토사, 오니, 목재 등 각종 폐기물이 혼합된 형태로 배출되는데, 지정폐기물과는 다르게 환경유해성이 적기 때문에 재활용을 할 때 높은 부가가치를 기대할 수 있으므로, 건설폐기물의 효율적인 재활용을 위해 다양한 연구가 수행되고 있다 (박찬혁과 정재춘, 2004).
또한, 석탄의 사용이 줄어드는 오늘날에는 많은 석탄광산과 금속광산이 휴·폐광되고 있고, 그 결과 휴·폐광지에 널리 산재되어 있는 광산 폐기물은 직접적으로 주변 토양환경을 오염시키고 있으며, 갱내에서 용출되는 산성의 광산 배수는 2차적으로 지하수와 하천을 광범위하게 오염시키는 등 많은 문제점이 발생하고 있고, 이를 해결하기 위한 방안으로 폐광지에 대한 토양개선 및 식생복원이 절실히 요구되고 있다.
종래의 기술에서, 건설폐기물 폐토사를 모래밭버섯균과 접종하여 수목식재용 순환토사로 재활용하는 기술이 보고된바 있으며(지반환경, 11(3):63, 2010), 본 발명의 발명자들은 건설폐기물을 원예토양으로 제조하기 위해 외생균근균인 모래밭버섯균을 첨가하여 건설 폐기물을 재활용하는 방법에 대해 제시한바 있다 (대한민국 등록특허 제0839107호).
이에, 본 발명의 발명자들은 종래의 기술에 비해 건축 폐토사에 토양성분 개선과정에서 외생 균근균의 생장을 촉진시켜 개선 효율을 증가시키고, 더 나아가 석탄 폐석지 토양인 광산토의 토양성분을 동시에 개선시키기 위해 예의 노력한 결과, 건축 폐토사(알카리성 토양)에 광산토(산성 토양)를 혼합하면, 광산토에 의해 건축 폐토사의 pH가 중성으로 조절되어 식물 뿌리에 균근균의 감염율이 증가되는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 건축 폐토사에 광산토를 첨가하여 모래밭버섯균의 성장률과 감염율을 향상시킬 수 있는 토양개량 방법을 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 건축폐토사 및 광산토를 혼합한 다음, 모래밭버섯균을 접종하는 단계를 포함하며, 상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는, 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)을 이용한 건축폐토사 성분 개량 방법을 포함한다.
본 발명은 또한, 건축폐토사 및 광산토를 혼합한 다음, 모래밭버섯균을 접종하는 단계를 포함하며, 상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는, 건축폐토사에서 모래밭버섯균의 생장 및 감염 촉진 방법을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 광산토는 건축폐토사 100 중량부에 대하여 25 내지 100 중량부 첨가할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 광산토의 pH는 4 내지 6으로, pH 8 내지 10 정도의 알칼리 토양인 건축폐토사의 pH를 조절하여 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 모래밭버섯균을 접종하는 단계는 (a) 건축폐토사 및 광산토를 각각 5 ㎜ 내지 15 ㎜의 체로 거른 다음, 건축폐토사 및 광산토를 혼합하는 단계; (b) 모래밭버섯균을 인공토양배지에 배양하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 단계에서 혼합된 건축폐토사 및 광산토에 (b) 단계의 모래밭버섯균이 배양된 인공토양 배지를 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는 버미큘라이트, 피트모스 및 배양액을 포함하는 배지에 모래밭버섯균을 접종한 후 24 ~ 28 ℃에서 35 ~ 45일 동안 배양할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배양액은 증류수, 염화칼슘, 염화나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산암모늄, 황산마그네슘, 염화철, 티아민, 맥아추출물 및 포도당으로 구성된 군 중에서 선택된 1종 이상의 성분이 포함될 수 있다.
본 발명은 또한, 건축폐토사 및 광산토를 혼합한 다음, 모래밭버섯균을 접종하여 수목식재용 원예상토를 제조하는 1 단계; 상기 수목식재용 원예상토에 특수 수종의 종자 또는 묘목을 파종하는 2 단계; 및 상기 종자 또는 묘목을 성장시키는 3 단계;를 포함하며, 상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는, 건축폐토사에서 수목 생장 촉진 방법을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 수종(樹種)은 소나무(적송) 또는 은수원사시를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 상기 광산토는 건축폐토사 100 중량부에 대하여 25 내지 100 중량부 첨가할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 광산토의 pH는 4 내지 6으로, pH 8 내지 10 정도의 알칼리 토양인 건축폐토사의 pH를 조절하여 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 모래밭버섯균을 접종하는 단계는 (a) 건축폐토사 및 광산토를 각각 5 ㎜ 내지 15 ㎜의 체로 거른 다음, 건축폐토사 및 광산토를 혼합하는 단계; (b) 모래밭버섯균을 인공토양배지에 배양하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 단계에서 혼합된 건축폐토사 및 광산토에 (b) 단계의 모래밭버섯균이 배양된 인공토양 배지를 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는 버미큘라이트, 피트모스 및 배양액을 포함하는 배지에 모래밭버섯균을 접종한 후 24 ~ 28 ℃에서 35 ~ 45일 동안 배양할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배양액은 증류수, 염화칼슘, 염화나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산암모늄, 황산마그네슘, 염화철, 티아민, 맥아추출물 및 포도당으로 구성된 군 중에서 선택된 1종 이상의 성분이 포함될 수 있다.
본 발명의 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)을 이용한 광산토 혼합 건축 폐토사의 토양개량 방법은 pH 8 내지 10 정도의 알칼리 토양인 건축 폐토사에 pH 4 내지6 정도의 광산토를 첨가하면, 광산토에 의해 건축 폐토사의 pH가 조절되어 모래밭버섯균의 생장 및 수종 뿌리로의 감염율이 증가하여, 건축 폐토사의 토양개량 및 건축 폐토사에서의 수종 생장이 촉진되는 효과가 있으며, 나아가 건축 폐토사 뿐만 아니라 석탄 폐석지 토양인 광산토의 토양성분을 동시에 개선시킬 수 있으므로, 건축폐토사의 이용성을 향상시킬 수 있고, 석탄 폐석지의 토양을 재생할 수 있으며, 환경을 개선하여 환경오염을 줄이는 데 일조할 수 있다.
도 1은 대조구 1-2(건축폐토사 100%)에서의 은수원사시(현사시)나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 2는 처리구 1-2(건축폐토사 100% + 모래밭버섯균)에서의 은수원사시나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 3은 대조구 3-2(건축폐토사 80% : 광산토 20%)에서의 은수원사시나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 4는 처리구 3-2(건축폐토사 80% : 광산토 20% + 모래밭버섯균)에서의 은수원사시나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 5는 대조구 3-1(건축폐토사 80% : 광산토 20%)에서의 소나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.
도 6은 처리구 3-1(건축폐토사 80% : 광산토 20% + 모래밭버섯균)에서의 소나무 뿌리를 해부현미경으로 관찰한 이미지이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 발명자들은 선행 연구(대한민국 등록특허 제0839107호)를 통해, 건설폐기물을 원예토양으로 제조하기 위해 외생균근균인 모래밭버섯균을 첨가하여 건설 폐기물을 재활용하는 방법에 대해 제시하였으나, 종래의 방법에 비해 건축 폐토사에 토양성분 개선과정에서 외생 균근균의 생장을 촉진시켜 개선 효율을 증가시키고, 더 나아가 석탄 폐석지 토양인 광산토의 토양성분을 동시에 개선시키고자 하였다.
본 발명자들은 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)을 이용한 광산토 혼합 건축 폐토사의 토양개량 방법을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였으며, 이를 통해 광산토에 의해 건축 폐토사의 pH가 조절되어 모래밭버섯균의 생장 및 수종 뿌리로의 감염율이 증가하여, 건축 폐토사의 토양개량 및 건축 폐토사에서의 수종 생장이 촉진되는 효과가 있으며, 나아가 건축 폐토사 뿐만 아니라 석탄 폐석지 토양인 광산토의 토양성분을 동시에 개선시키는 효과가 있다.
따라서, 본 발명은 건축폐토사 및 광산토를 혼합한 다음, 모래밭버섯균을 접종하는 단계를 포함하며, 상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는, 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)을 이용한 건축폐토사 성분 개량 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 건축폐토사 및 광산토를 혼합한 다음, 모래밭버섯균을 접종하는 단계를 포함하며, 상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는, 건축폐토사에서 모래밭버섯균의 생장 및 감염 촉진 방법을 포함한다.
상기 '건축폐토사'는 '건설폐토사' 또는 '건설폐기물 폐토사'라고도 불리우며, 폐콘크리트 및 혼합건설폐기물을 파쇄, 분쇄하여 나온 폐토사를 의미한다.
본 발명의 일양태에서, 상기 모래밭버섯균을 접종하는 단계는 (a) 건축폐토사 및 광산토를 각각 5 ㎜ 내지 15 ㎜의 체로 거른 다음, 건축폐토사 및 광산토를 혼합하는 단계; (b) 모래밭버섯균을 인공토양배지에 배양하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 단계에서 혼합된 건축폐토사 및 광산토에 (b) 단계의 모래밭버섯균이 배양된 인공토양 배지를 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계에서 건설폐토사 또는 광산토는 5 ㎜ 내지 15 ㎜, 바람직하게는 8 ㎜ 내지 12 ㎜, 가장 바람직하게는 10 ㎜의 체로 걸러 토양선분을 제조할 수 있다. 이는 건축폐토사 제조과정의 경제적인 측면을 고려한 것으로, 5 ㎜ 이하의 체를 사용하게 되면 토양성분이 대부분 걸러져 토양의 회수율이 너무 낮으며, 15㎜ 이상의 체를 사용하게 되면 토양성분 이외의 불순물 성분들도 체를 통과하여 적합한 토양의 기준을 벗어나게 된다.
상기 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)은 균근균의 일종으로, 척박한 토양에서 소나무류와 공생하면서 소나무의 내건성과 내척박성을 유도하는 곰팡이이며, 소나무를 포함하는 수종(樹種)과 균근균(Ectomycorrhizal fungi)을 형성하여 수종으로 하여금 인산의 흡수를 촉진하게 하여 수종의 생장을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 모래밭버섯균은 인공토양배지로 대량으로 증식시키고, 이를 토양에 도입함으로써 수종의 뿌리에서 성장시킬 수 있으며, 당업계에 알려진 방법을 사용하여 분리한 모래밭버섯균을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 인공토양배지는 버미큘라이트 또는 피트모스를 사용할 수 있으며, (b) 단계는 버미큘라이트, 피트모스 및 배양액을 포함하는 배지에 모래밭버섯균을 접종한 후 24 ~ 28 ℃에서 35 ~ 45일, 바람직하게는 24 ~ 28 ℃에서 40일 동안 배양하는 것이 좋으며, 모래밭버섯균이 배양된 인공토양배지에 광산토와 건축폐토사를 혼합하게 된다.
상기 배양액은 증류수, 염화칼슘, 염화나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산암모늄, 황산마그네슘, 염화철, 티아민, 맥아추출물 및 포도당으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 배양액은 증류수 1000 ㎖에 대하여 염화칼슘 0.05 ｇ, 염화나트륨 0.025 ｇ, 제1인산칼륨 0.05 g, 제2인산암모늄 0.25 g, 황산마그네슘 0.15 ｇ, 1% 염화철 1.2 ㎖, 티아민 0.0001 ㎖, 맥아추출물 3 ｇ, 포도당 10 ｇ을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 모래밭버섯균을 이용한 건축폐토사 성분 개량 방법에서 사용한 광산토는 건축폐토사 100 중량부에 대하여 20 내지 100중량부 첨가될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 50 중량부, 더 바람직하게는 25 내지 30 중량부를 첨가할 수 있다.
본 발명에서는 pH 8 내지 10 정도의 알칼리 토양인 건축폐토사의 pH를 토양의 적정 pH인 6.0 내지 6.5로 조절하여 건축폐토사에서 수종의 생장을 촉진하는 모래밭버섯균의 생장 및 수종 뿌리로의 감염율을 향상시키고자 하였으며, 일반적으로 사용되는 pH 조절제 대신 pH 4 내지6 정도의 석탄 폐석지 토양인 광산토를 사용하여 건축폐토사와 동시에 광산토의 토양이 개선될 수 있도록 하였다.
본 발명의 일양태에서는, 건축폐토사에 광산토의 첨가에 따라 실제로 모래밭버섯균주의 생장 및 감염율을 향상시킬 수 있는지를 확인하고, 건축폐토사에 첨가되는 광산토의 최적비율을 확인하기 위해 건축폐토사 100%, 건축폐토사 50% + 광산토 50%, 건축폐토사 80% + 광산토 20%이 되도록 혼합한 대조군에, 상기 대조군과 같은 조건의 조성물에 모래밭버섯균을 첩종한 처리군을 나누었으며, 소나무 또는 은수원사시나무의 묘목을 식재하였다.
상기의 방법으로 묘목을 9개월 동안 양묘 시킨 다음, 소나무 뿌리 및 은수원사시나무의 뿌리를 수득하여, 균근의 존재 여부를 확인한 결과, 표 3 및 표 4에 나타난 바와 같이, 은수원사시 파종묘 및 소나무 파종묘 모두에서 건축폐토사(80) : 광산토(20)에 모래밭버섯균을 첨가한 처리구에서 가장 높은 균근균 감염률을 확인 할 수 있었다.
또한, 도 1 내지 도 6의 토양혼합 비율에 따른 뿌리의 현미경사진을 비교하여보면, 건축폐토사에 광산토를 혼합하여 모래밭버섯균을 접종한 경우 모래밭버섯균 감염율이 향상되었다. 모래밭버섯균을 접종한 묘목에 있어서 균근으로 감염된 뿌리는 곤봉 모양을 하거나 Y자로 갈라져 있고, 직경이 굵어져 끝이 통통한 상태로 있으며, 잔뿌리 주변에 곰팡이의 균사가 자주 보이는 것을 확인할 수 있다. 또한 모래밭버섯균의 균사의 길이는 약 1 ~ 2 ㎜ 인 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 토양 성분 개량방법은 건축폐토사 및 광산토를 동시에 개량할 수 있으며, 본 발명의 방법으로 개량된 건축폐토사 및 광산토를 원예토양으로 재활용 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 토양개량 방법으로 제조된 건축폐토사 및 광산토 재활용 원예토양을 포함하며, 나아가 (a) 건축폐토사 및 광산토를 각각 5 ㎜ 내지 15 ㎜의 체로 거른 다음, 건축폐토사 및 광산토를 혼합하는 단계; (b) 모래밭버섯균을 인공토양배지로 배양하는 단계; 및 (c) 상기 (a) 단계에서 혼합된 건축폐토사 및 광산토에 (b) 단계의 모래밭버섯균이 배양된 인공토양 배지를 혼합하는 단계;를 포함하는 건축폐토사 및 광산토를 이용한 원예토양 제조방법을 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 건축폐토사 및 광산토를 혼합한 다음, 모래밭버섯균을 접종하여 수목식재용 원예상토를 제조하는 1 단계; 상기 수목식재용 원예상토에 수종(樹種)의 종자 또는 묘목을 파종하는 2 단계; 및 상기 종자 또는 묘목을 성장시키는 3 단계;를 포함하며, 상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는, 건축폐토사에서 수종 생장 촉진 방법을 포함한다.
상기 수목식재용 원예상토를 제조하는 단계는 상기에서 설명한 건축폐토사 성분 개량 방법 또는 원예토양 제조방법과 동일한 방법으로 수행할 수 있으며, 상기 수종(樹種)은 소나무(적송) 또는 은수원사시나무인 것을 특징으로 할 수 있다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
모래밭버섯균 분리 및 배양
1-1 : 모래밭버섯균 분리
본 발명자가 수원에 소재한 경희대학교 캠퍼스에서 채집하여 분리하고 동정하여 모래밭버섯을 확보하였고, 소독한 칼을 이용해 상기 모래밭버섯을 길게 절단하여 버섯속의 신선하고 무균 상태의 조직을 노출시키고, 이를 무균상태에서 절개하여 끄집어낸 후, 무균상태의 고체배지가 들어 있는 샤레에 상기 조직을 치상하였다. 이때, 상기 고체영양배지는 증류수 1000 ㎖에 대하여 염화칼슘 0.05 ｇ, 염화나트륨 0.025 ｇ, 제1인산칼륨 0.05 g, 제2인산암모늄 0.25g, 황산마그네슘 0.15 ｇ, 염화철 1% 1.2 ㎖, 티아민 0.0001 ㎖, 맥아추출물 3 ｇ, 포도당 10 ｇ, bacto agar 15 ｇ을 포함하는 것을 사용하였다. 치상한 샤레의 가장자리를 랩으로 싸서 밀봉한 후, 인큐베이터에 넣고 섭씨 26℃에서 2주 동안 배양하였다. 상기 배양된 균사의 뻗음을 보고 순수 균인지 확인하여 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius PT1)의 균주를 준비하였다.
1-2 : 모래밭버섯균의 인공토양배지를 이용한 배양
본 발명에서는 모래밭버섯균을 토양 개량 및 소나무류 묘목의 성장 촉진에 사용하기 위해 인공토양배지를 사용하여 모래밭버섯균을 배양하였다.
구체적으로, 1,000 ㎖ 크기의 용기에 버미큘레이트(vermiculate) 770 ㎖, 피트모스(peatmoss) 30 ㎖을 혼합하고 여기에 400 ㎖ 개량된 영양배지(증류수 1000 ㎖에 대하여 염화칼슘 0.05 ｇ, 염화나트륨 0.025 ｇ, 제1인산칼륨 0.05g, 제2인산암모늄 0.25g 중량부, 황산마그네슘 0.15 ｇ, 염화철 1% 1.2 ㎖, 티아민 0.0001 ㎖, 맥아추출물 3 ｇ, 포도당 10 ｇ 포함)를 첨가하였다. 여기에 실시예 1-1에서 미리 배양해 놓은 모래밭버섯균을 2×2 ㎝로 잘라서 접종한 다음, 그 후 24 내지 28℃에서 40일간 배양 배양하였다.
건축폐토사 및 광산토 준비
본 발명에서 사용한 건축폐토사는 경기도 포천에서 수득하였으며, 입자를 고르게 하기 위해 10 ㎜ 체로 걸러서 제조하였다.
또한, 광산토는 경기도 연천의 석탄 폐석지의 토양을 수득하여 사용하였으며, 건축폐토사와 같이 입자를 고르게 하기 위해 10 ㎜ 체로 걸러서 제조하였다.
건축폐토사 / 광산토 혼합에 따른 수목의 생장 확인
본 발명에서는 광산토의 혼합에 따른 건축폐토사에서 모래밭버섯균의 생장 및 감염율이 향상되는지 확인하기 위해, 하기 표 1 및 표 2과 같이 대조구 및 처리구를 나누어 실험을 진행하였다.
또한, 소나무 종자는 수원시 소재의 소나무에서 채취된 종자를 농가에서 구입하여 사용하였으며, 소나무 종자를 페트리디쉬에 멸균 거름종이를 깔고 멸균수를 이용하여 파종한 다음, 7일이 지나 싹이 난 소나무를 본 실험에 사용된 각 혼합토에 직접 파종하였다. 은수원사시나무는 실험에 사용된 혼합토에 직접 삽목묘(수원시)로 식재하여 사용하였다.
건축폐토사/광산토 혼합 대조구
토양 혼합 비율 식물 비 고
대 조 구 1-1 건축폐토사 (100) 소나무 종자파종묘
대 조 구 1-2 건축폐토사 (100) 은수원사시 삽목묘
대 조 구 2-1 건축폐토사 (50): 광산토 (50) 소나무 종자파종묘
대 조 구 2-2 건축폐토사 (50): 광산토 (50) 은수원사시 삽목묘
대 조 구 3-1 건축폐토사 (80): 광산토 (20) 소나무 종자파종묘
대 조 구 4-2 건축폐토사 (80): 광산토 (20) 은수원사시 삽목묘
모래밭버섯 처리구
토양 혼합 비율 식물 비 고
처 리 구 1-1 건축폐토사 (100) + 모래밭버섯 (균 1 box) 소나무 종자파종묘
처 리 구 1-2 건축폐토사 (100) + 모래밭버섯 (균 1 box) 은수원사시 삽목묘
처 리 구 2-1 건축폐토사 (50): 광산토 (50) + 모래밭버섯 (균 1 box) 소나무 종자파종묘
처 리 구 2-2 건축폐토사 (50): 광산토 (50) + 모래밭버섯 (균 1 box) 은수원사시 삽목묘
처 리 구 3-1 건축폐토사 (80): 광산토 (20) + 모래밭버섯 (균 1 box) 소나무 종자파종묘
처 리 구 3-2 건축폐토사 (80): 광산토 (20) + 모래밭버섯 (균 1 box) 은수원사시 삽목묘
(상기 모래밭버섯균 1box는 실시예 1-2의 모래밭버섯균이 배양된 인공토양배지 한 개를 의미한다.)
상기 표 1 및 2의 각각의 대조구 및 처리구와 같이 준비된 토양 시료에 소나무 종자 파종묘 및 은수원사시나무 삽목묘를 각각 식재한 다음, 9개월 동안 양묘하였다.
모래밭버섯균 감염율 확인
본 발명에서는 실시예 3의 방법으로 양묘한 소나무 또는 은수원사시나무 뿌리에 모래밭버섯균이 존재하는지 확인하고 광산토에 첨가에 의해 모래밭버섯균의 생장 및 감염율이 향상되었는지 확인하기 위해, 각 그룹에 해당하는 나무 뿌리를 채취하여 관찰하였다.
먼저, 실시예 3에서 9개월간 양묘된 소나무 묘목에서 뿌리 주변의 흙을 조금씩 제거하면서 조심스럽게 뿌리를 채취하여 물로 세척 후 상기 균근의 존재 여부를 확인하기 위하여, 해부현미경(Zeiss, stereo discovery v8)으로 뿌리의 모양을 관찰하였고, 묘목 뿌리에서의 균근 감염율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3 및 4와 도 1 내지 6에 나타내었다.
이때, 상기 균근감염율 조사는 격자법(grid method)를 사용하였다. 보다 상세하게는 채취한 잔뿌리를 샤레에 담고 증류수를 첨가하여 뿌리가 마르지 않게 조치한 후, 해부현미경의 바닥에는 바둑판식으로 만든 격자무늬줄(가로와 세로 모두 1cm 간격)을 그려 넣은 종이를 깔아 놓았다. 해부현미경의 대안렌즈를 통해서 샤레 속에 있는 뿌리와 격자가 서로 만나는 곳에 있는 뿌리의 감염여부를 확인하였다. 이때, 한 뿌리당 최소한 50개소의 격자에서 만나는 뿌리를 관찰하여 통계를 작성하여 감염률을 산정하였다.
건축폐토사 및 광산토 혼합비율에 따른 은수원사시나무 뿌리의 균근균 감염율
토양 혼합 비율 평균
건축폐토사(100) 21%
건축폐토사(100) + 모래밭버섯균 40%
건축폐토사(80) : 광산토(20) 20%
건축폐토사(80) : 광산토(20)+ 모래밭버섯균 54%
건축폐토사(50) : 광산토(50) 21%
건축폐토사(50) : 광산토(50)+ 모래밭버섯균 43%
건축폐토사 및 광산토 혼합비율에 따른 소나무 뿌리의 균근균 감염율
토양 혼합 비율 평균
건축폐토사(100%) 16%
건축폐토사(100%) + 모래밭버섯균 22%
건축폐토사(80%) : 광산토(20%) 19%
건축폐토사(80%) : 광산토(20%) + 모래밭버섯균 36%
건축폐토사(50%) : 광산토(50%) 21%
건축폐토사(50%) : 광산토(50%) + 모래밭버섯균 34%
결과, 표 3 및 표 4에 나타난 바와 같이, 은수원사시 파종묘 및 소나무 파종묘 모두에서 건축 폐기물 토양(80) : 광산토(20)에 모래밭버섯균을 첨가한 처리구에서 가장 높은 균근균 감염률을 확인 할 수 있었다.
또한, 도 1 내지 도 6의 토양혼합 비율에 따른 뿌리의 현미경사진을 비교하여 보면, 건축 폐기물 토양에 광산토를 혼합하여 모래밭버섯균을 접종한 경우 모래밭버섯균 감염율이 향상되었다. 모래밭버섯균을 접종한 묘목에 있어서 균근으로 감염된 뿌리는 곤봉 모양을 하거나 Y자로 갈라져 있고, 직경이 굵어져 끝이 통통한 상태로 있으며, 잔뿌리 주변에 곰팡이의 균사가 자주 보이는 것을 확인할 수 있다. 또한 모래밭버섯균의 균사의 길이는 약 1 ~ 2 ㎜ 인 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 토양 성분 개량방법은 건축 폐기물 토양 및 광산토를 동시에 개량할 수 있으며, 본 발명의 방법으로 개량된 건축 폐기물 토양 및 광산토를 조경수용 원예토양으로 재활용할 수 있다. 또한, 광산토 혼합 건축 폐기물 토양에 모래밭버섯균을 접종하여 건설 폐기물에서의 수종 생장 촉진을 위한 방법에 활용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. (a) pH 8 내지 10의 알칼리 토양인 건축폐토사와 pH 4 내지 6의 산성 토양인 석탄 폐석지 광산토를 건축폐토사 100 중량부에 대하여 광산토 25 내지 30 중량부로 혼합하는 단계; 및
    (b) 모래밭버섯균을 배양하는 단계를 포함하며,
    상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는, 건축폐토사에서 모래밭버섯균의 성장 및 감염 촉진 방법.
  8. pH 8 내지 10의 알칼리 토양인 건축폐토사와 pH 4 내지 6의 산성 토양인 광산토를 건축폐토사 100 중량부에 대하여 석탄 폐석지 광산토 25 내지 30 중량부로 혼합한 다음, 모래밭버섯균을 접종하여 수목식재용 원예상토를 제조하는 1 단계;
    상기 수목식재용 원예상토에 수종(樹種)의 종자 또는 묘목을 파종하는 2 단계; 및
    상기 종자 또는 묘목을 성장시키는 3 단계; 를 포함하며,
    상기 광산토는 모래밭버섯균의 성장 및 감염율을 향상시키기 위해 첨가하는 것을 특징으로 하는,
    건축폐토사에서 소나무 또는 은수원사시 나무의 생장 촉진 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서, 상기 1 단계는,
    (a) 건축폐토사 및 광산토를 각각 5 ㎜ 내지 15 ㎜의 체로 거른 다음, 건축폐토사 및 광산토를 혼합하는 단계;
    (b) 모래밭버섯균을 인공토양배지로 배양하는 단계; 및
    (c) 상기 (a) 단계에서 혼합된 건축폐토사 및 광산토에 (b) 단계의 모래밭버섯균이 배양된 인공토양 배지를 혼합하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축폐토사에서 소나무 또는 은수원사시 나무의 생장 촉진 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    버미큘라이트, 피트모스 및 배양액을 포함하는 배지에 모래밭버섯균을 접종한 후 24 ~ 28 ℃에서 35 ~ 45일 동안 배양하는 것을 특징으로 하는 건축폐토사에서 소나무 또는 은수원사시 나무의 생장 촉진 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 배양액은 증류수, 염화칼슘, 염화나트륨, 제1인산칼륨, 제2인산암모늄, 황산마그네슘, 염화철, 티아민, 맥아추출물 및 포도당으로 구성된 군 중에서 선택된 1종 이상의 성분이 포함된 것을 특징으로 하는 건축폐토사에서 소나무 또는 은수원사시 나무의 생장 촉진 방법.
  14. 삭제
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