KR102250261B1 - Composition for promoting plant growth comprising conversion product of lignin as effective component - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 리그닌 변환체는 리그닌에 부후균을 접종하고 발효시켜 제조된 것으로, 식물체의 뿌리 생장 촉진 효과가 우수하므로, 본 발명에 따른 리그닌 변환체는 식물체의 생장 촉진용 조성물, 비료, 토양 개량제 등의 유효성분으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a composition for promoting the growth of a plant containing a lignin transformant as an active ingredient, and the lignin transformant of the present invention is prepared by inoculating and fermenting lignin with swelling bacteria, and has an excellent effect of promoting root growth of a plant. Therefore, it is expected that the lignin transformant according to the present invention can be usefully used as an active ingredient such as a composition for promoting the growth of plants, fertilizers, and soil conditioners.
Description
본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for promoting the growth of a plant containing a lignin transformant as an active ingredient.
고분자성 유기 비료 시장은 대표적으로 휴머스(Humus) 시장이 있으며 전 세계 약 4,000억 원으로 평가되고 있다. 현재 국내는 퇴비 형식의 유기 비료만 자생력을 보유하고 있고, 양질의 휴머스 등은 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이다.A representative market for polymeric organic fertilizers is the Humus market, which is valued at about 400 billion won worldwide. Currently, only organic fertilizers in the form of compost have self-sustaining power in Korea, and most of the quality humans are dependent on imports.
또한, 목질계 바이오매스의 당화공정의 스케일 업이 진행됨에 따라 그에 따른 리그닌(lignin) 부산물의 배출이 급격히 증가하고 있다. 이에 리그닌을 고부가가치 자원으로 활용할 수 있는 기술 개발이 필요한 것으로 사료된다.In addition, as the saccharification process of lignocellulosic biomass progresses, the discharge of lignin by-products is rapidly increasing. Therefore, it is believed that it is necessary to develop a technology that can utilize lignin as a high value-added resource.
리그닌은 침엽수나 활엽수 등의 목질부 구성 성분 중 지용성 페놀 고분자 성분으로서, 건조 목재의 20~35 중량%를 차지한다. 리그닌은 바이오매스의 구성 성분 중 셀룰로오스에 이어 가장 풍부하고 쉽게 구할 수 있는 유기 고분자로서, 화석화되지 않은 유기 탄소의 30%를 차지하고 있는 것으로 알려져 있다.Lignin is a fat-soluble phenolic polymer component of woody components such as conifers and hardwoods, and accounts for 20 to 35% by weight of dry wood. Lignin is the most abundant and readily available organic polymer after cellulose among the constituents of biomass, and is known to account for 30% of non-fossilized organic carbon.
또한, 전처리 공정에 따라 화학적 구조가 다른 다양한 형태의 리그닌이 얻어질 수 있다. 예를 들어, 크라프트 제지 공정의 부산물인 크라프트 리그닌(kraft lignin), 설파이트 제지 공정의 부산물인 리그노술포네이트(ligno sulfonate), 유기용매로 전처리 과정을 거친 유기용매 리그닌(organosolv lignin), 알칼리 제지 공정의 부산물인 염기성 리그닌(soda lignin) 등이 있으며, 각각의 리그닌마다 서로 다른 특성을 갖는다. 현재 리그닌의 상업화는 초기 단계이나, 향후 지속적인 연구 개발을 통해 다양한 리그닌 용도 개발과 상용화가 가능할 것으로 전망된다.In addition, various forms of lignin having different chemical structures may be obtained depending on the pretreatment process. For example, kraft lignin, a by-product of the kraft papermaking process, lignosulfonate, a by-product of the sulfite papermaking process, an organic solvent lignin that has been pretreated with an organic solvent, and alkaline papermaking. There are basic lignin, which is a by-product of the process, and each lignin has different properties. Currently, the commercialization of lignin is in the early stages, but it is expected that various lignin uses will be developed and commercialized through continuous research and development in the future.
한편, 한국등록특허 제1831966호에는 "휴믹화된 리그닌 전환체의 생산 방법"에 대해 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2018-0078054호에는 "크라프트 리그닌의 펜톤 반응 변환체를 이용한 식물의 종자 발아 조절제"에 대해 개시하고 있다. 하지만, 본 발명의 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 조성물에 대해 아직까지 개시된 바가 없다.On the other hand, Korean Patent No. 1831966 discloses a "method for producing humicated lignin converts", and Korean Patent Publication No. 2018-0078054 discloses "A plant seed germination regulator using a Fenton reaction transformant of kraft lignin. "It is about to disclose. However, a composition for promoting the growth of a plant containing the lignin transformant of the present invention as an active ingredient has not yet been disclosed.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 리그닌에 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum, 영지버섯) 또는 이팩스 락테우스(Irpex lacteus, 기계충버섯)의 균사체를 접종하고 발효시켜 제조한 리그닌 변환체를 포함하는 식물 영양 배지에서 상추 유묘를 생육시켰을 때, 리그닌 변환체를 첨가하지 않은 대조군에 비해 리그닌 변환체를 첨가한 실험군에서 뿌리의 생장이 현저하게 증가되었으며, 특히 이팩스 락테우스의 균사체를 이용하여 제조한 리그닌 변환체가 가노데르마 루시덤의 균사체를 이용하여 제조한 리그닌 변환체보다 뿌리의 생장을 더욱 효과적으로 촉진시키는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention was derived from the above requirements, and the present inventors added Ganoderma lucidum to lignin. lucidum , Ganoderma lucidum) or Irpex lacteus (Irpex lacteus, mechanical insect) mycelium was inoculated and fermented to grow lettuce seedlings in a plant nutrient medium containing a lignin transformant prepared, and no lignin transformant was added. Compared to the control group, the growth of roots was significantly increased in the experimental group to which the lignin transformant was added, and in particular, the lignin transformant prepared using the mycelium of Ifax lacteus was transformed by lignin prepared using the mycelium of Ganoderma lucidum. The present invention was completed by confirming that it promotes the growth of roots more effectively than the sieve.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a composition for promoting the growth of a plant containing a lignin transformant as an active ingredient.
또한, 본 발명은 상기 식물체의 생장 촉진용 조성물을 식물, 식물의 종자 또는 식물 식재 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물체의 생장을 촉진시키는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for promoting the growth of a plant comprising the step of treating the plant growth promoting composition on a plant, a plant seed, or plant planting soil.
또한, 본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 비료 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a fertilizer composition for promoting the growth of a plant containing a lignin transformant as an active ingredient.
또한, 본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 토양 개량제를 제공한다.In addition, the present invention provides a soil conditioner for promoting the growth of plants containing a lignin transformant as an active ingredient.
본 발명의 리그닌의 부후균 발효를 통해 제조된 리그닌 변환체는 식물의 뿌리 생장 촉진 효과가 우수하므로, 식물체의 생장 촉진용 조성물, 비료, 토양 개량제 등의 유효성분으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.The lignin transformant produced through the fermentation of lignin of the present invention is expected to be useful as an active ingredient such as a composition for promoting plant growth, a fertilizer, and a soil conditioner, since it has excellent effect of promoting root growth of plants. .
도 1은 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum, 영지버섯) KACC 42231 또는 이팩스 락테우스(Irpex lacteus, 기계충버섯) KACC 43133 발효를 통해 제조된 각각의 리그닌 변환체의 흡광도를 측정한 결과이다. Control은 아무것도 처리하지 않은 대조군이다.
도 2는 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum, 영지버섯) KACC 42231 또는 이팩스 락테우스(Irpex lacteus, 기계충버섯) KACC 43133 발효를 통해 제조된 각각의 리그닌 변환체의 뿌리 생장 촉진 효과를 확인한 결과이다. Control은 아무것도 처리하지 않은 대조군이며; Lignin은 발효하지 않은 리그닌을 처리한 대조군이며; Ganoderma lucidum 및 Irpex lacteus는 리그닌의 가노데르마 루시덤 또는 이팩스 락테우스 발효를 통해 제조된 각각의 리그닌 변환체를 처리한 실험군이다.1 is Ganoderma Lucidum (Ganoderma lucidum , reishi mushroom) KACC 42231 or Efax lacteus (Irpex lacteus , mechanical insect mushroom) KACC 43133 This is a result of measuring the absorbance of each lignin transformant prepared through fermentation. Control is a control group that has not been treated with anything.
Figure 2 is Ganoderma Lucidum (Ganoderma lucidum , reishi mushroom) KACC 42231 or Efax lacteus (Irpex lacteus , mechanical insect mushroom) KACC 43133 This is the result of confirming the root growth promoting effect of each lignin transformant prepared through fermentation. Control is a control without treatment; Lignin is a control group treated with non-fermented lignin; Ganoderma lucidum and Irpex lacteus is an experimental group treated with each lignin transformant prepared through fermentation of lignin ganoderma lucidum or ipax lacteus.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 조성물을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a composition for promoting the growth of a plant containing a lignin transformant as an active ingredient.
본 발명의 일 구현 예에 따른 식물체의 생장 촉진용 조성물에 있어서, 상기 리그닌 변환체는 리그닌에 부후균을 접종하고 발효시켜 제조된 것일 수 있고, 상기 부후균은 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum, 영지버섯) 또는 이팩스 락테우스(Irpex lacteus, 기계충버섯)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the composition for promoting the growth of a plant according to an embodiment of the present invention, the lignin transformant may be prepared by inoculating and fermenting swelling bacteria in lignin, and the swelling bacteria are Ganoderma lucidum (Ganoderma lucidum). lucidum , Ganoderma lucidum mushroom) or Irpex lacteus (Irpex lacteus, mechanical insect mushroom), but is not limited thereto.
본 발명의 일 구현 예에 따른 식물체의 생장은 뿌리 생장일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The growth of the plant according to an embodiment of the present invention may be root growth, but is not limited thereto.
또한, 본 발명은 상기 식물체의 생장 촉진용 조성물을 식물, 식물의 종자 또는 식물 식재 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물체의 생장을 촉진시키는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for promoting the growth of a plant comprising the step of treating the plant growth promoting composition on a plant, a plant seed, or plant planting soil.
상기 '처리'는 가노데르마 루시덤 또는 이팩스 락테우스를 접종하고 발효시켜 제조한 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 조성물을 시비하는 것으로, 식물에 관주, 즉, 분무하거나 또는 침지하여 수행할 수 있다. 상기 '시비'는 토양이나 작물에 비료성분을 공급하여 농작물의 생육을 촉진시키는 농작법을 의미한다. 시비 방법은 엽면시비, 전층시비, 심층시비, 측조시비 또는 주입시비 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 침지하는 방법의 경우, 조성물을 식물체 주변의 토양에 붓거나 또는 종자를 조성물에 담가둘 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The'treatment' is to fertilize a composition for promoting the growth of a plant containing a lignin transformant prepared by inoculating and fermenting Ganoderma lucidum or Ifax lacteus as an active ingredient. Alternatively, it can be carried out by immersion. The'fertilization' refers to a farming method that promotes the growth of crops by supplying fertilizer components to soil or crops. The fertilization method may be foliar fertilization, full-layer fertilization, deep-depth fertilization, sideways fertilization or injection fertilization, but is not limited thereto. In the case of the immersion method, the composition may be poured into the soil around the plant or the seeds may be immersed in the composition, but the present invention is not limited thereto.
또한, 본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물체의 생장 촉진용 비료 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a fertilizer composition for promoting the growth of a plant containing a lignin transformant as an active ingredient.
본 발명에 따른 비료 조성물에 있어서, 상기 리그닌 변환체는 리그닌에 부후균을 접종하고 발효시켜 제조된 것으로, 상기 부후균은 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum, 영지버섯) 또는 이팩스 락테우스(Irpex lacteus, 기계충버섯)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the fertilizer composition according to the invention, the lignin conversion device is to be prepared by the inoculation and fermentation of rot fungi in lignin, the rot fungi are Kano der town Lucy bushes (Ganoderma lucidum, Ganoderma lucidum) or the fax lock Proteus (Irpex lacteus , mechanical insect mushroom), but is not limited thereto.
본 명세서의 용어 '비료'는 식물이 정상적으로 생육하기 위하여 필요한 원소의 하나 혹은 그 이상을 공급하는 모든 물질을 의미하며, 유기비료(분해되는 식물/동물 물질로 이루어짐)와 무기비료(화학 물질 및 무기 물질로 이루어짐) 등으로 구분될 수 있다.The term'fertilizer' in this specification refers to all substances that supply one or more of the elements necessary for the normal growth of plants, and organic fertilizers (consisting of decomposed plant/animal substances) and inorganic fertilizers (chemical and inorganic Consisting of materials), etc.
본 발명에 따른 비료 조성물은 일반적인 제형기를 사용하여 적당한 크기의 액상, 분말, 펠렛 또는 과립 등의 다양한 형태로 제형화 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기에서 제형화된 본 발명의 비료 조성물은 그대로 사용되거나 또는 실온에서 풍건하거나 동결 건조 또는 고온 건조 방법으로 건조시켜 사용할 수 있다. 액상 형태의 비료 조성물을 농가에서 적절히 사용하기 위해서는 작물에 사용 가능한 pH 범위로서 침전이 되지 않아야만 한다. 이는 사용하는 원료의 pH, 용해도를 고려하여 배합비를 선정하여야만 한다.The fertilizer composition according to the present invention may be formulated in various forms such as liquid, powder, pellets, or granules having an appropriate size using a general formulator, but is not limited thereto. The fertilizer composition of the present invention formulated above may be used as it is, air-dried at room temperature, or dried by freeze-drying or high-temperature drying. In order to properly use the liquid fertilizer composition in farms, the pH range that can be used for crops must not precipitate. This should be selected in consideration of the pH and solubility of the raw materials to be used.
또한, 본 발명은 리그닌 변환체를 유효성분으로 함유하는 식물의 뿌리 생장 촉진용 토양 개량제를 제공한다. 본 발명에 따른 토양 개량제에 있어서, 상기 리그닌 변환체는 전술한 것과 같다.In addition, the present invention provides a soil conditioner for promoting root growth of plants containing a lignin transformant as an active ingredient. In the soil conditioner according to the present invention, the lignin transformant is the same as described above.
본 명세서의 용어 '토양 개량제(soil conditioner)'는 토양의 물리화학적 성질을 식물생육에 알맞게 개선하여 생산성을 높이기 위해 사용되는 물질을 의미하며, 상기 토양개량제는 본 발명의 부후균에 의해 발효된 리그닌 변환체를 단독 또는, 기존의 화학비료, 벤토나이트(bentonite), 제올라이트(zeolite), 버미큘라이트(vermiculite), 암모늄, 석회염, 볏짚, 보릿짚, 들풀로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상과 혼합하여 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
The term'soil conditioner' in the present specification refers to a material used to increase productivity by improving the physicochemical properties of soil appropriately for plant growth, and the soil conditioner is lignin fermented by the decay bacteria of the present invention. The transformant can be used alone or in combination with one or more selected from the group consisting of conventional chemical fertilizers, bentonite, zeolite, vermiculite, ammonium, lime salt, rice straw, barley straw, and wild grass. However, it is not limited thereto.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, the following examples are only illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
실시예Example 1. One. 부후균을Swelling bacteria 이용한 리그닌의 Of used lignin 휴믹화Humic
부후균인 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum, 영지버섯) KACC 42231 또는 이팩스 락테우스(Irpex lacteus, 기계충버섯) KACC 43133을 0.4 g의 리그닌 분말이 포함된 100mL의 PDB(Potato dextrose broth) 배지에 각각 접종하여 약 3주 동안 180 rpm 및 30℃의 조건에서 배양한 후, 균사체를 믹서기로 분쇄한 다음, 13,000 rpm에서 원심분리 후 상층액을 휴믹 물질의 전형적인 흡광도로 알려진 450nm에서 측정하였다. 측정값은 상층액 1mL에 들어있는 고형분으로 나누어 Abs/g 값으로 표현하였다. 고형분은 85℃에서 완전히 수분을 제거하여 얻은 값을 이용하였다. 그 결과, 도 1에 개시한 바와 같이 리그닌으로부터 상기 부후균 발효를 통해 리그닌 변환체를 제조하였을 때, 450nm 파장이 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 리그닌 변환체, 즉 리그닌의 휴믹화가 부후균의 대사에 의해 일어난 것으로 판단되었다.
Ganoderma lucidum, an effervescent bacteria ( Ganoderma) lucidum , reishi mushroom) KACC 42231 or Efax lacteus (Irpex lacteus , mechanical insect) KACC 43133 was inoculated in 100 mL of PDB (Potato dextrose broth) medium containing 0.4 g of lignin powder, and cultured at 180 rpm and 30°C for about 3 weeks, and then the mycelium was mixed with a blender. After pulverization, centrifugation at 13,000 rpm, the supernatant was measured at 450 nm, which is known as the typical absorbance of the humic material. The measured value was divided by the solid content in 1 mL of the supernatant and expressed as Abs/g. As for the solid content, the value obtained by completely removing moisture at 85°C was used. As a result, as disclosed in FIG. 1, when the lignin transformant was prepared from lignin through the fermentation of the decay bacteria, it was confirmed that the wavelength of 450 nm was rapidly increased.Through this, the lignin transformant, that is, the humicization of the lignin, was It was judged to have occurred by the ambassador of.
실시예Example 2. 리그닌 2. Lignin 변환체의Transformant 식물의 뿌리 생장 촉진 효과 확인 Confirmation of plant root growth promotion effect
부후균인 가노데르마 루시덤 KACC 42231 또는 이팩스 락테우스 KACC 43133을 0.4 g의 리그닌 분말이 포함된 100mL의 PDB(Potato dextrose broth) 배지에 각각 접종하여 약 3주 동안 180 rpm 및 30℃의 조건에서 배양한 후, 각각의 균사체를 믹서로 분쇄한 다음, 13,000 rpm에서 원심분리 후 상층액을 동결건조하여 분말을 제조하였다. 상기 가노데르마 루시덤 KACC 42231 또는 이팩스 락테우스 KACC 43133 발효를 통해 제조한 리그닌 변환체 분말이 함유된 식물 영양 배지인 MS 고체 배지에 동일한 사이즈로 발아된 상추 유묘를 옮겨 약 2주 동안 생육시킨 후, 뿌리 부분을 수확하여 주근의 길이를 측정하여 평균/표준편차로 나타내었다. 그 결과, 도 2에 개시한 바와 같이 리그닌에 가노데르마 루시덤 KACC 42231 또는 이팩스 락테우스 KACC 43133의 균사체를 접종하여 발효시켜 제조한 리그닌 변환체를 포함하는 식물 영양 배지에 발아된 상추 유묘를 생육시켰을 때, 리그닌 변환체를 첨가하지 않은 대조군(control)에 비해 뿌리의 생장이 현저하게 증가되었으며, 특히 이팩스 락테우스 KACC 43133의 균사체를 접종하여 발효시켜 제조한 리그닌 변환체가 가노데르마 루시덤 KACC 42231의 균사체를 접종하여 발효시켜 제조한 리그닌 변환체보다 뿌리의 생장을 더욱 촉진시키는 것을 확인하였다.Inoculation of each of the swelling bacteria Ganoderma lucidum KACC 42231 or Ifax lacteus KACC 43133 in 100 mL of PDB (Potato dextrose broth) medium containing 0.4 g of lignin powder at 180 rpm and 30°C for about 3 weeks After incubation at, each mycelium was pulverized with a mixer, and then centrifuged at 13,000 rpm and the supernatant was freeze-dried to prepare a powder. Lettuce seedlings germinated in the same size were transferred to MS solid medium, which is a plant nutrient medium containing lignin transformant powder prepared through fermentation of the Ganoderma lucidum KACC 42231 or Ifax lacteus KACC 43133, and grown for about 2 weeks. After that, the root portion was harvested and the length of the main root was measured and expressed as mean/standard deviation. As a result, lettuce seedlings germinated in a plant nutrient medium containing a lignin transformant prepared by fermentation by inoculating the mycelium of Ganoderma lucidum KACC 42231 or Ifax lacteus KACC 43133 in lignin as disclosed in FIG. 2 When grown, the growth of the roots was significantly increased compared to the control without the addition of the lignin transformant.In particular, the lignin transformant prepared by inoculating and fermenting the mycelium of Ifax lacteus KACC 43133 was Ganoderma lucidum. It was confirmed that the mycelium of KACC 42231 was inoculated and fermented to further promote the growth of roots than the lignin transformant.
Claims (6)
상기 리그닌 변환체는 리그닌에 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum)을 접종하고 발효시켜 제조된 것을 특징으로 하는 식물체의 뿌리 생장 촉진용 조성물.A composition for promoting root growth of a plant containing a lignin transformant as an active ingredient,
The lignin transformant is a composition for promoting root growth of a plant, characterized in that prepared by inoculating and fermenting lignin with Ganoderma lucidum.
상기 리그닌 변환체는 리그닌에 가노데르마 루시덤(Ganoderma lucidum)을 접종하고 발효시켜 제조된 것을 특징으로 하는 식물체의 뿌리 생장 촉진용 토양 개량제.As a soil conditioner for promoting root growth of plants containing a lignin transformant as an active ingredient,
The lignin transformant is a soil conditioner for promoting root growth of a plant, characterized in that produced by inoculating and fermenting lignin with Ganoderma lucidum.
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
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| Appl Environ Microbiol Vol.65 No.12 pp.5307-13 |
| Standards in Genomic Sciences Vol.12 No.55* |
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|---|---|---|---|---|
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