KR102360682B1 - 식용곤충 분말, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제 및 상기 종자 코팅제로 코팅된 종자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식용곤충 분말, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제 및 상기 종자 코팅제로 코팅된 종자에 관한 것으로, 본 발명의 식용곤충, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제를 이용하게 되면 종자 발아율 및 식물의 초장 길이가 현저하게 증가되고 파종 시 종자의 수분유지 및 유실방지 효과가 있을 뿐만 아니라, 종자 발아부터 유묘기까지 별도로 비료를 공급할 필요가 없으며, 화학 비료를 사용하지 않아 친환경농법으로 매우 유용하게 이용될 수 있다.

Description

식용곤충 분말, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제 및 상기 종자 코팅제로 코팅된 종자{Seed coating agent containing edible insect powder, nitrogen fixing bacteria, loess and starch and seed coated by the same agent}

본 발명은 식용곤충 분말, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제 및 상기 종자 코팅제로 코팅된 종자에 관한 것이다.

일반적으로 농사를 짓는 방법은 모종을 직접 키우거나 종묘상에서 구입한 모종을 경작지에 이식시켜서 농사를 짓고 있지만 최근에는 농사가 대형화 및 기계화됨에 따라 경작지에 식물 종자를 직파하는 농법이 많이 수행되고 있는데, 이러한 방법은 경작지의 토질에 따라 발아율이 낮고 항공기 등을 이용한 파종은 식물 종자가 바람에 날려 균일하게 파종되지 않을 뿐만 아니라, 발아된 종자를 성장시키기 위하여 비료의 소모량이 커지고 과잉 투입 비료로 인한 토양 오염이 유발되어 토양의 산성화가 지속되는 등의 부작용이 있어 농업 경쟁력이 약한 것을 알지만 다른 대안이 없어서 현재까지도 모종을 이식하는 농법이 주요 농사법이 되어 왔다.

또한, 노동 인력을 동원하여 모종 이식 농사를 하더라도 모종을 이식하거나 이송하는 과정에서 어린 모종의 뿌리, 잎 및 줄기에 손상이 생겨서 이식 활착율이 떨어지고 모종이 자라던 환경과 이식된 경작지의 토질이나 토양 상태가 달라서 이식된 모종이 스트레스를 받아서 좋은 결실을 맺기 어려운 점이 있다. 이러한 점을 개선하기 위하여 식물 종자의 발아율을 높일 목적으로 "관상용 식물의 씨앗 발아용 케이스"가 개발되었으나, 식물의 종자가 발아하는데 약간의 도움을 주지만 식물 전체가 별도의 배양토가 없는 경작지에서 발아하면 발아된 식물의 성장에 필요한 비료를 살포하여야 하는 단점이 있었다. 또한 식물 종자가 자라면서 지속적인 비료 살포가 필요하기 때문에, 기존의 농업기법이나 별반 차이가 없었다.

한편, 식용곤충(edible insect)은 철, 인, 질소, 칼륨 등의 무기질 함량이 높고 기타 영양물질이 다량 함유되어 있으며 종류로는 갈색거저리 유충, 쌍별귀뚜라미, 벼메뚜기, 백강잠누에, 누에번데기, 흰점박이꽃무지 유충, 장수풍뎅이 유충 등이 있다. 식용곤충을 사용해서 농작물을 위한 비료를 생산할 경우, 온실 가스 배출량이 줄고, 작물을 재배하기 위한 토지의 효율성을 높여준다. 따라서 식용곤충은 지속가능한 개발의 선두주자이자 좋은 비료의 원료가 된다. 곤충을 원료로한 비료는 일반 화학비료를 이용한 제품보다 환경을 보호하는 것과 생물의 다양성을 보존하는데 도움을 주며, 식용곤충 비료는 양식된 곤충을 토대로 추가 가공이 필요 없는 풍부한 유기물이 함유되어 있다.

질소고정세균은 식물이 이용할 수 있는 암모니아로 대기 중의 N₂를 전환하는 능력이 있어 탄소(C)는 충분하지만 질소(N)가 부족한 환경에서 식물 생장을 촉진시키는 능력이 있다. 질소고정세균은 식물 생장 및 수확량에 유리한 효과를 나타내는 세균 그룹인 식물생장촉진 근권세균(PGPR, Plant Growth Promoting Rhizobacteria) 그룹하에 위치할 수 있는데, 이는 질소 고정 외에 또 다른 기작에 의해 식물 생장을 촉진하기 때문이다. 질소 비료의 사용을 줄이는 것 외에 식물과 질소고정세균의 상호작용을 이용하는 것은 사용된 비료의 효율을 증가시킬 수 있다. 생물비료에 의한 BNF(Biological nitrogen fixation)의 양은 작물의 전체 N 요구도의 일부만을 충족시키나, 생태계로부터 질소의 손실을 줄이는 효과는 작물 생산의 N 경제성에 크게 기여할 수 있다.

한편, 한국공개특허 제2014-0076724호에는 '직파용 코팅 식물종자 및 그 제조방법'에 대해 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2019-0069799호에는 '산양삼 종자 코팅 및 이의 제조방법'에 대해 개시하고 있다. 하지만, 본 발명의 '식용곤충 분말, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제 및 상기 종자 코팅제로 코팅된 종자'에 대해서는 아직까지 개시된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 식용곤충 분말, 질소고정세균 분말, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제로 종자를 코팅한 경우, 종자 코팅제를 사용하지 않은 종자에 비해 발아율이 높을 뿐만 아니라, 별도의 비료 공급 없이도 코팅하지 않은 종자를 파종하여 일반 비료를 시비한 경우 보다 식물의 초장 길이가 현저하게 증가하는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 식용곤충 분말, 질소고정세균 분말, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 종자 코팅제로 코팅된 종자를 제공한다.

본 발명의 식용곤충, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제를 이용하게 되면 종자 발아율 및 식물의 초장 길이가 현저하게 증가되고 파종 시 종자의 수분유지 및 유실방지 효과가 있을 뿐만 아니라, 종자 발아부터 유묘기까지 별도로 비료를 공급할 필요가 없으며, 화학 비료를 사용하지 않아 친환경농법으로 매우 유용하게 이용될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 식용곤충 분말, 질소고정세균 분말, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제를 제공한다.

본 발명의 종자 코팅제는 총 중량에 대하여 15~45 중량%의 식용곤충 분말, 10~30 중량%의 질소고정세균 분말, 30~50 중량%의 황토 및 1~10 중량%의 전분을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 종자 코팅제는 총 중량에 대하여 30~40 중량%의 식용곤충 분말, 15~25 중량%의 질소고정세균 분말, 35~45 중량%의 황토 및 2.5~7.5 중량%의 전분을 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 종자 코팅제는 총 중량에 대하여 35 중량%의 식용곤충 분말, 20 중량%의 질소고정세균 분말, 40 중량%의 황토 및 5 중량%의 전분을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 상기 식용곤충 분말은 밀웜(mealworm)의 분말일 수 있으나, 이제 제한되지 않는다.

또한, 상기 질소고정세균은 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens)일 수 있으며, 바람직하게는 아그로박테리움 튜머파시엔스 CBCEN 균주(KACC 91460P)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 아그로박테리움 튜머파시엔스 CBCEN 균주는 질소고정 이외에 IAA(indole acetic acid) 생산능과 스트레스 상황에서 식물의 정상적인 생장을 방해하는 에틸렌을 감소시키는 ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase) 효소 생산능을 가지고 있다.

또한, 상기 종자는 식량 작물류, 채소 작물류, 특용 작물류, 화훼류 및 사료 작물류로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 종자일 수 있으며, 바람직하게는 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 아라비돕시스, 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용작물류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 봉선화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 종자일 수 있으며, 더 바람직하게는 화훼류의 종자일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 종자 코팅제는 비료 공급원이자 질소고정세균의 먹이인 밀웜 분말과 대기 중의 질소를 고정해 식물이 사용할 수 있는 형태로 전환하는 능력이 있는 질소고정세균을 포함하며, 밀웜 분말 및 질소고정세균이 종자 표면에 잘 고정되어 있도록 해주는 결합제로서 황토 및 전분을 포함하므로, 이를 이용하여 종자를 코팅하게되면 종자 발아율이 증가되고, 별도의 비료 공급 없이도 유묘기까지 식물체의 지상부 생장을 증가시키는 효과가 있다.

본 발명은 또한, 상기 종자 코팅제로 코팅된 종자를 제공한다. 상기 종자의 범위는 전술한 바와 같다.

이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제조예 1. 식용곤충, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제 제조

종자 코팅제를 제조함에 있어, 식용곤충은 비료(N, P, K) 공급원이자 질소고정세균의 먹이로서 밀웜(mealworm)을 분말화하여 사용하였고, 질소고정세균은 대기 중의 질소를 고정해 식물이 사용할 수 있는 형태로 전환하는 능력이 있어 식물 생장 및 수확량에 유리한 효과를 나타내는 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) CBCEN 균주(KACC91460P)를 농업생명공학연구원으로부터 분양받아 배양한 후, 동결건조하여 분말화(균주 농도: 1.0×10⁸CFU/㎖)하여 사용하였다. 황토는 종자와 종자 코팅제 구성성분의 결합제로서 사용하였고 전분은 황토의 응집력을 증진시키기 위해 사용하였다. 본 발명자는 종자 코팅제 총 중량에 대하여 35 중량%의 밀웜 분말, 20 중량%의 아그로박테리움 튜머파시엔스 CBCEN 균주 분말, 40 중량%의 황토 및 5 중량%의 전분을 포함하도록 혼합하여 종자 코팅제를 제조하여 하기 실시예에 사용하였다.

실시예 1. 식용곤충, 질소고정세균, 황토 및 전분을 포함하는 종자 코팅제를 이용한 식물 성장 촉진효과

상기 제조예 1에서 제조된 종자 코팅제의 효과를 확인하기 위해, 종자 코팅제로 코팅된 봉선화 종자를 토양에 1cm 깊이로 파종한 후, 25-26℃, 장일조건(LD 16:8h)으로 2주일간 생육시켜 식물 지상부 생장을 확인하였다. 비교 대조군으로 종자 코팅제로 코팅하지 않은 봉선화 종자를 토양에 1cm 깊이로 파종한 후 일반 비료(엔피콤733, (주)풍농)를 시비하였다. 종자 발아율 측정은 70%(v/v) 에탄올 및 25%(v/v) 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite) 용액으로 종자를 살균한 다음 멸균수로 5회 세척하였다. 이후에 종자 코팅제로 코팅된 종자 또는 코팅되지 않은 종자를 각 10개씩 2개 페트리디쉬(petridish)에 치상한 후 25-26℃, 장일조건(LD 16:8h)으로 배양하였으며, 5일 후 초엽이 올라온 개체를 세어 종자 발아율을 비교하였다.

그 결과, 표 1에 개시한 바와 같이 본 발명의 종자 코팅제로 코팅된 종자의 경우, 종자 코팅제로 코팅하지 않은 종자에 비해 발아율이 높을 뿐만 아니라, 별도의 비료 공급 없이 종자 코팅제로 코팅된 종자를 파종하였을 때에도 종자 코팅제로 코팅하지 않고 일반 비료를 시비한 종자보다 초장(plant height)이 25% 더 증가한 것을 확인하였다.

종자 발아율 측정

	종자 발아율(%)
제조예 1의 종자 코팅제로 코팅된 종자	100
제조예 1의 종자 코팅제로 코팅하지 않은 종자	60

Claims (6)

1. 종자 코팅제 총 중량에 대하여 15~45 중량%의 밀웜(mealworm) 분말, 10~30 중량%의 아그로박테리움 튜머파시엔스(Agrobacterium tumefaciens) 분말, 30~50 중량%의 황토 및 1~10 중량%의 전분으로 이루어진 종자 코팅제.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 종자는 식량 작물류, 채소 작물류, 특용 작물류, 화훼류 및 사료 작물류로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 종자인 것을 특징으로 하는 종자 코팅제.
6. 제1항 또는 제5항의 종자 코팅제로 코팅된 종자.