KR102505273B1 - 신규의 아조스피릴룸 sp. FWR9 및 이를 이용한 퇴비 - Google Patents
신규의 아조스피릴룸 sp. FWR9 및 이를 이용한 퇴비 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 퇴비 제조에 사용하기 좋은 신규의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP) 및 이를 이용한 퇴비에 관한 것으로, 본 발명의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)는 고분자의 유기성 물질 (탄수화물, 단백질 및 지방 등)을 적절한 크기로 분해하여, 작물이 흡수하기 좋게 변환시키는 특징이 있다. 따라서, 본 발명의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)를 이용한 퇴비는 작물이 잘 자라게 된다.
Description
본 발명은 퇴비 제조에 사용하기 좋은 신규의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 및 이를 이용한 퇴비에 관한 것이다.
커피는 다양한 나라에서 기호 식품으로 이용되어 왔다. 우리나라에서는 1인당 1년 커피 소비량이 338잔으로, 많은 량이 소비되고 있으며, 커피의 소비는 해가 갈수록 증가 하고 있다. 한편, 커피는 제조 과정 중에 90% 이상을 찌꺼기 형태 (커피박)로 버려지는 문제점이 있다. 또한, 커피박은 일반 생활 폐기물 또는 음식 폐기물로 버려지는데, 그 과정에서 메탄가스를 유발시키고, 특히, 생활폐수로 버려진 것은 하수구로 흘러들어 수질을 오염시키고 있다. 또한, 매립된 커피박은 이산화탄소 보다 지구온난화를 일으킬 위험이 20배 이상 높은 메탄가스를 배출한다고 보고된 바 있다. 그럼에도 커피박은 오직 0.1% 만이 재사용되는 것으로 알려져 있다.
한편, 환경공단의 2019년도 발표에 따르면, 생활 폐기물 중 음식물 폐기물은 하루 16,000톤 배출되어 전체 생활 폐기물의 약 30%를 차지하는데, 연간 처리 비용만 8,000억원으로 음식물 폐기물의 자원화에 대한 중요성이 부각되고 있다.
음식물 폐기물의 자원화 처리방법에는 사료화, 퇴비화, 혐기성 소화를 통한 바이오가스화 처리방법이 있다. 다양한 연구기관 및 회사에서 음식 폐기물에 대한 처리에 연구 중에 있으나, 현재 운영되고 있는 사료 및 퇴비 자원화 처리 시설은 악취 발생, 폐수 배출, 과도한 에너지 사용, 온실가스 배출 등의 문제를 발생시키고 있다.
커피박, 음식물 폐기물 등의 유기성 폐기물을 저감화시킬 수 있는 방법이 필요하다.
이에 본 발명에서는 유기성 폐기물로부터 작물 재배에 유용한 퇴비를 제조할 수 있는 신규의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 유기성 폐기물 및 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 사용하여 제조한 퇴비를 제공하고자 한다.
본 발명은 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 제공한다.
또한, 본 발명은 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 미생물 제제를 제공한다.
또한, 본 발명은 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 및 유기성 폐기물을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 퇴비를 제공한다.
또한, 본 발명은 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP), 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP) 중 선택되는 어느 하나 이상의 미생물과 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 및 유기성 폐기물을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 퇴비를 제공한다.
한편, 상기 본 발명의 퇴비에 있어서, 상기 유기성 폐기물은 바람직하게, 음식물 폐기물을 4~6, 커피박을 4~6, 왕겨를 0.8~1.2의 무게 비율로 포함하는 유기성 폐기물인 것이 좋다.
본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)는 고분자의 유기성 물질 (탄수화물, 단백질 및 지방 등)을 적절한 크기로 분해하여, 작물이 흡수하기 좋게 변환시키는 특징이 있으며, 우수한 질소 고정화능력을 가지고 있다. 따라서, 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 이용한 퇴비는 작물이 잘 자라게 된다.
도 1은 본 발명 균주들을 분리하기 위해, 음식물 퇴비화 장치 내에서 시료를 수득한 후, 플레이트에 배양한 것을 보여준다.
도 2는 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)의 계통도 분석 결과이다.
도 3은 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP) 멤브레인의 지방산 특성 분석 결과이다.
도 4는 본 발명 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)의 계통도 분석 결과이다.
도 5는 본 발명 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 멤브레인의 지방산 특성 분석 결과이다.
도 6은 본 발명 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP)의 계통도 분석 결과이다.
도 7은 본 발명 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP) 멤브레인의 지방산 특성 분석 결과이다.
도 8은 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP), 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9, 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1의 현미경 관찰 결과이다.
도 9는 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)의 효소활성 및 생리특성 분석 결과이다.
도 10은 본 발명 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)의 효소활성 및 생리특성 분석 결과이다.
도 11은 본 발명 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP)의 효소활성 및 생리특성 분석 결과이다.
도 12는 커피박, 음식물 폐기물 및 왕겨를 혼합한 후, 2일간 발효시켜 얻은 1차 발효 퇴비를 일반 상토와 1:1의 중량비율로 혼합한 후, 30일간 상추를 재배하며, 1차 발효 퇴비의 작물 생장 촉진능을 일반 상토와 비교한 결과이다.
도 13은 상기 1차 발효 퇴비에, 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)를 포함하는 동결건조분말 (혼합균주)을 첨가하고, 30일간 발효시켜 2차 발효 퇴비를 제조하고, 상기 2차 발효 퇴비를 일반 상토와 1:1, 2:1 중량비율로 혼합한 후, 30일간 상추를 재배하며, 2차 발효 퇴비의 작물 생장 촉진능을 일반 상토와 비교한 결과이다.
도 2는 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)의 계통도 분석 결과이다.
도 3은 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP) 멤브레인의 지방산 특성 분석 결과이다.
도 4는 본 발명 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)의 계통도 분석 결과이다.
도 5는 본 발명 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 멤브레인의 지방산 특성 분석 결과이다.
도 6은 본 발명 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP)의 계통도 분석 결과이다.
도 7은 본 발명 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP) 멤브레인의 지방산 특성 분석 결과이다.
도 8은 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP), 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9, 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1의 현미경 관찰 결과이다.
도 9는 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)의 효소활성 및 생리특성 분석 결과이다.
도 10은 본 발명 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)의 효소활성 및 생리특성 분석 결과이다.
도 11은 본 발명 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP)의 효소활성 및 생리특성 분석 결과이다.
도 12는 커피박, 음식물 폐기물 및 왕겨를 혼합한 후, 2일간 발효시켜 얻은 1차 발효 퇴비를 일반 상토와 1:1의 중량비율로 혼합한 후, 30일간 상추를 재배하며, 1차 발효 퇴비의 작물 생장 촉진능을 일반 상토와 비교한 결과이다.
도 13은 상기 1차 발효 퇴비에, 본 발명 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP)를 포함하는 동결건조분말 (혼합균주)을 첨가하고, 30일간 발효시켜 2차 발효 퇴비를 제조하고, 상기 2차 발효 퇴비를 일반 상토와 1:1, 2:1 중량비율로 혼합한 후, 30일간 상추를 재배하며, 2차 발효 퇴비의 작물 생장 촉진능을 일반 상토와 비교한 결과이다.
본 발명은 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 제공한다.
상기 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)는 음식물 폐기물 퇴비화 장치에서 분리해 낸 것으로, 서열번호 2의 16S rRNA 서열을 갖는다. 하기 실시예에서, 서열번호 2로 유전적 동정한 결과, 가장 유사한 균주와 오직 98.1% 만이 유사하였다. 이를 통해 본 발명의 균주는 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.)의 신규 균주임을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)는 작물 재배에 유용한 퇴비 제조에 사용하기 좋다. 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)는 다양한 효소활성 및 생리특성을 보이는데, 퇴비에 포함되어 있는 고분자 물질들을 저분자 물질로 분해하여 작물들이 퇴비에 포함된 유용성분 흡수를 더욱 쉽게 할 수 있도록 한다. 또한, 질소순환에 관여하여, 작물 생장에 도움을 줄 수 있다. 하기 실시예에 따르면, 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 사용하여 발효시킨 퇴비의 작물 생장 촉진능이 우수하다.
또한, 본 발명은 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 이용한 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 미생물 제제를 제공한다.
상기 미생물 제제는 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 포함하는 것을 의미하는데, 일예로는 균주 건조분말 형태로 제조된 것을 들 수 있다. 이렇게 제조된 미생물 제제를 퇴비 제조 장치에 투입하는 방식으로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 유기성 폐기물은 음식물 폐기물, 도축장의 도축 폐기물, 식품 가공공장의 폐기물 등의 식품 관련 폐기물 및 하·폐수처리장의 슬러지, 축산분뇨 등의 기타 유기성 물질을 의미한다.
또한, 본 발명은 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 및 유기성 폐기물을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 퇴비를 제공한다.
또한, 본 발명은 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP), 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP) 중 선택되는 어느 하나 이상의 미생물과 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 및 유기성 폐기물을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 퇴비를 제공한다.
상기 FWR9, FWR7 및 FWT1는 유기성 폐기물을 작게 분해하여, 작물 등이 퇴비에 포함된 유기성 물질들을 더욱 쉽게 흡수할 수 있도록 도와준다. 따라서, 상기와 같이 제조된 퇴비를 작물 재배에 사용하는 경우 작물이 잘 자라게 된다. 한편, 상기 FWR9, FWR7 및 FWT1는 바람직하게 각각 0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 좋다.
한편, 퇴비 제조시에 상기 유기성 폐기물로, 바람직하게, 음식물 폐기물, 커피박 및 왕겨를 혼합한 것을 사용하는 것이 좋다.
매립 등으로 폐기되는 음식물 폐기물, 커피박, 왕겨를 더욱 활용하여 자원 순환에 도움을 줄 수 있다. 특히, 커피박의 경우 주로, 커피 매장에서 발생되는 생활 폐기물로, 재활용율이 0.1% 정도로 매우 낮은 것으로 알려져 있다.
게다가, 하기 실시예에 따르면, 음식물 폐기물을 4~6, 커피박을 4~6, 왕겨를 0.8~1.2의 무게 비율로 포함하도록 첨가하여 제조하는 경우, 퇴비 성분 규격에 적합하면서도, 질소, 인산, 칼리 함량이 높아 작물 재배에 유용한 퇴비를 제조할 수 있다.
한편, 퇴비 제조시에 기타 보충성분들을 더욱 첨가하여 제조할 수 있다. 더욱 다양한 성분들을 갖게 하거나, 기존 성분들을 보충하여 재배하고자 하는 작물 특징에 더욱 맞는 퇴비를 제조할 수 있는 것이다. 이때, 사용하는 기타 보충성분 또한 발명의 취지에 맞추어 유기성 폐기물을 사용하는 것이 좋은데, 바람직한 예시로 골분, 술지게미, 깻묵을 들 수 있다.
이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니고 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.
[실시예 1: 균주 분리 및 동정]
1) 균주 분리
음식물 처리 장치에 사용하기 적합한 미생물을 분리하고자 했다. 이를 위해 2년동안 안정적으로 운용되던 음식물 퇴비화 장치 내에서 시료를 채취한 후, 희석하고, 도 1 처럼 플레이트에 배양하여 총 43 종의 균주를 분리할 수 있었다.
2) 균주 동정
43 종의 균주에 대하여, 유기성 폐기물의 퇴비화 관련 실험 진행하고, 퇴비제조에 적합한 균주를 선택하였다. 이를 통해, FWR9, FWT1, FWR7가 균주가 유기성 폐기물의 퇴비화에 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이후 FWR9, FWR7, FWT1 균주들을 바이오팩트회사에 의뢰하여 16S rRNA 분석을 진행하였다.
16S rRNA 분석한 결과, FWR7 균주의 경우, 서열번호 1의 16S rRNA 서열을 얻을 수 있었다. 서열번호 1로 유전적 동정한 결과 네오리조비움 토메질렌세 (Neorhizobium tomejilense)와 서열이 약 97.3% 유사한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 계통도 분석 (도 2)을 통해, 기존 속내의 다른 종과 구별되는 신규의 균주임을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 본 발명의 FWR7 균주는 신규의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) 균주임을 알 수 있었다. 한편, 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 멤브레인의 지방산 특성을 분석하여 도 3의 결과를 얻을 수 있었다.
FWR9 균주의 경우, 서열번호 2의 16S rRNA 서열을 얻을 수 있었다. 서열번호 2로 유전적 동정한 결과 아조스피릴룸 티오필룸 (Azospirillum thiophilum)과 서열이 약 98.1% 유사한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 계통도 분석 (도 4)을 통해, 기존 속내의 다른 종과 구별되는 것을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 FWR9 균주는 신규의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) 균주임을 알 수 있었다. 한편, 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 멤브레인의 지방산 특성을 분석하여 도 5의 결과를 얻을 수 있었다.
FWT1 균주의 경우, 서열번호 3의 16S rRNA 서열을 얻을 수 있었다. 서열번호 3으로 유전적 동정한 결과 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum)과 서열이 약 99.13% 유사한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 계통도 분석 (도 6)을 통해, 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) 균주임을 알 수 있었다. 한편, 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 멤브레인의 지방산 특성을 분석하여 도 7의 결과를 얻을 수 있었다.
한편, 상기 FWR7, FWR9, FWT1 균주를 각각 농촌진흥청 국립농업과학원에 기탁하고 수탁번호를 부여받아, 최종적으로 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP), 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP), 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)으로 명명하였다.
[실시예 2: 규주 특징 확인 실험]
1) 배양 및 현미경 관찰
본 발명의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7을 배양한 결과, 적합 배양온도는 20~37℃, 최적 배양온도는 25℃, 적합 배양염도는 0~2.0%, 적합 배양pH는 7~8인 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9를 배양한 결과, 적합 배양온도는 20~37℃, 최적 배양온도는 25℃, 적합 배양염도는 0~1.5%, 적합 배양pH는 7~8인 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1을 배양한 결과, 적합 배양온도는 20~37℃, 최적 배양온도는 25℃, 적합 배양염도는 0~2.0%, 적합 배양pH는 7~8인 것을 확인할 수 있었다.
현미경으로 관찰한 결과, FWR7, FWR9 및 FWT1는 모두 간균 형태의 균주임을 확인할 수 있었다 (도 8).
2) FWR7의 효소활성 및 생리특성 측정
네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7의 효소활성을 테스트한 결과, 알칼리성 인산분해효소 (Alkaline phosphatase), 에스트레이즈(Estrease, C4), 에스트레이즈 리파아제 (Estrease Lipase, CB), 류신 아릴아미다제 (Leucine arylamidase), 트립신(Trypsin), 알파-키모트립신(α-chymotrypsin), 산성 포스파타제 (Acid phospatase), 나프톨-AS-Bl-포스포하이드롤라제(Naphtol-AS-Bl-phosphohydrolase), 베타-글루쿠로니다제(β-glucurorndase), 알파-글루코시다제(α-glucosidase), 베타-글루코시다아제(β-glucosidase), N-아세틸-베타-글루코사미닌다제(N-acetyl-β－glucosaminindase)가 양성으로 나타났다 (도 9의 a).
네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7의 생리특성을 테스트한 결과, 아르기닌 이가수분해 (arginine dihydrolase), 우레아제(urease), hydrolysis (b-glucosidase), 베타-글루코시다제(β-glucosidase), 포도당 동화 (glucose assimilation), 아라비노스 동화 (arabinose assimilation), 만노스 동화 (mannose assimilation), 만니톨 동화 (mannitol assimilation), N-아세틸-글루코사민 동화 (N-acetyl-glucosamine assimilation), 말토스 동화 (maltose assimilation), 글루코네이트 동화 (gluconate assimilation), 말산 동화 (malate assimilation)가 양성으로 나타났다 (도 9의 b).
한편, 상기 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7의 효소활성 측정 결과 및 생리특성 측정 결과는, 본 발명의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7을 이용하여 퇴비를 제조하는 경우, 고분자 물질 (탄수화물, 지방, 단백질)을 저분자 물질로 바꾸어 작물 생장에 도움을 줄 수 있음을 의미한다.
3) FWR9의 효소활성 및 생리특성 측정
아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9의 효소활성을 테스트한 결과, 알칼리성 인산분해효소 (Alkaline phosphatase), 에스트레이즈(Estrease, C4), 에스트레이즈 리파아제 (Estrease Lipase, CB), 류신 아릴아미다제 (Leucine arylamidase), 트립신(Trypsin), 산성 포스파타제 (Acid phospatase), 나프톨-AS-Bl-포스포하이드롤라제(Naphtol-AS-Bl-phosphohydrolase), 베타-글루코시다아제(β-glucosidase), 알파-후코시다제(α-fucosidase)가 양성으로 나타났다 (도 10의 a).
아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9의 생리특성을 테스트한 결과, 질산염의 감소 (duction of nitrates), 아르기닌 이가수분해 (arginine dihydrolase), 우레아제(urease), 베타-글루코시다제(β-glucosidase), 베타-갈락토시다제(β-galactosidase), 포도당 동화 (glucose assimilation), 만니톨 동화 (mannitol assimilation), N-아세틸-글루코사민 동화 (N-acetyl-glucosamine assimilation)가 양성으로 나타났다 (도 10의 b).
한편, 상기 네오리조비움 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9의 효소활성 측정 결과 및 생리특성 측정 결과는, 본 발명의 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9를 이용하여 퇴비를 제조하는 경우, 고분자 물질 (탄수화물, 지방, 단백질)을 저분자 물질로 바꾸어 작물 생장에 도움을 줄 수 있음을 의미한다. 또한, 질소순환에 관여하여, 작물 생장에 도움을 줄 수 있음을 의미한다.
4) FWT1의 효소활성 및 생리특성 측정
마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1의 효소활성을 테스트한 결과, 에스트레이즈(Estrease, C4), 에스트레이즈 리파아제 (Estrease Lipase, CB), 리파제(Lipase, C14), 류신 아릴아미다제 (Leucine arylamidase), 발린 아릴아미다제 (Valine arylamidase), 크리스틴 아릴아미다제 (Crystine arylamidase), 트립신(Trypsin), 알파-키모트립신(α-chymotrypsin), 산성 포스파타제 (Acid phospatase), 나프톨-AS-Bl-포스포하이드롤라제(Naphtol-AS-Bl-phosphohydrolase), 베타-글루쿠로니다제(β-glucurorndase), 알파-글루코시다제(α-glucosidase), 베타-글루코시다아제(β-glucosidase), 알파-만노시다아제(α-mannosidase)가 양성으로 나타났다 (도 11의 a).
마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1의 생리특성을 테스트한 결과, 아르기닌 이가수분해 (arginine dihydrolase), 우레아제(urease), 베타-갈락토시다제(β-galactosidase), 베타-갈락토시다제(β-galactosidase), 포도당 동화 (glucose assimilation), 아라비노스 동화 (arabinose assimilation), 만노스 동화 (mannose assimilation), 만니톨 동화 (mannitol assimilation), 말토스 동화 (maltose assimilation), 글루코네이트 동화 (gluconate assimilation), 말산 동화 (malate assimilation), 시트르산 동화 (citrate assimilation)가 양성으로 나타났다 (도 11의 b).
한편, 상기 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1의 효소활성 측정 결과 및 생리특성 측정 결과는, 본 발명의 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1을 이용하여 퇴비를 제조하는 경우, 고분자 물질 (탄수화물, 지방, 단백질)을 저분자 물질로 바꾸어 작물 생장에 도움을 줄 수 있음을 의미한다.
[실시예 3: 본 발명의 균주를 이용한 퇴비 제조 및 퇴비의 특성 확인 실험]
본 실시예에서는 본 발명의 균주를 이용한 퇴비가 식물 재배에 유용한 특징을 보일 수 있는지, 확인하고자 했다. 또한, 어떠한 구성으로 퇴비를 제조해야, 유기성 폐기물 처리에 유용하면서도, 식물 재배에 더욱 유용한 특징을 보일 수 있는지 확인하고자 했다.
3-1) 퇴비 제조를 위한 음식물 폐기물 회득
본 발명에서 사용하는 음식물 폐기물은 음식물 퇴비화 장치에서 얻을 수 있었다. 구체적으로, 상기 음식물 퇴비화 장치는 희석발효방식으로 음식물을 처리하는데, 음식물을 발효시켜 감량시키고, 탈수시킨 후, 남은 음식물 찌꺼기를 회수장치에 모아두는 장치이다. 본 발명에서는 상기 음식물 퇴비화 장치에 음식물을 투입한 후, 2일이 지난 시점에, 상기 회수장치에 모인 음식물 찌꺼기를 퇴비 제조를 위한 음식물 폐기물로 사용하였다.
3-2) 음식물 폐기물 및 커피박을 이용한 1차 발효 퇴비 제조
음식물 폐기물 및 커피박을 이용한 퇴비는 상기 회수장치 내에서 제조할 수 있었다. 구체적으로 음식물 폐기물이 있는 회수장치에, 커피박 및 왕겨를 투입한 후 2일간 발효시켜 제조하였다. 구체적인 첨가 비율은 하기 표 1에 나타냈다.
| 명칭 | 커피박(kg) | 음식물(kg) | 왕겨(kg) |
| 제조예 1 | 5 | 2.5 | 2.5 |
| 제조예 2 | 7 | 1.5 | 1.5 |
| 제조예 3 | 3 | 3.5 | 3.5 |
| 제조예 4 | 5 | 5 | - |
| 제조예 5 | 5 | 4 | 1 |
제조예 1 내지 3을 제조하며 관찰한 결과, 커피박:음식물의 중량비율이 1:1보다 높아져 음식물의 중량비율이 더 큰 비율을 차지하게 되면, 퇴비 발효 과정중에 악취가 발생하는 문제점을 확인할 수 있었다. 따라서, 이후 제조과정에서는 음식물의 중량이 커피박의 중량을 넘지 않도록 퇴비를 제조하였다.
제조예 4를 제조한 후, 비토분석센타 주식회사에 의뢰하여, 퇴비 성분을 검사한 결과, 퇴비 성분 규격에 대부분 적합하였지만, 수분 함량이 다소 높게 나왔다.
제조예 5를 제조한 후, 퇴비 성분을 검사한 결과, 수분 함량이 적정하게 나와 퇴비로 사용하기에 적합하였다. 게다가, 제조예 4의 경우보다 인산 및 칼리 성분이 높아져 작물 재배에 더욱 적합하였다.
3-3) 1차 발효 퇴비를 이용한 상추 재배 실험
상기 실시예 3-2)에서 제조한 퇴비를 이용하여 상추를 재배하며, 일반 상토와 비교하였다.
구체적으로, 일반 상토와 제조예 4, 제조예 5를 각각 1:1의 중량비율로 혼합한 후, 30일간 상추를 재배하고, 뿌리의 생장, 잎의 크기 등을 종합적으로 비교하였다 (도 12).
이를 통해 상기 제조한 1차 발효 퇴비가 작물 생장에 도움을 주는 것을 확인할 수 있었다. 게다가, 왕겨가 더욱 첨가된 퇴비의 경우, 작물이 더욱 잘 재배되는 것을 확인할 수 있었다.
3-4) 미생물이 더욱 첨가된 2차 발효 퇴비 제조
1차 발효 퇴비에 미생물을 첨가하고 발효시킨 퇴비를 제조하였다.
구체적으로, 상기 3-2)에 기재한 방식으로 커피박 5kg, 음식물 폐기물 5kg, 왕겨 1kg이 혼합된 1차 발효 퇴비를 제조하였다. 제조된 1차 발효 퇴비에 혼합균주 0.1g을 혼합시킨 후, 30일간 2차 발효시켜, 2차 발효 퇴비를 제조하였다.
한편, 상기 사용된 혼합균주는 상기 실시예 1에서 기재한 본 발명의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7, 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 및 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1의 균주 배양액을 동결건조한 후, 1:1:1의 무게비율로 혼합하여 제조한 것으로, 1 x 1012 CFU/mg의 농도를 가진다.
한편, 상기 2차 발효 과정을 관찰한 결과, 30일 동안의 2차 발효 후, 퇴비가 부엽토 냄새로 완전 숙성된 것을 확인할 수 있었다. 이후, 제조된 퇴비 성분을 검사하고, 상기 제조예 5의 퇴비 성분과 비교한 결과, 질소, 인산 및 칼리 성분을 더욱 많이 함유하는 것을 확인할 수 있었다.
3-5) 2차 발효 퇴비를 이용한 상추 재배 실험
상기 실시예 3-4)에서 제조한 퇴비를 이용하여 상추를 재배하며 일반 상토와 비교하였다.
구체적으로, 상기 제조한 2차 발효 퇴비와 일반 상토를, 1:1, 2:1의 비율로 각각 혼합시킨 후, 30일간 상추를 재배하고 (도 13), 뿌리의 생장, 잎의 크기 등을 종합적으로 비교하였다.
이를 통해, 2차 발효 퇴비의 비율이 높은 경우, 상추가 더욱 잘 재배되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 3-3)의 제조예 5 (커피박, 음식물 폐기물, 왕겨)를 이용한 상추 재배 결과와 상기 2차 발표 퇴비 (커피박, 음식물 폐기물, 왕겨, 혼합균주)를 이용한 결과를 비교해도, 상추가 더욱 잘 자란 것을 확인할 수 있었다.
이는 본 발명의 네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7를 포함한 혼합균주가 퇴비 제조에 사용된 커피박 및 음식물 폐기물 등의 유기성 폐기물을 적절한 크기로 분해하여, 작물이 흡수하기 좋게 변환하고, 이에 상추가 더욱 잘 자란 것을 의미한다.
기탁기관명 : 농촌진흥청 국립농업과학원 미생물은행(KACC)
수탁번호 : KACC81197BP
수탁일자 : 20211206
기탁기관명 : 농촌진흥청 국립농업과학원 미생물은행(KACC)
수탁번호 : KACC81196BP
수탁일자 : 20211206
기탁기관명 : 농촌진흥청 국립농업과학원 미생물은행(KACC)
수탁번호 : KACC81195BP
수탁일자 : 20211206
Claims (5)
- 트립신(Trypsin) 활성을 가지는 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP).
- 트립신(Trypsin) 활성을 가지는 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 관련 폐기물의 퇴비화를 위한 미생물 제제.
- 트립신(Trypsin) 활성을 가지는 아조스피릴룸 sp. (Azospirillum sp.) FWR9 (KACC 81197BP) 및 식품 관련 폐기물을 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 퇴비.
- 제3항에 있어서,
상기 퇴비는,
네오리조비움 sp. (Neorhizobium sp.) FWR7 (KACC 81196BP), 마이크로박테리움 테스타시움 (Microbacterium testaceum) FWT1 (KACC 81195BP) 중 선택되는 어느 하나 이상의 미생물을 더욱 혼합하여 제조한 것을 특징으로 하는 퇴비.
- 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 식품 관련 폐기물은,
음식물 폐기물을 4~6, 커피박을 4~6, 왕겨를 0.8~1.2의 무게 비율로 포함하는 것임을 특징으로 하는 퇴비.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020220117406A KR102505273B1 (ko) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 신규의 아조스피릴룸 sp. FWR9 및 이를 이용한 퇴비 |
| PCT/KR2023/013953 WO2024058613A1 (ko) | 2022-09-16 | 2023-09-15 | 신규의 아조스피릴룸 sp. fwr9 및 이를 이용한 퇴비 |
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|---|---|---|---|
| KR1020220117406A KR102505273B1 (ko) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 신규의 아조스피릴룸 sp. FWR9 및 이를 이용한 퇴비 |
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Family Applications (1)
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| KR1020220117406A KR102505273B1 (ko) | 2022-09-16 | 2022-09-16 | 신규의 아조스피릴룸 sp. FWR9 및 이를 이용한 퇴비 |
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Citations (5)
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| KR101057475B1 (ko) | 2011-02-08 | 2011-08-17 | 문홍순 | 유기성 폐기물의 퇴비화를 위한 미생물 제제 및 이의 제조방법 그리고 이를 이용한 유기성 폐기물의 퇴비화 방법 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, Vol.287, Article No.012025 pp.1-9(2019.)* * |
Also Published As
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| WO2024058613A1 (ko) | 2024-03-21 |
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