KR20050111368A

KR20050111368A - 토양 미생물을 이용한 생장촉진제 및 그 생장촉진제를이용한 작물의 재배방법

Info

Publication number: KR20050111368A
Application number: KR1020040036552A
Authority: KR
Inventors: 정창호
Original assignee: 서울화인테크 주식회사
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-11-24

Abstract

본 발명은 토양 미생물로부터 추출된 PGPR 균주 중에 실험을 통하여 작물의 생장은 물론 길항력과 근권정착력에 가장 효과적인 균주들을 선별하여 적어도 세 종 이상을 혼합하되, 그 중 두 종은 반드시 AP8과 AP53을 포함하는 미생물 제제를 구성요소로 사용하여 성장촉진과 함께 길항력과 근권정착력을 유발시킴으로서, 가장 효율적인 성장촉진을 가져올 수 있도록 하여, 종래 무분별하게 PGPR균주를 혼합하여 사용함으로서 발생되던 원가상승문제와 비효율적인 성장촉진을 해결할 수 있는 생장촉진제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 성장촉진제를 이용하여 양배추, 오이, 고추, 옥수수, Cowpea, Water spinach, 비름(Amaranthus mangostamus) 및 토마토와 같은 작물을 재배함으로서, 빠른 시일 내에 좋은 품종의 작물을 재배할 수 있어 상품성의 향상과 수확량의 증대를 가져올 수 있으며, 비료사용을 절감하여 토양의 입단파괴 없이 농작물의 연작재배의 가능한 작물의 재배방법을 제공한다.

Description

토양 미생물을 이용한 생장촉진제 및 그 생장촉진제를 이용한 작물의 재배방법{A PGPR growing-promoter and it's growing method for crops}

본 발명은 토양으로부터 추출한 PGPR균주 중에 선별된 균주만을 혼합하여 제조된 생장촉진제에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 각 작물의 특성에 맞춰 가장 효과적인 성장촉진을 가져옴과 동시에 식물병원균에 길항력을 높일 수 있는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제 및 상기 생장촉진제를 이용한 작물의 재배방법에 관한 것이다.

일반적으로 농가에서는 고소득 작물재배를 위하여 비닐하우스 및 온실을 이용한 농작물의 연작재배의 가능과 그 수확량을 증대시키거나 식물병원균의 피해를 최소화하기 위하여 화학비료와 농약을 다량으로 사용하여 왔으나, 이로 인하여 토양은 각종 염류집적, 농약 잔류, 토양산성화, 토양의 입단 파괴 등의 그 물리화학적 성질이 극도로 악화되어 이제는 거의 고품질의 작물을 재배하기 어려운 시점까지 도달하였으며, 따라서 최근에는 정부차원에서 화학비료와 농약의 사용량을 규제하고 있는 실정이다.

또한, 근래에는 농약을 사용하지 않고 재배된 무공해 작물들이 소비자들 사이에서 각광을 받기 시작하면서 천적을 이용하거나 유기농재배방법에 의한 작물재배가 활성화되고 있어 앞으로는 더욱 더 화학비료와 농약의 사용에 대한 규제가 강화될 것으로 사료된다.

그러나, 상기와 같이 농약을 사용하지 않고 천적을 이용하거나 유기농재배방법들로는 아직까지 작물의 상품성 유지가 어렵고, 생산비용이 많이 들며 대량생산이 어렵다는 문제점으로 인하여 그에 대한 연구가 필요한 실정이며, 이와 같은 문제점의 대안으로 최근에는 토양으로부터 추출한 미생물을 이용하여 작물재배하는 방법들이 제시되고 있다.

일반적으로 비옥한 토양 1g에는 수천에서 수억마리의 미생물이 서식하고 있으며, 이들 미생물중 농업적으로 이용할 수 있는 기능을 갖고 있는 유효미생물 가운데 특성이 우수한 균주를 식물생육촉진성 근권세균(PGPR;Plant Growth-Promoting Rhizobacteria)이라 하여 따로 추출 및 배양한 다음 작물의 성장촉진제나 비료로 이용하고 있다.

이와 같이, PGPR 균주로 선별되는 미생물로는 오옥신이나 지베렐린과 같이 작물생육을 촉진시킬 수 있는 물질을 생성하는 것과 각종 작물에 병을 유발하는 병원성 미생물의 생육을 억제시키거나 항생물질을 분비하여 병원균을 사멸시킬 수 있는 기능을 갖고 있는 길항 미생물들이 주로 이용되고 있다.

이외에도 섬유소나 리그닌과 같이 분해되기 곤란한 유기물을 각종 효소를 분비하여 신속하게 분해시켜 주는 미생물 또는 불용성 인산을 용해시켜 인산비료의 시비효율을 높이거나 대두, 땅콩, 알팔파의 뿌리에 공생하면서 공기 중의 질소를 고정하는 미생물들이 이용되며, 기타 선충과 같은 유해생물을 포식하는 미생물들이 주요 대상이 되고 있다.

이러한 유효미생물은 일반적으로 식물의 생장에 필요한 각종 효소, 생리활성물질, 아미노산, 핵산 등을 분비하여 식물의 뿌리에 직접 또는 간접으로 흡수되어 다수확에 기여함과 동시에 수확물의 맛, 향기, 색깔, 저장성증대 등 품질향상과 영양분함량에도 크게 공헌하고 있는 것으로 알려져 있다.

또한, 미생물이 다른 미생물에 기생하여 용균, 파괴하는 길항작용과 미생물이 생산하는 대사산물, 즉 항생물질에 의해 다른 미생물의 활동을 저해하거나 살균하는 항생작용을 통하여 병원균의 감염원의 감소, 병원균의 침입에 대한 작물 표면의 보호, 작물의 저항성 증가 등을 통하여 작물 병해를 억제하는 것으로 알려져 있다.

상기와 같이 설명한 토양 미생물을 이용한 작물의 재배방법에 대한 기술로는 대한민국 특허등록 제2548호인 질소균 비료의 제조방법, 특허출원 제1997-25148호인 신규한 바실러스속 세균 균주 및 그를 이용한 식물 성장촉진방법이 있으며, 남조류를 포함하는 미생물을 비료 또는 토양개량제로서 사용한 예로는 일본 특개평4-108706호, 특개평5-194951호, 특개평6-16519호, 특개평6-80490호에 제시된 바 있다. 또한 대한민국 특허출원 제1997-26538호에서는 R.solani에 길항력이 있는 세균 및 그를 이용한 식물병원균 구제용 미생물 제제에 관하여, 대한민국 특허 출원번호 제2002-29092호에서는 식물병원진균에 항진균활성을 가지는 바실러스리체니포미스 균주의 분리 및 항진균물질의 생산조건에 관한 연구가 기재된 바 있다.

그러나, 전술하고 있는 기술들은 단순히 토양 미생물을 기존의 비료 또는 토양개질제 조성물에 첨가제로 사용함으로서 식물성장촉진이나 병원균 억제와 같은 단편적인 효과밖에 가져오지 못하였으며, 특히 미생물에 의한 성장촉진과 함께 병원균에 대한 길항력 향상을 통한 작물 수확량의 증대에 대해서는 아직까지 그 효과가 미비한 실정이다.

이에 본 발명자는 토양 미생물로부터 추출된 PGPR 균주들을 선별하여 각 작물의 특성에 맞춰 사용함에 따라 가장 효과적인 성장촉진을 가져옴과 동시에 식물병원균에 길항력 및 근권정착력을 높일 수 있는 토양 미생물을 이용한 생장 촉진제 및 상기 생장 촉진제를 이용한 작물의 재배방법을 발명하기에 이르렀다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 구성된 것으로, 토양 미생물로부터 추출된 PGPR균주 중에 각 작물의 특성에 맞춰 가장 효과적인 성장촉진과 병원균의 억제를 통한 길항력 및 근권정착력을 높일 수 있는 생장촉진제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 생장촉진제를 이용하여 양배추, 오이, 고추, 옥수수, Cowpea, Water spinach, 비름(Amaranthus mangostamus) 및 토마토와 같은 작물의 상품성 및 생산효율을 향상시킬 수 있는 작물의 재배방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

비효성분을 함유하거나 함유하지 않고, 토양으로부터 추출된 균주로 이루어진 미생물 제제를 포함하는 생장촉진제에 있어서,

상기 미생물 제제가 Paenibacillus apiarius strain AP8과, Brevibacillus megaterium strain AP53, Bacillus pumils strain AP269를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제를 제공함으로서 달성된다.

이하 본 발명에 의한 생장촉진제를 그 제조방법을 통하여 설명하면 다음과 같다.

전술한 바와 같이 토양 미생물 중에는 오옥신이나 지베렐린과 같이 작물생육을 촉진시키거나, 각종 작물에 병을 유발하는 병원성 미생물의 생육을 억제시키고 항생물질을 분비하여 병원균을 사멸시킬 수 있는 기능 등을 갖는 유효미생물이 있음을 밝힌 바 있다.

이에 본 발명에서는 상기한 유효미생물로 부터 추출되는 식물생육촉진성 근권세균(PGPR;Plant Growth-Promoting Rhizobacteria) 중에서, 실험을 통하여 작물의 근권정착력과 길항력에 가장 효과를 보이는 Paenibacillus apiarius strain AP8(이하 'AP8'이라 칭함)과, Brevibacillus megaterium strain AP53(이하 'AP53'라 칭함), Bacillus pumils strain AP269(이하 'AP269'이라 칭함)를 선별하였으며, 이와 같이 선별된 균주를 각각 배양하고 혼합한 미생물 제제를 작물의 재배에 사용하였을 때 작물의 성장촉진은 물론이고 근권정착력과 길항력에 있어서 골고루 뛰어난 효과를 가져옴을 확인하였다.

즉, 상기와 같이 AP8, AP53, AP269 균주로 구성된 미생물 제제의 경우에는 상기한 균주들을 단독 또는 두종이 혼합된 미생물 제제나 AP8, AP53, AP269 균주를 하나라도 제외하고 한종 이상의 다른 균주들과 혼합된 미생물 제제의 경우에 비하여 그 근권정착력과 길항력이 훨씬 뛰어남을 실험적으로 밝혀냈으며, 이는 AP8과 AP53, AP269 균주가 서로 혼합되었을 때 상호보완적인 관계를 가짐에 따라 상기한 효과들을 더욱 유발시키는 것으로 사료된다.

이와 같은 AP8, AP53, AP269 균주들은 토양으로부터 추출 및 분리된 다음 배양하게 되는데, 상기한 배양방법으로는 Tryptic Soy Broth나 Nutrient Broth 배지에서 28±1℃의 조건하에 2 ~ 3일간 배양하여 Stock cultures에 보관하여 사용하는 것이 바람직하다.

또 다른 균주의 배양방법으로서, 10중량%의 당밀이 함유된 물에 5 ~ 10중량%의 설탕과 아연, 알루미늄, 철, 망간 등의 미량원소를 포함시킨 배양액을 살균하여 식힌 후 추출한 균주를 섭씨 28℃ 조건에서 3 ~ 4일간 배양하는 방법을 제공하며, 이러한 배양방법은 비교적 저렴한 비용으로 행해질 수 있다는 장점이 있다.

상기와 같은 방법을 통하여 배양된 AP8과 AP53, AP269의 균주 배양액을 균일한 비율로 혼합하여 미생물 제제를 만들고, 상기와 같이 만들어진 미생물 제제를 액상 또는 고상의 형태를 갖는 성장촉진제로 제조하기 위하여 다양한 비효성분과 혼합하게 된다.

먼저, 본 발명은 액상의 형태를 갖는 생장촉진제를 제공하기 위하여 질산염과 유기물의 일종인 부식산(Humate), 퇴비추출물과 함께 혼합하여 제조되는 액상의 생장촉진제를 제공한다.

좀 더 상세하게는, 상기 생장촉진제의 총량에 대하여 미생물 제제 10 ~ 15중량%와, 질산염 3 ~ 5중량%, 부식산(Humate) 1 ~ 3중량%, 퇴비추출물 80 ~ 90중량%를 혼합하여 이루어진 액상의 생장촉진제를 제공한다.

이 때 미생물 제제는 AP8과 AP53, AP269의 균주 배양액을 혼합시 총 균주농도가 2.5×10⁷cfu/㎖가 되도록 물로 희석하여 그 농도를 유지하도록 하며, 각 균주들 간에는 1 : 1의 배합비율을 갖도록 한다. 또한 이와 같이 균주가 혼합된 미생물 제제는 생장촉진제 총량에 대하여 10 ~ 15중량%가 함유되는 것이 작물의 성장촉진에 있어서 가장 바람직하다.

질산염은 요소, 질산암모늄, 질산칼슘으로부터 한 종 이상을 선택하여 사용되며, 이러한 질산염은 생장촉진제를 보관시 미생물의 활동이 중지되지 않도록 하여 보관성을 향상시키는 역할을 수행하게 된다. 또한, 그 사용량은 생장촉진제 총양에 대하여 3 ~ 5중량%가 함유되도록 하는 것이 바람직하며, 이는 상기 범위보다 더 적게 첨가되면 충분한 보관성을 갖지 못하며, 상기 범위를 초과하여 첨가하게 되면 질산농도의 증가로 미생물에 오히려 해를 줄 수 있기 때문이다.

부식산(Humate)은 미생물의 영양원으로 사용되며, 그 사용량은 생장촉진제 총양에 대하여 1 ~ 3중량%가 함유되도록 하는 것이 바람직하며, 이는 상기 범위보다 더 적게 첨가되면 충분한 영양원을 공급하지 못해 미생물의 활성이 활발해지지 못하며, 상기 범위를 초과하여 첨가하여도 미생물의 활성에 큰 변화가 없어 경제적인 측면에서 상기한 범위내에 첨가하는 것이 바람직하다.

퇴비 추출물은 짚이나 잡초, 낙엽 등을 퇴적하여 부숙시킨 퇴비로부터 추출한 것으로, 질소, 인산, 칼륨을 비롯하여 각종 유기물이 함유되어 있어 작물에 지효성(遲效性)이 좋고, 흙의 보수성(保水性), 흡비력(吸肥力) 및 물리성을 증가시키고 흙의 산성화를 저지하는데 사용된다. 이러한 퇴비 추출물의 사용량은 생장촉진제 총량에 대하여 80 ~ 90중량%가 함유되도록 하는 것이 바람직하며, 이는 상기한 범위보다 더 적게 첨가되면 전술한 효과를 충분히 발휘하지 못하며, 상기 범위를 초과하여 첨가하게 되면 상대적으로 미생물 제제의 함유량이 적어지게 되어 작물의 충분한 성장촉진을 가져오지 못하게 되는 문제점이 발생되기 때문이다.

이와 같은 혼합단계에서 부과적인 효과를 얻기 위하여 키토산이나 원예상토, 계분 중에 한 종 이상을 선택하여 추가로 첨가할 수 있으며, 이러한 첨가제는 각각 2 ~ 5중량%씩 추가로 첨가되어 작물의 재배를 더욱 활성화시키게 된다.

또한, 본 발명은 전술한 AP8과 AP53, AP269 균주가 혼합된 미생물 제제를 광물질 자재나 토탄, 쌀겨와 같은 유기물에 흡착시켜 분말 또는 과립상의 성장촉진제로도 생산이 가능함을 언급한 바 있다.

이에 본 발명은 고상의 성장촉진제를 제조하기 위하여, 키토산 2 ~ 3중량%를 함유하는 원예상토에 미생물 제제를 수분함량이 10±1%가 되도록 첨가하여 제조된 고상의 성장촉진제를 제공한다.

이 경우에도 역시 미생물 제제는 AP8과 AP53, AP269의 균주 배양액을 혼합시 총 균주농도가 2.5×10⁷cfu/㎖가 되도록 하며, 각 균주들간에는 1 : 1의 배합비율을 갖도록 한다.

이와 같이 제조되는 생장촉진제는 토양 미생물로부터 선별된 AP8과 AP53, AP269 균주들로 이루어진 미생물 제제를 구성요소로 사용하여 작물의 성장촉진은 물론이며, 가장 효율적인 근권정착력과 길항력을 갖도록 하여, 종래 무분별하게 PGPR균주를 혼합하여 사용함으로서 발생되던 원가상승문제와 비효율적인 성장촉진을 해결할 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명에서는 상기한 제조방법에 의해 제조된 생장촉진제에 물에 불린 작물의 종자 혹은 어린 육모의 뿌리조직을 1시간 동안 침지시킨 후 꺼내어 밭이나 온실에 묘종 또는 파종하고, 묘종 또는 파종 후 남은 성장촉진제 60㏄를 뿌리부분의 흙에 부어준 다음, 14일 간격으로 총 4번에 걸쳐 성장촉진제를 동일량으로 부어주는 것을 특징으로 하는 작물의 재배방법을 제공한다.

상기한 본 발명의 작물재배방법을 좀 더 구체적으로 살펴보면, 먼저 토양 미생물로부터 추출된 균주 중에 AP8과 AP53, AP269 균주를 선택하여 혼합한 미생물 제제를 전술한 방법에 의해 생장촉진제를 제조하고, 상기와 같이 제조된 생장촉진제 내의 미생물 농도를 적정량까지 맞추기 위하여 물과 1 : 1의 비율로 혼합하여 50%의 농도로 희석시킨다.

상기와 같이 희석시킨 생장촉진제에 재배하고자 하는 작물의 종자 또는 어린 육모의 뿌리조직을 1시간 이상 침지시킨 후 건져내어 밭이나 묘종에 파종하고, 종자 혹은 육모를 심은 후 남은 생장촉진제 약 60㏄를 뿌리부분의 흙에 부어준 다음, 상기와 같은 과정을 파종 후 14일 간격으로 성장촉진제를 60㏄씩 추가로 3번을 더 부어 총 4번에 걸쳐 시비하게 된다.

이 때 처음 1회 및 2회 시비시에는 100% 농도의 생장촉진제를 사용하고, 3회시에는 75% 농도의 생장촉진제를, 4회시에는 50%의 농도의 생장촉진제를 사용하는 것이 바람직한 효과를 가져온다.

상기와 같이 토양 미생물을 이용한 성장촉진제를 양배추, 오이, 고추, 옥수수, Cowpea, Water spinach, 비름(Amaranthus mangostamus) 및 토마토와 같은 작물에 시비하게 되면, 빠른 시일 내에 좋은 품종의 작물을 수확할 수 있고 병원균에 의한 작물의 피해를 최소화하여, 상품성의 향상과 수확량의 증대를 가져올 수 있으며, 비료사용을 절감하여 토양의 입단파괴 없이 농작물의 연작재배의 가능하다는 것이다.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기는 하나 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

<제조예 1>

토양 미생물로부터 추출된 PGPR균주 중에 Paenibacillus apiarius strain AP8과, Brevibacillus megaterium strain AP53, Bacillus pumils strain AP269를 선별하여 Tryptic Soy Broth(DIFCO.Co) 배지에서 28℃의 조건하에 3일간 각각 배양하고, 이와 같이 배양된 균주들을 임의적으로 하나 또는 둘 이상을 선택하여 혼합한 다음 총 균주농도가 2.5×10⁷cfu/㎖가 되도록 물에 희석하여 미생물 제제를 제조하였다. 이 때 둘 이상이 혼합된 균주들간의 배합비율은 1 : 1이 되도록 하였다.

상기와 같이 완성된 미생물 제제 14g과 질산염(요소:질산암모늄:질산칼슘=2:1:1로 혼합) 4g, 부식산(Humate) 1g, 다시마 추출액 1g, 퇴비추출물 80g를 혼합하여 액상의 생장촉진제를 완성하였고, 이와 같이 제조된 생장촉진제 중에 선택적으로 키토산, 원예상토, 계분을 각각 2.5g씩 더 첨가하기도 하였다.

<실시예 1>

120℃에서 15분간 멸균시키고 50℃로 맞춘 Tryptic Soy Broth(DIFCO.Co)배지에 균주 배양액을 각각 0.3㎕씩 넣고 잘 혼합한 다음 페트리 디쉬(직경 8.5㎝)에 부어 고형화시킨 후, 상기 페트리 디쉬 위에 제조예 1의 PGPR 균주들을 각각 40㎍씩 흡수시킨 직경 1.0cm의 종이 디스크(Whatman No.2)를 놓았다.

상기 종이디스크에 잿빛곰팡이병(Botrytis Cinerea), 고추역병(Phytophthora capsici), 균핵병(Sclerotinia sclerotiorum), 모 잘룩병(Pythium ultiume), 뿌리썩음병(Rhizoctonia solani), 각균병(Phoma spp.)의 병원균주들을 각각 3%의 농도가 되도록 접종한 다음, 35℃에서 48시간 동안 배양한 후 종이 디스크 주위에 나타난 생장저해환(inhibition zone)의 직경을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

-길항력 측정-

- : 생장저해환의 직경이 1㎜이하임

+ : 생장저해환의 직경이 1 ~ 2㎜임

++ : 생장저해환의 직경이 2 ~ 3㎜임

+++ : 생장저해환의 직경이 3 ~ 4㎜임

++++ : 생장저해환의 직경이 4㎜이상임

사용된 균주	식물병원균의 길항력 시험
사용된 균주	B.C	P.C	S.S	P.U	R.S	P.ssp.
AP8	+++	+++	+++	++	+++	++
AP53	+	+	+	-	++	-
AP269	++	-	+	+	+	-
AP8+AP53	+++	+++	++++	++	++++	++
AP8+AP269	++++	+++	+++	+++	++++	+++
AP8+AP53+AP269	++++	++++	++++	++++	++++	++++

(B.C; Botrytis Cinerea, P.C; Phytophthora capsici, S.S; Sclerotinia sclerotiorum, P.U; Pythium ultiume, R.S; Rhizoctonia solani, P.spp.; Phoma spp.)

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 균주로서 AP8과, AP53, AP269를 단독 또는 두종을 혼합한 경우에 비하여 세종을 모두 혼합한 경우 각 식물 병원균에 대하여 골고루 높은 길항력을 갖고 있음을 알 수 있다.

<실시예 2>

실험군으로서, 제조예 1과 같이 제조된 생장촉진제에 1시간 동안 침지시킨 오이 종자를 두 장의 filter paper 사이에 치상시키고, 상기 치상된 오이종자로부터 석달간 1달 간격으로 뿌리를 채집하여 Root tip 1㎝를 절단한 후 1% sodium hypochlorite 용액으로 표면살균하고 살균수로 세척 및 건조시킨 다음 막자사발에서 뿌리를 갈아 그 즙액을 희석하여 Tryptic Soy Broth(DIFCO.Co) 배지에 Spreading한 후 28℃에서 배양하여 각각의 Colony수를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

또한, 이와 함께 대조군으로서 Pseudomonas fluorescens 균주를 접종한 오이 종자를 동일한 방법으로 근권정착력을 측정하여 하기 표 2에 함께 나타내었다.

사용된 균주	시간에 따른 미생물 밀도(cfu/종자)
사용된 균주	0	1달	2달	3달
AP8	2×10⁷	2×10⁸	1×10⁸	1×10⁸
AP53	1×10⁷	2×10⁷	1ㅧ10⁷	1×10⁷
AP269	2×10⁷	2×10⁷	2.5×10⁷	2×10⁷
AP8+AP53	2×10⁷	2×10⁸	1×10⁸	1×10⁸
AP8+AP269	2×10⁷	2×10⁷	1×10⁸	5×10⁷
AP8+AP53+AP269	2×10⁷	2×10⁸	2×10⁸	1.5×10⁸
Pseudomonas fluorescens	2×10⁷	1×10³	8×10²	5×10¹

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 균주로서 AP8과, AP53, AP269를 단독 또는 두종을 혼합한 경우에 비하여 세종을 모두 혼합한 경우 시간이 경과할수록 그 밀도가 비교적 오랫동안 높게 유지됨을 확인하였으며, 이러한 결과는 오이의 근권정착력이 향상됨을 알 수 있다.

<실시예 3>

실험군으로서, 제조예 1과 같이 제조된 생장촉진제에 1시간 동안 침지시킨 오이 종자를 실온을 유지하는 비닐하우스에 파종하고, 파종 후 남은 성장촉진제 60㏄를 뿌리부분의 흙에 부어준 다음, 잿빛곰팡이병(Botrytis Cinerea), 고추역병(Phytophthora capsici), 균핵병(Sclerotinia sclerotiorum), 모 잘룩병(Pythium ultiume), 뿌리썩음병(Rhizoctonia solani), 각균병(Phoma spp.)의 접종원을 2%씩 토양에 접종하였다. 그 후 14일 간격으로 성장촉진제를 60㏄씩 추가로 3번을 더 부어 총 4번에 걸쳐 시비하면서 오이를 50일간 재배하였으며, 이 때 처음 1회 및 2회 시비시에는 100% 농도의 생장촉진제를 사용하고, 3회시에는 75% 농도의 생장촉진제를, 4회시에는 50%의 농도의 생장촉진제를 사용하였다.

또한, 이와 함께 대조군으로서 상기와 동일한 조건으로 오이를 재배하되, 생장촉진제를 사용하지 않고 무처리 상태로 50일간 재배하였다.

상기와 같이 생장촉진제를 사용하면서 재배한 실험군과 생장촉진제를 사용하지 않고 재배한 대조군의 각각 잎 표면에 나타난 Local legion수를 센 다음 대조군의 Local legion수에 대비하여 실험군에 대한 병원균의 발병률을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.

사용된 균주	식물병원균의 발병률(%)
사용된 균주	B.C	P.C	S.S	P.U	R.S	P.spp.
AP8	28	31	32	25	45	30
AP53	56	61	75	70	75	63
AP269	42	78	68	53	77	72
AP8+AP53	26	25	26	23	39	24
AP8+AP269	21	27	20	17	42	19
AP8+AP53+AP269	13	20	25	16	30	18
무처리	80	73	85	69	78	65

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 균주로서 AP8과, AP53, AP269를 단독 또는 두종을 혼합한 경우에 비하여 세종을 모두 혼합한 경우 각 식물 병원균에 대하여 발병율이 현저하게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 4>

실험군으로서, 제조예 1과 같이 제조된 생장촉진제에 양배추, 오이, 고추, 옥수수, 시금치, Cowpea, 비름(Amaranthus mangostamus) 및 토마토의 종자들을 1시간 동안 침지시키고, 실온을 유지하고 있는 비닐하우스에 파종한 후, 파종 후 남은 성장촉진제 60㏄를 뿌리부분의 흙에 부어준 다음, 14일 간격으로 성장촉진제를 60㏄씩 추가로 3번을 더 부어 총 4번에 걸쳐 시비하면서 양배추와 옥수수, 토마토, 시금치는 40일간, 오이는 45일간, 고추와 Cowpea는 3개월간, 비름(Amaranthus mangostamus)은 2개월간 각각 재배하였다. 이 때 처음 1회 및 2회 시비시에는 100% 농도의 생장촉진제를 사용하고, 3회시에는 75% 농도의 생장촉진제를, 4회시에는 50%의 농도의 생장촉진제를 사용하였다.

상기와 같이 생장촉진제를 사용하면서 재배한 작물들을 실험군으로 하여 그 생장촉진율 및 발아율을 하기 표 4에 나타내었고, 이와 함께 생장촉진제를 사용하지 않고 무처리되어 재배된 작물들을 대조군으로 하여 그 생장촉진율 및 발아율을 측정하여 표 4에 함께 나타내었다.

	사용된 균주	발아율(%)	작물의 성장율
	사용된 균주	발아율(%)	잎의질량(g)	뿌리의질량(g)	전체질량(g)
오이	AP8	75	-	-	-
	AP53	85	-	-	-
	AP8+AP53	93	66.24	12.32	78.56
	AP8+AP53+AP269	97	86.46	10.78	97.24
	무처리	50	52.02	4.66	56.68
양배추	AP8	77	-	-	-
	AP53	86	-	-	-
	AP8+AP53	92	43.68	5.69	49.37
	AP8+AP53+AP269	96	56.55	4.08	60.63
	무처리	55	37.73	1.99	39.72
고추	AP8	76	-	-	-
	AP8+AP53	78	-	-	-
	AP8+AP53	89	162	21	183
	AP8+AP53+AP269	98	190	15	205
	무처리	51	140	11	145
옥수수	AP8	76	-	-	-
	AP53	84	-	-	-
	AP8+AP53	94	89	29	118
	AP8+AP53+AP269	99	100	45	145
	무처리	62	55	23	78
시금치	AP8	77	-	-	-
	AP53	85	-	-	-
	AP8+AP53	93	55.66	13.69	69.35
	AP8+AP53+AP269	99	68.12	14.73	82.85
	무처리	56	42.46	13.18	55.64
토마토	AP8	72	-	-	-
	AP53	81	-	-	-
	AP8+AP53	91	55.2	15.8	71.0
	AP8+AP53+AP269	98	80.9	29.1	110.0
	무처리	58	37.8	13.2	51.0
Cowpea	AP8	65	-	-	-
	AP53	77	-	-	-
	AP8+AP53	88	-	-	4.950*
	AP8+AP53+AP269	97	-	-	5.800*
	무처리	57	-	-	4.400*
Amaranth	AP8	66	-	-	-
	AP53	76	-	-	-
	AP8+AP53	92	-	-	1.670*
	AP8+AP53+AP269	98	-	-	1.800*
	무처리	65	-	-	1.500*

(주: *는 수확한 종자 또는 식물 질량을 측정한 결과 수치임)

상기 표 4에 나타난 결과와 같이, 각 작물에 대하여 PGPR균주를 포함하는 미생물 제제를 사용한 경우에 무처리한 대조군에 비해 발아율이 향상됨을 알 수 있으며, 이는 PGPR 균주들이 기본적으로 식물의 생장촉진에 영향을 준다는 사실을 뒷받침하는 것으로, 다만, 균주로서 AP8과, AP53, AP269를 단독 또는 두종을 혼합한 경우에 비하여 세종을 모두 혼합한 경우에 발아율이 좀 더 향상됨을 확인할 수 있었다.

또한, 각 작물에 대하여 선택적으로 그 성장률을 측정한 결과에서도 역시 균주를 포함하는 미생물 제제를 사용한 경우가 무처리한 경우에 비하여 그 성장률이 월등히 향상됨을 확인할 수 있었으며, 세종의 균주가 모두 혼합된 경우에 비교적 성장율이 좀 더 향상됨을 확인할 수 있었다.

상술한 바와 같이 본 발명의 생장촉진제는 토양 미생물로부터 추출된 PGPR 균주 중에 실험을 통하여 작물의 생장은 물론 길항력과 근권정착력에 가장 효과적인 균주들을 선별하여 적어도 세 종 이상을 혼합하되, 그 중 두 종은 반드시 AP8과 AP53을 포함하는 미생물 제제를 구성요소로 사용하여 성장촉진과 함께 길항력과 근권정착력을 유발시킴으로서, 가장 효율적인 성장촉진을 가져올 수 있도록 하여, 종래 무분별하게 PGPR균주를 혼합하여 사용함으로서 발생되던 원가상승문제와 비효율적인 성장촉진을 해결할 수 있다는 것이다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 성장촉진제에 양배추, 오이, 고추, 옥수수, Cowpea, Water spinach, 비름(Amaranthus mangostamus) 및 토마토와 같은 작물에 사용하여 빠른 시일 내에 좋은 품종의 작물을 재배할 수 있어 상품성의 향상과 수확량의 증대를 가져올 수 있으며, 비료사용을 절감하여 토양의 입단파괴 없이 농작물의 연작재배의 가능하다는 것이다.

Claims

비효성분을 함유하거나 함유하지 않고, 토양으로부터 추출된 균주로 이루어진 미생물 제제를 포함하는 생장촉진제에 있어서,

상기 미생물 제제가 Paenibacillus apiarius strain AP8과, Brevibacillus megaterium strain AP53, Bacillus pumils strain AP269를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제.
청구항 1에 있어서, 상기 미생물 제제는 각 균주가 1 : 1의 배합비율로 혼합되어 있고, 상기 혼합된 균주의 총농도는 2.5×10⁷cfu/㎖가 되도록 희석된 것임을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 미생물 제제가 비효성분으로서 질산염과 부식산(Humate), 퇴비추출물이 함께 혼합됨을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제.
청구항 3에 있어서, 상기 비효성분과 혼합시 생장촉진제의 총량에 대하여 미생물 제제 10 ~ 15중량%와, 질산염 3 ~ 5중량%, 부식산(Humate) 1 ~ 3중량%, 퇴비추출물 80 ~ 90중량%가 혼합됨을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제.
청구항 4에 있어서, 상기 질산염은 요소, 질산암모늄, 질산칼슘 중에 하나 이상을 선택하여 혼합사용됨을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제.
청구항 5에 있어서, 상기 혼합단계에서 키토산이나 원예상토, 계분이 각각 2 ~ 5중량%가 선택적으로 추가로 첨가됨을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 미생물 제제가 키토산 2 ~ 3중량%를 함유하는 원예상토에 수분함량이 10±1%가 되도록 첨가됨을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제.
토양으로부터 통상의 방법에 따라 AP8과 AP53, AP264, AP265, AP266, AP268, AP269 균주들을 선택적으로 각각 분리하고 배양하는 단계와;

상기 균주 배양액들 중에 두 종은 반드시 AP8과 AP53을 포함하고, AP264, AP265, AP266, AP268, AP269 중에 적어도 한 종 이상을 선택하여 서로 혼합하여 미생물 제제를 제조하는 단계와;

상기 미생물 제제를 질산염과 유기물의 일종인 부식산(Humate), 퇴비추출물과 함께 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 미생물을 이용한 생장촉진제의 제조방법.
청구항 1의 생장촉진제를 50%의 농도로 희석시키고, 상기 희석된 생장촉진제에 물에 불린 작물의 종자 혹은 어린 육모의 뿌리조직을 1시간 동안 침지시킨 후 꺼내어 밭이나 온실에 묘종 또는 파종하고, 남은 성장촉진제 60㏄를 뿌리부분의 토양에 부어준 다음, 14일 간격으로 총 4번에 걸쳐 성장촉진제를 동일량으로 부어주는 것을 특징으로 하는 작물의 재배방법.
청구항 9에 있어서, 상기 성장촉진제를 토양에 시비시 처음 1회 및 2회에는 100% 농도의 생장촉진제를, 3회시에는 75% 농도의 생장촉진제를, 4회시에는 50%의 농도의 생장촉진제를 사용하는 것을 특징으로 하는 작물의 재배방법.