KR20090068271A

KR20090068271A - 식물 잔류물을 분해·감용하는 신규 바실루스 균주

Info

Publication number: KR20090068271A
Application number: KR1020097008633A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 가와바타
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2009-06-25
Also published as: EP2062969A4; US20100028974A1; JP2008086287A; EP2062969A1; US8003366B2; TW200825182A; AU2007303514A1; JP4904122B2; KR101419964B1; WO2008041505A1

Abstract

단기간에 충분히 식물 잔류물을 분해·감용하는 방법, 그 방법에 사용하기 위한 세균, 및 그 세균을 함유하는 식물 잔류물의 분해·감용 자재를 제공한다. 특히, 자연 조건하에서도 충분히 안정적으로 식물 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 세균을 알아내어, 식물 잔류물의 분해·감용을 위해 이용한다. 식물의 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 바실루스·푸밀루스 KS-C4 균주 (FERM BP-10842) 의 균체 또는 균체 배양물을 함유하는 자재를 식물 잔류물에 투입한다.

Description

식물 잔류물을 분해·감용하는 신규 바실루스 균주{NOVEL BACILLUS BACTERIUM STRAIN CAPABLE OF DEGRADING/VOLUME-REDUCING PLANT RESIDUE}

본 발명은, 식물 잔류물을 분해·감용 (減容) 하는 능력을 갖는 신규 바실루스 균주, 이것을 함유하는 식물 잔류물의 분해·감용 자재, 그리고 이들을 사용하여 식물 잔류물을 분해·감용하는 방법에 관한 것이다.

정원이나 골프장의 그린 등에 있어서는, 잔디를 정기적으로 손질할 필요가 있어, 정기적으로 잔디의 깎은 찌꺼기가 발생한다. 또한, 고사한 깎은 찌꺼기나 잔디나 다른 식물의 줄기, 잎, 뿌리 등의 잔류물이 분해되지 않은 상태에서 잔디밭 상에 축적되어, 태치가 형성된다. 이와 같은 깎은 잔디나 태치를 장기간 방치시켜 두면, 각종 병원균이 발생·증식하거나 유해한 가스가 발생하거나 하고, 그 결과, 잔디의 고사나 생육 불량 등의 피해가 일어나는 것이 알려져 있다. 특히, 포자를 형성하는 병원균이 일단 발생하면, 태치층 내에서 포자의 형성이 촉진되고, 이것이 병원균의 새로운 접종원이 되어, 피해는 더욱 심각화된다. 또한, 토양에 깎은 잔디나 태치의 층이 일정 이상의 두께로 축적됨으로써, 토양이나 잔디 뿌리로의 공기, 물, 영양원, 농약 등의 이행이 방해를 받고, 그 결과, 잔디의 생육 저해가 일어나거나 병이 발생하기 쉬워지거나 하는 것도 알려져 있다. 이 와 같은 문제를 일으키는 깎은 잔디나 태치를 제거하기 위해, 종래 골프장 등에서는 버티컬이나 에어레이션을 실시하거나, 목토 (目土) 를 실시하는 등의 물리적 수단이 사용되었다. 그러나, 이들 방법은 간편한 방법이라고는 하기 어렵고, 정기적으로 실시하기 위해서는 노력 (勞力) 을 필요로 하며, 또한 비용도 드는 등의 문제가 있었다. 또한, 이들 방법에 의해서는 충분히 깎은 잔디 및 태치를 제거할 수 없었다.

또한, 하천이나 도로에 발생하는 잡초의 관리는, 지금까지 잡초의 깎기, 건조, 집초 (集草), 반출, 소각에 의해 실시되어 왔지만, 현재 안이한 소각 처분이나 매립 처분은 엄격하게 법률로 규제되고 있다. 특히 방대한 양의 깎은 풀의 처분은 환경, 미관, 비용의 면에서 큰 문제가 되고 있다.

또한, 농작물을 수확한 후에 남은 잔류물 등은, 밭 등에 그대로 방치되면 병원균의 발생원이 되므로 신속한 제거나 분해가 요망되는데, 상기 잡초의 관리와 동일하게 환경, 비용 등의 면에서 큰 문제가 되고 있다.

이와 같은 상황하에서, 깎은 잔디나 태치를 세균 등의 미생물을 사용하여 분해·감용함으로써 제거하는 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 셀룰로오스를 분해하는 능력을 갖는 페니실륨속 세균이나 바실루스·마세란스 (Bacillus macerans) 등이 알려져 있으며, 이 균체를 깎은 잔디나 태치층을 갖는 토양에 시용 (施用) 하는 것이 제안되어 있다 (특허 문헌 1, 2). 그러나, 이들 세균을 함유하는 미생물 자재의 깎은 잔디나 태치의 분해 능력은 충분하지 않아, 실용적이지 않았다. 또한, 상기의 어느 세균도 일정한 시험 조건하에서는 증식하여, 깎은 잔디나 태치를 분해할 수 있었지만, 실용 단계에 있어서는 일조, 온도, 강우 등의 자연 조건이 그 증식 속도 등에 크게 영향을 주어, 충분하고 안정적인 효과가 얻어지지 않는다는 문제가 있었다.

또한, 잡초에 대해서는 퇴비화하여 이용하는 방법이 검토되고 있지만, 적용할 구체적인 미생물에 대한 검토는 충분히 실시되지 않아, 효과가 안정적이지 않다는 문제가 있었다 (특허 문헌 3).

특허 문헌 1 : 일본 특허 제3324979호

특허 문헌 2 : 일본 특허 제3283228호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평11-240784호

발명의 개시

본 발명은, 단기간에 충분히 식물 잔류물을 분해·감용하는 방법, 그 방법에 사용하기 위한 세균, 및 그 세균을 함유하는 식물 잔류물의 분해·감용 자재를 제공하는 것을 과제로 한다. 특히, 자연 조건하에서도 충분히 안정적으로 식물 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 세균을 알아내어, 식물 잔류물의 분해·감용을 위해 이용하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 실시한 결과, 식물 잔류물을 분해·감용하는 능력이 우수한 세균을 알아냈다. 그리고, 이 세균을 배양하여 얻은 배양물을 함유하는 자재를 식물 잔류물에 투입한 결과, 식물 잔류물의 분해·감용이 촉진되는 것을 알아내어, 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하와 같다.

(1) 식물의 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 바실루스·푸밀루스 (Bacillus pumilus) KS-C4 균주 (FERM BP-10842).

(2) (1) 에 기재된 균주 및/또는 식물의 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 그 균주의 변이주의 균체, 혹은 그 균체 배양물을 유효 성분으로서 함유하는 식물 잔류물의 분해·감용 자재.

(3) (2) 에 기재된 식물 잔류물의 분해·감용 자재를 식물 잔류물에 투입하는 것을 특징으로 하는 식물 잔류물의 분해·감용 방법.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 바실루스·푸밀루스 (Bacillus pumilus) KS-C4 균주는, 본 발명자들에 의해 사이타마현의 골프장의 토양으로부터 분리된 균주로, 식물 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 것을 특징으로 한다. 「식물 잔류물」이란, 식물의 잎, 줄기, 꽃, 뿌리 등의 식물체의 적어도 일부를 포함하고, 또한 제거, 분해가 필요해지는 것을 가리키며, 예를 들어, 골프장, 정원 등의 깎은 잔디나 태치, 톱밥, 바크, 전정 (剪定) 재 등등의 목질물, 볏짚, 밀짚 등의 짚류, 왕겨, 밀기울 등의 곡물 잔류물, 농작물 등의 수확 잔류물, 농작물 등의 토양 중의 근부 잔류물, 야채 등의 식물을 포함하는 가정의 음식물 쓰레기, 식물을 섭식하는 가축의 대변, 식품 산업 폐기물 등이 포함된다. 또한, 「분해·감용하는 능력」이란, 식물 잔류물에 균체를 투입한 경우에, 그 식물 잔류물에 포함되는 식물체를 구축하고 있는 다당류를 영양원으로 하여 증식하고, 그 결과, 식물 잔류물의 고형분 질량이나 체적을 감소시키는 능력을 말한다.

바실루스·푸밀루스 KS-C4 주의 균학적 성질은 이하와 같다.

KS-C4 주는, 셀룰라아제 활성 및 펙티나아제 활성을 갖고 있다. 셀룰라아제 활성 및 펙티나아제 활성을 갖는다란, 균체를 배양하여 얻어진 배양물 중에 셀룰라아제 활성 및 펙티나아제 활성을 검출할 수 있을 정도로 이들 효소를 생성하는 것을 말한다. 구체적으로는, 세포 내에서 셀룰라아제 및 펙티나아제를 생성하여, 세포벽의 외측에 생성 셀룰라아제 및 생성 펙티나아제를 부착하고 있거나, 세포 외에 생성 셀룰라아제 및 생성 펙티나아제를 분비하는 것을 말한다.

셀룰라아제는, 셀룰로오스의 β1→4 글루코시드 결합을 가수 분해하는 효소이다. 셀룰라아제는, 셀룰로오스 사슬을 랜덤하게 분해하는 엔도글루카나아제, 및 셀룰로오스의 환원 말단으로부터 셀룰로오스 사슬을 분해하여, 셀로비오스를 생성하는 셀로비오히드로라아제의 양방을 포함한다. 펙티나아제는, 펙틴, 펙티닌산, 펙틴산을 구성하는 폴리갈락투론산의 α1→4 결합을 가수 분해하는 효소이다.

KS-C4 균주의 16S rRNA 유전자의 DNA 염기 배열을 배열 번호 1 에 나타낸다. 또한, BLAST 를 사용한 GenBank/DDBJ/EMBL 에 대한 상동성 검색의 결과, KS-C4 균주의 16S rRNA 는 상동률 99.8％ 로 바실루스·푸밀루스 DSMZ27 의 16S rRNA 와 높은 상동성을 나타냈다.

이로부터, KS-C4 균주는 바실루스·푸밀루스 (Bacillus pumilus) 에 귀속한다고 추정되었다.

KS-C4 균주는, 2006년 8월 2일부터 독립 행정 법인 산업 기술 종합 연구소 특허 생물 기탁 센터 (이바라키현 츠쿠바시 히가시 1 쵸메 1 반치 1 츄오우 다이 6) 에 수탁 번호 FERM P-20978 로 기탁되고, 2007년 6월 19일에 부다페스트 조약에 기초한 국제 기탁에 이관되어 수탁 번호 FERM BP-10842 가 부여되어 있다.

KS-C4 균주는, 통상적으로 바실루스·푸밀루스의 배양에 사용되는 방법에 의해 배양할 수 있다. 예를 들어, 배양 온도는 10 ∼ 40℃ 에서 실시할 수 있는데, 통상적으로는 30 ∼ 35℃ 에서 배양하는 것이 바람직하다. 또한, 배양 방법은 왕복동식 진탕 배양, 자 퍼멘터 배양 등에 의한 액체 배양법이나 고체 배양법을 사용할 수 있다.

배양에 사용되는 배지 성분도 특별히 제한되지 않고, 동물성 또는 식물성 중 어느 것을 사용해도 되며, 예를 들어, 밀기울, 쌀겨, 보리, 유제품 등을 포함하는 자재를 사용할 수 있다. 또한, 탄소원으로서 글루코오스, 수크로오스, 당밀 등의 당류, 시트르산 등의 유기산류, 글리세린 등의 알코올류, 그리고 질소원으로서 암모니아, 황산암모늄, 염화암모늄, 질산암모늄 등의 암모늄염이나 질산염 등을 첨가할 수 있다.

또한, KS-C4 균주의 균체를 보존하기 위해서는, 포자 상태로 하고, 건조시켜 보존하는 것이 품질 안정성의 관점에서 바람직하다. 포자를 형성시키는 경우에는, 배양 주기에 있어서, 배지의 조성, 배지의 pH, 배양 온도, 배양 습도, 배양할 때의 산소 농도 등의 배양 조건을 그 포자 형성 조건에 적합하도록 조정하면 된다.

본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, KS-C4 균주 및/또는 식물의 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 KS-C4 균주의 변이주의 균체, 혹은 그 균체 배양물을 유효 성분으로서 함유하는 것을 특징으로 한다. 「균체 배양물」이란, 균체를 배양하여 얻어지는 배양물을 말한다.

본 발명에 사용되는 KS-C4 균주의 변이주 및 재조합주는 식물 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖고, 또한 그 능력이 유지되고 있는 균주를 사용할 수 있다.

KS-C4 균주의 변이주는, KS-C4 균주를 자연 변이시키거나 화학적 변이제나 자외선 등으로 변이 처리하여 얻어진 균주로부터, KS-C4 균주의 식물 잔류물을 분해·감용하는 능력이 KS-C4 균주와 동등 또는 증강되어 있는 균주를 선발함으로써 얻을 수 있다. 또한, 또 다른 바람직한 성질이 유지되고 있는 균주를 선발하는 것도 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서는, KS-C4 균주의 재조합주를 사용할 수도 있다. 이와 같은 재조합주는, 예를 들어, 식물 잔류물을 분해·감용하는 능력에 관여하는 유전자의 발현이 증강되도록, 그 유전자의 발현을 조절하는 유전자를 개변하여 KS-C4 균주에 도입함으로써 얻을 수 있다. 또한, 상기 능력 이외의 다른 바람직한 성질이 증강 또는 부여되도록 개변해도 된다.

또한, 본 명세서에 있어서는, 상기 KS-C4 균주의 변이주를 포함하여 간단하게 「KS-C4 균주」라고 하는 경우도 있다.

본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재에 함유되는 KS-C4 균주의 균체는, 포자 상태이어도 되고, 영양 세포 상태이어도 된다. 통상적으로는 보존성의 관점에서 포자 상태인 것이 바람직하다.

본 발명의 식물 잔류물 분해·감용 자재에 있어서의 KS-C4 균주의 균 농도는, 식물 잔류물에 투입할 때에 균체가 사멸하지 않고 증식할 수 있는 농도이면 특별히 제한되지 않지만, 통상적으로는 1 × 10⁴ ∼ 1 × 10¹¹CFU/g, 바람직하게는 1 × 10⁷ ∼ 1 × 10¹⁰CFU/g 으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, 상기 바실루스속 세균의 증식을 촉진시키기 위한 영양원을 추가로 함유하고 있는 것이 바람직하다. 영양원을 첨가함으로써, 본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재의 식물 잔류물에 대한 투입 후, 상기 바실루스속 세균의 증식이 촉진되기 때문에, 보다 신속한 식물 잔류물의 분해·감용이 가능해진다.

영양원의 종류는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 바실루스속 세균의 증식에 사용되는 것을 선택할 수 있다.

본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, KS-C4 균주를 배양하여 얻은 배양물로부터 KS-C4 주의 균체를 함유하는 적어도 일부를 그대로, 또는 다른 임의 성분과 혼합하여 제조할 수 있다.

예를 들어, 고체 배지를 사용하여 배양을 실시하는 경우에는, 얻어진 배양물의 적어도 일부를 건조, 분쇄하여 식물 잔류물의 분해·감용 자재의 제조에 사용할 수 있다. 또한, 액체 배지를 사용하여 균체의 배양을 실시하는 경우에는, 얻어진 배양물을 그대로 사용할 수도 있고, 얻어진 배양물을 원심 분리함으로써 균체를 분리한 후, 스프레이 건조나 동결 건조에 의해 건조시켜 사용할 수도 있다.

본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, 제품으로서의 품질 안정성, 보존성을 높이기 위해 건조시키는 것이 바람직하다. 건조는, 식물 잔류물의 분해·감용 자재의 수분 함유량이 10 질량％ 이하가 되도록 실시하는 것이 바람직하다. 건조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 자연 건조, 통풍 건조, 분무 건조, 동결 건조 등을 들 수 있는데, 이 중에서도 분무 건조 및 통풍 건조가 바람직하게 사용된다. 건조시킬 때에는 스킴 밀크, 글루타민산나트륨 및 당류 등의 보호제를 사용할 수 있다. 당류를 사용하는 경우에는, 글루코오스나 트레할로오스를 사용할 수 있다. 또한, 건조 후에는 얻어진 건조물에 탈산소제, 탈수제를 첨가하고, 가스 배리어성의 알루미늄 봉투에 넣고 밀봉하여, 실온 내지 저온에서 저장하는 것이 바람직하다. 이로써, 세균을 장기간 살아 있는 채로 보존할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, KS-C4 균주의 균체 또는 균체 배양물에 액체 담체, 고체 담체, 계면 활성제 (유화제, 분산제, 소포제 등), 보조제 등의 임의의 물질을 첨가하여 가공할 수도 있다. 이들 임의의 물질은, 환경상 안전한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 통상적으로 토양 산포제, 비료 등에 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다.

액체 담체로는, 예를 들어, 인산 완충액, 탄산 완충액, 생리 식염수 등을 들 수 있다. 또한, 고체 담체로는, 예를 들어, 카올린, 점토, 탤크, 초크, 석영, 팔리고스카이트 (아타풀자이트), 몬모릴로나이트, 규조토 등의 천연 광물 분말, 규산, 알루미나, 규산염 등의 합성 광물 분말, 결정성 셀룰로오스, 콘스타치, 젤라틴, 알긴산 등의 고분자성 천연물을 들 수 있다. 또한, 계면 활성제로는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌·지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌·지방알코올에테르, 알킬아릴폴리글리콜에테르, 알킬술포네이트, 알킬술페이트, 아릴술포네이트 등을 들 수 있다. 보조제로는, 예를 들어, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리옥시에틸렌글리콜, 아라비아 고무, 전분, 젖당 등을 들 수 있다.

본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, 식물 잔류물에 투입하여 사용한다. 투입 방법은, 대상으로 하는 식물 잔류물이 존재하는 장소나 면적 등에 따라 적당한 방법을 취할 수 있다. 예를 들어, 골프장, 정원, 논밭 등의 식물 잔류물에 사용하는 경우에는, 분제를 산포하거나, 분제를 물 등의 액체에 의해 예를 들어 1000 배 정도로 희석시켜 산포하거나 하는 방법을 들 수 있다. 또한, 음식물 쓰레기, 가축 배설물, 식품 산업 폐기물 등에 사용하는 경우에는, 분제나 액제를 투입한 후에 혼합하는 방법을 들 수 있다.

본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재의 투입량은, KS-C4 균주가 사멸하지 않고 증식할 수 있는 균체 수를 갖고 있는 한에서 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 건조 분말로 환산한 경우의 농도가, 통상적으로는 0.1 ∼ 50g/㎡, 바람직하게는 0.5 ∼ 10g/㎡ 또는 0.1 ∼ 100g/㎥, 바람직하게는 0.5 ∼ 20g/㎥ 가 되도록 투입하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, 통상적으로 식물의 생육에 있어서 사용되는 무기 비료, 유기 비료, 제초제 등과 함께 사용할 수 있다.

(1) KS-C4 균주의 분리

사이타마현의 골프장의 태치 부분을 포함하는 토양에 금잔디의 깎은 풀와 물을 혼합하고, 25℃ 에서 30 일간 방치하였다. 다음으로, 이 토양으로부터 카르복시메틸셀룰로오스 (CMC) 를 함유하는 한천 플레이트에서 큰 할로 (클리어 존) 를 형성하는 바실루스 균류를 10 주 분리하였다. 이 중에서 깎은 금잔디를 분해하는 능력이 가장 높은 균주를 선발하여 KS-C4 균주로 하였다.

(2) 식물 잔류물의 분해·감용 자재의 제조

상기에서 얻어진 KS-C4 균주를 부용 배지 (고기 엑기스, 펩톤, KH₂PO₄, MgSO₄ 를 함유하는 액체 배지) 를 사용하여 30℃ 에서 2 일간 배양하고, 얻어진 액체 배양물을 실시예 1 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재로 하였다. 이 액체 배양물의 균 농도는 1 × 10⁹CFU/㎖ 이었다. 또한, 바실루스·푸밀루스 NBRC12092 균주 및 바실루스·서브틸리스 BSTH-1 균주에 대해서도 동일하게 배양을 실시하고, 얻어진 액체 배양물을 각각 비교예 1 및 비교예 2 의 자재로 하였다.

다음으로, 이들 액체 배양물을 종균으로 하여, 고체 배양물의 기재인 둥근 대두 (오토클레이브 121℃, 30 분간 멸균) 에 접종하고, 30℃ 에서 2 일간 배양하였다. 여기서 얻어진 각각의 균주의 고체 배양물을 실온에서 풍건시킨 후, 밀을 사용하여 분쇄하였다. 이 분쇄물에 점토 광물과 계면 활성제 (소르폴 5082 : 토호 화학 공업사 제조) 를 혼합하고, 균 농도를 5 × 10⁸CFU/g 으로 조정한 것을, 각각 실시예 2 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재, 비교예 3, 비교예 4 의 자재로 하였다.

또한, 바실루스·푸밀루스 NBRC12092 균주는, 독립 행정 법인 제품 평가 기술 기반 기구의 생물 유전 자원 부문 (NBRC) (치바현 키사라즈시 카즈사카마타리 2-5-8) 에 등록되어 있는 주이다. 또한, 바실루스·서브틸리스 BSTH-1 균주는, 본 발명자들이 치바현 내의 밭 토양으로부터 알아낸 균주로서, 높은 셀룰로오스 분해능을 갖는 균주이며, 2005년 9월 13일부터 독립 행정 법인 산업 기술 종합 연구소 특허 생물 기탁 센터 (이바라키현 츠쿠바시 히가시 1 쵸메 1 반치 1 츄오우 다이 6) 에 수탁 번호 FERM P-20663 으로 기탁되고, 2007년 6월 19일에 부다페스트 조약에 기초한 국제 기탁에 이관되어 수탁 번호 FERM BP-10842 가 부여되어 있다.

(3) 깎은 잔디의 분해·감용 시험

상기에서 얻은 실시예 1 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재에 대해, 골프장의 깎은 금잔디의 분해 시험법을 사용하여 깎은 잔디의 분해·감용 능력을 평가하였다. 골프장 페어웨이의 금잔디의 깎은 잔디를 5 ∼ 10㎜ 로 절단한 것을 태양으로 10 일간 충분히 건조시키고, 소정량 (1g) 씩 플라스크에 넣었다. 각각의 플라스크에 물 10㎖ 를 첨가하고, 오토클레이브로 멸균시킨 후, 실시예 1 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재, 비교예 1, 비교예 2 의 자재를 100㎕ (1 × 10⁸CFU) 씩 첨가하고, 28℃ 에서 14 일간 정치 (靜置) 하였다. 14 일 후에 플라스크 내의 깎은 잔디를 이중으로 한 거즈로 회수하고, 가볍게 물로 세정한 후, 70℃ 에서 24 시간 건조시키고, 잔존 중량을 측정하였다. 이 잔존 중량의, 식물 잔류물의 분해·감용 자재의 투입 전의 식물 잔류물의 건조 중량에 대한 비율 (분해율 (％)) 을 산출하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

	균주명	분해율 (％)
실시예 1	바실루스·푸밀루스 KS-C4 균주	30.0
비교예 1	바실루스·푸밀루스 NBRC12092 균주	7.5
비교예 2	바실루스·서브틸리스 BSTH-1 균주	4.1

표 1 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는, 14 일간의 처리에 의해 깎은 금잔디를 30％ 분해하였다. 한편 비교예 1 의 자재의 분해율은 7.5％ 이고, 비교예 2 의 자재의 분해율은 4.1％ 이었다. 이로부터, KS-C4 균주는 동종에 속하는 다른 균주, 동속에 속하는 다른 균주에 비해 매우 강한 깎은 잔디의 분해·감용 능력을 갖는 것이 판명되었다.

(4) 태치의 분해·감용 시험

상기에서 얻은 실시예 2 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재에 대해, 태치 분해·감용 능력을 평가하였다. 평가에는, 치바현 내의 골프장의 그린 (벤트 그린) 을 사용하였다. 실시예 2 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재, 비교예 3, 비교예 4 의 자재를 각각 물로 1000 배로 희석시킨 후, 그린 1㎡ 당 1g 자재 (5 × 10⁸CFU) 가 되도록 산포하였다. 산포 60 일 후에 소일 커터로 잔디의 일부를 각 처리구당 3 샘플 회수하고, 근부의 토양을 유수로 세정한 후, 잔디의 경엽부 아래에 남은 태치 부분의 두께를 측정하였다. 또한, 각 처리구의 태치 부분의 두께 평균값을 산출하고, 무처리구와의 차이를 태치 감소율 (％) 로서 평가하였다.

결과를 표 2 에 나타낸다.

	균주명	태치의 두께 (㎜ : 평균값)	태치 감소율 (％)
실시예 2	바실루스·푸밀루스 KS-C4 균주	28.9	23.2
비교예 3	바실루스·푸밀루스 NBRC12092 균주	32.4	14.1
비교예 4	바실루스·서브틸리스 BSTH-1 균주	33.6	10.8
무처리구	-	37.7	-

표 2 와 같이, 실시예 2 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재에 의한 처리구는, 60 일 후에는 무처리구와 비교하여 태치 부분의 두께가 23.2％ 감소된 것을 알 수 있었다. 한편, 비교예 3 의 자재에 의한 처리구의 태치 감소율은 14.1％, 비교예 4 의 자재에 밤 처리구의 태치 감소율은 10.8％ 에 그쳤다. 이로부터, KS-C4 균주는 동종에 속하는 다른 균주, 동속에 속하는 다른 균주에 비해 매우 강한 태치의 분해·감용 능력을 갖는 것이 판명되었다.

(5) 깎은 풀의 분해·감용 시험

상기에서 얻은 실시예 1 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재의 깎은 풀의 분해·감용 능력을, (3) 과 동일한 방법으로 평가하였다. 평가에 사용한 깎은 풀의 식물종을 표 3 에 나타낸다. 이들 식물은, 하천 제방 등에 번무 (繁茂) 하는 잡초에서 유래하는 것이다. 이들 깎은 풀을 태양으로 10 일간 충분히 건조시킨 후, 5 ∼ 10㎜ 로 절단하고, 소정량 (2g) 을 플라스크에 넣었다. 이 플라스크에 물 30㎖ 를 첨가하고, 오토클레이브로 멸균시킨 후, 실시예 1 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재를 100㎕ (1 × 10⁸CFU) 씩 첨가하고, 28℃ 에서 14 일간 정치하였다. 14 일 후에 (3) 과 동일하게 하여 건조 중량을 측정하고, 분해·감용의 정도를 평가하였다.

[평가 기준]

◎ : 50％ 이상 감소

○ : 20 ∼ 50％ 감소

결과를 표 3 에 나타낸다.

잡초명	과	분해·감용의 정도
갈퀴덩굴	꼭두서니과	◎
동근세 (東根笹)	벼과	○
오리새	벼과	○
참억새	벼과	○
뚱딴지	국화과	◎
쑥	국화과	◎
쇠뜨기	속새과	◎
칡의 덩굴	콩과	○

표 3 에 나타내는 바와 같이, KS-C4 균주는 각종 잡초, 특히 활엽 잡초에 대한 높은 분해·감용 능력을 나타냈다. 이로부터, 본 발명의 식물 잔류물의 분해·감용 자재는 깎은 풀의 분해·감용에도 바람직하게 사용할 수 있다는 것이 판명되었다.

(6) 농작물 잔류물의 분해·감용 시험

상기에서 얻은 실시예 2 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재에 대해, 딸기 수확 후의 토양 중의 근부 잔류물의 분해·감용 능력을 평가하였다. 딸기의 수확 후, 근부 잔류물이 남은 딸기 포장 (圃場) 에, 실시예 2 및 비교예 4 의 식물 잔류물의 분해·감용 자재를 물로 1000 배로 희석시킨 후, 1㎡ 당 5g 자재 (2.5 × 10⁹CFU) 가 되도록 산포하였다. 산포 30 일 후에 각 처리구당 3 지점의 토양을 일정량 채취하여 풍건시켰다. 다음으로 풍건시킨 토양을 체 (메시 2㎜) 로 치고, 체 상에 남은 뿌리, 줄기 등의 근부 잔류물을 회수하여 중량을 측정하고 (잔류물 함유량), 무처리구와의 차이를 잔류물 감소율 (％) 로서 산출하였다.

결과를 표 4 에 나타낸다.

	균주명	잔류물 함유량 (g/100g 토양)	잔류물 감소율 (％)
실시예 2	바실루스·푸밀루스 KS-C4 균주	0.62	42.6
비교예 4	바실루스·서브틸리스 BSTH-1 균주	0.76	29.6
무처리구	-	1.08	-

표 4 에 나타내는 바와 같이, 실시예 2 의 식물 잔류물 분해·감용 자재에 의한 처리구는, 30 일 후에는 무처리구와 비교하여 근부 잔류물이 42.6％ 감소된 것을 알 수 있었다. 한편, 비교예 4 의 자재에 의한 처리구의 잔류물 감소율은 29.6％ 에 그쳤다. 이로부터, KS-C4 균주는 동속에 속하는 다른 균주에 비해 매우 강한 농작물 잔류물의 분해·감용 능력을 갖는 것이 판명되었다.

SEQUENCE LISTING <110> Idemitsu Kosan Co., Ltd <120> NOVEL BACILLUS BACTERIUM STRAIN CAPABLE OF DECOMPOSING/VOLUME-REDUCING PLANT RESIDUE <130> 0600443-7186 <150> JP 2006-273131 <151> 2006-10-04 <160> 1 <170> PatentIn version 3.1 <210> 1 <211> 532 <212> DNA <213> Bacillus pumilus <400> 1 gagtttgatc ctggctcagg acgaacgctg gcggcgtgcc taatacatgc aagtcgagcg 60 aacagaaggg agcttgctcc cggatgttag cggcggacgg gtgagtaaca cgtgggtaac 120 ctgcctgtaa gactgggata actccgggaa accggagcta ataccggata gttccttgaa 180 ccgcatggtt caaggatgaa agacggtttc ggctgtcact tacagatgga cccgcggcgc 240 attagctagt tggtggggta atggctcacc aaggcgacga tgcgtagccg acctgagagg 300 gtgatcggcc acactgggac tgagacacgg cccagactcc tacgggaggc agcagtaggg 360 aatcttccgc aatggacgaa agtctgacgg agcaacgccg cgtgagtgat gaaggttttc 420 ggatcgtaaa gctctgttgt tagggaagaa caagtgcgag agtaactgct cgcaccttga 480 cggtacctaa ccagaaagcc acggctaact acgtgccagc agccgcggta at 532

Claims

식물의 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 바실루스·푸밀루스 (Bacillus pumilus) KS-C4 균주 (FERM BP-10842).
제 1 항에 기재된 균주 및/또는 식물의 잔류물을 분해·감용하는 능력을 갖는 그 균주의 변이주의 균체, 혹은 그 균체 배양물을 유효 성분으로서 함유하는 식물 잔류물의 분해·감용 자재.
제 2 항에 기재된 식물 잔류물의 분해·감용 자재를 식물 잔류물에 투입하는 것을 특징으로 하는 식물 잔류물의 분해·감용 방법.