KR20120099873A - 친환경 맞춤형 작물 근권분해 효소 복합체 - Google Patents

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KR20120099873A
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Abstract

본 발명은 친환경 맞춤형 작물 근권분해 효소 복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간편한 시비로 식물성장발육 촉진과 토양환경개선을 동시에 할 수 있는 새로운 조성비의 펠릿타입의 복합 유기비료 및 이의 제조방법으로서, 상기 본 발명에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료는 겔형태의 펠릿으로 제조됨으로써 경도 및 비중이 높아 토양살포가 용이하며, 시비시에 흩날림 없이 고르게 시비할 수 있어 한 번의 시비로 기존에서와 같은 별도 시비의 번거로움을 없앨 수 있으며, 식물 근권의 생육촉진과 지상부의 생육증진을 도우며, 환경오염의 문제가 없는 자연 친화적이며 또한, 토질의 개선시켜 생물학적 균형을 유지시키는 효과 및 토양의 산성화를 중화 및 방지할 수 있어 지력을 회복할 수 있는 장점이 있다.

Description

친환경 맞춤형 작물 근권분해 효소 복합체{Eco-friendly custom crop rhizodegradation enzyme complexes}
본 발명은 친환경 맞춤형 작물 근권분해 효소 복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간편한 시비로 식물성장발육 촉진과 토양환경개선을 동시에 할 수 있는 새로운 조성비의 펠릿타입의 복합 유기비료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
농업의 주된 목적은 인류가 필요로 하는 작물생산성 향상이라 할 수 있다. 이를 위해 다양한 종류의 비료 및 농약이 개발되어 이용되어 오고 있다. 이들 물질 사용에 따른 작물의 생산성은 크게 증가되었으나, 인류 및 자연환경에 대한 이들 물질의 부정적 측면이 부각되면서 화학물질에 의한 농업환경의 부담을 최소화하고 오염된 환경을 회복할 수 있는 자원을 공급하고자 친환경 농업이 제시되고 있다. 이러한 목적을 성취하기 위한 하나의 방법으로 생물제제, 특히 미생물제제(microbial materials)가 개발 이용되고 있다.
미생물을 농업에 이용하는 목적은 친환경적으로 작물생산성을 일정수준으로 유지하는 것이라 할 수 있다. 따라서 화학비료에 대해서는 생물비료, 화학농약에 대해서는 생물농약을 상호보완적으로 사용하려는 시도가 진행되고 있는 것이다. 따라서 미생물의 용도는 크게 생물 비료와 생물 농약으로 구분하여 접근할 수 있다.
미생물 비료는 큰 의미에서 병해충을 방제하는 목적이외의 용도, 즉 작물의 생장을 돕는 미생물로 구성된 제제라 할 수 있다. 그러므로 여기에는 양분을 공급하는 미생물, 식물이 흡수할 수 있도록 양분을 가용화하는 미생물, 및 토양의 물리적 특성을 개량하는 미생물 등을 포함한다고 할 수 있다. 따라서 퇴비 및 지렁이를 포함하여 생물비료로 크게 분류하기도 한다.
또한 생물비료에는 미량원소 공급 미생물, 식물생육조절 미생물(plant growth regulator) 또는 작물생육촉진 근권미생물(plant growing-promoting rhizobacteria) 등이 포함되어야 하는데, 그 이유는 생물비료가 화학물질을 대신하여 식물의 생육을 돕기 위해 사용되는 생 물질이기 때문이다.
한편, 토양의 산성화는 기후나 공해에 의해 토양의 pH가 낮아지는 현상을 말하는 것으로서, 주로 증발량이 강우량보다 클 때 산염의 분해로 유리된 염기가 유실되어 산성토양이 되는 기후에 의한 토양 반응이 있고, 규산염 광물과 가수분해 산물의 분해, 부식이나 비료에 의한 산성화, 산성비와 공해물질 유입으로 인한 산성화 등이 있다.
이와 같이 토양이 산성화되면 식물이 제대로 자라지 못하게 되며 낙엽이나 동물 사체의 분해가 제대로 이루어지지 않아 토양 동물의 영양공급이나 먹이 제공에 직접적으로 영향을 주는 것이므로 산에 있는 흙, 퇴비와 같은 유기질 비료, 알칼리성 석회 등을 사용하여 토양을 중화시키는 기술이 많이 사용된다.
또한, 토양에 부식물질이 많으면 토양의 산도는 중성이고 적으면 산성이 강하게 되어 비료효과도 떨어지고 미생물의 서식이 어려워진다. 따라서, 현재 우리 농업에서 가장 노력해야 할 점은 토양에 유기물을 분해시키는 부식물질의 함량을 높이는 일이다.
현재 우리나라의 경우 토양에 5% 정도의 부식물질의 함유량이 있어야 함에도 불구하고 실제로는 부식물질의 함유량이 2% 내외라고 보고되어 정상에서 3％가 부족한 실정이며, 더욱이 그 동안 질소 함량이 높은 생 유기물을 사용하여 왔기 때문에 무기양분이 불용하여 토양이 굳어지고 물리성이 떨어지는 부패형 토양으로 대부분 바뀌어 가고 있다.
또한, 일부농가에서는 유기물의 중요성을 인식하고 토양에 유기물만 주면 자연적으로 좋은 미생물이 증식하는 것으로 믿고 있으나 현재 농가에서 사용하고 있는 유기질 퇴비들은 부패성 퇴비로 산성을 띄고 있으므로 토양의 산성화를 근본적으로 방지할 수 없었을 뿐 아니라 토양에 잡균 번식이 왕성해져 오히려 토양이 황폐화되고 있는 실정이다.
본 발명은 식물성장과 수확증대 및 건강한 토양의 개량 그리고 소비자가 원하는 안전하고 맛이 좋은 신선한 고품질의 농산물의 생산이라는 목적 달성을 위한 펠릿타입의 유기비료를 제공하고자 한다.
본 발명은 숙성된 목초액 100 중량부에 대하여 유기 질소원 10 내지 50 중량부, 발효 부산물 1 내지 30 중량부, 동물성 아미노산 10 내지 50 중량부, 부식산 1 내지 10 중량부로 함유하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료를 제공한다.
본 발명은 1) 미생물을 이용하여 포도당, 미량요소, 당밀로부터 아미노산, 피트산(phytic acid), 구연산을 포함하는 유기산, 알코올 및 주정, 비타민을 포함하는 생리활성 물질, 항생물질, 효소 또는 고분자 물질을 생산하는 발효공정을 수행하고 발효액으로부터 발효 부산물을 수득하고; 2) 숙성된 목초액 100 중량부에 대하여 상기 1)의 발효 부산물 1 내지 30 중량부, 유기 질소원 10 내지 50 중량부, 동물성 아미노산 10 내지 50 중량부 , 부식산 1 내지 10 중량부를 균일하게 혼합하여 펠릿(pellet) 또는 입상(granule)으로 성형하고; 3) 물 100 중량부에 대하여 알긴산 또는 그의 염 2 내지 10 중량부를 혼합하여 알긴산 수용액을 제조하고; 4) 단계 2)의 펠릿을 단계 3)의 알긴산 수용액에 침지 또는 2)의 입상을 알긴산 또는 그의 염으로 코팅하고 건조하는; 단계를 포함하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료는 식물의 대사 작용을 활성화하고, 생육증진 및 뿌리발달을 촉진하는, 식물이 흡수하기 쉬운 천연성분의 유기 질소원, 발효 부산물 및 동물성 아미노산과, 유기물 함량과 토양의 양이온 치환능력을 증진시키고 토양의 물리적 성질 개선에 도움을 줄 뿐 아니라, 건조 후 펠릿의 형태를 유지하고 토양살포가 용이하도록 비중을 증가시키는, 부식산(fumic acid)을 적정비율로, 예를 들어 숙성된 목초액 100 중량부에 대하여 발효 부산물 1 내지 30 중량부, 유기 질소원 10 내지 50 중량부, 동물성 아미노산 10 내지 50 중량부 , 부식산 1 내지 10 중량부로 함유한다.
본 발명에 있어서, 상기 비료는 다시마로부터 알카리가용화추출법으로 추출된 알긴산 또는 그의 염을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료는 다시마로부터 알카리가용화추출법으로 추출된 알긴산 또는 그 의 염을 포함함으로써 미생물의 생균력을 안정적으로 유지시키며, 해조류 성분의 끈끈한 성질의 섬유질의 알긴산이 금속이온과 반응하여 겔을 형성하여 금속이온을 흡착하는 작용을 하는 특징이 있다.
본 발명에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료는 1) 미생물을 이용하여 포도당, 미량요소, 당밀로부터 아미노산, 피트산(phytic acid), 구연산을 포함하는 유기산, 알코올 및 주정, 비타민을 포함하는 생리활성 물질, 항생물질, 효소 또는 고분자 물질을 생산하는 발효공정을 수행하고 발효액으로부터 발효 부산물을 수득하고; 2) 숙성된 목초액 100 중량부에 대하여 상기 1)의 발효 부산물 1 내지 30 중량부, 유기 질소원 10 내지 50 중량부, 동물성 아미노산 10 내지 50 중량부, 부식산 1 내지 10 중량부를 균일하게 혼합하여 펠릿(pellet) 또는 입상(granule)으로 성형하고; 3) 물 100 중량부에 대하여 알긴산 또는 그의 염 2 내지 10 중량부를 혼합하여 알긴산 수용액을 제조하고; 4) 단계 2)의 펠릿을 단계 3)의 알긴산 수용액에 침지 또는 2)의 입상을 알긴산 또는 그의 염으로 코팅하고 건조하는; 단계를 포함하는 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 산성이면서 강력한 살균력 및 미생물의 영양원은 물론 용해성과 유해산소제거능력이 탁월한 목초액을 사용한 것이고, 상기 목초액은 유독성물질을 제거하기 위하여 숙성하여 사용토록 하는 것이다.
우선 본 발명에서 사용되어지는 목초액의 특성은 산성이면서 대략 200여종의 유효성분을 포함하고 있고, 수분이 90중량%이고, 유기물이 10중량%정도이고, 상기 유기물에는 산류 페놀류 카르보닐화합물 알코올류 중선분류 및 염기성분 등으로 구성되어 있고 유기물에서 가장 많이 함유하고 있는 것은 산류이다.
그리고 산류에서도 초산이 가장 많아 목초액이라고 칭하고 있는 것이고, 상기 초산 등의 유기산은 나무중의 셀룰로스 및 헤미셀룰로스의 열분해 성분이고, 페놀류는 리그닌의 열분해성분이다.
따라서 이러한 성분 중에서 살균은 물론 살충의 효과가 있고, 유용한 미생물의 먹이가 되어 미생물을 증식시키는 것도 있고, 초산 등의 유기산이 많아 다양한 물질을 녹이게 되는 것이다. 또한 알코올류의 메탄올, 프리메놀 등은 물분자를 작게 만들기 때문에 식물이나 동물의 체내에 침투성과 흡수성을 좋게 하는 것이다.
또한 생리 활성물질로서의 특성을 가지고 있어서 작물이나 미생물 체내에서의 반응을 원활하게 하는 조효소적인 역할을 하고 작물의 생리대사를 촉진시켜 과일의 당도나 맛을 좋게 하거나 자극적인 냄새를 없애는 작용을 하게 되는 것이다.
상기와 같이 목초액을 숙성을 하는 방법으로는 일반적으로 발효물질인 누룩과 이스트를 목초액과 적당량 혼합하여 6개월 정도 장시간 숙성 발효시키는 방식과 종균을 배양하여 목초액에 혼합한 후 단 시간내에 숙성하는 방식이 있다.
또한 최근에는 아미노산균을 목초액에 혼합토록 한 후 단시간에 숙성하면서 필요한 영양원을 추가로 공급토록하는 방식이 알려져 있다. 이러한 숙성의 방식은 다양한 방식이 사용되어지는 것이고 이러한 숙성방식이 본 발명의 목적을 제한하는 것이 아니다.
상기 유기 질소원은 옥수수박, 피마자박, 탈지 대두박, 유채박, 면실박과 같은 콩류의 부산물, 비지, 수산물, 축산물의 부산물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 동물성 아미노산은 동물로부터 유래된 L-알라닌, L-아르기닌, L-아스파라긴산, 글리신, L-시스테인, L-글루타민산, L-이소류신, L-류신, L-메티오닌, L-페닐알라닌, L-세린, L-프롤린, L-트레오닌, L-타이로신, L-발린, L-히스티딘 및 L-리신 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 비료는 펠릿형태로서 겔형성이 용이하고, 미생물의 생균력을 안정적으로 유지시키며, 상대적으로 가격이 저렴한 해조류 성분의 복합다당류인 알긴산(alginic acid) 또는 그의 염을 2 내지 10 중량부, 특히 2 내지 4 중량부, 보다 특히 2 내지 3 중량부로 함유한다. 본 발명에서 사용가능한 알긴산 또는 그의 염은, 펠릿형태로서의 기능을 수행할 수 있는 한, 그 종류에 특별한 제한이 없으나, 특히 알칼리가용화추출법을 이용하여 다시마로부터 직접 추출된 알긴산 또는 그의 염, 특히 알긴산 나트륨인 것이 바람직하다. 상기 알긴산은 1.0×105 내지 1.3×105 Da의 분자량과 25℃에서 2,500 내지 30,000 cP의 점도를 가지며, 본 발명에서는 물 100 중량부에 대해 상기 알긴산 2 내지 4 중량부를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 알긴산은 1,4-글리코시드 결합으로 이루어진 복합다당류로 해조류 성분의 20 내지 30%를 차지하고 있는 끈끈한 성질의 섬유질이며, 금속 이온과 반응하여 겔을 형성하여 금속 이온을 흡착하는 성질을 갖는다. 이는 알긴산의 구성성분인 우론산(uronic acid)의 카르복시기 사이를 금속 이온이 결합하여 3차원적인 망상구조의 겔을 형성하기 때문이다.
본 발명에 있어서, 상기 발효 부산물은 미생물을 이용하여 포도당, 미량요소, 당밀로부터 아미노산, 피트산(phytic acid), 구연산을 포함하는 유기산, 알코올 및 주정, 비타민을 포함하는 생리활성 물질, 항생물질, 효소 또는 고분자 물질을 생산하는 발효공정을 수행하고 발효액으로부터 수득되는 것으로 특히, 발효 산업에 있어 조미료 성분으로 그 생산량의 많은 부분을 차지하는 글루탐산 발효 또는 라이신 발효 공정에서 얻어지는 당밀 발효 부산액에 적용됨으로써 그 효과를 높일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 발효 부산물은 포도당으로 단풍나무 시럽과 미량원소로 수용성 망간 0.1 내지 0.5 중량부, 수용성 붕소 0.05 내지 0.5 중량부, 수용성 철 0.1 내지 0.5 중량부, 수용성 몰리브덴 0.0005 내지 0.01 중량부, 수용성 아연 0.05 내지 0.2 중량부 및 수용성 구리 0.05 내지 0.15 중량부로 구성된 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
상기 발효 부산물은 토양의 물리적 성질을 개선시키고, 작물의 생육을 촉진시키기 위하여, 환경 친화적이고 토양의 염류분해 및 내병성을 증진시키는 미생물(microbes)을 포함하고, 상기 미생물은 식물성 유산균, 광합성 세균, 질소고정화 세균, 바실러스 속, 효모균으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합균을 사용할 수 있다.
상기 미생물 중 광합성 세균은 광합성작용을 통해 토양 유기탄소를 합성하고 이 유기탄소를 기질로 각종 아미노산, 핵산물질, 당류, 비타민 및 생리활성물질 등 다수의 유용물질을 다량으로 생합성하여 작물의 생육성장을 자극하거나 촉진시키는 작용을 함은 물론 타 유용미생물의 증식도 촉진되게 한다. 또한, 항균성물질을 생산하여 유해균을 억제할 뿐만 아니라 생육하면서 알칼리성물질을 분비함에 의해 토양의 산성도를 교정하는 작용을 하게 된다.
바실러스는 포도당과 같은 다양한 당류 전분 등을 혐기적으로 대사하는 유기물 분해 미생물이다. 토양 표면의 끈적끈적한 층을 발달시키는데 도움이 되고 알카리성 분해 효소를 분비하기 때문에 표층 pH는 약 알카리성으로 변하며 활동이 왕성하면 검은 흙이 만들어진다.
유산균은 토양의 유기물을 분해하면서 고급 영양소(비타민, 아미노산, 생장조정 호르몬 및 핵산)와 다양한 기능성 물질(각종 분해효소) 등을 합성하여 공급함으로써 생육작물의 체질약화를 방지되게 하는 작용을 하며, 광합성세균과 효모균의 작용으로 생긴 당류를 기질로 하여 만들어내는 유기산에 비료의 성분을 흡착시켜 공급하는 기능으로 비료성분의 용탈을 방지되게 한다. 또한, 유산균은 유기산의 강한 정균력(靜菌力)으로 유해한 미생물의 번식과 유기물의 급격한 부패형 분해를 억제시키며 항병성 인자를 생성하여 생육작물에 내병성을 강화시켜주는 작용을 하게 된다.
효모균은 작물의 뿌리에서 나오는 분비물이나 광합성세균이 만들어내는 아미노산과 당류 및 토양속의 유기물을 이용하여 작물 성장에 필수적인 아미노산과 비타민 등의 유용물질을 다량으로 합성하게 되며, 특히 호르몬 등의 생리활성물질 합성을 통해 작물의 뿌리와 세포의 분열을 활성화하는 작용을 하게 된다. 또한, 유산균을 증식하기 위한 기질을 만들어낸다.
보다 상세하게는 상기 미생물은 아조토박터 빈란디(Azotobacter vinelandii), 클로스트리디움 파스퇴리아눔(Clostridium pasteurianum), 로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 나이트로조모나스 유로페아(Nitrosomonas europea), 나이트로박터 위노그라드스키(Nitrobacter winogradskyi), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 슈도모나스 말토필리아(Pseudomonas maltophilia), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae)로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합균을 이용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 미생물은 미생물 배양액을 원심분리하여 얻은 것일 수 있으며, 5 내지 10 중량부로 함유되는 것이 바람직하며, 상기 미생물은 비료를 구성하는 각 조성물들이 작물생육에 유익하게 작용하는 유기물분해(무기물화)가되어 양분을 흡수하도록 함은 물론 잡초의 성장억제를 가능하게 하는 유용미생물의 구성이다.
본 발명에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료는 상기 비료를 구성하는 각 조성물들을 혼합하여 이를 추가적으로 압축성형하여 펠릿(pellet) 또는 입상(granule)으로 성형화 할 수 있으며, 이 경우 비료 또는 사료의 제조시 이용되는 공지의 성형화 방법들이 적용될 수 있다. 본 발명의 방법에 의해 펠릿 또는 입상화된 비료는 액상 비료에 비해 수분의 증발을 통한 건조가 용이하고, 건조하는 과정에서 달라붙는 현상을 나타내지 않으므로 수분 조절이 용이한 특성을 갖는다.
또한, 상기와 같은 구성에 의해 본 발명의 비료는 건조 후에 알긴산 수용액에 침지하고 건조하는 과정을 통하여 단단한 구형의 겔형태를 유지하고, 경도 및 비중이 높아 토양살포가 용이하며, 시간이 지나면서 펠릿타입의 비료는 토양 표층 상에 흩어지게 되고 끈적끈적한 층을 형성하여 논바닥을 멀칭하게 되며 일차적으로 미생물(호기성균)이 산소를 소비하여 산소 결핍상태를 만듦으로써 습생 잡초의 발아를 억제하게 하는 장점이 있다.
뿐만 아니라 식물 근권의 생육촉진과 지상부의 생육증진을 도우며, 환경오염의 문제가 없는 자연 친화적이며, 토질을 개선시켜 생물학적 균형을 유지시키는 효과가 있는, 새로운 조성비의 펠릿형 친환경 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료를 제공할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료는 겔형태의 펠릿으로 제조됨으로써 경도 및 비중이 높아 토양살포가 용이하며, 한 번의 시비로 기존에서와 같은 별도 시비의 번거로움을 없앨 수 있으며, 식물 근권의 생육촉진과 지상부의 생육증진을 도우며, 환경오염의 문제가 없는 자연 친화적이며 또한, 토질의 개선시켜 생물학적 균형을 유지시키는 효과가 있다.
또한 본 발명의 겔형태의 펠릿 타입으로 형성되므로 시비시에 흩날림 없이 고르게 시비할 수 있을 뿐만 아니라 토양표층에 밀착되게 하는 유용함을 발휘하여 잡초억제의 멀칭효과 및 각종 유익성분에 의해 토양의 산성화를 중화 및 방지할 수 있어 지력을 회복할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료의 제조방법을 나타내는 흐름도를 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료를 시비한 토양의 pH 변화를 관찰한 결과이다.
(◆: 대조구, ■: 0.1 ㎏, ▲: 0.2 ㎏, ●: 0.3 ㎏, ×: 0.5 ㎏)
본 발명은 하기 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
[실시예]
단풍나무 시럽(Turkey Hill Sugarbush Ltd., 10 waterloo st. WATERLOO, QUEBEC J0E2N0, CANADA) 3 중량%에 대하여 미생물 영양분으로 20 중량%의 당밀, 8 중량%의 미량요소, 2 중량%의 피트산(phytic acid) 67 중량%의 염소가 제거된 물(dechlorinated water)을 첨가하여 단풍나무시럽과 미생물 영양분 혼합액을 준비하였다.
그리고 질소고정 미생물 아조토박터 빈란디와 클로스트리디움 파스퇴리아눔을 배양하기 위하여 물을 끓인 후 식히고, 배양배지와 발효 이스트(Saccharomyces cerevisiae)을 첨가하여 25℃에서 일주일간 발효시킨다. 발효가 끝나고 발효 이스트를 여과하고 남은 여과액에 아조토박터 빈란디와 클로스트리디움 파스테리아눔을 접종하여 통기(aeration) 후 일 주일동안 혐기성 조건으로 배양하였다.
상기 배양액에 염소와 물을 가한 다음 밀폐된 에어시스템에 20분 동안 통기시키고 다시 혐기성 조건에서 1주일 간 배양하여 아조토박터 빈란디와 클로스트리디움 파스퇴리아눔을 원심분리로 수득하였다. 상기에서 수득한 질소고정 미생물 아조토박터 빈란디아 1 중량%와 클로스트리디움 파스퇴리아눔 1 중량%를 상기 단풍나무시럽과 미생물 영양분 혼합액에 섞은 후 48시간 발효시켜 발효 부산물을 제조하였다.
Figure pat00001
목초액, 유기질원소, 발효부산물, 동물성 아미노산, 부식산을 상기 표 1의 함량으로 균일하게 혼합하여 펠릿으로 성형하고, 물 100 중량부에 대하여 알긴산 또는 그의 염 2 내지 10 중량부를 혼합하여 알긴산 수용액을 제조하여 펠릿을 알긴산 수용액에 침지하고 60℃ 이하의 온도에서 저온 건조시켜 비료를 제조하였다.
[ 실험예 1]
상기 실시예1 내지 5 및 비교예 1 내지 6에서 제조한 유기비료를 고추를 대상으로 실험하였다. 유기비료를 토지 1평에 0.3 ㎏을 시비하고, 대조군으로 살균한 희석 유기비료를 동일비율로 시비하였다. 시비한 토양에 종자를 통상적 방법에 의하여 줄뿌림하였다.
관수는 주 1 내지 3회 정도 토양의 상태에 따라 통상적으로 실시하였고, 제초와 솎음을 2회 실시하였다. 살포하고 2주지나 파종 후 2개월간 생육시킨 식물을 수확하여 식물의 초장(㎠), 엽장(㎠), 엽폭(㎠), 줄기직경(㎠), 뿌리길이 및 식물의 지상부와 지하부의 비율 등을 측정하였다. 건물율(%)은 80℃에서 3일간 건조 후 103℃에서 1일 건조하여 조사하였다.
(1) 고추의 실험
상기 실험을 수행하여 하기 표 2와 같은 결과를 볼 수 있었으며 실시예의 유기비료를 사용한 고추에서는 비교예의 유기비료를 사용한 고추에 비하여 고추의 측아 발달과 뿌리 증가를 볼 수 있으며 엽색이 짙어지는 현상을 확인하여 지상부의 생육이나 지하부의 생육이 촉진되었고 특히, 지하부의 뿌리생육이 증가되는 것을 확인할 수 있었다.
Figure pat00002
[실험예 2]
상기 실시예 및 비교예의 유기비료 중 생육촉진효과가 가장 우수한 것으로 나타난 실시예 5와 대조구로서 시판되고 있는 입상 토양 미생물제(A사 제품)을 마늘 배양토에 평당 0.1, 0.2, 0.3, 0.5 ㎏으로 시비 후 시간에 따른 토양의 pH 변화와 국화의 생장 정도를 관찰하였다.
7일 마다 pH의 변화를 관찰한 결과 도 2에서도 확인할 수 있듯이, 유기비료 시비 후 한 달이 지났을 때 배양토는 pH가 6.5 내지 6.6을 보이는 반면에 대조군은 5.7로 나타났다.
또한, 상기와 동일한 방법으로 고추, 양파, 배추, 수박, 쪽파, 생각, 깨 배양토에 평당 0.1, 0.2, 0.3, 0.5 ㎏으로 시비하여 시비량에 따라 상기 작물의 생육에 미치는 영향을 조사한 결과, 평당 0.3 ㎏을 1일 1회 시비하였을 때 초장, 엽장, 근장, 수분함량, 엽록소함량이 가장 좋았고, 시비 횟수 보다는 유기비료의 처리양이 식물생육에 변수로 작용함을 확인할 수 있었다.
상기의 결과로부터 상기 실시예의 제조방법으로 제조된 유기비료는 식물 근권의 생육촉진과 지상부의 생육증진을 도우며, 환경오염의 문제가 없는 자연 친화적이며 또한, 토질의 개선시켜 생물학적 균형을 유지시키는 장점이 있는 것을 확인하였다.
[ 실험예 3]
원예용 포트 2개를 준비하고 원예용 상토[(주)토비테크:‘메리트’]와 마사토를 1:1로 섞어서 동일한 중량으로 각 포트에 채운 후 토마토 모종을 10포기씩 이식하였다. 두 포트 중 1개의 포트는 처리구로서 상기 실시예 및 비교예의 유기비료 중 생육촉진효과가 가장 우수한 것으로 나타난 실시예 5의 유기비료를 5.000배 희석액을 주 1회씩 엽면 살포하였고, 대조구로서 동일량의 지하수를 엽면 살포하면서 7주간 온실에서 고추를 재배하였다. 이때 4주 경과시점에서 대조구, 처리구의 포트 바닥 배수구멍 20개중 15개를 막고 각 포트에 토양 중량당 1.5 중량%에 상당하는 양의 염화나트륨을 물에 용해시켜 토양에 관주처리 한 후 나머지 3주 동안 고추의 염해정도를 하기 6단계로 평가하여 표 3에 나타내었다.
● 평가단계
0: 전혀 염해가 보이지 않는다.
1: 전체적으로 매우 약한 염해가 보인다.
2: 3포기 미만에서 약간 염해가 보인다.
3: 5포기 이상에서 명백한 염해가 보인다.
4: 7포기 이상에서 강한 염해가 보인다.
5: 5포기 이상이 염해에 의해 고사한다.
Figure pat00003
상기 표 3의 결과로부터 상기 실시예의 제조방법으로 제조된 유기비료는 고추의 염해에 대한 내성을 향상시킴을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 숙성된 목초액 100 중량부에 대하여 유기 질소원 10 내지 50 중량부, 발효 부산물 1 내지 30 중량부, 동물성 아미노산 10 내지 50 중량부, 부식산 1 내지 10 중량부로 함유하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비료는 다시마로부터 알카리가용화추출법으로 추출된 알긴산 또는 그의 염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 발효 부산물은 미생물을 이용하여 포도당, 미량요소, 당밀로부터 아미노산, 피트산(phytic acid), 구연산을 포함하는 유기산, 알코올 및 주정, 비타민을 포함하는 생리활성 물질, 항생물질, 효소 또는 고분자 물질을 생산하는 발효공정을 수행하고 발효액으로부터 수득되는 것을 특징으로 하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 발효 부산물은 글루탐산(glutamate) 또는 라이신(lysine)인 것을 특징으로 하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 미생물은 식물성 유산균, 광합성 세균, 질소고정화 세균, 바실러스 속, 효모균으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합균인 것을 특징으로 하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 미생물은 아조토박터 빈란디(Azotobacter vinelandii), 클로스트리디움 파스퇴리아눔(Clostridium pasteurianum), 로도슈도모나스 캡슐라타(Rhodopseudomonas capsulata), 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum), 나이트로조모나스 유로페아(Nitrosomonas europea), 나이트로박터 위노그라드스키(Nitrobacter winogradskyi), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 슈도모나스 말토필리아(Pseudomonas maltophilia), 아스퍼질러스 오리자에(Aspergillus oryzae)로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합균인 것을 특징으로 하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 포도당은 단풍나무 시럽인 것을 특징으로 하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 미량원소는 수용성 망간 0.1 내지 0.5 중량부, 수용성 붕소 0.05 내지 0.5 중량부, 수용성 철 0.1 내지 0.5 중량부, 수용성 몰리브덴 0.0005 내지 0.01 중량부, 수용성 아연 0.05 내지 0.2 중량부 및 수용성 구리 0.05 내지 0.15 중량부로 구성된 그룹으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료.
  9. 1) 미생물을 이용하여 포도당, 미량요소, 당밀로부터 아미노산, 피트산(phytic acid), 구연산을 포함하는 유기산, 알코올 및 주정, 비타민을 포함하는 생리활성 물질, 항생물질, 효소 또는 고분자 물질을 생산하는 발효공정을 수행하고 발효액으로부터 발효 부산물을 수득하고;
    2) 숙성된 목초액 100 중량부에 대하여 상기 1)의 발효 부산물 1 내지 30 중량부, 유기 질소원 10 내지 50 중량부, 동물성 아미노산 10 내지 50 중량부 , 부식산 1 내지 10 중량부를 균일하게 혼합하여 펠릿(pellet) 또는 입상(granule)으로 성형하고;
    3) 물 100 중량부에 대하여 알긴산 또는 그의 염 2 내지 10 중량부를 혼합하여 알긴산 수용액을 제조하고;
    4) 단계 2)의 펠릿을 단계 3)의 알긴산 수용액에 침지 또는 2)의 입상을 알긴산 또는 그의 염으로 코팅하고 건조하는;
    단계를 포함하는 제 1항 내지 제 8항에 따른 식물성장발육 촉진 및 토양환경개선용 비료의 제조방법.
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