KR20180015822A - 난초과 식물용 천연 액비 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 난초과 식물용 천연 액비 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 호접란과 같은 분재용 난초과 식물의 생장촉진, 엽록체 함량 증진 및 노화 지연용 천연 액비 및 그 제조방법이 제공된다.
본 발명에 따른 액비는 난초과 식물 특히, 호접란과 같은 분재용 난초과 식물의 생장촉진 및 관상적 기능성 증진에 효과가 우수하며, 난초과 식물의 활력증진 (엽록체 함량 증진 및 노화 지연)을 위한 엽면시비용 액비와 난초과 식물의 수경 재배시 생장촉진을 위한 수액 첨가제로 사용될 수 있다.
본 발명의 액비는 천연재해 등의 환경요인에 쉽게 영향을 받지 않고 난초과 식물의 생산성을 현저히 향상시킬 수 있고, 액상이어서 언제 어디서나 사용할 수 있고, 물에 희석하여 사용하므로 시비가 용이하며, 천연 액비로 인체에 무해하고 친환경적이다.
본 발명에 따른 제조방법은 난초과 식물의 생장촉진에 유용한 액비를 용이하게 제조케 하며, 대량생산에 적합하다.

Description

난초과 식물용 천연 액비 및 그 제조방법{Organic liquid fertilizer for Orchidaceae and manufacturing method thereof}

본 발명은 난초과 식물용 천연 액비 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 호접란과 같은 분재용 난초과 식물의 생장촉진, 엽록체 함량 증진 및 노화 지연용 천연 액비 및 그 제조방법에 관한 것이다.

액비는 액상의 비료로서, 물 또는 기타 용제에 식물이 필요로 하는 영양분이 용해되어 있거나 양분 또는 미생물 등 미세한 입자가 용제에 분산되어 있는 형태를 가진다. 즉 액체상태의 비료를 통틀어서 말하며 간단히 액비라고 하며, 이것은 고체상태의 비료와는 달리 액체상태로 사용하는 비료인데 물로 적당한 농도까지 희석하여 사용하며, 사용이 간편하고 시비가 용이한 장점을 갖는다. 또한 식물의 종류와 생육 시기별로 가장 효과적이고 요구되는 액비는 달라진다.

화학적 액비의 경우 농작물의 생산량을 증대시키는 장점이 있으나, 토양의 산성화를 초래하고 장기간의 사용시 지력을 약화시키는 등의 문제점을 일으키게 되어 천연 액비의 개발이 최근 더 요구되고 있다(등록특허 979931호).

난초과(蘭草科, Orchidaceae) 식물은 속씨식물 중 가장 큰 식물군으로, 5개 아과로 나뉘며, 약 850속, 22,000여 종을 포함한다. 세계 각지에 널리 분포하지만 특히 안개가 많은 열대권 산지에 많이 분포한다. 난초과 식물에는 두란속(Bulbophyllum), 수란속(Epidendrum), 석곡란속(Dendrobium) 및 엽상화속(Pleurothallis) 등이 포함되며, 바닐라속(Vanilla), 기준속(type genus)인 난초속(Orchis)은 물론, 호접란속(Phalaenopsis)과 카틀레야 속(Cattleya)과 같은 재배종도 포함된다. 난초과 식물은 화려한 색상과 향기를 가진 꽃을 피워 원예상 중요한 것이 많으며(등록특허 243445호), 분재용으로 많이 이용되고 있기에 재배시 생장의 촉진, 엽록체 함량 증진 및 노화 지연 및 억제 등의 효능이 있는 천연 액비가 요구되고 있다.

특히 난초과의 호접란속(Phalaenopsis)에 속하는 호접란(胡蝶蘭)은 선인장처럼 CAM(Crassulacean Acid Metabolism) 방식의 야간에 광합성을 하는 독특한 식물로 분재용으로 인기가 높다. 최근 조직배양을 통한 호접란의 대량 생산 및 재배로 가격은 떨어지고 있으나, 대량 생산된 조직배양체들의 시설을 이용한 저온재배는 가격 경쟁력을 낮추므로 일반적인 생산 조건에서도 호접란의 생장을 촉진시킬 수 있는 방법이 필요한 상황이다. 또 호접란의 특성상 일장이 길어지는 고온의 여름철에는 생장이 다소 불량해지기에 관상적인 기능(엽록체 함량 증진 및 노화 지연 혹은 억제 등)을 오랫동안 유지·관리할 수 있는 방법이 필요하다.

따라서 호접란과 같은 분재용 난초과 식물의 생장촉진 및 관상적인 기능의 증진에 우수한 효과를 갖는 천연 액비의 개발이 요구되어 오고 있다.

이에 본 발명자들은 지속적으로 연구한 결과, 뽕나무버섯균(Armillaria mellea)에 의해 분해된 참나무속 식물 배양체의 수-분획물로 이루어진 액비가 난초과 식물의 생육을 현저하게 촉진시킬 수 있고 관상적인 기능을 증진시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 뽕나무버섯균에 의해 배양·분해된 참나무속 식물 배양체의 수-분획물을 포함하여 이루어지는 난초과 식물의 생육을 현저하게 촉진시킬 수 있고 관상적인 기능을 증진시킬 수 있는 액비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 난초과 식물의 생육을 현저하게 촉진시킬 수 있고 관상적인 기능을 증진시킬 수 있는 액비의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

ⅰ) 참나무속 식물체를 제공하는 단계;

ⅱ) 참나무속 식물체에 뽕나무버섯균을 접종하는 단계;

ⅲ) 항온·항습 조건하에 뽕나무버섯균의 균사속의 침입에 의한 참나무속 식물체 조직의 와해와 외부로 균사속이 노출될때까지 배양하는 단계;

ⅳ) 배양체에 물을 2~3배(w/v) 첨가하여 파쇄하여 활성물질을 추출하는 단계; 및

ⅴ) 파쇄물을 여과하여 수-분획물을 얻는 단계로 이루어지는 난초과 식물용 액비의 제조방법을 제공한다.

단계 ⅰ): 참나무속 식물체 제공

참나무속 식물체를 제공한다.

본 발명에서 참나무속 식물체는 참나무속 식물의 나무몸체 또는 가지를 적절한 크기로 절단한 것을 말한다.

적절한 크기는 제한되지 않으며 배양 공간에 맞추어 절단하여 사용할 수 있다. 가장 바람직하게는 균사속의 균일한 배양을 위하여 가로 x 세로 1~2㎝ x 5~7㎝의 크기로 절단하여 규격이 일정하도록 준비 후 접종에 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 참나무속 식물은 함수율이 40% 이하의 신선한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 동계 기간에 벌목 후 자연 건조시 절단면의 갈라짐이 시작되면 함수율은 40% 이하가 된다. 함수율이 40% 이하인 참나무속 식물은 곰팡이 등의 미생물의 감염이 예방되어 신선도가 유지될 수 있다.

본 발명에서 참나무속(Quercus) 식물은 갈참나무(Quercus aliena), 굴참나무(Quercus variabilis), 떡갈나무(Quercus dentata), 종가시나무(Quercus glauca), 물참나무(Quercus grosseserrata), 산떡갈나무(Quercus mongolicodentata), 상수리나무(Quercus acutissima), 신갈나무(Quercus mongolica), 졸참나무(Quercus serrata), 가시나무(Quercus myrsinaefolia), 붉가시나무(Quercus acuta), 개가시나무(Quercus gilva), 및 코르크나무(Quercus suber)으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

필요에 따라서, 참나무속 식물체는 고압멸균(高壓滅菌, autoclave) 단계를 추가로 거칠 수 있다. 예를들어 121℃ 이상에서 25분간 2회 이상 처리할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

단계 ⅱ): 뽕나무버섯균 접종

참나무속 식물체에 뽕나무버섯균을 접종한다.

본 발명에서 뽕나무버섯균(Armillaria mellea)은 통상의 종균 배양법으로 배양하여 종균을 접종한다.

종균 배양법은 버섯균만을 순수하게 곡립이나 톱밥에 배양한 증식체로서 작물의 종자와 같은 역할을 하는 종균을 제조하는 것인데, 그 일례로 본 발명의 실시예에서와 같이 감자전분과 포도당이 첨가된 PDA 배지에서 뽕나무버섯균을 증식 후 참나무속 식물체의 잎이나 톱밥에 배양하여 종균으로 사용할 수 있다.

뽕나무버섯균의 접종량은 참나무속 식물체의 상태와 규격에 따라 적절하게 조절하는 것이 바람직한데, 접종될 식물체의 한쪽 면과 종균이 충분히 밀착될 수 있도록 접종한다.

단계 ⅲ): 배양

항온·항습 조건하에 뽕나무버섯균의 균사속의 침입에 의한 참나무속 식물체 조직의 와해와 외부로 균사속이 노출될때까지 배양한다.

항온·항습 조건은 뽕나무버섯균의 균사속이 왕성하게 자라기에 적절한 온도 및 습도를 가르키며, 바람직하게는 24~27℃의 온도 및 50~80%의 습도이다.

뽕나무버섯균 접종 후 균사속의 침입에 의한 참나무속 식물체의 조직이 와해되고 참나무속 식물체 외부로의 균사속 노출이 확연히 관찰되면 배양이 완료된 것으로 본다. 배양 조건에 따라서 차이가 있을 수 있으나, 25℃, 50% 습도에서 지름이 1~2㎝ 전후, 길이 5~7㎝ 전후인 참나무속 식물의 가지를 참나무속 식물체로 사용한 경우, 배양기간은 대략 6~7개월 정도이다.

단계 ⅳ) 배양체 파쇄 및 활성물질 추출

배양이 완료된 배양체는 수분함량에 따라서 물을 2~3배(w/v) 첨가 후 충분히 파쇄하여 활성물질을 추출한다.

파쇄는 칼날 회전식을 포함한 물리적인 일반 파쇄 방식을 이용하며 입자크기는 0.1 mm 이하로 미세하게 파쇄한다.

이와 같이 물과 함께 파쇄되어 죽처럼 변한 파쇄물을 30분 가량 한번 더 섞어주면 활성물질의 추출은 보다 원활하게 이루어진다.

물은 살균수를 사용하는 것이 바람직하며, 배양체에 물을 2~3배(w/v)의 배합비로 첨가하는 것이 바람직한데, 물을 2배 미만으로 첨가하면 배양체로부터 활성물질 추출이 어려운 문제가 있으며, 3배 초과하여 첨가하면 액비 성분의 농도가 희석되는 문제가 있다.

단계 ⅴ): 여과 및 수- 분획물 수득

단계 ⅳ)로부터의 배양체 파쇄물을 여과하여 수-분획물을 얻는다.

여과는 통상적인 여과장치를 이용할 수 있으며, 원활한 액체와 고체의 분리가 가능한 통상적인 모든 여과장치가 사용될 수 있다.

배양체 파쇄물을 여과하여 얻은 수-분획물에는 액비로서 효능을 나타내게 하는 활성물질들이 포함되어 있다(실험예 참조).

수-분획물은 pH 4.1~4.5 사이의 약산성인 수용성 액비이다(제조예 참조).

본 발명의 제조된 액비는 난초과 식물의 활력 및 생장 증진 특히, 엽록체 함량 증진 및 노화 지연의 효과가 우수하다(실험예 참조).

본 발명의 또 다른 목적에 따라서, 뽕나무버섯균에 의해 배양·분해된 참나무속 식물 배양체의 수-분획물을 포함하여 이루어지는 난초과 식물용 액비가 제공된다.

뽕나무버섯균, 배양, 참나무속 식물, 배양체 및 수-분획물은 상기에서 정의된 바와 같다.

본 발명에서 난초과 식물은 두란속(Bulbophyllum), 수란속(Epidendrum), 석곡란속(Dendrobium), 엽상화속(Pleurothallis), 바닐라속(Vanilla), 난초속(Orchis), 호접란속(Phalaenopsis) 및 카틀레야 속(Cattleya)을 포함한다.

본 발명에서 ‘분해’는 뽕나무버섯균의 균사속의 침입에 의한 참나무속 식물체의 조직이 와해되고 참나무속 식물체 외부로 균사속이 노출된 상태를 파쇄한 것을 의미한다.

본 발명의 액비는 상기에서와 같은 방법으로 제조될 수 있다.

본 발명의 액비는 난초과 식물의 활력증진을 위한 엽면시비와 난초과 식물의 수경 재배시 생장촉진을 위한 수액 첨가제로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 액비는 식물의 상태, 처리 방법 및 횟수에 따라서 적절히 희석하여 사용할 수 있으며, 그 일례로 고상의 장기 배양시는 5~20배 희석 후 사용할 수 있으며, 엽면시비의 경우는 50~100배 희석 후 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 액비는 난초과 식물 특히, 호접란과 같은 분재용 난초과 식물의 생장촉진 및 관상적 기능성 증진에 효과가 우수하다.

본 발명의 액비는 난초과 식물의 활력증진(엽록체 함량 증진 및 노화 지연)을 위한 엽면시비 및 난초과 식물의 수경 재배시 생장촉진을 위한 수액 첨가제로 사용될 수 있다.

본 발명의 액비는 천연재해 등의 환경요인에 쉽게 영향을 받지 않고 난초과 식물의 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.

본 발명의 액비는 액상이어서 언제 어디서나 사용할 수 있고, 물에 희석하여 사용하므로 시비가 용이하며, 천연 액비로 인체에 무해하고 친환경적이다.

또 본 발명에 따른 제조방법은 난초과 식물의 생장촉진에 유용한 액비를 용이하게 제조케 하며, 대량생산에 적합하다.

도1은 본 발명에 따른 제조방법의 일례의 제조 공정도이다.
도2는 본 발명의 제조방법에서 사용될 수 있는 여과기의 일례를 나타낸 사진이다.
도3은 본 발명의 액비를 호접란 잎에 엽면시비 전과 10일 경과 후의 사진이다.
도 4는 본 발명의 액비를 호접란 잎에 엽면시비 후 엽록체 함량 변화를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하기로 한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위하여 예시한 것일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예

참고예 1: 뽕나무버섯 종균 배양

뽕나무버섯균(Armillaria mellea, 국립산림과학원)을 감자전분과 포도당이 첨가된 PDA(Potato Dextrose Agar, Difco) 고체배지에 접종한 후 25℃ 항온기에서 7일 정도 배양하여 균사가 왕성하게 자라면, 멸균된 참나무 톱밥을 배지 위에 뿌려서 덮은 후 다시 15일 이상 배양한다. 참나무 톱밥에서 새로 뻗어나오는 활력이 강해진 뽕나무버섯균을 수집하여 종균 증식에 사용하였다. 준비된 종균을 PDB(Potato Dextrose Broth, Difco) 액체배지에서 배양 후, 멸균된 미강, 참나무 톱밥 및 잔가지들에 뿌려서 접종 후 균사가 톱밥 및 잔가지들을 알맞게 덮은 상태가 될 때까지 배양하여 활력이 왕성한 종균을 대량으로 증식하였다.

제조예 1: 액비 제조

함수율이 40% 이하인 신선한 참나무속 식물의 가지를 2㎝ x 5㎝ 크기로 균등하게 가공 후 121℃, 25분간 2회 이상 열처리하여 멸균된 참나무 식물체를 준비하였다.

참고예 1에서 준비된 뽕나무버섯균의 종균을 멸균된 참나무속 식물체의 한면과 중력 방향으로의 충분한 접촉이 유지되도록 하며, 24~27℃ 온도 및 80% 이하의 습도가 유지되는 항온항습기 내에서 배양하였다.

뽕나무버섯균의 균사속이 참나무속 식물체 조직에 침입하여 왕성하게 발생되어 충분히 참나무속 식물체의 조직이 와해되고 참나무속 식물체 외부로의 균사속 노출이 확연히 관찰될 때까지 6개월 이상 배양하였다. 배양이 완료된 배양체와 살균수를 1 : 2(w/v)의 비율로 혼합한 후, 파쇄기로 입자크기가 0.1㎜ 이하가 되도록 파쇄하였다.

배양체 파쇄물을, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반 거즈 규격의 거름망 두겹이 올려진 다공성의 깔대기(②)와, 파쇄물과 분리된 액체인 여과액의 진공수집기(③)와, 진공수집기에 연결된 진공펌프(④)로 이루어진 여과기를 사용하여 여과하여 여과액 (수-분획물)을 수집하여 액비 제조를 완성하였다.

제조된 액비를 pH 측정기로 측정한 결과, pH 4.1~4.5 사이의 약산성이었다.

실험예 : 액비 효능 시험

제조예 1에서 제조된 액비의 효능을 호접란의 엽면시비 시험으로 확인해 보았다.

개화를 마친 호접란에 제조예 1에서 제조된 본 발명의 액비에 물을 첨가하여 50배 희석한 후 10㎖을 분무기를 이용하여 잎 조직에 엽면시비한 시험군과, 액비를 처리하지 않은 무처리군(control)을 10 일후 변화를 관찰하였고 그 결과 사진을 도 3에 나타내었다.

또한 엽록체의 함량 변화를 SPAD-502 메터기(meter)를 이용하여 시험군과 무처리군을 측정하였으며 그 결과를 도 4에 나타내었다.

도 3으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 무처리군의 호접란은 잎의 상당부분이 노란색으로 변화될 정도로 활력을 잃고 노화된 반면에, 본 발명의 액비가 처리된 시험군의 호접란은 여전히 잎이 초록색을 유지하여 활력이 증진되고 노화가 억제되었다.

도 4에 도시된 바와 같이, 무처리군의 호접란은 엽록체 함량이 감소된 반면에, 본 발명의 액비가 처리된 시험군의 호접란은 5% 이상 엽록체 함량이 증가되었음을 확인할 수 있다.

이들 결과로부터 본 발명에 따른 액비는 난초과 식물의 생장촉진 및 관상적 기능성을 현저히 증진시키는 효능을 가짐을 알 수 있다.

① 은 파쇄기, ② 는 깔대기, ③ 은 진공수집기, ④ 는 진공펌프이다.

Claims (11)

1. ⅰ) 참나무속 식물체를 제공하는 단계;
   ⅱ) 참나무속 식물체에 뽕나무버섯균을 접종하는 단계;
   ⅲ) 항온·항습 조건하에 뽕나무버섯균의 균사속의 침입에 의한 참나무속 식물체 조직의 와해와 외부로 균사속이 노출될때까지 배양하는 단계;
   ⅳ) 배양체에 물을 2~3배(w/v) 첨가하여 파쇄하여 활성물질을 추출하는 단계; 및
   ⅴ) 파쇄물을 여과하여 수-분획물을 얻는 단계로 이루어지는 난초과 식물용 액비의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 참나무속 식물체는 참나무속 식물의 나무몸체 또는 가지가 지름 1~2㎝, 길이 5~7㎝의 크기로 절단된 것이고, 함수율이 40% 이하인 것임을 특징으로 하는 난초과 식물용 액비의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 단계 ⅰ)의 참나무속 식물체는 121℃, 25분간 2회 이상 열처리하여 멸균된 것을 특징으로 하는 난초과 식물용 액비의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 단계 ⅲ)에서 항온·항습 조건은 24~27℃의 온도 및 50~80%의 습도의 조건인 것을 특징으로 하는 난초과 식물용 액비의 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서, 단계 ⅳ)에서 파쇄는 0.1㎜ 이하의 크기로 행해지는 것을 특징으로 하는 난초과 식물용 액비의 제조방법.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 따라서 제조되고, 생장촉진, 엽록체 함량 증진 및 노화 지연 기능성이 증진된 난초과 식물용 액비.
   
7. 제 6항에 있어서, 난초과 식물은 호접란인 것을 특징으로 하는 난초과 식물용 액비.
   
8. 뽕나무버섯균에 의해 배양·분해된 참나무속 식물 배양체의 수-분획물을 포함하여 이루어지는 난초과 식물용 액비.
   
9. 제 8항에 있어서, 난초과 식물은 두란속(Bulbophyllum), 수란속(Epidendrum), 석곡란속(Dendrobium), 엽상화속(Pleurothallis), 바닐라속(Vanilla), 난초속(Orchis), 호접란속(Phalaenopsis) 및 카틀레야 속(Cattleya)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 1종인 것을 특징으로 하는 난초과 식물의 생육촉진용 액비.
   
10. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 생장촉진, 엽록체 함량 증진 및 노화 지연 기능성이 증진된 것을 특징으로 하는 난초과 식물용 액비.
    
11. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 액비는 난초과 식물의 수경 재배용 수액 첨가제인 것을 특징으로 하는 난초과 식물용 액비.

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