KR20190052554A - 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법 - Google Patents

미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법에 관한 것이다.
미생물 제제를 이용하여 부숙·발효시킴에 따라, 수용성 질소인 암모늄태 질소 함량과 질산태 질소 함량이 증가한, 본 발명에 따른 미생물 발효 유채박을 식물체에 시비하면, 시판 중인 복비에 포함되어 있는 질소 함량보다 약 4배 정도의 적은 양의 질소가 포함되어 있더라도 식물체의 초장, 엽장 및 엽폭 등의 잎의 크기, 광합성량, 엽의 질소 흡수율을 증가시켜 효율적으로 식물체의 생장을 촉진 시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 포함하는 조성물을 기존 화학 비료 대체의 식물 생장 촉진제로서 유용하게 사용할 수 있다.

Description

미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법{Composition consisting rapeseed cake fermented by microorganism for promotion the growth of plant and method of boosting growth of plant using the same}
본 발명은 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법에 관한 것이다.
십자화과에 속하는 유채(Brassica napus)는 제주도, 전남·전북, 경남 등 우리나라의 남부지방에서 주로 재배되는 작물로, 주로 경관용으로 이용되어 오다가, 최근에는 국내에서도 독일처럼 유채를 바이오디젤 유지작물로 대규모 재배하는 작업이 이루어지고 있다. 농촌진흥청에서는 유채 품종 개발 및 바이오디젤 원료의 안정적이고 지속적인 생산을 위하여 유채 대량생산 기계화 기술 실용화를 적극 추진하고 있으며, 이에 유채 바이오디젤의 문제점으로 대두되고 있는 경제성을 높이기 위하여, 용도의 다양화 및 제조공정에서 나오는 부산물의 이용을 통한 부가가치 향상을 위한 연구가 절실히 요구되고 있다.
이러한 요구에 따라, 최근, 35∼40%의 단백질을 함유하고 있으며, 황 함유 아미노산과 라이신 또한 풍부하게 포함하고 있는, 유채 종자를 착유하고 남은 부산물인 유채박을 가축 사료로도 활용하고 있다.
이와 같이, 유채를 통한 농가소득 증대를 위하여 바이오디젤 생산, 가축 사료 제조 뿐만 아니라 다양한 수요원을 발굴할 필요성이 있다.
한편, 현재 농업 분야에 있어서 해결해야 할 문제점은 식량 증산을 목적으로 이용되는 각종 화학 물질의 과다 시비에 의한 토지의 황폐화 및 환경오염을 최소화 시키는데 있다.
종래에 이용되는 식물 생장 촉진 방법은 크게 두 가지로 분류할 수 있다.
첫째는, 화학 비료를 이용하는 방법으로, 일시적으로는 효과가 있는 것처럼 보이나, 결국에는 식물을 자라게 하는 토양의 조건을 악화시켜 이를 보강하기 위해 다시 비료를 시비해야 하는 등의 악순환을 초래하므로 장기적으로는 바람직하지 못하다.
둘째는, 식물체에서 추출하거나 이와 유사한 물질을 인위적으로 합성한 식물생장 조절제를 사용하는 방법이다. N-아실알라닌 유도체, 인돌아세트산, 지베렐린, 벤질아미노푸린, 인돌부티린산 등과 이들의 혼합물을 사용하는 방법이 공지되어 있으나, 가격이 비싸고 혼용 용매로서 알코올을 이용해야 하는 취급상의 문제점이 있으며, 식물체에 대한 약해 등을 유발하는 제한 조건이 수반된다.
또한, 이러한 물질들을 사용할 경우, 생장 촉진 효과는 어느 정도 있으나, 부작용이 나타나고 화학물질의 오남용으로 인한 피해를 피할 수 없다. 식물체가 주위의 환경에 적응하여 생체 내의 신진 대사가 조절되어야 함에도 불구하고, 단지 식물의 생장에만 국한된 방법은 오히려 생산성이 감소하고 심한 경우 식물체가 죽게 되기도 한다.
따라서, 화학 농약을 대체할 수 있으며 유기농자재로의 활용이 가능한 천연물질의 개발이 필요하다.
한국등록특허 제10-1295754호에 죽순 및/또는 미강의 자연상태의 발효물을 이용한 식물 생장 촉진제 조성물 및 이를 이용한 식물의 재배 방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제10-1319133호에 알칼리성 천연광물을 함유하는 토양 개량 또는 식물 생장 촉진용 조성물이 개시되어 있다. 이와 같이 화학 농약을 대체할 수 있으며 유기농자재로의 활용이 가능한 천연물질을 이용한 식물 생장 촉진제 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 유채 종자에서 기름 및 바이오디젤을 추출하고 남은 부산물인 유채박(rapeseed cake)을 활용하여 식물 생장 촉진제를 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 미생물 제제와 혼합하여 부숙·발효시킨 유채박이식물 생장 촉진 효과가 우수함을 확인함으로써, 친환경 식물 생장 촉진제로서 본 발명의 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물을 완성하게 되었다.
한국등록특허 제10-1295754호 한국등록특허 제10-1319133호
본 발명의 목적은 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법을 제공한다.
미생물 제제를 이용하여 부숙·발효시킴에 따라, 수용성 질소인 암모늄태 질소 함량과 질산태 질소 함량이 증가한, 본 발명에 따른 미생물 발효 유채박을 식물체에 시비하면, 시판 중인 복비에 포함되어 있는 질소 함량보다 약 4배 정도의 적은 양의 질소가 포함되어 있더라도 식물체의 초장, 엽장 및 엽폭 등의 잎의 크기, 광합성량, 엽의 질소 흡수율을 증가시켜 효율적으로 식물체의 생장을 촉진 시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 포함하는 조성물을 기존 화학 비료 대체의 식물 생장 촉진제로서 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 미생물 발효 유채박 시료의 시비량에 따른 토마토 생장 상태를 나타낸 사진이다. 여기에서, Control은 음성 대조군으로 미생물 발효 유채박 시료를 시비하지 않은 군이고, Chemical fertilizer는 시판 중인 화학 복합 비료로 양성 대조군으로 사용한 것이다.
도 2는 본 발명의 미생물 발효 유채박 시료의 시비량에 따른 토마토의 초장(height)을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 미생물 발효 유채박 시료의 시비량에 따른 토마토의 엽장(leaf length)을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 미생물 발효 유채박 시료의 시비량에 따른 토마토의 엽폭(leaf width)을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 미생물 발효 유채박 시료의 시비량에 따른 토마토의 광합성량을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 미생물 발효 유채박 시료의 시비량에 따른 토마토 엽의 질소 함량을 측정하여 나타낸 그래프이다.
본 발명은 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법에 관한 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물을 제공한다.
본 발명에서 용어 "유채박"은 유채(Brassica napus L.) 종자에서 기름 및 바이오디젤을 추출하고 남은 부산물로, 유채로부터 유래된 모든 부산물을 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 미생물 발효 유채박은 상기 유채 종자에서 기름 및 바이오디젤을 추출하고 수득한 유채박을 부숙·발효시킬 수 있는 미생물 균주와 혼합하여 일정 기간 부숙시킴에 따라 제조할 수 있다. 또한, 상기 수득한 유채박을 시판 중인 복합 미생물 제제와 혼합하여 일정 기간 부숙시킴에 따라 제조할 수도 있다.
상기 '일정 기간 부숙'은 이에 제한되지는 않으나, 1일 내지 6일간 부숙시키는 것일 수 있으며, 3일 내지 6일간 부숙시키는 것일 수 있으며, 바람직하게는 5일간 부숙시키는 것일 수 있다.
상기 미생물 균주는 유채박을 부숙·발효시킬 수 있는 미생물 균주라면 어느 미생물 균주라도 이에 제한되지 않는다.
상기 미생물 균주는 유산균 및 효모균이 포함된 것일 수 있다.
상기 "유산균"은 글루코스 등 당류를 분해하여 젖산을 생성하는 세균으로, 이에 제한되지는 않으나, 락토바실루스속 유산균(Lactobacillus sp.), 스트렙토코쿠스속 유산균(Streptococcus sp.), 페디오코쿠스속 유산균(Pediococcus sp.), 류코노스톡속 유산균(Leuconostoc sp.) 및 비피도박테리움속 유산균(Bifidobacterium sp.)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유산균은 락토바실러스 콤퓨사(Lactobacillus confusa)일 수 있다.
또한, 상기 "효모균"은 주로 식품 발효에 이용되는 균으로, 이에 제한되지는 않으나, 캔디다 퍼멘디카렌스(Candida fermenticarens), 캔디다 트로피칼리스(Candida tropicalis), 그래피엄 핌브리스포럼(Graphium fimbriisporum), 하이포피키아 슈도부르토니(Hyphopichia pseudoburtonii), 피키아 아노말라(Pichia anomala) 및 피키아 자디니(Pichia jadinii)일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 효모균은 피키아 아노말라(Pichia anomala)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 피키아 아노말라( Pichia anomala) 및 락토바실러스 콤퓨사(Lactobacillus confusa)를 포함하는 미생물 제제를 혼합하여 부숙·발효시켜 제조한 상기 미생물 발효 유채박은 부숙 기간에 따라 암모늄태 질소 및 질산태 질소와 같은 수용성 질소의 함량이 증대됨을 확인하였다(표 1 및 표 2).
본 발명에서 용어 "식물(plant)"은 생장량 증가가 인간에게 유익한 모든 식물을 포함하며, 성숙한 식물뿐 아니라 식물로 발육할 수 있는 식물 세포, 식물 조직 및 식물의 종자 등을 모두 포함한다.
상기 식물은, 이에 제한되지는 않으나, 토마토, 배추, 무, 고추, 딸기, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 연산홍, 장미, 글라디올러스, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 잔디를 포함하는 초본류; 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용작물류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류로 구성된 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
본 발명에서 "식물 생장 촉진"은 이에 제한되는 것은 아니나, 식물 종자의 발아 촉진, 식물의 유근 생장 촉진, 식물체의 길이 생장, 부피 생장의 촉진, 과실의 착과의 촉진, 과실의 숙성의 촉진, 잎 활성의 향상, 식물 뿌리의 생장 촉진, 식물의 지상부 생장 촉진, 과실의 착색 촉진 등을 모두 포함하는 가장 포괄적인 개념이다.
본 발명에 있어서, 상기 식물 생장 촉진은 광합성 증가에 의해 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 조성물은 식물의 지상부 생장을 촉진할 수 있다. 상기 식물의 지상부는 식물이 토양 밖으로 노출된 모든 부위를 의미할 수 있으며, 잎, 줄기, 뿌리, 꽃, 열매 등을 모두 포함한다.
본 발명의 식물 생장 촉진용 조성물에 있어서, 상기 미생물 발효 유채박은 이에 제한되지는 않으나, 토양 100 중량부를 기준으로 하여 0.2 중량부 내지 1.2 중량부로 포함되는 것일 수 있고, 0.3 중량부 내지 0.5 중량부로 포함되는 것일 수 있으며, 0.4 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 식물 생장 촉진용 조성물에 있어서, 상기 질소는 이에 제한되지는 않으나, 토양 100 중량부를 기준으로 하여 0.01 중량부 내지 0.05 중량부로 포함되는 것일 수 있고, 0.01 중량부 내지 0.03 중량부로 포함되는 것일 수 있으며, 0.01 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
본 발명에서 용어 "토양(soil)"은 식물에 영양분을 공급하여 식물을 자라게 할 수 있는 흙을 의미하는 것으로, 식양토, 사토, 사양토, 양토, 식토, 황토 등 식물을 생육할 수 있는 토양이라면 어느 토양이라도 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 식양토일 수 있다.
본 발명에서 용어 "질소(nitrogen, N)"는 가장 기본적인 몸 구성 원소로서, 그 생리적 역할이 어느 다른 원소보다 여러 면에서 중요하다. 질소가 부족하면 식물체 전체의 발육 상태가 좋지 않으며, 식물 전체의 빛깔이 누렇게 되는데, 그 원인은 엽록소의 생성이 부족하고 아울러 광합성 작용의 능력이 약해지기 때문이다. 질소는 그 밖에도 여러 가지 식물 성분에 들어 있다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 조성물을 분말 형태로 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 처리는 이에 제한되지는 않으나, 식물의 재배 토양에 분말 상태 그대로 살포하는 처리일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 미생물 발효 유채박을 고압 멸균한 식양토와 혼합하여 채운 토화분에 토마토(cv. Rutgers) 종자를 파종하고, 12주 후에 토마토의 초장, 엽장 및 엽폭 등 잎의 크기, 광합성량, 엽의 질소 흡수율을 분석한 결과, 시판 중인 복비에 포함되어 있는 질소 함량보다 약 4배 정도의 적은 양의 질소가 포함되어 있더라도 미생물 발효 유채박에 의해 토마토 잎의 크기, 광합성량, 엽의 질소 흡수율을 증가시켜 식물체의 생장을 촉진시킴을 확인하였다(도 1 내지 6).
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 미생물 제제를 이용한 미생물 발효 유채박의 제조
실시예 1-1: 미생물 발효 유채박 제조를 위한 부숙 기간 선정
유채 종자에서 기름 및 바이오디젤을 추출하고 남은 부산물인 유채박(rapeseed cake)을 활용한 친환경 식물 생장 촉진제를 개발하기 위해, 미생물 제제를 이용하여 유채박을 부숙·발효시켰다.
미생물 발효 유채박은 시판 중인 2종의 미생물 제제를 이용하여 제조하였으며, 이에 따른 최적의 부숙 기간을 설정하고자 하였다. 미생물 제제로는 시판 제품인 ㈜ 범안에코의 혼합 발효 미생물 제제인 '에코락토'와 에크텍의 미생물 발효제인 'FM'을 사용하였다. '에코락토'의 혼합 발효 미생물 제제에 포함되어 있는 미생물 균주의 보증 성분량은 공개되어 있지 않았으며, 'FM'의 보증 성분량은 피키아 아노말라(Pichia anomala) 1.2 × 104 cfu/g 및 락토바실러스 콤퓨사(Lactobacillus confusa) 1.5 × 106 cfu/g 이었다.
구체적으로, 미생물 발효 유채박 제조를 위한 발효 방법은 유채 종자에서 착유하고 남은 유채박 1㎏, 상기 2종의 각각의 미생물 제제 1㎏과, 수분(물) 500㎖을 혼합한 후, ㈜ 대아하이테크 사의 발효 분해 처리기를 사용하여 부숙시켰다. 이때, 발효 분해 조건은 발효 온도를 37℃로 설정하여 진행하였으며, 부숙 기간은 0일, 1일, 3일, 및 5일로 진행하였다. 발효가 끝난 미생물 발효 유채박은 동결건조를 통해 분말 형태로 제조하고, 상기 미생물 발효 유채박 시료는 사용시까지 상온 보관하였다.
실시예 1-2: 부숙 기간(decay period)에 따른 미생물 발효 유채박 시료의 성분 변화 분석
상기 실시예 1-1에서 부숙 기간별로 수득한 미생물 발효 유채박 시료의 유효성을 평가하고자, 부숙 기간에 따라 변화된 미생물 발효 유채박 시료의 성분 변화를 분석하였다. 이때, 미생물 발효 유채박 시료의 암모늄태 질소(ammonium nitrogen, NH4-N)와 질산태 질소(nitrate nitrogen, NO3-N)는 농촌진흥청 고시 비료품질검사 방법 및 시료 채취 기준에 따라 분석하였다. 수용성 질소인 암모늄태 질소는 고시 검사법 중 증류법에 의해 분석하였으며, 질산태 질소는 환원철법에 의해 분석하였다.
암모늄태 질소 함량을 분석한 결과, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 부숙 기간 0 일차의 초기 유채박 시료에서는 암모늄태 질소 함량이 193.8㎎/㎏이었으나, 미생물 제제로서 '에코락토'를 혼합하여 부숙시킨 유채박의 1 일차 시료의 경우 암모늄태 질소 함량이 432.8㎎/㎏이었다. 또한, 3 일차 시료의 경우 암모늄태 질소 함량이 616.2㎎/㎏이었으며, 마지막 5 일차 시료의 경우 암모늄태 질소 함량이 869.0㎎/㎏으로 가장 많이 함유되어 있는 것으로 분석되었다.
한편, 미생물 제제로서 'FM'을 혼합하여 부숙시킨 유채박의 1 일차 시료의 경우 암모늄태 질소 함량이 480.5㎎/㎏이었고, 3 일차 시료의 경우 암모늄태 질소 함량이 1,088.3㎎/㎏로 가장 많이 함유되어 있었으며, 마지막 5 일차 시료의 경우 암모늄태 질소를 896.7㎎/㎏ 함유하고 있는 것으로 분석되었다.
Figure pat00001
질산태 질소의 함량을 분석한 결과, 하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 부숙 기간 0 일차의 초기 유채박 시료에서는 질산태 질소 함량이 35.9㎎/㎏이었으나, 미생물 제제로서 '에코락토'를 혼합하여 부숙시킨 유채박의 1 일차 시료의 경우 질산태 질소 함량이 45.6㎎/㎏이었다. 또한, 3 일차 시료의 경우 질산태 질소 함량이 50.7㎎/㎏이었으며, 마지막 5 일차 시료의 경우 질산태 질소 함량이 57.3㎎/㎏으로 부숙·발효 기간에 따라 서서히 질산태 질소 함량이 서서히 증가하는 것으로 분석되었다.
한편, 미생물 제제로서 'FM'을 혼합하여 부숙시킨 유채박의 1 일차 시료의 경우에도 질산태 질소 함량이 49.2㎎/㎏이었고, 3 일차 시료의 경우 질산태 질소 함량이 47.4㎎/㎏이었으며, 마지막 5 일차 시료의 경우 질산태 질소의 함량이 55.7㎎/㎏으로 가장 많이 함유되어 있는 것으로 분석되었다.
Figure pat00002
상기 결과를 통해, 부숙 기간에 따라 미생물 제제를 혼합하여 부숙·발효시킨 유채박 시료의 암모늄태 질소 및 질산태 질소의 함량이 점차적으로 증대되는 것을 확인할 수 있었으며, 이로써, 식물 생장을 증가시키는 데 중요한 요소 중 하나인 질소의 함량이 증대된 상기 미생물 발효 유채박을 식물 생장 촉진제로 유용하게 활용할 수 있음을 유추할 수 있었다.
실시예 2: 미생물 발효 유채박의 식물 생장 촉진 효과 분석
상기 실시예 1에서 미생물 제제를 혼합하여 부숙·발효시킨 유채박 시료가 암모늄태 질소 및 질산태 질소와 같은 수용성 질소의 함량이 증대되는 것을 확인하였으며, 이를 토대로 상기 미생물 발효 유채박을 식물 생장 촉진제로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
이에, 상기 미생물 발효 유채박의 식물 생장 촉진 효과를 분석하고자, 토마토 작물에 시비하고 토마토의 생육량을 조사 분석하였다.
실시예 2-1: 미생물 발효 유채박 시료의 시비량
상기 실시예 1에서 제조한 미생물 발효 유채박 시료에 의한 식물 생장 촉진 효과를 분석하기 위해, 120℃에서 1시간 고압 멸균한 식양토 2.5㎏과 미생물 발효 유채박 5일차 시료를 0g(대조구), 10g(식양토 100 중량부에 대하여 미생물 발효 유채박이 0.4 중량부 포함된 양), 30g(식양토 100 중량부에 대하여 미생물 발효 유채박이 1.2 중량부 포함된 양), 및 50g(식양토 100 중량부에 대하여 미생물 발효 유채박이 2.0 중량부 포함된 양)씩을 각각 혼합하여 채운 토화분에 공시 작물로 사용할 토마토(cv. Rutgers) 종자를 파종하였다.
이때, 비교구로서 시중의 복비(chemical fertilizer) 10g을 시비하였으며, 물관리와 기타 재배법은 농촌진흥청 토마토 재배법(2001)에 따라 관리하였다.
시판 중인 복비 및 상기 실시예 1에서 제조한 미생물 발효 유채박 시료를 처리한 양분 함량의 구체적인 성분 분석 결과는 하기 표 3에 나타내었으며, 처리한 양분 함량을 토대로 환산한 질소 함량은 하기 표 4에 나타내었다. 또한, 최종적으로 식양토 2.5㎏을 기준으로 하여 질소가 포함되어 있는 양을 중랑부로 환산하여 하기 표 5에 나타내었다.
한편, 질소는 식물의 중요한 구성 성분의 하나로, 질소의 시비(施肥)가 잎(葉; leaf)의 단백질 함량을 증가시키면 광합성을 촉진하면서, 생장을 증가시키는 것으로 알려져 있다.
구체적으로, 시비량(amount of applied fertilizer)에 따른 하기 표 4의 질소 함량 환산 결과에 따르면, 양성 대조군(비교구)으로 사용한 복비 10g과 미생물 발효 유채박 시료 30g에 함유되어 있는 질소 함량이 각각 1.5g 및 약 1.3g으로 유사한 양으로 포함되어 있는 것으로 환산되었다.
또한, 양성 대조군인 복비 10g과 동량으로 미생물 발효 유채박 유기질 비료를 시비하는 경우, 질소 함량은 각각 1.5g 및 약 0.4g으로, 미생물 발효 유채박 시료의 질소 함량이 약 4배 정도 적게 함유되어 있음을 알 수 있었다.
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
실시예 2-2: 미생물 발효 유채박 시료의 처리에 따른 토마토 생육량 조사
식물 생장과 관련된 평가 요소인 초장(height), 광합성량 및 전질소 함량을 측정하여 상기 실시예 1에서 제조한 미생물 발효 유채박 시료가 식물 생장에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.
구체적으로, 상기 실시예 2-1에서 나타낸 시비량(amount of applied fertilizer)에 따라 미생물 발효 유채박 시료를 처리한 12주 후에 토마토의 초장(식물의 높이), 엽장 및 엽폭 등 잎의 크기를 측정하였다. 또한, 가장 생육이 왕성한 위에서 3번째 엽의 광합성량을 측정하기 위해 광 적응 상태에서 광합성 PSⅡ(광계2)의 양자 수율을 엽록소 형광측정기(Chlorophyll Fluorometer; OS1P, OPTI- SCIENCES, USA)를 이용하여 조사하였다. 아울러, 질소 흡수량을 조사하기 위해 토마토 잎을 채취한 후 동결건조하였으며, 이를 분쇄하여 C/N 분석기(Vario Max)를 이용하여 전질소 함량을 조사하였다.
미생물 발효 유채박 시료 처리 12주 후에 토마토의 초장을 측정한 결과, 하기 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 토마토의 초장은 대조구(시료 무처리군; 음성 대조군)와 비교구(복비 처리군; 양성 대조군)에 비해 질소 함량이 더 적은, 즉 10g의 미생물 발효 유채박 시료 처리 실험군 뿐만 아니라, 30g 및 50g의 미생물 발효 유채박 시료를 처리한 모든 실험군에서 대조구 및 비교구에 비해 성장이 더 우수함을 확인하였다.
또한, 하기 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 토마토의 엽장 및 엽폭 또한 대조구(시료 무처리군)와 비교하여 성장이 더 우수함을 확인하였다.
특히, 10g의 미생물 발효 유채박 시료 처리 실험군의 경우에도 비교구(복비 처리군; 질소 함량 1.5g)와 비교하여 질소 함량이 0.4g으로 약 4배 정도 더 적게 포함되어 있음에도 불구하고 유사한 수준으로 성장이 증진됨을 확인하였다. 더욱이, 30g(질소 함량 1.3g) 및 50g(질소 함량 2.1g)의 미생물 발효 유채박 시료 처리 실험군의 경우에는 비교구에 비해 더 우수한 성장을 나타내었다.
한편, 미생물 발효 유채박 시료 처리 12주 후에 토마토의 광합성량을 측정한 결과, 하기 도 5에 나타낸 바와 같이, 대조구에 비해 미생물 발효 유채박 시료를 처리한 모든 실험군에서 광합성량이 높아 생육이 왕성함을 알 수 있었다.
또한, 10g의 미생물 발효 유채박 시료 처리 실험군의 경우에도 비교구(복비 처리군; 질소 함량 1.5g)와 비교하여 질소 함량이 약 4배 정도 더 적게 포함되어 있음에도 불구하고 유사한 수준의 광합성량을 보였다.
특히, 식물 생장에 중요한 요소인 질소가 비슷한 수준으로 포함되어 있는 30g의 미생물 발효 유채박 시료 처리 실험군의 경우에도 비교구(복비 처리군; 질소 함량 1.5g)에 비해 광합성량이 더 높음을 확인하였다.
따라서 상기 결과를 통해, 미생물 발효 유채박 시료를 처리한 모든 실험군에서 대조구 및 비교구에 비해 광합성량이 현저히 높음을 알 수 있었다.
아울러, 미생물 발효 유채박 시료 처리 12주 후에 토마토 엽의 질소 함량을 측정한 결과, 하기 도 6에 나타낸 바와 같이, 피키아 아노말라( Pichia anomala) 및 락토바실러스 콤퓨사(Lactobacillus confusa)가 포함되어 있는 미생물 제제인 'FM'을 혼합하여 부숙·발효시킨 유채박을 처리한 모든 실험군에서 대조구(시료 무처리군) 및 비교구(복비 처리군)에 비해 토마토 엽의 질소 함량이 더 높음을 확인하였다. 특히, 'FM'을 혼합하여 부숙·발효시킨 유채박 30g, 및 50g을 각각 처리한 실험군에서는 비교구에 비해 토마토 엽의 질소 함량이 현저히 높았다.
한편, 'FM'을 혼합하여 제조한 미생물 발효 유채박 30g(질소 함량 1.3g)을 처리한 실험군은 비교구(복비 처리군; 질소 함량 1.5g)와 비슷한 질소 함량이 포함되어 있음에도 불구하고, 토마토 엽의 질소 함량이 약 2배 정도 높은 것으로 확인되었다. 'FM'을 혼합하여 제조한 미생물 발효 유채박 50g을 처리한 실험군의 토마토 엽에는 대조구(시료 무처리군)에 비해 약 5배, 비교구(복비 처리군)에 비해서는 약 2.5배의 질소 함량이 포함되어 있는 것으로 확인되었다. 이를 통해, 미생물 발효 유채박이 작물의 생육에 필수적인 질소를 효율적으로 제공하는 효과를 보임을 알 수 있었다.
상기 일련의 결과를 통하여, 피키아 아노말라( Pichia anomala) 및 락토바실러스 콤퓨사(Lactobacillus confusa)를 포함하는 미생물 제제를 혼합하여 부숙·발효시켜 제조한 본 발명의 미생물 발효 유채박 시료는 부숙 기간에 따라 암모늄태 질소 및 질산태 질소와 같은 수용성 질소의 함량이 증대되고, 시판 중인 복비에 포함되어 있는 질소 함량보다 약 4배 정도의 적은 양의 질소가 포함된 상기 미생물 발효 유채박 시료를 식물체에 시비하더라도 식물체의 초장, 엽장 및 엽폭 등의 잎의 크기, 광합성량, 엽의 질소 흡수율을 증가시켜 식물체의 생장을 촉진시킴을 알 수 있었다.
이에 따라, 상기 미생물 발효 유채박을 기존 화학 비료에 포함되어 있는 질소의 함량보다 약 4배 적은 질소 함량으로 시비하더라도, 식물체의 질소 흡수율을 증가시켜 효율적으로 식물체의 생장을 촉진시킬 수 있으므로, 식물 생장 촉진을 위해 기존 화학 비료 대체의 식물 생장 촉진제로서 상기 미생물 발효 유채박을 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 미생물 발효 유채박을 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 미생물 발효 유채박이 토양 100 중량부 기준, 0.2 중량부 내지 1.2 중량부로 포함되는 것인 식물 생장 촉진용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 질소가 토양 100 중량부 기준, 0.01 중량부 내지 0.05 중량부로 포함되는 것인 식물 생장 촉진용 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유채박은 피키아 아노말라( Pichia anomala) 및 락토바실러스 콤퓨사(Lactobacillus confusa)가 포함된 미생물 균주로 발효된 것인 식물 생장 촉진용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 식물 생장 촉진은 광합성 증가에 의한 것인 식물 생장 촉진용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 식물은 토마토, 배추, 무, 고추, 딸기, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 연산홍, 장미, 글라디올러스, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 잔디를 포함하는 초본류; 벼, 밀, 보리, 옥수수, 콩, 감자, 밀, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 인삼, 담배, 목화, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩 및 유채를 포함하는 특용작물류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알파알파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 식물 생장 촉진용 조성물.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 식물 생장 촉진용 조성물을 분말 형태로 식물체에 처리하는 것인 식물 생장 촉진 방법.
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