KR20200079675A - 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차, 그의 제조방법 및 그의 용도 - Google Patents

기능성 퇴비를 이용한 퇴비차, 그의 제조방법 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 콩짚에 방선균 또는 그의 배양액을 첨가한 혼합물과 우분(cattle manure)을 교대로 적층한 다음, 100~150일 동안 숙성시켜 기능성 퇴비를 수득하는 단계, 및 (b) 상기에서 수득한 기능성 퇴비에, 상기 기능성 퇴비 100 중량부에 대하여, 당밀 5~15 중량부 및 탈지분유 1~5 중량부를 첨가한 후, 폭기하는 단계를 포함하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법, 상기의 방법에 의해 제조된 퇴비차 및 상기의 방법에 의해 제조된 퇴비차를 인삼 재배용으로 사용하는 방법에 관한 것이다.

Description

기능성 퇴비를 이용한 퇴비차, 그의 제조방법 및 그의 용도{Compost tea using functional compost, method of manufacturing the same and use of the same}
본 발명은 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차, 그의 제조방법 및 그의 용도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 (a) 콩짚에 방선균 또는 그의 배양액을 첨가한 혼합물과 우분(cattle manure)을 교대로 적층한 다음, 100~150일 동안 숙성시켜 기능성 퇴비를 수득하는 단계, 및 (b) 상기에서 수득한 기능성 퇴비에, 상기 기능성 퇴비 100 중량부에 대하여, 당밀 5~15 중량부 및 탈지분유 1~5 중량부를 첨가한 후, 폭기하는 단계를 포함하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법, 상기의 방법에 의해 제조된 퇴비차 및 상기의 방법에 의해 제조된 퇴비차를 인삼 재배용으로 사용하는 방법에 관한 것이다.
퇴비차(Compost tea)는 퇴비로부터 수용성 양분과 세균, 사상균, 원충류, 선충 등을 우려낸 액체로서, 단순히 우려내는 것에서 그치지 않고, 유용한 미생물을 잘 배양하여 미생물 배양체를 만들어 놓은 것이다.
퇴비차에는 퇴비로부터 우려낸 각종 수용성 양분 뿐 아니라 세균, 사상균, 원충, 좋은 선충 등이 가득한데, 이러한 좋은 퇴비차를 만들기 위해서는 무엇보다 좋은 퇴비를 쓰는 것이 필수적으로서, 퇴비차의 모든 이점은 이 양분과 미생물의 시발점인 퇴비에서 온다고 할 수 있다.
그런데, 상기 퇴비차의 이점으로는 유용 미생물이 작물 표면에 고르게 도포되어 병원균이 감염될 자리를 찾기 어렵게 하고(병원균의 경쟁적 배제), 1차 소비자인 선충과 원충류 등이 미생물을 먹고 내뱉는 대사산물 등이 작물에 필요한 저분자 양분으로 작용하여 결과적으로 작물의 양분 이용 능력을 향상시키고 작물이 필요한 시기에 필요한 양 만큼의 양분을 공급하게 된다(작물에 영양공급).
또한, 잎에 접종된 유용한 미생물은 대사과정 중 이산화탄소를 배출하고, 상기 이산화탄소는 광합성을 증가시키며, 잎의 기공을 오랫동안 열고 있게 하여 양분 흡수 능력을 향상시키는 역할을 하고(잎의 양분 흡수 능력 향상), 미생물이 배출하는 대사산물 등이 토양 입단화를 촉진하여 보비력이 향상되어 관수량과 비료 사용량이 줄어들고 양분 손실 또한 줄일 수 있으며(보비력 향상), 농약, 화학비료 사용으로 파괴된 토양 미소 생태계의 빠른 복원을 도울 수 있다.
퇴비차에 관한 종래기술로는 퇴비에 수용액을 흘려보냄으로써 퇴비차를 생산하는 방법 및 그 장치(특허문헌 1), 딸기 시들음병을 예방 및 제어용 퇴비차의 제조방법 및 그 사용방법(특허문헌 2), 토양 경도 개선용 퇴비차(특허문헌 3) 등이 개시되어 있으나, 상기 종래기술들은 본 발명과 같은 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차, 그의 제조방법 및 그의 용도에 대해서는 전혀 개시하고 있지 아니한 실정이다.
미국등록특허공보 제6767381호 중국공개특허공보 제107586215호 중국공개특허공보 제102603430호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기능성 퇴비를 주원료로 포함하는 특정 조성물을 이용하여 효과적으로 퇴비차를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법에 의해 제조됨으로써, 병원균의 경쟁적 배제, 작물에 영양공급, 잎의 양분 흡수 능력 향상, 보비력 향상 등의 역할을 할 수 있는 퇴비차를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 퇴비차의 새로운 용도를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, (a) 콩짚에 방선균 또는 그의 배양액을 첨가한 혼합물과 우분을 교대로 적층한 다음, 110~130일 동안 숙성시켜 기능성 퇴비를 수득하는 단계, 및 (b) 상기에서 수득한 기능성 퇴비에, 상기 기능성 퇴비 100 중량부에 대하여, 당밀 5~15 중량부 및 탈지분유 1~5 중량부를 첨가한 후, 폭기하는 단계를 포함하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 방법에 의해 제조된 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 방법에 의해 제조된 퇴비차를 인삼 재배용으로 사용하는 방법을 제공한다.
본 발명에 의해 제조된 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차는 인삼 등과 같은 식물의 생육촉진, 병해 방제 효과 등이 우수하고, 특히 인삼의 근중 및 수량이 증가되기 때문에, 인삼 비가림 시설재배 확대를 통한 생력화 및 수량증대 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조 공정도를 나타낸 것이다.
본 발명의 일 구현예는 (a) 콩짚에 방선균 또는 그의 배양액을 첨가한 혼합물과 우분을 교대로 적층한 다음, 110~130일 동안 숙성시켜 기능성 퇴비를 수득하는 단계, 및 (b) 상기에서 수득한 기능성 퇴비에, 상기 기능성 퇴비 100 중량부에 대하여, 당밀 5~15 중량부 및 탈지분유 1~5 중량부를 첨가한 후, 폭기하는 단계를 포함하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에서, 용어 "교대로 적층"은 볏짚, 나뭇잎 및 콩짚을 혼합한 후 방선균 또는 그의 배양액을 첨가한 혼합물을 쌓고, 다음 층에 우분을 쌓는 식으로 층층이 교대로 쌓는 것을 의미한다.
본 발명에서, 용어 "배양액"은 미생물 생장에 적절한 배지에 일정 농도의 포자를 접종하여 배양기에서 일정 기간 동안 미생물이 생장하도록 유도한 후 수득된, 균체, 균체가 생장하면서 분비한 물질, 및 생장에 필요한 영양성분이 혼합된 액으로서, 불순물을 걸러내는 과정을 거쳐 제조할 수 있다.
본 발명에서, 용어 "폭기(aeration)"는 액체를 공기 중에 뿌리거나 공기방울을 액체에 불어넣거나 혹은 액체를 휘저음으로써, 공기와 액체가 접촉하게 하여 공기의 성분이 액체 속으로 용해되게 하기 위함이다.
본 발명의 상기 퇴비차의 제조방법의 상기 (a) 단계에서, 상기 혼합물과 우분을 30~40 : 60~70, 바람직하게는 35~65의 중량비로 혼합할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 퇴비량 100kg 기준, 콩짚 35kg 및 우분 65kg이 혼합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퇴비차의 제조방법에서, 상기 방선균으로는 스트렙토마이세스(Streptomyces)속 균주가 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 스트렙토마이세스(Streptomyces)속 균주의 예로는 철원군 김화읍 6년근 인삼 재배지 토양에서 분리한 스트렙토마이세스(Streptomyces) sp. 균주, 스트렙토마이세스(Streptomyces) sp. KACC 20173 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 스트렙토마이세스 sp. 균주는 항진균 및 항세균 효과를 지니고 있는 겔다나마이신(geldanamycin) 계열의 항생물질을 생산하는 특징을 지니고 있다.
상기 스트렙토마이세스 sp. 균주의 배양은 예컨대, ISP2(International Streptomyces Project2; Difco) 배지를 사용하고, 상기 배양액은 상기와 같이 분리된 스트렙토마이세스 sp. 균주를 상기 배지에서 3~5일간 배양하여 수득된 배양액을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 스트렙토마이세스 sp. 균주의 배양 온도는 25~31℃에서 이루어지고, 최적 온도인 28~30℃에서 배양하는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 퇴비차의 제조방법에서, 상기 숙성시키는 기간이 110일 미만인 경우에는 완숙이 되지 않는 문제가 있고, 130일을 초과하는 경우에는 숙성 기간이 너무 오래 걸려 생산성이 떨어지는 문제가 있기 때문에, 바람직하게는 120일이 권장된다.
본 발명의 상기 퇴비차의 제조방법에서, 상기 (a) 단계는 상기 기능성 퇴비를 압축하여 입제의 형태로 제조하는 단계를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 퇴비차의 제조방법에서, 상기 기능성 퇴비에 상기 기능성 퇴비 100 중량부에 대하여, 당밀 10 중량부 및 탈지분유 2 중량부를 첨가하는 것이 바람직한데, 그 이유는 당밀 등 첨가제의 용도가 미생물 생장과 관련이 있는데, 퇴비차 제조시 발생하는 유용 미생물의 밀도가 가장 높기 때문이다.
본 발명의 상기 퇴비차의 제조방법에서, 상기 폭기는 23~27℃, 바람직하게는 25℃의 온도에서 70~75시간, 바람직하게는 72시간 동안 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 상기의 방법에 의해 제조된 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기의 방법에 의해 제조된 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 인삼 재배용으로 사용하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 퇴비차는 인삼 등과 같은 식물의 생육촉진, 병해 방제 효과가 우수하기 때문에, 인삼 산업법에 따른 화학비료 금지로 인한 양분관리 기술의 확립이 필요한 현 시점에서, 상기 기능성 퇴비는 인삼 재배용으로 사용할 수 있다.
본 발명에서, 상기 인삼 재배는 인삼 하우스 재배일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(1)
콩짚과 우분을 35:65의 중량비로 혼합한 후, 여기에 방선균으로 스트렙토마이세스(Streptomyces) sp. KACC 20173 균주 5%(w/w)을 첨가한 혼합물과 우분을 교대로 적층한 다음, 120일 동안 숙성시켜 기능성 퇴비를 수득하였다.
상기에서 수득한 기능성 퇴비에 상기 기능성 퇴비 100g당 당밀 10g, 탈지분유 2g을 첨가한 후, 25℃에서 72시간 동안 폭기시켜, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 제조하였다.
<실시예 2> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(2)
스트렙토마이세스(Streptomyces) sp. KACC 20173 균주를 ISP2(International Streptomyces Project2; Difco) 배지에서 29℃의 온도에서 4일간 배양하여 수득한 배양액을 첨가한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 제조하였다.
<실시예 3> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(3)
숙성 기간을 110일로 하고, 폭기 조건을 24℃에서 70시간으로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 제조하였다.
<실시예 4> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(4)
숙성 기간을 130일로 하고, 폭기 조건을 26℃에서 74시간으로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 제조하였다.
<실시예 5> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(5)
숙성 기간을 120일로 하고, 폭기 조건을 26℃에서 74시간으로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 제조하였다.
<실시예 6> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(6)
숙성 기간을 120일로 하고, 폭기 조건을 24℃에서 70시간으로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 제조하였다.
<비교예 1> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(7)
당밀 및 탈지분유를 첨가하지 아니한 기능성 퇴비 100g을 폭기하여 제조한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 퇴비차를 제조하였다.
<비교예 2> 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조(8)
탈지분유 2g을 첨가한 기능성 퇴비 100g을 폭기하여 제조한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 퇴비차를 제조하였다.
<실험예 1> 기능성 퇴비의 영양성분
콩짚과 우분을 35:65의 중량비로 혼합한 후, 여기에 방선균 5%(w/w)을 첨가한 혼합물과 우분을 교대로 적층한 다음, 120일 동안 숙성시켜 얻은 기능성 퇴비의 영양성분을 분석한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
<실험예 2> 퇴비차 추출 조합 미생물 밀도 분석
상기 실시예 1에서 제조한 퇴비차(C1S1M2B2), 상기 비교예 1에서 제조한 퇴비차(T1), 상기 비교예 2에서 제조한 퇴비차(T2) 및 선택배지로 방선균의 경우 계란 알부민(egg albumin), 사상균의 경우 로즈벵갈(rose bengal)을 사용하여 제조한 퇴비차의 미생물 밀도를 분석한 결과를 하기 표 2(단위: CFU/ml)에 나타내었다.
Figure pat00002
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1에서 제조한 본 발명의 퇴비차는 비교예 1(T1) 및 비교예 2(T2)에서 제조한 퇴비차에 비하여, 방선균의 밀도가 10배 정도 증가함을 알 수 있다.
<실험예 3> 퇴비차의 이화학적 분석
상기 실시예 1에서 제조한 퇴비차(C1S1M2B2)의 이화학적 분석을 한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
이때, pH는 pH 미터를 사용하여 측정하였고, 전기전도도(EC)는 EC 미터를 사용하여 측정하였으며, T-N은 킬달 증류법을 사용하여 측정하였고, P2O5는 Vanadate 법으로 측정하였으며, Ca, K, Mg 및 Na은 ICP(inductive coupled plasma)를 사용하여 측정하였다.
Figure pat00003
<실험예 4> 퇴비차 시용에 따른 생육특성 비교
4년근 인삼에 상기 실시예 1에서 제조한 퇴비차를 관주 처리하여, 경장, 경경, 근장, 동직경, 생근중 및 적변율을 측정한 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
이때, 상기 관주 처리의 5~9월에 월 1회씩, 인삼 포장의 칸 당 4L를 처리하였다. 상기 인삼 포장의 칸 당 면적은 약 3.3㎡이다.
Figure pat00004
상기 표 4에서 보는 바와 같이, 무처리군에 비하여 퇴비차를 관주 처리를 한 경우, 인삼의 생육 특성이 향상됨을 알 수 있다.
<실험예 5> 퇴비차 시용에 따른 수량특성 비교
4년근 인삼에 상기 실시예 1에서 제조한 퇴비차를 관주 처리하여, 결주율, 생근중, 수량 및 조수익을 산출한 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
Figure pat00005
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 무처리군에 비하여 퇴비차를 관주 처리를 한 경우, 수량특성이 향상됨을 알 수 있다. 또한, 처리 효과에 의한 조수익 향상을 도모할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 기술자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의해 제조된 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차는 인삼 등과 같은 식물의 생육촉진, 병해 방제 효과 등이 우수하고, 특히 인삼의 근중 및 수량이 증가되기 때문에, 인삼 비가림 시설재배 확대를 통한 생력화 및 수량증대 효과가 발생하기 때문에, 본 발명이 속하는 기술분야에 유용하게 적용될 수 있다.

Claims (10)

  1. (a). 콩짚에 방선균 또는 그의 배양액을 첨가한 혼합물과 우분을 교대로 적층한 다음, 110~130일 동안 숙성시켜 기능성 퇴비를 수득하는 단계; 및
    (b). 상기에서 수득한 기능성 퇴비에, 상기 기능성 퇴비 100 중량부에 대하여, 당밀 5~15 중량부 및 탈지분유 1~5 중량부를 첨가한 후, 폭기하는 단계를 포함하는, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 상기 혼합물과 우분을 30~40 : 60~70의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 숙성시키는 기간은 120일인 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 기능성 퇴비를 압축하여 입제의 형태로 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기능성 퇴비 100 중량부에 대하여, 당밀 10 중량부 및 탈지분유 2 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 폭기는 23~27℃의 온도에서 70~75시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폭기는 25℃의 온도에서 72시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된, 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 기능성 퇴비를 이용한 퇴비차를 인삼 재배용으로 사용하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 인삼 재배는 인삼 하우스 재배인 것을 특징으로 하는 방법.
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