KR20230005934A - 작물 수확량 향상을 위한 미생물 조합 - Google Patents

작물 수확량 향상을 위한 미생물 조합 Download PDF

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션 파머
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로커스 애그리컬쳐 아이피 컴퍼니 엘엘씨
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Abstract

예를 들어, 뿌리 및/또는 식물이 성장하고 있는 토양에 미생물 조합을 적용함으로써 작물 식물의 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키기 위한 조성물 및 방법이 제공된다.

Description

작물 수확량 향상을 위한 미생물 조합
관련 출원의 교차 참조
본원은 2020년 4월 30일에 출원된 미국 가특허출원 제63/017,970호에 대한 우선권을 주장하며, 이 가출원은 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.
농업 산업에서, 특정 공통 문제는 재배자가 비용을 낮게 유지하면서 생산량을 최대화하는 능력을 계속해서 방해한다. 이는 박테리아, 진균, 선충 및 기타 해충 및 병원균에 의해 유발된 감염 및 침입; 환경 및 건강에 미치는 영향을 포함하여 화학 비료 및 제초제의 높은 비용; 및 식물이 상이한 유형의 토양에서 영양분과 물을 효율적으로 흡수하는 데 어려움을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
건강한 작물의 가장 중요한 특성 중 하나는 건강한 근권(rhizosphere)이다. 근권은 식물의 뿌리 시스템이 성장하고 물과 영양분을 흡수하는 토양 구역이다. 특정 영양분으로 토양을 보충하기 위해 많은 재배자들은 작물 수확량을 늘리고 가뭄과 질병으로부터 작물을 보호하기 위해 합성 화학 물질과 화학 비료의 사용에 크게 의존해 왔다. 그러나 예를 들어 식물의 뿌리 시스템이 질병으로 인해 손상되었을 때 흡수 능력이 감소하면 토양에 더 많은 물 및/또는 영양분을 추가해도 뿌리 시스템에 의한 흡수가 증가하지 않을 수 있다. 대신에 적용된 것은 근권을 통해 지하수로 흐를 것이다. 오염원으로서 이러한 물질의 책임 있는 사용은 생태학적 및 상업적 필수 요소이다. 특정 화학 비료, 살충제 및 항생제의 과도한 의존과 장기간 사용은 토양 생태계를 변화시키고 스트레스 내성을 감소시키며 저항성 해충의 확산을 증가시키고 식물의 성장과 활력을 방해할 수 있다.
근권에서 효율적인 영양분과 수분 흡수는 그 안에 존재하는 물과 영양분의 양뿐만 아니라 토양 내에 존재하는 특정 미생물군집에 달려 있다. 토양에는 서로 및 식물과 공존하여 복잡한 공생 관계 네트워크를 형성하는 수십억 개의 서로 다른 미생물이 포함되어 있다. 토양 미생물의 특정 그룹은 식물의 뿌리를 집락화하고 토양으로부터 식물에 물과 토양의 영양분을 공급하는 동시에 광합성 동안 식물에 의해 생성된 유기 분자를 이용하는 균근 진균이다. 균근은 식물의 뿌리 조직을 세포 내로 집락화하는 내균근 진균과 세포 외로 뿌리를 집락화하는 외균근 진균을 포함한다.
근권에서 최적의 미생물 조합은 식물의 유형과 식물이 자라는 토양의 유형에 따라 다르다. 어떤 두 식물 종이나 지역도 한 근권 내에서 동일한 미생물 네트워크를 가질 수 없다. 따라서 생물 제제는 작물 건강과 토양 정화에서 점점 더 중요한 역할을 할 가능성이 있지만, 다양한 지역에서 광범위한 식물 종을 처리하는 것은 각 식물의 최적 근권 미생물군집의 복잡성과 특이성으로 인해 어려움을 겪는다.
현재의 작물 생산 방법의 경제적 비용과 부정적인 건강 및 환경 영향은 작물 기반 소비재의 지속성에 계속 부담을 주고 있다. 따라서, 저비용으로 작물 생산을 향상시키기 위한 개선되고 무독성이며 환경 친화적인 방법에 대한 계속적인 요구가 있다.
본 발명은 미생물 기반 생성물, 뿐만 아니라 농업 적용에서 이러한 미생물 기반 생성물을 사용하는 방법을 제공한다. 유리하게는, 본 발명의 미생물 기반 생성물 및 방법은 환경 친화적이고 무독성이며 비용 효율적이다.
바람직일 구현예에서, 본 발명은 예를 들어 근권의 영양분 및 수분 보유 특성을 개선함으로써 작물 식물의 건강, 성장, 수확량을 향상시키기 위한 미생물 기반 토양 처리 조성물 및 그의 사용 방법을 제공한다. 유리하게는, 본 발명의 토양 처리 조성물은 예를 들어, 작물의 하나 이상의 식물이 병원체에 감염되거나 작물 식물의 면역 건강이 다르게는 손상되는 상황에서도 작물 건강, 성장 및/또는 수확량을 개선할 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명은 미생물 및/또는 그의 성장 부산물의 조합을 포함하는 토양 처리 조성물을 제공한다. 또한 토양 처리 조성물의 미생물 및/또는 성장 부산물을 배양하는 방법이 제공된다.
일 구현예에서, 토양 처리 조성물은 하나 이상의 균근 진균 및 균근 진균으로 분류되지 않은 하나 이상의 추가 미생물을 포함한다. 균근 진균은 예를 들어, 글로무스, 아카울로스포라, 라이족토니아, 푸넬리포르미스, 엔도고네, 엔트로포스포라, 자이가스포라, 스클레로사이스티스, 스쿠텔로스포라, 헤벨로마, 락타리우스 및 아마니타를 포함하는 분류군으로부터 선택될 수 있다.
특정 바람직일 구현예에서, 균근 진균은 수지상체, 에리코이드(ericoid), 아부토이드(arbutoid), 모노트로포이드(monotropoid) 및/또는 난초 균근을 포함하는 일종의 내균근 진균이다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 추가 미생물은 균근 진균으로 특징지어지지 않는 효모 및/또는 진균이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 추가 미생물은 트리코데르마 sp. 진균 및/또는 위커하모마이세스 아노말루스 효모일 수 있다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 추가 미생물은 박테리아이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 추가 미생물은 바실러스 spp. 박테리아, 예컨대 B. 서브틸리스 또는 B. 아밀롤리쿠에파시엔스이다. 특정 구현예에서, 바실러스는 B. 아밀롤리쿠에파시엔스 균주 NRRL B-67982이다.
예시적인 구현예에서, 조성물은 하나 이상의 균근 진균, 트리코데르마 spp. 진균 및 바실러스 spp. 박테리움을 포함한다. 특정 구현예에서, 트리코데르마는 T. 하르지아눔이고 바실러스는 B. 아밀롤리쿠에파시엔스 NRRL B-67982이다.
바람직일 구현예에서, 조성물 중 트리코데르마 대 바실러스의 부피 및/또는 세포 계수 비는 약 1:4이다.
일 구현예에서, 조성물은 추가로 하나 이상의 추가의 유익한 미생물, 예를 들어, 질소 고정자(예를 들어, 아조토박터 비넬란디), 칼륨 동원자(예를 들어, 트라테우리아 아우란티아), 및 예를 들어, 믹소코쿠스 크산투스, 슈도모나스 클로로라피스, 스타메렐라 봄비콜라, 사카로마이세스 보울라디, 피치아 옥시덴탈리스, 피치아 쿠드리아브제비, 및/또는 메이어로자이마 구일리에르몬디를 포함하는 기타를 추가로 포함할 수 있다.
조성물에서 미생물 및 기타 성분의 종 및 비율은 예를 들어 처리되는 식물, 식물이 성장하는 토양 유형, 처리 당시의 식물의 건강, 뿐만 아니라 다른 인자에 따라 결정될 수 있다. 따라서 조성물은 임의의 주어진 작물에 맞출 수 있다.
본 토양 처리 조성물의 미생물은 소규모에서 대규모에 이르는 배양 과정을 통해 얻을 수 있다. 이러한 배양 과정은 침지 배양/발효, 고체 상태 발효(SSF), 및 변형, 혼성 및/또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 바람직일 구현예에서, 미생물은 SSF 또는 그의 변형을 사용하여 배양된다.
토양 처리 조성물은 발효로부터 남은 기질 및/정제된 또는 미정제 성장 부산물, 예컨대 생물계면활성제, 효소 및/또는 다른 대사산물을 포함할 수 있다. 미생물은 살아 있거나 불활성일 수 있지만, 바람직일 구현예에서 미생물은 살아 있다.
조성물은 바람직하게는 토양, 종자, 전체 식물 또는 식물 부분(뿌리, 괴경, 줄기, 꽃 및 잎을 포함하나 이에 제한되지 않음)에 적용하기 위해 제형화된다. 특정 구현예에서, 조성물은 예를 들어 액체, 분진, 과립, 마이크로과립, 펠렛, 습윤성 분말, 유동성 분말, 에멀젼, 마이크로캡슐, 오일 또는 에어로졸로서 제형화된다.
조성물의 효과를 향상시키거나 안정화시키기 위해 적합한 보조제와 블렌딩한 후 그대로 사용하거나 필요에 따라 희석하여 사용할 수 있다. 특정 구현예에서, 조성물은 농축 액체 제제로서, 또는 물 및 기타 성분과 혼합되어 액체 생성물을 형성할 수 있는 건조 분말 또는 건조 과립으로서 제형화된다. 일 구현예에서, 조성물은 기질, 미생물 및 성장 부산물을 포함하고, 함께 블렌딩되고 건조되어 분말 또는 과립을 형성한다.
일 구현예에서, 조성물은 건조 생성물의 저장 및 수송 동안 삼투압을 촉진하기 위해 글루코스(예를 들어, 당밀 형태), 글리세롤, 글리세린, 및/또는 오스모티쿰(osmoticum) 물질을 포함할 수 있다.
바람직일 구현예에서, 본 발명의 토양 처리 조성물을 이용하여 작물 식물의 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키는 방법이 제공된다. 특정 구현예에서, 방법은 조성물을 식물(예를 들어, 뿌리) 및/또는 그의 주변 환경(예를 들어, 토양)과 접촉시키는 것을 포함한다.
예시적인 구현예에서, 방법은 하나 이상의 균근 진균, 트리코데르마 spp. 진균 및 바실러스 spp. 박테리움을 식물 및/또는 그것의 주변 환경과 접촉시키는 것을 포함한다 특정 구현예에서, 트리코데르마는 T. 하르지아눔이고 바실러스는 B. 아밀롤리쿠에파시엔스 NRRL B-67982이다.
특정 구현예에서, 미생물은 작물 식물의 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키기 위해 서로 동반상승적으로 작용한다.
일 구현예에서, 방법은 뿌리 건강 및 성장을 향상시킴으로써 작동한다. 보다 구체적으로, 일 구현예에서, 방법은 식물의 뿌리가 성장하는 근권의 특성, 예를 들어 영양분 보유 및/또는 배수 특성을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 방법은 또한 식물에 의한 영양분 흡수를 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
추가로, 일 구현예에서, 방법은 식물의 근권에 하나 이상의 유익한 미생물을 접종하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 바람직일 구현예에서, 토양 처리 조성물의 미생물은 근권을 집락화할 수 있고 보호 및 영양을 포함하여 뿌리가 성장하는 식물에 다양한 이점을 제공할 수 있다.
유리하게는, 특정 구현예에서, 본 방법은 병원성 제제 또는 환경 스트레스 요인으로부터의 감염으로 인해 손상된 면역 건강을 갖는 식물의 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 특정 구현예에서, 본 방법은 또한 식물의 면역 건강 또는 면역 반응을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물 및 방법은 단독으로 또는 다른 화합물 및/또는 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 효율적으로 향상시키고/시키거나 제1 및 제2 미생물의 성장을 보충하기 위한 방법과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 조성물은 식물 및/또는 미생물 성장을 향상시키기 위한 영양분 및/또는 미량영양분뿐만 아니라 미생물 성장을 향상시키기 위한 프리바이오틱스를 포함할 수 있고/있거나 이와 동시에 적용될 수 있다. 정확한 재료 및 이의 양은 본 개시내용의 이점을 갖는 재배자 또는 농업 과학자에 의해 결정될 수 있다.
조성물 및 방법은 다른 작물 관리 시스템과 함께 사용할 수도 있다. 일 구현예에서, 조성물은 선택적으로 천연 및/또는 화학적 살충제 및/또는 퇴치제, 예를 들어 적용되는 미생물의 조합과 양립가능한 임의의 공지된 상업적 및/또는 수제 살충제를 포함하거나 이와 함께 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 또한 예를 들어 영양분 공급원(예를 들어, 질소-인-칼륨 (NPK) 및/또는 미량영양분)을 함유하는 시판품을 포함하여 제초제, 비료, 및/또는 다른 양립가능한 토양 개량을 포함하거나 그로 적용될 수 있다
유리하게는, 본 발명은 많은 양의 무기 화합물을 환경으로 방출하지 않고 사용될 수 있다. 추가로, 조성물 및 방법은 생분해성 및 독물학적으로 안전한 성분을 활용한다. 따라서, 본 발명은 "녹색" 토양 처리제로 사용될 수 있다.
본 발명은 미생물 기반 생성물, 뿐만 아니라 농업 적용에서 이러한 미생물 기반 생성물을 사용하는 방법을 제공한다. 유리하게는, 본 발명의 미생물 기반 생성물 및 방법은 환경 친화적이고 무독성이며 비용 효율적이다.
바람직일 구현예에서, 본 발명은 예를 들어 근권의 영양분 및 수분 보유 특성을 개선함으로써 작물 식물의 건강, 성장, 전체 수확량을 향상시키기 위한 미생물 기반 토양 처리 조성물 및 그의 사용 방법을 제공한다. 유리하게는, 본 발명의 토양 처리 조성물은 예를 들어, 작물의 하나 이상의 식물이 병원체에 감염되거나 작물 식물의 면역 건강이 다르게는 손상되는 상황에서도 작물 건강뿐만 아니라 작물 성장 및 수확량을 개선할 수 있다.
선택된 정의
본 발명은 미생물 또는 다른 세포 배양물의 성장의 결과로 생성된 성분을 포함하는 조성물인 "미생물 기반 조성물"을 포함하는 토양 처리 조성물을 활용한다. 따라서, 미생물 기반 조성물은 미생물 자체 및/또는 미생물 성장의 부산물을 포함할 수 있다. 미생물은 영양 상태, 포자 또는 분생자 형태, 균사 형태, 번식체의 다른 형태, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 미생물은 플랑크톤 또는 생물막 형태 또는 둘 다의 혼합물일 수 있다. 성장 부산물은 예를 들어 대사산물, 세포막 성분, 발현된 단백질 및/또는 기타 세포 성분일 수 있다. 미생물은 온전하거나 용해될 수 있다. 바람직일 구현예에서, 미생물은 미생물 기반 조성물에 성장한 성장 배지와 함께 존재한다. 미생물은 예를 들어 조성물 그램당 또는 ml당 적어도 1 x 101, 1 x 102, 1 x 103, 1 x 104, 1 x 105, 1 x 106, 1 x 107, 1 x 108, 1 x 109, 1 x 1010, 1 x 1011, 1 x 1012 또는 1 x 1013 또는 그 초과의 CFU의 농도로 존재할 수 있다
본 발명은 원하는 결과를 달성하기 위해 실제로 적용되는 생성물인 "미생물 기반 생성물"을 추가로 제공한다. 미생물 기반 생성물은 단순히 미생물 배양 과정에서 수확된 미생물 기반 조성물일 수 있다. 대안적으로, 미생물 기반 생성물은 첨가된 추가 성분을 포함할 수 있다. 이러한 추가 성분은 예를 들어 안정화제, 완충액, 물, 염 용액과 같은 적절한 담체, 또는 임의의 다른 적절한 담체, 추가 미생물 성장을 지원하기 위해 첨가된 영양분, 비-영양분 성장 증진제 및/또는 적용되는 환경의 미생물 및/또는 조성물의 추적을 용이하게 하는 제제를 포함할 수 있다. 미생물 기반 생성물은 또한 미생물 기반 조성물의 혼합물을 포함할 수 있다. 미생물 기반 생성물은 또한 여과, 원심분리, 용해, 건조, 정제 등으로 제한되지 않는 것과 같은 일부 방식으로 처리된 미생물 기반 조성물의 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "생물막"은 미생물의 복잡한 집합체이며, 여기서 세포는 서로 및/또는 표면에 부착된다. 일부 구현예에서, 세포는 전체 응집체를 둘러싸는 다당류 장벽을 분비한다. 생물막의 세포는 액체 매질에서 뜨거나 수영할 수 있는 단일 세포인 동일한 유기체의 플랑크톤 세포와 생리학적으로 구별된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "단리된" 또는 "정제된" 화합물에는 자연에서 결합되는 세포 물질과 같은 다른 화합물이 실질적으로 없다. 미생물 균주의 맥락에서 "단리된"은 균주가 자연에 존재하거나 생산된 환경에서 제거되었음을 의미한다. 단리된 균주는 예를 들어 생물학적으로 순수한 배양물, 또는 포자 또는 다른 형태의 번식체로 존재할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "생물학적으로 순수한 배양물"은 자연에서 연관되거나 그것이 생산된 물질로부터 단리된 배양물이다. 바람직일 구현예에서, 배양물은 다른 모든 살아있는 세포로부터 단리되었다. 추가의 바람직일 구현예에서, 생물학적으로 순수한 배양물은 다른 물질과 함께 존재하는 동일한 미생물의 배양물과 비교하여 유리한 특성을 갖는다. 유리한 특성은 예를 들어 하나 이상의 성장 부산물의 향상된 생산일 수 있다.
특정 구현예에서, 정제된 화합물은 적어도 60 중량%의 관심 화합물이다. 바람직하게는, 제제는 관심 화합물의 중량으로 적어도 75%, 더 바람직하게는 적어도 90%, 및 가장 바람직하게는 적어도 99%이다. 예를 들어, 정제된 화합물은 바람직하게는 중량으로 원하는 화합물의 적어도 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 98%, 99%, 또는 100% (w/w)인 것이다. 순도는 적합한 표준 방법, 예를 들어 컬럼 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피 또는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석에 의해 측정된다.
"대사산물"은 대사에 의해 생성되는 모든 물질(예를 들어, 성장 부산물) 또는 특정 대사 과정에 참여하는 데 필요한 물질을 의미한다. 대사산물의 예는 생물계면활성제, 바이오폴리머, 효소, 산, 용매, 알코올, 단백질, 비타민, 미네랄, 미세원소, 및 아미노산을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에 제공된 범위는 범위 내의 모든 값에 대한 약칭으로 이해된다. 예를 들어, 1 내지 20의 범위는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20으로 이루어진 군으로부터의 임의의 수, 수의 조합, 또는 하위 범위 뿐만 아니라 상기 언급된 정수들 사이의 모든 중간 소수 값, 예를 들어, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8 및 1.9를 포함하는 것으로 이해된다. 하위 범위와 관련하여, 범위의 어느 한 끝점에서 확장되는 "내재된(nested) 하위 범위"가 구체적으로 고려된다. 예를 들어, 1에서 50까지의 예시적인 범위의 내재된 하위 범위는 한 방향으로 1에서 10, 1에서 20, 1에서 30, 및 1에서 40, 또는 다른 방향으로 50에서 40, 50에서 30, 50에서 20, 및 50에서 10을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "감소"는 음의 변경을 의미하고, 용어 "증가"는 양의 변경을 의미하며, 적어도 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 100% 각각을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "계면활성제"는 두 액체 사이, 액체와 기체 사이, 및/또는 액체와 고체 사이의 표면 장력(또는 계면 장력)을 낮추는 표면 활성 화합물을 지칭한다. 계면활성제는 예를 들어 세제, 습윤제, 유화제, 발포제 및 분산제로 작용한다. "생물계면활성제"는 살아있는 유기체에 의해 생성되는 표면 활성 분자이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "농업"은 식품, 섬유, 바이오연료, 의약, 화장품, 보충물, 장식용 목적 및 다른 용도를 위한 식물, 조류 및/또는 진균의 배양 및 사육을 의미한다. 본 발명에 따르면, 농업은 또한 원예, 조경, 정원가꾸기, 식물 보존, 과수재배 및 수목재배를 포함할 수 있다. 농업에는 토양 관리, 모니터링 및 유지 관리도 포함된다.
모든 식물 및 식물 부분은 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 이러한 맥락에서, 식물은 원하는 및 원하지 않는 야생 식물 또는 작물 식물(자연 발생 작물 식물 포함)과 같은 모든 식물 및 식물 개체군을 의미하는 것으로 이해된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "향상시키는"은 개선 또는 증가를 의미한다. 예를 들어, 향상된 식물 건강은 식물의 성장 및 번성(종자 발아, 묘목 출현 및/또는 활력 증가 포함) 능력 개선; 이식 쇼크를 견디는 능력 개선; 해충 및/또는 질병을 퇴치하는 능력 개선; 잡초와 경쟁하는 능력 개선; 가뭄 및/또는 과습과 같은 환경적 스트레스 요인에서 생존하는 능력 개선을 의미한다.
식물 성장 및/또는 식물 바이오매스의 향상은 예를 들어 지상 및 지하 모두에서 식물의 크기 및/또는 질량(예를 들어, 캐노피/엽면 부피, 싹 크기, 높이, 트렁크 캘리퍼스, 가지 길이, 싹 길이, 줄기 길이, 단백질 함량, 뿌리 크기/밀도 및/또는 전체 성장 지수) 증가 및/또는 원하는 크기 및/또는 질량에 도달하는 식물의 능력 개선을 의미한다.
수확량 향상은 예를 들어 식물당 과일, 잎, 뿌리, 꽃, 싹, 줄기, 종자, 섬유, 추출물 및/또는 괴경의 양, 수 및/또는 크기를 증가시켜 작물의 식물이 생산하는 최종 생성물의 개선, 및/또는 이의 품질의 개선을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 상황 또는 발생의 "예방하는" 또는 "예방"은 상황 또는 발생의 개시, 확장 또는 진행을 지연, 저지, 억제, 예방 및/또는 최소화하는 것을 의미한다. 예방에는 무기한, 절대적 또는 완전한 예방이 포함될 수 있지만 반드시 필요한 것은 아니고, 이는 징후나 증상이 나중에 계속 발생할 수 있음을 의미한다. 예방에는 이러한 상황 또는 발생의 개시의 확장 또는 심각성을 줄이는 것, 및/또는 상황 또는 발생이 더 광범위하거나 심각한 것으로 진행되는 것을 억제하는 것이 포함될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 해충과 관련하여 사용된 용어 "방제"는 해충을 죽이거나, 무력화시키거나, 고정시키거나, 개체 수를 감소시키거나, 다르게는 해충을 실질적으로 번식 및/또는 해를 야기할 수 없게 만드는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "해충"은 인간 또는 인간의 관심사(예를 들어, 농업, 원예)에 파괴적, 유해 및/또는 유해한 인간 이외의 임의의 유기체이다. 모든 경우는 아니지만 일부에서는 해충이 병원성 유기체일 수 있다. 해충은 감염, 침입 및/또는 질병을 유발하거나 매개체가 될 수 있으며, 단순히 살아있는 조직을 먹거나 다른 물리적 손상을 일으킬 수 있다. 해충은 바이러스, 진균, 박테리아, 원생동물 기생충 및/또는 선충을 포함하지만 이에 국한되지 않는 단세포 또는 다세포 유기체일 수 있다. 특정 구현예에서, 관심 식물과 자원을 놓고 경쟁하는 잡초 또는 기타 침입 식물도 해충으로 간주된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "토양 개량제" 또는 "토양 컨디셔너"는 토양의 물리적 특성을 향상시키기 위해 토양에 첨가되는 임의의 화합물, 물질, 또는 화합물 또는 물질의 조합이다. 토양 개량제는 유기물 및 무기물을 포함할 수 있으며, 예를 들어 비료, 살충제 및/또는 제초제를 추가로 포함할 수 있다. 영양분이 풍부하고 배수가 잘되는 토양은 식물의 성장과 건강에 필수적이므로 토양 개량제는 토양의 영양분 및 수분 함량을 변경하여 식물의 성장과 건강을 향상시키는 데 사용할 수 있다. 토양 개량제는 토양 구조(예를 들어, 다짐 방지); 영양분 농도 및 저장 능력 개선; 건조한 토양에서 수분 보유 개선; 물에 잠긴 토양의 배수 개선을 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 토양 품질 개선에도 사용할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "비생물적 스트레스 요인"은 특정 환경에서 살아있는 유기체에 부정적인 영향을 미치는 비생물적 상태를 의미한다. 비생물적 스트레스 요인은 유기체의 개체군 성능이나 개체의 생리학에 부정적인 영향을 미치기 위해 정상적인 변이 범위를 넘어 환경에 영향을 미쳐야 한다. 비생물적 스트레스 요인의 예에는 가뭄, 극한 온도, 홍수, 강풍, 자연 재해, 토양 pH 변화, 높은 방사선, 토양 다짐, 오염 등이 포함되지만 이에 국한되지는 않는다. "생물학적 스트레스 요인"은 동물, 식물 또는 미생물 해충과 같은 살아있는 상태에 의해 유발되는 것이다.
"포함하는" 또는 "포함하는"과 동의어인 전환 용어 "함유하는"은 포괄적이거나 개방형이며 추가의 인용되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 대조적으로, 전환 문구 "구성된"은 청구범위에 명시되지 않은 요소, 단계 또는 성분을 배제한다. 전환 문구 "본질적으로 구성되는"은 청구된 발명의 "기본적이고 신규한 특성(들)에 실질적으로 영향을 미치지 않는" 특정 재료 또는 단계에 대한 청구 범위를 제한한다. "포함하는"이라는 용어의 사용은 인용된 구성요소(들)를 "구성하는" 또는 "본질적으로 구성되는" 다른 구현예를 고려한다.
구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않는 한, 본 명세서에 사용된 용어 "또는"은 포괄적인 것으로 이해된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않은 한, 용어 "a", 및 "the"는 단수 또는 복수로 이해된다.
구체적으로 언급되거나 문맥상 명백하지 않는 한, 본원에 사용된 용어 "약"은 예를 들어 평균의 2 표준 편차 내에서 당업계의 정상 허용 범위 내로 이해된다. 약은 명시된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 또는 0.01% 이내로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 변수의 정의에 있는 화학 기 목록의 인용은 그 변수를 임의의 단일 기 또는 나열된 기의 조합으로 정의하는 것을 포함한다. 본 명세서의 변수 또는 측면에 대일 구현예의 언급은 임의의 단일 구현예로서 또는 임의의 다른 구현예 또는 이의 부분과 조합하여 그 구현예를 포함한다.
본 명세서에 인용된 모든 참고 문헌은 그 전체가 참고로 본 명세서에 포함된다.
토양 처리 조성물
일 구현예에서, 본 발명은 미생물 및/또는 그의 성장 부산물의 조합을 포함하는 토양 처리 조성물을 제공한다. 바람직일 구현예에서, 토양 처리 조성물은 식물, 바람직하게는 작물 식물의 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 토양 처리 조성물은 무독성이고, 예를 들어 인간 또는 다른 비-해충 동물의 피부 또는 소화관에 자극을 유발하지 않고 고농도로 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 미생물 기반 조성물의 적용이 재배자 및 가축과 같은 살아있는 유기체의 존재 하에 일어나는 경우에 특히 유용하다.
일 구현예에서, 본 발명은 미생물 및/또는 그의 성장 부산물의 조합을 포함하는 토양 처리 조성물을 제공한다. 또한 토양 처리 조성물의 미생물 및/또는 성장 부산물을 배양하는 방법이 제공된다.
일 구현예에서, 토양 처리 조성물은 하나 이상의 균근 진균 및 균근 진균으로 분류되지 않은 하나 이상의 추가 미생물을 포함한다.
본 발명에 따라 유용한 미생물은 예를 들어 박테리아, 효모 및/또는 진균의 비-식물-병원성 균주일 수 있다. 이러한 미생물은 천연 또는 유전자 변형 미생물일 수 있다. 예를 들어, 미생물은 특정 특성을 나타내기 위해 특정 유전자로 형질전환될 수 있다. 미생물은 또한 원하는 균주의 돌연변이체일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "돌연변이체"는 참조 미생물의 균주, 유전자 변이체 또는 하위유형을 의미하며, 여기서 돌연변이체는 참조 미생물에 비해 하나 이상의 유전적 변이(예를 들어, 점 돌연변이, 미스센스 돌연변이, 넌센스 돌연변이, 결실, 중복, 틀이동 돌연변이 또는 반복 확장)를 갖는다. 돌연변이체의 제조 절차는 미생물학 분야에 잘 알려져 있다. 예를 들어, UV 돌연변이유발 및 니트로소구아니딘은 이를 위해 광범위하게 사용된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "균근 진균"은 식물의 뿌리와 비-기생충 균근 관계를 형성하는 진균의 임의의 종을 포함한다. 진균은 이의 아형(예를 들어, 수지상체, 에리코이드 및 난초 균근)을 포함하는 외균근 진균 및/또는 내균근 진균일 수 있다.
본 발명에 따른 균근 진균의 비제한적인 예는 하기에 속하는 종을 포함한다: 취균류, 담자균류, 자낭균, 접합균류, 헬로티알레스, 및 하이메토차에탈레스, 뿐만 아니라 아카울로스포라 spp. (예를 들어, A. 알피나, A. 브라실레엔시스, A. 포베아타), 아마니타 spp. (예를 들어, A. 무스카리아, A. 팔로이데스),　암피네마 spp. (예를 들어, A. 바이쏘이데스, A. 디아데마, A. 루고섬), 아스트라에우스 spp. (예를 들어, A. 하이그로메트리쿰), 바이쏘코르티시움 spp. (예를 들어, B. 아트로비렌스), 바이쏘포리아 테레스트리스 (예를 들어, B. 테레스트리스 사르토리이, B. 테레스트리스 릴라시노로세아,　B. 테레스트리스 아우란티아카,　B. 테레스트리스 서블루테아, B. 테레스트리스 파크시이), 카이르네이엘라 spp. (예를 들어, C. 바리아빌리스), 칸테렐루스 spp. (예를 들어, C. 시바리우스, C. 마이너, C. 신나바리누스, C. 프리에시이), 세노코쿰 spp. (예를 들어, C. 지오필럼), 세라투바시디움 spp. (예를 들어, C. 코르니게룸), 코르티나리우스　spp. (예를 들어, C. 오스트로베네투스, C. 카페라투스, C. 바이올라세우스), 엔도고네 spp. (예를 들어, E. 피시포르미스), 엔트로포스포라 spp. (예를 들어, E. 콜롬비아나), 푸넬리포르미스 spp. (예를 들어, F. 모쎄아에), 가마라다 spp. (예를 들어, G. 데브랄로키아에), 자이가스포라 spp. (예를 들어, G. 기간테안, G. 마가리타), 글로무스 spp. (예를 들어, G. 아그레가툼, G. 브라실리아눔, G. 클라룸, G. 데세르티콜라, G. 에투니카룸, G. 파시쿨라툼 G. 인트라라디세스, G. 라멜로섬, G. 마크로카르품, G. 모노스포룸, G. 모쎄아에, G. 베르시포르메), 곰피디우스 spp. (예를 들어, G. 글루티노서스), 헤벨로마 spp. (예를 들어, H. 실린드로스포룸), 하이드눔 spp. (예를 들어, H. 레판둠), 하이메노사이퍼스 spp. (예를 들어, H. 에리카에), 이노사이베 spp. (예를 들어, I. 본가르디이, I. 신도니아), 락타리우스 spp. (예를 들어, L. 하이그로포로이데스), 린드트네리아 spp. (예를 들어, L. 브레비스포라), 멜라노가스테르 spp. (예를 들어, M. 앰비구어스), 멜리니오마이세스　spp. (예를 들어, M. 바리아빌리스), 모첼라 spp., 모르티에렐라 spp. (예를 들어, M. 폴리세팔라), 오이디오덴드론 spp. (예를 들어, O. 마이우스),　파라글로무스 spp. (예를 들어, P. 브라실리아눔), 팍실러스 spp. (예를 들어, P. 인볼루터스), 펜니실리움 spp. (예를 들어, P. 피노필럼, P. 토밀리), 페지자 spp. (예를 들어, P. 화이테이), 페졸로마 　spp. (예를 들어, P. 에리카에); 플레보푸스 spp. (예를 들어, P. 마기나투스), 필로데르마 spp. (예를 들어, P. 크로세움), 피솔리투스 spp. (예를 들어, P. 틴크토리우스), 슈도토멘텔라 spp. (예를 들어, P. 트리스티스), 라이족토니아 spp., 라이조데르메아 spp. (예를 들어, R. 벨루웬시스), 라이조파거스 spp. (예를 들어, R. 이레굴라리스), 라이조포곤 spp. (예를 들어, R. 루테오루베스센스, R. 슈도로세올루스), 라이조사이퍼스 spp. (예를 들어, R. 에리카에), 루썰라 　spp. (예를 들어, R. 리베스센스), 스클레로사이스티스 spp. (예를 들어, S. 시누오섬), 스클레로더마 spp. (예를 들어, S. 세파, S. 베루코섬), 스쿠텔로스포라 spp. (예를 들어, S. 펠루시다, S. 헤테로가마), 세바시나　spp. (예를 들어, S. 스파라쏘디데아), 세첼리오가스테르　spp. (예를 들어, S. 테누이페스), 수일러스 spp. (예를 들어, S. 루테우스), 타나테포루스 spp. (예를 들어, T. 쿠쿠메리스), 텔레포라 spp. (예를 들어, T. 테레스트리스), 토멘텔라　spp. (예를 들어, T. 바디아, T. 시네로오움브리나, T. 에리날리스, T. 갈리지니이), 토멘텔롭시스 spp. (예를 들어, T. 에키노스포라), 트레치스포라 spp. (예를 들어, T. 하이메노사이스티스, T. 스텔룰라타, T. 텔레포라), 트리코파에아 spp. (예를 들어, T. 아분단스, T. 울호페이아), 툴라스넬라 spp. (예를 들어, T. 칼로스포라), 및　타일로스포라 spp. (예를 들어,　T. 피브릴로스).
특정 바람직일 구현예에서, 본 발명은 문 글로메로마이코타 및 속 글로무스, 자이가스포라, 아카울로스포라, 스클레로사이스티스 및 엔트로포스포라로부터의 진균을 포함하는 내균근 진균을 활용한다. 내균근 진균의 예는 글로무스 아그레가툼, 글로무스 브라실리아눔, 글로무스 클라룸, 글로무스 데세르티콜라, 글로무스 에투니카룸, 글로무스 파시쿨라툼, 글로무스 인트라라디세스 (라이조파거스 이레굴라리스), 글로무스 라멜로섬, 글로무스 마크로카르품, 자이가스포라 마가리타, 글로무스 모노스포룸, 글로무스 모쎄아에 (푸넬리포르미스 모쎄아에), 글로무스 베르시포르메, 스쿠텔로스포라 헤테로가마, 및 스클레로사이스티스 spp을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 추가의 미생물은 예를 들어 하기를 포함하는 균근 진균으로 특성화되지 않은 효모 및/또는 진균이다: 아우레오바시듐 (예를 들어, A. 풀루란), 블라케슬레아, 칸디다 (예를 들어, C. 아피콜라, C. 봄비콜라, C. 노다엔시스), 크립토코쿠스, 데바리오마이세스 (예를 들어, D. 한세니), 엔토모프토라, 한세니아스포라, (예를 들어, H. 우바룸), 한세눌라, 이사첸키아, 클루이베로마이세스 (예를 들어, K. 파피이), 파이코마이세스, 피치아 (예를 들어, P. 아노말라, P. 구일리에르몬디, P. 옥시덴탈리스, P. 쿠드리아브제비), 플레우로투스 spp. (예를 들어, P. 오스트레아투스), 슈도자이마 (예를 들어, P. 아피디스), 사카로마이세스 (예를 들어, S. 보울라디 후유증, S. 세레비지아에, S. 토룰라), 스타메렐라 (예를 들어, S. 봄비콜라), 토룰롭시스, 트리코데르마 (예를 들어, T. 리세이, T. 하르지아눔, T. 하마툼, T. 비리데), 우스틸라고 (예를 들어, U. 마이디스), 위케하모마이세스 (예를 들어, W. 아모말루스), 윌리옵시스 (예를 들어, W. 므라키이), 자이고사카로마이세스 (예를 들어, Z. 바일리이), 및 기타.
예를 들어, 일부 구현예에서, 추가의 미생물은 트리코데르마 sp. 진균, 예컨대 T. 하르지아눔, 및/또는 위커하모마이세스 아노말루스 효모일 수 있다.
병원체 및 해충으로부터 식물을 보호하는 것 외에도, 이들 진균 종에 의한 뿌리 집락화는 바람직일 구현예에서 뿌리 성장 및 발달, 작물 생산성, 비생물적 스트레스에 대한 저항성 및 영양분의 생체이용률을 향상시킬 수 있다.
특정 구현예에서, 미생물은 그람-양성 및 그람-음성 박테리아를 포함하는 박테리아이다. 박테리아는, 예를 들어 아그로박테리움 (예를 들어, A. 라디오박터), 아조토박터 (A. 비넬란디, A. 크루코쿰), 아조스피릴룸 (예를 들어, A. 브라실레엔시스), 바실러스 (예를 들어, B. 아밀롤리쿠에파시엔스, B. 서큘란스, B. 피르무스, B. 락테로스포루스, B. 리케니포르미스, B. 메가테리움, B. 무실라기노서스, B. 서브틸리스), 트라테우리아 (예를 들어, F. 아우란티아), 마이크로박테리움 (예를 들어, M. 라에바니포르만스), 믹소박테리아 (예를 들어, 믹소코쿠스 크산투스, 스티그나텔라 아우란티아카, 소란지움 셀룰로섬, 미니사이스티스 로세아), 판토에아 (예를 들어, P. 아글로메란스), 슈도모나스 (예를 들어, P. 에어루기노사, P. 클로로라피스 subsp. 아우레오파시엔스 (클루이버), P. 푸티다), 라이조비움 spp., 로도스피릴룸 (예를 들어, R. 루브럼), 스핑고모나스 (예를 들어, S. 파우시모빌리스), 및/또는 티오바실러스 티오옥시단스 (악시도티오바실러스 티오옥시단스)일 수 있다.
특정 구현예에서, 일부 구현예에서, 추가 미생물은 바실러스 spp. 박테리아, 예컨대 B. 아밀롤리쿠에파시엔스이다. 특정 구현예에서, 바실러스는 B. 아밀롤리쿠에파시엔스 균주 NRRL B-67928("B. amy")이다.
B. 아밀롤리쿠에파시엔스 "B. amy" 미생물의 배양물은 Agricultural Research Service Northern Regional Research Laboratory(NRRL), 1400 Independence Ave., S.W., Washington, DC, 20250, USA에 기탁되었다. 기탁소에 의해 기탁 번호 NRRL B-67928이 지정되었으며 2020년 2월 26일에 기탁되었다.
본 배양물은 37 CFR 1.14 및 35 U.S.C 122에 따라 배양물에 대한 자격이 있는 것으로 특허 및 상표 국장이 결정한 것에 대해 이 특허 출원이 계류 중인 동안 배양물에 대한 접근이 가능함을 보장하는 조건 하에 기탁되었다. 기탁은 본 출원의 상대방 또는 그 자손이 출원된 국가의 외국 특허법에서 요구하는 대로 이용할 수 있다. 그러나 기탁이 가능하다고 해서 정부 조치에 의해 부여된 특허권을 훼손하는 본 발명을 실시할 수 있는 라이센스를 구성하지 않는다는 점을 이해해야 한다.
또한, 본 배양 기탁은 미생물 기탁에 관한 부다페스트 조약의 조항에 따라 저장되고 대중에게 공개되고, 즉, 가장 최근에 기탁 샘플 제공을 요청한 후 최소 5년 동안, 그리고 어떤 경우에 기탁일로부터 최소 30년 동안 또는 배양물을 공개할 수 있는 특허의 집행 가능한 기간 동안 생존 가능하고 오염되지 않은 상태로 유지하는 데 필요한 모든 주의를 기울여 보관해야 한다. 기탁자는 기탁 상태로 인해 기탁자가 요청 시 샘플을 제공할 수 없는 경우 기탁을 교체할 의무를 인정한다. 본 배양물 기탁의 대중에 대한 이용 가능성에 대한 모든 제한은 그것을 공개하는 특허가 부여되면 변경할 수 없게 제거된다.
일부 구현예에서, 바실러스 미생물은 토양에서 인 화합물을 가용화할 수 있다.
특정 구현예에서, 미생물은 토양에서 질소, 칼륨, 인 및/또는 기타 미량영양분을 고정 및/또는 가용화할 수 있는 미생물이다.
일 구현예에서, 미생물은 질소 고정 미생물, 또는 디아조영양생물로서, 예를 들어 아조스피릴룸, 아조토박터, 클로로비아세아에, 시아노테세, 프란키아, 클렙시엘라, 라이조비아, 트리코데스이움 및 일부 고세균의 종으로부터 선택된다. 특정 구현예에서, 질소 고정 박테리아는 아조토박터 비네란디이다.
또 다른 구현예에서, 미생물은 예를 들어 바실러스 무실라기노서스 또는 트라테우리아 아우란티아로부터 선택된 칼륨 동원 미생물, 또는 KMB이다. 특정 구현예에서, 칼륨 동원 미생물은 트라테우리아 아우란티아이다.
추가 미생물은 예를 들어 슈도모나스 클로로라피스, 위커하모마이세스 아노말루스, 스타메렐라 봄비콜라, 사카로마이세스 보울라디, 피치아 옥시덴탈리스, 피치아 쿠드리아브제비, 및/또는 메이어로자이마 구일리에르몬디를 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 추가 미생물은 각각 1 x 107 내지 1 x 1012, 1 x 108 내지 1 x 1011, 또는 1 x 109 내지 1 x 1010 CFU/ml의 농도로 첨가된다.
예시적인 구현예에서, 조성물은 하나 이상의 균근 진균, 트리코데르마 spp. 진균 및 바실러스 spp. 박테리움을 포함한다. 특정 구현예에서, 트리코데르마는 T. 하르지아눔이고 바실러스는 B. 아밀롤리쿠에파시엔스 NRRL B-67928이다.
일 구현예에서, 조성물은 중량으로 1 내지 99%의 트리코데르마 및 99 내지 1%의 바실러스를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 트리코데르마 대 바실러스의 세포 계수 비는 약 1:9 내지 약 9:1, 약 1:8 내지 약 8:1, 약 1:7 내지 약 7:1, 약 1:6 내지 약 6:1, 약 1:5 내지 약 5:1 또는 약 1:4 내지 약 4:1이다.
일 구현예에서, 본 조성물의 미생물은 중량으로 총 조성물의 약 5 내지 20%, 또는 약 8 내지 15%, 또는 약 10 내지 12%를 포함한다.
한 특정 구현예에서, 조성물은 약 1 x 106 내지 1 x 1012, 1 x 107 내지 1 x 1011, 1 x 108 내지 1 x 1010, 또는 1 x 109 CFU/ml의 균근 진균을 포함한다.
일 구현예에서, 조성물은 약 1 x 106 내지 1 x 1012, 1 x 107 내지 1 x 1011, 1 x 108 내지 1 x 1010, 또는 1 x 109 CFU/ml의 트리코데르마를 포함한다.
한 특정 구현예에서, 조성물은 약 1 x 106 내지 1 x 1012, 1 x 107 내지 1 x 1011, 1 x 108 내지 1 x 1010, 또는 1 x 109 CFU/ml의 바실러스를 포함한다.
조성물에서 미생물 및 기타 성분의 종 및 비율은 예를 들어 처리되는 식물, 식물이 성장하는 토양 유형, 처리 당시의 식물의 건강, 뿐만 아니라 다른 인자에 따라 맞춤화될 수 있다.
일 구현예에서, 식물 및/또는 그의 주변 환경에 적용된 미생물의 조합은 주어진 식물 및/또는 환경에 대해 맞춤화된다. 유리하게는, 일부 구현예에서, 미생물의 조합은 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키기 위해 서로 동반상승적으로 작용한다.
본 발명의 미생물 및 미생물 기반 조성물은 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키는 데 유용한 다수의 유익한 특성을 갖는다. 예를 들어, 조성물은 정제된 형태 또는 미정제 형태의 생물계면활성제, 단백질 및/또는 효소와 같은 미생물의 성장으로부터 생성된 생성물을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 본 조성물의 미생물은 생물계면활성제를 생산할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 생물계면활성제는 다른 미생물에 의해 별도로 생산될 수 있고 정제된 형태 또는 미정제 형태로 조성물에 첨가될 수 있다. 미정제 형태의 생물계면활성제는 예를 들어 생물계면활성제 및 생물계면활성제 생산 미생물의 배양으로 인한 잔여 발효 배지에서 세포 성장의 다른 생성물을 포함할 수 있다. 이러한 미정제 형태의 생물계면활성제 조성물은 약 0.001% 내지 약 90%, 약 25% 내지 약 75%, 약 30% 내지 약 70%, 약 35% 내지 약 65%, 약 40% 내지 약 60%, 약 45% 내지 약 55%, 또는 약 50%의 순수한 생물계면활성제를 포함할 수 있다.
생물계면활성제는 박테리아, 진균 및 효모와 같은 다양한 미생물에 의해 생성되는 중요한 부류의 이차 대사산물을 형성한다. 양친매성 분자로서, 미생물 생물계면활성제는 액체, 고체 및 기체 분자 사이의 표면 및 계면 장력을 감소시킨다. 또한, 본 발명에 따른 생물계면활성제는 생분해성이며, 독성이 낮고, 토양에서 불용성 화합물을 용해 및 분해하는데 효과적이며, 저비용 및 재생가능한 자원을 사용하여 생산될 수 있다. 이들은 다양한 표면에 대한 바람직하지 않은 미생물의 부착을 억제하고 생물막의 형성을 방지하며 강력한 유화 및 해유화 특성을 가질 수 있다. 또한, 생물계면활성제는 습윤성을 개선하고 토양에서 비료, 영양분 및 물의 균일한 가용화 및/또는 분포를 달성하기 위해 사용될 수도 있다.
본 방법에 따른 생물계면활성제는 예를 들어 저분자량 당지질 (예를 들어, 소포로지질, 셀로비오스 지질, 람노지질, 만노실에리트리톨 지질 및 트레할로스 지질), 리포펩티드 (예를 들어, 서팩틴, 이투린, 펜기신, 아트로팍틴 및 리케니신), 플라보지질, 인지질 (예를 들어, 카디올리핀), 및 고분자량 폴리머 예컨대 지질단백질, 지질다당류-단백질 복합체, 및 다당류-단백질-지방 산 복합체로부터 선택될 수 있다.
조성물은 중량 또는 부피로 0.001% 내지 10%, 0.01% 내지 5%, 0.05% 내지 2%, 및/또는 0.1% 내지 1%의 농도로 하나 이상의 생물계면활성제를 포함할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따르면, 토양 처리 조성물은 각각의 미생물이 성장한 배지를 포함할 수 있다. 조성물은 예를 들어, 중량으로 적어도 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75% 또는 100% 성장 배지일 수 있다.
발효 배지는 생물계면활성제, 효소 및/또는 기타 대사산물, 및/또는 임의의 잔류 영양분와 같은 살아있는 및/또는 불활성 배양, 정제되거나 미정제 형태의 성장 부산물을 함유할 수 있다. 조성물 중 바이오매스의 양은, 예를 들어, 약 0.01% 내지 100%, 약 1% 내지 90%, 약 5% 내지 약 80%, 또는 약 10% 내지 약 75%일 수 있다.
발효 산물은 추출 또는 정제가 있거나 없이 직접 사용할 수 있다. 원하는 경우, 표준 추출 및/또는 문헌에 설명된 정제 방법 또는 기술을 사용하여 추출 및 정제를 쉽게 달성할 수 있다.
토양 처리 조성물 내의 미생물은 활성 또는 불활성 형태, 또는 영양 세포, 생식 포자, 균사체, 균사, 분생자 또는 임의의 다른 형태의 미생물 번식체 형태일 수 있다. 조성물은 또한 이들 미생물 형태 중 임의의 것의 조합을 함유할 수 있다.
일 구현예에서, 상이한 종의 미생물을 별도로 성장시킨 다음 함께 혼합하여 토양 처리 조성물을 생성한다. 일 구현예에서, 미생물, 예를 들어 B. 아밀롤리쿠에파시엔스 및 M. 크산투스가 공동 배양될 수 있다.
일 구현예에서, 조성물은 바람직하게는 토양, 종자, 전체 식물, 또는 식물 부분 (뿌리, 괴경, 줄기(stem), 줄기(stalk), 싹, 꽃 및 잎을 포함하나 이에 제한되지 않음)에 적용하기 위해 제형화된다. 특정 구현예에서, 조성물은 예를 들어 액체, 분진, 과립, 마이크로과립, 펠렛, 습윤성 분말, 유동성 분말, 에멀젼, 마이크로캡슐, 오일, 또는 에어로졸로서 제형화된다.
조성물의 효과를 향상시키거나 안정화시키기 위해 적합한 보조제와 블렌딩한 후 그대로 사용하거나 필요에 따라 희석하여 사용할 수 있다. 바람직일 구현예에서, 조성물은 액체, 농축 액체, 또는 물 및 기타 성분과 혼합되어 액체 생성물을 형성할 수 있는 건조 분말 또는 과립으로서 제형화된다.
일 구현예에서, 조성물은 건조 생성물의 저장 및 수송 동안 삼투압을 촉진하기 위해 오스모티쿰 물질로서 또는 이에 추가하여 글루코스(예를 들어, 당밀 형태), 글리세롤 및/또는 글리세린을 포함할 수 있다.
조성물은 단독으로 또는 다른 화합물 및/또는 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 효율적으로 향상시키고/시키거나 제1 및 제2 미생물의 성장을 보충하기 위한 방법과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 조성물은 식물 및/또는 미생물 성장을 향상시키기 위한 영양분 및/또는 미량영양분, 예컨대 마그네슘, 포스페이트, 질소, 칼륨, 셀레늄, 칼슘, 황, 철, 구리, 및 아연; 및/또는 하나 이상의 프리바이오틱스, 예컨대 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴믹산염 및/또는 휴믹산을 포함할 수 있고/있거나 이와 동시에 적용될 수 있다. 정확한 재료 및 이의 양은 본 개시내용의 이점을 갖는 재배자 또는 농업 과학자에 의해 결정될 수 있다.
조성물은 또한 다른 농업 화합물 및/또는 작물 관리 시스템과 조합하여 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 예를 들어 천연 및/또는 화학적 살충제, 퇴치제, 제초제, 비료, 수처리, 비-이온성 계면활성제 및/또는 토양 개량제를 임의로 포함하거나 이와 함께 적용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 조성물은 베노밀, 도데실 디메틸 암모늄 클로라이드, 수소 디옥사이드/퍼옥시아세트산, 이마질릴, 프로피코나졸, 테부코나졸, 또는 트리플루미졸을 포함하지 않거나 함께 사용하지 않는다.
조성물은 상용성 화학 첨가제와 혼합되는 경우, 화학 물질은 바람직하게는 본 조성물을 첨가하기 전에 물로 희석된다.
추가 성분, 예를 들어 완충제, 담체, 동일하거나 상이한 시설에서 생산된 기타 미생물 기반 조성물, 점도 조절제, 보존제, 미생물 성장을 위한 영양분, 추적제, 살생물제, 기타 미생물, 계면활성제, 유화제, 윤활제, 용해도 조절제, pH 조정제, 보존제, 안정화제 및 자외선 저항제가 조성물에 첨가될 수 있다.
미생물 기반 조성물의 pH는 관심 미생물에 적합해야 한다. 바람직일 구현예에서, 조성물의 pH는 약 3.5 내지 7.0, 약 4.0 내지 6.5, 또는 약 5.0이다.
선택적으로, 조성물은 사용 전에 보관할 수 있다. 보관 시간은 짧은 것이 바람직하다. 따라서, 보관 시간은 60일, 45일, 30일, 20일, 15일, 10일, 7일, 5일, 3일, 2일, 1일 또는 12시간 미만일 수 있다. 바람직일 구현예에서, 살아있는 세포가 제품에 존재하는 경우, 제품은 예를 들어 20℃, 15℃, 10℃ 또는 5℃ 미만과 같은 차가운 온도에서 보관된다.
그러나, 미생물 기반 조성물은 추가 안정화, 보존 및 저장 없이 사용될 수 있다. 유리하게는, 이러한 미생물 기반 조성물의 직접적인 사용은 미생물의 높은 생존력을 보존하고, 외래 제제 및 바람직하지 않은 미생물로부터의 오염 가능성을 감소시키며, 미생물 성장의 부산물의 활성을 유지한다.
다른 구현예에서, 조성물(미생물, 성장 배지, 또는 미생물 및 배지)은 예를 들어 의도된 용도, 고려되는 적용 방법, 발효 용기의 크기, 미생물 성장 시설에서 사용 위치까지의 모든 수송 방식을 고려하여 적절한 크기의 용기에 넣을 수 있다. 따라서, 미생물 기반 조성물이 배치되는 용기는 예를 들어 1 파인트 내지 1,000 갤런 또는 그 이상일 수 있다. 특정 구현예에서 용기는 1 갤런, 2 갤런, 5 갤런, 25 갤런 또는 그 이상이다.
본 발명에 따른 미생물의 성장
본 발명은 미생물의 배양 및 미생물 대사산물 및/또는 미생물 성장의 다른 부산물의 생산을 위한 방법을 활용한다. 본 발명은 미생물의 배양 및 원하는 규모의 미생물 대사산물의 생산에 적합한 배양 과정을 추가로 활용한다. 이러한 배양 과정은 침지 배양/발효, 고체 상태 발효(SSF), 및 변형, 혼성 및/또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "발효"는 조절된 조건하에서 세포의 배양 또는 성장을 지칭한다. 성장은 호기성 또는 혐기성일 수 있다. 바람직일 구현예에서, 미생물은 SSF 및/또는 그의 변형된 버전을 사용하여 성장된다.
일 구현예에서, 본 발명은 바이오매스(예를 들어, 생존가능 세포 물질), 세포외 대사산물(예를 들어, 소분자 및 배출된 단백질), 잔류 영양분 및/또는 세포내 성분(예를 들어, 효소 및 기타 단백질)의 생산을 위한 물질 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 사용되는 미생물 성장 용기는 산업적 사용을 위한 임의의 발효기 또는 배양 반응기일 수 있다. 일 구현예에서, 용기는 기능적 제어/센서를 가질 수 있거나 기능적 제어/센서에 연결되어 pH, 산소, 압력, 온도, 습도, 미생물 밀도 및/또는 대사산물 농도와 같은 배양 과정의 중요한 인자를 측정할 수 있다.
추가 구현예에서 용기는 용기 내부의 미생물 성장을 모니터링할 수도 있다(예를 들어, 세포 수 및 성장기의 측정). 대안적으로, 매일 샘플을 용기에서 꺼내어 희석 플레이팅 기술과 같은 당업계에 공지된 기술로 계수할 수 있다. 희석 플레이팅은 샘플의 유기체 수를 추정하는 데 사용되는 간단한 기술이다. 이 기술은 또한 다양한 환경이나 처리를 비교할 수 있는 지표를 제공할 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 질소 공급원으로 배양물을 보충하는 것을 포함한다. 질소 공급원은 예를 들어 질산칼륨, 질산암모늄 황산암모늄, 인산암모늄, 암모니아, 요소, 및/또는 염화암모늄일 수 있다. 이들 질소 공급원은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
방법은 성장하는 배양물에 산소를 제공할 수 있다. 일 구현예는 저산소 함유 공기를 제거하고 산소화된 공기를 도입하기 위해 공기의 슬로우 모션(slow motion)을 활용한다. 침지 발효의 경우, 산소화된 공기는 액체의 기계적 진탕을 위한 임펠러 및 액체로의 산소 용해를 위해 액체에 기포를 공급하는 공기 스파아저를 포함하는 메커니즘을 통해 매일 보충되는 주변 공기일 수 있다.
방법은 탄소 공급원으로 배양물을 보충하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 탄소 공급원은 전형적으로 탄수화물, 예컨대 글루코스, 수크로스, 락토스, 푸룩토스, 트레할로스, 만노스, 만니톨, 및/또는 말토스; 유기 산 예컨대 아세트산, 푸마르산, 시트르산, 프로피온산, 말산, 말론산, 및/또는 피루브산; 알코올 예컨대 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 이소부탄올, 및/또는 글리세롤; 지방 및 오일 예컨대 대두 오일, 카놀라 오일, 쌀겨 오일, 올리브 오일, 옥수수 오일, 참깨 오일, 및/또는 아마인 오일; 등이다. 이들 탄소 공급원은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 미생물에 대한 성장 인자 및 미량 영양분이 배지에 포함된다. 이것은 필요한 모든 비타민을 생산할 수 없는 미생물을 키울 때 특히 선호된다. 미량 원소 예컨대 철, 아연, 구리, 망간, 몰리브데늄 및/또는 코발트를 포함한 무기 영양분도 배지에 포함될 수 있다. 또한, 비타민, 필수 아미노산 및 미세원소의 공급원은 예를 들어 옥수수 가루와 같은 가루 또는 식사의 형태로, 또는 추출물, 예컨대 효모 추출물, 감자 추출물, 소고기 추출물, 대두 추출물, 바나나 껍질 추출물, 등의 형태로, 또는 정제된 형태로 포함될 수 있다. 예를 들어, 단백질의 생합성에 유용한 것과 같은 아미노산도 포함될 수 있다.
일 구현예에서, 무기 염도 포함될 수 있다. 사용가능한 무기 염은 인산이수소칼륨, 인산수소이칼륨, 인산수소이나트륨, 황산마그네슘, 염화마그네슘, 황산철, 염화철, 황산망간, 염화망간, 황산아연, 염화납, 황산구리, 염화칼슘, 염화나트륨, 탄산칼슘, 및/또는 탄산나트륨일 수 있다. 이들 무기 염은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
일부 구현예에서, 배양 방법은 배양 과정 전 및/또는 동안 배지에 추가의 산 및/또는 항균제를 첨가하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 항균제 또는 항생제는 오염으로부터 배양물을 보호하기 위해 사용된다.
추가로, 발포방지제를 첨가하여 침지 배양 동안 거품의 형성 및/또는 축적을 방지할 수도 있다.
혼합물의 pH는 관심 미생물에 적합해야 한다. 완충제 및 탄산염 및 인산염과 같은 pH 조정제를 사용하여 pH를 바람직한 값 근처로 안정화할 수 있다. 금속 이온이 고농도로 존재하는 경우 매질에 킬레이트화제의 사용이 필요할 수 있다.
미생물은 플랑크톤 형태로 또는 생물막으로 성장할 수 있다. 생물막의 경우, 용기 내부에 미생물이 생물막 상태로 성장할 수 있는 기질이 있을 수 있다. 시스템은 또한 예를 들어 생물막 성장 특성을 장려 및/또는 개선하는 자극(예를 들어, 전단 응력)을 적용하는 능력을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 미생물의 배양 방법은 약 5 내지 약 100℃, 바람직하게는 15 내지 60℃, 더욱 바람직하게는 25 내지 50℃에서 수행된다. 추가의 구현예에서, 배양은 일정한 온도에서 지속적으로 수행될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 배양은 온도 변화가 있을 수 있다.
일 구현예에서, 방법 및 배양 과정에 사용된 장비는 멸균되어 있다. 반응기/용기와 같은 배양 장비는 멸균 유닛, 예를 들어 오토클레이브로부터 분리될 수 있지만 이에 연결될 수 있다. 배양 장비에는 접종을 시작하기 전에 현장에서 멸균하는 멸균 장치가 있을 수도 있다. 공기는 당업계에 공지된 방법에 의해 멸균될 수 있다. 예를 들어, 주변 공기는 용기로 도입되기 전에 하나 이상의 필터를 통과할 수 있다. 다른 구현예에서, 배지는 저온살균되거나 선택적으로 열이 전혀 첨가되지 않을 수 있으며, 여기서 낮은 수분 활성 및 낮은 pH의 사용은 바람직하지 않은 박테리아 성장을 제어하기 위해 이용될 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명은 성장 및 대사산물 생산에 적합한 조건 하에 본 발명의 미생물 균주를 배양하고; 그리고 선택적으로 대사산물을 정제하여 미생물 대사산물, 예를 들어 생물계면활성제, 효소, 단백질, 에탄올, 락트산, 베타-글루칸, 펩티드, 대사 중간체, 다종불포화 지방산 및 지질을 생성하는 방법을 추가로 제공한다. 방법에 의해 생성된 대사산물 함량은 예를 들어 적어도 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90%일 수 있다.
관심 미생물에 의해 생성된 미생물 성장 부산물은 미생물에 보유되거나 성장 배지로 분비될 수 있다. 배지는 미생물 성장 부산물의 활성을 안정화시키는 화합물을 함유할 수 있다.
발효 배지의 바이오매스 함량은 예를 들어 5 g/l 내지 180 g/l 또는 그 이상, 또는 10 g/l 내지 150 g/l일 수 있다.
세포 농도는 예를 들어, 적어도 1 x 106 내지 1 x 1012, 1 x 107 내지 1 x 1011, 1 x 108 내지 1 x 1010, 또는 1 x 109 CFU/ml일 수 있다.
미생물의 배양 및 미생물 부산물의 생산을 위한 방법 및 장비는 회분식, 준연속식 또는 연속식으로 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 모든 미생물 배양 조성물은 배양 완료 시(예를 들어, 원하는 세포 밀도, 또는 특정 대사산물의 밀도 달성 시) 제거된다. 이 배치 절차에서는, 첫 번째 배치를 수확할 때 완전히 새로운 배치가 시작된다.
또 다른 구현예에서, 발효 생성물의 일부만이 한번에 제거된다. 이 구현예에서, 생존 가능한 세포, 포자, 분생자, 균사 및/또는 균사체를 갖는 바이오매스는 새로운 배양 배치를 위한 접종물으로서 용기에 남아 있다. 제거되는 조성물은 무세포 배지일 수 있거나 세포, 포자, 또는 기타 생식 번식체, 및/또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 이러한 방식으로 준-연속 시스템이 생성된다.
유리하게는, 방법은 복잡한 장비 또는 높은 에너지 소비를 필요로 하지 않는다. 관심 미생물은 현장에서 소규모 또는 대규모로 배양할 수 있으며 배지와 혼합된 상태에서도 이용할 수 있다.
유리하게는, 미생물 기반 생성물은 원격 위치에서 생산될 수 있다. 미생물 성장 시설은 예를 들어 태양열, 풍력 및/또는 수력 발전을 활용하여 그리드에서 작동할 수 있다.
미생물 기반 생성물의 제조
본 발명의 미생물 기반 생성물 중 하나는 단순히 미생물 및/또는 미생물에 의해 생성된 미생물 대사산물 및/또는 임의의 잔류 영양분을 함유하는 발효 배지이다. 발효 산물은 추출 또는 정제 없이 직접 사용할 수 있다. 원하는 경우, 표준 추출 및/또는 문헌에 설명된 정제 방법 또는 기술을 사용하여 추출 및 정제를 쉽게 달성할 수 있다.
미생물 기반 생성물의 미생물은 활성 또는 불활성 형태이거나 영양 세포, 생식 포자, 분생자, 균사체, 균사 또는 임의의 다른 형태의 미생물 번식체일 수 있다. 미생물 기반 생성물은 이러한 임의의 미생물 형태의 조합을 함유할 수도 있다.
일 구현예에서, 상이한 균주의 미생물을 별도로 성장시킨 다음, 함께 혼합하여 미생물 기반 생성물을 생성한다. 미생물은 선택적으로 그들이 성장하고 혼합 전에 건조되는 배지와 블렌딩될 수 있다.
일 구현예에서, 상이한 균주는 함께 혼합되지 않지만, 별개의 미생물 기반 생성물로서 식물 및/또는 그의 환경에 적용된다.
미생물 기반 생성물은 추가 안정화, 보존 및 보관 없이 사용될 수 있다. 유리하게는, 이러한 미생물 기반 생성물의 직접적인 사용은 미생물의 높은 생존력을 보존하고, 외래 제제 및 바람직하지 않은 미생물로부터의 오염 가능성을 감소시키며, 미생물 성장의 부산물의 활성을 유지한다.
성장 용기로부터 미생물 기반 조성물을 수확할 때, 수확된 생성물이 용기에 놓이거나 사용을 위해 수송될 때 추가 성분이 추가될 수 있다. 첨가제는 예를 들어 완충제, 담체, 동일하거나 상이한 시설에서 생산된 기타 미생물 기반 조성물, 점도 조절제, 보존제, 미생물 성장을 위한 영양분, 계면활성제, 유화제, 윤활제, 용해도 조절제, 추적제, 용매, 살생물제, 항생제, pH 조정제, 킬레이터, 안정제, 자외선 저항 제제, 기타 미생물 및 이러한 제제에 통상적으로 사용되는 기타 적합한 첨가제일 수 있다.
일 구현예에서, 유기 및 아미노산 또는 그의 염을 포함하는 완충제가 첨가될 수 있다. 적합한 완충액은 시트레이트, 글루코네이트, 타르타레이트, 말레이트, 아세테이트, 락테이트, 옥살레이트, 아스파르테이트, 말로네이트, 글루코헵토네이트, 피루베이트, 갈락타레이트, 글루카레이트, 타르트로네이트, 글루타메이트, 글리신, 라이신, 글루타민, 메티오닌, 시스테인, 아르기닌 및 이들의 혼합물을 포함한다. 인산 및 아인산 또는 이들의 염이 또한 사용될 수 있다. 합성 완충액을 사용하는 것이 적합하나, 상기에 열거된 유기산 및 아미노산 또는 이들의 염과 같은 천연 완충액을 사용하는 것이 바람직하다.
추가 구현예에서, pH 조정제는 수산화칼륨, 수산화암모늄, 탄산칼륨 또는 중탄산염, 염산, 질산, 황산 또는 혼합물을 포함한다.
미생물 기반 조성물의 pH는 관심 미생물(들)에 적합해야 한다. 바람직일 구현예에서, 조성물의 pH는 약 3.5 내지 7.0, 약 4.0 내지 6.5, 또는 약 5.0이다.
일 구현예에서, 중탄산나트륨 또는 탄산염, 황산나트륨, 인산나트륨, 중인산나트륨과 같은 염의 수성 제제와 같은 추가 성분이 제형에 포함될 수 있다.
특정 구현예에서, 부착성 물질은 식물 부분에 대한 생성물의 부착성을 연장하기 위해 조성물에 첨가될 수 있다. 하전 폴리머와 같은 폴리머 또는 다당류 기반 물질, 예를 들어 크산탄 검, 구아 검, 레반, 자일리난, 젤란 검, 커들란, 풀루란, 덱스트란 등을 사용할 수 있다.
바람직일 구현예에서, 상용 등급의 잔탄 검이 부착체로서 사용된다. 검의 농도는 시판 제품의 검 함유량에 따라 선택한다. 크산탄 검의 순도가 높으면 0.001%(w/v - 크산탄 검/용액)이면 충분하다.
일 구현예에서, 글루코스, 글리세롤 및/또는 글리세린은 미생물 기반 생성물에 첨가되어 예를 들어 저장 및 수송 동안 오스모티쿰으로서 작용할 수 있다. 일 구현예에서, 당밀이 포함될 수 있다.
일 구현예에서, 프리바이오틱스는 미생물 성장을 향상시키기 위해 미생물 기반 생성물에 첨가 및/또는 동시에 적용될 수 있다. 적합한 프리바이오틱스는 예를 들어 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴믹산염 및/또는 휴믹산을 포함한다. 특정 구현예에서, 적용되는 프리바이오틱스의 양은 약 0.1 L/에이커 내지 약 0.5 L/에이커, 또는 약 0.2 L/에이커 내지 약 0.4 L/에이커이다.
선택적으로, 생성물을 사용하기 전에 보관할 수 있다. 보관 시간은 짧은 것이 바람직하다. 따라서, 보관 시간은 60일, 45일, 30일, 20일, 15일, 10일, 7일, 5일, 3일, 2일, 1일 또는 12시간 미만일 수 있다. 바람직일 구현예에서, 살아있는 세포가 제품에 존재하는 경우, 제품은 예를 들어 20℃, 15℃, 10℃ 또는 5℃ 미만과 같은 차가운 온도에서 보관된다.
미생물 기반 생성물의 현지 생산
본 발명의 특정 구현예에서, 미생물 성장 시설은 원하는 규모로 신선한 고밀도 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물을 생산한다. 미생물 성장 시설은 적용 장소 또는 근처에 위치할 수 있다. 이 시설은 회분식, 준연속식 또는 연속식 배양으로 고밀도 미생물 기반 조성물을 생산한다.
본 발명의 미생물 성장 시설은 미생물 기반 생성물이 사용될 위치(예를 들어, 감귤 과수원)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 미생물 성장 시설은 사용 위치에서 300, 250, 200, 150, 100, 75, 50, 25, 15, 10, 5, 3 또는 1마일 미만일 수 있다.
미생물 기반 생성물은 기존 미생물 생산의 미생물 안정화, 보존, 저장 및 수송 과정에 의존하지 않고 현지에서 생성될 수 있기 때문에, 훨씬 더 높은 밀도의 미생물이 생성될 수 있으므로 현장 적용에 사용하기 위해 더 작은 부피의 미생물 기반 생성물이 필요하거나 원하는 효능을 달성하기 위해 필요한 경우 훨씬 더 높은 밀도의 미생물 적용을 허용한다. 이를 통해 규모를 축소한 생물반응기(예를 들어, 더 작은 발효 용기, 더 적은 양의 출발 물질, 영양분 및 pH 조절제 공급)를 허용하여 시스템을 효율적으로 만들고 세포를 안정화하거나 배양 배지에서 세포를 분리할 필요를 제거할 수 있다. 미생물 기반 생성물의 현지 생성은 또한 생성물에 성장 배지의 포함을 용이하게 한다. 배지는 발효 중에 생산된 제제를 함유할 수 있으며, 이는 특히 현지 사용에 적합하다.
현지에서 생산된 고밀도의 강력한 미생물 배양은 얼마 동안 공급망에 남아 있던 것보다 현장에서 더 효과적이다. 본 발명의 미생물 기반 생성물은 발효 성장 배지에 존재하는 대사산물 및 영양분로부터 세포가 분리된 전통적인 생성물과 비교하여 특히 유리하다. 수송 시간이 단축되어 현지 수요가 요구하는 시간과 부피로 미생물 및/또는 그 대사산물의 신선한 배치를 생산하고 전달할 수 있다.
본 발명의 미생물 성장 시설은 미생물 자체, 미생물 대사산물, 및/또는 미생물이 성장하는 배지의 기타 성분을 포함하는 신선한 미생물 기반 조성물을 생산한다. 원하는 경우, 조성물은 고밀도의 영양 세포 또는 번식체, 또는 영양 세포와 번식체의 혼합물을 가질 수 있다.
유리하게는, 조성물은 특정 위치에서 사용하도록 맞춤화될 수 있다. 일 구현예에서, 미생물 성장 시설은 미생물 기반 생성물이 사용될 장소(예를 들어, 감귤 과수원) 위 또는 근처에 위치한다.
유리하게도, 이러한 미생물 성장 시설은 업스트림 처리 지연, 공급망 병목 현상, 부적합한 보관 및 예를 들어, 생존 가능한 고 세포 계수 생성물 및 세포가 원래 성장하는 연관 배지 및 대사산물의 적시 전달 및 적용을 저해하는 기타 우발상황으로 인해 생성물 품질이 저하되는 멀리 떨어진 산업 규모의 생산자에 의존하는 현재 문제에 대한 해결책을 제공한다.
미생물 성장 시설은 미생물 기반 생성물을 맞춤화하여 목적지 지형과의 시너지 효과를 개선할 수 있는 능력을 통해 제조 다능성을 제공한다. 유리하게는, 바람직일 구현예에서, 본 발명의 시스템은 자연 발생 현지 미생물 및 이들의 대사 부산물의 힘을 이용하여 농업 생산을 개선한다.
개별 용기에 대한 배양 시간은 예를 들어 1일 내지 7일 또는 그 이상일 수 있다. 배양 생성물은 다양한 방법으로 수확할 수 있다.
예를 들어, 발효 24시간 이내의 현지 생산 및 전달은 순수하고 높은 세포 밀도 조성물을 생성하고 운송 비용을 실질적으로 낮춘다. 보다 효과적이고 강력한 미생물 접종물의 개발이 급속하게 발전할 것이라는 전망을 감안할 때, 소비자는 미생물 기반 생성물을 신속하게 제공할 수 있는 이러한 능력으로부터 큰 이익을 얻을 것이다.
식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키는 방법
바람직일 구현예에서, 본 발명에 따른 토양 처리 조성물이 식물 및/또는 그의 주변 환경에 적용되는, 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키는 방법이 제공된다. 일부 구현예에서, 다수의 식물 및/또는 그의 주변 환경이 본 방법에 따라 처리된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 식물의 "주변 환경"은 근권을 포함할 수 있는 식물이 성장하는 토양 및/또는 기타 배지를 의미한다. 특정 구현예에서, 주변 환경은 예를 들어 식물로부터 적어도 5마일, 1마일, 1,000피트, 500피트, 300피트, 100피트, 10피트, 8피트 또는 6피트의 반경을 넘어서 확장되지 않는다.
특정 구현예에서, 방법은 하나 이상의 균근 진균 및 식물 및/또는 그의 환경에 균근 진균으로 특성화되지 않은 하나 이상의 추가 미생물을 적용하는 것을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 토양 처리 조성물의 개별 미생물 종은 별도로 배양된 다음, 조합되어 하나의 토양 처리 조성물을 생성한다. 일 구현예에서, 개별 미생물은 하나의 생성물로 함께 블렌딩되지 않지만, 별도의 처리로서 식물 및/또는 그의 환경에 적용된다. 개별 처리는 바람직하게는 시간상 서로 동시적이거나 24시간 이내, 12시간 이내 또는 6시간 이내이다.
처리 조성물의 효과를 향상시키거나 안정화시키기 위해 적합한 보조제와 블렌딩한 후 그대로 사용하거나 필요에 따라 희석하여 사용할 수 있다. 바람직일 구현예에서, 조성물은 액체 생성물을 형성하기 위해 물 및 기타 성분과 혼합될 수 있는 건조 분말 또는 과립으로서 제형화된다.
일부 구현예에서, 방법은 적용 동안 미생물 성장을 향상시키기 위해 조성물과 함께 물질 (예를 들어, 미생물 성장을 촉진하기 위한 영양분 및/또는 프리바이오틱스)을 적용하는 것을 추가로 포함한다. 일 구현예에서, 영양분 공급원은 예를 들어 질소, 칼륨, 인, 마그네슘, 단백질, 비타민 및/또는 탄소의 공급원을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 프리바이오틱스는 예를 들어 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴믹산염 및/또는 휴믹산을 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 뿌리 건강 및 성장을 향상시킴으로써 작동한다. 보다 구체적으로, 일 구현예에서, 방법은 식물의 뿌리가 성장하는 근권의 특성, 예를 들어 영양분 및/또는 수분 보유 특성을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 방법은 또한 식물에 의한 영양분 흡수를 증가시키기 위해 사용될 수 있다.
추가로, 일 구현예에서, 방법은 근권에 하나 이상의 유익한 미생물을 접종하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 바람직일 구현예에서, 토양 처리 조성물의 미생물은 근권을 집락화할 수 있고 보호 및 영양을 포함하여 뿌리가 성장하는 식물에 다양한 이점을 제공할 수 있다.
유리하게는, 일 구현예에서, 본 방법은 병원성 제제 또는 환경 스트레스 요인, 예를 들어, 가뭄으로부터의 감염으로 인해 손상된 면역 건강을 갖는 식물의 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 특정 구현예에서, 본 방법은 또한 식물의 면역 건강 또는 면역 반응을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 조성물 또는 생성물을 "적용"하는 것은 조성물 또는 생성물이 표적 또는 부위에 영향을 미칠 수 있도록 조성물 또는 생성물을 표적 또는 부위와 접촉시키는 것을 지칭한다. 그 효과는 예를 들어 미생물 성장 및/또는 식물과의 상호작용뿐만 아니라 대사산물, 효소, 생물계면활성제 또는 기타 미생물 성장 부산물의 작용으로 인한 것일 수 있다. 적용은 또한 표적 또는 부위를 조성물로 "처리"하는 것을 포함할 수 있다.
적용은 미생물 기반 생성물을 식물, 식물 부분 및/또는 식물의 주변 환경(예를 들어, 토양 또는 근권)과 직접 접촉시키는 것을 추가로 포함할 수 있다. 미생물-생성물은 종자 처리제로서 또는 토양 표면, 또는 식물 또는 식물 일부의 표면(예를 들어, 뿌리, 괴경, 줄기, 꽃, 잎, 과일 또는 꽃의 표면)에 적용될 수 있다. 액체, 건조 분말, 분진, 과립, 마이크로과립, 펠렛, 습윤성 분말, 유동성 분말, 에멀젼, 마이크로캡슐, 오일, 겔, 페이스트 또는 에어로졸로서 분무, 붓기, 뿌리기, 주입 또는 퍼질 수 있다.
특정 구현예에서, 조성물은 식물의 하나 이상의 뿌리와 접촉된다. 조성물은, 예를 들어 뿌리를 분무하거나 담그는 것에 의해 직접적으로, 및/또는 예를 들어 식물이 자라는 토양(예를 들어, 근권)에 조성물을 투여함으로써 간접적으로 뿌리에 적용될 수 있다. 조성물은 심기 전 또는 심기 시에 식물의 종자, 또는 식물의 임의의 다른 부분 및/또는 그의 주변 환경에 적용될 수 있다.
특정 구현예에서, 본원에 제공된 조성물은 기계적 혼입 없이 토양 표면에 적용된다. 토양 적용의 유익한 효과는 강우, 스프링클러, 홍수 또는 점적 관개에 의해 활성화될 수 있으며 이후에 예를 들어 식물의 뿌리에 전달될 수 있다.
식물 및/또는 그 환경은 식물을 재배하는 과정 중 어느 시점에서든 처리될 수 있다. 예를 들어, 토양 처리 조성물은 종자가 그 안에 심어지는 시간 이전에, 그와 동시에, 또는 그 이후에 토양에 적용될 수 있다. 또한 식물이 개화할 때, 결실할 때, 그리고 잎이 분리되는 동안 및/또는 후를 포함하여 식물의 발달 및 성장 동안 그 이후의 어느 시점에도 적용될 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 대규모 농업 환경에서 사용될 수 있다. 방법은 물, 비료 또는 기타 액체 조성물을 작물, 과수원 또는 밭에 공급하기 위해 사용되는 관개 시스템에 연결된 탱크에 토양 처리 조성물을 투여하는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 식물 및/또는 식물 주변의 토양은 예를 들어 토양 주입, 토양 관주를 통해, 또는 센터 피벗(center pivot) 관개 시스템을 사용하여, 또는 종자 고랑에 스프레이로, 또는 스프링클러 또는 점적 관개차를 통해 토양 처리 조성물로 처리될 수 있다. 유리하게는, 이 방법은 수백 에이커의 수확물, 과수원 또는 들판을 한 번에 처리하는 데 적합하다.
일 구현예에서, 방법은 가정 정원 또는 온실과 같은 소규모 환경에서 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 방법은 휴대용 잔디 및 정원 분무기를 사용하여 토양 처리 조성물로 식물 및/또는 그의 주변 환경에 분무하는 것을 포함할 수 있다. 조성물은 물, 그리고 선택적으로 비료 및 살충제와 같은 기타 잔디 및 정원 처리제와 혼합될 수 있다. 이 조성물은 표준 휴대용 물뿌리개에서 혼합하여 토양에 부을 수도 있다.
일 구현예에서, 본 발명은 또한 토양의 하나 이상의 품질을 개선하여 농업, 가정 및 정원가꾸기 목적을 위한 토양의 성능을 향상시키는 데 사용될 수 있다.
특정 구현예에서, 토양 처리 조성물은 또한 식물 건강 및 활력을 향상시키기 위해 식물의 혈관계 뿐만 아니라 뿌리 및/또는 근권의 집락화를 촉진하도록 적용될 수 있다. 따라서, 영양분 고정 미생물, 뿐만 아니라 다른 유익한 내인성 및 외인성 미생물, 및/또는 작물 성장, 건강 및/또는 수확량을 촉진하는 이들의 부산물이 촉진될 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 뿌리 세포의 외부 층을 통한 유익한 분자의 침투를 향상시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 임의의 유형의 토양, 예를 들어 점토, 모래, 미사질, 토탄질, 백악질, 옥토 및/또는 이들의 조합에서 임의의 수의 품질을 개선하는 데 사용될 수 있다. 또한, 방법 및 조성물은 건조, 침수, 다공성, 고갈, 압축 토양 및/또는 이들의 조합의 품질을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 침수된 토양에서 물의 배수 및/또는 분산을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 방법은 건조한 토양에서 수분 보유를 개선하기 위해 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 다공성 및/또는 고갈된 토양에서 영양분 보유를 개선하기 위해 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 방법은 병원성 박테리아 자체를 제어한다. 일 구현예에서, 방법은 식물의 면역 건강을 향상시켜 감염과 싸우는 능력을 증가시킴으로써 작동한다.
또 다른 구현예에서, 방법은 파리, 진딧물, 개미, 딱정벌레 및 가루이와 같은 병원성 박테리아에 대한 벡터 또는 운반체로서 작용할 수 있는 해충을 방제한다. 따라서, 본 방법은 이러한 운반체 해충을 방제, 예를 들어 사멸함으로써 식물 병원성 박테리아의 확산을 방지할 수 있다.
미생물 기반 생성물은 식물 건강, 성장 및/또는 수확량의 효율적인 향상을 위해 단독으로 또는 다른 화합물과 조합하여 사용될 수 있을 뿐만 아니라 식물 병원성 해충의 효율적인 처리 및 예방을 위한 다른 화합물과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 방법은 식물 및/또는 미생물 성장을 향상시키기 위한 영양분 및/또는 미량영양분의 공급원, 예컨대 마그네슘, 포스페이트, 질소, 칼륨, 셀레늄, 칼슘, 황, 철, 구리, 및 아연; 및/또는 하나 이상의 프리바이오틱스, 예컨대 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴믹산염 및/또는 휴믹산과 동시에 사용될 수 있다. 정확한 재료 및 이의 양은 본 개시내용의 이점을 갖는 재배자 또는 농업 과학자에 의해 결정될 수 있다.
조성물은 또한 다른 농업 화합물 및/또는 작물 관리 시스템과 조합하여 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 예를 들어 천연 및/또는 화학적 살충제, 퇴치제, 제초제, 비료, 수처리, 비-이온성 계면활성제 및/또는 토양 개량제를 임의로 포함하고/하거나 이와 함께 적용될 수 있다.
일 구현예에서, 본 조성물은 하기로 특성화된 농업 화합물과의 사용에 양립가능하다: 예를 들어 히드록시에틸리덴 디포스폰산과 같은 스케일억제제(antiscalant);
예를 들어, 스트렙토마이신 설페이트 및/또는 Galltrol® (A. 라디오박터 균주 K84)와 같은 살균제;
예를 들어, 염소 디옥사이드, 디데실디메틸 암모늄 클로라이드, 할로겐화된 복소환, 및/또는 수소 디옥사이드/퍼옥시아세트산과 같은 살생물제;
예를 들어, N-P-K 비료, 칼슘 암모늄 니트레이트 17-0-0, 칼륨 티오설페이트, 질소 (예를 들어, 10-34-0, Kugler KQ-XRN, Kugler KS-178C, Kugler KS-2075, Kugler LS 6-24-6S, UN 28, UN 32), 및/또는 칼륨와 같은 비료;
예를 들어, 클로로탈로닐, 마니코제브 헥사메틸렌테트라민, 알루미늄 트리스, 아족시스트로빈, 바실러스 spp. (예를 들어, B. 리케니포르미스 균주 3086, B. 서브틸리스, B. 서브틸리스 균주 QST 713), 베노밀, 보스칼리드, 파이라클로스트로빈, 캅탄, 카복신, 클로로넵, 클로로탈로닐, 구리 설페이트, 사이아조파미드, 디클로란, 디메토모르프, 에트리디아졸, 티오파네이트-메틸, 페나미돈, 페나리몰, 플루디옥소닐, 플루오피콜리드, 플루토라닐, 이프로디온, 만코제브, 마네브, 메파녹삼, 플루디옥소닐, 메페녹삼, 메탈락실, 마이클로부타닐, 옥사티아피프롤린, 펜타클로로니트로벤젠 (퀴토젠), 아인산, 프로파모카브, 프로파닐, 파이라클로스트로빈, 레이노트리아 사칼리넨시스, 스트렙토마이세스 spp. (예를 들어, S. 그리세오비리디스 균주 K61, S. 라이디쿠스 WYEC 108), 황, 우레아, 티아벤다졸, 티오파네이트 메틸, 티람, 트리아디메폰, 트리아메놀, 및/또는 빈클로롤린과 같은 살진균제;
예를 들어, 안시미돌, 클로로메쿠아트 클로라이드, 디아미노지드, 파클로부트라졸, 및/또는 유니코나졸과 같은 성장 조절제;
예를 들어, 글라이포세이트, 옥시플루오르펜, 및/또는 펜디메탈린과 같은 제초제;
예를 들어, 아세페이트, 아자디라크틴, B. 투링기엔시스 (예를 들어, subsp. 이스라엘렌시스 균주 AM 65-52), 뷰베리아 바시아나 (예를 들어, 균주 GHA), 카바릴, 클로르피리포스, 시안트라닐리프롤, 사이로마진, 디코폴, 디아지논, 디노테푸란, 이미다클로프리드, 이사리아 푸모소로사에 (예를 들어, Apopka 균주 97), 린단, 및/또는 말라티온과 같은 살충제;
예를 들어, 과산화수소(30-35%), 포스폰산(5-20%) 및/또는 아염소산나트륨과 같은 수처리;
뿐만 아니라 당지질, 리포펩티드, 디트, 규조토, 시트로넬라, 에센셜 오일, 미네랄 오일, 마늘 추출물, 칠리 추출물, 및/또는 본 개시내용의 이점을 갖는 당업자에 의해 양립가능한 것으로 결정된 수제 살충제.
바람직하게는, 조성물은 베노밀, 도데실 디메틸 암모늄 클로라이드, 이산화수소/퍼옥시아세트산, 이마질릴, 프로피코나졸, 테부코나졸, 또는 트리플루미졸의 적용과 동시에 또는 적용 전 또는 후 7 내지 10일 이내에 적용하지 않거나 포함하지 않는다.
특정 구현예에서, 조성물 및 방법은 예를 들어 식물 또는 해충으로의 살충 화합물의 침투를 향상시키거나 식물 뿌리에 대한 영양분의 생체이용률을 향상시킴으로써 다른 화합물의 유효성을 향상시키는 데 사용될 수 있다. 미생물 기반 생성물은 항생제 처리와 같은 다른 처리를 보완하는 데 사용할 수도 있다. 유리하게는, 본 발명은 박테리아 감염을 치료 및/또는 예방하는데 효과적이기 위해 작물 또는 식물에 투여되어야 하는 항생제의 양을 줄이는 데 도움이 된다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은 처리되지 않은 환경에서 자라는 식물에 비해, 식물의 뿌리 질량, 줄기 직경, 식물 높이, 캐노피 밀도, 엽록소 함량, 꽃 개수, 싹 개수, 싹 크기, 싹 밀도, 잎 표면적 및/또는 영양분 흡수를 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200% 또는 그 초과로 증가시킬 수 있다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은 처리되지 않은 수확물과 비교하여 작물 수확량의 증가(예를 들어, 증가된 싹 수, 증가된 섬유성 물질, 증가된 종자 수, 증가된 전체 건조 물질)을 적어도 1% 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200% 또는 그 초과까지 초래한다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은 처리되지 않은 환경에서 자라는 식물에 비해, 식물 또는 식물의 주변 환경에서 해충의 수를 적어도 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200%, 또는 그 초과까지 감소시킨다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은 처리되지 않은 환경에서 자라는 식물에 비해 해충에 의해 야기되는 식물의 손상을 약 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200%, 또는 그 초과까지 감소시킨다.
표적 식물
본 명세서에서 사용된 용어 "식물"은 목본, 관상용(ornamental) 또는 장식용(decorative), 작물 또는 곡물, 과일 식물 또는 야채 식물, 꽃 또는 나무, 거대 조류 또는 미세 조류, 식물성 플랑크톤 및 광합성 조류(예를 들어, 녹조류 클라마이도모나스 레인하르티이)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. "식물"은 또한 단세포 식물(예를 들어, 미세조류) 및 식물 발달의 임의의 단계에 존재하는 콜로니(예를 들어, 볼복스) 또는 구조로 크게 분화되는 복수의 식물 세포를 포함한다. 이러한 구조는 과일, 종자, 싹, 줄기, 잎, 뿌리, 꽃잎 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 식물은 예를 들어 정원에 단독으로 서 있을 수도 있고, 예를 들어 과수원, 작물 또는 목초지의 일부로 많은 식물 중 하나일 수도 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "작물 식물"은 인간, 동물 또는 수생 유기체를 위한 이익 및/또는 생계를 위해 재배되는 것이거나 인간에 의해 사용되는 것(예를 들어, 텍스타일, 화장품, 및/또는 약물 생산) 또는 인간이 쾌락을 위해 보는 것(예를 들어, 조경 또는 정원의 꽃 또는 관목)인 물 또는 조류, 또는 산업, 상업 또는 교육에 사용되는 임의의 식물, 조류 또는 그 일부의 임의의 종을 지칭한다. 작물 식물은 전통적인 육종 및 최적화 방법, 생명공학 및 재조합 방법, 또는 형질전환 식물 및 식물 품종을 포함하는 이러한 방법의 조합에 의해 얻을 수 있는 식물일 수 있다.
본 발명의 생성물 및 방법의 적용으로 이익을 얻을 수 있는 작물 식물의 유형은 하기를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다: 줄뿌림 작물 (예를 들어, 옥수수, 콩, 수수, 땅콩, 감자, 등), 밭 작물 (예를 들어, 알팔파, 밀, 곡물, 등), 나무 작물 (예를 들어, 호두, 아몬드, 피칸, 헤이즐넛, 피스타치오, 등), 감귤 작물 (예를 들어, 오렌지, 레몬, 자몽, 등), 과일 작물 (예를 들어, 사과, 배, 딸기, 블루베리, 블랙베리, 등), 잔디 작물 (예를 들어, 떼(sod)), 관상식물 작물 (예를 들어, 꽃, 포도나무, 등), 체소류 (예를 들어, 토마토, 당근, 등), 포도나무 작물 (예를 들어, 포도, 등), 임업 (예를 들어, 소나무, 가문비나무, 유칼립투스, 포플러, 등), 관리된 목초지 (방목하는 동물을 지원하는 데 사용되는 모든 식물의 혼합).
본 발명이 유용한 식물의 추가 예는 하기를 포함하지만 이에 제한되지 않는다: 곡류 및 풀(예를 들어, 밀, 보리, 호밀, 귀리, 벼, 옥수수, 수수, 옥수수), 사탕부(예를 들어, 설탕 또는 사료용 사탕무); 과일(예를 들어, 포도, 딸기, 라즈베리, 블랙베리, 사과류 과일, 석류 과일, 부드러운 과일, 사과, 배, 자두, 복숭아, 아몬드, 체리 또는 장과류); 콩과 작물(예를 들어, 콩, 렌즈콩, 완두콩 또는 대두); 오일 작물(예를 들어, 지방종자 평지, 겨자, 양귀비, 올리브, 해바라기, 코코넛, 피마자, 코코아 또는 땅콩); 조롱박(예를 들어, 호박, 오이, 호박 또는 멜론); 섬유 식물(예를 들어, 면, 아마, 대마 또는 황마); 감귤류(예를 들어, 오렌지, 레몬, 자몽 또는 탄제린); 야채(예를 들어, 시금치, 상추, 아스파라거스, 양배추, 당근, 양파, 토마토, 감자 또는 벨 후추); 라우라세아에(예를 들어, 아보카도, 계피 또는 캄포르); 및 또한 담배, 견과류, 허브, 향신료, 약용 식물, 커피, 가지, 사탕수수, 차, 후추, 포도나무, 홉, 질경이과, 라텍스 식물, 절화 및 관상식물.　
특정 구현예에서, 작물 식물은 감귤류 식물이다. 본 발명에 따른 감귤류 식물의 예는 오렌지 나무, 레몬 나무, 라임 나무 및 자몽 나무를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 예는 시트루스 맥시마 (포멜로), 시트루스 메디카 (시트론), 시트루스 미크란타 (파페다), 시트루스 레티쿨라타 (만다린　오렌지), 시트루스 파라디시 (자몽), 시트루스 야포니카 (금귤), 시트루스 오스트랄라시카 (오스트랄리안 핑거　라임), 시트루스 아우스트랄리스 (오스트랄리안 라운드　라임), 시트루스 글라우카 (오스트랄리안 데저트　라임), 시트루스 그라웨이아에 (마운트 화이트　라임), 시트루스 그라실리스 (카카두　라임 또는 험티 두　라임), 시트루스 이노도라 (러셀 리버　라임), 시트루스 와드부기아나 (새로운 기니아 와일드　라임), 시트루스 윈터시이 (브라운 리버 핑거　라임), 시트루스 할리미이 (리마우 카당사, 리마우 케두트 케라), 시트루스 인디카 (인디안 와일드 오렌지), 시트루스 마크롭테라, 및 시트루스 라티페스, 시트루스 x 오란티폴리아 (키 라임), 시트루스 x 아우란티움 (쓴맛　오렌지), 시트루스 x 라티폴리아 (페르시안　라임), 시트루스 x 라이몬 (레몬), 시트루스 x 리모니아 (랑퍼), 시트루스 x 시넨시스 (스위트 오렌지), 시트루스 x 탄게리나 (탄제린), 임페리얼 레몬, 탄젤로, 오랑글로, 탱고, 키노우, 키요미, 미네올라 탄겔로, 오로블란코, 우글리, 부처의 손, 시트론, 버가모트 오렌지, 블러드 오렌지,　블러드 오렌지, 칼라몬딘, 클레멘타인, 마이어 레몬, 및 유자를 포함한다.
일부 구현예에서, 작물 식물은 오렌지 자스민, 라임베리 및 트리폴리에이트 오렌지 (시트루스 트리폴라타)와 같은 감귤류 식물의 친척이다.　
표적 식물의 추가 예는 기타 중에서 하기로부터 선택된 사료 또는 포라지 레구메스, 원예 식물, 식량 작물, 나무 또는 관목을 포함하는 상과 비리디플란타에, 특히 외떡잎 및 쌍떡잎식물 식물에 속하는 모든 식물을 포함한다: 아세르 spp., 악티니디아 spp., 아벨모스처스 spp., 아가베 사이잘라나, 아그로파이론 spp., 아그로스티스 스톨로니페라, 알리움 spp., 아마란써스 spp., 암모필라 아레나리아, 아나나스 코모서스, 안노나 spp., 아피움 그라베올렌스, 아라키스 spp, 아토카푸스 spp., 아스파라거스 오피시날리스, 아베나 spp. (예를 들어, A. 사티바, A. 파투아, A. 바이잔티나, A. 파투아 var. 사티바, A. 하이브리다), 아베르호아 카람볼라, 밤부사 sp., 베닌카사 히스피다, 베르톨레티아 엑셀세아, 베타 불가리스, 브라시카 spp. (예를 들어, B. 나푸스, B. 라파 ssp. [카놀라, 지방종자 평지, 순무 평지]), 카다바 파리노사, 카멜리아 시넨시스, 칸나 인디카, 칸나비스 사티바, 캅시쿰 spp., 카렉스 엘라타, 카리카 파파야, 카리싸 마크로카르파, 카리아 spp., 카르타무스 틴크토리우스, 카스타네아 spp., 세이바 펜탄드라, 시코리움 엔디비아, 신나모멈 spp., 시트룰루스 라나투스, 시트루스 spp., 코코스 spp., 코페아 spp., 콜로카시아 에스쿨렌타, 콜라 spp., 코르코러스 sp., 코리안드룸 사티붐, 코릴러스 spp., 크라타에거스 spp., 크로쿠스 사티버스, 쿠쿠르비타 spp., 쿠쿠미스 spp., 사이나라 spp., 다우쿠스 카로타, 데스모디움 spp., 디모카푸스 론간, 디오스코레아 spp., 디오스파로스 spp., 에치로클로아 spp., 엘라에이스 (예를 들어, E. 귀닌시스, E. 올레이페라), 엘류시네 코라칸, 에라그로스티스 tef, 에리안투스 sp., 에리오보트리아 야포니카, 유칼립투스 sp., 유제니아 유니플로라, 파고파이룸 spp., 파구스 spp., 페스투카 아룬디나세아, 피쿠스 카리카, 포르투넬라 spp., 프라가리아 spp., 은행나무, 글리신 spp. (예를 들어, G. 맥스, 소야 히스피다 또는 소야 맥스), 고십피움 히르수툼, 헬리안투스 spp. (예를 들어, H. 안누스), 헤메로칼리스 펄바, 히비스커스 spp., 호르데움 spp. (예를 들어, H. 불가레), 이포모에아 바타타스, 쥬글란스 spp., 락투카 사티바, 라티루스 spp., 렌즈 쿨리나리스, 리넘 우시타티시멈, 리치 차이넨시스, 로터스 spp., 루파 아쿠탄굴라, 루피누스 spp., 루줄라 실바티카, 리코페르시콘 spp. (예를 들어, L. 에스쿨렌툼, L. 라이코페르시쿰, L. 파이리포르메), 마크로틸로마 spp., 말루스 spp., 말피기아 야메르기나타, 맘메아 아메리카나, 만기페라 인디카, 마니호트 spp., 마닐카라 자포타, 메디카고 사티바, 멜리로터스 spp., 멘타 spp., 미스칸투스 시넨시스, 모모르디카 spp., 모루스 니그라, 무사 spp., 니코티아나 spp., 올레아 spp., 오펀티아 spp., 오니토푸스 spp., 오리자 spp. (예를 들어, O. 사티바, O. 라티폴리아), 파니쿰 밀리아세움, 파니쿰 버가툼, 파스시플로라 에둘리스, 파스티나카 사티바, 페니세툼 sp., 페르세아 spp., 페트로셀리눔 크리스품, 팔라리스 아룬디나세아, 파세올루스 spp., 플레움 프라텐세, 피닉스 spp., 프라그미테스 아우스트랄리스, 파이살리스 spp., 피누스 spp., 피스타시아 베라, 파이슘 spp., 포아 spp., 파퓰러스 spp., 프로소피스 spp., 프루누스 spp., 프시디움 spp., 푸니카 그라나툼, 파이루스 콤무니스, 케르쿠스 spp., 라파누스 사비부스, 레움 라바르바룸, 리베스 spp., 리시너스 콤머니스, 루부스 spp., 사카룸 spp., 살릭스 sp., 삼부쿠스 spp., 세칼레 세레알레, 세사뭄 spp., 시나피스 sp., 솔라늄 spp. (예를 들어, S. 결절, S. 인테그리폴리움 또는 S. 라이코페르시쿰), 소르굼 비콜로르, 스피나시아 spp., 사이자이지움 spp., 타제테스 spp., 타마린두스 인디카, 테오브로마 카카오, 트리폴 spp., 트립사쿰 닥틸로이데스, 트리티코세칼레 림파우이, 트리티쿰 spp. (예를 들어, T. 아에스티범, T. 두룸, T. 투르기둠, T. 하이베르눔, T. 마차, T. 사티붐, T. 모노코쿰 또는 T. 불가레), 트로파에올룸 마이너스, 트로파에올룸 마유스, 박시니움 spp., 비시아 spp., 비그나 spp., 바이올라 오도라타, 비티스 spp., 지아 메이스, 지자니아 팔루스트리스, 지지퍼스 spp.
표적 식물은 또한 옥수수 (지아 메이스), 브라시카 sp. (예를 들어, B. 나푸수, B. 라파, B. 준세아), 특히 하기의 공급원으로서 유용한 브라시카 종: 종자유, 알팔파 (메디카고 사티바), 쌀 (오리자 사티바), 호밀 (세칼레 세레알레), 수수 (소르굼 비콜로르, 수수 불가레), 기장 (예를 들어, 펄 밀렛 (페니세툼 글라우쿰), 프로소 밀렛 (파니쿰 밀리아세움), 폭스타일 밀렛 (세타리아 이탈리카), 핑거 밀렛 (엘류시네 코라칸)), 해바라기 (헬리안투스 안누스), 잇꽃 (카르타무스 틴크토리우스), 밀 (트리티쿰 아에스티범), 대두 (글리신 맥스), 담배 (니코티아나 타바큠), 감자 (솔라눔 투베로섬), 땅콩 (아라키스 하이포가에아), 면 (고십피움 바르바덴세, 고십피움 히르수툼), 고구마 (이포모에아 바타투스), 카사바 (마니호트 에스쿨렌타), 커피 (코페아 spp.), 코코넛 (코코스 누시페라), 파인애플 (아나나스 코모서스), 감귤류 나무 (시트루스 spp.), 코코아 (테오브로마 카카오), 차 (카멜리아 시넨시스), 바나나 (무사 spp.), 아보카도 (페르세아 아메리카나), 무화과 (피쿠스 카시카), 구아바 (프시디움 구아자바), 망고 (만기페라 인디카), 올리브 (올레아 유로파에아), 파파야 (카리카 파파야), 캐슈 (아나카르디움 옥시덴탈렌), 마카다미아 (마카다미아 인테그리폴리아), 아몬드 (프루누스 아미그달러스), 사탕무 (베타 불가리스), 사탕수수 (사카룸 spp.), 귀리, 보리, 체소류, 관상식물, 및 침엽수를 포함하지만 이에 제한되지 않을 수 있다.
표적 야채 식물은 토마토 (리코페르시콘 에스쿨렌툼), 상추 (예를 들어, 락투카 사티바), 녹두 (파세올루스 불가리스), 리마콩 (파세올루스 리멘시스), 완두 (라티루스 spp.), 및 속 쿠쿠미스의 구성원 예컨대 오이 (C. 사티부스), 칸탈루프 (C. 칸탈루펜시스), 및 머스크 멜론 (C. 멜로)을 포함한다. 관상식물은 아잘레아 (로도덴드론 spp.), 히드란지아 (매크로필라 히드란지아), 히비스커스 (히비스커스 로사사넨시스), 장미 (로사 spp.), 튤립 (튤리파 spp.), 수선화 (나르시서스 spp.), 피튜니아 (피튜니아 하이브리다), 카네이션 (디안투스 카리오필러스), 포인세티아 (유포르비아 풀케리마), 및 크라이산테멈을 포함한다. 구현예를 실시하는데 이용될 수 있는 침엽수는, 예를 들어, 소나무 예컨대 로블롤리 소나무 (피누스 타에다), 슬래쉬 파인 (피누스 엘리오티이), 폰데로사 소나무 (피누스 폰데로사), 로드게폴레 소나무 (피누스 콘토르타), 및 몬테레이 소나무 (피누스 라디아타); 더글라스-퍼 (슈도쓰가 멤지에시이); 웨스턴 헴록 (쓰가 카나덴시스); 시트카 가문비나무 (피세아 글라우카); 레드우드 (세쿠오이아 셈페르바이렌스); 트루 퍼 예컨대 실버 퍼 (아비에스 아마빌리스) 및 발삼 전나무 (아비에스 발사메아); 및 삼나무 예컨대 웨스턴 레드 삼나무 (투자 플리카타) 및 알래스카 황색-세다 (카마에사이파리스 누트카텐시스)를 포함한다. 구현예의 식물은 작물 식물 (예를 들어, 옥수수, 알팔파, 해바라기, 브라시카, 대두, 면, 잇꽃, 땅콩, 수수, 밀, 기장, 담배, 등), 예컨대 옥수수 및 대두 식물을 포함한다.
표적 잔디풀은 하기를 포함하지만 이에 제한되지 않는다: 일년생 블루그라스 (포아 아누아); 일년생 독보리 (롤리움 멀티플로룸); 캐나다 블루그라스 (포아 콤프레싸); 츄윙 레스큐우 (페스투카 루브라); 군체적 벤트그라스 (아그로스티스 테누이스); 크리핑 벤트그라스 (아그로스티스 팔루스트리스); 크레스티드 휘트그라스 (아그로파이론 데저트토룸); 페어웨이 휘트그라스 (아그로파이론 크리스타툼); 하드 레스큐우 (페스투카 롱기폴리아); 켄터키 블루그라스 (포아 프라텐시스); 오차드그래스 (닥틸리스 글로머레이트); 비계절성 독보리 (롤리움 페레네); 레드 레스큐우 (페스투카 루브라); 레드탑 (아그로스티스 알바); 러프 블루그라스 (포아 트리비알리스); 양 레스큐우 (페스투카 양); 소프트 브로메그래스 (브로무스 이네르미스); 톨 레스큐우 (페스투카 아룬디나세아); 티모시 (플레움 프레텐세); 벨벳 벤트그라스 (아그로스티스 갯과); 위핑 알칼리그래스 (푸치넬리아 디스탄스); 웨스턴 휘트그라스 (아그로파이론 스미티이); 버뮤다 그래스 (사이노돈 spp.); St. 오거스틴 그래스 (스테노타프룸 세쿤다툼); 코이시아 그래스 (코이시아 spp.); 바히아 그래스 (파스팔룸 노타툼); 카페트 그래스 (악소노푸스 아피니스); 센티페데 그래스 (에레모클로아 오피우로이데스); 키쿠유 그래스 (페니세툼 클란데시눔); 시쇼어 파스팔룸 (파스팔룸 바기나툼); 블루 그라마 (보우텔로우아 그라실리스); 버팔로 그래스 (부클로에 닥틸로이드스); 시데오우츠 그라마 (보우텔로우아 커티펜둘라).
추가 관심 식물에는 관심 종자를 제공하는 곡물 식물, 오일 종자식물 및 콩과 식물이 포함된다. 관심 종자에는 옥수수, 밀, 보리, 쌀, 수수, 호밀, 기장 등과 같은 곡물 종자가 포함된다. 오일 종자식물에는 목화, 대두, 잇꽃, 해바라기, 브라시카, 옥수수, 알팔파, 야자, 코코넛, 아마, 캐스터, 올리브 등이 포함된다. 콩과 식물에는 콩과 완두콩이 포함된다. 콩은 구아르, 로커스트 빈, 호로파, 대두, 정원 콩, 동완두, 녹두, 리마 콩, 파바 콩, 렌즈콩, 병아리콩 등을 포함한다.
관심있는 추가 식물에는 대마초(예를 들어, 사티바, 인디카 및 루데랄리스) 및 산업용 대마가 포함된다.
모든 식물 및 식물 부분은 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 이러한 맥락에서, 식물은 원하는 및 원하지 않는 야생 식물 또는 작물 식물(자연 발생 작물 식물 포함)과 같은 모든 식물 및 식물 개체군을 의미하는 것으로 이해된다. 작물 식물은 전통적인 육종 및 최적화 방법, 생명공학 및 재조합 방법, 또는 형질전환 식물 및 식물 품종을 포함하는 이러한 방법의 조합에 의해 얻을 수 있는 식물일 수 있다.
식물 부분은 싹, 잎, 꽃 및 뿌리와 같은 식물의 모든 공중 및 지하 부분 및 기관을 의미하는 것으로 이해되며, 언급될 수 있는 예로는 잎, 바늘, 줄기(stalk), 줄기(stem), 꽃, 자실체, 과일 및 종자가 있지만, 또한 뿌리, 괴경 및 근경이다. 식물 부분은 또한 작물 재료 및 영양 및 생식 번식 재료, 예를 들어 절단, 괴경, 뿌리줄기, 슬립 및 종자를 포함한다.
일부 구현예에서, 식물은 병원성 질병 또는 해충에 의해 감염된 식물이다. 특정 구현예에서, 식물은 감귤 녹화병 및/또는 감귤 캔커병, 및/또는 이러한 질병을 옮기는 해충에 감염된다.
온실가스 감축
일 구현예에서, 방법은 토양으로부터 방출되는 것과 농업 관행의 결과로 생성되는 것을 포함하는 대기 온실 가스(예를 들어, 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 및 이들의 전구체)를 감소시키는 데 유용할 수 있다. 이는 예를 들어 작물의 식생 탄소 이용 및 저장 향상, 토양의 탄소 격리 증가, 토양 GHG 배출 감소, 농업 질소 기반 시비 관행 개선, 질소 사용 효율성 개선, 물 사용 효율성 개선, 토양 미생물무리 생물다양성 개선, 토양 미생물, 및 농업 토양 관리 개선 등을 통해 달성할 수 있다.
특정 구현예에서, 향상 식생 탄소 이용 및/또는 저장은 예를 들어, 식물의 잎 증가, 줄기(stem) 및/또는 줄기(trunk) 직경 증가, 뿌리 성장 향상, 및/또는 단위 면적당 식물 수 증가의 형태일 수 있다.
특정 구현예에서, 증가된 토양 탄소 격리는 예를 들어, 식물 뿌리의 증가된 성장(예를 들어, 길이 및 밀도), 식물에 의해 분비되는 GHG 전구체/유기 화합물의 미생물에 의한 흡수 증가(식물 뿌리로부터의 분비물 포함), 및 토양의 미생물 집락화 증가(토양 미생물 바이오매스 증가로 이어짐)의 형태일 수 있다.
일부 구현예에서, 토양 GHG 방출을 감소시키는 것은 토양으로부터 방출되는 메탄, 이산화탄소, 및/또는 아산화질소/전구체의 양을 감소시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 이는 물 스트레스의 감소 및/또는 식물의 물 사용 효율의 증가를 통해 달성될 수 있다. 예를 들어, 충분한 토양 수분은 토양 온도를 낮추고 식물로의 영양분 수송을 증가시키며, 둘 다 토양 호흡 감소에 기여하여 GHG 배출과 토양의 유리 GHG 전구체 분자 감소에 기여한다. 추가로, 일부 예시적인 구현예에서, 방법은 토양을 통한 물의 이동을 촉진할 수 있으며, 이는 토양의 탈산소화를 유도할 수 있는 물의 범람 및 고이는 것을 방지하고 혐기성 메탄생성 미생물의 성장을 장려할 수 있다.
특정 구현예에서, 개선된 농업 시비 관행, 개선된 질소 사용 효율, 개선된 토양 생물다양성 및/또는 개선된 토양 관리는 식물의 근권에 하나 이상의 유익한 미생물을 접종하는 형태일 수 있다. 예를 들어, 바람직일 구현예에서, 토양 처리 조성물의 미생물은 근권을 집락화할 수 있고 보호, 수화 및 영양을 포함하여 뿌리가 성장하는 식물에 다양한 이점을 제공할 수 있다. 미생물은 양친매성 분자 또는 생물계면활성제와 같은 대사산물을 생성할 수 있으며, 이는 예를 들어 뿌리 세포로의 영양분 및 수분 전달을 촉진하는 데 도움이 된다. 따라서 이 방법은 질소 및 암모니아와 같은 아산화질소 전구체를 생성하는 질소가 풍부한 비료, 살충제 및/또는 기타 토양 개량제의 사용을 대체하거나 줄일 수 있다.
유리하게는, 일부 구현예에서, 방법은 식품, 음료, 섬유, 건강, 화장품, 제약 및 건설 산업의 제품을 비롯한 탄소 발자국이 감소된 식물 기반 제품을 생산하는 데 사용될 수 있다.
실시예
본 발명 및 이의 많은 이점에 대한 더 큰 이해는 예시로서 주어진 다음 실시예로부터 얻을 수 있다. 하기 실시예는 본 발명의 방법, 적용, 구현예 및 변형의 일부를 예시한다. 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 발명과 관련하여 수많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있다.
실시예 1 - 바실러스 미생물의 고체 상태 발효
바실러스 spp. 포자 생산에는 밀기울 기반 배지가 사용된다. 배지는 약 1-2인치의 층으로 스테인리스 스틸 팬에 펼쳐져 멸균된다.
멸균 후 팬에 종자 배양물을 접종한다. 선택적으로, 예를 들어 염 및/또는 탄소 공급원 예컨대 당밀, 전분, 글루코스 및 수크로스를 포함하여 미생물 성장을 향상시키기 위해 첨가된 영양분이 포함될 수 있다. 성장 속도를 높이고 배양 배지 전체에 걸쳐 박테리아의 운동성 및 분포를 증가시키기 위해 감자 추출물 또는 바나나 껍질 추출물을 배양물에 첨가할 수 있다.
그 다음, 선택한 바실러스 균주의 포자를 기질 표면에 분무하거나 피펫팅하고 트레이를 32℃ 내지 40℃에서 인큐베이션한다. 주변 공기는 온도를 안정화시키기 위해 오븐을 통해 펌핑된다. 48 내지 72 시간 동안 인큐베이션하면 1 x 1010 포자/그램 이상의 균주를 생성할 수 있다.
실시예 2 - 진균 포자의 고체 상태 발효
트리코데르마 spp.를 성장시키기 위해, 250 g의 닉스타밀화된 옥수수 가루를 탈이온수와 혼합하고 뚜껑과 팬 밴드로 밀봉한 스테인리스 스틸 팬에서 멸균한다. 옥수수 가루 배지는 분무 또는 피펫팅에 의해 트리코데르마 종자 배양물로 무균 접종된다. 그 다음 팬을 30℃에서 10일 동안 인큐베이션한다. 10일 후, 약 109 번식체/그램 이상의 트리코데르마를 수확할 수 있다. 하나의 배치에서 수확된 트리코데르마 번식체(분생자 및/또는 균사)는 예를 들어 1,000 내지 2,000 에이커의 토지를 처리할 수 있다.
실시예 3 - 미생물 기반 생성물의 제조
실시예 1 및 2에 기술된 방법을 사용하여 생성된 미생물, 기질, 및 임의의 잔류 영양분은 블렌드 및/또는 미분화되고 건조되어 과립 또는 분말 물질을 형성할 수 있다. 상이한 다른 균주의 미생물을 별도로 생산한 다음, 건조 전이나 후에 함께 혼합한다.
밀봉 가능한 파우치는 109 세포/g의 T. 하르지아눔 및 1010 세포/g의 B. 아밀롤리쿠에파시엔스의 혼합물을 함유하는 제품을 저장 및 수송하는 데 사용할 수 있다. 미량영양분 또는 유사하게 생산된 다른 미생물을 제품에 첨가할 수 있다.
사용 준비를 위해, 건조 제품을 물에 녹이다. 농도는 적어도 5 x 109 내지 5 x 1010 세포/ml에 도달할 수 있다. 그 다음 생성물을 혼합 탱크에서 물로 1 x 106 내지 1 x 107 세포/ml의 농도로 희석한다.
한 봉지로 약 20 에이커의 작물 또는 10 에이커의 감귤 과수원을 처리할 수 있다. 조성물은 예를 들어 3 내지 6 oz./에이커의 비율로 적용될 수 있다.
조성물은 하나 이상의 균근 진균과 함께 적용될 수 있다. 예를 들어, TERI(인도)의 내균근 진균의 8개의 상이한 균주를 포함하는 제품을 상기에 예시된 조성물과 함께 5 g/에이커로 적용하여 한 연구에서 재배자의 실시에 비해 옥수수 수확량이 41% 증가하였다.
조성물은 조성물에서 미생물의 초기 성장을 촉진하기 위해 추가의 "개시제" 물질과 혼합 및/또는 동시에 적용될 수 있다. 이는 예를 들어 프리바이오틱스 및/또는 나노 비료(예를 들어, Aqua-Yield, NanoGroTM)를 포함할 수 있다.
개시제 조성물의 한 예시적인 제형은 다음을 포함한다:
가용성 칼륨(K2O)(1.0% 내지 2.5%, 또는 약 2.0%)
마그네슘(Mg)(0.25% 내지 0.75%, 또는 약 0.5%)
황(S)(2.5% 내지 3.0%, 또는 약 2.7%)
붕소(B)(0.01% 내지 0.05%, 또는 약 0.02%)
철(Fe)(0.25% 내지 0.75%, 또는 약 0.5%)
망간(Mn)(0.25% 내지 0.75%, 또는 약 0.5%)
아연(Zn)(0.25% 내지 0.75%, 또는 약 0.5%)
부식산(8% 내지 12%, 또는 약 10%)
다시마 추출물(5 내지 10% 또는 약 6%)
물(70% 내지 85%, 또는 약 77% 내지 80%).
미생물 접종물 및/또는 선택적 성장 촉진 "개시제" 물질은 관개 시스템 탱크에서 물과 혼합되어 토양에 적용된다.
실시예 4 - 미생물 균주
본 발명은 유익한 미생물 균주를 이용한다. 트리코데르마 하르지아눔 균주는 T-315 (ATCC 20671); T-35 (ATCC 20691); 1295-7 (ATCC 20846); 1295-22 [T-22] (ATCC 20847); 1295-74 (ATCC 20848); 1295-106 (ATCC 20873); T12 (ATCC 56678); WT-6 (ATCC 52443): Rifa T-77 (CMI CC 333646); T-95 (60850); T12m (ATCC 20737); SK-55 (No. 13327; BP 4326 NIBH (Japan)); RR17Bc (ATCC PTA 9708); TSHTH20-1 (ATCC PTA 10317); AB 63-3 (ATCC 18647); OMZ 779 (ATCC 201359); WC 47695 (ATCC 201575); m5 (ATCC 201645); (ATCC 204065); UPM-29 (ATCC 204075); T-39 (EPA 119200); 및/또는 F11Bab (ATCC PTA 9709)을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
바실러스 아밀롤리쿠에파시엔스 균주는 NRRL B-67928, FZB24 (EPA 72098-5; BGSC 10A6), TA208, NJN-6, N2-4, N3-8, 및 those having ATCC 수탁 번호 23842, 23844, 23843, 23845, 23350 (균주 DSM 7), 27505, 31592, 49763, 53495, 700385, BAA-390, PTA-7544, PTA-7545, PTA-7546, PTA-7549, PTA-7791, PTA-5819, PTA-7542, PTA-7790, 및/또는 PTA-7541을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

Claims (27)

  1. 하나 이상의 균근 진균 및 균근 진균으로 특성화되지 않은 하나 이상의 추가 미생물을 포함하는 토양 처리 조성물로서,
    상기 하나 이상의 추가 미생물은 트리코데르마 하르지아눔, 위커하모마이세스 아노말루스 및 바실러스 아밀롤리쿠에파시엔스로부터 선택되는 토양 처리 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 균근 진균은 글로무스, 자이가스포라, 아카울로스포라, 스클레로사이스티스 및 엔트로포스포라 속에 속하는 진균으로부터 선택되는 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바실러스 아밀롤리쿠에파시엔스는 균주 NRRL B-67928인 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 균근 진균, 트리코데르마 하르지아눔 및 바실러스 아밀롤리쿠에파시엔스 NRRL B-67928을 포함하는 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조성물은 트리코데르마 하르지아눔 대 바실러스 아밀롤리쿠에파시엔스 NRRL B-67928의 1:4의 세포 계수 비율을 포함하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    글루코스, 글리세롤 및 글리세린 중 하나 이상을 추가로 포함하는 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴믹산염 및 휴믹산으로부터 선택되는 하나 이상의 프리바이오틱스를 추가로 포함하는 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    건조 분말 또는 건조 과립으로 제형화된 조성물.
  9. 제1항의 조성물을 식물의 환경에 적용하는 단계를 포함하는, 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 향상시키는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    미생물 성장을 위해 영양분 및/또는 프리바이오틱스를 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 트리코데르마 진균은 트리코데르마 하르지아눔인 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 바실러스 박테리움은 바실러스 아밀롤리쿠에파시엔스인 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 바실러스 박테리움은 바실러스 아밀롤리쿠에파시엔스 subsp. 로커스인 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 식물의 뿌리와 직접 접촉되는 것인 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 식물이 자라는 토양과 접촉하는 것인 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 적용 전에 물과 혼합되는 것인 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 관개 시스템을 사용하여 상기 식물 및/또는 그의 주변 환경에 적용되는 것인 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 질소, 인 및 칼륨으로부터 선택된 하나 이상의 영양분의 공급원과 함께 상기 식물 및/또는 그의 주변 환경에 적용되는 것인 방법.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴믹산염 및 휴믹산으로부터 선택된 프리바이오틱스와 동시에 상기 식물 및/또는 그의 주변 환경에 적용되는 방법.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 베노밀, 도데실 디메틸 암모늄 클로라이드, 이산화수소/퍼옥시아세트산, 이마질릴, 프로피코나졸, 테부코나졸 또는 트리플루미졸의 적용과 동시에, 또는 적용 전 또는 후 7일 내지 10일 이내에 상기 식물 및/또는 그 주변 환경에 적용되는 것인 방법.
  21. 제9항에 있어서,
    토양의 하나 이상의 품질을 개선하는 데 사용되는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    건조한 토양에서 수분 보유를 개선하는 데 사용되는 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    물에 잠긴 토양에서 배수 및/또는 분산을 개선하는 데 사용되는 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    고갈된 토양에서 영양분 보유를 개선하는 데 사용되는 방법.
  25. 제9항에 있어서,
    식물 뿌리에서 영양분 흡수를 향상시키는 데 사용되는 방법.
  26. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 휴대용 잔디 및 정원 분무기를 사용하여 상기 식물 및/또는 그의 주변 환경에 분무되는 것인 방법.
  27. 제9항에 있어서,
    상기 조성물은 고체 상태 발효를 사용하여 생성되는 것인 방법.
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