KR20230098653A - 대기 탄소를 격리하고 이를 정량화하는 방법 - Google Patents

대기 탄소를 격리하고 이를 정량화하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 식물에서의 탄소의 이용 및 저장을 향상시킬 뿐만 아니라, 분해-저항성 유기 중합체의 형태로 식물 및 토양 물질에서의 탄소의 격리를 증가시킴으로써, 온실 가스(GHG)와 같은 유해한 대기 가스를 감소시키는 물질 및 방법을 제공한다.

Description

대기 탄소를 격리하고 이를 정량화하는 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 11월 5일자로 출원된 미국 특허 가출원 제63/110,070호의 이익을 주장하며, 이는 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
대기 중에 열을 가두는 가스를 "온실가스"또는 "GHG(greenhouse gases)"로 지칭하며, 이는 이산화탄소, 메탄, 아산화 질소 및 불소화 가스를 포함한다(Climate Change Indicators in the United States, 2016, 제4판, United States Environmental Protection Agency at 6, 이하 "EPA 보고서 2016").
이산화탄소(CO2)는 화석 연료(석탄, 천연 가스 및 석유), 고형 폐기물, 나무 및 목재 제품의 연소의 결과로서, 그리고 예를 들어, 시멘트 제조와 같은 특정 화학 반응의 결과로서 대기로 유입된다. 이산화탄소는 예를 들어 생물학적 탄소 순환의 일부로서의 식물에 의한 흡수에 의해 대기로부터 제거된다.
메탄(CH4)은 석탄, 천연 가스 및 석유의 생산 및 운송 중에 배출된다. 메탄 배출은 또한 가축 동물의 생산으로 인해 발생하며, 많은 가축 동물의 소화 시스템은 메탄 생성 미생물을 포함한다. 더욱이, 다른 농업 관행, 및 오폐수 저장조 및 도시 고형분 폐기물 매립지에서의 유기 폐기물의 부패로 인해 메탄이 배출될 수 있다.
아산화 질소(N2O)는 산업 활동과 화석 연료 및 고형분 폐기물의 연소 중에 배출된다. 또한, 농업에서의 질소 함유 비료의 과다 도포 및 열악한 토양 관리 관행은 아산화 질소 배출을 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육플루오린화황 및 삼불화질소를 포함하는 불소화 가스는 다양한 산업 공정으로부터 배출되는 합성된 강력한 온실 가스이다(Overview of Greenhouse Gases 2016).
전 세계 모니터링 스테이션의 최근 측정과 남극 대륙과 그린란드의 얼음 층에 갇힌 기포의 오래된 공기 측정에 따르면, 예를 들어, 이산화탄소의 지구 대기 농도는 지난 수백 년 동안 크게 증가하였다(EPA 보고서 2016, 예를 들어, 6, 15).
특히 1700년대 산업혁명이 시작된 이래, 인간 활동은 화석 연료를 태우고 산림을 벌채하는 등의 산업 활동을 통해 대기 중 온실가스 양을 증가시켰다. 대기 중으로 배출되는 대량의 온실가스는 10년에서 수천 년에 이르는 오랜 기간 동안 그곳에 남아 있다. 시간이 지남에 따라, 이러한 가스는 화학 반응이나 대기로부터 온실가스를 흡수하는 해양 및 초목과 같은 배출 흡수원에 의해 대기로부터 제거된다.
각각의 온실 가스는 서로 수명이 상이하고 대기 중에 열을 가두는 능력이 다르기 때문에, 이들 서로 상이한 가스를 비교할 수 있도록, 배출량은 대체적으로 각 가스의 지구 온난화 지수를 사용하여 이산화탄소 당량으로 변환되며, 이는 주어진 양의 가스가 배출된 후 100년 동안 지구 온난화에 기여하는 것으로 추정되는 정도를 측정한다.
이러한 고려를 바탕으로, EPA는 "복사 강제력(radiative forcing)"으로도 지칭되는 온실가스로 인한 난방 효과가 1990년 이후 약 37% 증가했다고 판단하였다(EPA 보고서 2016, 16).
1990년과 2010년 사이에 모든 주요 온실가스의 전 세계 배출량이 증가했지만, 전 세계 배출량의 약 4분의 3을 차지하는 이산화탄소의 순 배출량은 42% 증가한 한편, 메탄 배출량은 약 15% 증가했으며, 불소화 가스 배출량은 두 배로 증가했고, 아산화 질소 배출량은 약 9% 증가하였다(EPA 보고서 2016, 14).
세계 지도자들은 조약 및 기타 국가 간 협정을 통해 GHG 배출량 증가의 억제를 시도하고 있다. 이러한 시도 중 하나는 탄소 배출권 시스템을 사용하는 것이다. 탄소 배출권은 1톤의 이산화탄소 또는 이에 상응하는 온실가스를 배출할 수 있는 권리를 나타내는 거래 가능한 인증서 또는 허가증의 총칭이다. 일반적인 탄소 배출권 시스템에서, 관리 기관은 운영자가 생산할 수 있는 GHG 배출량에 대한 할당량을 설정한다. 이러한 할당량을 초과하면 운영자는 탄소 배출권을 모두 사용하지 않은 다른 운영자로부터 추가 허용량을 구매해야 한다.
탄소 배출권 시스템의 하나의 목표는 기업이 이러한 배출권 거래의 혜택을 받기 위해 보다 많은 녹색 기술, 기계 및 실행에 투자하도록 장려하는 것이다. 유엔 기후변화 협약(the United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC)의 교토 의정서(the Kyoto Protocol)에 따라 많은 국가들이 배출권 거래를 포함하는 온실가스 감축 정책에 국제적으로 구속되기로 합의하였다. 미국은 교토 의정서에 구속되지 않으며, 미국에는 중앙 국가 배출권 거래 시스템이 없지만, 캘리포니아 및 북동부 주와 같은 일부 주에서는 이러한 거래 제도를 채택하기 시작하였다.
대기 중 CO2 수준을 낮추기 위한 한 가지 전략은 탄소 격리 또는, 예를 들어 대기로부터 토양 유기물로의 탄소 이동이다. 탄소는 지구의 생물권, 토양권, 수권, 암석권, 및 대기권 사이에서 교환되며, 다음과 같은 형태로서 주요 흡수원에 저장된다: (1) 생물권의 살아있는 유기체 및 죽은 유기체의 유기 분자; (2) 대기권 중 CO2; (3) 토양의 유기물; (4) 암석권의 화석 연료 및 석회석, 백운석 및 백악(chalk)과 같은 퇴적암; 및 (5) 해양 중 용해된 CO2 및 해양 유기체의 탄산칼슘 껍질(예를 들어, Pidwirny 2006 참조).
탄소 흡수원의 특성에 따라, 탄소 격리는 다음과 같은 여러 가지 방법으로 달성될 수 있다: 탄산염/중탄산염 형태의 CO2가 용해된 광물 및 염과 결합하여 탄산칼슘 및 탄산마그네슘과 같은 화합물을 형성하는 무기 화학 반응; 햇빛을 사용하여 공기와 물의 CO2를 식물 조직에 저장된 포도당으로 결합시키는 식물 광합성; 탄소가 풍부한 분자를 포함하는 지상 및 지하 식물 조직의 양이 증가하는 식물 바이오매스 성장; 및 간접적으로, 식물 및 동물 조직의 바이오매스의 다른 화합물, 예를 들어 탄수화물, 단백질, 유기산, 휴믹 물질, 왁스, 석탄, 오일 및 천연 가스로의 미생물 분해.
지구 온난화는 보다 급격한 온도 변동, 지구 강수량 증가, 홍수 및 가뭄, 해수면 온도 및 해수면 변화에 기여할 수 있으며, 따라서 이러한 유해한 영향을 늦추기 위해 온실 가스, 특히 CO2를 감소시킬 필요가 있다.
본 발명은 온실가스(GHG)와 같은 유해한 대기 가스를 감소시키기 위한 물질 및 방법을 제공한다. 특정 양태에서, 유해한 대기 가스의 감소는 식물에서 탄소의 이용 및 저장을 향상시키고, 식물 및 토양 물질에서 탄소의 격리를 증가시킴으로써 달성된다.
바람직한 구현예에서, 본 발명은 대기 중 이산화탄소를 감소시키기 위한 방법을 제공하며, 여기에서 하나 이상의 유익한 토양-군집화 미생물 및/또는 이의 성장 부산물을 포함하는 조성물이 식물의 일부(예를 들어, 뿌리) 및/또는 그의 주변 환경(예를 들어, 토양)에 도포된다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 미생물은 식물의 토양 및/또는 뿌리에 군집화되고, 해당 식물에 대한 공중 및 지하 식물 조직 모두의 향상된 성장 및/또는 건강을 통해 탄소의 향상된 활용 및 저장을 유발하는 하나 이상의 이점을 제공한다.
특정 구현예에서, 식물 조직은 분해-저항성 유기 중합체를 포함한다. 따라서, 바람직한 구현예에서, 본 발명의 방법은 식물 조직에서 이러한 분해-저항성 유기 중합체의 증가된 축적을 초래한다.
특정 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체는 다당류, 폴리방향족 및/또는 폴리에스테르이다. 바람직한 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체는 예를 들어, 적어도 10년, 15년, 또는 25년 또는 그 이상 동안 용이하게 생분해되지 않는다. 식물에서 발견되는 분해-저항성 유기 중합체의 예는 수베린, 큐틴, 큐탄 및 리그닌을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
특정 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체는 식물 조직의 외부 층의 세포벽에서 주로 발견되는 폴리에스테르인 수베린이며, 여기에서 이는 내부 식물 조직과 외부 환경 사이의 보호 장벽으로서 작용한다.
식물 이용 및 탄소 저장을 향상시키는 것 외에도 조성물의 도포는 토양 탄소 격리를 증가시킬 수 있다. 특정 구현예에서, 토양 탄소 격리의 증가는 토양 중 식물 뿌리의 성장의 향상 및/또는 식물 뿌리 중 분해-저항성 유기 중합체의 축적의 증가에 의해 달성된다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따라 처리된 식물은 살아있는 다년생 식물이다. 다년생 식물의 향상된 성장 및/또는 건강은 또한, 예를 들어 공중 및 지하 식물 조직 모두에 존재하는 분해-저항성 유기 중합체의 형태로 탄소의 향상된 축적 및 그에 따른 격리를 초래할 수 있다. 유리하게는, 이러한 형태로 격리된 탄소는 무기한의 시간 동안 및/또는 식물이 살아 있는 동안 격리된 채로 남아 있을 수 있다. 이에 더하여, 식물의 크기가 커지고 분해-저항성 유기 중합체가 추가로 축적됨에 따라, 격리되는 탄소의 양은 식물의 수명 동안 계속 증가하게 된다.
특정 구현예에서, 식물은 일년생 및/또는 농작물이며, 여기에서 식물 조직의 일부는 식물의 사멸 후 및/또는 공중 조직의 수확 후 방치된다.
바람직한 구현예에서, 나머지 식물 조직은 토양으로 덮인다. 일부 구현예에서, 나머지 식물 조직은 이미 지하에 위치하는 지하 조직(예를 들어, 뿌리 조직)이다. 일부 구현예에서, 나머지 식물 조직은 공중 조직(예를 들어, 줄기 및/또는 잎)이며, 이는 바람직하게는 경작에 방해를 주지 않는 토양 아래 깊이에 매립된다.
유리하게는, 특정 구현에서, 남아있는 식물 조직 내의 분해-저항성 유기 중합체(들)는 식물이 죽은 후 수년 동안, 예를 들어, 적어도 5년, 10년, 25년, 50년, 또는 100년 또는 그 이상 동안 분해되지 않는다. 따라서, 식물 조직의 다른 부분은 분해될 수 있는 반면, 분해-저항성 유기 중합체(들)는 토양의 최상층의 경작 또는 이동에 의해 방해받지 않고 그 안에 탄소를 격리하기 위해 토양 내에 남아 있다.
바람직한 구현예에서, 본 방법은 또한 GHG의 생성 및/또는 생성의 감소, 및/또는 식물 및/또는 토양에서의 탄소의 축적에 대한 본 발명의 방법의 효과를 평가하기 위해 하나 이상의 측정을 수행하는 단계를 포함한다.
특정 구현예에서, GHG 발생량의 평가는 본 방법의 사용 이전 및 이후의 GHG 배출량을 측정하는 형태를 취할 수 있다. GHG 배출량 측정은 직접 배출량 측정 및/또는 연료 투입 분석을 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 현장, 예를 들어, 농업 부지, 잔디 또는 잔디 농장, 목초지, 또는 산림 생태계의 탄소 함량은, 예를 들어, 식물의 지상 및/또는 지하 바이오매스를 정량화함으로써 측정될 수 있다. 일부 구현예에서, 예를 들어, 나무의 탄소 농도는 바이오매스의 약 40 내지 50%인 것으로 가정된다.
바이오매스 정량화는 예를 들어 샘플 영역에서 식물을 수확하고 건조 전후에 식물의 다른 부분의 무게를 측정하는 형태를 취할 수 있다. 바이오매스 정량화는 또한 예를 들어 식물의 몸통(trunk) 직경, 높이, 부피 및 다른 물리적 파라미터 측정과 같은 비파괴 관찰 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들어 레이저 프로파일링 및/또는 드론 분석과 같은 원격 정량화 또한 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 농업 부지, 잔디 또는 잔디 농장, 목초지 또는 대초원, 수생 생태계 또는 산림 생태계의 탄소 함량은 샘플링 지역의 깔짚, 목질 파편 및/또는 토양 유기물의 탄소 함량을 샘플링 및 측정하는 것을 추가로 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 평가는 본 방법에 따라 처리된 식물 조직 및/또는 토양의 샘플에 축적된 수베린 및/또는 다른 분해-저항성 유기 중합체의 양을 정량화하는 단계를 포함한다. 이러한 평가는 예를 들어 조직학적 분석 및/또는 크로마토그래피 측정을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 본 발명은 예를 들어, 농업, 가축 생산, 임업/재조림, 및 목초지 관리에 관여하는 운영자에 의해 사용되는 탄소 배출권의 수를 감소시키는 데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명은 "탄소 농업"에 사용될 수 있으며, 여기에서 식물은 토지에서 탄소를 격리하는 목적으로 재배된다.
특정 구현예에서, 본 발명은 대기 중 GHG의 감소, 탄소 사용의 증가 및/또는 탄소 격리의 향상을 위해 미생물-기반 생성물 및 이러한 미생물-기반 생성물을 사용하는 방법을 제공한다. 일 구현예에서, 본 발명은 토양의 특성을 향상시키고, 수베린과 같은 분해-저항성 유기 중합체를 포함하는 식물의 지상 및 지상 바이오매스를 향상시킬 수 있는 미생물-기반 조성물을 제공한다. 유리하게는, 본 발명의 미생물-기반 생성물 및 이의 방법은 친환경적이고, 비독성이며, 비용 효율적이다.
본 발명은 온실가스(GHG)와 같은 유해한 대기 가스를 감소시키기 위한 물질 및 방법을 제공한다. 특정 양태에서, 유해한 대기 가스의 감소는 지하 식물 조직 및/또는 토양에서의 분해-저항성 유기 중합체의 축적을 통해, 토양 물질에서 탄소의 격리를 증가시킬 뿐만 아니라 식물에서의 탄소의 이용 및 저장을 향상시킴으로써 달성된다.
특정 구현예에서, 식물 물질 및/또는 토양 물질에서의 탄소 격리를 평가 및/또는 정량화하기 위한 방법이 또한 제공된다.
선택된 정의
본원에 사용된 바와 같이, "농업"은 식품, 섬유, 바이오 연료, 의약품, 화장품, 보충제, 관상용 목적 및 다른 용도를 위한 식물의 재배 및 육종을 의미한다. 본 발명에 따르면, 농업은 또한 원예, 조경, 가드닝, 식물 보존, 임업 및 재조림, 목초지 및 대초원 복원, 과수원, 수목 재배 및 농업 경제학을 포함할 수 있다. 농업에는 토양의 관리, 모니터링 및 유지 관리가 포함된다.
본원에 사용된 바와 같이, 해충과 관련하여 사용된 용어 "방제"는, 해충을 죽이거나, 비활성화시키거나, 움직이지 못하게 하거나, 개체수를 감소시키거나, 그렇지 않으면 해충이 실질적으로 해를 입힐 수 없게 만드는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, "분리된" 또는 "정제된" 화합물은, 자연에서 이와 연관되는 세포 물질과 같은 다른 화합물을 실질적으로 함유하지 않는다. 정제 또는 분리된 폴리뉴클레오티드(리보핵산(RNA) 또는 디옥시리보핵산(DNA))는 자연 발생 상태에서는 그의 측면에 유전자 또는 서열이 없다. 정제 또는 분리된 폴리펩티드는 자연 발생 상태에서 그를 둘러싸는 아미노산 또는 서열이 없다. 미생물 균주의 맥락에서 "분리된"은 해당 균주가 자연에 존재하는 환경으로부터 제거됨을 의미한다. 따라서, 분리된 균주는, 예를 들어 생물학적으로 순수한 배양물로서, 또는 담체와 연관된 포자(또는 다른 형태의 균주)로서 존재할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "생물학적으로 순수한 배양물"은 자연에서 이와 연관되는 물질로부터 분리된 배양물이다. 바람직한 구현예에서, 배양물은 다른 모든 살아있는 세포로부터 분리되었다. 추가의 바람직한 구현예에서, 생물학적으로 순수한 배양물은 자연에 존재하는 동일한 미생물의 배양물에 비해 유리한 특성을 갖는다. 유리한 특성은, 예를 들어, 하나 이상의 성장 부산물의 향상된 생성일 수 있다.
특정 구현예에서, 정제된 화합물은 관심 화합물의 60 중량% 이상이다. 바람직하게는, 제제는 관심 화합물의 중량 기준, 75% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 99% 이상이다. 예를 들어, 정제된 화합물은 원하는 화합물의 중량 기준, 적어도 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 98%, 99%, 또는 100%(w/w)인 화합물이다. 순도는 임의의 적절한 표준 방법, 예를 들어 컬럼 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피, 또는 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC) 분석에 의해 측정된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "향상"은 개선 또는 증가를 의미한다. 예를 들어, 식물 건강 향상은 종자 발아 및/또는 출현 증가, 해충 및/또는 질병 퇴치 능력 개선, 가뭄 및/또는 범람과 같은 환경 스트레스 요인에서 생존하는 능력 개선을 포함하는, 식물의 성장 및 번성 능력의 개선을 의미한다. 향상된 식물 성장 및/또는 향상된 식물 바이오매스는 지상 및 지하 모두에서 식물의 크기 및/또는 질량을 증가시키는 것(예를 들어, 증가된 캐노피/엽면 부피, 높이, 몸통 캘리퍼스, 가지 길이, 싹 길이, 단백질 함량, 뿌리 크기/밀도 및/또는 전체 성장 지수) 및/또는 식물이 원하는 크기 및/또는 질량에 도달하는 능력을 향상시키는 것을 의미한다. 향상된 수확량은, 예를 들어 식물당 과일, 잎, 뿌리 및/또는 덩이줄기의 수 및/또는 크기를 증가하고/하거나, 과일, 잎, 뿌리 및/또는 괴경의 품질을 개선함으로써 작물에서 식물에 의해 생산되는 최종 제품을 개선(예를 들어, 맛, 질감, 당도, 엽록소 함량 및/또는 색상 개선)하는 것을 의미한다.
"대사산물"은 대사에 의해 생성된 모든 물질(예를 들어, 성장 부산물) 또는 특정 대사 과정에 참여하는 데 필요한 물질을 의미한다. 대사산물은 출발 물질, 중간체 또는 대사의 최종 산물인 유기 화합물일 수 있다. 대사산물의 예에는 생물계면활성제, 생체중합체, 효소, 산, 용매, 알코올, 단백질, 비타민, 미네랄, 미량원소, 및 아미노산이 포함되지만 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명은 "미생물-기반 조성물"을 이용하며, 이는 미생물 또는 다른 세포 배양물의 성장의 결과로서 생성된 성분을 포함하는 조성물을 의미한다. 따라서, 미생물-기반 조성물은 미생물 자체 및/또는 미생물 성장의 부산물을 포함할 수 있다. 미생물은 식물 상태, 포자 또는 분생 포자 형태, 균사 형태, 다른 형태의 번식 상태 또는 이들의 혼합 형태일 수 있다. 미생물은 플랑크톤 또는 생물막 형태, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 성장의 부산물은 예를 들어, 대사산물, 세포막 성분, 단백질, 및/또는 다른 세포 성분일 수 있다. 미생물은 온전하거나 용해될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 미생물은 미생물-기반 조성물 내에서 이를 성장시킨 성장 배지와 함께 존재한다. 미생물은, 예를 들어, 적어도 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 이상의 CFU의 농도로 존재할 수 있다.
본 발명은 또한 "미생물-기반 생성물"을 제공하며, 이는 원하는 결과를 달성하기 위해 실제로 도포되어야 하는 제품이다. 미생물-기반 생성물은 단순히 미생물 배양 공정으로부터 수확된 미생물-기반 조성물일 수 있다. 대안적으로, 미생물-기반 생성물은 첨가된 추가 성분을 포함할 수 있다. 이러한 추가 성분은 예를 들어, 안정화제, 완충제, 적절한 담체, 예컨대 물, 염 용액 또는 임의의 다른 적절한 담체, 추가의 미생물 성장을 지원하기 위한 첨가된 영양분, 비영양제 성장 증진제 및/또는 그것이 도포되는 환경에서 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 등과 같은 몇몇 방식으로 가공된 미생물-기반 조성물의 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "중합체"는 단량체로 지칭되는 하나 이상의 유사한 분자 단위를 함께 결합시킴으로써 제조된 임의의 거대분자 화합물을 지칭한다. 중합체는 합성 및 천연 중합체를 포함한다. 예시적인 중합체는, 고무, 전분, 수지, 검(예를 들어, 구아 검, 크산탄 검, 및 웰란 검), 네오프렌, 나일론, PVC, 실리콘, 셀룰로스, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아민, 다당류(예를 들어, 레반), 폴리뉴클레오티드, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리비틀렌 숙시네이트(PBS), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리글리콜산(PGA), 폴리하이드록시부티레이트(PHB), 폴리락티드(PLA)와 같은 폴리에스테르, 폴리아크릴아미드(PAM) 및 다른 것들을 포함한다.
또한 용어, 중합체는, 용어, "생체중합체", "생물학적 중합체" 또는 "유기 중합체"를 포함하며, 이는 본원에서 사용되는 바와 같이, 천연 중합체 물질, 또는 살아있는 유기체에서 발생하거나 이에 의해 생성되는 중합체 물질을 의미한다. 생체중합체는, 예를 들어, 폴리뉴클레오티드, 다당류, 폴리에스테르 및 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 생체중합체의 구체적인 예는, 고무, 수베린, 멜라닌, 리그닌, 셀룰로스, 크산탄검, 구아검, 웰란검, 레반, 알기네이트 등를 포함하지만, 이에 국한되지 않는다.
본원에 사용된 바와 같이, "해충"은 인간 이외의 임의의 유기체로서, 인간 또는 인간의 관심사(예를 들어, 농업, 원예)에 파괴적, 유해적 및/또는 해롭다. 모든 경우는 아니지만, 일부 경우, 해충은 병원성 유기체 일 수 있다. 해충은 감염, 기생충감염 및/또는 질병의 매개체이거나 이를 유발할 수 있으며, 단순히 살아있는 조직을 먹거나 다른 물리적 손상을 일으킬 수 있다. 해충은 바이러스, 진균, 박테리아, 기생충, 원생동물 및/또는 선충류를 포함하되 이에 국한되지 않는 단세포 또는 다세포 유기체일 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 상황 또는 발생의 "예방" 또는 이를 "예방하는" 것은 해당 상황 또는 발생의 개시, 확장 또는 진행을 지연, 억제, 감소, 완화 및/또는 최소화하는 것을 의미한다. 예방에는 무기한, 절대적 또는 완전한 예방이 포함될 수 있지만 필수적인 것은 아니며, 이는 나중에 계속 발전할 수 있다는 것을 의미한다. 예방에는 해당 상황 또는 발생의 발병의 심각성을 감소시키고/시키거나 광범위한 상황 또는 발생에서의 이의 발달을 지연시키는 것이 포함될 수 있다.
본원에 제공된 범위는 해당 범위 내의 모든 값에 대한 속기인 것으로 이해되어야 한다. 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, 20뿐만 아니라, 예를 들어, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 및 1.9와 같은 전술한 정수 사이의 모든 중간 10진수 값으로 이루어진 군으로부터의 임의의 수, 수의 조합, 또는 서브-범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 서브-범위들과 관련하여, 해당 범위의 어느 하나의 종점으로부터 연장되는 "중첩된 서브-범위들"이 구체적으로 고려된다. 예를 들어, 1 내지 50이라는 예시적인 범위에 내포된 서브-범위는 한 방향으로는 1 내지 10, 1 내지 20, 1 내지 30, 및 1 내지 40, 또는 다른 방향으로는 50 내지 40, 50 내지 30, 50 내지 20, 및 50 내지 10을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "감소"는 음의 변경을 의미하고, 용어 "증가"는 양의 변경을 의미하며, 여기에서 음 또는 양의 변경은 적어도 0.25%, 0.5%, 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 100%만큼의 변경이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "기준"은 표준 또는 대조군 조건을 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, "토양 개량제" 또는 "토양 조절제"는 토양 및/또는 근권의 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, 토양의 영양분과 수분 함량을 변경함으로써 식물 바이오매스를 향상시키기 위해 토양 개량제를 사용할 수 있다. 토양 개량은 또한 토양 구조(예를 들어, 압축 방지); 영양소 농도 및 저장 능력 향상; 건조한 토양에서의 수분 보유력 향상; 침수된 토양의 배수 개선을 포함하되 이에 국한되지 않는 토양의 다양한 품질을 개선하는 데 사용될 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "계면활성제"는 상 사이의 표면 장력(또는 계면 장력)을 저하시키는 화합물을 지칭한다. 계면활성제는 예를 들어, 세제, 습윤제, 유화제, 발포제, 및 분산제로서 작용한다. "생물계면활성제"는 살아있는 유기체에 의해 생성되는 계면활성제이다.
"포괄하는" 또는 "함유하는"과 동의어인 과도기적 용어 "포함하는"은 포괄적이거나 개방적이며, 추가의 인용되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 대조적으로, "구성된"이라는 과도기적 어구는 청구항에 특정되지 않은 임의의 요소, 단계, 또는 성분을 배제한다. "본질적으로 구성되는"이라는 과도기적 문구는 청구항의 범위를 청구된 발명의 "기본적이고 새로운 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것"으로 특정된 재료 또는 단계로 제한한다. 용어 "포함하는"의 사용은 인용된 구성요소(들)로 "구성되는" 또는 "본질적으로 구성되는" 다른 구현예를 고려한다.
문맥으로부터 구체적으로 언급되거나 명백하지 않는 한, 본원에서 사용되는 용어 "또는"은 포괄적인 것으로 이해되어야 한다. 문맥으로부터 구체적으로 언급되거나 명백하지 않는 한, 본원에서 사용되는 용어 "한", "하나" 및 "일"은 단수형 또는 복수형인 것으로 이해되어야 한다.
문맥으로부터 구체적으로 언급되거나 명백하지 않는 한, 본원에서 사용되는 용어 "약"은 당업계에서의 통상적인 허용오차의 범위 내, 예를 들어 평균의 2 표준 편차 이내인 것으로 이해되어야 한다. "약"은 기재된 값의 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05%, 또는 0.01% 이내로 이해될 수 있다.
본원에서의 변수의 임의의 정의에서의 화학적 기의 목록의 인용은, 임의의 단일 기 또는 나열된 기의 조합으로서의 해당 변수의 정의를 포함한다. 본원에서 변수 또는 양태에 대한 구현예의 인용은, 임의의 단일 구현예로서 또는 임의의 다른 구현예 또는 그 부분과 조합된 구현예의 내용을 포함한다.
본원에 인용된 모든 참고문헌은 그 전체가 본원에 참고로서 포함된다.
탄소의 격리 및 정량화
바람직한 구현예에서, 본 발명은 대기 중 이산화탄소 수준을 감소시키기 위한 방법을 제공하며, 여기에서 하나 이상의 유익한 토양-군집화 미생물 및/또는 이의 성장 부산물을 포함하는 조성물이 식물의 일부(예를 들어, 뿌리) 및/또는 그의 주변 환경(예를 들어, 토양)에 도포된다.
특정 구현예에서, 하나 이상의 미생물은 식물의 토양 및/또는 뿌리에 군집화되고, 해당 식물에 대한 공중 및 지하 식물 조직 모두의 향상된 성장 및/또는 건강을 통해 탄소의 향상된 활용 및 저장을 유발하는 하나 이상의 이점을 제공한다.
일부 구현예에서, 본 방법은 식물의 지상 및 지하 바이오매스를 증가시키며, 이는 예를 들어, 향상된 잎 부피, 향상된 줄기 및/또는 몸통 직경, 향상된 뿌리 성장 및/또는 밀도, 및/또는 증가된 총 식물 수를 포함한다. 일 구현예에서, 이는 예를 들어, 근권의 영양분 및/또는 수분 보유 특성을 개선함으로써, 식물의 뿌리가 성장하고 있는 근권의 전반적인 호의성을 개선함으로써 달성된다.
일부 구현예에서, 본 미생물-기반 조성물의 미생물은 예를 들어, 호기성 박테리아, 효모, 및/또는 진균에 의한 뿌리 및/또는 근권의 군집화를 촉진할 수 있다.
일 구현예서, 군집화의 촉진은 토양 마이크로바이옴의 개선된 생물다양성으로 이어질 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 생물다양성의 개선은 토양 내 미생물 종의 다양성의 증가를 의미한다. 일부 구현예에서, 개선된 생물다양성은 토양 중의 혐기성 미생물에 대한 호기성 박테리아 종, 효모 종, 및/또는 진균 종의 비율의 증가를 포함한다.
예를 들어, 일 구현예에서, 본 조성물의 미생물은 뿌리, 토양 및/또는 근권에 군집화될 수 있고, 탄소가 풍부한 식물 조직의 축적을 촉진하는 리조비움(Rhizobium) 및/또는 미코리자에(Mycorrhizae) 같은 다른 영양분 고정 미생물, 및 다른 내인성 및/또는 외인성 미생물의 군집화를 강화할 수 있다.
일 구현예에서, 개선된 토양 생물다양성은 향상된 영양분 가용화 및/또는 흡수를 촉진한다. 예를 들어, 특정 호기성 박테리아 종, 예를 들어 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)는 토양을 산성화하고 NPK 비료를 식물에서 사용할 수 있는 형태로 가용화할 수 있다.
일 구현예에서, 본 방법은 뿌리 세포의 외부 층을 통해, 예를 들어 근권의 뿌리-토양 계면에서의 유익한 분자의 침투를 향상시키는 데 사용될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 본 방법은 식물 활용 및 탄소의 저장을 향상시키며, 이는 식물 조직 및/또는 토양에서의 분해-저항성 유기 중합체의 축적을 향상시킴으로써 달성된다. 일부 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체의 축적은 특정 분해-저항성 유기 중합체의 정상적인 생성보다 더 많은 양을 생성하도록 변형된 식물을 이용함으로써 추가로 향상된다.
특정 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체는 다당류, 폴리방향족 및/또는 폴리에스테르이다. 식물에서 발견되는 예는 수베린, 큐틴, 큐탄 및 리그닌을 포함하지만 이에 국한되지 않는다. 바람직한 구현예에서, 예를 들어, 분해-저항성 유기 중합체의 화학 구조의 복잡한 특성으로 인해, 분해-저항성 유기 중합체는 해당 식물이 죽은 후 예를 들어, 적어도 1년, 적어도 5년, 적어도 25년, 적어도 100년, 또는 심지어 적어도 1,000년 동안 쉽게 생분해되지 않는다.
일 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체는 리그닌이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 리그닌은 관다발 식물 및 일부 조류의 지지 조직의 세포벽에 존재하는 방향족 가교중합체의 군에 대한 총칭이다. 리그닌의 주요 구성 요소는 하이드록시신나밀 알코올(또는 모노리그놀) 코니페릴 알코올 및 시나필 알코올이며, 소량의 p-쿠마릴 알코올을 갖는다.
리그닌은 쉽게 분해되지 않고 식물에 견고한 구조를 제공하기 때문에, 나무와 나무 껍질의 세포벽 형성에 중요하다. 또한 리그닌은 세포벽 다당류를 미생물 분해로부터 보호함으로써, 부패에 저항한다. 리그닌의 생합성은 상처, 감염, 대사 스트레스 및 세포벽 구조의 변화와 같은 스트레스 요인에 의해 식물에서 유도될 수 있다.
일 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체는 큐틴 및/또는 큐탄이고, 이들 모두는 소수성 식물 큐티클을 형성하는 왁스성 중합체이다. 큐티클은 식물의 모든 공중 부분 표면을 덮고 수분 손실 및/또는 과열을 방지하는 데 도움이 된다. 큐틴은 에스테르 및 에폭시드 결합에 의해 가교된 에스테르화된 오메가 하이드록실산을 포함하는 폴리에스테르이다. 큐탄은 부패에 실질적으로 저항하는 비누화 불가능 탄화수소 중합체이다.
특정 일 구현예에서, 분해-저항성 유기 중합체는 주변 환경에 대한 단열 또는 보호가 필요한 모든 곳에서의 특정 식물 세포벽에서 발견되는 친유성 거대분자인 수베린이다. 보다 구체적으로, 수베린은 페닐프로파노이드, 장쇄 지방산 및 지방 알코올뿐만 아니라 하이드록실 지방산 및 디카르복실산으로 이루어진 폴리에스테르이다. 수베린은 물, 용질, 가스 및 이온 교환을 제한하는 고효율 장벽 역할을 하는 세포벽 구성 성분이다. 수베린화된 세포벽은 또한 병원균 침입을 제한하고, 일부 식물에서는 뿌리로부터 혐기성 뿌리 기질로의 방사형 산소 손실에 대한 장벽을 제공할 수 있다.
식물 이용 및 탄소 저장을 향상시키는 것 외에도, 본 조성물의 미생물에 의한 뿌리 및/또는 토양의 군집화는 또한 토양 탄소 격리를 증가시킬 수 있다. 특정 구현예에서, 토양 탄소 격리의 증가는 토양 중 식물 뿌리의 성장의 향상 및/또는 식물 뿌리 중 분해-저항성 유기 중합체의 축적의 증가에 의해 달성된다.
특정 구현예에서, 본 발명에 따라 처리된 식물은 살아있는 다년생 식물이다. 다년생 식물의 향상된 성장 및/또는 건강은 또한, 공중 및 지하 식물 조직 모두에 존재하는 분해-저항성 유기 중합체의 형태로 탄소의 향상된 축적 및 그에 따른 격리를 초래할 수 있다. 유리하게는, 이러한 형태로 격리된 탄소는 무기한의 시간 동안 및/또는 식물이 살아 있는 동안 격리된 채로 남아 있을 수 있다. 이에 더하여, 식물의 크기가 커지고 분해-저항성 유기 중합체가 추가로 축적됨에 따라, 격리되는 탄소의 양은 식물의 수명 동안 계속 증가하게 된다.
특정 구현예에서, 식물은 일년생 및/또는 농작물이며, 여기에서 식물 조직의 일부는 식물의 사멸 후 및/또는 공중 조직의 수확 후 방치된다.
바람직한 구현예에서, 나머지 식물 조직은 토양으로 덮인다. 일부 구현예에서, 나머지 식물 조직은 이미 지하에 위치하는 지하 조직(예를 들어, 뿌리 조직)이다. 일부 구현예에서, 나머지 식물 조직은 공중 조직(예를 들어, 줄기 및/또는 잎)이며, 이는 바람직하게는 경작에 방해를 주지 않는 토양 아래 깊이에 매립된다.
유리하게는, 특정 구현에서, 남아있는 식물 조직 내의 분해-저항성 유기 중합체는 해당 식물이 죽은 후 수년 동안, 예를 들어, 적어도 25년, 100년, 또는 심지어 적어도 1,000년 이상 동안 분해되지 않는다. 따라서, 식물 조직의 다른 부분은 분해될 수 있는 반면, 분해-저항성 유기 중합체는 토양의 최상층의 경작 또는 이동에 의해 방해받지 않고 그 안에 탄소를 격리하기 위해 토양 내에 남아 있다.
일부 구현예에서, 미생물과 식물의 뿌리 사이의 상호작용은 뿌리에서의 분해-저항성 유기 중합체의 축적 및/또는 증가된 축적을 촉진한다. 일 구현예에서, 이는 미생물이 뿌리와의 연관부를 형성할 때 뿌리에 만들어진 미세한 개구부에 기인하며, 이는 수베린 및/또는 리그닌과 같은 보호 장벽 분자의 생합성을 자극한다.
일부 구현예에서, 조성물을 부위에 도포하기 전, 본 방법은 지역 조건에 대한 현장을 평가하는 단계, 지역 조건에 맞게 맞춤화된 조성물에 대한 바람직한 제형(예를 들어, 미생물 및/또는 성장 부산물의 유형, 조합 및/또는 비율)을 결정하는 단계, 및 바람직한 제형으로 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.
지역 조건은, 예를 들어, 토양 조건(예를 들어, 토양 유형, 토양 미생물총의 종, 토양 유기물 함량의 양 및/또는 유형, 토양 내의 GHG 전구체 기질의 양 및/또는 유형, 존재하는 비료 또는 다른 토양 첨가제 또는 개량물의 양 및/또는 유형); 작물 및/또는 식물 상태(예를 들어, 재배되는 식물의 유형, 수, 연령 및/또는 건강); 환경 조건(예를 들어, 현재 기후, 계절 또는 연중 시기); 현장의 GHG 배출량 및 유형; 조성물의 도포 모드 및/또는 비율, 그리고 현장과 관련된 다른 조건을 포함할 수 있다.
평가 후, 조성물에 대한 바람직한 제형이 결정될 수 있고, 이에 따라 조성물은 해당 지역 조건에 맞게 맞춤화될 수 있다. 이어서, 조성물은 바람직하게는 도포 현장으로부터 300 마일 이내, 바람직하게는 200 마일 이내, 더욱 더 바람직하게는 100 마일 이내에 있는 미생물 성장 시설에서 배양될 수 있다.
일부 구현예에서, 지역 조건은 주기적으로, 예를 들어, 매년, 격년, 또는 심지어 매달 평가된다. 이러한 방식으로, 조성물 제형은 변화하는 지역 조건의 고유한 요구를 충족시키기 위해 필요에 따라 실시간으로 수정될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 본 방법은 또한 GHG의 생성 및/또는 생성의 감소, 및/또는 식물 및/또는 토양에서의 탄소의 축적에 대한 본 발명의 방법의 효과를 평가하기 위해 하나 이상의 측정을 수행하는 단계를 포함한다.
측정은 미생물-기반 조성물을 현장에 도포한 후 특정 시점에서 수행될 수 있다. 일부 구현예에서, 측정은 약 1주 이내, 2주 이내, 3주 이내, 4주 이내, 30일 이내, 60일 이내, 90일 이내, 120일 이내, 180일 이내, 및/또는 1년 이내 후에 수행된다.
더욱이, 시간이 지남에 따라 측정을 반복할 수 있다. 일부 구현예에서, 측정은 매일, 매주, 매월, 격월, 반월, 반년, 및/또는 매년 반복된다.
특정 구현예에서, GHG 발생량의 평가는 현장으로부터의 GHG 배출량을 측정하는 형태를 취할 수 있다. 전자 포집을 사용하는 가스 크로마토그래피는 일반적으로 실험실 환경에서 샘플을 테스트하는 데 사용된다. 특정 구현예에서, GHG 배출은 또한 예를 들어, 플럭스 측정 및/또는 현장 토양 탐사를 사용하여 현장에서 수행될 수 있다. 플럭스 측정은 예를 들어 토양 영역을 둘러싸는 챔버를 사용하여 토양 표면에서 대기로의 가스 방출을 분석한 다음 일정 기간 동안 챔버 내부의 가스 축적을 관찰하여 플럭스를 추정한다. 프로브는 토양의 특정 깊이에서 관심 가스의 농도를 측정하고 프로브와 주변 표면 조건 간의 농도를 직접 비교하는 것으로 시작하여 토양 가스 프로파일을 생성하는 데 사용될 수 있다(Brummell 및 Siciliano 2011, 118).
GHG 배출량 측정은 또한 다른 형태의 직접 배출량 측정, 가스 크로마토그래피 질량 분석(GC-MS) 및/또는 연료 투입 분석을 포함할 수 있다. 직접 배출 측정은, 예를 들어 오염유발 작동 활동(예를 들어, 연료 연소 자동차)을 식별하고 연속 배출 모니터링 시스템(Continuous Emissions Monitoring Systems, CEMS)을 통해 이러한 활동의 배출량을 직접 측정하는 것으로 구성될 수 있다. 연료 투입 분석은 사용된 에너지 자원의 양(예를 들어, 소비된 전기, 연료, 목재, 바이오매스 등)의 양을 계산하고, 해당 연료 공급원 중의 예를 들어, 탄소의 함량을 결정하고, 해당 탄소 함량을 소비된 연료의 양에 적용하여 배출량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
특정 구현예에서, 식물이 성장하는 현장, 예를 들어, 농업 부지, 농토, 잔디 또는 잔디 농장, 목초지/대초원 또는 숲의 탄소 함량은, 예를 들어, 식물의 지상 및/또는 지하 바이오매스를 정량화함으로써 측정될 수 있다. 대체적으로, 나무의 탄소 농도는 바이오매스의 약 40 내지 50%인 것으로 가정된다.
바이오매스 정량화는 예를 들어 샘플 영역에서 식물을 수확하고 건조 전후에 식물의 다른 부분의 무게를 측정하는 형태를 취할 수 있다. 바이오매스 정량화는 또한 예를 들어 식물의 몸통 직경, 높이, 부피 및 다른 물리적 파라미터 측정과 같은 비파괴 관찰 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 예를 들어 레이저 프로파일링 및/또는 드론 분석과 같은 원격 정량화 또한 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 현장의 탄소 함량은 샘플링 지역의 깔짚, 목질 파편 및/또는 토양의 탄소 함량을 샘플링 및 측정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 토양은, 특히, 예를 들어, 총 유기 탄소(TOC)의 백분율을 결정하기 위해 건식 연소를 사용하여 분석될 수 있으며, 이는 다음을 사용한다: 활성탄 검출을 위한 과망간산칼륨 산화 분석; 탄소 백분율을 톤/에이커로 변환하기 위한 용적 밀도 측정(단위 부피당 중량).
일 구현예에서, 평가는 본 방법에 따라 처리된 식물 조직 및/또는 토양의 샘플에 축적된 분해-저항성 유기 중합체의 유형을 식별하는 단계 및/또는 이의 양을 정량화하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 본 방법은 모든 식물 유형의 평가에 대해 유비쿼터스적으로 적용가능 및/또는 수용가능하다.
일 구현예에서, 평가는 식물 조직의 조직학적 분석을 실행하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 평가는 분해-저항성 유기 중합체(들)를 추출하고, 선택적으로 가용화하는 단계, 및 액체 크로마토그래피(LC), 기체 크로마토그래피(GC), 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법, 라만 분광법, 질량 분광법(MS) 및/또는 핵 자기 공명(NMR) 분광법 중 하나 이상을 수행하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 본 발명은 예를 들어, 농업, 가축 생산, 임업/재조림, 및 목초지 관리에 관여하는 운영자에 의해 사용되는 탄소 배출권의 수를 감소시키는 데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명은 "탄소 농업"에 사용될 수 있으며, 여기에서 식물은 토지에서 탄소를 격리하는 비-상업적인 목적으로 재배된다.
도포 방식
본원에 사용된 바와 같이, 조성물 또는 생성물을 현장에 "도포"하는 것은, 해당 조성물 또는 생성물이 해당 현장에 영향을 미칠 수 있도록, 해당 조성물 또는 생성물을 해당 현장과 접촉시키는 단계를 지칭한다. 그 효과는 예를 들어, 미생물 성장 및 군집화, 및/또는 대사산물, 효소, 생물계면활성제 또는 다른 미생물 성장 부산물의 작용에 기인할 수 있다. 도포 방식은 조성물의 제형에 따라 달라지며, 예를 들어 스프레이, 붓기, 뿌리기, 주입, 살포, 혼합, 덩크, 김서림 및 분무를 포함할 수 있다. 제형은 예를 들어, 액체, 건조 및/또는 수화제성 분말, 유동성 분말, 분진, 과립, 펠릿, 에멀젼, 마이크로캡슐, 스테이크, 오일, 겔, 페이스트 및/또는 에어로졸을 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에서, 조성물은 조성물이 제조된 후에, 예를 들어, 해당 조성물을 물에 용해시킨 다음, 도포된다.
일 구현예에서, 조성물이 도포되는 현장은 식물이 식재되거나 성장하고 있는 토양(또는 근권)이다(예를 들어, 농토, 밭, 과수원, 작은 숲, 목초지/초원 또는 숲이다). 본 발명의 조성물은 관개용 유체와 사전에 혼합될 수 있으며, 여기에서 조성물은 토양을 통해 침투하고, 예를 들어 뿌리 마이크로바이옴에 영향을 미치기 위해 식물의 뿌리로 전달될 수 있다.
일 구현예에서, 조성물은 물을 포함하거나 포함하지 않고 토양 표면에 도포되며, 여기에서 토양 도포의 유익한 효과는 강우, 스프링클러, 홍수 또는 점적 관개에 의해 활성화될 수 있다.
일 구현예에서, 도포 부위는 식물 또는 식물 부분이다. 조성물은 종자 처리로서, 또는 식물 또는 식물 부분의 표면(예를 들어, 뿌리, 괴경, 줄기, 꽃, 잎, 열매, 또는 꽃의 표면)에 직접 도포될 수 있다. 특정 구현예에서, 조성물은 식물의 하나 이상의 뿌리와 접촉된다. 조성물은, 예를 들어 직접적으로 뿌리에 분무하거나 적심으로써 뿌리에 도포될 수 있고/있거나, 예를 들어 간접적으로 식물이 성장하는 토양(또는 근권)에 조성물을 투여함으로써 뿌리에 도포될 수 있다. 조성물은 식재 전 또는 식재 시에 식물의 종자에, 또는 식물의 임의의 다른 부분 및/또는 그의 주변 환경에 도포될 수 있다.
일 구현예에서, 본 방법은 감귤 과수원, 목초지 또는 대초원, 숲, 잔디 또는 잔디 농장, 또는 농토와 같은 대규모 환경에서 사용되며, 해당 방법은 물, 비료, 살충제 또는 다른 액체 조성물을 공급하기 위해 사용되는 관개 시스템에 연결된 탱크 내로 조성물을 투여하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 식물 및/또는 식물을 둘러싸는 토양은, 파종 고랑 위의 스프레이, 마이크로 제트, 관주 분무기, 붐 분무기, 스프링클러 및/또는 점적 관수기를 사용하여, 예를 들어, 토양 주입, 토양 관주, 중앙 피벗 관개 시스템의 사용을 통해, 조성물로 처리될 수 있다. 유리하게는, 본 방법은 수백 에이커의 토지를 처리하는데 적합하다.
일 구현예에서, 본 방법은 가정의 정원 또는 온실과 같은 보다 작은 규모의 환경에서 사용되며, 해당 방법은 조성물(물 및 다른 선택적인 첨가제와 혼합됨)을 핸드헬드 잔디 및 정원 분무기의 탱크에 붓는 단계, 및 토양 또는 다른 장소에 조성물을 분무하는 단계를 포함할 수 있다. 조성물은 또한 표준 휴대용 물뿌리개 내에 혼합되어 현장에 부어질 수 있다.
식물 및/또는 그의 환경은 식물을 재배하는 과정 중 어느 시점에서든 처리될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 종자를 토양에 심기 전에, 동시에 또는 그 이후에 해당 토양에 도포될 수 있다. 또한 식물이 개화, 결실을 맺을 때, 잎이 이탈하는 동안 및/또는 이탈 후를 포함하는 식물의 발달 및 성장 중 어느 시점에서나 도포될 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 환경에서 자라는 식물과 비교 시, 식물의 뿌리 질량, 줄기 직경, 식물 높이, 캐노피 밀도, 엽록소 함량, 꽃 수, 새싹 수, 새싹 크기, 새싹 밀도, 잎 표면적, 및/또는 영양분 흡수 하나 이상을 적어도 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200%, 또는 그 이상만큼 증가시킨다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 식물 및/또는 토양과 비교 시, 식물 및/또는 토양에서의 수베린, 큐틴, 큐탄 및/또는 리그닌 축적을 적어도 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200%, 또는 그 이상만큼 증가시킨다.
일 구현예에서, 본 발명에 따른 방법 및 조성물은, 처리되지 않은 토양과 비교 시, 토양 탄소 함량을 적어도 1%, 5%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60% 70%, 80%, 90%, 100%, 150%, 200%, 또는 그 이상만큼 증가시킨다.
대상 식물
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "식물"은 목질, 관상용 또는 장식용, 작물 또는 곡류, 과일 식물 또는 채소 식물, 꽃 또는 나무, 거대 조류 또는 미세 조류, 식물성 플랑크톤 및 광합성 조류(예를 들어, 녹조류 클라미도모나스 레인하르티(Chlamydomonas reinhardtii))의 임의의 종을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다. "식물"은 또한 단세포 식물(예를 들어, 미세조류) 및 콜로니로 광범위하게 분화되는 복수의 식물 세포(예를 들어, 볼복스) 또는 식물 발달의 임의의 단계에 존재하는 구조를 포함한다. 이러한 구조에는 과일, 씨앗, 새싹, 줄기, 잎, 뿌리, 꽃잎 등이 포함되지만 이에 국한되지는 않는다. 또한, 식물은 예를 들어 정원에 단독으로 서 있을 수 있거나, 예를 들어 과수원, 농지, 또는 목초지의 일부로서의 다수의 식물 중 하나일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "농작물"은 인간, 동물 또는 수생 생물을 위한 이익 및/또는 생계를 위해 재배되거나, 인간에 의해 사용되거나(예를 들어, 섬유, 화장품 및/또는 의약품 생산), 또는 인간에 의해 쾌락을 위해 보여지거나(예를 들어, 조경 또는 정원의 꽃 또는 관목) 또는 산업, 상업 또는 교육에 사용되는 임의의 식물 또는 조류, 또는 이의 일부를 지징한다. 농작물은 형질전환 식물 및 식물 변종을 포함하는 전통적인 육종 및 최적화 방법, 또는 생명공학적 및 재조합 방법, 또는 이들 방법의 조합에 의해 수득될 수 있는 식물일 수 있다.
본 발명의 생성물의 도포 및 방법으로부터 이익을 얻을 수 있는 작물의 유형은 다음을 포함하나 이에 국한되지 않는다: 줄기 작물(예를 들어, 옥수수, 대두, 수수, 땅콩, 감자 등), 밭 작물(예를 들어, 알팔파, 밀, 곡물 등), 나무 작물(예를 들어, 호두, 아몬드, 피칸, 헤이즐넛, 피스타치오 등), 감귤류 작물(예를 들어, 오렌지, 레몬, 자몽 등), 과일 작물(예를 들어, 사과, 배, 딸기, 블루베리, 블랙베리 등), 잔디 작물(예를 들어, 잔디), 관상용 작물(예를 들어, 꽃, 덩굴 등), 채소(예를 들어, 토마토, 당근 등), 포도 작물(예를 들어, 포도 등), 임업(예를 들어, 소나무, 가문비나무, 유칼립투스, 포플러 등), 관리 목초지(방목 동물을 지원하는 데 사용되는 식물의 임의의 혼합지).
본 발명이 유용한 식물의 추가의 예는 다음을 포함하나 이에 국한되지 않는다: 곡물 및 풀(예를 들어, 밀, 보리, 호밀, 귀리, 쌀, 마이즈, 수수, 옥수수), 무우(예를 들어, 사탕 무우 또는 사료용 무우); 과일(예를 들어, 포도, 딸기, 라즈베리, 블랙베리, 인과류, 핵과류, 부드러운 과일, 사과, 배, 자두, 복숭아, 아몬드, 체리 또는 베리); 콩과 작물(예를 들어, 콩, 렌즈 콩, 완두콩 또는 대두); 오일 작물(예를 들어, 유채씨, 머스타드, 양귀비, 올리브, 해바라기, 코코넛, 피마자, 코코아 또는 땅콩); 박(예를 들어, 호박, 오이, 스쿼시 또는 멜론); 섬유 식물(예를 들어, 면화, 아마, 대마 또는 황마); 감귤류(예를 들어, 오렌지, 레몬, 자몽 또는 귤); 야채(예를 들어, 시금치, 상추, 아스파라거스, 양배추, 당근, 양파, 토마토, 감자 또는 피망); 녹나무과(예를 들어, 아보카도, 시나모늄 또는 장뇌); 또한 담배, 견과류, 허브, 향신료, 약용 식물, 커피, 가지, 사탕 수수, 차, 후추, 포도 덩굴, 홉, 질경이류, 라텍스 식물, 절화 및 관상용 식물.
특정 구현예에서, 농작물은 감귤류 식물이다. 본 발명에 따른 감귤류 식물의 예는, 오렌지 나무, 레몬 나무, 라임 나무 및 자몽 나무를 포함하나, 이에 국한되지는 않는다. 다른 예는 다음을 포함한다: 시트러스 맥시마(Citrus maxima)(포멜로), 시트러스 메디카(Citrus medica)(시트론), 시트러스 미크란타(Citrus micrantha)(파페다), 시트러스 레티쿨라타(Citrus reticulata)(감귤 오렌지), 시트러스 파라디시(Citrus paradisi)(자몽), 시트러스 자포니카(Citrus japonica)(쿰콰트), 시트러스 오스트랄라시카(Citrus australasica)(호주 핑거 라임), 시트러스 오스트랄리스(Citrus australis)(후주 라운드 라임), 시트러스 글라우카(Citrus glauca)(호주 데저트 라임), 시트러스 가라와야에(Citrus garrawayae)(마운트 화이트 라임), 시트러스 그라실리스(Citrus gracilis)(카카두 라임 또는 험프티 두 라임), 시트러스 인도라(Citrus inodora)(러셀 리버 라임), 시트러스 와부르기아나(Citrus warburgiana)(뉴 기니아 와일드 라임), 시트러스 윈테르시(Citrus wintersii)(브라운 강 핑거 라임), 시트러스 할리미(Citrus halimii)(리마우 카당사, 리마우 캐두트 케라), 시트러스 인디카(Citrus indica)(인도 야생 오렌지), 시트러스 마크로프테라(Citrus macroptera), 및 시트러스 라티페스(Citrus latipes), 시트러스 x 아우란티폴리아(Citrus x aurantiifolia)(키 라임), 시트러스 x 아우란티움(Citrus x aurantium)(비터 오렌지), 시트러스 x 라티폴리아(Citrus x latifolia)(페르시아 라임), 시트러스 x 리몬(Citrus x limon)(레몬), 시트러스 x 리모니아(Citrus x limonia)(랑푸르), 시트러스 x 시넨시스(Citrus x sinensis)(스위트 오렌지), 시트러스 x 탄제리나(Citrus x tangerina)(탄제린), 임페리얼 레놈, 탕겔로, 오랑겔로, 탕고르, 키노우, 키요미, 미네올라 탕겔로, 오로비안코, 우글리, 부다스 핸드, 시트론, 베르가모트 오렌지, 블러드 오레지, 칼라몬딘, 클레멘타인, 메이어 레몬, 및 유자.
일부 구현예에서, 농작물은 오렌지 재스민, 라임베리 및 탱자(시트러스 트리폴라타(Citrus trifolata))와 같은 감귤류 식물의 친척이다.　
대상 식물의 추가적인 예는 녹색식물 상과에 속하는 모든 식물, 특히 사료 또는 마초 콩과 식물, 관상용 식물, 식용 작물, 다른 것들 중에서도, 다음으로부터 선택되는 나무 또는 관목을 포함하는 외떡잎 및 쌍자엽 식물을 포함한다: 에이서(Acer) 종, 악티니디아(Actinidia) 종, 아벨모슈스(Abelmoschus) 종, 아가베 시살라나(Agave sisalana), 아그로프론(Agropyron) 종, 아그로스티스 스톨로니페라(Agrostis stolonifera), 알리움(Allium) 종, 아마란투스(Amaranthus) 종, 암모필리아 아레나리아(Ammophila arenaria), 아나나스 코모수스(Ananas comosus), 안노나(Annona) 종, 아피움 그라베올렌스(Apium graveolens), 아카키스(Arachis) 종, 아르토카르부스(Artocarpus) 종, 아스파라구스 오피시날리스(Asparagus officinalis), 아베나(Avena) 종 (예를 들어, A. 사티바(A. sativa), A. 파투아(A. fatua), A. 비잔티나(A. byzantina), A. 파투아(A. fatua) 변형 사티바, A. 히브리다(A. hybrida)), 아베로아 카람볼라(Averrhoa carambola), 밤부사(Bambusa) 속, 베닌카사 히스피다(Benincasa hispida), 베르톨레티아 엑셀시아(Bertholletia excelsea), 베타 불가리스(Beta vulgaris), 브라시카(Brassica) 종 (예를 들어, B. 나푸스(B. napus), B. 라파(B. rapa) 속[카놀라, 오일시드 종자, 터닙 종자]), 카바다 파리노사(Cadaba farinosa), 카멜리아 시넨시스(Camellia sinensis), 칸나 인디카(Canna indica), 칸나비스 사티바(Cannabis sativa), 캅시쿰(Capsicum) 종, 카렉스 엘라타(Carex elata), 카리카 파파야(Carica papaya), 카라사 마크로카르파(Carissa macrocarpa), 카르야(Carya) 종, 카르타무스 틴크토리우스(Carthamus tinctorius), 카스타네아(Castanea) 종, 케이파 펜탄드라(Ceiba pentandra), 시코리움 엔디비아(Cichorium endivia), 시나모뭄(Cinnamomum) 종, 시트룰르스 라나투스(Citrullus lanatus), 시트러스(Citrus) 종, 코코스(Cocos) 종, 코페아(Coffea) 종, 콜로카시아 에스쿨렌타(Colocasia esculenta), 콜라(Cola) 종, 코르코루스(Corchorus) 속, 코리안드룸 사티붐(Coriandrum sativum), 코릴러스(Corylus) 종, 크라타에구스(Crataegus) 종, 크로쿠스 사티버스(Crocus sativus), 쿠쿠르비타(Cucurbita) 종, 쿠크미스(Cucumis) 종, 시나라(Cynara) 종, 다우쿠스 카로타(Daucus carota), 데스모디움(Desmodium) 종, 디모카르푸스 롱간(Dimocarpus longan), 디오스코레아(Dioscorea) 종, 디오스피로스(Diospyros) 종, 에키노콜라(Echinochloa) 종, 엘라이스(Elaeis)(예를 들어, E. 기네엔시스(E. guineensis), E. 올레이페라(E. oleifera)), 엘레우시네 코라카나(Eleusine coracana), 에라그로스티스 테프(Eragrostis tef), 에리안투스(Erianthus) 속, 에리오보트리아 자포니카(Eriobotrya japonica), 유칼립투스(Eucalyptus) 속, 유지니아 유니플로라(Eugenia uniflora), 파고피룸(Fagopyrum) 종, 파구스(Fagus) 종, 페스투카 아룬디나세아(Festuca arundinacea), 피쿠스 카리카(Ficus carica), 포르투넬라(Fortunella) 종, 프라가리아(Fragaria) 종, 징코 빌로바(Ginkgo biloba), 글리시네(Glycine) 종 (예를 들어, G. 막스(G. max), 소자 히스피다(Soja hispida) 또는 소자 막스(Soja max)), 고시피움 히르스툼(Gossypium hirsutum), 헬리안투스(Helianthus) 종(예를 들어, H. 아누우스(H. annuus)), 헤메로칼리스 풀바(Hemerocallis fulva), 히비스쿠스(Hibiscus) 종, 호르데움(Hordeum) 종(예를 들어, H. 불가레(H. vulgare)), 이포모에아 바타타스(Ipomoea batatas), 유글란스(Juglans) 종, 락투카 사비타(Lactuca sativa), 라티루스(Lathyrus) 종, 렌즈 쿨리나리스(Lens culinaris), 리눔 우시타티시뭄(Linum usitatissimum), 리치 키넨시스(Litchi chinensis), 로투스(Lotus) 종, 루파 아큐탄굴라(Luffa acutangula), 루피누스(Lupinus) 종, 루줄라 실바티카(Luzula sylvatica), 리코페르시콘(Lycopersicon) 종(예를 들어, L. 에스쿨렌툼(L. esculentum), L. 리코페르시움(L. lycopersicum), L. 피리포름(L. pyriforme)), 마크로틸로마(Macrotyloma) 종, 말루스(Malus) 종, 말피기아 에마르기나타(Malpighia emarginata), 맘메아 아메리카나(Mammea americana), 만기페라 인디카(Mangifera indica), 마나호트(Manihot) 종, 마니카라 자포타(Manilkara zapota), 메디카고 사티바(Medicago sativa), 멜리오투스(Melilotus) 종, 멘타(Mentha) 종, 미스칸투스 시넨시스(Miscanthus sinensis), 모모르디카(Momordica) 종, 모루스 니그라(Morus nigra), 무사(Musa) 종, 니코티아나(Nicotiana) 종, 올레아(Olea) 종, 오푼티아(Opuntia) 종, 오르니토푸스(Ornithopus) 종, 오리자(Oryza) 종(예를 들어, O. 사티바(O. sativa), O. 라티폴리아(O. latifolia)), 파니쿰 밀라아세움(Panicum miliaceum), 파나쿰 비르가툼(Panicum virgatum), 파시플로라 에룰리스(Passiflora edulis), 파스티나카 사티바(Pastinaca sativa), 펜니세툼(Pennisetum) 속, 페르세아(Persea) 종, 페트로셀리눔 크리스품(Petroselinum crispum), 팔라리스 아룬디나세아(Phalaris arundinacea), 파세올루스(Phaseolus) 종, 플레움 프라텐스(Phleum pratense), 피닉스(Phoenix) 종, 프라그미테스 아우스트랄리스(Phragmites australis), 피살리스(Physalis) 종, 피누스(Pinus) 종, 피스타치아 베라(Pistacia vera), 피숨(Pisum) 종, 포아(Poa) 종, 포풀루스(Populus) 종, 프로소피스(Prosopis) 종, 프루누스(Prunus), 프시디움(Psidium) 종, 푸니카 그라나툼(Punica granatum), 피루스 콤무니스(Pyrus communis), 퀘르쿠스(Quercus) 종(예를 들어, Q. 수베르 L (Q. suber L), 라파누스 사티부스(Raphanus sativus), 레움 라바르바룸(Rheum rhabarbarum), 리베스(Ribes) 종, 리시누스 콤무니스(Ricinus communis), 루부스(Rubus) 종, 사카룸(Saccharum) 종, 살릭스(Salix) 속, 삼부쿠스(Sambucus) 종, 세칼레 세레알레(Secale cereale), 세사뭄(Sesamum) 종, 시나피스(Sinapis) 속, 솔라눔(Solanum) 종(예를 들어, S. 투베로숨(S. tuberosum), S. 인테그리폴리움(S. integrifolium) 또는 S. 리코페르시쿰(S. lycopersicum)), 소르굼 비콜로(Sorghum bicolor), 스피나치아(Spinacia) 종, 시지기움(Syzygium) 종, 타게테스(Tagetes) 종, 타마린두스 인디카(Tamarindus indica), 테오브로마 카카오(Theobroma cacao), 트리폴리움(Trifolium) 종, 트립사쿰 닥틸로이데스(Tripsacum dactyloides), 트리티코세칼레 림파우이(Triticosecale rimpaui), 트리티쿰(Triticum) 종(예를 들어, T. 아에스티붐(T. aestivum), T. 두룸(T. durum), T. 투르기둠(T. turgidum), T. 히베르눔(T. hybernum), T. 마카(T. macha), T. 사티붐(T. sativum), T. 모노코쿰(T. monococcum) 또는 T. 불가레(T. vulgare)), 트로파에올룸 미누스(Tropaeolum minus), 트로파에올룸 마후스(Tropaeolum majus), 백시니움(Vaccinium) 종, 비치아(Vicia) 종, 비그나(Vigna) 종, 비올라 오로라타(Viola odorata), 비티스(Vitis) 종, 제아 마이스(Zea mays), 지자니아 팔루스트리스(Zizania palustris), 지지푸스(Ziziphus) 종.
대상 식물은 또한 다음을 포함하나 이에 국한되지 않는다: 옥수수(제아 마이스(Zea mays)), 브라시카(Brassica) 속(예를 들어, B. 나푸스(B. napus), B. 라파(B. rapa), B. 준세아(B. juncea)), 특히 종자 오일의 공급원으로서 유용한 브라시카(Brassica) 종, 알팔파(메디카고 사티바(Medicago sativa)), 쌀(오리자 사티바(Oryza sativa)), 호밀(세칼레 세레알레(Secale cereale)), 수수(소르굼 비콜로(Sorghum bicolor), 소르굼 불가레(Sorghum vulgare)), 기장(예를 들어, 펄 기장(펜니세툼 굴라우쿰(Pennisetum glaucum)), 프로소 기장(파니쿰 밀리아세움(Panicum miliaceum)), 조 (foxtail millet)(세타리아 이탈리카(Setaria italica)), 핑거 기장(엘레우시네 코라카나(Eleusine coracana)), 해바라기(헬리안투스 안누우스(Helianthus annuus)), 잇꽃(카르타무스 틴크토리우스(Carthamus tinctorius)), 밀(트리티쿰 아에스티붐(Triticum aestivum)), 대두(글리시네 막스(Glycine max)), 담배(니코티아나 타바쿰(Nicotiana tabacum)), 감자(솔라눔 투베로숨(Solanum tuberosum)), 땅콩(아라키스 히포가에아(Arachis hypogaea)), 목화(고시피움 바르덴스(Gossypium barbadense), 고시피움 히르수툼(Gossypium hirsutum)), 고구마(이포모에아 바타투스(Ipomoea batatus)), 카사바(마니호트 에스쿨렌타(Manihot esculenta)), 커피(코페아(Coffea) 종), 코코넛(코코스 누시페라(Cocos nucifera)), 파인애플(아나나스 코모수스(Ananas comosus)), 감귤 나무(시트러스(Citrus) 종), 코코아(테오브로마 카카오(Theobroma cacao)), 차(카멜리아 시넨시스(Camellia sinensis)), 바나나(무사(Musa) 종), 아보카도(페르세아 아메리카나(Persea americana)), 무화과(피쿠스 카시카(Ficus casica)), 구아바(프시디움 구아하바(Psidium guajava)), 망고(망기페라 인디카(Mangifera indica)), 올리브(올레아 유로페아(Olea europaea)), 파파야(카리카 파파야(Carica papaya)), 캐슈(아나카르디움 옥시덴탈(Anacardium occidentale)), 마카다미아(마카다미아 인테그리폴리아(Macadamia integrifolia)), 아몬드(프루누스 아미그달루스(Prunus amygdalus)), 사탕무우(베타 불가리스(Beta vulgaris)), 사탕수수(사카룸(Saccharum) 종), 귀리, 보리, 야채, 관상용 식물 및 침엽수.
대상 채소 식물은 다음을 포함한다: 토마토(리코페르시콘 에스쿨렌툼(Lycopersicon esculentum)), 상추(예를 들어, 락투카 사티바(Lactuca sativa)), 강낭콩(파세올루스 불가리스(Phaseolus vulgaris)), 리마 콩(파세올루스 리멘시스(Phaseolus limensis)), 완두콩(라티루스(Lathyrus) 종), 및 오이(C. 사티부스(C. sativus)), 멜론(C. 칸탈루펜시스(C. cantalupensis)) 및 마스크 멜론(C. 멜로(C. melo))과 같은 쿠쿠미스(Cucumis) 속의 구성원이 포함된다. 관상용 식물은 진달래(로토덴드론(Rhododendron) 종), 수국(마크로필라 히드란게아(Macrophylla hydrangea)), 히비스쿠스(히비스쿠스 로사사넨시스(Hibiscus rosasanensis)), 장미(로사(Rosa) 종), 튤립(툴리파(Tulipa) 종), 수선화(나르시수스(Narcissus) 종), 페튜니아(페투니아 히브리다(Petunia hybrida)), 카네이션(디안투스 카리오필루스(Dianthus caryophyllus)), 포인세티아(유포르비아 풀케리마(Euphorbia pulcherrima)), 및 국화를 포함한다. 본 구현예를 실시하는데 사용될 수 있는 침엽수는, 예를 들어 다음을 포함한다: 소나무, 예컨대 로블로리 소나무(피누스 타에다(Pinus taeda)), 슬래시 소나무(피누스 엘리오티(Pinus elliotii)), 폰데로사 소나무(피누스 폰데로사(Pinus ponderosa)), 롯지폴(lodgepole) 소나무(피누스 콘토르타(Pinus contorta)), 및 몬테레이 소나무(피누스 라디아타(Pinus radiata)); 더글러스 전나무(슈도수가 멘지에시(Pseudotsuga menziesii)); 서양 헴록(수가 카나덴시스(Tsuga canadensis)); 시트카 가문비나무(피세아 글라우카(Picea glauca)); 레드우드(세퀘이아 셈페르비렌스(Sequoia sempervirens)); 은 전나무(아비에스 아마빌리스(Abies amabilis)) 및 발삼 전나무(아비에스 발사메아(Abies balsamea))와 같은 일반 전나무; 및 서양 붉은 삼나무(투자 플라카타(Thuja plicata)) 및 알래스카 옐로우 삼나무(카마에시파리스 누드카텐시스(Chamaecyparis nootkatensis))와 같은 삼나무. 구현예의 식물은, 옥수수 및 대두 식물과 같은 작물(예를 들어, 옥수수, 알팔파, 해바라기, 브라시카, 대두, 목화, 홍화, 땅콩, 수수, 밀, 기장, 담배 등)을 포함한다.
대상 잔디(turfgrass)는 다음을 포함하나 이에 국한되지 않는다: 일년생 블루그래스(포아 안누아(Poa annua)); 일년생 라이그래스(롤리움 멀티플로룸(Lolium multiflorum)); 캐나다 블루그래스(포아 콤프레사(Poa compressa)); 츄잉 페스큐(페스투카 루브라(Festuca rubra)); 콜리니얼 벤트그래스(아그로스티스 테누이스(Agrostis tenuis)); 크리핑 벤트그래스(아그로스티스 팔루스트리스(Agrostis palustris)); 크레스트 밀싹(아그로피론 데서토룸(Agropyron desertorum)); 페어웨이 밀싹(아그로피론 크리스타툼(Agropyron cristatum)); 하드 페스큐(페스투카 롱기포리아(Festuca longifolia)); 켄터키 블루그래스(포아 프라텐시스(Poa pratensis)); 오카드그래스(닥틸리스 그로메라트(Dactylis glomerate)); 다년생 라이그래스(로리움 페렌(Lolium perenne)); 레드 페스큐(페스투카 루브라(Festuca rubra)); 레드톱(아로스티스 알바(Agrostis alba)); 러프 블루그래스(포아 트리비알리스(Poa trivialis)); 쉽 페스큐(페스투카 오빈(Festuca ovine)); 스무스 브로메그래스(브로무스 이네르미스(Bromus inermis)); 톨 페스큐(페스투카 아룬디나세아(Festuca arundinacea)); 티모시(플레움 프레텐스(Phleum pretense)); 벨벳 벤트그래스(아그로스티스 카닌(Agrostis canine)); 휘핑 알칼리그래스(푸치넬리아 디스탄스(Puccinellia distans)); 서양 밀싹(아그로피온 스미티(Agropyron smithii)); 버뮤다 잔디(시노돈(Cynodon) 종); 세인트 어거스틴 잔디(스테노타프룸 세쿤다툼(Stenotaphrum secundatum)); 조이시아 그래스(조이시아(Zoysia) 종); 바히아 그래스(파스팔룸 노타툼(Paspalum notatum)); 카펫 잔디(악소노푸스 아피니스(Axonopus affinis)); 센티페드 그래스(에레모클로아 오피우로이드(Eremochloa ophiuroides)); 키쿠유 그래스(펜니세툼 클란데시눔(Pennisetum clandesinum)); 시쇼어 파스팔룸(파스팔룸 바지나툼(Paspalum vaginatum)); 블루 그라마(보우텔로우아 그라실리스(Bouteloua gracilis)); 버팔로 잔디(부클로 닥틸로이드(Buchloe dactyloids)); 시데오트 그라마(보텔로아 쿠르티펜둘라(Bouteloua curtipendula)).
추가의 관심 식물에는 관심 종자를 제공하는 곡물 식물, 기름 종자 식물 및 콩과 식물이 포함된다. 관심 종자에는 옥수수, 밀, 보리, 쌀, 수수, 호밀, 기장 등과 같은 곡물 종자가 포함된다. 기름 종자 식물에는 면화, 대두, 홍화, 해바라기, 브라시카, 마이즈, 알팔파, 야자, 코코넛, 아마, 피마자, 올리브 등이 포함된다. 콩과 식물에는 콩 및 완두콩이 포함된다. 콩에는 구아, 메뚜기 콩, 호로파, 대두, 가든 콩, 동부콩, 녹두, 리마 콩, 누에 콩, 렌즈 콩, 병아리 콩 등이 포함된다. 추가의 관심 식물에는 대마초(예를 들어, 사티바, 인디카, 및 루데랄리스) 및 산업용 대마가 포함된다.
특정 구현예에서, 식물은 목본 나무, 예컨대 코르크 나무(Q. 수베르(Q. suber))이다. 다른 구현예에서, 식물은 감자이다.
일부 구현예에서, 식물은 향상된 양, 예를 들어, 야생형 및/또는 표준 작물보다, 적어도 1%, 5%, 10%, 20%, 50%, 75%, 또는 적어도 95% 더 큰 양으로, 본원에 개시된 수베린 및/또는 다른 분해-저항성 유기 중합체를 생산하도록 유전적으로 변형되었다. 따라서, 특정 구현예에서, 본 발명에 따라 처리된 식물은 수베린 "과잉 생산자"이다.
모든 식물 및 식물 부분은 본 발명에 따라 처리될 수 있다. 이러한 맥락에서, 식물은 원하거나 원하지 않는 야생 식물 또는 농작물과 같은 모든 식물 및 식물 개체군(자연 발생 농작물을 포함함)을 의미하는 것으로 이해된다. 농작물은 형질전환 식물 및 식물 변종을 포함하는 전통적인 육종 및 최적화 방법, 또는 생명공학적 및 재조합 방법, 또는 이들 방법의 조합에 의해 수득될 수 있는 식물일 수 있다.
식물 조직 및/또는 식물 부분은 새싹, 잎, 꽃, 뿌리, 니들, 줄기, 기중, 과일, 씨앗, 괴경 및 뿌리줄기와 같은 식물의 모든 공중 및 지하 부분 및 기관을 의미하는 것으로 이해된다. 식물 부분은 또한 작물 물질 및 식물 및 생성 번식 물질, 예를 들어 절단부, 괴경, 뿌리 줄기, 슬립 및 종자를 포함한다.
조성물
일 구현예에서, 본 발명은 하나 이상의 미생물 및/또는 미생물 성장 부산물을 포함하는 조성물을 제공하되, 하나 이상의 미생물은 유익한, 비-병원성, 토양-군집화 미생물이다. 조성물은, 예를 들어, 개선된 식물 탄소 이용 및 저장 및/또는 향상된 토양 내 탄소의 격리를 통해 온실 가스를 감소시키는데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 근권 특성을 향상시키고, 식물 바이오매스를 향상 및/또는 식물 조직 및 토양에서 탄소가 풍부하게 하고, 분해-저항성 분자의 축적을 강화하는 데 또한 유용할 수 있는 하나 이상의 미생물을 포함한다.
바람직한 구현예에서, 미생물 성장 부산물은 생물계면활성제 및/또는 효소이지만, 다른 대사산물 또한 조성물에 존재할 수 있다.
유리하게는, 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 미생물-기반 조성물은 비독성이고, 예를 들어, 인간 또는 다른 비해충 동물의 피부 또는 소화관에 자극을 유발하지 않으면서 고농도로 도포될 수 있다. 따라서, 본 발명은 미생물-기반 조성물의 도포가 재배자 및 가축과 같은 살아있는 유기체의 존재 하에서 이루어지는 경우에 특히 유용하다.
일 구현예에서, 다수의 미생물이 함께 사용될 수 있으며, 여기에서 미생물은 식물 조직 및 토양에서 분해-저항성 분자의 축적에 대한 상승적 이익을 생성한다.
조성물 중의 미생물 및 다른 성분의 종 및 비율은, 예를 들어 다음과 같은 도포 시점에서의 특정 지역 조건에 맞게 맞춤화되고 최적화될 수 있다: 처리되는 토양 유형, 식물 및/또는 작물; 조성물이 도포되는 일년 중 계절, 기후 및/또는 시간; 및 사용될 도포 방식 및/또는 속도. 따라서, 조성물은 임의의 주어진 현장에 대해 맞춤화될 수 있다.
본 발명에 따르는 유용한 미생물은, 예를 들어, 박테리아, 효모 및/또는 진균의 비-식물-병원성 균주일 수 있다. 이들 미생물은 천연 미생물 또는 유전자 변형 미생물일 수 있다. 예를 들어, 미생물은 특정 특성을 나타내도록 특정 유전자로 형질전환될 수 있다. 미생물은 또한 목적하는 균주의 돌연변이체일 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, "돌연변이체"는 기준 미생물의 균주, 유전적 변이체 또는 서브타입을 의미하며, 여기에서 돌연변이는 기준 미생물과 비교하여 하나 이상의 유전적 변이(예를 들어, 점 돌연변이, 미스센스 돌연변이, 넌센스 돌연변이, 결실, 복제, 프레임시프트 돌연변이 또는 반복 확장)를 갖는다. 돌연변이체를 제조하기 위한 절차는 미생물학 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, UV 돌연변이 유발 및 니트로소구아니딘은 이를 위해 광범위하게 사용된다.
일 구체예에서, 미생물은 효모 또는 진균이다. 본 발명에 따른 사용에 적합한 효모 및 진균 종은 다음을 포함한다: 아우레오바시디움(Aureobasidium)(예를 들어, A. 풀루란스(A. pullulans)), 블라케슬레아(Blakeslea), 칸디다(Candida)(예를 들어, C. 아피콜라(C. apicola), C. 봄비콜라(C. bombicola), C. 노다엔시스(C. nodaensis)), 크립토코커스(Cryptococcus), 데바리오미세스(Debaryomyces)(예를 들어, D. 한세니(D. hansenii)), 엔토모프토라(Entomophthora), 한세니아스포라(Hanseniaspora)(예를 들어, H. 우바룸(H. uvarum)), 한세눌라(Hansenula), 이사첸키아(Issatchenkia), 클루이베로미세스(Kluyveromyces)(예를 들어, K. 파피(K. phaffii)), 렌티눌라 에도데스(Lentinula edodes), 모르티에렐라(Mortierella), 균근 진균, 메예로지마(Meyerozyma)(M. 길리에르몬디(M. guilliermondii), M. 카리비카(M. caribica)), 페니실리움(Penicillium), 피코미세스(Phycomyces), 피키아(Pichia)(예를 들어, P. 아노말라(P. anomala), P. 길레르몬디(P. guilliermondii), P. 옥시덴탈리스(P. occidentalis), P. 쿠드리아브제비(P. kudriavzevii)), 플레우로투스(Pleurotus)(예를 들어, P. 오스트레아투스(P. ostreatus)), 슈도지마(Pseudozyma)(예를 들어, P. 아피디스(P. aphidis)), 사카로미세스(Saccharomyces)(예를 들어, S. 보울라르디 시쿠엘라(S. boulardii sequela), S. 세레비시아에(S. cerevisiae), S. 토룰라(S. torula)), 스타르메렐라(Starmerella)(예를 들어, S. 봄비콜라(S. bombicola)), 토룰롭시스(Torulopsis), 트리코데르마(Trichoderma)(예를 들어, T. 귀즈하우스(T. guizhouse), T. 리세이(T. reesei), T. 하르지아눔(T. harzianum), T. 코닝기(T. koningii), T. 하마툼(T. hamatum), T. 비리데(T. viride)), 우스틸라고(Ustilago)(예를 들어, U. 마이디스(U. maydis)), 위커하모미세스(Wickerhamomyces)(예를 들어, W. 아노말루스(W. anomalus)), 윌리옵시스(Williopsis)(예를 들어, W. 므라키(W. mrakii)), 자이로사카로미세스(Zygosaccharomyces)(예를 들어, Z. 바일리(Z. bailii)) 및 다른 것.
특정 구현예에서, 미생물은 그람 양성 및 그람 음성 박테리아를 포함하는 박테리아이다. 박테리아는 예를 들어, 다음일 수 있다: 아그로박테리움(Agrobacterium)(예를 들어, A. 라디오박터(A. radiobacter)), 아조토박터(Azotobacter)(A. 비넬란디(A. vinelandii), A. 크로오코쿰(A. chroococcum)), 아조스피릴룸(Azospirillum)(예를 들어, A. 브라실리엔시스(A. brasiliensis)), 바실러스(Bacillus)(예를 들어, B. 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens), B. 시르쿨란스(B. circulans), B. 피르무스(B. firmus), B. 라테로스포루스(B. laterosporus), B. 리케니포르미스(B. licheniformiss), B. 메가테리움(B. megaterium), B. 무실라기노수스(B. mucilaginosus), B. 폴리믹사(B. polymyxa), B. 서브틸리스(B. subtilis), 브레비바실러스 라테로스포루스(Brevibacillus laterosporus)), 프라테우리아(Frateuria)(예를 들어, F. 아우란티아(F. aurantia)), 미크로박테리움(Microbacterium)(예를 들어, M. 라에바니포르만스(M. laevaniformans)), 믹소박테리아(예를 들어, 믹소코쿠스 크산투스(Myxococcus xanthus), 스티크나텔라 아우란티아카(Stignatella aurantiaca), 소란기움 셀룰로숨(Sorangium cellulosum), 미니시스티스 로세아(Minicystis rosea)), 파에니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa), 판토에아(Pantoea)(예를 들어, P. 아글로메란스(P. agglomerans)), 슈도모나스(Pseudomonas)(예를 들어, P. 아에루기노사(P. aeruginosa), P. 클로로라피스 아종 아우레오파시엔스 (P. chlororaphis subsp. aureofaciens)(Kluyver), P. 푸티다(P. putida)), 리조비움(Rhizobium) 종, 로도스피릴룸(Rhodospirillum)(예를 들어, R. 루브룸(R. rubrum)), 스핑고모나스(Sphingomonas)(예를 들어, S. 파우시모빌리스(S. paucimobilis)) 및/또는 티오바실러스 티오옥시단스(Thiobacillus thiooxidans)(아시도티오바실러스 티오옥시단스(Acidothiobacillus thiooxidans)).
특정 구현예에서, 미생물은 토양에서 질소, 칼륨, 인 및/또는 다른 미량 영양소를 고정 및/또는 가용화할 수 있는 것이다.
일 구현예에서, 미생물은, 예를 들어, 아조스피릴룸(Azospirillum), 아조토박터(Azotobacter), 클로로비아세아(Chlorobiaceae), 시아노테세(Cyanothece), 프란키아(Frankia), 클렙시엘라(Klebsiella), 리조비아, 바실러스(Bacillus), 트리코데스미움(Trichodesmium), 메예로지마(Meyerozyma) 및 일부 고세균의 종으로부터 선택되는 질소-고정 미생물, 또는 디아조트로프이다. 일 구현예에서, 질소-고정 미생물은 아조토박터 비네란디(Azotobacter vinelandii)이다. 일 구현예에서, 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) NRRL B-67928 및/또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) B4 NRRL B-68031은 질소-고정 미생물(들)이다.
일 구현예에서, 미생물은, 예를 들어, 바실러스 무실라기노수스(Bacillus mucilaginosus), 프라테우리아 아우란티아(Frateuria aurantia) 또는 글로무스 모세아에(Glomus mosseae)로부터 선택되는 칼륨-동원 미생물, 또는 KMB이다. 일 구현예에서, 칼륨-동원 미생물은 프라테우리아 아우란티아(Frateuria aurantia)이다. 일 구현예에서, 칼륨-동원 미생물은 위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus) NRRL Y-68030이다.
일 구현예에서, 미생물은 대기로부터의 아산화 질소를 토양 중의 질소로 전환시킬 수 있는 비-탈질소 미생물, 예컨대, 디아도박터 페르멘테르스(Dyadobacter fermenters)이다.
일 구현예에서, 미생물의 조합이 대상 미생물-기반 조성물에 사용되며, 여기에서 미생물은 식물 바이오매스를 향상 및/또는 근권의 특성을 향상시키기 위해 서로 상승적으로 작용한다.
특정 예시적인 구현예에서, 본 발명에 따라 활용되는 미생물은 다음 중 하나 이상으로부터 선택된다: 트리코데르마(Trichoderma) 종(예를 들어, T. 하르지아눔(T. harzianum), T. 비리데(T. viride), T. 코닝기(T. koningii) 및 T. 귀즈하우스(T. guizhouse)); 바실러스(Bacillus) 종(예를 들어, B. 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens), B. 서브틸리스(B. subtilis), B. 메가테리움(B. megaterium), B. 폴리믹사(B. polymyxa), B. 리케니포르미스(B. licheniformis), 및 브레비바실러스 라테로스포루스(Brevibacillus laterosporus)); 메예로지마 길리에르몬디(Meyerozyma guilliermondii); 피키아 옥시덴탈리스(Pichia occidentalis); 위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus); 및 데바리오미세스 한세니(Debaryomyces hansenii).
특정 일 구현예에서, 조성물은 B. 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens) 및 트리코데르마(Trichoderma) 속, 예컨대, 예를 들어 T. 하르지아눔(T. harzianum) T-22 및/또는 T. 귀즈하우스(T. guizhouse)를 포함한다.
일 구현예에서, 조성물은 B. 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens) NRRL B-67928 "B. amy."를 포함한다. B. 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens) "B. amy" 미생물의 배양물은 1400 Independence Ave., SW, Washington, DC, 20250, USA에 위치한 농업 연구 서비스 북부 지역 연구소(Agricultural Research Service Northern Regional Research Laboratory, NRRL)에 기탁되었다. 해당 기탁은 기탁소에 의해 수탁 번호 NRRL B-67928으로 지정되었으며, 2020년 2월 26일에 기탁되었다.
일 구현예에서, 조성물은 B. 서브틸리스(B. subtilis) NRRL B-68031 "B4"를 포함한다. B4 미생물의 배양물은 1400 Independence Ave., SW, Washington, DC, 20250, USA에 위치한 농업 연구 서비스 북부 지역 연구소(Agricultural Research Service Northern Regional Research Laboratory, NRRL)에 기탁되었다. 해당 기탁은 기탁소에 의해 수탁 번호 NRRL B-68031으로 지정되었으며, 2021년 5월 10일에 기탁되었다.
구현예에서, 조성물은 위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus) NRRL Y-68030을 포함한다. 이 미생물의 배양물은 1400 Independence Ave., SW, Washington, DC, 20250, USA에 위치한 농업 연구 서비스 북부 지역 연구소(Agricultural Research Service Northern Regional Research Laboratory, NRRL)에 기탁되었다. 해당 기탁은 기탁소에 의해 수탁 번호 NRRL Y-68030으로 지정되었으며, 2021년 5월 10일에 기탁되었다.
본 배양물 각각은 37 CFR 1.14 및 35 U.S.C 122에 의거하여, 특허상표청장(Commissioner of Patents and Trademarks)이 결정한 배양물에 대한 접근이 본 특허 출원이 진행 중인 동안 가능하도록 보장하는 조건 하에 기탁되었다. 기탁은 본 출원의 대응물 또는 그의 자손이 출원된 국가에서 외국 특허법에 의해 요구되는 대로 이용 가능하다. 그러나 기탁의 이용성은 정부 조치에 의해 부여된 특허권을 훼손하여 대상 발명을 실시할 수 있는 라이센스를 구성하지 않음을 이해해야 한다.
또한 본 기탁 배양물은, 미생물 기탁에 관한 부다페스트 조약(Budapest Treaty for the Deposit of Microorganisms)의 조항에 따라 보관되어 대중에게 제공된다. 즉, 가장 최근의 기탁물 샘플 제공 요청 후 최소 5년 동안, 그리고 어떤 경우에도 최소 30년 동안, 기탁일로부터 삼십(30)년 또는 배양물 공개를 발행할 수 있는 특허의 집행 가능한 수명 동안, 생존 가능하고 오염되지 않은 상태로 유지하는 데 필요한 모든 주의를 기울여 보관된다. 기탁자는 기탁 조건으로 인해 요청 시 기탁자가 샘플을 제공할 수 없는 경우 기탁물을 교체할 의무를 인정한다. 본 기탁 배양물의 대중에 대한 이용성에 대한 모든 제한은 이를 공개하는 특허가 부여되면 취소 불가능하게 제거된다.
특정 구현예에서, 조성물에 포함된 각각의 미생물의 농도는, 해당 조성물의 1 x 106 내지 1 x 1013 CFU/g, 1 x 107 내지 1 x 1012 CFU/g, 1 x 108 내지 1 x 1011 CFU/g, 또는 1 x 109 내지 1 x 1010 CFU/g이다.
일 구현예에서, 조성물의 총 미생물 세포 농도는, 적어도 1 x 106 CFU/g, 이며, 이는 최대 1 x 109 CFU/g, 1 x 1010, 1 x 1011, 1 x 1012 및/또는 1 x 1013 CFU/g 또는 이상을 포함한다. 일 구현예에서, 본 조성물의 미생물은 총 조성물 중량 기준, 약 5 내지 20%, 또는 약 8 내지 15%, 또는 약 10 내지 12%를 차지한다.
조성물은 잔류 발효 기질 및/또는 정제되거나 정제되지 않은 성장 부산물, 예컨대 효소, 생물계면활성제 및/또는 다른 대사산물을 포함할 수 있다. 미생물은 살아 있거나 비활성일 수 있다.
본 발명의 미생물 및 미생물-기반 조성물은, 예를 들어, 식물 바이오매스를 증가 및/또는 분해-저항성 유기 중합체의 축적을 향상하는데 유용한 다수의 유익한 특성을 갖는다. 예를 들어, 조성물은 미생물의 성장으로부터 유래된 생성물, 예컨대 생물계면활성제, 단백질 및/또는 효소를 정제 또는 미정제 형태로 포함할 수 있다. 더욱이, 미생물은 식물 성장을 촉진하고, 옥신 생산을 유도하고, 토양에서의 영양분의 가용화, 흡수 및/또는 균형을 가능하게 하고, 해충 및 병원체로부터 식물을 보호할 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 생산 미생물의 배양으로부터 생성된 잔류 발효 배지에서 세포 성장의 생물계면활성제 및 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, 곰팡이 및 효모와 같은 다양한 미생물에 의해 생성되는 2차 대사산물의 주요 부류를 형성한다. 양친매성 분자로서 미생물 생물계면활성제는 액체, 고체 및 기체 분자 사이의 표면 및 계면 장력을 감소시킨다. 더욱이, 본 발명에 따른 생물계면활성제는 생분해성이고, 독성이 낮으며, 토양 중의 불용성 화합물을 가용화 및 분해하는 데 효과적이며, 저비용 및 재생 가능한 자원을 이용하여 제조할 수 있다. 그들은 다양한 표면에 대한 바람직하지 않은 미생물의 부착을 억제하고 생물막 형성을 방지하며 강력한 유화 및 항유화 특성을 가질 수 있다. 더욱이, 생물계면활성제는 습윤성을 개선하고 토양에서 비료, 영양분 및 물의 균일한 가용화 및/또는 분포도를 달성하는 데에도 사용될 수 있다.
본 방법에 따른 생물계면활성제는 예를 들어, 저분자량 당지질(예를 들어, 소포로지질, 셀로비오스 지질, 람노지질, 만노실에리트리톨 지질 및 트레할로스 지질), 리포펩티드(예를 들어, 서르팍틴, 이투린, 펭기신, 아르트로팍틴 및 리케니신), 플라보지질, 인지질(예를 들어, 카디오리핀), 지방산 에스테르, 및 고분자량 중합체, 예컨대 지질단백질, 지질다당류-단백질 복합체, 및 다당류-단백질-지방산 복합체로부터 선택될 수 있다.
조성물은 중량 기준 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.
조성물은 활성 및/또는 비활성 배양물, 정제 또는 미정제 형태의 성장 부산물, 예컨대 생물계면활성제, 효소 및/또는 다른 대사산물, 및/또는 임의의 잔류 영양분를 함유하는 발효 배지를 포함할 수 있다.
발효 생성물은 추출 또는 정제의 유무에 관계없이 직접 사용될 수 있다. 원하는 경우, 추출 및 정제는 문헌에 기재된 표준 추출 및/또는 정제 방법 또는 기술을 사용하여 용이하게 달성될 수 있다.
조성물 중의 미생물은 활성 또는 비활성 형태이거나, 또는 영양 세포, 생식 포자, 분생포자, 균사, 균사체, 또는 임의의 다른 형태의 미생물 번식물의 형태일 수 있다. 조성물은 또한 이들 미생물 형테의 임의의 조합을 함유할 수 있다.
일 구현예에서, 미생물 균주의 조합이 조성물에 포함되는 경우, 상이한 미생물 균주를 개별적으로 성장시킨 다음 함께 혼합하여 조성물을 생성한다.
유리하게는, 본 발명에 따르면, 조성물은 미생물이 성장한 배지를 포함할 수 있다. 조성물은 예를 들어, 중량 기준으로, 적어도 1%, 5%, 10%, 25%, 50%, 75%, 또는 100%의 성장 배지일 수 있다. 조성물 중의 바이오매스의 양은, 중량 기준으로, 예를 들어, 0% 내지 100% 사이(범위 내의 모든 백분율을 포함함)의 임의의 값일 수 있다.
일 구현예에서, 조성물은 바람직하게는 토양, 종자, 전체 식물, 또는 식물 부분(뿌리, 괴경, 줄기, 꽃 및 잎을 포함하나 이에 국한되지 않음)에 도포하기 위해 제형화된다. 특정 구현예에서, 조성물은 예를 들어, 액체, 분진, 과립, 미세과립, 펠릿, 수화제, 유동성 분말, 에멀젼, 마이크로캡슐, 오일, 또는 에어로졸로서 제형화된다.
조성물의 효과를 개선하거나 안정화시키기 위해, 적절한 보조제와 배합한 다음, 필요한 경우 그 자체로 또는 희석 후에 사용할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 조성물은 액체, 농축된 액체, 또는 액체 생성물을 형성하기 위해 물 및 다른 성분과 혼합될 수 있는 건조 분말 또는 과립으로서 제형화된다. 일 구현예에서, 조성물은, 건조 생성물의 저장 및 운송 중 최적 삼투압을 보장하기 위해, 삼투압 물질에 추가하여, 포도당(예를 들어, 당밀 형태)을 포함할 수 있다.
조성물은 단독으로 또는 식물 건강, 성장 및/또는 수확량을 효율적으로 향상시키기 위한 및/또는 조성물 중 미생물의 성장을 보충하기 위한 다른 화합물 및/또는 방법과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에서, 조성물은 식물 및/또는 미생물 성장을 향상시키기 위한 영양분 및/또는 미량 영양분, 예컨대 마그네슘, 포스페이트, 질소, 칼륨, 셀레늄, 칼슘, 황, 철, 구리 및 아연; 및/또는 하나 이상의 프리바이오틱스, 예컨대 바이오숯, 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴메이트 및/또는 휴믹산을 포함할 수 있다. 정확한 물질 및 이의 양은 본 개시의 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 선택적으로, 예를 들어, 천연 및/또는 화학 살충제, 방충제, 제초제, 비료, 수처리제, 비이온성 계면활성제 및/또는 토양 개량제를 포함하거나 그와 함께 도포될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 조성물은 베노밀, 도데실 디메틸 암모늄 염화물, 이산화수소/퍼옥시아세트산, 이마질릴, 프로피코나졸, 테부코나졸 또는 트리플루미졸을 포함하지 않고/않거나 이들과 함께 사용되지 않는다.
조성물이 상용성 화학 첨가제와 혼합되는 경우, 본 조성물을 첨가하기 전 해당 화학물질을 물로 희석하는 것이 바람직하다.
추가의 성분, 예를 들어, 완충제, 담체, 동일하거나 상이한 시설에서 제조된 다른 미생물-기반 조성물, 점도 개질제, 보존제, 미생물 성장을 위한 영양제, 추적제, 살생물제, 다른 미생물, 계면활성제, 유화제, 윤활제, 용해도 조절제, pH 조절제, 보존제, 안정화제 및 자외선 내광성 제제가 조성물에 첨가될 수 있다.
미생물-기반 조성물의 pH는 관심 미생물에 적합해야 한다. 바람직한 구현예에서, 조성물의 pH는 약 3.5 내지 7.0, 약 4.0 내지 6.5, 또는 약 5.0이다.
선택적으로, 조성물은 사용 전에 저장될 수 있다. 저장 시간은 짧은 것이 바람직하다. 따라서, 보관 시간은 60일, 45일, 30일, 20일, 15일, 10일, 7일, 5일, 3일, 2일, 1일, 또는 12시간 미만일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 살아있는 세포가 생성물에 존재하는 경우, 생성물은 예를 들어, 20℃, 15℃, 10℃, 또는 5℃ 미만과 같은 차가운 온도에서 저장된다.
그러나, 미생물-기반 조성물은 추가의 안정화, 보존 및 저장 없이도 어쨋든 사용될 수 있다. 유리하게는, 이들 미생물-기반 조성물의 직접적인 사용은 미생물의 높은 생존력을 보존하고, 외래 작용제 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, 고려된 도포 방법, 발효 용기의 크기, 및 미생물 성장 시설로부터 사용 장소로의 임의의 운송 방식을 고려하여, 적절한 크기의 용기에 배치될 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 조성물은 단독으로, 또는 식물 건강, 성장 및/또는 수확량의 효율적인 향상을 위한 다른 화합물 뿐만 아니라 식물 병원성 해충의 효율적인 처리 및 예방을 위한 다른 화합물과 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 식물 및/또는 미생물 성장을 향상시키기 위한 영양분 및/또는 미량 영양분의 공급원, 예컨대 마그네슘, 포스페이트, 질소, 칼륨, 셀레늄, 칼슘, 황, 철, 구리 및 아연; 및/또는 하나 이상의 프리바이오틱스, 예컨대 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴메이트 및/또는 휴믹산과 함께 사용될 수 있다. 정확한 물질 및 이의 양은 본 개시의 이점을 갖는 재배자 또는 농업 과학자에 의해 결정될 수 있다.
일 구현예에서, 조성물은, 예를 들어 산소가 없는 상태에서 농작물 폐기물 및 다른 바이오매스의 열분해에 의해 생성되는 바이오숯 또는 목탄을 포함하고/하거나 이와 함께 동시에 도포된다. 특정 구현예에서, 바이오숯은 토양 처리 조성물의 미생물과 상승적으로 작용함으로써, 추가적인 토양 탄소 공급원을 제공하고 영양분의 가용화, 더 큰 뿌리의 성장 및 보다 강력한 식물 바이오매스의 성장을 촉진한다. 일부 구현예에서, 바이오숯은 비료를 흡착 및 탈착할 수 있으며, 이에 의해, 이는 서방성 적용을 제공하고 식물 흡수 전의 침출 및 탈질의 위험을 감소시킨다.
조성물은 또한 다른 농업 화합물 및/또는 작물 관리 시스템과 조합하여 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 조성물은 선택적으로, 예를 들어, 천연 및/또는 화학 살충제, 방충제, 제초제, 비료, 수처리제, 비이온성 계면활성제 및/또는 토양 개량제를 포함하고/하거나 그와 함께 도포될 수 있다.
일 구현예에서, 본 조성물은, 다음과 같은 스케일 방지제로 특징지어지는 하는 농업용 화합물과 함께 사용하기에 적합하다: 예를 들어 하이드록시에틸리덴 디포스폰산;
살균제, 예컨대, 스트렙토마이신 설페이트 및/또는 Galltrol®(A. 라디오박터 (A. radiobacter) 균주 K84);
살생물제, 예컨대, 이산화염소, 디데실디메틸 암모늄 염화물, 할로겐화 헤테로시클릭 및/또는 이산화수소/과산화아세트산;
비료, 예컨대, N-P-K 비료, 질산암모늄칼슘 17-0-0, 티오황산칼륨, 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 칼륨;
살진균제, 예컨대, 예를 들어, 클로로탈로닐, 마니코제브 헥사메틸렌테트라민, 알루미늄 트리스, 아족시스트로빈, 바실러스(Bacillus) 종(예를 들어, B. 리케니포르미스(B. licheniformis) 균주 3086, B. 서브틸리스(B. subtilis), B. 서브틸리스(B. subtilis) 균주 QST 713), 베노밀, 보스칼리드, 피라클로스트로빈, 캅탄, 카르복신, 클로로네브, 클로로탈로닐, 황산구리, 시아조파미드, 디클로란, 디메토모르프, 에트리디아졸, 티오파네이트-메틸, 페나미돈, 페나리몰, 플루디옥소닐, 플루오피콜리드, 플루톨라닐, 이프로디온, 만코제브, 마네브, 메파녹삼, 플루디옥소닐, 메페녹삼, 메탈락실, 미클로부타닐, 옥사티아피프롤린, 펜타클로로니트로벤젠(퀸토젠), 인산, 프로파모카브, 프로파닐, 피라클로스트로빈, 레이노우트리아 사칼리넨시스(Reynoutria sachalinensis), 스트렙토미세스(Streptomyces) 종(예를 들어, S. 그리세오비리디스(S. griseoviridis) 균주 K61, S. 리디쿠스(S. lydicus) WYEC 108), 황, 요소, 티아벤다졸, 티오파네이트 메틸, 티람, 트리아디메폰, 트리아디메놀, 및/또는 빈클로졸린;
성장 조절제, 예컨대, 안시미돌, 클로르메쿼트 염화물, 디아미노지드, 파클로부트라졸 및/또는 유니코나졸;
제초제, 예컨대, 예를 들어 글리포세이트, 옥시플루오르펜 및/또는 펜디메탈린;
살충제, 예컨대, 예를 들어, 아세페이트, 아자디라크틴, B. 투린기엔시스(B. thuringiensis)(예를 들어, 아종 이스라엘렌시스(israelensis) 균주 AM 65-52), 베아우베리아 바시아나(Beauveria bassiana)(예를 들어, 균주 GHA), 카르바릴, 클로르피리포스, 시안트라닐리프롤, 시로마진, 디코폴, 디아지논, 디노테푸란, 이미다클로프리드, 이사리아 푸모소로사에(Isaria fumosorosae)(예를 들어, 아포프카 균주 97), 린단 및/또는 말라티온;
수처리제, 예컨대, 예를 들어 과산화수소(30 내지 35%), 포스폰산(5 내지 20%) 및/또는 아염소산나트륨;
및 당지질, 리포펩티드, 디트, 규조토, 시트로넬라, 정유, 광유, 마늘 추출물, 칠리 추출물, 및/또는 본 개시의 이익을 갖는 숙련된 기술자에 의해 양립 가능한 것으로 결정된 임의의 공지된 상업용 및/또는 수제 살충제.
바람직하게는, 조성물은, 다음의 화합물을 포함하지 않고/않거나, 이와 동시에 도포되지 않거나, 이의 도포 전 또는 후의 7 내지 10일 이내에는 도포되지 않는다: 베노밀, 도데실 디메틸 암모늄 염화물, 이산화수소/퍼옥시아세트산, 이마질릴, 프로피코나졸, 테부코나졸, 또는 트리플루미졸.
특정 구현예에서, 조성물 및 방법은, 예를 들어 살충 화합물의 식물 또는 해충으로의 침투를 향상시키거나, 식물 뿌리에 대한 영양분의 생체이용률을 향상시킴으로써, 다른 화합물의 효능을 향상시키는 데 사용될 수 있다. 미생물-기반 생성물은, 예를 들어 항생제 치료와 같은 다른 치료를 보완하는 데에도 사용될 수 있다. 유리하게는, 본 발명은 박테리아 감염의 치료 및/또는 예방에 효과적이기 위해 농작물 또는 식물에 투여되어야 하는 항생제의 양을 감소시키는 데 도움을 준다.
본 발명에 따른 미생물의 성장
본 발명은 미생물의 배양 및 미생물 대사산물 및/또는 미생물 성장에서의 다른 부산물의 생산을 위한 방법을 이용한다. 본 발명은 미생물의 배양 및 원하는 규모의 미생물 대사산물의 생산에 적합한 배양 공정을 추가로 이용한다. 이러한 재배 공정은, 수중 재배/발효, 고체 상태 발효(SSF) 및 변형, 잡종 및/또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 국한되지는 않는다.
본원에서 사용되는 "발효"는 조절된 조건 하에서의 세포의 배양 또는 성장을 지칭한다. 성장은 호기성 또는 혐기성일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 미생물은 SSF 및/또는 이의 변형된 버전을 사용하여 성장한다.
일 구현예에서, 본 발명은 바이오매스(예를 들어, 생존가능한 세포 물질), 세포외 대사산물(예를 들어, 소분자 및 단백질), 잔류 영양분 및/또는 세포내 성분(예를 들어, 효소 및 다른 단백질)을 생산하기 위한 물질 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 사용되는 미생물 성장 용기는 산업적 용도를 위한 임의의 발효기 또는 배양 반응기일 수 있다. 일 구현예에서, 용기는, 예를 들어, pH, 산소, 압력, 온도, 습도, 미생물 밀도 및/또는 대사산물 농도와 같은 재배 공정에서 중요한 인자를 측정하기 위해, 기능적 제어/센서를 가질 수 있거나, 기능적 제어/센서에 연결될 수 있다.
추가의 구현예에서, 용기는 또한 용기 내부의 미생물의 성장을 모니터링할 수 있다(예를 들어, 세포 수 및 성장 단계를 측정할 수 있다). 대안적으로, 매일 샘플을 용기로부터 채취하고, 희석 플레이팅 기술과 같은 당업계에 공지된 기술을 사용하예 이를 계수할 수 있다. 희석 플레이팅은 샘플의 유기체 수를 추정하는 데 사용되는 간단한 기술이다. 이 기술은 또한 상이한 환경이나 처리를 비교할 수 있는 지표를 제공할 수 있다.
일 구현예에서, 본 방법은 재배물을 질소원으로 보충하는 단계를 포함한다. 질소원은, 예를 들어, 질산칼륨, 질산암모늄, 황산암모늄, 인산암모늄, 암모니아, 요소, 및/또는 염화암모늄일 수 있다. 이들 질소원은 독립적으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 방법은 성장하는 배양물에 산소를 공급할 수 있다. 일 구현예는 공기의 느린 모션을 이용하여 저산소 함유 공기를 제거하고 산소화된 공기를 도입한다. 침지 발효의 경우, 산소가 공급된 공기는 액체의 기계적 교반을 위한 임펠러, 및 액체에 산소를 용해시키기 위해 액체에 기체 기포를 공급하기 위한 공기 살포기를 포함하는 메커니즘을 통해 매일 주변 공기를 보충할 수 있다.
본 방법은 재배물을 탄소원으로 보충하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 탄소원은 탄수화물, 예컨대 포도당, 수크로스, 락토스, 프럭토스, 트레할로스, 만노스, 만니톨, 및/또는 말토스; 유기산, 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 대두유, 카놀라유, 쌀겨유, 올리브유, 옥수수유, 해바라기유, 참기름, 및/또는 아마인유; 등일 수 있다. 이들 탄소원은 독립적으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 미생물에 대한 성장 인자 및 미량 영양소가 배지에 포함된다. 이는 필요한 모든 비타민을 생산할 수 없는 미생물을 키울 때 특히 바람직하다. 철, 아연, 구리, 망간, 몰리브덴 및/또는 코발트와 같은 미량 원소를 포함하는 무기 영양분 또한 배지에 포함될 수 있다. 더욱이, 비타민, 필수 아미노산 및 미량원소의 공급원은, 예를 들어, 밀가루 또는 식사의 형태로, 예를 들어, 옥수수 가루로, 또는 추출물의 형태로, 예를 들어, 효모 추출물, 감자 추출물, 쇠고기 추출물, 대두 추출물, 바나나 껍질 추출물 등, 또는 정제된 형태로 포함될 수 있다. 예를 들어, 단백질의 생합성에 유용한 것과 같은 아미노산이 또한 포함될 수 있다.
일 구현예에서, 무기염 또한 포함될 수 있다. 사용 가능한 무기염은 인산이수소칼륨, 인산수소이칼륨, 인산수소이나트륨, 황산마그네슘, 염화마그네슘, 황산철, 염화철, 황산망간, 염화망간, 황산아연, 염화납, 황산구리, 염화칼슘, 염화나트륨, 탄산칼슘 및/또는 탄산나트륨일 수 있다. 이들 무기염은 독립적으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
일부 구현예에서, 배양 방법은 배양 전 및/또는 배양 과정 동안 배지에 추가의 산 및/또는 항미생물제를 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 항균제 또는 항생제는 오염으로부터 배양물을 보호하는 데 사용된다.
추가적으로, 소포제 또한 침지 재배 동안 거품의 형성 및/또는 축적을 방지하기 위해 첨가될 수 있다.
혼합물의 pH는 관심 미생물에 적합해야 한다. 완충제 및 pH 조절제, 예컨대 탄산염 및 포스페이트는 바람직한 값 부근으로 pH를 안정화시키기 위해 사용될 수 있다. 금속 이온이 고농도로 존재하는 경우, 배지에서 킬레이트제의 사용이 필요할 수 있다.
미생물은 플랑크톤 형태 또는 생물막으로 성장할 수 있다. 생물막의 경우, 용기는 그 안에 미생물이 생물막 상태로 성장할 수 있는 기질을 가질 수 있다. 시스템은 또한, 예를 들어, 생물막 성장 특성을 촉진 및/또는 개선하는 자극(예를 들어, 전단 응력)을 적용할 수 있는 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 연속적으로 수행될 수 있다. 다른 구현예에서, 배양은 온도 변화에 영향을 받을 수 있다.
일 구현예에서, 본 방법 및 배양 공정에 사용되는 장비는 멸균 상태이다. 반응기/용기와 같은 배양 장비는 멸균 유닛, 예를 들어, 오토클레이브로부터 분리될 수 있지만, 이에 연결될 수도 있다. 배양 장비는 또한 접종을 시작하기 전에 현장에서 살균하는 살균 유닛을 가질 수 있다. 공기는 당업계에 공지된 방법에 의해 멸균될 수 있다. 예를 들어, 주변 공기는 용기 내로 도입되기 전에 적어도 하나의 필터를 통과할 수 있다. 다른 구현예에서, 배지는 저온 살균될 수 있거나, 선택적으로, 전혀 첨가되지 않을 수 있으며, 여기에서 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 하에서 본 발명의 미생물 균주를 배양하는 단계; 및 선택적으로 대사산물을 정제하는 단계에 의한, 미생물 대사산물, 예컨대, 예를 들어, 생물계면활성제, 효소, 단백질, 에탄올, 락트산, 베타-글루칸, 펩티드, 대사 중간체, 고도불포화 지방산 및 지질과 같은 미생물 대사산물을 생산하는 방법을 추가로 제공한다. 본 방법에 의해 생산된 대사산물 함량은, 예를 들어 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 또는 90% 이상일 수 있다.
관심 미생물에 의해 생성된 미생물 성장 부산물은 미생물에 잔류하거나 성장 배지 내로 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 이상, 또는 10 g/l 내지 150 g/l일 수 있다.
세포 농도는, 예를 들어 적어도 1 x 106 내지 1 x 1013, 1 x 107 내지 1 x 1012, 1 x 108 내지 1 x 1011, 또는 1 x 109 내지 1 x 1010 CFU/ml일 수 있다.
미생물의 배양 방법 및 장비는 미생물 부산물의 생산, 배치식, 준연속식 공정 또는 연속식 공정에서 수행될 수 있다.
일 구현예에서, 모든 미생물 배양 조성물은 배양의 완료시(예를 들어, 원하는 세포 밀도 또는 특정된 대사산물의 밀도를 달성했을 때)에 제거된다. 이러한 배치식 절차에서, 제1 배치를 수확할 때 완전히 새로운 배치가 시작된다.
또 다른 구현예에서, 발효 생성물의 일부만이 한 번에 제거된다. 해당 구현예에서, 생존 세포, 포자, 분생포자, 균사 및/또는 균사체를 갖는 바이오매스는 새로운 배양 배치를 위한 접종제로서 용기 내에 잔류한다. 제거되는 조성물은 무세포 배지이거나 세포, 포자, 또는 다른 생식 번식체, 및/또는 이들의 조합을 함유할 수 있다. 이러한 방식으로, 준연속식 시스템이 생성된다.
유리하게는, 본 방법은 복잡한 장비 또는 높은 에너지 소비를 필요로 하지 않는다. 관심 미생물은 현장에서 소규모로 또는 대규모로 배양될 수 있으며, 여전히 배지와 혼합되어 있을 수도 있다.
유리하게는, 미생물-기반 생성물은 원격 위치에서 생산될 수 있다. 미생물 성장 시설은 예를 들어 태양열, 풍력 및/또는 수력 발전을 활용하여 그리드에서 작동될 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 생성물은 추출 또는 정제 없이 직접 사용할 수 있다. 원하는 경우, 추출 및 정제는 문헌에 기재된 표준 추출 및/또는 정제 방법 또는 기술을 사용하여 용이하게 달성될 수 있다.
미생물-기반 생성물 중의 미생물은 활성 또는 비활성 형태이거나, 또는 영양 세포, 생식 포자, 분생포자, 균사체, 균사, 또는 임의의 다른 형태의 미생물 번식물의 형태일 수 있다. 미생물-기반 생성물은 또한 임의의 이러한 형태의 미생물의 조합을 함유할 수 있다.
일 구현예에서, 미생물의 상이한 균주를 개별적으로 성장시킨 다음, 함께 혼합하여 미생물-기반 생성물을 생성한다. 미생물은 선택적으로, 이들이 혼합되기 전에 이들이 성장되고 건조되는 배지와 혼합될 수 있다.
일 구현예에서, 상이한 균주는 함께 혼합되지 않지만, 별개의 미생물-기반 생성물으로서 식물 및/또는 그의 환경에 도포된다.
미생물-기반 생성물은 추가의 안정화, 보존 및 저장 없이 사용될 수 있다. 유리하게는, 이들 미생물-기반 생성물의 직접적인 사용은 미생물의 높은 생존력을 보존하고, 외래 작용제 및 바람직하지 않은 미생물로부터의 오염 가능성을 감소시키며, 미생물 성장의 부산물의 활성을 유지한다.
성장 용기로부터 미생물-기반 조성물을 수확할 때, 수확된 생성물이 용기에 배치되거나, 그렇지 않으면 사용을 위해 수송될 때 추가 성분이 첨가될 수 있다. 첨가제는 예를 들어, 완충제, 담체, 동일 또는 상이한 시설에서 제조된 기타 미생물-기반 조성물, 점도 개질제, 보존제, 미생물 성장을 위한 영양제, 계면활성제, 유화제, 윤활제, 용해도 조절제, 추적제, 용매, 살생물제, 항생제, pH 조절제, 킬레이트제, 안정화제, 자외선 내광성 제제, 다른 미생물 및 이러한 제제에 통상적으로 사용되는 다른 적절한 첨가제일 수 있다.
일 구현예에서, 유기 및 아미노산 또는 그의 염을 포함하는 완충제가 첨가될 수 있다. 적합한 완충제는 시트레이트, 글루코네이트, 타르타레이트, 말레이트, 아세테이트, 락테이트, 옥살레이트, 아스파르테이트, 말로네이트, 글루코헵토네이트, 피루베이트, 갈락타레이트, 글루카레이트, 타르트로네이트, 글루타메이트, 글리신, 리신, 글루타민, 메티오닌, 시스테인, 아르기닌 및 이들의 혼합물을 포함한다. 인산 및 아인산 또는 그의 염 또한 사용될 수 있다. 합성 완충액 또한 사용에 적합하지만, 위에 열거된 유기 및 아미노산 또는 이들의 염과 같은 천연 완충제를 사용하는 것이 바람직하다.
추가의 구현예에서, pH 조절제는 수산화칼륨, 수산화암모늄, 탄산칼륨 또는 중탄산염, 염산, 질산, 황산 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
미생물-기반 조성물의 pH는 관심 미생물(들)에 적합해야 한다. 바람직한 구현예에서, 조성물의 pH는 약 3.5 내지 7.0, 약 4.0 내지 6.5, 또는 약 5.0이다.
일 구현예에서, 수성 제제, 예컨대 중탄산나트륨 또는 탄산나트륨, 황산나트륨, 인산나트륨, 중인산나트륨과 같은 수성 제제가 제제에 포함될 수 있다.
특정 구현예에서, 식물 부분에 대한 생성물의 부착을 연장시키기 위해 부착성 물질이 조성물에 첨가될 수 있다. 중합체, 예컨대 하전된 중합체, 또는 다당류계 물질이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 크산탄검, 구아검, 레반, 자일리난, 젤란검, 커들란, 플루란, 덱스트란 등이 사용될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 상업적 등급의 크산탄 검이 부착제로서 사용된다. 검의 농도는 상용 제품의 검 함량에 따라 선택되어야 한다. 고순도 크산탄검의 경우, 0.001%(w/v - 크산탄검/용액)이면 충분하다.
일 구현예에서, 포도당, 글리세롤 및/또는 글리세린은 미생물-기반 생성물에 첨가되며, 이는 예를 들어, 저장 및 수송 동안 삼투압 조절제로서 기능할 수 있다. 일 구현예에서, 당밀이 포함될 수 있다.
일 구현예에서, 프리바이오틱스는, 미생물 성장을 향상시키기 위해 미생물-기반 생성물에 첨가되고/되거나 동시에 도포될 수 있다. 적합한 프리바이오틱스는, 예를 들어, 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴메이트 및/또는 휴믹산을 포함한다. 특정 구현예에서, 도포되는 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.
일 구현예에서, 특정 영양분은, 미생물 접종 및 성장을 향상시키기 위해 미생물-기반 생성물에 첨가되고/되거나 동시에 도포될 수 있다. 여기에는, 예를 들어 가용성 칼륨(K2O), 마그네슘, 황, 붕소, 철, 망간 및/또는 아연이 포함될 수 있다. 영양분은 예를 들어 수산화칼륨, 황산마그네슘, 붕산, 황산제일철, 황산망간 및/또는 황산아연으로부터 유도될 수 있다.
선택적으로, 제품은 사용 전에 저장될 수 있다. 저장 시간은 짧은 것이 바람직하다. 따라서, 보관 시간은 60일, 45일, 30일, 20일, 15일, 10일, 7일, 5일, 3일, 2일, 1일, 또는 12시간 미만일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 살아있는 세포가 생성물에 존재하는 경우, 생성물은 예를 들어, 20℃, 15℃, 10℃, 또는 5℃ 미만과 같은 차가운 온도에서 저장된다.
미생물-기반 생성물의 현지 생산
본 발명의 특정 구현예에서, 미생물 성장 시설은 원하는 규모로 신선한, 고밀도 미생물 및/또는 관심 미생물 성장 부산물을 생산한다. 미생물 성장 시설은 도포 현장 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 해당 시설은 고밀도 미생물-기반 조성물을 배치식, 준연속식 또는 연속식 배양으로 생산한다.
본 발명의 미생물 성장 시설은 미생물-기반 제품이 사용될 현장(예를 들어, 감귤 농장)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 미생물 성장 시설은 사용 현장으부터 300, 250, 200, 150, 100, 75, 50, 25, 15, 10, 5, 3, 또는 1 마일 이내일 수 있다.
미생물-기반 생성물이 현지에서 생성될 수 있기 때문에, 이는 종래의 미생물 생산의 미생물 안정화, 보존, 저장 및 수송 공정에 의존하지 않으며, 훨씬 더 높은 밀도의 미생물이 생성될 수 있고, 이에 의해 현장 도포에 사용하기 위해 더 적은 부피의 미생물-기반 생성물을 필요로 하거나, 원하는 효능을 달성하기 위해, 필요한 경우 훨씬 더 높은 밀도의 미생물 도포을 허용한다. 이를 통해, 소규모의 바이오리액터(예를 들어, 축소된 발효 용기, 시동 물질, 영양소 및 pH 조절제의 공급 감소)를 통해 시스템은 보다 효율이 높아지고, 세포를 안정화하거나 배양 배지에서 분리할 필요가 없어진다. 미생물-기반 생성물의 현지 생산은 또한 성장 배지를 제품에 포함시키는 것을 용이하게 한다. 배지는 발효 동안 생산된 제제를 함유할 수 있으며, 이는 현지 사용에 특히 적합하다.
현지에서 생산된 고밀도의 강력한 미생물 배양물은 일정 기간 공급망에 남아 있던 것보다 현장에서 보다 효과적이다. 본 발명의 미생물-기반 생성물은 세포가 발효 성장 배지에 존재하는 대사산물 및 영양소로부터 분리된 전통적인 제품에 비해 특히 유리하다. 운송 시간이 단축됨으로써, 현지 수요에 따라 필요한 시간과 양에 맞추어 미생물 및/또는 대사산물의 신선한 배치를 생산 및 배송할 수 있게 된다.
본 발명의 미생물 성장 시설은 미생물 자체, 미생물 대사산물, 및/또는 미생물이 성장되는 배지의 다른 성분을 포함하는 신선한 미생물-기반 조성물을 생산한다. 원하는 경우, 조성물은 고밀도의 영양 세포 또는 번식체, 또는 영양 세포 및 번식체의 혼합물을 가질 수 있다.
일 구현예에서, 미생물 성장 시설은 미생물-기반 생성물이 사용될 현장(예를 들어, 감귤 과수원) 상에, 또는 그 근처에, 예를 들어, 300 마일, 200 마일, 또는 심지어 100 마일 이내에 위치한다. 유리하게는, 이는 조성물이 특정 위치에서 사용되도록 맞춤화될 수 있게 한다. 미생물-기반 조성물의 제형 및 효능은 도포 시점의 특정 현장 조건, 예를 들어, 어떠한 토양 유형, 식물 및/또는 작물이 처리되고 있는지; 조성물이 도포되는 계절, 기후 및/또는 시기; 및 어떠한 모드 및/또는 도포 속도가 활용되고 있는지에 따라 맞춤화될 수 있다.
유리하게는, 분산된 미생물 성장 설비는 업스트림 처리 지연, 공급망 병목 현상, 부적절한 보관, 및 예를 들어, 생존 가능하고 높은 세포-수 생성물 및 세포가 원래 성장되는 관련 배지 및 대사산물의 적시 전달 및 도포을 방해하는 다른 우발성으로 인해 제품 품질이 저하되는, 광범위한 산업 규모의 생산자에 의존하는 현 문제에 대한 솔루션을 제공한다.
더욱이, 조성물을 현지에서 제조함으로써, 제형 및 효능은 도포 시에 존재하는 특정 위치 및 조건에 따라 실시간으로 조절될 수 있다. 이는 중앙 위치에서 사전에 만들어지고, 예를 들어 주어진 위치에 대해 최적이 아닐 수 있는 세트 비율 및 제형을 갖는 조성물에 비해 이점을 제공한다.
미생물 성장 시설은 목적지 지역과의 시너지 효과를 개선하기 위해 미생물-기반 생성물을 맞춤화할 수 있는 능력과 함께 제조 다양성을 제공한다. 유리하게는, 바람직한 구현예에서, 본 발명의 시스템은 GHG 관리를 개선하기 위해 자연적으로 발생하는 국소 미생물 및 그의 대사 부산물의 능력을 이용한다.
개별 용기에 대한 배양 시간은, 예를 들어, 1일 내지 7일 또는 그 이상일 수 있다. 배양 생성물은 다양한 방법으로 수확될 수 있다.
예를 들어, 발효 24시간 이내에 현지 생산 및 배송을 통해, 순수하고 높은 세포 밀도의 조성물을 수확할 수 있으며, 운송 비용을 상당히 낮출 수 있다. 보다 효과적이고 강력한 미생물 접종제 개발의 급속한 발전에 대한 전망을 감안할 때, 소비자는 해당 미생물-기반 생성물을 신속하게 제공할 수 있는 이러한 능력으로부터 큰 이점을 얻을 수 있다.
실시예
예시로서 주어진 다음의 실시예로부터 본 발명 및 이의 많은 이점에 대해 보다 더 이해할 수 있다. 다음의 실시예는 본 발명의 방법, 응용, 구현예 및 변형예의 일부를 예시한다. 이들은 본 발명을 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 발명과 관련하여 수많은 변경 및 수정이 이루어질 수 있다.
실시예 1 - 조성물
GHG 감소, 탄소 이용 개선 및/또는 탄소 격리 향상에 사용하기 위한 본 발명의 특정 구현예에 따른 조성물이 본원에 예시된다. 본 실시예는 본 발명의 제한을 의도하지 않는다. 본원에 예시된 것 대신에, 또는 이에 더하여 다른 종의 미생물을 포함하는 제형이 조성물에 포함될 수 있다.
조성물은 트리코데르마(Trichoderma) 종 진균 및 바실러스(Bacillus) 종 박테리아를 포함하는 미생물 접종제를 포함한다. 특정 경우에, 상기 조성물은 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum) 및 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)를 포함한다. 보다 더 구체적으로, B. 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens)는 B. 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens) NRRL B-67928일 수 있다.
일 구현예에서, 조성물은 중량 기준 1 내지 99%의 트리코데르마(Trichoderma) 및 중량 기준 99 내지 1%의 바실러스(Bacillus)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 트리코데르마(Trichoderma) 대 바실러스(Bacillus)의 세포 계수 비율은 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.
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 트리코데르마(Trichoderma); 및 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 바실러스(Bacillus)를 포함할 수 있다.
조성물은, 해당 조성물에서 미생물의 초기 성장을 촉진하기 위해 추가의 "스타터" 물질과 혼합되고/되거나 이와 동시에 도포될 수 있다. 이는, 예를 들어 프리바이오틱스 및/또는 나노-비료(예를 들어, Aqua-Yield, NanoGroTM)를 포함할 수 있다.
이러한 성장 촉진 "스타터" 물질의 일 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%)
휴믹산(8% 내지 12%, 또는 약 10%)
다시마 추출물(5% 내지 10%, 또는 약 6%)
물(70% 내지 85%, 또는 약 77% 내지 80%)
미생물 접종제 및/또는 선택적 성장 촉진 "스타터" 물질은 관개 시스템 탱크에서 물과 혼합되어 토양에 도포된다.
특정 경우에, 조성물은 중량 기준 10.0%의 미생물 접종제, 및 중량 기준 90%의 물을 포함하며, 여기에서 접종제는 1 x 108 CFU/mL의 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum) 및 1 x 109 CFU/mL의 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)를 포함한다.
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Claims (23)

  1. 식물 및/또는 토양 물질에서 탄소를 격리하는 방법으로서, 상기 방법은 하나 이상의 미생물이 상기 식물의 뿌리 및/또는 토양에 군집화되도록, 하나 이상의 유익한 미생물 및/또는 하나 이상의 미생물 성장 부산물을 포함하는 조성물을 상기 식물 및/또는 토양에 도포하는 단계를 포함하되,
    상기 유익한 미생물은 박테리아, 효모 및/또는 진균이고,
    상기 미생물에 의한 군집화는 상기 식물의 공중 및 지하 식물 조직의 성장 및/또는 건강을 통한 탄소의 활용 및 저장을 향상시키는 하나 이상의 이점을 식물에 제공하며,
    상기 공중 및 지하 식물 조직의 향상된 성장 및/또는 건강은 상기 식물 조직에서 하나 이상의 분해-저항성 유기 중합체의 향상된 축적을 초래하되, 상기 분해-저항성 유기 중합체는 수베린, 큐틴, 큐탄 및 리그닌으로부터 선택되는 것인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유익한 미생물은 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum), 트리코데르마 비리데(Trichoderma viride), 트리코데르마 코닝기(Trichoderma koningii), 트리코데르마 귀즈하우스(Trichoderma guizhouse), 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis), 브레비바실러스 라테로스포루스(Brevibacillus laterosporus), 메예로지마 길리에르몬디(Meyerozyma guilliermondii), 피키아 옥시덴탈리스(Pichia occidentalis), 위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus), 및 데바리오미세스 한세니(Debaryomyces hansenii)로부터 선택되는 것인 방법,
  3. 제1항에 있어서,
    상기 식물은 다년생 식물이고, 여기에서 탄소는 무기한 기간 동안 및/또는 식물이 살아있는 동안 분해-저항성 유기 중합체 내에 격리되는 것인 방법
  4. 제1항에 있어서,
    상기 식물은 일년생 식물 또는 농작물이고, 여기에서 지상 및/또는 지하 식물 조직의 부분은 상기 식물의 사멸 후 및/또는 상기 지상 조직의 수확 후에 남겨지는 것인 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 남겨진 지상 및/또는 지하 식물 조직의 일부는 경작에 의해 방해받지 않는 깊이의 토양으로 덮여 있으며, 여기에서, 상기 분해-저항성 유기 중합체는 식물의 사멸 및/또는 수확 후 최소 1년 동안 토양에서 분해되지 않는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 식물의 뿌리에 직접적으로 도포되는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 토양에 도포되는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 관개 시스템을 사용하여 식물 및/또는 토양에 도포되는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 질소, 인, 및 칼륨으로부터 선택되는 하나 이상의 영양분 공급원과 함께 도포되는 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴메이트 및 휴믹산으로부터 선택되는 프리바이오틱스와 동시에 식물 및/또는 토양에 도포되는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 휴대용 잔디 및 정원 분무기를 사용하여 식물 및/또는 이의 주변 환경에 스프레이되는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    탄소 격리에 대한 방법의 효과를 평가하기 위해 측정을 수행하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측정은, 식물 조직에서 분해-저항성 유기 중합체의 축적을 정량화하기 위해, 상기 식물 조직의 조직학적 분석을 수행하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 측정은, 토양 및/또는 식물 조직의 중합체의 축적을 정량화하기 위해, 분해-저항성 유기 중합체를 토양 및/또는 식물 조직으로부터 추출하는 단계, 및 상기 추출된 분해-저항성 유기 중합제에 대해 LC, GC, NMR 분광기, 라만 분광기, 질량 분광법, 또는 FTIR 분광기를 수행하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  15. 식물 조직 및/또는 토양에서 수베린의 축적을 향상시키는 방법으로서, 상기 방법은 하나 이상의 미생물이 상기 식물의 뿌리 및/또는 토양에 군집화되도록, 하나 이상의 유익한 미생물 및/또는 하나 이상의 미생물 성장 부산물을 포함하는 조성물을 상기 식물 및/또는 토양에 도포하는 단계를 포함하되,
    상기 유익한 미생물은, 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum), 트리코데르마 비리데(Trichoderma viride), 트리코데르마 코닝기(Trichoderma koningii), 트리코데르마 귀즈하우스(Trichoderma guizhouse), 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis), 브레비바실러스 라테로스포루스(Brevibacillus laterosporus), 메예로지마 길리에르몬디(Meyerozyma guilliermondii), 피키아 옥시덴탈리스(Pichia occidentalis), 위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus), 및 데바리오미세스 한세니(Debaryomyces hansenii)로부터 선택되는 박테리아, 효모 및/또는 진균이고,
    상기 미생물에 의한 군집화는 상기 식물의 공중 및 지하 식물 조직의 성장 및/또는 건강을 통한 탄소의 활용 및 저장을 향상시키는 하나 이상의 이점을 식물에 제공하며,
    지상 및 지하 식물 조직의 향상된 성장 및/또는 건강은 상기 지상 및 지하 식물 조직 중 수베린의 향상된 축적을 초래하는 것인 방법.
  16. 식물 조직 및/또는 토양에서의 탄소 격리를 향상시키기 위한 조성물로서, 상기 조성물은 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum), 트리코데르마 비리데(Trichoderma viride), 트리코데르마 코닝기(Trichoderma koningii), 트리코데르마 귀즈하우스(Trichoderma guizhouse), 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium), 바실러스 폴리믹사(Bacillus polymyxa), 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis), 브레비바실러스 라테로스포루스(Brevibacillus laterosporus), 메예로지마 길리에르몬디(Meyerozyma guilliermondii), 피키아 옥시덴탈리스(Pichia occidentalis), 위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus), 및 데바리오미세스 한세니(Debaryomyces hansenii)로부터 선택되는 하나 이상의 유익한 미생물을 포함하는 것인 조성물,
  17. 제16항에 있어서,
    바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) 및 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum)을 포함하는 조성물.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)는 균주 NRRL B-67928인 조성물.
  19. 제17항에 있어서,
    1:4의 트리코데르마 하르지아눔(Trichoderma harzianum) 대 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) NRRL B-67928 세포 계수 비율을 포함하는 조성물.
  20. 제16항에 있어서,
    B. 서브틸리스(B. subtilis) NRRL B-68031 또는 위커하모미세스 아노말루스(Wickerhamomyces anomalus) NRRL Y-68030를 포함하는 조성물.
  21. 제16항에 있어서,
    하나 이상의 포도당, 글리세롤 또는 글리신을 추가로 포함하는 조성물.
  22. 제16항에 있어서,
    바이오숯, 다시마 추출물, 풀빅산, 키틴, 휴메이트 및 휴믹산으로부터 선택되는 하나 이상의 프리바이오틱스를 추가로 포함하는 조성물.
  23. 제16항에 있어서,
    건조 분물 또는 건조 과립으로 제형화되는 것인 조성물.




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