KR20230107421A - 바실러스 시아멘시스 균주 및 이를 포함하는 유기질 비료 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기질 비료 조성물 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 바실러스 시아멘시스 B7 균주를 포함함으로써, 식물 생장 및 후숙 증진 효과가 증대된 유기질 비료 조성물 제조방법에 관한 것이다.

Description

바실러스 시아멘시스 균주 및 이를 포함하는 유기질 비료 제조방법{Bacillus siamensis strain and organic fertilizer manufacturing method comprising the same }
본 발명은 유기질 비료 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 바실러스 시아멘시스 B7 균주를 포함함으로써, 식물 생장 및 퇴비 후숙 증진 효과가 증대된 유기질 비료 제조방법에 관한 것이다.
1960년대 이후 현재에도 재배 작물의 생산량을 늘리고, 단위 면적 당 수익을 높이기 위하여 노지 재배지 및 시설 재배지에서 화학 비료(무기질 비료)의 시비는 계속되고 있다. 적정한 화학 비료의 사용은 재배 작물의 빠른 성장과 이로 인한 수익의 증가를 담보할 수 있으나, 과도한 시비로 인해서 재배지 토양의 산성화와 염류 집적에 따른 염류 장해를 초래하는 문제가 존재한다.
염류장해란 토양에 시비된 비료성분(주로 질소 및 인산)이 재배 작물의 뿌리 주변의 토양수에 과도하게 집적되어, 토양의 산성화 및 경화를 유발하여 토양의 물리적 성상을 변화시키고, 재배 작물의 생장에 필요한 유용성 미생물들의 생존을 방해하고 병원성 미생물의 활성을 유발하여, 더 이상 재배 작물이 정상적으로 생장할 수 없는 상태를 말한다.
따라서, 현재까지도 재배지의 토양 개량은 늘 중요한 당면 과제이며, 이를 위하여 일정 기간의 휴경, 녹비 작물 재배, 유용 인산을 제공하기 위한 규산질 비료 시비, 착화합물 성분의 염류 흡착제 처리, 토양에 공극 및 미생물 서식처를 제공하기 위한 볏짚 및 파쇄목 투입 등의 방법들이 제시되고 있다.
그러나, 휴경이나 녹비작물 재배는 수익의 감소를 초래하게 되고, 규산질 비료는 또 다른 과다 시비의 문제를 야기할 수 있으며, 염류 흡착제 처리는 비용뿐만 아니라 안전성을 보장할 수 없고, 볏짚 및 파쇄목 투입은 물리적인 공극 제공 및 토양 미생물이 이용 가능한 유기물을 제공할 수 있는 장점이 있으나, 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서 암모니아나 아질산 등 유해한 발효가스가 생성되어 재배 작물이나 농업 종사자에게 해로운 문제가 야기될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제2002-0005804호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바실러스 시아멘시스 B7 균주를 포함함으로써, 종래 기술 대비 식물 생장 및 퇴비 후숙 증진 효과를 증대시킬 수 있으면서, 악취 가스 및 유해 가스의 흡착 성능이 우수한 유기질 비료 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.
상기 목적은, 수탁번호 KACC 92402P로 기탁된, 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 균주에 의해 달성될 수 있다.
상기 목적은, 석회처리 퇴비; 축분; 및 제1항의 균주의 미생물 배양액을 포함하는 퇴비 첨가제;를 혼합하는 혼합 단계; 상기 석회처리 퇴비, 축분 및 퇴비 첨가제를 혼합한 혼합물을 17~22일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는 교반 단계; 상기 수분함량이 조절된 혼합물을 27~32일 정도 후숙시키는 후숙 단계; 및 상기 후숙된 혼합물을 수분함량이 15~25%이 되도록 건조하는 건조 단계;를 포함하는 유기질 비료 조성물의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.
상기 혼합 단계에서, 상기 석회처리 퇴비 50 내지 60 중량%, 상기 퇴비 첨가제 1 내지 10 중량% 및 잔량으로 축분을 포함하는 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 미생물 배양액은, 상기 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 것을 특징으로 한다. 상기 미생물 배양액을 제조하는 방법은, 상기 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 균주를 배지에 접종하여 분주시키되, 상기 배지의 조성물은, 고형분 총 중량에 대하여, 트립톤(Tryptone) 52 내지 60 중량%, 소이톤(Soytone) 8 내지 12 중량%, 덱스트로스(Dextrose) 5 내지 10 중량%, 염화나트륨(Sodium Chloride) 13 내지 18 중량% 및 인산이포타슘(Dipotassium Phosphate) 5 내지 10 중량%을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 미생물 배양액은, 상기 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 퇴비 첨가제는, 알로펜, 제올라이트, 이산화티타늄, 게르마늄, 맥반석, 이암, 활성탄, 곤충 또는 곤충의 사체, 칡 분말, 포도 찌꺼기, 톱밥, 코코피트, 단백피, 소맥피, 탈지강, 대두피, 왕겨, 볏짚, 커피박으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 기타 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기타 첨가제는, 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 한다. 상기 건조 단계 이후에, 선별 및 파쇄 공정을 수행한 다음, 고체화하여 펠렛 형태로 성형하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기질 비료 조성물의 제조방법에 따라 제조되는, 유기질 비료 조성물에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 바실러스 시아멘시스 B7 균주를 적용함으로써, 생장 촉진제와 같은 인공 화학성분, 화학비료나 화학농약을 처리하지 않아도, 재배 작물의 생장 촉진 및 후숙 증진 효과가 우수하고 악취 가스 및 유해 가스의 흡착성능이 우수하여, 보다 안전하고 친환경적인 방법으로 농가 소득의 증진에 기여할 수 있는, 유기질 퇴비를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 축분 등 유기성 자원을 이용하고 기계식 살포가 가능한 입제(펠렛) 형태의 퇴비를 제조함으로써, 노동력 절감 및 유통의 용이성을 향상시킬 수 있어서 농가의 실질적인 요구와 인력난의 해결을 위한 방안이 될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기질 비료 조성물 제조방법을 순서대로 나타낸 흐름도이다.
도 2 내지 도 4는 실험예 2인 종자 발아 테스트(발아 수)를 수행한 사진들이다.
도 5 내지 도 7은 실험예 2인 종자 발아 테스트(최종 발아율 및 평균 크기)를 수행한 사진들이다.
도 8은 실험예 3의 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원의 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 측면은, 석회처리 퇴비, 축분 및, 바실러스 시아엔시스 B7 (Bacillus siamensis B7) 균주의 미생물 배양액을 포함하는 퇴비 첨가제를 혼합하는 혼합단계; 상기 석회처리 퇴비, 축분 및 퇴비 첨가제를 혼합한 혼합물을 17~22일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는 교반 단계; 상기 수분함량이 조절된 혼합물을 27~32일 정도 후숙시키는 후숙 단계; 및 상기 후숙된 혼합물을 수분함량이 15~25%이 되도록 건조하는 건조 단계; 를 포함하는 유기질 비료 조성물의 제조방법을 제공한다.
도 1을 참조하여 본 발명의 유기질 비료 조성물의 제조방법에 대하여 보다 구체적으로 서술하기로 한다.
먼저, 석회처리 퇴비, 축분 및, 바실러스 시아엔시스 B7 (Bacillus siamensis B7) 균주의 미생물 배양액을 포함하는 퇴비 첨가제를 혼합할 수 있다.
상기 석회처리 퇴비는, 유기성 폐기물을 석회처리하여 살균, 살충된 퇴비를 의미한다. 상기 유기성 폐기물은 음식물류 폐기물뿐만 아니라 식물성 잔재물, 동물성 잔재물 등 다양한 유기성 원료가 사용될 수 있다. 상기 석회처리 퇴비는, 유기물 함량이 높고 폐수를 발생시키지 않아 보다 경제적이고 친환경적인 유기질 비료를 제조할 수 있도록 한다.
상기 유기성 폐기물의 석회처리의 방법은, 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 공지된 기술을 따를 수 있다. 예를 들어, 상기 석회처리 퇴비는, 상기 유기성 폐기물을 수분 조절제와 혼합하여 수분을 조절한 다음, 생석회와 혼합하여 가수분해 반응을 통해 얻어진 성분을 건조시켜 제조될 수 있으나, 그 방법은 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에서의 상기 석회처리 퇴비는, 동물의 사체를 천연 사체 처리제로 발효시켜 얻어지는 부산물인 사체 처리물을 포함할 수 있다. 상기 천연 사체 처리제는 예를 들어, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium) 및 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulance)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 균주의 배양액과, 팜나무 잎, 미강 및 단백피를 혼합한 혼합물일 수 있다. 이외의 사체 처리물을 제조하는 구체적인 방법은 공지된 기술을 따를 수 있다.
상기 사체 처리물을 퇴비로 사용하면, 기존에 전염병 등의 감염에 의해 도살 또는 폐사된 동물의 다량의 사체를 천연 성분으로 분해하고, 그 부산물을 퇴비로 재활용함으로써, 보다 경제적이면서 환경 정화 및 환경 보호에 기여할 수 있는 퇴비화가 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 사체 처리물은 상기 석회처리 퇴비 전체 100 중량부에 대하여, 20 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 축분은, 계분, 우분, 돈분 등일 수 있고, 회수된 축분 그 자체이거나, 부숙이나 발효된 상태를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 축분은 함수율이 60% 이하로 고형화된 것을 사용함이 바람직하다. 상기 축분은 미흡수되어 배출된 단백질과 탄수화물 등의 각종 유기물과 영양소를 함유하고 있어 발효과정을 거쳐 식물 생육에 필요한 유기물의 주요 공급원으로 제공된다.
일례로서, 상기 축분은 계분을 사용할 수 있다. 상기 계분은 유기물질을 함유하고 있어 우수한 비료 자원으로서, 유기질 함량이 풍부하고 작물에 필요한 다량원소가 함유되어 토양의 비옥도를 향상시키고 토양구조를 개선시키며 토양의 지속생산능력을 강화시키는 능력을 지니고 있다.
특히, 닭의 창자는 짧아 사료 소화흡수 능력이 떨어지므로 약 70% 정도 소화가 안된 사료를 분변으로 배출시킨다. 분석에 의하면 자연 건조된 계분에는 조단백질을 26% 정도 함유하고 있는데, 이는 콩깻묵의 57~66%에 해당된다. 또한 단백질 속의 아미노산 역시 비교적 완전한데, 특히 라이신(0.51%), 메티오닌과 시스틴이 완전하다. 이 밖에 계분에는 풍부한 B군 비타민, 광물질과 미량원소가 풍부하게 함유되어 있다.
상기 계분은 우수한 유기 비료이지만 사용 전에 반드시 잘 발효시키거나 고온에 잘 말려 무해화 처리를 수행해야 한다. 무해화 처리를 한 계분을 밭에 시비하면 비료효과가 좋고 비력의 지속시간이 길어져서 농작물의 생산량을 향상시키며, 토양 속의 유기함량을 증가시키고, 화학비료 사용으로 인해 토양이 굳는 것을 감소시키며, 토양구조를 개선한다.
상기 퇴비 첨가제는, 상기 바실러스 시아엔시스 B7 (Bacillus siamensis B7, KACC 92402P) 균주의 미생물 배양액을 포함할 수 있다. 상기 미생물 배양액은 악취 가스의 흡착 능력이 우수하여 축분을 퇴비로 사용하였을 때 발생하는 악취를 저감시키는 효과 및 병원성 미생물의 성장을 억제하는 효과를 발휘한다. 따라서, 본 발명의 유기질 비료는 악취와 안전성의 문제없이 보다 안전하게 식물의 생육을 증진시킬 수 있다.
특히, 상기 바실러스 시아엔시스 B7 (Bacillus siamensis B7) 균주는, 종래의 유기질 비료 조성물 분야에 사용되는 미생물들에 비하여, 식물, 예를 들어, 엽채류와 같은 식물의 생장 촉진에 필요한 암모니아, 인산가용화 능력, 녹말의 가수 분해 능력 등의 효능을 발휘하고, 퇴비의 부숙을 증진시키는데 탁월한 효과를 발휘한다.
상기 미생물 배양액, 즉, 바실러스 시아엔시스 B7 (Bacillus siamensis B7) 균주의 배양액은 상기 바실러스 시아엔시스 B7 (Bacillus siamensis B7)이 1×106~8 cfu/ml 이 포함된 배양액을 물에 약 0.5~1.0w% 수준으로 희석한 배양희석액을 사용할 수 있다.
상기 미생물 배양액을 제조하는 방법은 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 공지된 기술을 따를 수 있다. 예를 들어, 배지 조성물에 상기 바실러스 시아엔시스 B7 (Bacillus siamensis B7) 균주를 접종하여 분주시킬 수 있다.
상기 배지 조성물은, 고형분 총 중량에 대하여, 트립톤(Tryptone) 52 내지 60 중량%, 일례로, 56.67 중량%, 소이톤(Soytone) 8 내지 12 중량%, 일례로, 10 중량%, 덱스트로스(Dextrose) 5 내지 10 중량%, 일례로, 8.33 중량%, 염화나트륨(Sodium Chloride) 13 내지 18 중량%, 일례로, 16.67 중량%, 인산이포타슘(Dipotassium Phosphate) 5 내지 10 중량%, 일례로, 8.33 중량%을 포함하는 것일 수 있다.
상기 배지 조성물은 액체 배지 조성물로써, 전술한 고형분 성분을 증류수에 혼합한 다음, 120 내지 122℃, 일례로, 121℃의 오토클레이브에서 13 내지 16분, 일례로, 15분간 유지한 다음, 멸균하여 제조될 수 있다.
상기 배지 조성물의 최종 pH는 25℃ 에서, 7.3 ± 0.2 의 범위를 나타낼 수 있다.
상기 퇴비 첨가제는, 상기 미생물 배양액을 단독으로 사용하거나, 상기 미생물 배양액 이외에, 예컨대, 알로펜, 제올라이트, 이산화티타늄, 게르마늄, 맥반석, 이암, 활성탄, 곤충 또는 곤충의 사체, 칡 분말, 포도 찌꺼기, 톱밥, 코코피트, 단백피, 소맥피, 탈지강, 대두피, 왕겨, 볏짚, 커피박으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 기타 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
상기 기타 첨가제는, 축분으로 인한 악취가스 및 예를 들어, 황화수소 가스 등과 같은 휘발성 유기 화합물의 성분을 흡착하고 비료 내 수분을 효과적으로 흡수함으로써, 보다 고품질의 유기질 비료를 제조할 수 있고, 유기질 비료의 생산성을 더욱 높일 수 있도록 한다.
일례로서, 상기 퇴비 첨가제는, 알로펜 및 제올라이트를 1:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물; 이암; 곤충 또는 곤충의 사체; 칡 분말; 소맥피; 대두피; 및 커피박의 혼합물일 수 있다. 이때, 상기 알로펜은, 입자 직경은 3.5 내지 5.0nm인 것을 사용하고, 상기 제올라이트는 입자 직경이 4.5mm 내지 6mm인 것을 사용할 수 있다. 이와 같이, 입자 직경이 서로 다르게 혼합된 혼합물을 사용하면, 악취 가스 및 유해 가스의 흡착성능을 더욱 높일 수 있다.
상기 석회처리 퇴비, 축분 및 퇴비 첨가제의 혼합에 있어서, 상기 석회처리 퇴비 50 내지 60 중량%과 상기 퇴비 첨가제 1 내지 10 중량%을 포함하고, 잔량으로는 축분을 포함하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 미생물 배양액은, 상기 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%, 예를 들어, 1 내지 6 중량%, 다른 예로, 1 중량% 또는 5 중량% 또는 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 기타 첨가제의 함량은, 상기 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%의 범위 내에서 선택될 수 있다.
상기 퇴비 첨가제로, 상기 미생물 배양액 및 상기 기타 첨가제를 혼합하여 사용할 경우에는, 5.5~6 : 5의 중량비, 일례로, 5 : 5의 중량비로 혼합되어 사용하는 것이 바람직하다.
상기 석회처리 퇴비, 상기 축분 및 상기 퇴비 첨가제를 혼합한 다음, 예를 들어, 17~22일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는 과정을 거치게 된다. 상기 수분함량이 조절된 혼합물은 상온에서 27~32일 정도 후숙시키는 후숙 단계를 거친 후, 마지막으로 후숙된 혼합물의 수분함량이 15~25%이 되도록 건조하는 건조 단계를 거치게 된다. 이로써, 본 발명의 유기질 비료가 최종적으로 제조될 수 있다.
상기 건조 단계 이후에는 선별 및 파쇄 등의 가공 공정을 추가로 수행한 다음, 별도의 성형 단계를 거쳐 상기 유기질 비료를 제형화시킬 수 있다.
다시 말해서, 본 발명에 의한 유기질 비료는 필요에 따라 액체상태 또는 고체상태로 제형화가 가능하나, 바람직하게는 고체상태, 일례로, 펠렛 형태로 성형하여 제형화될 수 있다. 이러한 펠렛 형태는 기계식 살포가 가능하여 노동력 절감 및 유통의 용이성을 향상시킬 수 있어서 농가의 실질적인 요구와 인력난의 해결을 위한 방안이 될 수 있다. 또한, 상기 펠렛 형태의 유기질 비료는, 축분의 악취를 흡착하는 효능이 우수하여 산업 현장에 보다 쾌적하고 친환경적으로 사용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
A.바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 배양액 제조
TSB (Tryptic Soy Broth) 배지에 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 균주를 접종하여 배양하였다. 구체적인 배양 방법은 다음과 같다.
트립톤(Tryptone) 17.0g/L, 소이톤(Soytone) 3.0g/L, 덱스트로스(Dextrose) 2.5g/L, 염화나트륨(Sodium Chloride) 5.0g/L 및 인산이포타슘(Dipotassium Phosphate) 2.5g/L의 조성을 갖는 고형분(파우더) 30.0g와 1L의 증류수의 혼합물을 121℃를 15분간 유지하는 오토클레이브에서 처리한 다음, 멸균하여 45~50℃의 온도까지 식혀서 배지(최종 pH(Final pH) = 7.3 ± 0.2 at 25℃)를 제조하였다. 이후, 제조된 배지에 상기 균주를 분주하여 배양액을 제조하였다.
최종 제조된 배양액에는, 바실러스 시아멘시스의 농도(생균수)가 1×107 cfu/ml 이었으며, 배양액을 0.5~1.0w% 수준으로 희석한 배양희석액을 사용하였다.
B.유기질 비료 조성물 제조
퇴비 60 중량%, 축분 39 중량% 및 퇴비 첨가제 1 중량%의 혼합물을 얻었다. 이때, 상기 퇴비 첨가제로, 전술한 A에 의하여 제조된 바실러스 시아멘시스 배양액을 사용하였다.
상기 혼합물을 교반하면서 수분함량을 35%로 조절하였다. 수분함량 조절된 혼합물을 30일 동안 상온에서 후숙시킨 뒤, 브러워를 이용하여 수분함량이 20%가 되도록 건조시켰다. 건조된 혼합물을 파쇄한 다음, 펠릿 형태로 제형화한 최종 유기질 비료를 얻었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1의 A 및 B의 제조방법에 따라 유기질 비료를 제조하되, 조성물 내 각 성분의 함량을 퇴비 60 중량%, 축분 35 중량% 및 퇴비 첨가제(미생물 배양액) 5 중량%로 하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1의 A 및 B의 제조방법에 따라 유기질 비료를 제조하되, 조성물 내 각 성분의 함량을 퇴비 60 중량%, 축분 30 중량% 및 퇴비 첨가제(미생물 배양액) 10 중량%로 하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 3의 A 및 B의 제조방법에 따라 유기질 비료를 제조하되, 각 조성의 함량을 퇴비 60 중량%, 축분 30 중량% 및 퇴비 첨가제 10 중량%로 하였으며, 이때, 상기 퇴비 첨가제로 A의 미생물 배양액 및 기타 첨가제를 5 : 5의 중량비로 혼합한 것을 사용하였다. 기타 첨가제는 알로펜 및 제올라이트를 1:0.8의 중량비로 혼합한 혼합물; 이암; 귀뚜라미 또는 귀뚜라미의 사체; 칡 분말; 소맥피; 대두피; 및 커피박을 각각 1.5 : 1 : 1.5 : 1 : 1 : 1 : 1의 중량비로 혼합한 것을 사용하였다.
[실시예 5]
상기 실시예 4의 A 및 B의 제조방법에 따라 유기질 비료를 제조하되, 상기 기타 첨가제로는, 제올라이트, 톱밥, 코코피트, 왕겨, 커피박 및 포도 찌꺼기를 1.5 : 1 : 1 : 1 : 1 : 1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1의 A를 수행하지 않고(미생물 배양액을 포함하지 않고), 상기 실시예 1의 B의 방법을 따르되, 비료 조성물의 조성은, 퇴비 60중량%, 축분 39 중량% 및 시판되는 생장 촉진제 1 중량%로 혼합하여 최종 유기질 비료 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
상기 실시예 1의 A를 수행하지 않고(미생물 배양액을 포함하지 않고), 상기 실시예 1의 B의 방법을 따르되, 비료 조성물의 조성은, 퇴비 60중량%, 축분 35 중량% 및 시판되는 생장 촉진제 5 중량%로 혼합하여 최종 유기질 비료 조성물을 제조하였다.
[비교예 3]
상기 실시예 1의 A를 수행하지 않고(미생물 배양액을 포함하지 않고), 상기 실시예 1의 B의 방법을 따르되, 비료 조성물의 조성은, 퇴비 60중량%, 축분 30 중량% 및 시판되는 생장 촉진제 10 중량%로 혼합하여 최종 유기질 비료 조성물을 제조하였다.
[비교예 4]
상기 실시예 1의 A 및 B의 제조방법에 따라 유기질 비료를 제조하되, A 단계의 미생물을 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7)이 아닌, 바실러스 시아멘시스 B24(Bacillus siamensis B24) 균주를 사용하여 미생물 배양액을 제조하였다. 상기 실시예 1과 동일하게 B 단계의 조성물에서 상기 미생물 배양액(퇴비 첨가제)의 함량은 1 중량%로 포함되었다.
[비교예 5]
상기 실시예 1의 A 및 B의 제조방법에 따라 유기질 비료를 제조하되, A 단계의 미생물을 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7)이 아닌, 바실러스 시아멘시스 B24(Bacillus siamensis B24) 균주를 사용하여 미생물 배양액을 제조하였다. B 단계의 조성물에서 상기 미생물 배양액(퇴비 첨가제)는 5 중량%로 포함되었다.
[비교예 6]
상기 실시예 1의 A 및 B의 제조방법에 따라 유기질 비료를 제조하되, A 단계의 미생물을 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7)이 아닌, 바실러스 시아멘시스 B24(Bacillus siamensis B24) 균주를 사용하여 미생물 배양액을 제조하였다. B 단계의 조성물에서 상기 미생물 배양액(퇴비 첨가제)는 10 중량%로 포함되었다.
<실험예 1: 미생물 배양액의 성분 분석>
바실러스 시아멘시스 배양액에 대한 식물 생장 효과를 확인하기 위하여, 실시예 1의 A에 따라 제조된 배양액 내의 성분 분석 실험을 수행하였다. 보다 구체적인 비교를 위하여, 비교예 4의 A에 따라 제조된 배양액도 함께 비교하였다.
분석 실험 항목은, 암모니아 생성 여부(Ammonia production), 인산염 생성 여부(Phosphate solubilization), 전분 가수분해 실험(Starch hydrolysis), 사이드로포어 생성 여부(Siderophore production), 시안화수소(HCN), 단백질분해효소(Protease), 키티나제 생성 여부(Chitinase production)이며, 구체적인 실험 방법은 공지된 기술에 따라 수행되었으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
Figure pat00001
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 바실러스 시아멘시스(B7) 균주가 암모니아, 전분, 사이드로포어 및 단백질 분해 효소를 생성하는 것을 확인할 수 있었다. 이로써, 상기 바실러스 시아멘시스(B7) 균주가 식물 생장 촉진에 효과를 발휘하는 것을 검증하였다.
<실험예 2: 종자 발아 테스트>
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 6에 따라 각각 최종 제조된 유기질 비료 조성물을 사용하여 엽채류(상추)의 종아발아 실험을 수행하였다. 보다 정확한 비교를 위하여, 종래의 기술과 같이, 바실러스 서브틸리스 배양액을 첨가제로 사용한 비료 조성물을 대조군으로 하여 함께 비교하였다.
실험은 종자 발아를 위해 50구 트레이에서 진행하였으며, 상토에 각 비료 조성물을 혼합한 다음에 상추 종자를 심고(침지 처리), 7일 동안 1일 간격으로 발아수(및/또는 발아세)를 측정하였고, 7일 후에 최종 발아율 및 종자 크기(길이:cm)를 측정하였다.
도 2 내지 도 4는 실험예 2인 종자 발아 테스트(발아 수)를 수행한 사진들이고, 도 5 내지 도 7은 실험예 2인 종자 발아 테스트(최종 발아율)를 수행한 사진들이고, 그 실험 결과를 각각 하기 표 2 내지 표 4에 나타내었다.
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
상기 표 2 내지 표 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예들은 약 2일차 만에 발아수가 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 발명의 실시예들의 초기 발아수가 비교예들 및 대조군(종래 기술)에 비해 많은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예들의 최종 발아율이 비교예들 및 대조군에 비해 월등히 우수하고, 평균 길이도 긴 것을 확인할 수 있었다. 그 중에서도, 실시예 1의 발아율과 평균 길이에 대하여 가장 우수하게 평가되었다.
<실험예 3: 부숙도 측정>
실시예 1에 따라 최종 제조된 유기질 비료 조성물의 퇴비 부숙 촉진 효과를 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 보다 정확한 비교를 위하여, 실시예 1의 비료 조성물과, 종래의 기술인 슈도모나스 프로테겐스(Pseudomonas protegens) 및 아스퍼질러스 칼레스테미이(Aspergillus callestemii)의 혼합 미생물 배양액을 첨가제로 사용한 비료 조성물을 대조군으로 하여 함께 수행되었다.
부숙도 측정에 대한 구체적인 실험 방법은 공지된 기술을 따라 수행되었으며, 그 결과로써, 부숙 촉진에 의한 열 발생을 확인할 수 있는 온도 그래프를 도 8에 나타내었다.
도 8을 참조하면, 실시예 1의 비료 조성물을 처리했을 때, 부숙 촉진에 의한 열 발생이 8월 7일부터 급격하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 대조군(종래 기술)의 경우, 실험 시작 후 약 6일이 지나서야 비로소 부숙에 의한 열 발생이 나타나기 시작하는 것을 확인할 수 있었다.
다시 말해서, 실시예 1의 비료 조성물, 즉, 바실러스 시아멘시스 B7 균주를 포함하는 비료 조성물은, 퇴비 부숙 촉진에 대해 종래의 미생물 배양액을 포함하는 비료 조성물 대비 우수한 효과를 발휘할 수 있음을 보여준다.
<실험예 4 : 악취 흡착 성능 평가>
실시예 3 내지 실시예 5의 각 비료 조성물에 대하여, 악취 흡착 성능을 평가하는 실험을 수행하였다. 실험 방법은, 각 조성물을 Lab scale 컬럼에 충진하고, 암모니아 가스 또는 황화수소 가스를 각각 180ppm 또는 20ppm의 농도로 공급하면서 악취 흡착 성능을 시험하였다. 가스의 농도는 30분의 간격을 두고 검지관으로 측정하였으며 동일 조건에서 3 반복 실험의 산술평균값으로 하기 표 5에 기재하였다.
Figure pat00005
상기 표 5를 참조하면, 기타 첨가제를 포함하는 실시예 4 및 5가 실시예 3에 비하여 악취 가스 흡착 효과가 더 우수한 것으로 확인되었다. 그 중에서도, 실시예 4가 악취 가스 저감 효능에 대하여 가장 우수한 평가를 받았다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

Claims (10)

  1. 수탁번호 KACC 92402P로 기탁된, 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 균주.
  2. 석회처리 퇴비; 축분; 및 제1항의 균주의 미생물 배양액을 포함하는 퇴비 첨가제;를 혼합하는 혼합 단계;
    상기 석회처리 퇴비, 축분 및 퇴비 첨가제를 혼합한 혼합물을 17~22일 동안 교반하면서 수분함량을 30~40%로 조절하는 교반 단계;
    상기 수분함량이 조절된 혼합물을 27~32일 정도 후숙시키는 후숙 단계; 및
    상기 후숙된 혼합물을 수분함량이 15~25%이 되도록 건조하는 건조 단계;를 포함하는 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 혼합 단계에서, 상기 석회처리 퇴비 50 내지 60 중량%, 상기 퇴비 첨가제 1 내지 10 중량% 및 잔량으로 축분을 포함하는 혼합물을 제조하는 것을 특징으로 하는, 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 미생물 배양액은, 상기 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 균주가 1×106~8 cfu/ml 으로 포함된 것을 특징으로 하는, 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 미생물 배양액을 제조하는 방법은, 상기 바실러스 시아멘시스 B7(Bacillus siamensis B7) 균주를 배지에 접종하여 분주시키되,
    상기 배지의 조성물은, 고형분 총 중량에 대하여, 트립톤(Tryptone) 52 내지 60 중량%, 소이톤(Soytone) 8 내지 12 중량%, 덱스트로스(Dextrose) 5 내지 10 중량%, 염화나트륨(Sodium Chloride) 13 내지 18 중량% 및 인산이포타슘(Dipotassium Phosphate) 5 내지 10 중량%을 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 미생물 배양액은, 상기 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%의 함량으로 포함되는 것을 특징으로 하는, 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 퇴비 첨가제는, 알로펜, 제올라이트, 이산화티타늄, 게르마늄, 맥반석, 이암, 활성탄, 곤충 또는 곤충의 사체, 칡 분말, 포도 찌꺼기, 톱밥, 코코피트, 단백피, 소맥피, 탈지강, 대두피, 왕겨, 볏짚, 커피박으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 기타 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기타 첨가제는, 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는, 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 건조 단계 이후에,
    선별 및 파쇄 공정을 수행한 다음, 고체화하여 펠렛 형태로 성형하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기질 비료 조성물의 제조방법.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 유기질 비료 조성물의 제조방법에 따라 제조되는, 유기질 비료 조성물.
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