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KR101016859B1 - 연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 길항세균 및 그것의 미생물 유기질 비료 - Google Patents

연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 길항세균 및 그것의 미생물 유기질 비료 Download PDF

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KR101016859B1
KR101016859B1 KR1020107013076A KR20107013076A KR101016859B1 KR 101016859 B1 KR101016859 B1 KR 101016859B1 KR 1020107013076 A KR1020107013076 A KR 1020107013076A KR 20107013076 A KR20107013076 A KR 20107013076A KR 101016859 B1 KR101016859 B1 KR 101016859B1
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KR
South Korea
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njn
microbial
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fermentation
mixture
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KR1020107013076A
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Inventor
치룽 션
신 헤
치웨이 후앙
싱밍 양
삐아오 션
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지앙수 뉴 그라운드 바이오퍼틸라이저 엔지니어링 센터 컴퍼니 리미티드
난징 애그리컬처럴 유니버시티
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Publication date
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Abstract

본 발명은 연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 길항세균 및 그 미생물 유기질 비료에 관한 것이다. 본 발명은 집약적 농업 생산 기술에 속한다. 본 발명은 2개의 길항세균 NJN-6 및 NJN-11로 분리되며, 성인 돼지 퇴비 및 유채 깻묵(rapeseed cake) 퇴비에 2개의 상기 균주를 접종하여 고상 발효를 실시함으로써 미생물 유기질 비료를 생산한다. 미생물 유기질 비료는 상기 비료 내에 길항세균 NJN-6 및 NJN-11의 각각의 양이 1×108cfu/g이고, 총 질소가 4~5%(중량%), 총 질소의 90%(중량%)의 초과량이 유기 질소이며, 총 질소-인-칼륨 영양분은 6~10%(중량%)이며, 유기물은 30~35%(중량%)인 특징이 있다. 실험의 결과로부터 바나나 시들음병의 방지율이 80% 이상에 도달하며, 심한 정도로 발병된 테라스에서도 발병률을 5% 미만으로 방지할 수 있다(15% 이상의 계절에 따른 발병률). 연 년으로 비료를 토양에 적용한다면 시들음병을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 길항세균 및 그것의 미생물 유기질 비료{ANTAGONISTIC BACTERIA FOR CONTROLLING THE FUSARIUM WILT OF CONTINUOUS CROPPING BANANA AND THEIR MICROBIAL ORGANIC FERTILIZER}
본 발명은 연작 바나나의 시들음병(Fusarium wilt)을 방지하기 위한 길항세균(antagonistic bacteria) 및 그 미생물 유기질 비료에 관한 것이다. 본 발명은 집약적 농업 생산 기술에 속한다.
연작 바나나의 시들음병이 2001년 중국에서 처음 발견된 이후, 토양성에 의해 전달되는 질병이 급속도로 퍼지고 있다. 현재 하이난성(Hainan Province), 광동성(Guangdong Province), 광서 장족 자치구(Guangxi Zhuang Autonomouns Region)를 포함한 중국의 주요한 바나나 생산지의 상황이 악화되고 있다. 지금까지 상기 질병은 바나나 생산에 심각하게 영향을 주고 있다. 연작 바나나의 시들음병은 병원균(Fusarium oxysporum f. sp. Cubense Race 4)에 의하여 발병되는데, 4번째 컷팅 때 발병하며, 6번째 컷팅 이후에는 더욱 심각해진다. 이 질병을 방지할 수 있는 방법이나 방안이 없다면 향후 5년 내지 10년 동안 바나나를 생산하기 어려워질 것이며, 이는 중국 내의 바나나 산업 및 국민의 생활에 막대한 영향을 미칠 것이다. 본 연구의 결과는 연작 농작물의 시들음병에 대한 중요한 사안이 영양분의 부족이나 불균형에 있지 않으며, 또한 토양의 2차 염류 축적작용(salinization)에 있는 것이 아니라 토양 미생물상(microbial flora) 및 그 2차 물질 독성에 문제가 있다는 것을 시사한다.
다른 한편으로는, 벼(paddy), 밀(wheat), 옥수수(corn), 유채(rape) 및 다른 작물들의 짚은 즉시 태워지고, 규모 있게 기르는 가축 및 가금류의 배설물은 버려졌다. 그것은 환경을 심각하게 오염시킬 뿐만 아니라, 유기질 비료 및 생유기질(bio-organic) 비료 제품을 생산하는데 사용될 수 있는 원료를 크게 낭비하고; 거대한 영양 자원(C, N, P, K, S 및 미량 원소들)을 토양 밖으로 잃어버리는 것이다 - 식물 시스템 및 중국 농업의 지속적인 성장 가능성은 두드러지게 약화되었다. 어떻게 하면 작물의 수확 때문에 토양으로부터 빠져나간 영양 성분들을 최대한으로 되돌릴 수 있을 것인가? 이러한 고형의 유기 폐기물을 상업용 유기질 비료로 만들고 토양에 비료를 사용하는 것만이 유일한 방법이다. 만일 이러한 고형의 유기 폐기물들이 고온 발효를 통하여 고급 유기질 퇴비(high-grade organic compost)로 합성된다면, 그 후 상기 혼합비료는 미생물 유기질 비료를 제조하기 위한 기능성 세균의 담체로서 사용되며, 그 기능은 명확해질 것이며 거기에는 충분한 적용 전망이 있을 것이다.
본 발명의 목적은 연작 바나나의 시들음병을 방지할 수 있는 길항세균 및 그 미생물 유기질 비료를 제공하는 것이다. 본 발명은 상기 병을 효과적으로 방지하여 생산을 증가시킨다. 본 발명은 연작 장애를 가지는 토양을 생물학적으로 회복시킬 수 있으며, 집약적 농업의 원활한 발전을 보장한다.
본 발명은 연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 길항세균 및 그 미생물 유기질 비료를 제공한다. 미생물 유기질 비료는 길항세균 NJN-6 및 NJN-11의 각각의 양이 1×108cfu/g이고, 총 질소가 4~5%(중량%), 총 질소의 90%(중량%)의 초과량이 유기 질소이며, 총 질소-인-칼륨 영양분은 6~10%(중량%)이며, 유기물은 30~35%(중량%)인 특징이 있다.
본원 발명은 시중에 나와 있는 다른 유기질 비료 제품과 비교하면 하기의 이점을 가진다:
1) 상기 비료 제품은 바나나의 시들음병의 병원균의 성장을 억제할 수 있는 매우 효율적인 균주 NJN-6 및 NJN-11을 포함한다. 억제 효과는 매우 주목할만하다. 실험 결과는 바나나의 시들음병의 억제 속도가 80%를 초과하며, 발병률을 5% 미만이며, 심각하게 발병된 테라스에서조차도 발병률이 5% 미만으로 조절될 수 있다(15% 이상의 계절에 따른 발병률)(표 2). 상기 비료를 토양에 연년(successive years)으로 토양에 적용한다면 시들음병을 효과적으로 방지할 수 있다.
2) 상기 비료는 유기질 비료이며, 풍부한 유기 물질(함량은 30-35)을 함유하고, 유기 질소 함량은 4%인데, 이들 대부분은 아미노산과 미세분자 펩티드이다. 상기 제품에서 전체 인(phosphor)의 함량은 4%이다. 게다가, 상기 제품은 훌륭한 생물학적 이용 가능성을 가진다. 상기 제품이 사용된 후, 작물들은 묘목 단계(seedling stage)에서 포스포린 민감성 시기(phosphorine sensitive period)를 성공적으로 통과할 수 있다.
3) 생-균주(bio-strain) 조제품이기 때문에, 화학 살충제의 사용에 의하여 야기되는 임의의 문제들을 가지지 않으며, 무공해 채소 생산에 기여한다. 농부들은 시들음병을 방지하는 다른 화학 살충제를 사용하지 않거나 그 양을 감소시킬 수 있다. 이것은 농부들의 지출을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 농작물의 품질을 향상시킬 수 있다. 한편, 미생물 비료는 수율을 증가시키는 기능을 가지므로 농부들의 수입을 증가시킬 수 있다.
4) 미생물 유기질 비료는 영양 포트분(pot) 및 그 분야에 사용될 수 있다. 유기 비료의 기능을 가질 뿐만 아니라 길항세균의 다양한 생-조절 메커니즘을 거쳐 바나나 파나마 시들음병(banana Panama wilt)을 방지할 수 있다.
도 1은 NJN-6 균주의 길항 효과를 나타낸 것이다.
도 2는 NJN-11 균주의 길항 효과를 나타낸 것이다.
도 3은 포트분에서의 NJN-6 균주의 길항 효과를 나타낸 것이다.
(주: T1: 대조군; T3: NJN-6를 포함하는 유기질 비료)
도 4는 포트분에서의 NJN-11 균주의 길항 효과를 나타낸 것이다.
(주: T1: 대조군; T4: NJN-11을 포함하는 유기질 비료)
도 5는 균주 포트분에서의 NJN-6 및 균주 NJN-11을 포함하는 혼합된 비료의 길항 효과를 나타낸 것이다.
(주: T1: 대조군; T5: NJN-6 및 NJN-11 모두를 포함하는 유기질 비료)
연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 길항세균은 균주 NJN-6 및 균주 NJN-11을 포함하고, 상기 균주 모두 바실러스 서브틸리스균(Bacillus subtilis)에 속하며, 중국 일반미생물 보존센터(China General Mircrobiological Culture Collection Center, CGMCC)에 의하여 보존 번호 CGMCC NO. 3183 및 CGMCC NO. 3184로 보존되었다.
균주 NJN-6의 주요한 생물학적 성질은 다음과 같다: 그람-양성; 막대형; 말단포자(terminal spore); 통성 혐기성균(facultative anaerobe); 카탈라제(catalase)-양성: 옥시다제(oxidase)-음성; V.P 반응은 양성이다; 메틸레드 테스트(methyl red test)는 음성이다; 글루코스의 발효는 가스 없이 산을 생성시킨다; 프럭토스의 발효는 산과 가스를 생성시킨다; 자일로스, L-아라비노스 및 만니트(mannit)는 발효될 수 없다; 구연산염(citrate)-양성; 니트라타제(nitratase)-양성; 아밀라제-양성; 젤라틴 가수분해-양성; 카제인의 분해 반응은 양성이다.
균주 NJN-11의 주요한 생물학적 성질은 다음과 같다: 그람-양성, 막대형, 말단포자(terminal spore); 통성 혐기성균(facultative anaerobe); 카탈라제(catalase)-양성: 옥시다제(oxidase)-음성; V.P 반응은 양성이다; 메틸레드 테스트(methyl red test)는 양성이다; 글루코스와 프럭토스의 발효는 가스 없이 산을 생성시킨다; 자일로스, L-아라비노스 및 만니트(mannit)는 발효될 수 없다; 구연산염(citrate)-양성; 니트라타제(nitratase)-양성; 아밀라제-양성; 젤라틴 가수분해-양성; 카제인의 분해 반응은 양성이다.
연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 길항세균으로부터 제조된 미생물 유기질 비료는 상기 미생물 유기질 비료에서 길항세균 NJN-6 및 NJN-11의 각각의 양이 1×108cfu/g 초과이고, 총 질소량은 4 ~ 5%(중량%)이며, 상기 총 질소량의 90%(중량%) 초과량이 유기 질소이고, 총 질소-인-칼륨 영양분은 6 ~ 10%(중량%)이고 유기물은 30 ~ 35%(중량%)인 것을 특징으로 한다.
상기 미생물 유기질 비료는 하기의 방법에 의하여 생성된다:
(1) 상기 길항세균 NJN-6 및 NJN-11은 각각 하기한 조건에 의하여 액체 발효 생산을 한다: 배양 용액은 포테이토-덱스트로스-아가(potato-dextrose-agar, PDA)로서, pH 값이 6.0 ~ 7.0이고, 배양 온도가 30 ~ 35℃; 교반속도가 180 ~ 300r/min; 발효시간이 48h; 발효 배양액의 세균 또는 포자의 양이 ≥ 1×1010ind/mL이며; 상기 PDA 배양액의 제조방법(실시예로서 배양 배지 1L를 제조할 때)은 다음과 같다: 200g의 감자의 껍질을 벗기고, 조그맣게 깍뚝 썰기를 하고, 30분 동안 끓는 물에서 끓이고 난 후 혼합물을 여과시키고, 일반적인 수크로오스 20g를 상기 여과액에 첨가하고, 부피를 1000mL으로 고정시키고, pH 값을 7.2-7.4로 조절하고 상기 액체를 121℃에서 20분 동안 살균한다.
(2) NJN-6 및 NJN-11 발효액을 각각 성인 돼지 배설물 퇴비 및 평지씨를 으깬 곡물(rapeseed meal)의 미생물 효소적 가수분해 혼합물에 50L/t의 정량으로 접종하여 고상 발효를 실시한다. 발효 온도는 50℃ 미만이다. 발효하는 동안에 상기 물질을 하루에 한번 뒤집고, 발효를 5일 안에 완결하여 길항세균의 양이 1×108cfu/g를 초과하도록 한다. 종국에는 돼지 배설물과 평지씨를 으깬 곡물의 분해물을 포함하는 상기 NJN-6 및 NJN-11 고상 미생물제(microbial agents)를 얻는다. 상기 성인 돼지 배설물 퇴비는 성인 돼지 배설물 퇴비의 발아 지수(germination index)는 98% 초과이며, 유기물의 양이 ≥35%(중량%)이고, 유기 질소의 양이 1.2-2%(중량%)이며, 수분량은 25-30%(중량%)이다.
(3) 2개의 형태에 의해 - 퇴비, 및 평지씨를 으깬 곡물, 길항제 NJN-6 고상 미생물제 및 길항제 NJN-11 고상 미생물제의 미생물 분해 혼합물을 1:1의 부피비로 혼합하여 퇴비의 혼합된 고상 미생물제 및 평지씨를 으깬 곡물의 미생물 분해 혼합물의 혼합된 고상 미생물제를 제조한다.
(4) 퇴비의 고상 미생물제 혼합물(50-70% v/v) 및 평지씨를 으깬 곡물의 미생물 효소적 가수분해 혼합물의 고상 제조 혼합물(30-50% v/v)을 완전하게 혼합한다. 혼합물을 2-3일 동안 숙성시킨다. 숙성되는 동안 2번 뒤집는다. 종국에는 미생물 유기질 비료를 60℃를 초과하지 않는 온도에서 수분량이 30% 미만이 될 때까지 증발시킨다. 포장한 후 연작 바나나의 시들음병을 방지하는 미생물 유기질 비료를 얻는다.
미생물 유기질 비료는 연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위하여 배타적으로 사용될 수 있다.
실시예
(I) 길항 균주의 분리
길항 균주의 1차 스크리닝: 바나나 연작 필드에서 얻은 건강한 바나나 근권 토양(rhizosphere soil)에 PDA 및 NA(nutrient agar, 영양 아가)를 이용하여 병원균 시들음병 제4 생리형(Fusarium oxysporum Race 4, 중국 일반미생물 보존센터(China General Mircrobiological Culture Collection Center)에서 얻음)의 포자 현탁액을 첨가하여 길항 세균의 이중층 플레이트 스크리닝을 실시하였다. 1차 스크리닝에서 11개의 길항 세균을 얻었고, 다음 스크리닝을 위하여 -20℃에서 동결건조하여 보관하였다.
길항 균주의 2차 스크리닝: 1차 스크리닝을 거친 길항 세균 및 병원균을 PDA 플레이트상의 컨프론트 배양(confront culture)을 이용하여 2차 스크리닝을 위하여 수집하였다. 플레이트로부터 병원균 조각을 펀치(5mm)로 취하여 24시간 동안 PDA 플레이트의 중앙에 놓고 살균된 이쑤시개로 2cm의 거리를 형성하는 병원균인 PDA 플레이트의 중앙에 테스트용 상기 길항 세균을 접종하고, 연속하여 이들을 28℃의 인큐베이터에서 3~5일 동안 방치하였다. 병원균에 대한 길항 세균 콜로니의 저해력을 관찰하여 세균 균주 NJN-6 및 NJN-11을 얻었다. NJN-6 균주 및 NJN-11 균주의 길항 효과를 도 1 및 도 2에 나타내었다.
(II) 길항 세균의 분리
NLJ-6 및 NJN-11 균주는 바실러스 서브틸리스균(Bacillus subtilis)로 확인되었다.
균주 NJN-6의 주요한 생물학적 성질은 다음과 같다: 그람-양성; 막대형; 말단포자(terminal spore); 통성 혐기성균(facultative anaerobe); 카탈라제(catalase)-양성: 옥시다제(oxidase)-음성; V.P 반응은 양성이다; 메틸레드 테스트(methyl red test)는 음성이다; 글루코스의 발효는 가스 없이 산을 생성시킨다; 프럭토스의 발효는 산과 가스를 생성시킨다; 자일로스, L-아라비노스 및 만니트(mannit)는 발효될 수 없다; 구연산염(citrate)-양성; 니트라타제(nitratase)-양성; 아밀라제-양성; 젤라틴 가수분해-양성; 카제인의 분해 반응은 양성이다.
균주 NJN-11의 주요한 생물학적 성질은 다음과 같다: 그람-양성, 막대형, 말단포자(terminal spore); 통성 혐기성균(facultative anaerobe); 카탈라제(catalase)-양성: 옥시다제(oxidase)-음성; V.P 반응은 양성이다; 메틸레드 테스트(methyl red test)는 양성이다; 글루코스와 프럭토스의 발효는 가스 없이 산을 생성시킨다; 자일로스, L-아라비노스 및 만니트(mannit)는 발효될 수 없다; 구연산염(citrate)-양성; 니트라타제(nitratase)-양성; 아밀라제-양성; 젤라틴 가수분해-양성; 카제인의 분해 반응은 양성이다.
(III) 미생물제의 생산
(1) 상기 길항세균 NJN-6 및 NJN-11은 각각 액체 배양을 위한 PDA 배양 용액에 접종된다. 발효 조건은 다음과 같다: pH 값이 6.0 ~ 7.0이고, 배양 온도가 24 ~ 37℃; 교반속도가 180 ~ 300r/min; 발효시간이 48h; 발효 배양액의 세균 또는 포자의 양이 ≥ 1×1010ind/mL이며; 상기 PDA 배양액의 제조방법(실시예로서 배양 배지 1L를 제조할 때)은 다음과 같다: 200g의 감자의 껍질을 벗기고, 조그맣게 깍뚝 썰기를 하고, 30분 동안 끓는 물에서 끓이고 난 후 4겹의 의료용 거즈로 혼합물을 여과시키고, 일반적인 수크로오스 20g를 상기 여과액에 첨가하고, 부피를 1000mL으로 고정시키고, pH 값을 7.2-7.4로 조절하고 상기 액체를 121℃에서 20분 동안 살균한다.
(2) NJN-6 및 NJN-11 발효액을 각각 성인 돼지 배설물 퇴비 및 평지씨를 으깬 곡물(rapeseed meal)의 미생물 효소적 가수분해 혼합물에 50L/t의 정량으로 접종하여 고상 발효를 실시한다. 발효 온도는 50℃ 미만이다. 발효하는 동안에 상기 물질을 하루에 한번 뒤집고, 발효를 5일 안에 완결하여 길항세균의 양이 1×108cfu/g를 초과하도록 한다. 종국에는 돼지 배설물과 평지씨를 으깬 곡물의 분해물을 포함하는 상기 NJN-6 및 NJN-11 고상 미생물제(microbial agents)를 얻는다. 상기 성인 돼지 배설물 퇴비는 성인 돼지 배설물 퇴비의 발아 지수(germination index)는 98% 초과이며, 유기물의 양이 ≥35%(중량%)이고, 유기 질소의 양이 1.2-2%(중량%)이며, 수분량은 25-30%(중량%)이다.
평지씨를 으깬 곡물의 미생물 분해 혼합물은 하기의 방법에 의하여 생산된다(공중에 의하여 공지되고 사용됨, 중국 발명 특허 ZL200610086126.0("a biological preparation method of amino acids for agricultural use and their fertilizer product")를 참조): 가공하지 않은 평지씨를 으깬 곡물 내로 균주 37-1의 발효액을 첨가하고, 물의 함량을 55-65% 및 pH 값을 6.0-7.5로 조정하고, 개방형 고형 발효(oepn solid fermentation)를 수행하고, 발효 온도가 50℃로 올라가면 한번 뒤집고, 그때부터 매일 뒤집어 5일 동안 온도를 35-50℃로 유지하였다. 고형 발효 시작 후, 물질의 pH 값은 계속 올라갈 것이다. 뒤집을 때마다 물의 함량과 pH 값을 조정하기 위하여 산성 용액이 첨가되어야 하며, 물의 함량은 55-65% 및 pH값은 6.0-7.0으로 유지한다. 발효가 종료될 때, 물질의 pH 값이 약 5.0이 될 때까지 산성 용액을 다시 뿌려주어야 할 것이다. 그 후, 상기 물질을 저온에서 건조시키거나 자연건조시킨다. 최종 생성물은 유채씨 깻묵의 미생물 분해로부터 얻은 혼합물이다(아미노산을 포함하는 혼합물).
(3) 2개의 형태에 의해 - 퇴비, 및 평지씨를 으깬 곡물, 길항제 NJN-6 고상 미생물제 및 길항제 NJN-11 고상 미생물제의 미생물 분해 혼합물을 1:1의 부피비로 혼합하여 퇴비의 혼합된 고상 미생물제 및 평지씨를 으깬 곡물의 미생물 분해 혼합물의 혼합된 고상 미생물제를 제조한다.
(4) 퇴비의 고상 미생물제 혼합물(70% v/v) 및 평지씨를 으깬 곡물의 미생물 효소적 가수분해 혼합물의 고상 제조 혼합물(30% v/v)을 완전하게 혼합한다. 혼합물을 2-3일 동안 숙성시킨다. 숙성되는 동안 2번 뒤집는다. 종국에는 미생물 유기질 비료를 60℃를 초과하지 않는 온도에서 수분량이 30% 미만이 될 때까지 증발시킨다. 연작 바나나의 시들음 병을 방지하는 (NJN-6 및 NJN-11 각각 포함하는) 단일 가닥의 미생물 유기질 비료 및 (NJN-6 및 NJN-11 모두를 포함하는) 미생물 유기질 비료 혼합물을 얻는다.
미생물 유기질 비료 혼합물(상기 미생물 유기질 비료는 연작 바나나 시들음병을 방지하는 데에 독점적으로 사용될 수 있다)은 상기 미생물 유기질 비료에서 길항세균 NJN-6 및 NJN-11의 각각의 양이 1×108cfu/g 초과이고, 총 질소량은 4 ~ 5%(중량%)이며, 상기 총 질소량의 90%(중량%) 초과량이 유기 질소이고, 총 질소-인-칼륨 영양분은 6 ~ 10%(중량%)이고 유기물은 30 ~ 35%(중량%)인 것을 특징으로 한다.
(IV) 그린하우스의 방지 효과 실험
실험은 4개의 처리로 설정된다: T1-대조군, 미생물-유기(micro-organic) 비료 미적용; T3-(NJN-6 균주를 포함하는) 단일 가닥의 미생물 유기질 비료의 적용; T4-(NJN-11 균주를 포함하는) 단일 가닥의 미생물 유기질 비료의 적용; T5-(NJN-6 균주 및 NJN-11 균주 모두를 포함하는) 복합 미생물 유기질 비료의 적용. 미생물 유기질 균주의 양: 바나나 연작 토양에 묘목(묘목할 때 건강한 토양을 사용)하고 옮겨 심을 때 토양의 2%의 중량으로 적용하여 5번째 투어 리프(ture leaf) 나타남. 모든 양의 질소-인-칼륨을 균등하게 진행하였으며, 규칙적으로 처리한다. 발병률을 관찰하기 위하여 질병률을 기록하여 바나나의 시들음병을 방지할 수 있는지를 확인한다.
바나나 묘목을 옮겨 심은 지 30일 후에, 병든 식물이 T1(대조군, 미생물-유기 비료 미적용)에서 발견되었고, 그 후 20일 내에 T1 식물의 80%가 병들었으며, 반면에 그동안 다른 조작에서 다양한 상황이 발생하였다. 옮겨 심은 지 50일 후의 식물의 방지율 및 질병률을 표 1에 나타내었다. 포트분 실험의 결과로부터 NJN-6 (T3) 및 NJN-11 (T4)를 포함하는 유기질 비료를 사용함으로써 바나나의 시들음병의 방지율이 각각 75% 및 68%인 것을 알 수 있는데(도 3, 도 4), 여기에서 T5 - (NJN-6 균주 및 NJN-11 균주를 포함하는) 복합 미생물-유기 비료의 적용은 가장 좋은 효과를 가지며 87.5% 이하의 방지율을 보입니다(도 5).
바나나 파나마 시들음병을 방지하기 위한 다른 미생물 유기질 비료의 효과
처리 T1 T3 T4 T5
질병률 80% 20% 25% 10%
질병 방지율 / 75% 68.8% 87.5%
토양 미생물상의 바나나 파나마 시들음병에 미치는 다른 미생물 유기질 비료의 영향
처리 세균(토양의 cfu/g) 방선균증(Actinomycosis, 토양의 cfu/g) 곰팡이류(fungus, 토양의 cfu/g)
T1 1.54×108 3.57×106 2.3×105
T3 1.49×109 6.8×107 2.4×104
T4 2.56×109 2.87×107 6.9×104
T5 2.87×109 4.33×107 3.1×104
주: T1: CK (비료); T3: 바나나의 시들음병에 대한 특정한 길항세균(NJN-6)을 포함하는 단일-가닥의 미생물 유기질 비료; T4: 바나나의 시들음병에 대한 특정한 길항세균(NJN-11)을 포함하는 단일-가닥의 미생물 유기질 비료; T5: NJN-6 및 NJN-11 균주 모두를 포함하는 혼합된 미생물 유기질 비료; 모든 테스트용 토양은 바나나 연작 토양이다.
(V) 필드 실험
영양볼 시딩(seeding) 및 필드에서 바나나 시들음병을 방지하기 위한 미생물 유기질 비료를 동시에 적용한다. 미생물 유기질 비료의 양은 다음과 같다: 영양 포트분에서 옮겨 심을 때 1.5중량%이고, 필드에 옮겨 심을 때 적용속도로서 나무당 1.5kg (225kg/mu으로의 양). 결과로부터 심한 시들음병을 가진 필드에서 바나나의 시들음병을 5% 미만으로 방지할 수 있다는 것을 알 수 있다(15% 이상의 계절에 따른 질병율)(표 3). 바나나 킬로그램 당 8위안의 가격에 따라, 영양볼 시딩 및 필드에 미생물 유기질 비료를 동시에 적용하는 것은 농부에게는 3424yuan/mu(위안/나무)의 소득을 증가시킬 수 있다. 미생물 유기질 비료의 값으로서 517.5yuan/mu를 공제한 후에, 바나나 농부들은 2906.5yuan/mu의 순이익을 가지며, 이는 유기질 비료의 대규모 적용을 가능하게 한다.
바나나 시들음병을 방지하는 데에 미치는 미생물 유기질 비료의 영향
처리 시들음병 질병률(%) 바나나 수득율(Kg/mu) 증가율(%)
대조군(영양포트분에 미생물 유기질 비료를 적용하고 옮겨심음)
18±2.3
2505±85
____
영양 포트분에 미생물 유기질 비료를 적용
7.8±1.8
3127±94
24.8
필드에 미생물 유기질 비료를 적용
12.1±2.1
2989±74
19.3
영양포트분 및 필드 모두에 미생물 유기질 비료를 적용
4.5±1.5
3361±88
34.2
주: 미생물 유기질 비료의 양은 다음과 같다: 영양포트분에 옮겨 심을 때 1.5중량%, 및 필드에 옮겨 심을 때 적용 비율에 따라 나무당 1.5kg (225kg/mu의 양).
본 발명은 미생물상(microbial flora)의 중요한 사안으로 진행되었으며, 80% 이상의 생-조절률을 가지며 바나나 시들음병을 상당히 제거하는 미생물 유기질 비료 생산품을 개발한다. 비료 생산품의 메커니즘은 비료 생산물에서 효과적인 탄소 및 질소원에 있으며, 미생물상의 효과적이고 기능적인 세균 배양에 우수한 조건을 제공해 주어 외인성(exogenous)의 유익하고 기능적인 세균 미생물의 생태학 및 먹이사슬을 급속도로 확립시켜주며, 다른 한편으로는 비료 생산품은 다량의 유기 질소 및 인을 함유하고 있는데, 이는 연작 장애를 가진 토양에서의 바나나의 성장에 매우 유익하며 묘목-불량률(seedling-standing ratio)뿐만 아니라 역경 방지능력(anti-adversity ability)도 매우 증강시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) NJN-6 (CGMCC NO. 3183) 또는 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) NJN-11 (CGMCC NO. 3184)로 구성된 군으로부터 선택되는, 연작 바나나의 시들음병을 방지하기 위한 것을 특징으로 하는 길항세균.
  2. 제1항에 따른 길항세균 NJN-6 및 NJN-11의 각각의 양이 1×108cfu/g 초과이고, 총 질소량은 4 ~ 5%(중량%)이며, 상기 총 질소량의 90%(중량%) 초과량이 유기 질소이고, 총 질소-인-칼륨 영양분은 6 ~ 10%(중량%)이고 유기물은 30 ~ 35%(중량%)인 것을 특징으로 하는 미생물 유기질 비료.
  3. (1) pH 값이 6.0 ~ 7.0이고, 배양 온도가 30 ~ 35℃; 교반속도가 180 ~ 300r/min; 발효시간이 48h; 발효 배양액의 세균 또는 포자의 양이 ≥ 1×1010ind/mL인 발효조건에서, 액체 발효를 위한 PDA 배양용액 내로 제 1항에 의한 길항세균 NJN-6 및 NJN-11을 접종하는 단계;
    (2) NJN-6 및 NJN-11 발효액을 각각 성인 돼지 배설물 퇴비 및 평지씨를 으깬 곡물(rapeseed meal)의 미생물 효소적 가수분해 혼합물에 50L/t의 정량으로 접종하여 고상 발효를 실시하는 단계로서, 발효 온도는 50℃ 미만이고, 발효하는 동안에 상기 혼합물을 하루에 한번 뒤집고, 발효를 5일 안에 완결하여 길항세균의 양이 1×108cfu/g를 초과하도록 하여, 돼지 배설물과 평지씨를 으깬 곡물의 분해물을 포함하는 상기 NJN-6 및 NJN-11 고상 미생물제(microbial agents)를 얻는 단계;
    (3) 2개의 형태에 의해 - 퇴비, 및 평지씨를 으깬 곡물, 길항제 NJN-6 고상 미생물제 및 길항제 NJN-11 고상 미생물제의 미생물 분해 혼합물을 1:1의 부피비로 혼합하여 퇴비의 혼합된 고상 미생물제 및 평지씨를 으깬 곡물의 미생물 분해 혼합물의 혼합된 고상 미생물제를 제조하는 단계; 및
    (4) 퇴비의 고상 미생물제 혼합물(50-70% v/v) 및 평지씨를 으깬 곡물의 미생물 효소적 가수분해 혼합물의 고상 제조 혼합물(30-50% v/v)을 완전하게 혼합하고, 혼합물을 2-3일 동안 숙성시키고, 숙성되는 동안 2번 뒤집고, 종국에는 미생물 유기질 비료를 60℃를 초과하지 않는 온도에서 수분량이 30% 미만이 될 때까지 증발시키고, 포장 후 연작 바나나의 시들음병을 방지하는 미생물 유기질 비료를 얻는 단계를;
    포함하는, 제1항에 따른 길항세균을 이용한 미생물 유기질 비료의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (1) 단계에서 사용된 상기 PDA 배양액은 하기의 방법에 따른 미생물 유기질 비료의 제조방법으로서, 1L의 배지를 제조시 200g의 감자의 껍질을 벗기고, 조그맣게 깍뚝 썰기를 하고, 30분 동안 끓는 물에서 끓이고 난 후 혼합물을 여과시키고, 일반적인 수크로오스 20g를 첨가하고, 부피를 1000mL으로 고정시키고, pH 값을 7.2-7.4로 조절하고 상기 액체를 121℃에서 20분 동안 살균하는 것을 특징으로 하는 미생물 유기질 비료의 제조방법.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 (2) 단계에서 사용된 상기 성인 돼지 배설물 퇴비는 성인 돼지 배설물 퇴비의 발아 지수(germination index)가 98% 초과이며, 유기물의 양이 ≥35%(중량%)이고, 유기 질소의 양이 1.2-2%(중량%)이며, 수분량은 25-30%(중량%)인 미생물 유기질 비료의 제조방법.
  6. 삭제
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