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문제 정의
- 이에 본 연구에서는 큰느타리버섯 재배농가에서 버섯 재배 후 발생되는 배지 (이하 "폐배 지")와 처음 사용되는 배지 (이하 "새배지")의 일정 비율 혼합에 따른 균사 배양 및 자실체 생육특성비교를 통해 큰 느타리버섯 폐배지의 적정 첨가 비율 및 재이용 방법을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 55일간의 배양 및 생육과정을 거쳐 탈병 되어진 배지를 수거한 뒤 1.5×1.5cm의 체를 이용하여 수확과정 중에 남겨진 버섯 잔재물 및 배지 덩어리 등을 제거한 폐배지를 새배지에 일정비율로 첨가하는데 이용 하였다.
- 5g 을 습식 분해하여 전질소 (T-N)는 Kjeldahl법, P2O5는 Vanadate법으로 spectrophotometer (Shimadzu UV1650-PC, Japan)를 사용하여 380 nm에서 측정하였다. K2O, CaO 및 MgO 함량은 원자흡광분광광도계 (PerkinElmer anaylst 300, USA)를 이용하여 K2O는 766.9nm, CaO는 423.2nm, MgO는 285.2nm에서 흡광도를 측정하여 정량하였다.
- 공시배지에 톱밥종균을 접종 한 뒤 23±1℃로 자동 조절되는 배양실에서 10일 간격으로 버섯균사 생장 길이를 조사하였다.
- 또한 기계접종을 위해 동일 배지를 850ml polyproylene 병에 650±10g 으로 입병한다음 121℃에서 90분간 살균하였다.
- 미송톱밥, 버드나무톱밥, 미강 및 밀기울을 60:20:10:10 (%, v/v) 수준으로 혼합하고 배지수분을 65% 내외로 조정한 뒤 121℃에서 90분간 살균하여 상온으로 냉각된 배지에 대해 앞에서 언급한 방법으로 만들어진 종균을 사용하여 접종하였다. 55일간의 배양 및 생육과정을 거쳐 탈병 되어진 배지를 수거한 뒤 1.
- 배양실에서 35일간 배양된 배지는 균긁기 후 발이실로 옮겨 실내온도 15±1℃, 상대습도 95∼98%, 탄산가스농도1,500±100ppm의 조건에서 버섯 발이를 유도하였으며, 발이 이후에는 적정 생육조건인 실내온도 16±1℃, 상대습도 80∼85%, 탄산가스농도 2,000±100 ppm 에서 수확기까지 관리 하였다.
- 배양실에서 배양35일째에 균긁기를 실시하고 실내온도 15±1℃, 상대습도 95∼98%, 탄산가스농도 1,500±100 ppm으로 조절된 발이실에서 발이유도를 하면서 발이 및그 이후 상태를 조사 하였으며 그 결과는 그림 3 및 표2 에 나타내었다.
- 버섯의 배양 및 생육과정 중에 배지로 분비된 물질 등이 폐배지에 함유되어 있을 경우 접종 종균의 활착 능력 및 생장능력을 저하 시킬 수 있다는 가능성을 염두에 두고 수거된 폐배지의 열수 추출물을 이용하여 만들어진 고체배지에 큰느타리버섯 균을 접종하고 균사생장길이를 비교하였다. 그 결과 (그림 1), 균사생장직경은MCM 배지에서 7일 동안에 61mm, 폐배지 추출물 배지에서 60mm로 폐배지 추출배지에서 큰느타리 버섯 균사생장 저해 여부는 확인 되지 않았으며 균사밀도 또한 PDA나 MCM 배지보다 치밀하게 자라는 경향이었다.
- 본 실험에 사용된 균주는 Pleurotus eryngii KNR 2312로서 경남농업기술원 버섯연구실에 보존 중인 균주를 이용 하였으며, MCM (Mushroom Complete Media) 배지에 계대배양하며 사용하였다. 접종원의 준비는 미송톱밥, 버드나무톱밥, 미강 및 밀기울을 60:40:20:20 (%, v/v)로 혼합하여 수분을 65% 내외로 조절한 뒤 250ml Erlenmeyer flask에 150g을 채워 넣고 다진 다음 121℃에서 60분간 살균하였다. 살균이 완료된 것은 크린벤치에서 상온까지 식힌 뒤 미리 접종하여 배양이 완료된 MCM 평판배지로부터 사방 1.
- 큰느타리버섯의 재배면적 및 생산량 증가에 따라 많은 양의 폐배지가 발생되고 있다는 사실을 염두에 두고 그 활용 도를 높이고자 농가로부터 수거된 폐배지에 대해 성분분석 및 버섯균사에 대한 생육저해 여부를 확인한 뒤 버섯재배에 있어 폐배지의 적정첨가 비율을 결정하고 그에 따른 버섯의 배양특성 및 생육특성을 관찰하였다. 폐배지 성분 분석 결과 pH는 새배지에 비해 낮아지는 경향을 보였고총 질소 함량은 폐배지 첨가비율 많아질수록 높아지는 경향을 나타내었다.
- 5cm의 체를 이용하여 수확과정 중에 남겨진 버섯 잔재물 및 배지 덩어리 등을 제거한 폐배지를 새배지에 일정비율로 첨가하는데 이용 하였다. 한편, 새배지에 대한 폐배지 첨가 비율은 10, 20, 30, 40, 50% 수준으로 하였으며, 배지수분을 65% 내외로 조정하고 850ml polypropylene 병에 자동입병기를 사용하여 입병 작업 즉시 121℃에서 90분간 살균하여 상온으로 냉각 시킨 후 미리 배양해둔 톱밥종균을 병당 10 g 씩 접종하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 균주는 Pleurotus eryngii KNR 2312로서 경남농업기술원 버섯연구실에 보존 중인 균주를 이용 하였으며, MCM (Mushroom Complete Media) 배지에 계대배양하며 사용하였다. 접종원의 준비는 미송톱밥, 버드나무톱밥, 미강 및 밀기울을 60:40:20:20 (%, v/v)로 혼합하여 수분을 65% 내외로 조절한 뒤 250ml Erlenmeyer flask에 150g을 채워 넣고 다진 다음 121℃에서 60분간 살균하였다.
이론/모형
- 새배지와 폐배지 간의 일정비율 조합에 의해 만들어진 공시배지를 농촌진흥청 토양 및 식물체 분석법 (2000)에 따라 음지에서 풍건하여 pH는 초자전극법 (배지:증류수=1:5, Jackson, 1958), 유기물은 회화법으로 분석하였다. 풍건된 시료는 90℃에서 24시간 건조시키고 willy mill을 사용하여 270 mesh로 분쇄하여 조제한 후 건물 0.
- 새배지와 폐배지 간의 일정비율 조합에 의해 만들어진 공시배지를 농촌진흥청 토양 및 식물체 분석법 (2000)에 따라 음지에서 풍건하여 pH는 초자전극법 (배지:증류수=1:5, Jackson, 1958), 유기물은 회화법으로 분석하였다. 풍건된 시료는 90℃에서 24시간 건조시키고 willy mill을 사용하여 270 mesh로 분쇄하여 조제한 후 건물 0.5g 을 습식 분해하여 전질소 (T-N)는 Kjeldahl법, P2O5는 Vanadate법으로 spectrophotometer (Shimadzu UV1650-PC, Japan)를 사용하여 380 nm에서 측정하였다. K2O, CaO 및 MgO 함량은 원자흡광분광광도계 (PerkinElmer anaylst 300, USA)를 이용하여 K2O는 766.
성능/효과
- 이것은 재배 과정 중에 연화된 폐배지 첨가에 의한 버섯균사의 양분 이용성이 증가되었을 뿐만 아니라 폐배지에 의한 공극 제공에 따른 배지 내 물리성 개선 효과로 사료된다. 30일 이후 균사생장률의 경우 새배지 100%로 제조된 배지에 비해 폐배지 첨가비율이 많아질수록 약간씩 낮아 지는 균사생장률을 나타내었지만 최종 배양기간인 35일 이전까지는 폐배지 100%로 제조된 배지를 제외하고는 모두 배양이 완료되는 것을 확인 할 수 있었다. 폐배지를 활용한 배지제조에 있어 균사배양 능력을 폐배지 첨가의 1차 기준을 고려할 경우 50% 이내 (50%이상 폐배지 첨가에 대한 결과는 나타내지 않았음) 에서 폐배지 첨가가 이루어지는 것이 적당할 것으로 본다.
- 버섯의 배양 및 생육과정 중에 배지로 분비된 물질 등이 폐배지에 함유되어 있을 경우 접종 종균의 활착 능력 및 생장능력을 저하 시킬 수 있다는 가능성을 염두에 두고 수거된 폐배지의 열수 추출물을 이용하여 만들어진 고체배지에 큰느타리버섯 균을 접종하고 균사생장길이를 비교하였다. 그 결과 (그림 1), 균사생장직경은MCM 배지에서 7일 동안에 61mm, 폐배지 추출물 배지에서 60mm로 폐배지 추출배지에서 큰느타리 버섯 균사생장 저해 여부는 확인 되지 않았으며 균사밀도 또한 PDA나 MCM 배지보다 치밀하게 자라는 경향이었다. 이러한 사실은 큰느타리버섯 재배 후 발생되는 폐배지를 새배지와 혼합하여 재이용하더라도 폐배지로부터 유리된 성분들에 의한 버섯 균사 생육 저해 현상은 일어나지 않는다는 것을 보여주는 것이라할 수 있다.
- 발이 이후 실내온도 16±1℃, 상대습도 80∼85%, 탄산가스농도 1,800±100 ppm로 조절되는 생육실에서 8-10일간의 생육과정을 거쳐 갓이 완전 개열되기 전에 수확을 하고 자실체의 형태적 특징을 조사한 결과(표 2), 전체 생육소요일수는 평균 17.2일로서 폐배지를 첨가하지 않고 재배된 경우 (17.4일)와 큰 차이가 없었으며, 자실체의 형태 및 품질도 차이를 인정할 수 없었다.
- 폐배지 성분 분석 결과 pH는 새배지에 비해 낮아지는 경향을 보였고총 질소 함량은 폐배지 첨가비율 많아질수록 높아지는 경향을 나타내었다. 버섯의 배양 및 생육과정 중 배지로 분비된 대사산물에 의해서 일어 날수 있는 버섯 균사생육저해 현상을 조사하기 위해 폐배지 열수추출물을 이용하여 만들어진 고체배지에 버섯 균사를 접종한 결과 폐배지에 의한 버섯균사 저해현상은 확인되지 않았다. 폐배지 첨가에 따른 배양특성을 조사한 결과 첨가량이 증가할수록 균사생장률은 약간씩 낮아지는 경향을 나타내었으나 50% 이내로 폐배지가 첨가된 조건에서는 일반적인 배양기간 (35일) 내에 배양이 완료된다는 사실을 확인 할 수 있었다.
- 폐배지 첨가수준별 공시배지에 대하여 살균후 배지의 성분 분석 결과는 표 1과 같다. 새배지와 폐배지 첨가수준별 유기물 함량에는 큰 차이가 없었으나 전질소 함량은 폐배지 첨가량이 증가 할수록 높아졌다. pH는 폐배지의 첨가량이 많아질수록 낮아지는 경향이었다.
- 앞에서 언급한 방법으로 새배지에 대해 폐배지가 적절히 혼합된 배지에 톱밥종균을 접종한 뒤 23±1℃로 조절되는 배양실에서 35일간 배양하면서 10일 간격으로 균사 생장 길이를 조사한 결과 (그림 2), 접종 후 10일의 균사생장률은 새배지 100%와 폐배지첨가배지 간에 큰 차이가 없었 으나, 접종 20일 후의 균사생장율은 새배지 100%보다는 폐배지가 첨가배지에서 보다 나은 균사생장률을 보였다.
- 그러나 폐배지가 50%이상 첨가된 경우에는 초발이 소요일수가 15일 이상으로 길어졌으며 (결과는 나타내지 않았음), 폐배지 100%로 제조된 배지의 경우 버섯발이가 정상적으로 이루어지지 못하였다. 이러한 결과로 볼 때 버섯의 정상적 발이 및 안정적 재배를 위해서는 폐배지의 첨가량이 30%이내가 적당할 것으로 사료 된다. 또한 버섯의 균사배양이 정상적으로 이루어지더라도 발이 및 생육에 있어서는 다른 요인들이 작용된다는 점을 생각할 때 추후 이에 대한 연구도 이루어져야 할 것으로 본다.
- 생육특성의 경우 평균 18일 이내에 수확이 완료되었으나 폐배지 첨가량이 30% 이상 일 경우 자실체 수량이 감소하였다. 이상의 결과를 요약하면 큰느타리버섯 재배농가에서 정상적으로 재배되고 발생되는 폐배지의경우 버섯 잔재물이나 배지 덩어리 및 오염배지와 같은 이물질을 제거한 뒤 10-30% 수준으로 새배지에 첨가하여 재활용 할 경우 정상적인 버섯의 배양 및 생육이 가능하였으며, 이러한 사실은 버섯 재배농가의 재료비 절감에 도움을 줄 수 있을 것을 기대된다.
- 4일)와 큰 차이가 없었으며, 자실체의 형태 및 품질도 차이를 인정할 수 없었다. 자실체 수량 및 회수율은 폐배지 첨가량 10-30% 까지는 새배지 100%에 비해 증가되는 경향을 보였으나, 40% 이상 첨가량이 많아질수록 약간씩 감소하는 경향이었음을 감안할 때 폐배지의 적정 첨가량은 30%이내로 판단된다.
- 큰느타리버섯의 재배면적 및 생산량 증가에 따라 많은 양의 폐배지가 발생되고 있다는 사실을 염두에 두고 그 활용 도를 높이고자 농가로부터 수거된 폐배지에 대해 성분분석 및 버섯균사에 대한 생육저해 여부를 확인한 뒤 버섯재배에 있어 폐배지의 적정첨가 비율을 결정하고 그에 따른 버섯의 배양특성 및 생육특성을 관찰하였다. 폐배지 성분 분석 결과 pH는 새배지에 비해 낮아지는 경향을 보였고총 질소 함량은 폐배지 첨가비율 많아질수록 높아지는 경향을 나타내었다. 버섯의 배양 및 생육과정 중 배지로 분비된 대사산물에 의해서 일어 날수 있는 버섯 균사생육저해 현상을 조사하기 위해 폐배지 열수추출물을 이용하여 만들어진 고체배지에 버섯 균사를 접종한 결과 폐배지에 의한 버섯균사 저해현상은 확인되지 않았다.
- 배양실에서 배양35일째에 균긁기를 실시하고 실내온도 15±1℃, 상대습도 95∼98%, 탄산가스농도 1,500±100 ppm으로 조절된 발이실에서 발이유도를 하면서 발이 및그 이후 상태를 조사 하였으며 그 결과는 그림 3 및 표2 에 나타내었다. 폐배지 첨가량이 증가 할수록 발이 소요일수는 지연되는 경향을 보였으나 첨가량 30% 이내에서는 균 긁기 이후 10일 이내에 버섯발이가 모두 완료되었다. 그러나 폐배지가 50%이상 첨가된 경우에는 초발이 소요일수가 15일 이상으로 길어졌으며 (결과는 나타내지 않았음), 폐배지 100%로 제조된 배지의 경우 버섯발이가 정상적으로 이루어지지 못하였다.
- 버섯의 배양 및 생육과정 중 배지로 분비된 대사산물에 의해서 일어 날수 있는 버섯 균사생육저해 현상을 조사하기 위해 폐배지 열수추출물을 이용하여 만들어진 고체배지에 버섯 균사를 접종한 결과 폐배지에 의한 버섯균사 저해현상은 확인되지 않았다. 폐배지 첨가에 따른 배양특성을 조사한 결과 첨가량이 증가할수록 균사생장률은 약간씩 낮아지는 경향을 나타내었으나 50% 이내로 폐배지가 첨가된 조건에서는 일반적인 배양기간 (35일) 내에 배양이 완료된다는 사실을 확인 할 수 있었다. 버섯의 발이특성을 조사한 결과에 있어서도 50% 이내로 폐 배지가 첨가된 경우 평균 10일 이내에 발이가 완료되었으나 폐배지 100%로 제조된 배지에서는 정상적으로 발이가 되지 못하였다.
- 30일 이후 균사생장률의 경우 새배지 100%로 제조된 배지에 비해 폐배지 첨가비율이 많아질수록 약간씩 낮아 지는 균사생장률을 나타내었지만 최종 배양기간인 35일 이전까지는 폐배지 100%로 제조된 배지를 제외하고는 모두 배양이 완료되는 것을 확인 할 수 있었다. 폐배지를 활용한 배지제조에 있어 균사배양 능력을 폐배지 첨가의 1차 기준을 고려할 경우 50% 이내 (50%이상 폐배지 첨가에 대한 결과는 나타내지 않았음) 에서 폐배지 첨가가 이루어지는 것이 적당할 것으로 본다.
후속연구
- 이러한 결과로 볼 때 버섯의 정상적 발이 및 안정적 재배를 위해서는 폐배지의 첨가량이 30%이내가 적당할 것으로 사료 된다. 또한 버섯의 균사배양이 정상적으로 이루어지더라도 발이 및 생육에 있어서는 다른 요인들이 작용된다는 점을 생각할 때 추후 이에 대한 연구도 이루어져야 할 것으로 본다.
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