초록 ▼

본 연구에서는 인산가용화균을 생물비료로 개발하기 위하여 공시균주로서 본 연구팀에 의하여 인산가용화능이 우수한 균주를 탐색하여 국내토양으로부터 선발 및 분리한 Penicillium sp. PS-113 균주를 사용하였다. 인산가용화균의 고체 대량배양기술 확립을 위하여 배지조성, 배지량, 배양온도, 수분함량, 배양용기 및 배양기기 등을 달리하여 고체 대량배양을 위한 최적화조건을 확립하였다. 확립된 최적화 조건에서 100Kg 이상의 배지에서 대량배양을 수행하였다. 또한 인산가용화균을 액체대량배양하기 위하여 1L 발효조를 이용하여 배지조성,

본 연구에서는 인산가용화균을 생물비료로 개발하기 위하여 공시균주로서 본 연구팀에 의하여 인산가용화능이 우수한 균주를 탐색하여 국내토양으로부터 선발 및 분리한 Penicillium sp. PS-113 균주를 사용하였다. 인산가용화균의 고체 대량배양기술 확립을 위하여 배지조성, 배지량, 배양온도, 수분함량, 배양용기 및 배양기기 등을 달리하여 고체 대량배양을 위한 최적화조건을 확립하였다. 확립된 최적화 조건에서 100Kg 이상의 배지에서 대량배양을 수행하였다. 또한 인산가용화균을 액체대량배양하기 위하여 1L 발효조를 이용하여 배지조성, 배양온도, agitation 쏙도 등에 대한 배양조건을 결정하였다 그리고 이 조건에서 200L 대형발효조를 이용하여 scale-up 시험을 수행하였다.
공시균주의 액침배양시 mycellial pellet의 크기 및 균체생성량의 변화를 알아보기 위하여 30m1의 PDB 배지가 들어있는 100ml 삼각플라스크에 1×$10^6$ 개의 분생포자를 접종한 후 25℃에서 4일간 진탕배양하였다. 이 배양배지 중에 형성된 pellet을 plate에 몰긴 다음 해부현미경 하에서 pellet의 크기를 측정하였다 균체량의 측정은 배양액을 원심분리(3,000×g, 10min)하여 수확한 균체를 freeze drying하여 함수율이 0%가 될 때까지 건조한 후 정량하였으며, 이 값에서 배지의 양을 뺀 간을 균체량으로 결정하였다.
인산가용화균의 포자를 6개월 이상 장기보존함과 동시에 균의 생활력 유지를 위하여 고두밥, 밀, 보리, 쌀겨, 옥수수 등의 다양한 배지에서 배양한 균체를 증량제로서 diatomite, bentinite, zeolite 등의 점토광물을 1:9의 비율로 첨가하여 4℃와 25℃에서 2주, 4주, 2개월, 4개월, 6개월, 1년간 보관하면서 시료를 채취하여 PDA 평판배지에서 균수를 측정함으로서 살아있는 포자수를 결정하였다 또한 생활력 증진을 위하여 계면활성제(Tween 80, SDS, Triton X-100) 및 2가 금속이온($Ca^{2+}$, $Mo^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$)을 각 0, 0.001, 0.01, 0.1, 1.0% 농도로 첨가하여 생활력에 미치는 영향을 시험하였다. 그리고 각종 유기물(PEG 200, glycerol, 식용유, 종합 vitamin, 설탕, 당밀)도 각각 0, 0.01, 0.1, 1.0, 5.0% 농도로 첨가하여 균체와 장기보관하면서 포자의 생활력에 미치는 영향을 검정하였다.
인산가용화균의 화학농약에 대한 안정성검토를 위해서 현재 시중에 유통중인 산마루(수화제), 엘산(유제) 등 살충제 9종과 포룸디(수화제), 산요루(유제) 등 살균제 8종 및 그라목손(액제), 스톰프(유제), 랜드마스타(액제)와 같은 제초제 3종을 구입하여 이들을 토양에서 사용되는 농도의 0.1, 1, 10배 약량으로 PDA배지와 혼합하여 평판배지클 제조한 후 적절히 회석한 인산가용화 균주의 conidia를 도말하여 25℃에서 3∼5일간 항온배양하면서 성장한 개체수를 측정하여 균체생존율을 계산하였다.
인산가용화균의 어독성 시험은 미생물농약의 등록시험방법 및 등록신청서류 검토기준에 의하여 수행하였다. 시험어종은 (주)경농에서 어독성 시험을 위하여 인공사육하고 있는 미꾸라지와 일본송사리를 분양받아 사용하였다 어류는 수조당 10마리 이상을 넣어 시험하였으며, 인산가용화균의 포자를 1.0×$10^8$ conidia/ml의 농도로 넉은 후 48시간 및 96시간에서의 치사율을 결정하여 어독성을 시험하였다.
인산가용화균의 작물에 대한 약해시험에서는 배추, 콩, 녹두, 흥대, 옥수수 등의 작물에 대한 인산가용화균의 발아억제시험을 수행하였다. 시험방법은 솜에 1.0×$10^8$ conldia/ml의 농도로 포자액을 충분히 적신다음 petri dish의 바닥에 골고루 퍼뜨린다. 이 위에 전처리한 종자를 올려놓고 25℃의 growth chamber에서 3일간 배양하여 작물의 발아 및 생육상태를 조사하였다.
다양한 작물에 대한 시비효과를 검증하기 위하여 토양과 상토를 1 : 1(v/v)로 섞은 토양물 POt에 담고 1.0×$10^8$ spore/g·토양 농도로 인산가용화균을 접종한 후 상토에서 발아한 콩(Glycine mu), 홍대(Phaseolus vulgaris var. humitis), 녹두(Phaseolus radiatus), 옥수수(Zea mays Suwon 19), 배추(Brassica campestris subsp. napus var. pekinensis)를 이식하여 2주간 재배하면서 초장, 뿌리길이를 측정하였다. 또한 시설재배 하우스에서의 작물생육시험을 위하여 경북 성주군 초전면(참외재배), 김천시 조마면(감자재배), 칠곡군 약목면(방울토마토), 충북 괴산군 불정면(고추, 오이) 일대의 유기농가 시설하우스에서 재배시험을 진행하였다.

Abstract ▼

A fungus with high phosphate solubilizing activity was isolated from soil using potato dextrose agar-calcium phosphate medium and identified as Penicillium sp. PS-113, based on the morphological characteristics of conidiophore, conidia, flask shaped phialides, conidial head and by comparing with sta

A fungus with high phosphate solubilizing activity was isolated from soil using potato dextrose agar-calcium phosphate medium and identified as Penicillium sp. PS-113, based on the morphological characteristics of conidiophore, conidia, flask shaped phialides, conidial head and by comparing with standard culture.
The optimum temperature and initial pH to selubilize rock phosphate in potato dextrose broth-rock phosphate medium were 30℃ and pH 8.0, respectively, In these conditions phosphate solubilizing activity of Penicillium sp. PS-113 was measured in the presence of four types of inseluble phosphate such as tricalcium-phosphate, rock phosphate, aluminium phosphate, and hydroxyapatite, respectively The maximum phosphate solubilizing activity was obtained with tricalcium phosphate while minimum activity was obtained with hydroxyapatite.

목차 Contents

• 제출문...1
• 요약문...2
• SUMMARY...9
• CONTENTS...12
• 목차...14
• 제1장 연구개발과제의 개요...16
• 제2장 국내외 기술개발 현황...17
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...19
• 제1절 연구개발수행 내용...19
• 제2절 연구재료 및 방법...21
• 제3절 연구개발 결과...25
• 1. 문헌조사...25
• 2. 인산가용화균의 고체 대량배양 최적화...25
• 3. 인산가용화균의 액체 대량배양 최적화...40
• 4. 젖산균의 대량배양을 위한 발효공정 최적화...48
• 5. 난용성 인산염에 대한 인산 가용화능 검정...49
• 6. 인산가용화균의 생활력 유지에 미치는 첨가제의 영향...51
• 7. 생물비료의 제형화...76
• 8. 생물비료의 제형화에 따른 안정성 시험...110
• 9. 생물비료의 환경생태학적인 안전성(어독성, 주요작물에 대한 유해성 등)...113
• 10. 생물비료의 비효검정...118
• 11. 생물비료의 보관조건에 따른 물리화학적 특성...140
• 12. 생물비료의 보관조건에 따른 생활력 검정...145
• 13. 장기저장 후의 인산가용화능 검정...172
• 14. 생물비료의 토양생존율...173
• 15. 생물비료의 산업화 및 홍보...173
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...177
• 제1절 연구개발의 최종목표...177
• 제2절 연구평가의 착안점...177
• 제3절 연구개발 목표의 달성도...178
• 1. 제 1차년도...178
• 2. 제 2차년도...181
• 3. 제 3차년도...184
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...189
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...190
• 제7장 참고문헌...191