독립영양미생물의 사용방법과 주의사항
독립영양미생물의 사용방법과 주의사항
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독립영양미생물의 사용방법과 주의사항
1. 남조류 사체의 영양과 이차대사산물
2. 남조류 생균을 이용한 식물재배기술
3. 남조류 생균을 이용한 가축사양기술
4. 광합성세균의 영양과 그 효과
5. 광합성세균을 이용한 식물재배기술
6. 광합성세균을 이용한 가축사양기술
1-1. 남조류의 사체는 완벽한 영양원
남조류의 사체는 놀라울 정도로 완벽한 기능성 영양분으로 구성되어 있다. 남조류는 단백질의 함량이 약 65% 정도이고, 그 단백질을 구성하고 있는 아미노산의 조성도 균형이 잡혀있다. 여기서 균형이 잡혀있다는 말은 생물이 필요로 하는 필수아미노산이 모두 포함되어 있고 그 외에 비필수아미노산도 다양하게 함유하고 있다는 것을 말한다. 탄수화물(carbohydrate)은 15-20% 정도이고, 포도당, 람노스(rhamnose), 만노스(mannose), 자일로스(xylose)를 주로 포함하고 있다. 이것은 감마리놀렌산(gamma-linolenic acid, 18:3)을 주종으로 하는 필수지방산(essential fatty acids)도 다량 함유하고 있다.
남조류는 기능성 물질이라고 할 수 있는 녹황채소에 많이 포함되어 있는 베타카로틴(β-carotene, provitamin A), 비타민 B 복합체(B-complex vitamins, B1, B2, B6) 그리고 비타민 B12를 많이 함유하고 있다. 그밖에도 칼슘(Ca : calcium), 마그네슘(Mg : magnesium)을 다량 함유할 뿐만 아니라 아연(Zn : zinc), 망간(Mn : manganese), 셀레늄(Se : selenium), 구리(Cu : copper) 등 유기미네랄(colloidal minerals)을 다양하게 함유하고 있다. 또한 광영양소(phytonutrients)로는 클로로필(chlorophyll), 피코시아닌(phycocyanin), 카로티노이드(carotenoids)를 함유하고 있으며, 지질(lipids)로는 당지질(glycolipids), 황지질(sulfolipids), 인지질(phospholipids) 등을 다양하게 함유하고 있어 그 영양적 가치는 아주 높다.
1-2. 남조류는 다양한 이차대사산물을 분비
그밖에도 남조류는 오옥신, 지베렐린, 사이토카이닌과 비슷한 생장조절물질(Bentley 1958 ; Gupta와 Lata 1964 ; Rodgers 등 1979)을 생산하며, 페놀류, 터페노이드, 지방산, 유기산, 펩타이드, 알카로이드(Rice 1984 ; Metting과 Pyne 1986 ; Kiviranta 등 1991 ; Carmichael 1992 ; Inderjit와 Dakshini 1994a ; Gross 등 1994) 등 다양한 2차 대사산물들(secondary metabolites)을 생산하는 것으로 알려져 있다. 또한 이들은 알레로페시와 관련된 화합물도 분비하는 것(Keating 1977 ; Rice 1984 ; Inderjit와 Dakshini 1994a)으로 알려져 있다.
남조류가 작물이 생장하는 경작지 토양에 번성하게 되면 이들의 사체는 다양하고 풍부한 유기 및 무기영양분들이 되어 작물에 지속적으로 공급된다. 또 이들은 생장하면서 각종 생장촉진물질이나 생장호르몬 등을 분비하여 식물의 생장이 촉진시키고, 다당류인 점액성 물질을 분비하여 토양입단을 형성하고 안정화시키기 때문에 보비력과 보수력이 향상되어 작물은 잘 생장할 수 있는 것이다.
이렇게 남조류가 경작지 토양에 접종되면 벼는 뿌리가 강하게 자라 도복이 줄어들고, 채소는 밝은 초록색을 띠우면서 시원하고 아삭아삭한 맛을 내며 신선도와 저장성이 증가하고, 과일은 당도뿐만 아니라 고유의 향기, 맛 그리고 색깔이 짙어지며, 잔디는 밝은 초록색을 띠우면서 추위와 더위에 잘 견딜 뿐만 아니라 내병성이 강해지고, 동양란을 비롯한 각종 난류는 꽃대가 굵어지고 꽃의 색이 짙어지며 그 크기와 수가 증가한다.
표 2는 식물재배용 남조류의 생균(Cyanothece나 Microcoleus)을 접종하여 작물을 재배하는 방법을 요약하여 설명해주고 있다. 이 남조류 생균의 사용방법은 독립영양토가 기비로 사용된 경우에 알맞은 사용량과 사용횟수이다. 독립영양토가 사용되지 않았을 경우에는 표에 나타난 접종량의 5-10배를 사용하는 것이 좋으나, 토양환경 자체가 남조류가 잘 살아갈 수 있는 적절한 환경이 아니기 때문에 큰 효과를 보지 못하는 수가 있으므로 되도록이면 독립영양토를 기비로 사용한 후에 적정량을 접종하는 것이 바람직하다.
표 2. 남조류 생균을 식물에 사용하는 방법.
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작물종류 |
벼 |
채소류 |
과수 |
잔디 |
화훼 |
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사용횟수 |
연간 2회 |
7-10일 간격 |
15일 간격 |
15일 간격 |
7-10일 간격 |
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사 용 량
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분얼 20개 : 3-5L/100평 출수3일전 : 3-5L/100평
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100평당 5-10L
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100평당 5-10L
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100평당
5-10L
100평당
5-10L
남조류 생균을 가축의 보조사료로 사용하게 되면 이들의 사체는 다양하고 풍부한 단백질, 베타카로틴, 비타민, 광영양소를 포함할 뿐만 아니라 각종 미네랄이 풍부하기 때문에 육우, 양돈 그리고 육계는 육질이 쫄깃쫄깃해지고 색깔이 좋아지며, 비육우는 산유량이 증가하고 체세포수가 일정해지며, 양계는 난각이 단단해지고 난황이 투명하고 밝은 홍색을 띠게 된다. 또 남조류의 생장과정에서 분비하는 다당류(polysaccharides)인 점액성 물질은 가축의 면역성을 증가시켜 가축의 병해저항성이 향상된다.
그러므로 가축은 다양한 영양소를 골고루 섭취하게 되고 면역성이 증가하여 생장이 촉진되는 것이다. 표 3은 가축용 남조류의 생균(Spirulina)을 이용하여 가축을 기르는 방법을 요약하여 설명해주고 있다. 남조류 생균의 급여량은 가축의 종류에 따라 다르다. 일반적으로 육우와 비육우는 매일 두당 100ml, 양돈은 매일 두당 20-30ml, 양계와 육계는 매일 10,000 수당 5-10L, 오리는 매일 10,000 수당 10-20L를 먹인다.
표 3. 남조류 생균을 가축에 급여하는 방법.
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가 축 |
축 우 |
양 돈 |
양 계 |
오 리 |
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급여량
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매일 두당 100 ml
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매일 두당 20-30 ml
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매일 10,000수당 5-10L
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매일 10,000수당 10-20L
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4-1. 식물에 대한 영양과 그 효과
광합성세균은 토양에서 악취와 오염의 근원물질을 먹이로 하여 생장하기 때문에 토양의 오염을 제거하는 역할을 한다. 이들은 이러한 오염물질을 먹이로 토양에서 생장하면서 아미노산, 비타민, 카로틴, 생장촉진물질 등 각종 유기영양분을 분비하여 식물의 생장을 촉진시킨다. 또 이러한 유기양분을 먹이로 유산균, 마이코리자, 아조토박터와 같은 유효미생물들이 토양에 번성하여 식물은 다양한 양분을 공급받아 잘 생장하게 된다. 그밖에도 광합성세균은 항균, 항진균, 그리고 항바이러스성 물질을 분비하여 토양에 존재하는 각종 병원성미생물의 생장을 억제하는 역할도 한다고 알려져 있다.
표 4. 식물에 대한 광합성세균의 효과
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토양오염 제거 |
염류가집적되고, 질소가 과잉 투입된 토양의 오염을 제거
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가스제거 |
미숙퇴비로 인한 가스발생을 제거
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식물병해 감소 |
항균, 항진균 그리고 항바이러스성 물질을 분비하여 토양에 존재하는 각종 병원성미생물의 생장을 억제
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뿌리생장 촉진
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아미노산, 비타민, 카로틴, 생장촉진물질 등 각종 유기영양분을 분비 하여 식물의 생장을 촉진
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유효미생물 유도 |
각종 유기양분을 먹이로 유산균, 마이코리자, 아조토박터와 같은 유효미생물들이 토양에 번성하여 식물은 다양한 양분을 공급
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식물생장촉진
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생장촉진물질, 각종 호르몬 등을 분비하여 식물의 생장을 촉진 |
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수량 및 품질 향상
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작물의 수량뿐만 아니라 품질도 크게 향상된다. |
이렇게 광합성세균이 토양에 접종되면 벼는 뿌리의 생장이 활발해지고, 채소는 밝은 초록색을 띠우면서 고유의 향기와 맛을 내며 신선도와 저장성이 증가하고, 과일은 고유의 향기, 맛 그리고 색깔이 짙어지며, 잔디는 밝은 초록색을 띠우면서 추위와 더위뿐만 아니라 내병성이 강해지고, 동양란을 비롯한 각종 난류는 꽃대가 굵어지고 꽃의 색이 짙어진다. 표 4에는 광합성세균이 식물이 자라는 경작지 토양에 접종되었을 때 나타나는 토양과 식물에 대한 효과가 정리되어 있다.
4-2. 가축에 대한 광합성세균의 영양과 그 효과
광합성세균을 축사 내에 접종하면 악취와 오염의 근원물질을 먹이로 하여 생장하기 때문에 축사 내의 악취와 오염이 제거된다. 이것은 축사 내에 사육되는 가축의 질병을 크게 감소시키는 역할을 한다. 광합성세균은 생장하면서 아미노산, 비타민, 카로틴, 생장촉진물질 등 각종 유기영양분과 기능성물질들을 생산하기 때문에 이들을 배양한 생균 배양액은 가축의 생장을 촉진시킨다.
또 광합성세균이 가축에 급여되면 장내에서 각종 유산균, 방선균과 같은 유효미생물들이 활성화되어 설사를 예방할 수 있어서 가축의 생장은 더욱 촉진된다. 그밖에도 광합성세균은 생장하면서 항균, 항진균 그리고 항바이러스성 물질을 분비하여 가축의 장내에 존재하는 각종 병원성미생물의 생장이 억제되어 기본적으로 가축의 설사를 비롯한 병해 발생이 현격히 줄어든다. 표 5는 광합성세균을 축사에 뿌리거나 가축에 급여하였을 때 나타나는 효과를 정리한 것이다.
표 5. 가축과 축사환경에 대한 광합성세균의 효과
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소화율 향상
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장내에서 각종 유산균, 방선균과 같은 유효미생물들이 활성화되어 소화율이 향상된다. |
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가스 및 오염제거
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축사 내에 악취와 오염의 근원물질을 먹이로 하여 생장하기 때문에 축사 내의 악취와 오염이 제거된다. |
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병해 및 폐사율 감소
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항균, 항진균 그리고 항바이러스성 물질과 면역성물질(나토키나아제 등)을 분비하여 장내에 존재하는 각종 병원성미생물의 생장을 억제하여 병해 및 폐사율 감소 |
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설사 예방 및 방지
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장내에서 각종 유산균, 방선균과 같은 유효미생물들이 활성화되면서 병원성미생물의 생장이 억제되어 가축의 설사를 예방하고 방지할 수 있다. |
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유효미생물 활성화
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장내에서 각종 유산균, 방선균과 같은 유효미생물들이 활성화되어 가축의 생장이 촉진된다. |
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가축생장촉진
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아미노산, 비타민(K, A, B군, C 등), 카로틴, 생장촉진물질 등 각종 기능성 유기영양분이 다양하게 공급되어 가축의 생장을 촉진한다. |
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백신, 항생제 투여량 감소
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가축에게 질병에 대한 면역력을 증가시켜 백신이나 항생제의 사용을 크게 감소시킨다. |
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품질 향상
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육질, 육색, 맛 등과 같은 품질도 크게 향상된다.
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식물의 생장을 강화시키거나 병충해 예방을 위해서 사용되는 광합성세균의 사용방법은 표 6에 나타나 있는 것과 같다. 벼는 이앙 후에 바로 100평당 1-2L 사용하고, 폭우나 태풍이 온 후에 바로 200배액으로 엽면시비를 하면 된다. 채소와 화훼류는 정식 후에 바로 100평당 1-2L 사용하고, 7-10일 간격으로 계속 엽면시비를 하는 것이 좋다. 과수와 잔디는 7-15일 간격으로 계속 엽면시비를 하는 것이 좋다. 모든 작물에 토양병충해가 우려될 경우 광합성세균을 100평당 2-4L 사용하는 것이 좋다.
여기서 주의할 점은 시중에 유통되는 광합성세균은 그 배양액에 기본적으로 나트륨(Na)이 상당히 많이 포함(농축 배지액의 반이 pH가 약 13 정도 되는 NaOH 수용액으로 되어 있음)되어 있다. 그러므로 이러한 제품들을 오랫동안 연용하면 작물의 생장에 장애를 초래할 수가 있으므로 조심해서 사용해야 한다. 독립영양농법연구소에서 연구 개발한 광합성세균 배양액은 이러한 문제점이 없으므로 염려하지 않고 사용해도 된다.
표 6. 식물의 생장강화 및 병충해 예방을 위한 광합성세균의 사용방법.
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작 물 |
벼 |
채 소 |
과 수 |
잔 디 |
화 훼 |
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엽면시비 (병충해 예방용) |
태풍이나 폭우 후에 바로 200배액 |
7-10일 간격 200배액 |
7-15일 간격 200배액 |
7-15일 간격 200배액 |
7-10일 간격 200배액 |
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토양관주
(병충해 예방용)
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이앙 후 바로 100평당 1-2L
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정식 후 바로 100평당 2-4L
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간헐적으로 100평당 2-4L
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간헐적으로 100평당 2-4L
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정식 후 바로 100평당 2-4L
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일반적으로 가축의 생장을 촉진시키기 위해서 급여하는 광합성세균의 급여방법은 표 7에 나타나 있는 것과 같다. 축우(육우와 비육우)는 매일 두당 50ml 급여하면 된다. 양돈은 매일 두당 10ml, 양계와 육계는 매일 10,000수당 2L, 오리는 매일 10,000수당 4L 급여하면 된다. 가축이 설사가 날 때는 광합성세균 생균 배양액을 10배로 희석하여 입을 열고 몇 번 분사하면 좋다.
여기서 주의할 점은 시중에 유통되는 광합성세균은 그 배양액에 기본적으로 나트륨(Na)이 상당히 많이 포함(농축 배지액의 반이 pH가 약 13 정도 되는 NaOH 수용액으로 되어 있음)되어 있다. 그러므로 이러한 제품들이 초기에는 효과가 있을지 모르지만 상당기간 동안 연용하면 가축의 생장에 장애를 초래할 수가 있으므로 조심해야 한다. * * *
표 7. 가축의 생장촉진을 위한 광합성세균의 급여량.
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가 축 |
축 우 |
양 돈 |
양 계 |
오 리 |
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급여량
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매일 두당 50 ml
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매일 두당 10 ml
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매일 10,000수당 2L
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매일 10,000수당 4L
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