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논문 상세정보

농업용 저수지에서의 질화세균의 계절적인 변화

Seasonal Variations of Nitrifying Bacteria in Agricultural Reservoir

초록

농업용 저수지로 축조된 문천지에서 질소순환에 관여하는 질화세균의 연중변화를 현장그대로의 세균상을 반영하는 FISH법으로 정량분석하였다. 아울러 질화세균군의 계절적인 변화와 이화학적인 환경요인과의 상관성을 규명해보기 위해 수온,pH,용존 유기물(DOC),chi-a등이 측정되었다. 총세균수는 정점 1에서 3월에 급격히 상승한 경우를 제외하고는 정점간의 큰 차이가 없이 $0.8{\sim}1.5{\times}10^6\;cells/ml$ 범위에서 변화하였고 eubacteria의 총세균수에 대한 비율는 $44.9{\sim}79.5%$, 질화세균이 eubacteria에서 차지하는 비율은 $1.0{\sim}7.4%$에 그쳤다. 암모니아산화세균은 큰 계절적인 변동이 없이 $1.1{\sim}3.0{\times}10^4\;cell/ml$범위에서 변화한 반면에 아질산산화세균은 정점에 관계없이 겨울철에 증가하는 양상을 나타냈다($1.3{\sim}5.7{\times}10^4\;cells/ml$).또한 암모니아산화세균보다 아질산산화세균이 대체적으로 더 많은 개체수를 나타냈다. 아울러 이화학적인 환경요인 중, 수온은 총세균수와 양의 상관성 (r=0.355, p<0.05), 그리고 아질산산화세균과는 음의 상관성 (r= -0.416, p<0.05)을 보였다. 마찬가지로 아질산산화세균은 pH와도 음의 상관성 (r= -0.568,p<0.01)을 나타냈다. 아울러 DOC는 총세균수(r = 0.586,p<0.000),  eubacteria (r = 0.448, p<0.01)와 긴밀한 상관관계에 있는 것으로 나타났다. 따라서 문천지에서는 수온, DOC 그리고 pH가 수계 세균군집구조를 변화시키는 중요한 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 또한 FISH법은 느리게 성장하는 질화세균군을 정량 분석할 수 있는 유용한 기법으로 평가된다.기간동안 강우의 빈도 및 강도는 하천의 육수학적 현상 변화와 패턴에 중요한 요소로서 작용하며, 이는 동아시아몬순기후대에 속하는 하천들에서 유사하게 발생하는 하천의 중요한 특성으로 사료된다.다. 정화효율과 수리학적조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과 0.016-0.731,일처리유량과는 0.015-0.868을 나타내었으며, 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관계수($R^2$)는 수리학적 체류시간과는 0.173-0.763,일처리유량과는 0.209-0.770의 범위를 나타내었다. 정화효율과 수리학적 부하조건간의 상관계수($R^2$)Tt 0.5 이상을 나타내는 각 수생식물 습지별 수질항목은 체류시간과 일처리유량에 대해각각 20%,정화속도와 수리학적 조건간의 상관계수는 체류시간에 대해 53%, 일처리유량에 대해73%가 0.5이상을 보이고 있어 시간당 정화량과 수리학적 조건간의 상관관계가 정화효율과의 상관관계보다 좀더 유의성 있게 나타났다. 이것은 높은 수리학적 부하조건이 영양염류 등의 정화효율에는 크게 영향을 미치지 않음을 보여주고 있으며, 따라서 비교적 낮은 농도의 영양염류를 가지고 있고, 많은 처리수량을 요구하는 부영양화된 저수지의 수질개선을 위해서는 높은 수리학적 부하조건에서 시간당 정화량을 늘리는 관리방법이 경제적이며, 이에 초점을 맞추어 나가야 할 것으로 사료된다.도로 검출되어 이를 고려한정수공정의 관리가 필요하리라 생각된다.$yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다.rsity)지수는 2000년 7월에 2.22로 가장 높았으며, 생물량도 조사기간중 36,640 cells ${\cdot}\;mL^{-

Abstract

The seasonal variations of nitrifying bacterial population sampled from 3 sites in Moon-Chon reservoir were analyzed by in situ hybridization with fluorescently labeled rRNA-targeted oligonucleotide probes from August 2000 until July 2001. In addition, physico-chemical parameters such as temperature, pH, chi-a and DOC were measured to determine correlations between those factors and the size of nitrifying bacterial populations. Total bacterial numbers varied in the range of $0.8{\sim}1.5{\times}10^6\;cells/ml$ independent of sites and had the maximal values in March at all 3 stations. The ratio of eubacteria to total bacteria ranged from 44.9% to 79.5%, and the ratio of each nitrifying bacteria to eubacterial numbers reached only $1.0{\sim}7.4%$. The variations of ammonia-oxidizing bacteria ranged from $1.1{\times}10^4$ to $3.0{\times}10^4\;cells/ml$ without noticeable peak values whereas those of nitrite-oxidizing bacteria varied in $1.3{\sim}5.7{\times}10^4\;cells/ml$ with the increasing tendency in winter regardless of the sites. Moreover it was observed that the numbers of nitrite-oxidizing bacteria were higher than those of ammonia-oxidizing bacteria. Total bacterial numbers correlated with water temperature (r = 0.355, p<0.05) and DOC (r = 0.58G, p<0.01) positively whereas nitrite-oxidizing bacteria correlated with temperature (r = -0.416, p<0.05) and pH (r = -0.568, p = 0.001) negatively. In addition, DOC represented good correlations with eubacterial numbers (r = 0.448, p<0.01). These results indicate that temperature, DOC and pH might be one of the main factors affecting variations of bacterial populations in the aquatic ecosystem. It was also suggested that FISH method is a useful tool for detection of slow growing nitrifying bacteria.

저자의 다른 논문

참고문헌 (26)

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이 논문을 인용한 문헌 (3)

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