본 연구에서는 신규 개간지 유기농경지에서 가축분퇴비와 녹비작물을 2년간 연용하였을 때 유기물에 의한 밭 토양미생물 군집에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 가축분 퇴비와 녹비를 연용한 처리구는 화학비료와 무비 처리구에 비해 유기물 함량이 증가하였다. 세균과 사상균 개체수는 유기물을 연용 할수록 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리구간의 유의적인 차이를 나타내었다. 또한 가축분 퇴비와 녹비 연용으로 토양 미생물체량은 모든 처리구가 증가하였으며 NPK와 무비구에 비해 퇴비, 녹비 처리구에서 높게 나타났다. 유기물 연용에 의한 토양미생물 군집의 기능적 다양성 분석에서 가축분 퇴비, 녹비 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 기질 이용도가 유의적으로 증가하였으며 유기물 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 높은 종 다양성을 나타냈다. 그리고 주성분 분석에서 제2주성분에 의해 유기물 처리구와 그렇지 않은 화학비료, 무비구로 분리되었다.
본 연구에서는 신규 개간지 유기농경지에서 가축분퇴비와 녹비작물을 2년간 연용하였을 때 유기물에 의한 밭 토양미생물 군집에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 가축분 퇴비와 녹비를 연용한 처리구는 화학비료와 무비 처리구에 비해 유기물 함량이 증가하였다. 세균과 사상균 개체수는 유기물을 연용 할수록 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리구간의 유의적인 차이를 나타내었다. 또한 가축분 퇴비와 녹비 연용으로 토양 미생물체량은 모든 처리구가 증가하였으며 NPK와 무비구에 비해 퇴비, 녹비 처리구에서 높게 나타났다. 유기물 연용에 의한 토양미생물 군집의 기능적 다양성 분석에서 가축분 퇴비, 녹비 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 기질 이용도가 유의적으로 증가하였으며 유기물 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 높은 종 다양성을 나타냈다. 그리고 주성분 분석에서 제2주성분에 의해 유기물 처리구와 그렇지 않은 화학비료, 무비구로 분리되었다.
soil microbial activities and diversities in a newly reclaimed soil. Soil chemical properties, population of microbe, microbial biomass, and properties of microbial community were investigated under 4 different treatment (animal manure compost+green manure, chemical fertilizer, and without fertilize...
soil microbial activities and diversities in a newly reclaimed soil. Soil chemical properties, population of microbe, microbial biomass, and properties of microbial community were investigated under 4 different treatment (animal manure compost+green manure, chemical fertilizer, and without fertilizer). The experiment was conducted for 3 years from 2012 to 2014. The most of chemical properties in the animal manure compost+green manure treatment were increased continually compare to chemical fertilizer and without fertilizer. The population of bacteria and fungi were higher in the animal manure compost+green manure treatment, however, there was no difference on actinomyces. Soil microbial biomass C content was higher in the animal manure compost+green manure treatment than in chemical fertilizer and without fertilizer. Biolog examination showed that catabolic diversities of bacterial communities were higher in the treatment of animal manure compost+green manure. It was showed that principle component analysis of the Biolog data differentiated the organic matter amended soils from NPK and control. These results indicated that application of animal manure compost+green manure had a beneficial effect on soil microbial properties.
soil microbial activities and diversities in a newly reclaimed soil. Soil chemical properties, population of microbe, microbial biomass, and properties of microbial community were investigated under 4 different treatment (animal manure compost+green manure, chemical fertilizer, and without fertilizer). The experiment was conducted for 3 years from 2012 to 2014. The most of chemical properties in the animal manure compost+green manure treatment were increased continually compare to chemical fertilizer and without fertilizer. The population of bacteria and fungi were higher in the animal manure compost+green manure treatment, however, there was no difference on actinomyces. Soil microbial biomass C content was higher in the animal manure compost+green manure treatment than in chemical fertilizer and without fertilizer. Biolog examination showed that catabolic diversities of bacterial communities were higher in the treatment of animal manure compost+green manure. It was showed that principle component analysis of the Biolog data differentiated the organic matter amended soils from NPK and control. These results indicated that application of animal manure compost+green manure had a beneficial effect on soil microbial properties.
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문제 정의
본 연구에서는 신규 개간지 유기농경지에서 가축분퇴비와 녹비작물을 2년간 연용하였을 때 유기물에 의한 밭 토양미생물 군집에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 가축분 퇴비와 녹비를 연용한 처리구는 화학비료와 무비 처리구에 비해 유기물 함량이 증가하였다.
본 연구에서는 신규개간농경지를 대상으로 하여 가축분 퇴비와 녹비작물을 2년간 연용하였을 때 유기물에 의한 토양미생물 군집에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다.
제안 방법
9 kg 10 a-1수준으로 하였고, 시험구안에 7줄×16점(70 cm×30 cm 간격)으로 옥수수를 파종하였다. 가축분 퇴비는 우분 50%, 돈분 15%, 계분 12%, 톱밥 15%, 버섯배지 5%, 제올라이트 3% 배합비율로 제조된 제품을 구입하였다. 퇴비의 비료성분은 N : 1.
가축분 퇴비와 녹비처리에 의한 신규개간 유기농경지의 연차별 토양 미생물 밀도 변화를 조사하였다(Fig 1). 세균 개체수는 유기물 연용 1년차에 2.
녹비작물 파종량은 크로타라리아는 8 kg 10a-1으로 6월 중순에, 헤어리베치와 호밀은 각각 9 kg 10a-1와 18 kg 10a-1로 9월말과 10월말에 각각 파종하였다. 녹비 처리는 5월 중순에 헤어리베치 1,910 kg 10a-1과 호밀 930 kg 10a-1을 전량 예취하여 토양에 환원하였으며, 8월 중순에는 크로타라리아 6,600 kg 10a-1을 전량 토양에 투입하였다. 토양시료 유기물처리 전 4월 중에 채취하였으며 시험전 토양의 이화학성은 Table 1에 나타내었다.
65% 이었으며 5월과 9월에 녹비작물 파종시기에 맞추어 매년 2회, 처리량은 2,000 kg 10a-1으로 시용하였다. 녹비작물 파종량은 크로타라리아는 8 kg 10a-1으로 6월 중순에, 헤어리베치와 호밀은 각각 9 kg 10a-1와 18 kg 10a-1로 9월말과 10월말에 각각 파종하였다. 녹비 처리는 5월 중순에 헤어리베치 1,910 kg 10a-1과 호밀 930 kg 10a-1을 전량 예취하여 토양에 환원하였으며, 8월 중순에는 크로타라리아 6,600 kg 10a-1을 전량 토양에 투입하였다.
미생물 분석을 위해 채취한 토양은 2 mm 체로 거른 후 4℃ 냉장고에 보관하면서 2주일 이내에 분석하였다. 습토 30 g을 270 mL의 멸균수에 넣고 왕복 진탕기에서 10분간 진탕하여 희석 평판법으로 토양내의 미생물의 밀도를 조사하였다.
유효인산은 Lancaster법으로 UV-Spectrophotometer (UV- 2450, Shimadzu, Japan)를 이용하여 720 nm에서 측정하였다. 치환성 양이온(K, Ca, Mg, 및 Na)은 단일침출액(1 N CH3COONH4, pH 7.0) 추출 후 ICP (GBC, Australia)로 분석하였다.
토양 미생물군집의 유일 탄소원 이용능 차이는 31개의 각기 다른 탄소화합물을 가진 BIOLOG EcoplateTM (BiologInc., Hayward, CA)를 이용하여 측정하였다. 냉장 보관된 토양을 1주일 내에 꺼내어 토양시료와 멸균수를 1:10(W/V)의 비율로 희석한 후 200 rpm 으로 10분간 교반하였다.
가축분 퇴비는 우분 50%, 돈분 15%, 계분 12%, 톱밥 15%, 버섯배지 5%, 제올라이트 3% 배합비율로 제조된 제품을 구입하였다. 퇴비의 비료성분은 N : 1.6, P2O5 : 3.3, K2O : 2.65% 이었으며 5월과 9월에 녹비작물 파종시기에 맞추어 매년 2회, 처리량은 2,000 kg 10a-1으로 시용하였다. 녹비작물 파종량은 크로타라리아는 8 kg 10a-1으로 6월 중순에, 헤어리베치와 호밀은 각각 9 kg 10a-1와 18 kg 10a-1로 9월말과 10월말에 각각 파종하였다.
대상 데이터
본 시험은 전북 완주군 이서면에 새롭게 조성된 농촌진흥청 국립농업과학원 유기농업과 시험포장에서 2012년도부터 2014년까지 연구를 수행하였다. 시험포장은 5 m×5 m(가로×세로)으로 처리내용은 대조구(무비구), 화학비료 처리구, 가축분 퇴비+녹비작물 처리구로 하계에는 크로타라리아를 동계에는 헤어리베치와 호밀 녹비처리구 등 4처리를 난괴법 3반복으로 배치하였다.
토양 화학성 분석을 위해 채취한 토양은 그늘에서 풍건하여 2 mm 체를 통과된 것을 사용하였다. 화학성 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원에서 발간한 토양 및 식물체 분석법(RDA, 2000)을 적용하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 추출하여 초자전극법(Orion star A211, Thermo, USA)으로 측정하였다.
녹비 처리는 5월 중순에 헤어리베치 1,910 kg 10a-1과 호밀 930 kg 10a-1을 전량 예취하여 토양에 환원하였으며, 8월 중순에는 크로타라리아 6,600 kg 10a-1을 전량 토양에 투입하였다. 토양시료 유기물처리 전 4월 중에 채취하였으며 시험전 토양의 이화학성은 Table 1에 나타내었다.
데이터처리
2015)을 이용하여 분산분석으로 수행하였고, 95% 수준에서 Duncan’s New Multiple Range Test로 유의성 정도를 분석하였다. 또한 처리에 따른 토양미생물 군집의 차이는 주성분 분석을 통하여 비교 검토하였다.
자료의 통계분석은 프로그램(XLSTAT. 2015)을 이용하여 분산분석으로 수행하였고, 95% 수준에서 Duncan’s New Multiple Range Test로 유의성 정도를 분석하였다.
이론/모형
724를 곱하여 산출하였고 질소분석에도 Vario MAX CN를 이용하였다. 유효인산은 Lancaster법으로 UV-Spectrophotometer (UV- 2450, Shimadzu, Japan)를 이용하여 720 nm에서 측정하였다. 치환성 양이온(K, Ca, Mg, 및 Na)은 단일침출액(1 N CH3COONH4, pH 7.
교반된 시료는 10-3배로 희석한 후 EcoPlate의 well에 150 ㎕씩 접종한 후 25℃ 항온기에 96시간 배양한 후 590 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 분석치는 평균 발색량(average well color development, AWCD)과 다양성 지수(Shannon diversity index, H)를 다음의 식으로 계산하였다(Garland et al., 1991).
, 2010). 토양 미생물체량(Microbial biomass C)은 훈증 추출법(Vance et al., 1987)을 이용하여 분석하였다. 비훈증시료는 습윤토양 15 g에 0.
화학비료 처리구의 시비방법은 농업과학기술원(RDA, 2006)의 보통옥수수 시비기준에 준하여 N―P2O5―K2O= 18―3.0―6.9 kg 10 a-1 수준으로 하였고, 시험구안에 7줄×16점(70 cm×30 cm 간격)으로 옥수수를 파종하였다.
토양 화학성 분석을 위해 채취한 토양은 그늘에서 풍건하여 2 mm 체를 통과된 것을 사용하였다. 화학성 분석은 농촌진흥청 농업과학기술원에서 발간한 토양 및 식물체 분석법(RDA, 2000)을 적용하여 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 추출하여 초자전극법(Orion star A211, Thermo, USA)으로 측정하였다. 유기물은 원소분석기 Vario MAX CN (Elementar, Germany)를 이용해 탄소를 분석하여 탄소함량에 계수 1.
성능/효과
가축분 퇴비와 녹비 연용 연차별 토양의 미생물체량 C의 변화를 조사한 결과 모든 처리구가 증가하였으며 NPK와 무비구에 비해 퇴비, 녹비 처리구에서 높게 나타났다(Fig. 2). 연용 1년차에는 처리구별 미생물체량 C 함량은 51~81 mg kg-1으로 처리간의 차이가 없었으나 연용 2년차에는 가축분퇴비와 녹비 처리구가 385 mg kg-1으로 화학비료(266 mg kg-1)나 무비구(256 mg kg-1)에 비해 유의적인 차이를 나타냈다.
본 연구에서는 신규 개간지 유기농경지에서 가축분퇴비와 녹비작물을 2년간 연용하였을 때 유기물에 의한 밭 토양미생물 군집에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 가축분 퇴비와 녹비를 연용한 처리구는 화학비료와 무비 처리구에 비해 유기물 함량이 증가하였다. 세균과 사상균 개체수는 유기물을 연용 할수록 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리구간의 유의적인 차이를 나타내었다.
각 처리구의 토양미생물 군집의 기질 이용도를 각 well의 평균 발색 정도(AWCD)를 비교한 결과 가축분 퇴비, 녹비 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 기질 이용도가 높은 것을 확인하였으며 무비구의 경우 연용 1년차(0.98)에 비해 2년차(0.81)의 기질이용도가 낮아지는 것을 확인 할 수 있었다. 이는 미생물의 기질 이용도에 토양의 유기물 시용이 영향을 주며 적절한 토양 관리가 되지 않으면 토양 미생물상에 부정적인 영향을 미치기 때문이라 생각된다.
따라서 신규 개간농경지에서 유기물을 2년간 연용한 토양과 유기물을 처리하지 않은 토양과 비교하여 미생물의 기능적 다양성에 의한 서로 다른 미생물 군락을 형성한다고 판단된다.
세균과 사상균 개체수는 유기물을 연용 할수록 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리구간의 유의적인 차이를 나타내었다. 또한 가축분 퇴비와 녹비 연용으로 토양 미생물체량은 모든 처리구가 증가하였으며 NPK와 무비구에 비해 퇴비, 녹비 처리구에서 높게 나타났다. 유기물 연용에 의한 토양미생물 군집의 기능적 다양성 분석에서 가축분 퇴비, 녹비 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 기질 이용도가 유의적으로 증가하였으며 유기물 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 높은 종 다양성을 나타냈다.
이러한 차이는 겨울녹비로 재배된 헤어리베치와 호밀에 의한 것으로 헤어리베치는 탄질비가 낮아 토양의 질소함량을 증대시키고 호밀은 상대적으로 탄질비가 높아 작물과 미생물간 경합에 의한 작물이 이용할 수 있는 질소를 제한하지만 토양 유기탄소를 증가시키는 것으로 알려져 있어 녹비 종류에 따라 토양 미생물 군집이 달라진 것으로 사료된다. 또한 유기물이 처리된 토양에서 미생물 군집의 기질 이용성은 화학비료나 무비구와는 확연히 구분되는 탄소 화합물 기질 이용성의 차이가 있음을 보여주며 유기물이 토양 미생물상 변화에 큰 영향을 미쳤음을 확인하였다. 이러한 가축분퇴비와 화학비료처리구의 토양 세균 군집의 기능적 다양성의 차이는 Wang et al.
이는 미생물의 기질 이용도에 토양의 유기물 시용이 영향을 주며 적절한 토양 관리가 되지 않으면 토양 미생물상에 부정적인 영향을 미치기 때문이라 생각된다. 미생물의 종 다양성을 알아보기 위해 각 처리구의 Shannon index를 계산한 결과 AWCD와 마찬가지로 유기물 처리구가 화학비료, 무비구에 비해 높은 종 다양성을 나타냈다.
사상균의 경우 연용 1년차에 가축분퇴비, 크로타라리아+가축분퇴비, 헤어리베치≈가축분퇴비, 크로타라리아+가축분퇴비, 호밀>화학비료>무비 순으로 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리간의 차이를 보였으며, 2년차에도 가축분퇴비와 녹비 처리구가 화학비료와 무비구에 비해 유의적으로 차이를 보였다(Fia.
세균 개체수는 유기물 연용 1년차에 2.0×106~1.4×107 CFU g-1으로 가축분퇴비, 크로타라리아+가축분퇴비, 호밀 처리와 무비 처리구에서만 유의적인 차이를 보였으며, 2년차에는 가축분퇴비, 크로타라리아+가축분퇴비, 헤어리베치>가축분퇴비, 크로타라리아+가축분퇴비, 호밀>화학비료≈무비 순으로 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리구간의 유의적인 차이가 나타났다(Fig.
가축분 퇴비와 녹비를 연용한 처리구는 화학비료와 무비 처리구에 비해 유기물 함량이 증가하였다. 세균과 사상균 개체수는 유기물을 연용 할수록 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리구간의 유의적인 차이를 나타내었다. 또한 가축분 퇴비와 녹비 연용으로 토양 미생물체량은 모든 처리구가 증가하였으며 NPK와 무비구에 비해 퇴비, 녹비 처리구에서 높게 나타났다.
또한 가축분 퇴비와 녹비 연용으로 토양 미생물체량은 모든 처리구가 증가하였으며 NPK와 무비구에 비해 퇴비, 녹비 처리구에서 높게 나타났다. 유기물 연용에 의한 토양미생물 군집의 기능적 다양성 분석에서 가축분 퇴비, 녹비 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 기질 이용도가 유의적으로 증가하였으며 유기물 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 높은 종 다양성을 나타냈다. 그리고 주성분 분석에서 제2주성분에 의해 유기물 처리구와 그렇지 않은 화학비료, 무비구로 분리되었다.
76 dS m-1으로 증가하였다. 유기물 함량은 화학비료(8.9g kg-1)와 무처리(8.1g kg-1)에 비하여 18.0~19.4g kg-1으로 증가되었고 유효인산 함량은 화학비료(9 mg kg-1)와 무처리(6 mg kg-1)에 비하여 205~237 mg kg-1으로 증가하였다. 이는 지속적으로 퇴비를 투입하고 녹비작물을 재배하여 토양에 환원한 결과라고 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
녹비 작물은 어떤 효과가 있는 것으로 알려져 있는가?
, 1999). 다양한 유기물원 중에 녹비 작물은 토양 물리성 개선과 유기물 공급뿐만 아니라 후작물에 대한 질소공급원으로 활용가능하여 토양의 건전성을 높이는 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Anonymous. 1991; Thorup-Kristensen, 1994).
Biolog Microplate는 어떻게 활용되고 있는가?
Biolog Microplate는 1991년에 처음 이용하기 시작하여 현재 빠르고 간편하게 배양이 가능한 세균의 기능적 다양성을 조사하는 토양 미생물 분석법으로 활용되고 있다(Garland and Mills, 1991). 서로 다른 31개의 탄소원 가진 Ecoplate는 토양 미생물 군집의 생리적 다양성 차이 즉 토양 미생물 군집의 탄소기질 이용성(carbon substrates utilization pattern) 차이를 보여 준다(An et al.
신규 개간지 유기농경지에서 가축분퇴비와 녹비작물을 2년간 연용하였을 때, 유기물이 밭 토양미생물 군집에 미치는 영향을 분석한 결과는 무엇인가?
본 연구에서는 신규 개간지 유기농경지에서 가축분퇴비와 녹비작물을 2년간 연용하였을 때 유기물에 의한 밭 토양미생물 군집에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 가축분 퇴비와 녹비를 연용한 처리구는 화학비료와 무비 처리구에 비해 유기물 함량이 증가하였다. 세균과 사상균 개체수는 유기물을 연용 할수록 유기물 처리구와 화학비료 그리고 무비 처리구간의 유의적인 차이를 나타내었다. 또한 가축분 퇴비와 녹비 연용으로 토양 미생물체량은 모든 처리구가 증가하였으며 NPK와 무비구에 비해 퇴비, 녹비 처리구에서 높게 나타났다. 유기물 연용에 의한 토양미생물 군집의 기능적 다양성 분석에서 가축분 퇴비, 녹비 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 기질 이용도가 유의적으로 증가하였으며 유기물 처리구가 화학비료나 무비구에 비해 높은 종 다양성을 나타냈다. 그리고 주성분 분석에서 제2주성분에 의해 유기물 처리구와 그렇지 않은 화학비료, 무비구로 분리되었다.
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