[논문]두둑을 재활용한 한국형 무경운 유기 농업 IV. 분할관수와 유기물처리에 의한 시설 고추 유기재배 토양 미생물상과 토양 효소의 변화

양승구; 신길호; 송용수; 김길용; 정우진

doi:10.11625/kjoa.2017.25.2.311

두둑을 재활용한 한국형 무경운 유기 농업 IV. 분할관수와 유기물처리에 의한 시설 고추 유기재배 토양 미생물상과 토양 효소의 변화
Korean-Style No-tillage Organic Agriculture on Recycled Ridge IV. Changes in Soil Microorganisms and Enzymes by Split Irrigation and Organic Matter Application in Organic Farming of Red Pepper in Plastic Film Greenhouse 원문보기

韓國有機農業學會誌 = Korean journal of organic agriculture, v.25 no.2, 2017년, pp.311 - 328

양승구 (전라남도농업기술원 친환경농업연구소) , 신길호 (전라남도농업기술원 친환경농업연구소) , 송용수 (전남대학교 농업생명과학대학 농화학과 친환경농업연구) , 김길용 (전남대학교 농업생명과학대학 농화학과 친환경농업연구) , 정우진 (전남대학교 농업생명과학대학 농화학과 친환경농업연구)

초록
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두둑과 고랑을 재활용한 한국형 무경운 농업에서 유기물 투입과 관수 효과를 구명하고자 무경운 토양에서 시험을 수행하였다. 1. 토양 미생물상 1회 전량관수 조건에서 대두박 투입 처리구의 토양 세균과 곰팡이 수는 대두박 무 투입구에 비하여 많았다. 그리고 유기질비료 투입량이 표준시비량 66%까지 증가되면 세균과 곰팡이 수는 증가되었으나, 그 이상에서는 세균과 곰팡이 수가 감소되는 경향이었다. 곰팡이/세균 비율은 관수 방법과 관계없이 대두박 투입 처리에서 0.6과 1.1로, 무투입 처리의 0.2와 0.5보다 2배 이상 높았다. 1회 전량 관수 조건에서 유기질 비료 시비량이 증가되면 대두박을 투입한 처리는 방선균 수는 감소되는 경향이었으나, 대두박 무투입에서는 증가되었다. 2회 분할 관수는 1회 전량관수에 비하여 대두박 무 투입 조건에서 세균과 곰팡이 수가 증가되었으나, 대두박 투입조건에서는 방선균 수가 증가되었다. 2. 토양 효소 유기질 비료의 시비량이 증가되면 토양 내 Chitinase 활성은 대두박 투입 토양에서 감소되고, 대두박 무 투입에서는 증가되는 경향이었다. 그러나 대두박을 투입에 관계없이 2회 분할 관수는 1회 전량관수에 비하여 Chitinase 활성이 증가되었다. 1회 전량관수 조건에서 대두박 투입 처리구의 ${\beta}$-Glucosidase 활성은 무투입에 비하여 높았으며, 유기질 비료 투입량이 증가되면 표준시비량의 66%까지는 ${\beta}$-Glucosidase 활성이 증가되었으나, 표준시비량에서는 감소되었다. 대두박 무투입 조건에서 2회 분할관수 토양 내 ${\beta}$-Glucosidase 활성은 1회 전량관수에 비하여 현저하게 증가되었다. 1회 전량관수 조건에서 대두박을 투입한 처리의 N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase의 활성은 무투입구에 비하여 높았다. 대두박 투입 처리에서 유기질 비료 투입량이 표준시비량의 66%까지 증가되면 N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase의 활성은 증가되었으나, 표준시비량에서는 유의적인 차이가 없었다. 대두박 무투입 조건에서 2회 분할관수는 1회 전량관수에 비하여 N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase의 활성은 증가되었다. 대두박 무투입 조건에서 유기질 비료 시비량이 표준량의 66% 수준에서는 토양 내 산성인산가수분해효소(Acid phosphatase)의 활성 높았다. 대두박 투입 조건에서는 유기질 비료 시비량이 증가되면 산성인산가수분해효소(Acid phosphatase)의 활성은 증가되는 경향이었다. 3. 토양 AMF 대두박 무투입 조건에서 유기질 비료의 투입량이 표준시비량의 66%까지 증가되면 토양의 내생균근균의(AMF) 포자수는 증가되었으나, 유기질 비료 투입량이 표준시비량에서는 근균의 포자수는 감소되었다. 그러나 대두박 투입에서 근균의 포자수는 유기질 비료 투입량에 따른 유의적인 차이가 없었다. 그리고 내생 근균의 고추 뿌리에 정착률은 대두박 투입량에 따른 유의적인 차이가 없었으며, 2회 분할 관수도 같은 경향이었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate the changes in soil microorganisms and soil enzymes by split irrigation and organic matter application under no-tillage green house conditions. Soil bacteria and fungi abundances were higher in soybean cake fertilizer than in the soil without the soybean cake fertilizer under whole quantity irrigation. Bacteria and fungi abundances in soil increased with increasing organic fertilizer application rate. Bacteria and fungi amount in the soil increased at half division irrigation in no-treatment of soybean cake fertilizer compared with whole quantity irrigation. Actinomycete amount in the soil decreased with increasing soybean cake fertilizer with whole quantity irrigation while clearly increased in no-treatment of soybean cake fertilizer. Actinomycete amount in soil clearly increased with increasing organic fertilizer input at half division irrigation. Chitinase activity in the soil decreased in soybean cake fertilizer with increasing organic fertilizer input, while increased in no-treatment of soybean cake fertilizer. Chitinase activity in the soil increased at half division irrigation compared with whole quantity irrigation regardless of soybean cake fertilizer input. ${\beta}$-Glucosidase activity in the soil was higher in soybean cake fertilizer than in no-treatment of soybean cake fertilizer with whole quantity irrigation. ${\beta}$-Glucosidase activity in the soil increased with increasing organic fertilizer input, but decreased in above the standard level 66%. ${\beta}$-Glucosidase activity in the soil clearly increased in no-treatment of soybean cake fertilizer at half division irrigation compared with whole quantity irrigation. N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase activity was higher in soybean cake fertilizer than in no-treatment of soybean cake fertilizer with whole quantity irrigation. N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase activity in the soil increased with increasing organic fertilizer input, but decreased in above the standard level 66%. N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase activity in the soil was not significantly different at half division irrigation and whole quantity irrigation in organic fertilizer input, while increased at half division irrigation in no-treatment of soybean cake fertilizer. Acid phosphatase activity increased at standard level 66% in soybean cake fertilizer, while was not significantly different in no-treatment of soybean cake fertilizer. Spore density of Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) in the soil increased with increasing organic fertilizer input at whole quantity irrigation in no-treatment of soybean cake fertilizer, while decreased above the standard level 66% in organic fertilizer input. However, spore density of AMF in the soil was not significantly different in soybean cake fertilizer regardless of input amount of organic fertilizer. Root colonization rate of AMF in red pepper roots was not significant difference at two irrigations regardless of soybean cake input.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는‘두둑을 재활용한 한국형 무경운 농업’에 있어서 관수방법과 유기 물 시용방법이 토양 미생물과 내생균근균, 토양효소 활성에 미치는 영향을 구명하고자 본 시험을 수행하였다.

제안 방법

Acid-phosphatase 활성은 Tabatabai (1982) 방법을 변형하였고, 토양 1 g에 0.2 mL toluene, 4 mL modified universal buffer solution (pH 6.5)을 넣고, 1 mL 0.025 M ρ-nitrophenylphosphate 용액(ρNP)에 배양하였다. 배양이 끝난 후 1 mL의 0.
N-아세틸-β-D-글루코사민데이즈 활성은 Boerner 등(2000)의 방법을 변형하였고, ρ-nitrophenol-N-acetyl glucosaminide를 이용하여 조사하였다. N-acetyl glucosaminidase 활성은 420 nm에서 흡광도를 측정한 후 ρ-nitrophenol 표준곡선에 의하여 구한 값을 Unit로 표시하였다(1 unit = 1 nmol ρNP/min/g soil).

대상 데이터

본 시험은 1984년부터 시설 채소를 재배하고 있는 전남 나주시 남평읍 평사리 무농약 인 증 토양으로(Yang et al., 2015b), 2009년 2월 경운하여 1기작으로 시설 풋고추를 정식하여 7월까지 수확하고, 노지 풋고추가 생산되는 7월에 철거하였다. 고랑을 재활용하여 경운하지 않고 농촌진흥청 표준시비의 기비량을 두둑과 고랑 전면에 표층시비하고 8월에 2기작 풋고추를 정식하여 12월까지 재배한 토양에서 시험을 수행하였다.
시험 토양은 2009년 2월부터 무경운으로 관리한 JD 중동통 미사질양토(표토: 미사 30%; 점토 16%; 모래 54%, 심토: 미사 26%; 점토 12%; 모래 62%)였다(Table 1).

데이터처리

본 시험의 통계분석은 SAS 9.2 (Statistical Analysis System Institute Inc. 2002) package를 이용하여 분석하였으며, 처리 간 유의성은 one-way ANOVA (Analysis of Variance) 방식으로 “Tukey’s Honestly Significant different Test”를 이용하여 검정하였다.

이론/모형

균근균 감염율 조사는 Phillips와 Hayman (1970)의 방법으로 염색하였다. 염색 방법은 Formalin Acetic Acid (FAA)용액에 각각의 뿌리를 약 1㎝ 길이로 자른 후 10% KOH 용액으 로 90℃의 온도에서 뿌리의 생태에 따라 20~30분간 처리하여 증류수로 3~4회 헹구어낸 후 Tripan blue 염색액(Brundurtt et al.
사용한 배지에 있어 세균의 경우 LB 고체배지(50 ppm cycloheximide 포함), 곰팡이의 경우 PDA 고체배지, 방선균의 경우 HV 고체배지(50 ppm cycloheximide 포함)를 적용하였다. 미생물수의 조사 및 계수는 토양 미생물실험법(2002)에 준하여 시료토양을 희석계열로 희석한 후 적정 희석계열에서 희석액을 취하여 각각의 배지에 접종하는 희석평판법을 이용하였다.
포자 분리는 습식사별법(Daniels and Skipper, 1982)을 이용하여 녹비작물의 근권 토양의 (신선토 1g의 부피는 0.97 cm³ , 건토 무게 0.84 g, 건토 부피 0.85 mL) 포자를 45 µm와 500 µm 크기의 채로 분리하여 4℃에서 보관하면서 실체현미경(Stereoscopic microscope, Olympus, SZX12, Japan)하에서 계수하였다.

성능/효과

1). 그리고 대두박 투입에 관계없이 유기질비료의 투입량이 표준시비량의 66%까지 증가되면 세균 수는 증가되었으나, 그 이상에서는 유의적인 차이가 없었다.
2). 그리고 유기질 비료의 시비 량이 표준시비량의 66% (ha당 N 성분량 149~159 kg) 수준까지 증가되면 곰팡이 수는 증가 되었으나, 그 이상 시비량이 증가되면 곰팡이 수는 감소되는 경향이었으나, 대두박 투입조건에서는 유의적인 차이가 없었다.
한편 Kim 등(2012)은 고추 경작지에 미생물제제를 처리하고 토양미생물군집을 분석한 결과 β-Glucosidase의 경우 다른 효소들보다 처리간의 차이가 크지 않았지만, 복합미생물 제제 처리구가 가장 높은 활성을 나타내었다고 하였다. 따라서 본 시험에서 대두박을 투입 한 처리구에서는 유기질 비료의 시비량이 표준량의 66%인 ha당 N 157 kg을 초과하면 β -Glucosidase의 활성은 감소되고, 대두박 무투입에서는 유기질 비료량이 증가되면 오히려 효소활성이 증가되었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	한국형 무경운 농업의 장점은 무엇인가?	이와 같은 문제점의 해결방안의 하나로 앞그루 작물을 재배할 때 만들어진 기존의 두둑 과 고랑을 재활용하는 한국형 무경운 농업은 토양 물리성의 개선, 노동력과 생산비의 절감, 온실가스의 감소, 토양 생물상의 증가 등 긍정적으로 평가되고 있다(Yang et al., 2011; 2012; Lee et al.
	무경운 농업이 나오게 된 배경은 무엇인가?	우리나라 농업은 유구한 역사를 지니고 있는데, 한반도에서는 구석기 시대의 주먹도끼 (Hnad axe) 등 다양한 석기들이 출토되고 있으며, 신석기시대의 유적으로 알려진 서울 근교의 한강변 미사리에는 백제시대의 하층과 상층의 밭 경작 유구가 발굴되었는데, 하층은 4~5세기경으로 부분기경(部分起耕)이 실시되었으며, 상층은 6세기경으로 밭 전체를 갈이하는 상경화(常耕化)가 실시된 것으로 보고되고있는 등(Korean historical association Report, 1999) 경운은 우리 문화형성과 발전에 크게 기여하여 왔다(Yang and Jung, 2016). 그러나 많은 장점에도 불구하고 과도한 경운은 대형농기계의 하중에 의한 토양 다짐의 결과로 토양 물리성 악화, 토양 생물상의 감소와 뿌리 성장의 제한, 에너지 과다 소모 등 문제점이 발생되고 있다(Kim et al., 1997; Yang et al.
	우리나라 농업의 유구한 역사는 무엇인가?	우리나라 농업은 유구한 역사를 지니고 있는데, 한반도에서는 구석기 시대의 주먹도끼 (Hnad axe) 등 다양한 석기들이 출토되고 있으며, 신석기시대의 유적으로 알려진 서울 근교의 한강변 미사리에는 백제시대의 하층과 상층의 밭 경작 유구가 발굴되었는데, 하층은 4~5세기경으로 부분기경(部分起耕)이 실시되었으며, 상층은 6세기경으로 밭 전체를 갈이하는 상경화(常耕化)가 실시된 것으로 보고되고있는 등(Korean historical association Report, 1999) 경운은 우리 문화형성과 발전에 크게 기여하여 왔다(Yang and Jung, 2016). 그러나 많은 장점에도 불구하고 과도한 경운은 대형농기계의 하중에 의한 토양 다짐의 결과로 토양 물리성 악화, 토양 생물상의 감소와 뿌리 성장의 제한, 에너지 과다 소모 등 문제점이 발생되고 있다(Kim et al.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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