[논문]유기성폐기물이 느티나무 재배지 토양의 화학성 및 생물에 미치는 영향

어진우; 김명현; 남형규; 권순익; 송영주

doi:10.11626/kjeb.2018.36.4.471

[국내논문] 유기성폐기물이 느티나무 재배지 토양의 화학성 및 생물에 미치는 영향
Effect of Organic Waste Application on Soil Chemical Properties and Organisms under Zelkova serrata Cultivation 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.36 no.4, 2018년, pp.471 - 478

어진우 (농촌진흥청 국립농업과학원 기후변화생태과) , 김명현 (농촌진흥청 국립농업과학원 기후변화생태과) , 남형규 (농촌진흥청 국립농업과학원 기후변화생태과) , 권순익 (농촌진흥청 국립농업과학원 기후변화생태과) , 송영주 (농촌진흥청 국립농업과학원 기후변화생태과)

초록
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식품생산과정에서 발생하는 유기성폐기물인 골분, 유박, 굴 패화석을 토양에 투입한 결과 일부 처리구에서 토양생물과 화학성이 영향을 받았다. 골분은 토양의 질산태질소를 일시적으로 증가시켰고, 패화석은 pH를 증가시켰다. 골분은 느티나무 생장을 증진시키는 효과가 있었기 때문에 이차적으로 토양생태계에 영향을 미칠 수 있다. 미생물 PLFA는 패화석에 의해 증가하였으며 환경스트레스를 나타내는 지표도 낮은 경향이 있었다. 이것은 패화석이 양분 증가보다는 pH 증가를 통해 미생물의 서식환경을 개선하는 효과가 있다는 것을 보여준다. 토양미소동물 중에는 세균섭식성 선충만이 유박과 골분 처리구에서 증가하였다. 이들 밀도와 세균 PLFA 간에 상관관계는 없었다. 다만 식물생장과 식물섭식성선충의 유의적 상관관계는 유기물투입이 식물을 통해 이차적으로 토양생태계에 영향을 줄 수 있다는 것을 부분적으로 보여준다. 따라서 유기성폐기물 처리는 토양화학성 변화를 통해 일차적으로 미생물 군집에 영향을 주지만, 미생물을 섭식하는 생물군에게 상향식의 양적인 연쇄반응을 일으키지 않을 수 있다는 것을 시사한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to investigate effects of reusable organic wastes, on soil organisms and chemical properties. Bone meal, de-oiled cake, and oyster shell were applied and abundances of soil organisms were measured at 3 and 15 months, after treatment in soil under sawleaf zelkova cultivation. Soil organisms are affected, by the quality of applied organic wastes. Abundance of microorganisms was higher in oyster shell treated soils than in untreated soils, suggesting that soil pH is a driving force, altering abundance and structure of the microbial community. Increase in abundance of bacterivorous nematodes was observed under treatment with bone meal and de-oiled cake, but there was slight change in abundance of fungivorous and herbivorous nematodes. Abundance of herbivorous nematode was positively correlated with plant growth, at 15 months after treatment. Response of microarthropods in the Collembola and Oribatida was not apparent. Abundances of primary consumers were not significantly correlated with microorganisms. This study suggested that organic waste influences soil organisms primarily by altering soil chemical properties and bottom-up effects may not occur in trophic reactions.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구의 목적은 유기성 폐기물 투입에 따른 토양화학성 변화와 토양생물의 반응을 구명하는 것이다. 또한 토양미생물, 미소동물 및 식물 간의 양적인 먹이연쇄반응을 알아보기 위해 상관분석을 통해 연관성을 분석하였다.

제안 방법

본 연구의 목적은 유기성 폐기물 투입에 따른 토양화학성 변화와 토양생물의 반응을 구명하는 것이다. 또한 토양미생물, 미소동물 및 식물 간의 양적인 먹이연쇄반응을 알아보기 위해 상관분석을 통해 연관성을 분석하였다. 유기성폐기물 중에 식물에 필요한 주요 양분을 함유하는 유박, 골분, 굴패화석을 선택하여 효과를 비교하였다.
또한 토양미생물, 미소동물 및 식물 간의 양적인 먹이연쇄반응을 알아보기 위해 상관분석을 통해 연관성을 분석하였다. 유기성폐기물 중에 식물에 필요한 주요 양분을 함유하는 유박, 골분, 굴패화석을 선택하여 효과를 비교하였다. 골분과 유박은 질소와 인이 풍부하며 (Jeng et al.

대상 데이터

본 연구에 사용한 폐기성 유기물인 골분, 유박, 굴패화석 분말은 지역의 생산자로부터 구입하였으며, 성분조성은 Table 1에 나타내었다. 실험은 참깨 등의 밭작물을 재배하던 포장에서 실시하였다.

데이터처리

05 수준에서 유의한 경우 최소유의차(LSD; least significant difference) 방법을 이용하여 처리간 비교하였다. 미생물 PLFA, 미소 동물 밀도, 기저부직경변화 사이의 관련성을 알아보기 위해 상관분석을 실시하였다. 모든 통계과정은 SAS9.
유기성폐기물이 토양화학성, 미생물 PLFA, 식물생장에 미치는 영향을 알아보기 위해 ANOVA 결과가 α=0.05 수준에서 유의한 경우 최소유의차(LSD; least significant difference) 방법을 이용하여 처리간 비교하였다. 미생물 PLFA, 미소 동물 밀도, 기저부직경변화 사이의 관련성을 알아보기 위해 상관분석을 실시하였다.

이론/모형

미생물의 인지질지방산 (Phospholipid fatty acid;PLFA) 분석을 위한 토양은 냉동건조하여 2 mm 체로 거른 후 분석할 때까지 초저온냉동고에 보관하였다. RDA (2002)에 따라 상온에서 건조한 토양시료를 2 mm 체에 통과시킨 후 토양화학성을 분석하였다. 토양 pH와 EC (Electronic conductivity)는 토양과 증류수의 비율을 1 : 5로 하여 그 현탁액을 pH 미터와 EC 미터로 각각 측정하였다.

성능/효과

하지만 본 연구에서는 세균섭식성 선충이나 곰팡이섭식성 선충은 식물생장과 상관관계는 없었다. 다만, 기저부직경변화와 식물섭식성선충의 밀도간에 유의적 상관관계가 부분적으로 나타난 것은 유기물투입에 의한 식물생장 증가가 뿌리에서 직접 양분을 섭취하는 생물에 영향 을 미칠 수 있다는 점을 보여준다. 느티나무 주변의 초본류에 의해 영향을 받았을 가능성도 있으나 주기적으로 제초를 했기 때문에 잡초의 직접적인 연관성을 증명하기는 어렵다.
2010). 분해자인 미생물의 밀도는 C/N율에 영향을 받으며 (Marschner et al. 2003), 골분과 패화석은 C/N율이 낮기 때문에 세균중심의 분해구조를 형성할 것으로 예측하였으나, 세균의 PLFA 밀도는 처리간 뚜렷한 차이가 없었다 (Table 3). 미생물 밀도는 유기물함량과 밀접한 관계가 있다는 보고가 있으나 (Antisari et al.
기저부직경은 골분처리에서만 증가하였으며, 총 PLFA 수치는 칼슘처리구에서 높은 경향이 있었다. 이러한 결과는 유기성폐기물의 투입에 의한 양분 증가가 식물의 생장과 미생물밀도 증가를 동반하는 것은 아니라는 것을 보여준다.
2016). 하지만 본 연구에서는 세균섭식성 선충이나 곰팡이섭식성 선충은 식물생장과 상관관계는 없었다. 다만, 기저부직경변화와 식물섭식성선충의 밀도간에 유의적 상관관계가 부분적으로 나타난 것은 유기물투입에 의한 식물생장 증가가 뿌리에서 직접 양분을 섭취하는 생물에 영향 을 미칠 수 있다는 점을 보여준다.

후속연구

2014). 따라서 이러한 상향식 연쇄반응이 느티나무에 의한 직접적인 효과인지를 확인할 수 있는 추가적인 연구가 필요하다.

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표제어: PCR

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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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