[논문]고정화된 Pantoea aggromerans에 의한 토양에서의 가용성 인산의 생성

임원봉; 정귀택; 박노동; 윤정한; 김시욱; 박돈희

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임원봉 (전남대학교 화학공학부, (주)바이오닉스) , 정귀택 (전남대학교 화학공학부) , 박노동 (전남대학교 농화학과) , 윤정한 (전남대학교 자원공학과) , 김시욱 (조선대학교 환경학부) , 박돈희 (전남대학교 화학공학부, 전남대학교 생물산업기술연구소, 촉매연구소)

This experimental shows the possibility of using as biofertilizer, which convert insoluble inorganic phosphate salts to plant-usable phosphate type by immobilized microorganism with calcium alginate. In the case of culture of P. agglomerans on constant medium pH, phosphate was produced 357 mg/L after 18hrs. And in the case of culture of immobilzed P. agglomerans bead, phosphate was produced maximum 295.6 mg/L after 120 hrs. Also as using rock phosphate as insoluble phosphate salts, phosphate was respectably produced 190.3 and 195.2 mg/L after 36 hrs at free cells and immobilized cells. In our experiments, the using soils contained 23.16 g-P/kg-soil total phosphate and 3.76 g-P/kg-soil soluble phosphate. The result of 1g immobilized bead seeding, soluble phosphate was produced maximum 6.14 g-P/kg-soil phosphate and this value was increased continuously.

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문제 정의

본 실험에서는 Pantoea agglomerans를 Ca-alginate에 고정화하여 일정 pH에서 불용성 인산염을 가용화하는 정도를 조사하였고 실제로 토양에 고정화 미생물을 비료로서 시비함으로써 액상으로 미생물을 분무 시비하였을 때와 비교하여 토양 내가용화 인산의 농도를 측정하여 인산 비료로서의 효용성을 알아보았다.

제안 방법

고정화된 P. agg/omerans비드에 의한 토양에서의 불용성 인산염의 가용화 정도를 측정하기 위하여 최종농도 0.05 g-cell/g-soil가 되도록 균 배양액과 균 최종 농도 2%(w/v)의 고정화 비드 1 g, 2 g, 3 g을 멸균된 풍건 토양 100 g에 첨가하고 골고루 섞은 후 충분한 수분을 공급하여 배양하는 동안 일정 간격으로 시료를 채취하여 토양 내 가용성 인산의 농도를 측정하였다.
멸균된 토양 100 g에 미생물 제재로서 고정화된 P. aggZome厂ans비드를 각각 1 g, 2 g, 3 g을 시비하고 충분히 물을 공급하면서 free cell을 액상 분무한 토양과 일정간격으로 인산 가용화 정도를 확인하였다(Fig. 3). 그 결과 평균 23.
일정pH하에서, 불용성 인산염으로부터 유리 인산의 생성을 확인하기 위하여 일반적인 토양의 평균 pH인 pH 5.5를 유지하면서 불용성 인산염(hydroxyapatite, rock phosphate)0] 0.4%(w/v) 함유된 HY배지에서 120시간 동안 free cell과 고정화된 비드를 배 양하면서 유리 인산의 생성량을 조사하였다.

대상 데이터

본 실험을 위해 사용한 미생물은 P. aggZomerans로서 생명공학연구원 유전자원센터 유전자은행에서 분양을 받아 LB배지에서 2-3일 간격으로 계대 배양을 하여 실험에 사용하였고, 고정화된 P. agg/omerans에 의한 불용성 인산염의 분해능을 조사하기 위하여 미생물 균주를 Ca-alginate에 고정화하여 실험에 사용하였다.

성능/효과

agglomerans 의 인산 가용화 능을 측정하였다. Hydroxyapatite를 불용성 인산염으로 사용하였을 경우 시간에 따라 생성되는 인산의 양은 Fig. 1과 같으며 free cell의 경우 배양 개시 후 18시간이 지났을 때 357 mg/L으】 인산이 생성되었고, 고정화된 경우에서는 120시간후 최고 295.6 mg/L의 인산이 생산되었으며 free cell의 경우에서보다 72시간이 지나고 나서야 높은 농도의 인산 생성량을 확인할 수 있었다. 불용성 인산염으로서 인광석 0.
3). 그 결과 평균 23.16 g-P/Kg-soil 의 총인 함량을 가진 토양에서 평균 3.76 g-P/Kg-soil의 가용성 인 중 1 g의 비드를 시비한 결과 최고 6.14 g 의 가용성 인이 생성되었고 지속적으로 그 수치가 상승하였다. 그러나 액상으로 미생물 배양액을 분무한 경우에서는 분무후 6일까지 가용성 인 농도가 상승하다가 그 이후에는 점점 감소되었고, 2 g 이상의 비드를 토양에 시비한 경우는 토양 내 유리 인산의 농도 증가가 뚜렷히 확인되지 않았다.
14 g 의 가용성 인이 생성되었고 지속적으로 그 수치가 상승하였다. 그러나 액상으로 미생물 배양액을 분무한 경우에서는 분무후 6일까지 가용성 인 농도가 상승하다가 그 이후에는 점점 감소되었고, 2 g 이상의 비드를 토양에 시비한 경우는 토양 내 유리 인산의 농도 증가가 뚜렷히 확인되지 않았다.

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