초록 ▼

겨울철 담수 농법에 의한 생물의 군집구조와 에너지흐름을 파악하기 위하여 충청남도 홍성군 홍동면 일대에 위치한 겨울철 담수 유기농법, 겨울철 비담수 유기농법, 겨울철 비담수 관행농법을 시행하는 논에서 조사를 실시하였다. 조사 대상 논 중 각 농법별 대표적인 한 지점을 선정하여 논 토양의 생물잠재력을 조사하기 위하여 토양에서 동물플랑크톤의 휴면란을 선별후, DNA 분석을 실시하였다. COI 영역에 대한 PCR 증폭 결과, 각 조사 대상 휴면란 중 총 56 OTU의 (겨울철 비담수 관행농법 : 13, 겨울철 비담수 유기농법 :17, 겨울

겨울철 담수 농법에 의한 생물의 군집구조와 에너지흐름을 파악하기 위하여 충청남도 홍성군 홍동면 일대에 위치한 겨울철 담수 유기농법, 겨울철 비담수 유기농법, 겨울철 비담수 관행농법을 시행하는 논에서 조사를 실시하였다. 조사 대상 논 중 각 농법별 대표적인 한 지점을 선정하여 논 토양의 생물잠재력을 조사하기 위하여 토양에서 동물플랑크톤의 휴면란을 선별후, DNA 분석을 실시하였다. COI 영역에 대한 PCR 증폭 결과, 각 조사 대상 휴면란 중 총 56 OTU의 (겨울철 비담수 관행농법 : 13, 겨울철 비담수 유기농법 :17, 겨울철 담수 유기농법 : 26) 의 증폭 산물을 얻었다. 홍성 내 농법의 차이에 따른 각 지점별 정성적 분석 결과, 세 지점간의 휴면란의 군집 구조 차이는 크지 않은 것으로 판단된다. 논에 담수가 되기 이전 농법당 각 3개의 논에서 토양을 채집한 후, 실험실에서 보관 방법(-20℃와 4℃, 자연건조) 보관 하였다. 부화실험을 통한 생물의 출현율은 담수와 농약 사용유무에 따른 농법의 차이보다 보관상태의 차이에서 더 크게 나타났다(p<0.005). -20℃와 4℃에서 2달간 보관한 토양보다 자연건조 후, 실험한 시료에서 부화 개체수가 더 높게 나타났는데 이는 수분함량에 따른 토양 내 점성과 탁도 증가에 의한 부화율 저해로 생각되어진다. 출현한 종들의 대부분은 실험시작 후 9일 이내에 높은 부화율을 보이고 점점 부화율이 감소하였으며 ostracoda의 경우, 상대적으로 늦게까지 부화가 지속되었다. 이는 논과 같이 수분공급이 일정하게 유지되지 않는 일시적인 수생태 환경에서 개체수를 유지하기 위해 적응되어진 것으로 생각된다. 유기농법을 시행하는 논이 관행농법을 시행하는 논보다 더 다양한 생물들이 출현하였고, 겨울철 담수를 한 논의 경우 모내기 이전인 4월에도 수서생물이 살 수 있는 환경을 유지하고 있었으며 깔따구 유충, 물벌레, 물벼룩, 종자벌레 등 작은 생물들이 서식하고 있었다. 수온이 올라가면서 많은 생물들이 서식하게 되었으며 먹이 관계도 점차 복잡해졌다. 논 생태계에서의 생물들의 먹이관계는 농법에 상관없이 생물들의 섭식형태에 따라 비슷한 먹이경로를 나타내는 것으로 보였다. 저서에 사는 깔따구 유충, 물벼룩, ostracoda 등이 낮은 영양 위치를 보였으며, 물방개 유충 등 수서곤충의 유충이 다음 영양 단계에 위치하였다. 올챙이, 물고기치어 등이 수서 곤충들의 유충의 상위 단계에 위치하였으며 체액성 흡식자인 노린재목의 장구애비 등이 높은 영양 단계에 있었다. 최종영양 단계에 위치한 생물들은 미꾸라지와 거머리가 있었으며, 논에서 수거한 조류의 깃털을 분석한 결과, 제일 높은 δ¹⁵N값을 나타내는 것으로 보아 논생태계에 상주하지는 않지만 최상위 포식자로 작용하는 것을 알 수가 있었다. 에너지 흐름의 경로는 또아리 물달팽이, 종자벌레 등이 부착조류를 비롯한 저서의 에너지원을 사용하는 것으로 보였으며, 왕우렁이, 논우렁이와 같은 경우 sediment내에 있는 규조류와 볏짚 등을 비롯한 식물성 분해물을 에너지원으로 하는 것으로 보였다. 왕우렁이의 경우, 논우렁에 비해 해부학적으로 갈아먹기에 적합하며 더 큰 소화 공간을 가지는 것으로 생각되어진다. 장 분석과 지방산 분석 결과, 왕우렁이가 상대적으로 식물성의 먹이를 더 섭식할 것으로 나타났다. 여과 섭식자인 조개벌레, 물벼룩, 풍년새우는 부유물을 섭식하고 수서곤충의 유충 – 흡식성 포식자 등으로 연결되어 지는 것으로 나타났다. 장 분석, 안정동위원소 분석 및 지방산 분석 결과, 최상위 포식자인 미꾸라지는 동물 플랑크톤을 비롯한 수서 곤충의 성충 및 유충을 포식하는 것으로 나타났으며 안정동위원소 분석 결과, 미꾸라지의 크기가 커짐에 따라 저서생물에 대한 먹이 기여도가 커지는 것으로 추정되었다. 겨울철 비담수 유기농법과 겨울철 비담수 관행농법의 경우 sediment와 저서성 생물인 실지렁이, ostracoda, 깔따구 유충 등의 δ¹⁵N값이 겨울철 담수 유기농법의 생물보다 높은 값을 나타내는데 이는 높은 유기물의 퇴비 및 비료의 공급 때문일 것으로 추정된다. 또한 다음 영양단계의 생물도 연쇄적으로 높은 δ¹⁵N값을 보이는 것으로 보인다. 겨울철 담수 유기농법 논의 경우, 다른 농법의 논보다 더 복잡한 먹이단계를 거치는 것으로 보여 진다. 수서곤충을 중심으로 한 논 수서생태계의 2차 생산성은 겨울철 담수 유기농법, 겨울철 비담수 유기농법, 철 비담수 관행농법 순으로 겨울철 담수 유기농법의 논에서 제일 높았다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• I. 연구결과 요약문 ... 3
• II. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• III. 연구성과 ... 7