Soil Microbial Diversity of the Plastic Film House Fields in Korea

우리나라 중부지방 시설재배지 토양 미생물의 다양성에 관한 연구

Although biological metabolism in soil is very important for evaluating the soil properties, most of researches have concerned mainly about physical and chemical sides. In this study, biological characteristics were examined to demonstrate the biota in the plastic film house soils. Contents of organic matter and phosphate in soil were increased with cultivation period. ECs of soil cultivated spinach and melon were $3.59dS\;m^{-1}$ and $3.46dS\;m^{-1}$ respectively: these values were higher than that of rose and flower, which were $1.23dS\;m^{-1}$ and $1.32dS\;m^{-1}$ respectively. The population of fluorescent Pseudomonas strains of the soil cultivated flowers: $113.8{\times}10^4{\sim}129.7{\times}10^4cfu\;g^{-1}$ was higher than that of leafy vegetables: $40.7{\times}10^4{\sim}97.9{\times}10^4cfu\;g^{-1}$ and fruiting vegetables: $25.0{\times}10^4{\sim}91.7{\times}10^4cfu\;g^{-1}$. However the number of Fusarium strains of the soil cultivated with flowers: $3.8{\times}10^2{\sim}4.0{\times}10^2cfu\;g^{-1}$ was lower than that of leafy vegetables: $4.3{\times}10^2{\sim}16.3{\times}10^2cfu\;g^{-1}$ and fruiting vegetables: $7.6{\times}10^2{\sim}30.0{\times}10^2cfu\;g^{-1}$. In relation to the cultivation period, the habitation density of aerobic bacteria, mesophilic Bacillus, thermophilic Bacillus, and fluorescent Pseudomonas strains was the highest in the soil cultivated over 11 years, but diversity index showed negative correlation with cultivation period. Microbial biomass C in these soils had positive correlation with each number of microorganisms including aerobic bacteria, actinomycetes, and strains of mesophilic Bacillus as well as the total number of these microorganisms.

생태계 내에서는 생명체에 의한 물질순환이 지속적으로 일어나기 때문에 이러한 일련의 과정이 차단된 조건 특히 시설재배지와 같은 폐쇄적인 시스템에서는 연작장해와 같은 복합적인 문제가 발생한다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하는데 있어 필수적인 생물학적인 평가방법을 얻고자 우리 나라 중부지역 주요 시설재배지의 토양을 채취하여 작물종류, 재배년수등의 요인이 토양 미생물의 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 시설재배지의 토양전기전도도는 장미와 화훼재배지가 각각 $1.23dS\;m^{-1}$과 $1.32dS\;m^{-1}$으로 시금치 $3.59dS\;m^{-1}$와 참외 재배지 $3.46dS\;m^{-1}$인 원예작물 재배지보다 낮았다. 재배년수가 증가할수록 토양화학성중 유기물과 인산염의 함량이 증가하였다. 재배작물별 미생물서식밀도는 형광성 Pseudomonas 속이 배추, 상추 시금치 등의 엽채류 재배지에서 $40.7{\times}10^4{\sim}97.9{\times}10^4cfu\;g^{-1}$, 딸기, 수박, 오이, 참외 등의 과채류 재배지에서 $25.0{\times}10^4{\sim}91.7{\times}10^4cfu\;g^{-1}$ 이었으나 장미와 화훼재배지는 $113.8{\times}10^4{\sim}129.7{\times}10^4cfu\;g^{-1}$으로 원예작물 재배지역에 비해 높았다. Fusarium속은 장미와 화훼재배지의 $3.8{\times}10^2{\sim}4.0{\times}10^2cfu\;g^{-1}$에 비해 엽채류 $4.3{\times}10^2{\sim}16.3{\times}10^2cfu\;g^{-1}$, 과채류 $7.6{\times}10^2{\sim}30.0{\times}10^2cfu\;g^{-1}$으로 원예재배지가 상대적으로 높았다. 재배년수별 토양미생물수는 호기성세균, 중온성 Bacillus속, 고온성 Bacillus속 및 형광성 Pseudomonas속등이 11년 이상된 시설재배지에서 높았으나, 다양성 지수는 재배년수가 증가할수록 감소하였다. 토양 미생물체량인 Biomass 탄소는 호기성 세균, 방선균 및 중온성 Bacillus 속등의 미생물수와 정의 상관관계를 가지고 있었다.