염농도는 미생물 생육에 중요한 환경요인의 하나로서 대부분의 미생물들은 염농도 1% 이내를 생육 최적조건으로 하지만 자연계에는 염농도 1% 이상에서 포화염농도까지 생육이 가능한 것들도 많다. 미생물 중에는 생육 최적염농도보다 높은 환경에 처하면 여러가지 적응기작에 의해 고염분 농도에 적응하면서 생육할 수 있는 내염성 미생물과 고염농도 환경을 생육 최적조건으로 하는 호염성 미생물로 대별할 수 있다.
본 연구는 친환경농업에서 미생물비료(MF)의 작물 생육 증진 여부를 평가하기 위해 Bacillus amyloliquefaciens가 함유된 미생물비료의 처리, 유기질비료(OF)의 혼용 처리 및 미생물비료 제형별 처리에 따른 상추의 생육 특성을 조사하였다. 미생물비료의 유효 균주인 B. amyloliquefaciens는 전분 분해 효소와 단백질 분해 효소의 활성을 나타내었다. 미생물비료를 유기물의 공급없이 상추에 처리하는 경우 작물의 생육은 무처리구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 대조구와 비교할 때, 유기질비료와 미생물비료를 함께 처리한 MOF2 처리구(2,500 kg OF/ha + 50 kg MF/ha)의 건물중이 약 30% 증가하였다. 미생물비료 제형별 상추 생육 조사 결과, 수용제는 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 수화제 처리구의 건물중은 약 43% 증대되었다. 미생물비료의 제형별 작물 생육 비교 시 수용제보다 수화제 처리구에서 37% 정도 증가하여 수화제 처리 상추의 생육과 생산량이 증대되었다. 상기 결과들을 종합할 때, 미생물비료를 유기질비료와 혼용하는 경우 상추의 생육과 생산량이 증대되며, 수화제의 처리 시 작물의 생육 개선 효과가 나타남을 알 수 있었다.
본 시험은 재배과정 중 배지에서 분리한 미생물의 특성을 조사하여 이들 미생물과 버섯균의 생육과 연관관계를 밝히고자 하였다. 짚, 계분 등 배지 재료에서 분리한 미생물의 양송이 균주에 대한 억제 정도는 국내 육성 양송이 균주가 외국에서 수입한 양송이 균주 보다 생육 억제 정도가 낮은 경향을 보였다. 양송이 배지 발효 단계별 분리 미생물의 양송이 품종간 균사 생육 억제 정도는 국내 육성 품종인 새도가 다른 품종보다는 생육이 좋았다. 그리고 발효과정이 진행됨에 따라 버섯균에 대한 억제 정도는 약해지는 경향을 보였다. 양송이 배지에서 분리한 미생물을 합성배지(CDA)에 도말한 뒤 버섯균사를 접종하여 균사의 생육을 조사한 결과와 분리균을 도말하고 항온기에서 2일간 배양한 후 배지를 완전히 뒤집어 배지의 뒷면 중앙에 버섯 균사를 접종하여 균사 생육을 조사한 결과를 비교 분석한 결과 양송이균의 생육 정도가 비슷한 경향을 보이는 것으로 보아 양송이 배지에서 분리한 미생물은 분비성 물질을 통해서 버섯균의 생육과 증식에 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 양송이 균의 생육을 촉진하는 미생물을 분리한 결과 21균주가 선발되었고 대부분 4차 뒤집기 이후에서 많이 선발되었다. 대표적인 균주로는 Alcaligenes faecalis B-4-28, Comamonas testosteroni B-4-31, Acinetobacter soli B-4-40 등이 있다.
제지폐수 처리장에는 공정내에서 순환하는 분산성 미생물이 존재하는데 환경조건에 따라 이상중식 현상이 일어나 처리수질의 악화와 악취가 발생되는 현상이 발견되었다. 본 연구에서는 이러한 문제를 일으키는 분산성 미생물을 파악한후 우검종 분산성 미생물을 분리동정하고 각 폐수처리 공정중에서 호기 및 혐기적 미생물의 생태분석 및 그 생육특성을 조사하여 이를 토대로 안정적인 폐수처리를 위한 미생물관리 모델시스템 개발의 기초적인 연구를 수행하였다. 제지폐수내 1차 처리수중 주요 우점종 분산성균들의 분리동정 결과 호기성균으로 Pseudomonas carboxydohydrogena, Cardiobacterim hominis. Micrococcus lylae, Xantomonas cam-pestris pv juglandis, Micrococcus diversus, Comamaonas terrigena, 혐기성균으로는 Streptococcus bovis, Prevotella buccae등의 균이 동정되었다 3회의 분석때마다 서로 다른 buccae등의 균이 동정되었다. 호기적 균이 혐기성 균보다 더 많은 종류가 검출되었다 이중 주요 균의 생리특성을 관찰한 결과 온도는 $37^{\circ}C$에서 생육이 가장우수하였고 적정 pH는 균종에 따라 다르게 나타났으며 특히 1차 폐수처리시에 첨가되는 alumi-nium sulfate에 의한 sulfate의 요구 균주가 많았다 따라서 제지 폐수내의 분산성 미생물은 매우 다양한 균들로 이루어져 있으며 외부의 환경변화에 의하여 microflora 가 변하고 있음을 확인할 수가 있었다 그리고 이들 호기적처리 공정중에서도 많은 혐기성 미생물이 생육하들 호기적처리 공정중에서도 많은 혐기성 미생물이 생육하고 있으며 이들이 폐수처리에 많은 역할을 하고 있는 것으로 나타났다. 특히 1차 침전조에서의 긴 체류시간에 의하여 상등액에서 원폐수보다 호기성미생물보다 혐기성미생물의 생육이 3배나 많이 이루어졌고 1차침전조에서의 긴 체류시간에 의하여 상등액에서 원폐수보다 호기성미생물보다 혐기성미생물의 생육이 3배나 많이 이루어졌고 1차침전조 하부 슬러지액에서는 혐기성균이 10배나 많이 존재하였다 따라서 혐기성균이 침전된 유기물로부터 황화수소가스와 이산화탄소등의 가스를 발생시키고 이 가스가 하부에서 상부로 부상하면서 미생물의 침전성을 악화하여 분산성미생물을 증가시켜 폐수처리효율을 떨어뜨리며 아울러 심한 악취까지 발생시킬 것으로 사료된다.
여러 작물 재배지 토양에서 각종 근권미생물을 분리하여 이들 분리미생물 중 수박 만할병균인 Fusarium oxysporum f. sp. niveum(KCCM34741)에 길항하는 미생물인 YJ-19, YJ-45, YJ-3 등 12 균주를 분리하였다. 길항미생물들은 MS agar 배지 실험 및 미생물제제 첨가 상토 실험에서 모두 참박의 발아율을 향상시켰으며, 이들 중 분리주 YJ-3 균주는 참박의 발아율과 초기생육에 가장 큰 영향을 주는 미생물로 선별되었다. YJ-3 균주를 제제화하여 참박 재배 기간별로 식물체 생육실험을 행한 결과 대조구인 일반 상토 및 시판 미생물혼합 상토 보다 각각 46%와 13%정도 생육을 촉진하는 것으로 나타났다. 분리주 YJ-3 균주는 간균의 gram 양성균으로서 Bacillus sp.로 동정되었다. Bacillus sp. YJ-3은 수박 만할병균인 F. oxysporum f. sp. niveum에 대해 강한 억제효과를 나타내었고, 그외 수박 병원균인 Alternaria cucumerina, Botrytis cinerea, Colletotrichum orbiculare, Didymella bryoniae, Rhazoctonia solani 등에서도 우수한 길항력을 나타내어 본 Bacillus sp. YJ-3 균주는 수박 만할병균에 길항하는 동시에 참박의 생육을 촉진하는 미생물로 확인되었다.
토양으로부터 호알칼리성 미생물을 분리하여 동정 한 결과, Bacillus속의 특성을 나타내어 Bacillus sp. SH-8로 명명하였다. Bacillus sp. SH-8은 초기 pH 9.0이상의 알칼리에서만 생육이 가능하였으며 중성 pH에서는 불가능하였다. Bacillus sp. SH-8로부터 U.V.조사에 의해 중성배지에서도 생육이 가능한 변이주를 분리하여 Bacillus sp. SH-8M으로 명명하였으며, 초기 pH 6.9부터 11.0까지 생육이 가능하였다. 따라서 이들 두 균주는 pH 변화에 따른 생육과 효소생산을 비교, 검토하는데 적합한 균주로 생각된다.
본 시험은 미생물제제의 토양처리가 고려인삼의 생육 및 수량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 미생물제제의 토양처리는 고려인삼의 생육 및 수량증대에 크게 작용하였다. 미생물제의 토양처리로 5개월 후에 인삼의 생체중이 32-68% 증가하였다. 미생물제제에 의한 생육촉진 및 수량증대효과는 근권의 미생물상의 변화에 기인된 것으로 추정된다.
미나리(Oenanthe stolonifera) 발효액이 장내 병원성 미생물과 유익균의 생육, 그리고 장내 세균효소에 미치는 영향을 in vitro 에서 조사하였다. 고상 배지 (Agar plate) 에서의 clear zone 형성에 의한 생육저해를 측정한 결과, Vibro, Salmonella 등의 유해 미생물에 대해서 강한 생육저해 효과를 보였으며 Bifidobacterium longum 에 대해서는 생육저해 효과가 크지 않았다. 액체배지에서의 최소저해농도(MIC) 측정에서도 고장배지에서와 같은 경향을 보여 상대적으로 B. longum 에 대한 생육저해가 가장 적었다. 발효 기간에 따른 영향을 보면 발효 기간이 길수록 적은 양으로도 유해한 균들의 생육을 잘 저해할 수 있는 것으로 나타났다. 장내 세균 효소인 ${\beta}$-glucuronidase와 tryptophanase의 활성에 대해 미나리 발효액은 발효하지 않은 액에 비해 저해효과가 컸으며 발효기간이 길수록 저해효과도 증가하였다. 이상의 실험 결과로서 미나리 발효액은 유해세균에 대한 생육저해능이 크고 상대적으로 유익균인 B. longum에 대한 저해는 적어, 음용 시 정장 효과가 있을 것으로 추정된다.
본 연구에서는 가지과 작물의 근권에서 유용한 균주를 분리하고 근권ㆍ길항ㆍ생육촉진미생물을 선별ㆍ제제화하고 상토에 첨가하여 미생물제제 혼입 상토를 제조한 후 고추 플러그묘의 초기 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 근권미생물로는 가지과 작물의 뿌리 및 재배 토양 등 385점의 균원시료로부터 540여점을 분리한 후, 가지과 작물에 공통적으로 발생되는 Alternaria solani, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporium, Phytophthora capsici, Sclerotinia sclerotiorum 등의 병원균에 높은 길항력을 가진 미생물 20여종을 선발하고, 이들 길항미생물 중에서 고추의 초기 생육을 촉진시키는 MJ-3균주를 최종 선발하였다. 근권ㆍ길항ㆍ생육촉진미생물인 분리주 MJ-3은 Bergey's manual of systematic bacteriology의 방법과 16S rDNA sequence법 등으로 조사하여 Bacillus amyloliquefaciens동정하였다. 제제화한 B. amyloliquefaciens를 상토에 첨하여 미생물 혼입 상토를 제조하였고, 이를 이용하여 재배한 고추 플러그 묘는 초장과 경경, 뿌리길이, 생체중량 등이 모두 대조구에 비해 소량 증가되었으나, 특히 뿌리의 생체중량이 대조구가 0.61g/plant인데 비해 시험구는 0.88g/plant로 44.3% 증가하였다. 미생물제제 첨가 상토에서 재배한 고추의 gib-berellin (GA$_1$) 함량은 0.559ng/g(건조중량)이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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