한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.344-344
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2017
The glycoprotein known as glomalin-related soil protein (GRSP) is abundantly produced on the hyphae and spores of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in soil and roots. GRSP play a decisive role in the soil aggregation, but GRSP was also sensitive to agricultural managements. Thus, our objectives were to assess the effect of different cover crop incorporation on the GRSP content in soil and growth of subsequent soybean and maize. Pot experiments with the incorporation of four cover crops were set up. The same amount (666g) of aboveground plant parts of wheat (AMF host), hairy vetch (AMF host), mustard (non-host) and rapeseed (non-host) was separately incorporated into soils. The aboveground plant parts and roots of soybean and maize were grown in each incorporated pots and sampled at 6 and 9 weeks after sowing. Our results showed that the different cover crops incorporation affected soil biological and chemical properties such as EC, $NO_3-N$ content, ${\beta}-glucosidase$ activity, alkaline phosphatase (ALP) activity and GRSP content. The soil EC and $NO_3-N$ content in the hairy vetch, mustard and rapeseed was higher compared to the wheat. The ${\beta}-glucosidase$ activity in the wheat and hairy vetch was significantly higher than that in the mustard and rapeseed, and the ALP activity in the wheat was significantly higher than that in the hairy vetch, mustard, and rapeseed. The GRSP content in the mustard and rapeseed was significantly lower than that of the hairy vetch and wheat. Moreover, The top dry weight and leaf area of soybean and maize in the hairy vetch at 6 weeks were significantly higher compared to the other treatments. Our results indicated that the incorporation of mustard and rapeseed may cause indirectly the decrease of GRSP content and soil enzyme activity in soil. One possible explanation for the decrease of GRSP in non-AMF host crop treatments may be the decrease of AMF density in the soil. AMF are not able to form a symbiotic relationship with Brassicaceae roots due to the release of anti-fungal compounds. This means the AMF may not be able to produce GRSP in the soil. However, the differences in the benefit of cover crop incorporation were shown only by a pot experiment. Comparative investigations of crop residue managements would be applied to both pot experiment and field study to clarify a better selection of cover crops in rotation to encourage GRSP production.
친환경 재배지 토양과 관행토양간 토양화학성은 큰 차이를 보이지 않았으며, 토양 유효인산 함량은 친환경 재배지 토양이 관행 재배지 토양과 비교하여 다소 높은 수준이었다. 토양 관리방법에 따른 균근균 포자밀도는 친환경 재배지 토양이 건토 30 g 당 140여개의 포자밀도를 나타낸 반면 관행 재배지 토양은 60여개 내외의 포자밀도를 보였다. 각 토양 화학성과의 상관관계를 비교한 결과, pH, EC, OM, $Av.P_2O_5$, K Ca+Mg), CEC에 대한 관행재배지 토양의 균근균 포자밀도는 각각 $-0.48^*$, -0.05, $0.48^*$, -0.12, -0.13, 0.31의 상관계수를 나타냈다. 반면, 친환경 재배지 토양에 대한 균근균 포자밀도는 각각 $-0.68^*$, $0.69^*$, $0.96^{**}$, $0.75^*$, $0.63^*$, $0.92^{**}$의 상관계수를 보여 모든 무기성분이 유의성을 보였다. 뿌리의 균 조직은 주로 내부균사가 많았으며, 수지상체와 낭상체는 매우 낮은 수준이었다. 지역별로는 친환경 재배관리를 한 순천과 천안에서 다소 높은 수준의 감염정도를 나타냈다.
균근균(Arbuseular Mycorrhizal fungi)의 생태조사가 토양오염과 관련하여 오염 지역과 비 오염 지역의 토양으로부터 실시되었다. 오염 지역인 온산의 총 32개 지역으로부터 채집된 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 24.5회 수치였고, 관악산의 총 18개 지역으로부터 채집된 토양의 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 4.1의 수치를 나타내었다. 비오염 지역인 충무의 총 30개 지역에서 채집된 토양의 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 24.5의 수치였고, 중왕산의 14개 지역의 토양에서 포자의 평균 분포수는 토양 20g당 16.5의 수치를 나타내었다. 채집된 포자는 Glomus, Gigaspora, Acaulospora 그리고 Scutellospora속으로 분류되었고, 그 중에서 Glomus는 온산, 충무 및 중왕산 지역의 토양에서 가장 높은 분포수를 나타낸 반면 Gigaspora는 관악산 지역의 토양에서 가장 높았다. 토양수분 함량은 오염 지역의 토양에서 평균 12.9%인 반면, 비오염 지역에서는 평균 16.4%였고, 토양 유기물의 함량은 오염 지역의 토양에서 평균 5.6%였던 반면, 비오염 지역에서는 평균 8.3%였으며, 토양의 산도는 오염 지역과 비오염 지역에서 각각 pH 4.3과 PH 6.7을 나타내어 오염 지역의 토양은 비오염 지역의 토양보다 토양산도에 있어서 강산성의 특징을 나타낼 뿐 아니라 토양수분과 유기물의 함량에서도 비오염 지역의 토양보다 낮았다. 생태학적 기준에 의한 종의 풍부도 및 종의 다양도의 결과는 오염 지역과 비오염 지역 사이에서 유의성(p<0.05)을 나타냈다. Glomus 및 Gigaspora속의 포자밀도는 3부류의 식생지역으로 나누어진 토양에서 유의성 (p<0.05)을 갖고 있었으며, 종의 균등도 및 종의 다양도의 결과도 역시 유의성(p<0.05)을 나타내었다. 전체 94개 토양으로부터 조사된 토양수분과 유기물의 함량 사이에 정의 상관$(r^2=0.38)$을 나타내었다. 토양의 유기물 함량과 전체 포자수의 사이에 정의 상관$(r^2=0.22)$을 나타냄에 따라 균근균의 포자는 토양의 유기물이 높아짐에 비례하여 증가하는 경향이었으며, 종의 풍부도 및 종의 다양도는 토양의 산도와 전체 포자수가 토양 속에서 증가함에 비례하여 높아지는 경향이었다.
Ammonium- and potassium-loaded zeolite (NK-Z) and other four kinds of environmental friendly fertilizers/agents were applied to characterize their effectiveness on garlic (Allium sativum L.) growth and soil amelioration. Selenium dioxide ($SeO_2$) and germanium dioxide ($GeO_2$) liquid treatments significantly increased selenium (Se) and germanium (Ge) contents in garlic stems, garlic cloves and clove peels. In soil treated with ZBFC, Se contents in garlic stems, cloves, and clove peels was 13.89-, 12.79-, and 10.96-fold higher, respectively, than in the controls. The inorganic contents of plants grown in soil treated with functional strengthened fertilizers were also higher than in plants grown in control soil. Soil treated with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) agents exhibited significantly greater spore density and root colonization rate than in untreated soil. The density of chitinolytic microorganisms in soil treated with colloidal chitin was also significantly higher than in untreated soil. The cation exchange capacities (CEC) in ZAFC-, ZBFC-, and ZBF-treated soils was 16.05%, 8.95%, and 8.80% higher than in control soil 28 weeks after sowing.
두둑과 고랑을 재활용한 한국형 무경운 농업에서 유기물 투입과 관수 효과를 구명하고자 무경운 토양에서 시험을 수행하였다. 1. 토양 미생물상 1회 전량관수 조건에서 대두박 투입 처리구의 토양 세균과 곰팡이 수는 대두박 무 투입구에 비하여 많았다. 그리고 유기질비료 투입량이 표준시비량 66%까지 증가되면 세균과 곰팡이 수는 증가되었으나, 그 이상에서는 세균과 곰팡이 수가 감소되는 경향이었다. 곰팡이/세균 비율은 관수 방법과 관계없이 대두박 투입 처리에서 0.6과 1.1로, 무투입 처리의 0.2와 0.5보다 2배 이상 높았다. 1회 전량 관수 조건에서 유기질 비료 시비량이 증가되면 대두박을 투입한 처리는 방선균 수는 감소되는 경향이었으나, 대두박 무투입에서는 증가되었다. 2회 분할 관수는 1회 전량관수에 비하여 대두박 무 투입 조건에서 세균과 곰팡이 수가 증가되었으나, 대두박 투입조건에서는 방선균 수가 증가되었다. 2. 토양 효소 유기질 비료의 시비량이 증가되면 토양 내 Chitinase 활성은 대두박 투입 토양에서 감소되고, 대두박 무 투입에서는 증가되는 경향이었다. 그러나 대두박을 투입에 관계없이 2회 분할 관수는 1회 전량관수에 비하여 Chitinase 활성이 증가되었다. 1회 전량관수 조건에서 대두박 투입 처리구의 ${\beta}$-Glucosidase 활성은 무투입에 비하여 높았으며, 유기질 비료 투입량이 증가되면 표준시비량의 66%까지는 ${\beta}$-Glucosidase 활성이 증가되었으나, 표준시비량에서는 감소되었다. 대두박 무투입 조건에서 2회 분할관수 토양 내 ${\beta}$-Glucosidase 활성은 1회 전량관수에 비하여 현저하게 증가되었다. 1회 전량관수 조건에서 대두박을 투입한 처리의 N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase의 활성은 무투입구에 비하여 높았다. 대두박 투입 처리에서 유기질 비료 투입량이 표준시비량의 66%까지 증가되면 N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase의 활성은 증가되었으나, 표준시비량에서는 유의적인 차이가 없었다. 대두박 무투입 조건에서 2회 분할관수는 1회 전량관수에 비하여 N-acetyl-${\beta}$-D-glucosaminidase의 활성은 증가되었다. 대두박 무투입 조건에서 유기질 비료 시비량이 표준량의 66% 수준에서는 토양 내 산성인산가수분해효소(Acid phosphatase)의 활성 높았다. 대두박 투입 조건에서는 유기질 비료 시비량이 증가되면 산성인산가수분해효소(Acid phosphatase)의 활성은 증가되는 경향이었다. 3. 토양 AMF 대두박 무투입 조건에서 유기질 비료의 투입량이 표준시비량의 66%까지 증가되면 토양의 내생균근균의(AMF) 포자수는 증가되었으나, 유기질 비료 투입량이 표준시비량에서는 근균의 포자수는 감소되었다. 그러나 대두박 투입에서 근균의 포자수는 유기질 비료 투입량에 따른 유의적인 차이가 없었다. 그리고 내생 근균의 고추 뿌리에 정착률은 대두박 투입량에 따른 유의적인 차이가 없었으며, 2회 분할 관수도 같은 경향이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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