In this study, the effects of ammonium concentration ($117.5-1155.0mg-N{\cdot}l^{-1}$), nitrite concentration ($0-50.0mg-N{\cdot}l^{-1}$), and temperature ($15-35^{\circ}C$) on nitrification performance and its functional genes (amoA-arc, amoA-bac, hao) in an enriched consortium inoculated with humic acid were determined. Notably, the maximum nitrification rate value was observed at $315mg-N{\cdot}l^{-1}$ of ammonium, but the highest functional gene copy numbers were obtained at $630mg-N{\cdot}l^{-1}$ of ammonium. No inhibition of the nitrification rate and functional gene copy numbers was observed via the added nitrites. The optimum temperature for maximum nitrification performance was observed to be $30^{\circ}C$. The amoA-bac copy numbers were also greater than those of amoA-arc under all test conditions. Notably, amoA-arc copy numbers and nitrification efficiency showed a positive relationship in network analysis. These results indicate that ammonium-oxidizing archaea and bacteria play important roles in the nitrification process.
침투성 살충제의 일종인 carbofuran을 대상으로 수분조건을 달리한 논과 밭상태의 토양중 분해경로상 차이점과 비추출성 잔류분의 특성을 비교, 검토하였다. 침수 및 습윤상태로 수분조건을 조절한 토양에 [$3-^{14}C$]Carbofuran을 정상적 포장살포약량인 1.0mg/kg (87.8kBq/50g 토양)수준으로 처리하고 경시적으로 특성별 방사능과 분해산물의 분포를 조사하였다. 토양중 carbofuran의 초기분해경로는 수분조건에 따라 차이를 보여 침수상태에서는 가수분해가 우세하였던 반면 습윤상태에서는 산화가 주된 초기분해반응으로 나타났다. 또한 분해속도에 있어서도 토양중 반감기가 각각 34일 및 50일로 수분조건에 따라 차이를 보였다. 토양중에 처리한 carbofuran 및 분해산물중 상당량이 비추출성으로 전환, 처리 60일후 $24{\sim}39%$에 달하였으며 주로 토양유기물에 분포하였다. 비추출성 방사능의 토양유기물중 분포를 조사한 결과 처리후 시간이 경과함에 따라 carbofuran 및 그 분해산물들은 fulvic acid, humic acid 및 humin분획에 혼입되었으며 겔여과크로마토그래피에 의하여 분자량 $10^4$ 이상의 혼입고분자화합물이 존재함을 밝혔다.
We compared the plausible reaction mechanism and quantitative efficiency of highly self-organized TiO2 nanotube (ntTiO2) film with TiO2 powder. Film was fabricated by electrochemical potentiostatic anodization of titanium thin film in an ethylene-glycol electrolyte solution containing 0.3 wt% NH4F and 2 vol% deionized water. Nanotubes with a pore size of 80-100 nm were formed by anodization at 60 V for 3 h. Humic acid (HA) was degraded through photocatalytic degradation using the ntTiO2 film. Pseudo first-order rate constants for 0.3 g of ntTiO2, 0.3 g TiO2 powder, and 1 g TiO2 powder were 0.081 min−1, 0.003 min−1, and 0.044 min−1, respectively. HA adsorption on the ntTiO2 film was minimal while adsorption on the TiO2 powder was about 20% based on thermogravimetric analysis. Approximately five-fold more normalized OH radicals were generated by the ntTiO2 film than the TiO2 powder. These quantitative findings explain why ntTiO2 film showed superior photocatalytic performance to TiO2 powder.
So far, most studies associated with soil carbon sequestration have been focused on long term aspect. However, information regarding soil carbon sequestration in short term aspect is limited. This study was conducted to determine changes of soil organic carbon content and stability of carbon in response to compost application rate and tillage management during rice growing season(150 days) in short term aspect. Under pot experiment condition, compost was mixed with an arable soil at rates corresponding to 0, 6, 12, and 24 Mg/ha. To determine effect of tillage on soil carbon sequestration, till and no-till treatments were set up in soils amended with application rate of 12 Mg/ha. Compost application and tillage management did not significantly affect soil organic carbon(SOC) content in soil at harvest time. Bulk density of soil was not changed significantly with compost application and tillage management. These might result from short duration of experiment. While hot water extractable organic carbon(HWEOC) content decreased with compost application, humic substances(HS) increased. Below ground biomass of rice increased with application of compost and till operation. From the above results, continuos application of compost and reduce tillage might improve increase in soil organic carbon content and stability of carbon in long term aspect.
Actinomycetes occur in a wide range of environments and many more actinomycetes remain to be detected in the natural environment. In isolation stages, selection of the environment as a source of useful isolates is important. Two hundred and eighteen strains were isolated on Bennet's agar and 346 strains were on humic acid-vitamin agar from five each paddy field, field, forest, grass land, riverside soil samples. These isolates were identified to the genus level based on morphological and physiological characteristics. Among them, 386 strains were Streptomyces, 49 strain were Nocardia, 35 strains were Microbispora and Micromonospora each, 15 strains were Nocardiopsis, 13 strains were Actinomadura, 10 strains were Streptosporangium, and the others were isolated rarely. According to soil type, Nocardia, Micromonospora, Microbispora and Streptosporangium were dominant in paddy field, Microbispora Nocardia, Nocardioides and Micromonospora were dominant in field, Nocardia, Micromonospora, Microbispora and Actinomadura were dominant in grass land, Nocardia, Micromonospora and Microbispora were dominant in forest, Nocardia, Microbispora and Micromonospora were dominant in riverside. Generally, Nocardia, Micromonospora, Microbispora and Actinomadura were isolated in all kinds of soils, Streptosporangium were paddy field, Dactylosporangium were forest, Nocardiopsis were field, forest and riverside.
The purpose of this study is to illustrate the characteristics of soil organic matter (SOM) and partition coefficient $(K_{DOC})$. Humic substances (HS) from eight soils of varying properties were extracted by two different methods. The dissolved organic carbon (DOC) concentration was stabilized in 22hrs. The ratio of UV absorbance at 465nm and 665nm (E4/E6 ratio) for HS were similar pattern for 8 soils. The extraction with increasing pH increased dissolution of SON. The ratio of organic carbon (OC) associated with HA and FA (the HA:FA ratio) was varied widely in accordance with the soils and was highly correlated to OC $content(\%)$ of the soils. in modeling metal speciation in soils and soil solutions, assumptions that all DOC in soil solution is associated with FA and that HA:FA ratio in SOM is constant have been made. The results of this study indicate that the validity of these assumptions is questionable. By sequential pH extraction, the $K_{DOC}$ showed in a linear correlation with pH.
난배양성 세균의 배양효율을 증진시킬 수 있다고 보고된 배지 첨가물들이 포함된 다양한 종류의 빈영양 배지들을 대상으로 배양효율을 비교평가하고 최적의 배양조건을 모색하였으며, 평가된 배지를 사용하여 토양시료로부터 순수 분리된 난배양성 세균들의 계통분류학적 위치를 분석하였다. 배지 첨가물로는 토양의 화학적 조성을 반영하기 위한 토양추출액(soil extract), 부식질산의 유사체(humic acid analogue)인 anthraquinone disulfonate, 정족수인식 신호물질(quorum-signaling compounds)인 acyl homoserine lactones, 과산화물(exogenous peroxide)로부터 세균을 보호하기 위한 catalase가 사용되었다. $CO_2$ 과분압(5%, v/v) 조건에서 60일간 배양하였을 때, catalase가 첨가된 배지가 가장 높은 세균집락수(CFU)를 보였다. 이 배지로부터 147개의 균주를 무작위적으로 선택하여 순수분리하고 16S rRNA 유전자의 염기서열을 이용한 계통학적 분석을 실시한 결과, 순수분리된 균주의 약30%가 이전에 배양 또는 발견된 적이 없는 새로운 종(species)에 속하며, 이 중 약 25%는 새로운 과(family)에 속하는 세균일 가능성이 있는 것으로 나타났다. 또한 난배양성 토양세균으로 알려진 phylum Acidobacteria에 속하는 세균들이 성공적으로 배양되었다는 결과를 고려하면, 본 연구에서 사용된 배지 및 배양조건은 난배양성 토양세균의 배양은 물론 신 분류군의 발굴에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
The interspecific estimation for tolerance capacities of upland crop species to excessive soil water stress in paddy field is significant in agricultural practices. Most of upland crops can be damaged by either excessive soil water or capillary rise of the water table during rainy season in paddy fields. The major objective of this study was to evaluate water stress of upland crops under different drainage classes in converted paddy field. This experiment was carried out in poorly drained soil (PDS) and imperfectly drained soil (IDS) of alluvial sloping area located at Toero-ri, Bubuk-myeon, Miryang-si, Gyeongsangnam-do. The soil was Gagog series, which was a member of the fine silty, mixed, nonacid, mesic family of Aeric Endoaquepts (Low Humic-Gley soils). Two drainage methods, namely under Open ditch drainage methods (ODM) and, Closed pipe drainage methods (PDM) were installed within 1-m position at the lower edge of the upper paddy fields. The results showed that sum of excess water days ($SWD_{30}$), which was used to represent the moisture stress index, was 42 days (the lowest) in the PDM compared with 110 days in the ODM. Most of upland crops were more susceptible to excessive soil water during panicle initial stage on more PDS than on IDS. Yield of upland crops in the PDM was continuously increased by the rate of 15.1% on sorghum, 15.4% foxtail millet, 53.6% proso millet, 49.6% soybean and 47.9% adzuki bean as compared in the ODM. The capacity for tolerance by excessive soil water based on yield of each upland crop in the poorly drained sloping paddy fields was the order of sorghum, soybean, foxtail millet, proso millet and adzuki bean. Therefore, Sorghum is relatively tolerant to excessive soil water conditions and, may be grown successfully in converted paddy field.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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