• ALGAE
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• 제19권1호
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• pp.1-6
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• 2004

Carbon ($^{14}CO_2$) and nitrogen ($^{15}NH_4$ and $^{15}NO_3$) uptake were measured at two stations in the hypertrophic zone of the Seonakdong River, where Microcystis aeruginosa explosively bloomed in September 1998. Significant nitrogen limitation occurred in the period of Microcystis bloom, while phosphorus limitation was common in the river. The specific nitrogen ($NH_4$ + $NO_3$) uptake was 12-50 $\mu$mol mg chl-a$^{-1}$ hr$^{-1}$ at two stations, showing substantially higher than for any other freshwaters. The specific nirtogen uptake was higher at the GAR Station of the nitrogen-limited area and this high nirtogen uptake resulted in low $^{14}C:^{15}N$ atomic ratios of algal uptake. Carbon uptake was dependent upon irradiance, decreasing gradually toward the bottom in the euphotic zone, whereas the nitrogen uptake increased slightly toward the bottom. $NH_4$ preferable uptake against $NO_3$ was hardly discemilble due to the fact that it exceeded the $NH_4$ ambient concentraiton. The $^{14}C:^{15}N$ atomic ratios of algal uptake in the surface waters approached the Redfield C:N ratio.

• Ocean Science Journal
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• 제40권3호
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• pp.109-117
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• 2005

Daily changes in phytoplankton abundance and species composition were monitored from July to September 2003 (n=47) to understand which factors control the abundance at a station in Jangmok Bay. During the study, the phytoplankton community was mainly composed of small cell diatoms and dinoflagellates, and the dominant genera were Chaetoceros, Nitzschia, Skeletonema and Thalassionema. Phytoplankton abundance varied significantly from $6.40{\times}10^4$ to $1.22{\times}10^7$ cells/l. The initially high level of phytoplankton abundance was dominated by diatoms, but replacement by dinoflagellates started when the NIP ratio decreased to <5.0. On the basis of the N/P and Si/N ratios, the sampling periofd could be divided into two: an inorganic silicate limitation period (ISLP, $14^{th}$ $July-12^{th}$ of August) and an inorganic nitrogen limitation period (INLP, $13^{th}$ of August - the end of the study). Phosphate might not limit the growth of phytoplankton assemblages in the bay during the study period. This study suggests that phytoplankton abundance and species composition might be affected by the concentrations of inorganic nutrients (N and Si), and provides baseline information for further studies on plankton dynamics in Jangmok Bay.

• 대한환경공학회지
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• 제27권4호
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• pp.431-437
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• 2005

본 연구에서는, 충족농도를 기준으로 영양원를 제한한 경우와 탄소원 및 질소원이 각각 두 종류씩 혼재되어 있는 경우에 대해, 수돗물 토착세균 및 Pseudomonas fluorescence P17을 접종균으로 한 BRP법을 이용하여 세균의 재증식 특성을 연구하였다. 세균재증식능은 영양원의 제한에 의해 억제되는 것으로 나타났으며, 두가지 이상의 영양원이 동시에 제한된 경우, 세균재증식능의 억제가 더욱 증가되는 상승효과를 관찰할 수 있었다. 특히 제한된 영양원에 인이 포함되어 있는 경우, 상대적으로 더욱 낮은 세균재증식능을 나타내고 있었다. 그러나 $NO_3^-$-N에 대해서는 농도가 증가할수록 세균재증식능이 감소하는 것으로 나타났다. 탄소원으로써 Glucose 및 Acetate 질소원으로 $NH_4^$-N 및 $NO_3^-$-N가 혼재되어 있는 경우를 대상으로 세균의 재증식 특성을 조사한 결과, 탄소원에 대해서는 Glucose 및 Acetate가 혼재되어 있는 경우가 각각의 탄소원을 단독으로 주입했을 경우보다 세균재증식능이 높게 나타났다. 또한 질소원에 대해서는 $NH_4^+$-N의 주입비율이 높아짐에 따라 세균재증식능이 증가하는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제37권1호통권106호
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• pp.36-46
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• 2004

소규모 부영양 저수지에서 식물플랑크톤 성장에 대한 제한영양염과 N/P무게비의 영향을 평가하기 위해 2002년 11월부터 2003년 12월까지 이루어졌다. 조사기간 동안 수체 내 DIN/DTP과 TN/TP 무게비는 각각 17${\sim}$187,33${\sim}$60의 범위로 나타났다. 용존무기질소의 대부분은 질산성 질소($NO_3$-N)형태로 존재했으며, 봄에 일시적인 암모니아 농도의 증가가 나타났다. 반면에 무기인은 8.8${\sim}$0.6 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$의 범위로 계절에 따른 변화는 적었으며, 용존총인은 26.5 ${\sim}$ 10.1 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$로 8월에 가장 높았고 12월에 가장 낮은 농도를 나타냈다. 엽록소 a 농도는 28.8${\sim}$109.7 ${\mu}g\;L^{-1}$의 범위였고, 식물플랑크톤 세포밀도 변화와 유사한 계절적인 변화를 보였다. 봄에는 주로 규조류(Melosira varians)와 녹조류 (Dictyosphaerium puchellum)가 우점종으로 나타난 반면 5월부터 결빙 전까지는 Osillatoria SPP., Microcystis SPP., Aphanizomenon SP. 와 같은 남조류가 우점하였다. 남조류 군집 중 Microcystis SPP.가 우점한 6월부터 12월까지 수체 내 TN/TP비는 46${\sim}$13의 범위 (평균 27${\pm}$5)였다. 영양염 첨가실험의모든 경우(17번)에서 인에 의한 제한이 나타났으며, 질소제한은 8번에 걸쳐 나타났다. 식물플랑크톤 성장률은DIN/DTP비 30이하에서 가장 크게 나타났고, 인 농도50 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$까지는 지속적으로 증가하였다. 절대 농도에 있어서 차이가 있으나, N/P비가 동일한 상태에서의 남조류 성장은 질소 농도가 3.5 mg N $L^{-1}$인 경우 N/P 비가 1인 상태에서 성장량이 가장 컸다. 인 첨가에 따른 성장은 질소농도가 높을수록 현저히 높게 나타났다. 이러한 결과들은 수체 내 질소농도가 높은 환경에서는 식물플랑크톤성장에 대한 강한 인 제한이 나타나기 쉬운 반면, 질소제한 가능성 이 상대적으로 적음을 의미한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.459-468
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• 2022

천수만과 태안해역의 제한영양염을 평가하기 위해 장기자료 분석과 생물검정실험을 진행하였다. 우선 잠재적인 제한영양염을 평가하기 위해 국가수질측정망에서 제공되는 2004~2016년 동안의 장기 영양염 자료를 이용하였다. 장기자료의 DIN/DIP를 분석한 결과 대부분 16이하로 N 제한이 우세하였지만 N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서는 하계와 추계에는 N 제한이 우세하였고, 동계와 춘계에는 해역에 따라 일부 Si 제한을 보이거나 또는 제한이 나타나지 않았다. 생물검정실험 시 채집된 현장수의 영양염 분석결과, DIN/DIP는 3월과 5월에 모든 정점에서 P 제한을 나타냈고, 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. N, P, Si의 농도비를 이용한 분석에서 3월과 5월은 P와 Si 제한을 보이거나 제한영양염이 나타나지 않은 정점이 존재하였으나 7월과 10월에는 N 제한이 우세하였다. 실질적인 제한영양염을 평가하기 위해 수행된 생물검정실험 결과 3월에는 특정 제한영양염이 나타나지 않았으나, 5월, 7월 10월에는 NH₄⁺와 NO₃^-가 반응을 보임으로서 이 시기에는 N이 식물플랑크톤 성장에 직접 관여하는 실질적인 제한영양염임을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.136-141
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• 2010

본 연구는 국내 대표적 인공호수인 대청호에서의 식물 플랑크톤의 1차 생산력을 알아보기 위하여 실험실과 현장에서 영양염 첨가 설험을 실시하였다. 실험을 위한 샘플을 2009년 9월 대청댐 앞 정수대 지점에서 채수 하였으며, 채수한 샘플은 Cubitainer에 6 L씩 분배하였다. 대조군은(Control) 영양염 처가 없이 원수 그대로 사용하였으며 6개의 처리군(Treatment)에는 $KH_2PO_4$와 $KNO_3$을 이용하여 P, 2P, 4P, $2NO_3$-N, $2NO_3$-N 그리고 질소와 인은 동시에 첨가한 P+$NO_3$-N의 농도로 영양염을 첨가하였다. 엽록소-$\alpha$ (Chlorophyll-$\alpha$)와 총질소(TN), 총인(TP)의 농도 변화를 매일 동일한 시간에 분석을 실시하였다. 단기 영양염 실험에서 인을 첨가해준 실험군은 대조군이나 질소를 첨가해준 처리군에 비해 식품플랑크톤의 성장이 뚜렷이 나타났으며, 이들 간의 높은 유의 수준을 보였다(p < 0.05). 또한 가장 높은 인의 농도를 첨가한 4P 처리군에서 P, 2P 처리군보다 높은 조류 성장률을 보였다. 반면 질소를 첨가한 처리군에서는 조류성장과 유의성을 보이지 않았다(p > 0.20). 염양염 첨가 실험결과 일반적으로 담수 생태계가 인에 의해 제한 된다는 다른 연구결과들과 일치하는 것으로 나타났다. 한편 인과 질소를 동시에 첨가한 처리군에서 가장 낮은 조류 성장률을 보였는데, 이는 제한 영양염이 인에 의해 작용 하더라도 질소와 함께 첨가될 경우 조류 성장 억제 될 수 있는 것으로 사료된다. 과거 장기간 측정된 대청댐의 상대비율 (TN:TP ratio)에 따르면 전체의 95% 이상이 17을 월등히 상회하는 값을 보여(Forsberg and Ryding, 1980), 총인과 총질소의 상대 비에 의해서도 인에 의한 제한 영양염 효과가 나타났다. 결과적으로 대청호의 정수대 부근에서 용존인이 일정량 이상 충분히 유지될 경우, 용존인은 식물플랑크톤의 생산력과 강한 양의 상관관계를 보이는 것으로 사료된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.216-222
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• 2018

The growth characteristics of Spirulina platensis were investigated using four photo-bioreactors with $CO_2$-mixed air flows. Each reactor was operated under a specific condition: 3% $CO_2$ at 50 mL/min, 3% $CO_2$ at 150 mL/min, 6% $CO_2$ at 50 mL/min, and 6% CO2 at 150 mL/min. The 3% $CO_2$ at 150 mL/min condition produced the highest algal growth rate, while the 6% $CO_2$ at 150 mL/min conditioned produced the lowest. The algal growth performance was suitably assessed by the linear growth curve rather than the exponential growth. The medium pH decreased from 9.5 to 8.7-8.8 (3% $CO_2$) and 8.4-8.5 (6% $CO_2$), of which trends were predicted only by the pH-carbonate equilibrium and the reaction kinetics between dissolved $CO_2$ and $HCO_3{^-}$. Based on the stoichiometry between the nutrient amounts and cell elements, it was predicted that depleted nitrogen (N) at the early stage of the cultivation would reduce the algal growth rates due to nutrient starvation. In this study, use of the photobioreactors capable of good light energy distribution, proper ranges of $CO_2$ in bubbles and medium pH facilitated production of high amounts of algal biomass despite N limitation.

• 미생물학회지
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• 제27권4호
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• pp.373-377
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• 1989

The effects of environmental factors on the extracellular release of organic carbon by Scenedesmus qudricauda were studied. The PER (percentage extracellular release) was greater at high temperature and at high concentration of nitrogen and phosphate. The PER variation according to the change of M/P ratio showed high values at each extreme N/P ratio. This result suggested that the limitation of nitrogen or phosphorous resulted in the accumulation of carbohydrates as photosynthetic products, and the products in high concentration were excreted through algal cell membrane.

• 한국초지조사료학회지
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• 제32권4호
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• pp.343-352
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• 2012

Sulphur deficiency has become widespread over the past several decades in most of the agricultural area. Oilseed rape (Brassica napus L.) is a very sensitive to S limitation which is becoming reduction of quality and productivity of forage. Few studies have assessed the sulphur mobilization in the source-sink relationship, very little is known about the regulatory mechanism in interaction between sulphur and nitrogen during the short-term sulphur deficiency. In this study, therefore, amount of sulphur and nitrogen incorporated into amino acids and proteins as affected by different S-supplied level (Control: 1 mM ${SO_4}^{2-}$, S-deficiency: 0.1 mM ${SO_4}^{2-}$, and S-deprivation: 0 mM ${SO_4}^{2-}$) were examined. The amount of sulphur in sulphate (S-sulphate) was significantly decreased by 25.8% in S-deprivation condition, compare to control, but not nitrogen in nitrate (N-nitrate). The markedly increase of sulphur and nitrogen incorporated amino acids (S-amino acids and N-amino acids) was observed in both S-deficiency and S-deprivation treatments. The amount of nitrogen incorporated proteins (N-protein) was strongly decreased as sulphur availability while the amount of sulphur incorporated into proteins (S-protein) was not affected. A highly significant ($p{\leq}0.001$) relationship between S-sulphate and S-amino acid was observed whereas the increase of N-amino acids is closely associated with decrease of N-proteins. These data indicate that increase of sulphur and nitrogen incorporated into amino acids was from different nitrogen and sulphur metabolites, respectively

• 생명과학회지
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• 제13권5호
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• pp.705-711
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• 2003

Pseudomonas elodea ATCC 31461에 의해 생산되는 미생물 다당류인 gellan의 최적 조건을 확립하기 위해 flask상에서 inoculum size, 탄소원 종류 및 농도, 질소원 종류, C/N ratio등을 조사하였다. Gellan 생산을 위한 최적 inoculum size는 5%(v/v)로 나타났으며, 1.0%(w/v)의 glucose에서 2.22의 최대 specific yield 와 $0.03 g/\ell$의 생산성을 얻을 수 있었다. 또한 ammonium nitrate가 없을 때 최대 생산을 얻을 수 있어, gellan 생산을 위해서 nitrogen limitation이 필요함을 알 수 있었다 Glucose와 bactopeptone을 이용하여 C/N ratio를 조사한 결과 20에서 gellan 생산이 가장 높게 나왔다.