인은 모든 생명체 유지에 필수적이며 대체 불가능한 원소로서 비료로 많이 이용되고 있다. 그러나 인 자원은 100년 이내에 고갈될 것으로 예상되고 있다. 슬러지 소각재는 인 함량이 높아 인 회수를 위한 대체 자원으로 알려져 있다. 그러나 소각재는 중금속과 인의 낮은 생물이용 가능성으로 인해 비료로 직접 사용할 수 없다. 염소 공여체를 이용한 열화학적 처리는 소각재의 중금속 함량을 낮추고 인의 생물이용 가능성을 높인다고 알려져 있다. 본 총설은 소각재의 중금속 감소와 생물이용 가능성 향상을 위한 열화학적 처리에 의 한 최신 인 회수 기술과 향후 인 회수를 위한 연구 전략을 세우기 위한 것이다. 그 결과 $CaCl_2$와 $MgCl_2$가 가장 효과적인 염소 공여체이며 반응온도(< $1000^{\circ}C$) 가 중금속 감소에 가장 중요한 운전 요소였다. 중금속 제거율은 원소에 따라 다르다. 열화학적인 슬러지 처리기술은 소각재에서 인 회수를 위한 상업적 응용이 곧 가능해지리라 사료되며 인 고갈에 의한 인류의 지속가능성 위기 극복에 큰 기여를 할 것이다. 향후 비용절감과 에너지 소비를 줄이는 환경 친화적 공정 개발이 필요하다.
Phenyllactic acid (PLA) which is known as antimicrobial compound can be synthesized through the reduction of phenylpyruvic acid (PPA) by lactate dehydrogenase (LDH) of lactic acid bacteria (LAB). LAB producing PLA was isolated from Korea Kimchi and identified to Lactobacillus plantarum SJ21 by 16 rRNA gene sequence analysis. Cell-free supernatant (CFS) from L. plantarum SJ21 was assessed for both the capability to produce the antimicrobial compound PLA and the antifungal activity against four fungal pathogens (Rhizoctonia solani, Aspergillus oryzae, Botrytis cinerea, and Collectotricum aculatum). PLA concentration was investigated to be 3.23mM in CFS when L. plantarum SJ21 was grown in MRS broth containing 5mM PPA for 16 h. PLA production also could be promoted by the supplement of PPA and phenylalanine in MRS broth, but inhibited by the supplement of 4-hydroxyphenylpyruvic acid and tyrosine as precursors. Antifungal activity demonstrated that all fungal pathogens were sensitive to 5% CFS (v/v) of L. plantarum SJ21 with average growth inhibitions ranging from 27.32% to 69.05% (p<0.005), in which R. solani was the most sensitive to 69.05% and followed by B. cinerea, C. aculatum, and A. oryzae. The minimum inhibitory concentration (MIC) for commercial PLA was also investigated to show the same trend in the range from $0.35mg\;mL^{-1}$ (2.11 mM) to $0.7mg\;mL^{-1}$ (4.21 mM) at pH 4.0. The inhibition ability of CFS against the pathogens was not affected by heating or protease treatment. However, pH modification in CFS to 6.5 caused an extreme reduction in their antifungal activity. These results may indicate that antifungal activities in CFS were caused by acidic compounds like PLA or organic acids rather than proteins or peptides molecules.
간척조성지 밭작물재배기술개발의 일환으로 점적관개가 간척지토양의 염농도관리와 배추 및 양배추의 생육에 미치는 영향을 구명하기 위하여 영산강간척지, 이원간척지 및 화옹간척지에 시험지를 조성하여 시험재배를 하였다. 점적관개는 표토의 염농도를 비교적 효과적으로 염스트레스 기준이하로 제어할 수 있었지만 토양의 염농도에 대한 공간변이성을 완전히 해소시키기에는 다소 한계가 있었고 이 공간변이성이 생산물의 상품화율을 낮추는 원인중의 하나로 생각되었다. 표토의 염농도가 높을수록 유거수의 염농도가 직선적으로 증가함으로 고농도의 유거수는 간척지의 염농도관리에 매우 중요한 변수로 작용할 수 있다고 판단되었다. 적기 이식재배를 한 이원간척지에서는 평균 수량이 배추가 약 6-7톤/10a, 양배추가 5톤 정도로 비교적 높은 수량을 보였고 상품화율도 배추 51.2%, 양배추 59.4%로 어느 정도 경제성이 있는 것으로 조사되었지만 적기에 비하여 이식이 늦은 화옹간척지와 영산강 간척지는 수량도 매우 낮았고 상품화율도 거의 없거나 매우 낮아 적기를 맞추지 못한 것이 저수의 가장 큰 변수였다. 배추와 양배추의 결구비대는 토양염농도가 증가할수록 로그함수적으로 감소하였고, 결구배추가 최고 구중의 50% 이하로 감소되는 토양EC는 적기에 이식한 이원간척지의 경우 배추 $6.1dS\;m^{-1}$ 양배추 $5.7dS\;m^{-1}$이었다.
우분뇨와 왕겨혼합물(2:1, v/v)의 효과적인 부속방법과 퇴비화를 위해 야적식과 간헐통기 퇴석방식으로 비닐하우스 조건에서 10주일간 부숙시키면서 퇴비화 과정 중의 온도변화와 희비재료의 이화학적 환경변화 등을 조사하였다. 퇴비재료의 pH변화는 부숙초기인 1-2주경에는 8.9수준으로 상승하였다가 그 이후 중성부근으로 떨어졌으며, 4주이후부터 정치식보다 간헐통기 퇴적방식에서 빠른 안정화를 보였다. 간헐통기 최적과 정치식에서 퇴비재료의 주발효(고온발효)는 부숙개시 후 3주일과 6주일내에 끝났으며 주발효 온도에 도달도 간헐통기 퇴적방식에서 빨랐다. T-C와 잔존유기물 양의 감소는 비슷한 경향을 보였으며 T-C의 경우 간헐통기 퇴적방식이 정치방식에 비해 감소가 빨랐고, 잔존유기물의 양도 부숙의 진전에 따라 간헐통기방식에서 잔존량이 더 적고 부숙개시 후 6주부터는 정치방식과 9%정도의 차이를 나타냈다. T-N은 두 방식간에 차이가 뚜렷하여 정치식은 부숙에 따라서 점점 증가되다가 6주이후에는 2.3%수준을 유지하였고, 간헐통기방식은 분해초기에 급격한 감소를 보이나 7주 이후에는 1.8%수준을 유지되었다. C/N비의 경우는 두 방식간에 차이를 보이면서 완만히 감소되는데 6주일 후에는 안정화되어 정치식과 간헐통기 퇴적방식에서 각각 17과 21수준을 보였다. 조회분과 일반 무기성분의 함량변화는 전반적으로 부숙과 함께 증가되는 경향이며 간헐통기 퇴적방식에서 이들의 함량이 높아졌다. 본 실험에서 얻어진 결과는 비닐하우스에서 우분뇨 퇴비재료를 강제간헐통기 퇴적방식으로 퇴비화함으로서 부숙(퇴비화)기간을 단축시킬 수 있었다.
1. 30년 장기 연용구의 연작 대비 윤작에 의한 옥수수 및 콩의 수량증대는 옥수수보다 콩이 더 컸으며, 연작시 무경운에 따라 수량이 감소되었던 옥수수는 윤작에 의해 수량이 많이 회복되었다. 콩은 연 윤작구 모두 무경운에서도 수량이 감소하지 않았다. 2. 윤작구의 작물재배기간의 이산화탄소 누적발생량은 재배작물 및 처리간 차이가 없었으며, 메탄은 콩의 재배시 plow 경운구에서 생육초기에 증가하였다. 3. 아산화질소의 발생은 옥수수 생육초기 질소시비 후에 질소비료의 무기화 과정에서 발생량이 증가하였는데, 경운방법에 따라 차이가 뚜렷하여 chisel 경운에서 가장 높았고, 무경운에서 가장 낮았다. 4. 콩-옥수수 윤작체계에서 plow 및 chisel 경운에 비해 무경운(no-tillage)의 채택에 따라 작물의 수량 감소없이 콩 재배 시 메탄 $0.7kg\;C\;ha^{-1}$ 및 옥수수 재배 시 아산화질소 $2{\sim}4kg\;N\;ha^{-1}$ 발생량을 감소시킬 수 있었다.
작약의 생육단계별 한발처리가 생육과 수량에 미치는 영향을 구명코자 수행한 시험 결과는 다음과 같다. 지상부 생육은 4월1일~5월30일 단수처리에서 경장67.5cm, 경수 10.4개로서 대조구보다 각각 6.8cm, 0.9개 작거나 적었다. 지하부 생육은 6월 1일~7월30일 단수처리에서 근장 27.2cm, 근경 24.5mm로서 대조구의 33.1cm, 29.8mm보다 각각 5.9cm, 5.3mm 작거나 가늘었고, 뿌리수략은 대조구가 $2,039kg\;10a^{-1}$인데 비해 6월 1일~7월 30일 단수처리구는 $1,809kg\;10a^{-1}$으로서 11% 감소되었으며 상품수량도 17% 감소하여 가장 피해가 컸다. 장기간 한발시 수분스트레스에 의한 생육장해를 방지하기 위한 적정관수(50kPa)시기는 봄에는 무강우후 17일경, 여름에는 무강우후 9일경, 생육후기인 8월부터는 무강우후 13일경으로 예측되었다.
오리방사에 의한 화학제 기능대체 효과와 유기미의 수량 및 품질을 검토코자 사양질답에 관행 시비량의 70%를 감비하고 일품벼를 중묘 이앙하여 이앙 3주후에 3주령오리를 10a당 30마리 밀도로 방사하고 무농약으로 재배하여 시험한 결과는 다음과 같다. 1. 오리 3년차 방사논의 방사 직전 잡초 발생수는 무방사구보다 거의 반으로 줄어들었으나 피의 발생은 오히려 현저히 증가되었고 최고분얼기 잡초방제가는 관행 88%보다 92%로 높았으나 그 이후에 피의 방제는 효과가 적었다. 2. 오리 방사는 벼물바구미와 멸구류, 기타 곤충등과 소동물을 거의 포식하였으나 수잉기에 발생된 혹명나방피해는 방제하지 못하였다. 3. 오리 방사구는 관행구보다 표면수가 항상 현탁되어 있고 표층토의 산화환원전위차가 높아 유수형성기의 엽색이 관행 38.6보다 41.8로서 더 짙은 녹색을 유지하였으며 등숙기 까지 높은 근활력을 유지하였다. 4. 오리 방사구에서는 유기미 쌀수량이 648kg /10로서 관행구보다 3% 증수되었고 생산된 유기미는 '94년 고온년의 특이성으로 청미비율이 높아 관능검사에 의한 식미는 약간 나쁜 경미한 차이를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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