• 식물병연구
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• 제27권4호
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• pp.129-136
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• 2021

벼는 전 세계 30억 인구의 식량 공급원으로 아시아 인구의 약 절반이 쌀을 식량자원으로 의존하며 100개 이상의 국가에서 재배되고 있다. 따라서 벼의 병해충에 따른 경제적 손실과 수확량 감소는 식량 수요와 공급을 위협할 수 있다. 벼에 발생하는 병해충을 방제하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법은 농약을 통한 화학적 방제이다. 그러나 이러한 농약을 통한 환경 오염, 잔류 독성, 내성 병원균 출현, 토양 품질 저하 및 생물 다양성 파괴 등의 문제를 야기할 수 있다. 벼의 병해를 방제하기 위한 최근의 대안으로 미생물을 포함한 환경친화적인 생물학적 방제에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 미생물 작용제는 식물 병원균과의 경쟁, 항생제 효과 및 기생을 통해 식물 병을 방제 할 수 있다. 벼 근권에서 분리한 미생물들, 예를들어 Bacillus spp., Pseudomonas spp., Trichoderma sp. 등은 벼에 발생하는 다양한 곰팡이 및 세균 병들에 대한 생물 방제제로 사용가능성이 보고되었는데, 특히 벼도열병, 벼 잎집무늬마름병, 벼 흰잎마름병, 벼 깨씨무늬병 및 벼 키다리병을 방제하는 것으로 보고되었다. 이 리뷰에서는 벼에 발생하는 다양한 병에 대한 생물 방제제로서 미생물들이 적용된 연구들에 대하여 논의하였다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.43-53
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• 2023

This batch experiment evaluated the impacts of major plant nutrient releases by applying the modified Hyperbola model on the leachates and N₂O emissions from incorporated rice hull biochar with organic fertilizer materials. The treatments consisted of the control as incorporated with organic fertilizer materials, the incorporated rice hull biochar with organic fertilizer materials, and the incorporated plasma-activated rice hull biochar with organic fertilizer materials under redox conditions. The results indicated that the maximum release amount of NH₄-N was 3486.3 mg L^-1 in the control, and their reduction rates of NH₄-N, NO₃-N, PO₄-P, and K were 8.0%, 17.5% 44.3.0% and 8.7%, respectively, relative to the control. In the control, the highest soluble amount of PO₄-P was 681.0 mg L^-1. The estimations for accumulated NH₄-N, NO₃-N, PO₄-P, and K-releases in all the treatments were significantly (p<0.01) fitted with a modified Hyperbola model. For greenhouse gas emissions, the lowest cumulative N₂O was 340.4 mg kg^-1 in the soil incorporated with plasma-activated rice hull biochar, and the reduction rates were 27.8% and 86.4% in the rice hull biochar and plasma-activated rice hull biochar treatments, respectively, compared to the control. Therefore, it concluded that the incorporated rice hull biochar can be especially useful for controlling PO₄-P release and N₂O emissions for bio-fertilizer applications.

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.259-268
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• 2023

Rhodococcus sp. 3-2 strain has been reported to degrade benzimidazole-based pesticides, such as benomyl and carbendazim. Therefore, this study aimed to optimize culture medium composition and culture conditions to achieve cost-effective and efficient large-scale production of the Rhodococcus sp. 3-2 strain. The study identified that the optimal media composition for mass culture comprised 0.5% glucose, 0.5% yeast extract, 0.15% NaCl, 0.5% K₂HPO₄, 0.5% sodium succinate, and 0.1% MgSO₄. Additionally, a microbial agent was developed using a 1.5-ton fermenter, with skim milk (20%), monosodium glutamate (15%), and vitamin C (2%) as key components. The storage stability of the microbial agent has been confirmed, with advantages of low temperature conservation, which helps to sustain efficacy for at least six months. We also assessed the benomyl degradation activity of the microbial agent within field soil. The results revealed an over 90% degradation rate when the concentration of viable cells exceeded 2.65 × 10⁶ CFU/g after a minimum of five weeks had elapsed. Based on these findings, Rhodococcus sp. 3-2 strain can be considered a cost-effective microbial agent with diverse agricultural applications.

• 생명과학회지
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• 제24권10호
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• pp.1110-1117
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• 2014

갯벌은 영양염 순환과 오염물질 제거 등 환경적으로 가지는 의미가 크다. 이에 갯벌에서 아밀라아제, 셀룰라아제, 프로테아제, 리파아제를 생성하여 유기물을 분해하는 190균주를 순수분리하고 효소 활성 실험을 통해 그 중 활성이 좋은 균주를 선택하였으며 16S rRNA유전자 분석을 통해 Pseudoalteromonas sp. IC35 (KE804087)로 동정하였다. 또 무기황(S0)을 에너지원으로 하여 최소배지에서 생존 가능한 황산화 세균을 31균주를 순수 분리하고 sulfate ion을 측정하여 황산화능력이 뛰어난 세균을 16S rRNA 분석하여 Halothiobacillus neapolitanus IC_S22 (KE804088)로 동정하였다. 이렇게 분리한 균주들이 환경에서 활성을 가지는 지를 측정하기 위해 유기물 분해에 대해(대조군 M1, 접종군 M2)와 황산화능력에 대해(대조군 M3, 접종군 M4)의 microcosam 반응기를 각각 구축하였다. Pseudoalteromonas sp. IC35를 접종한 M1에서 비접종군인 M2에 비해 유기물 분해 효율이 증가되었으며 microcosm 반응기 내의 생물량도 증가됨을 확인하였다. H. neapolitanus IC_S22을 접종한 M3에서 비접종군인 M4에 비해 환원성 황($S_0$)을 산화하는 능력이 상승되었으며 real time PCR을 이용하여 pilot 내에서 세균의 생물량이 증가함에 따라 초기 sulfate ion의 양도 증가함을 확인하였다. 이번 연구를 통해 대사활성이 우수한 균주를 부가적으로 환경에 접종함으로써 기존 세균 군집에 의한 환경정화 능력을 증가 시키는 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권2호
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• pp.116-123
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• 2004

유기재배를 위한 화학비료 대체 혼합발효 유기질비료를 개발하기 위하여 깻묵, 어박, 쌀겨, 골분 등의 유기질 자재와 일라이트, 패화석 등을 배합하여 제조하였으며 70일간의 제조과정 중 이화학적 특성 및 미생물 밀도 변화를 조사하였다. 유기질비료의 주요 성분인 깻묵과 쌀겨는 각각 7.6%와 2.6%의 질소와 3.6%와 4.6%의 인산, 1.4%와 2.2%의 칼륨을 함유하였다. 골분은 29.2%의 인산을 함유하였으며 일라이트의 칼륨 농도는 3.8%이였다. 유기질비료의 온도는 혼합 2일후 $50^{\circ}C$ 이상으로 상승하였으며 발효 40일 경과 후 상온과 비슷한 온도로 내려갔다. 발효 초기 수분 함량은 36.3%였으며 1개월 후 16.0%로 감소하였고 그 후 변화가 거의 없었다. 발효 초기에 유기물 함량에 비해 질소의 손실이 커서 탄질비가 증가하였다가 발효 10일 경과 후 서서히 감소하였다. 암모니아태 질소 함량은 혼합 시 $1,504mg\;kg^{-1}$이었으며 10일 후 최고 농도인 $5,530mg\;kg^{-1}$까지 증가하였다가 서서히 감소하였다. 그 반면에 질산태질소 함량은 발효 전 기간 동안 저농도로 유지되었는데 이러한 경향은 높은 pH와 관련이 있다고 판단되었다. 약 2개월간의 발효 후 유기질비료의 질소, 인산, 칼리 및 유기물 함량은 각각 2.7%, 2.8%, 1.8% 및 35.9%이었다. 발효과정 중 유기질비료내 생존하는 호기성세균, Bacillus sp. 및 방선균의 총균수는 각각 $12.5{\times}10^{10}$, $45.5{\times}10^5$와 $13.6{\times}10^5cfu\;g^{-1}$이었다. Pseudomoaas sp.는 발효초기에 $71.9{\times}10^7cfu\;g^{-1}$이었으나 발효 20일 후에는 온도 상승으로 급격히 감소하여 거의 나타나지 않았다. 균류 중 효모는 발효 초기에 많이 검출되었으며 사상균수은 발효 후기에 많았다.

• 생명과학회지
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• 제17권11호
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• pp.1562-1570
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• 2007

본인들은 주류생산 부산물인 주박을 이용한 친환경적인 비료를 개발하고자 한다. 본 시험에 사용된 주박에는 잔존 알코올함량이 평균 5-8%이며, 주요성분으로 6.04% 총질소량, 42.59% 총탄수화물량, 1.01% 유용 인산량, 73.42% 유기물량, 7.72% $K_2O$, 1.35% CaO와 0.53% MgO을 함유하고 있었다. 주박은 980 units/g의 ${\alpha}-amylase$, 300 units/g의 glucoamylase와 1,800 units/g의 산성 protease활성을 나타내어 비교적 높은 수준의 효소 활성을 나타내었다. 토양으로부터 분리한 미생물 중 항 진균활성이 우수한 근권세균인 Bacillus subtilis KMU-13을 분리, 생화학적 특성과 16s rDNA 분석에 의하여 Bacillus subtilis KMU-13으로 동정했다. 식물병원성 진균인 Botrytis cinerea KACC 40573, Sclerotinia sclerotiorum KACC 41065, Fusairum of oxysporum KACC 40052, Pythium aphanidermatum KACC 40156, Phytophthora capsici KACC 40476와 Glomerella cingulata KACC 40299에 대하여 높은 항 진균활성을 나타내었다. 시제품은 동결건조 주박을 직접 시제품으로 사용하는 시제품 1과 동결건조 주박 20%, 담체 70%, B. subtilis KMU-13의 배양액 9.7%, 미량원소 0.3%를 혼합하여 시제품 2를 제작했다. 시제품 1과 시제품 2의 상추를 이용한 포장 재배시험에 대한 비료효과 및 토양이화학성 변화를 조사한 결과, 3요소비료, 퇴비 및 석회를 시용한 관행구에 비해 수확기의 엽장, 엽폭, 엽수 및 생체중량 등이 증가하였으며, 토양 이화학성의 변화는 거의 없었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제29권4호
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• pp.268-277
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• 2014

본 연구는 미나리 수확 후 처리환경의 미생물학적 위해 요소를 조사하기 위해 4개 지역의 미나리 재배농가 9곳을 선정하였다. 미나리 재배농가로부터 다양한 시료를 채취하여 위생지표세균과 병원성 미생물(Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus and Bacillus cereus)에 대한 오염도를 조사하였다. 먼저, 9개 농가의 재배환경의 미생물 오염도를 분석한 결과 총 호기성 세균과 대장균군이 각각 0~7.00, 0~4.25 log CFU/g, mL, or $100cm^2$ 수준으로 검출되었다. 대장균(E. coli)은 몇몇 농가의 토양, 관개용수, 세척수 및 작업자의 손에서 양성반응을 확인하였으며, 양성반응이 관찰된 농가의 경우 작물인 미나리에서도 양성반응을 보였다. 병원성 미생물 중 B. cereus는 토양에서 가장 많이 검출되었으며, 한 농가의 미나리를 제외한 모든 농가의 세척 후 미나리에서 평균 1.2 log CFU/g수준으로 검출되었다. 황색포도상구균은 세척 후 미나리에서 한 건 정성적으로 검출되었으며, 이외에 다른 병원성 미생물은 관찰되지 않았다. 미나리의 경우 손질 및 세척 후에도 오염도가 유사하거나 오히려 다소 증가하는 경향을 보였다. 이상의 결과 미나리 생산농가의 수확 후 처리 시설 및 작업자에 의해 미생물의 교차 오염 가능성이 있으므로 이에 대한 위생관리를 철저히 해야 한다. 또한, 안전성이 확보된 미나리 생산을 위해서는 GAP와 같은 관리제도의 적용이 필요하다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권4호
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• pp.33-44
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• 2009

LPG를 저장하는 지하공동의 수장막 시스템은 고압의 가스가 공동 밖으로 새어나가지 못하도록 원활한 지하수의 흐름과 안정적인 지하수두 유지가 필수적이다. 본 연구에서는 전남 여수 LPG공동의 유출수 및 주변 지하수의 수질특성을 파악하기 위하여 2007년 2월, 5월, 8월, 10월에 걸쳐 시료채취, 현장측정 및 실내 수질분석을 실시하였다. 현장 측정 결과 pH는 약산성에서 중성으로 나타났고 10월로 갈수록 증가하는 경향을 나타내었다. 전기전도도는 소금적치장과 인접한 관정의 경우 $10.47{\sim}38.50\;mS/cm$로 매우 높게 나타났다. 용존산소는 $0.20{\sim}8.74\;mg/L$로 매우 넓은 범위를 보였고, 산화환원전위는 평균 159 mV로 비교적 산화환경임을 나타냈다. 또 $Fe^{2+}$, $Mn^{2+}$의 농도는 대부분 3 mg/L 미만으로 나타났다. 수질유형은 유출수의 경우 4차례 모두 Na-Cl type로 나타났으나 지하수의 경우 소금적치장 인접 관측정은 Na-Cl type으로 높은 TDS를 보였다. 다른 지하수 관측정은 전형적인 $Ca-HCO_3$ type으로 나타났다. 미생물 분석결과 호기성세균의 수가 $573{\sim}39,520\;CFU/mL$로 비교적 높게 검출되었다. 본 연구에서 수리화학 및 미생물학적 특성을 분석한 결과 지하수와 유출수는 여수 저장공동의 운영에 있어서 큰 문제를 일으키지 않을 것으로 사료된다. 그러나 미생물 증식의 제어와 수리적 안정성을 유지하기 위해서는 지속적인 모니터링이 요구된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권2호
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• pp.156-163
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• 2007

본 연구는 혼합유기질비료를 액비화할 때 액비화 효율을 증진시키기 위하여 폭기시간과 유기질비료 농도에 따른 무기성분의 특성변화를 조사하였다. 혼합 유기질비료는 참깻묵, 쌀겨, 어분, 혈분 등의 유기질 재료와 일라이트, 패화석 등으로 이루어져 있으며 약 2개월간의 발효과정을 거쳤고 N, $P_2O_5$, $K_2O$ 및 유기물함량은 각각 $23.0g\;kg^{-1}$, $17.0g\;kg^{-1}$, $23.9g\;kg^{-1}$, $290g\;kg^{-1}$이었다. 폭기시간은 일 2시간, 8시간, 연속 폭기 및 무폭기의 처리를 두었으며 물량에 대한 유기질비료 농도는 10%로 하였다. 유기질비료 농도에 따른 특성변화는 전체 물 함량에 대한 유기질비료 농도를 5%, 10% 및 20%로 하고 일 2시간씩 폭기를 하였다. 액비제조 기간이 경과함에 따라 폭기시간에 관계없이 pH, EC 및 $NH_4-N$ 농도는 증가하였다. 일 2시간 폭기한 처리구에서 액비제조 10일 후의 N, $P_2O_5$ 및 $K_2O$ 농도는 각각 $646mg\;kg^{-1}$, $68.1mg\;kg^{-1}$, $453mg\;kg^{-1}$으로 침출률은 각각 27.6%, 4.0% 및 18.9%이었으며 일 8시간 폭기 및 연속폭기조와 유의적인 차이가 없었다. 연속폭기조에서 호기성 세균, 포자형성 세균 및 사상균의 생균수가 다른 처리구보다 많았다. 물에 대한 유기질비료의 농도를 증가시키면 EC, $NH_4-N$ 및 무기성분 함량은 증가하였으나 유기질비료의 침출률은 감소하였다. 액비제조 10일 후 유기질비료 20% 처리구의 N, $P_2O_5$ 및 $K_2O$ 농도는 각각 $1,140mg\;kg^{-1}$, $35.4mg\;kg^{-1}$, $544mg\;kg^{-1}$이었고 침출률은 각각 24.8%, 2.4% 및 13.6%이었다. 유기질비료 농도의 증가는 포자형성 세균과 Pseudomonas spp. 균의 생균수를 증가시켰다.

• 미생물학회지
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• 제50권3호
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• pp.201-209
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• 2014

본 연구에서는 고추재배 지역의 오염지 토양으로부터 탄저병원균인 Colletotrichum gloeosporioides에 대하여 항진균 활성이 우수한 균주를 분리하였다. 분리 균주의 생화학적 특성을 조사한 결과 내생포자를 형성하는 Gram-positive이며, 세포크기는 $2.5{\sim}3.0{\times}1.5{\mu}m$으로 짧은 간균으로 siderophore, cellulase와 IAA (Indole-3-acetic acid)을 생산하였다. 16S rRNA 유전자염기서열 분석 결과 Bacillus sp.와 99%의 상동성을 나타내어 Bacillus sp. CS-52로 명명하였다. Bacillus sp. CS-52의 항진균 활성 물질을 생산하기 위한 배양 최적 조건은 0.5% glucose, 0.7% $K_2HPO_4$, 0.2% $K_2HPO_4$, 0.3% $NH_4NO_3$, 0.01% $MnSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.15% yeast extract, pH 7과 $30^{\circ}C$로 조사되었으며, 최적화된 배양조건에서 36시간에 최대 성장을 보이며, 고추 탄저병원균에 대하여 60시간 배양조건에서 가장 높은 13.3 mm의 항진균 활성을 보였다. 포자발아억제력은 48시간에 가장 높은 억제력이 보였고, siderophore는 최종배양시간 72시간까지 생성됨을 확인하였다. 식물생장조절물질 IAA와 활성효소인 cellulase의 경우 배양시간 24시간에 최대 생성됨을 확인하였으며, C. gloeosporioides에 대한 실내에서의 항진균활성 검증결과 화학농약 보다 더 높은 70%의 방제가를 나타내었다. 향후 Bacillus sp. CS-52 균주와 배양액을 이용하여 생물학적 친환경방제제로의 제품화가 가능할 것으로 사료된다.