• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1408-1414
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• 2015

화학농약의 오남용은 환경오염을 유발하고, 사람의 건강에 악영향을 미치므로 그 대안으로 미생물을 이용한 생물학적 방제에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 환경에서 안정성을 유지할 수 있는 생물방제균을 확보하기 위하여 잿빛곰팡이병균인 Botrytis cinerea의 생육을 억제할 수 있는 Bacillus 속 균주를 탐색한 후, 선정된 균주의 항진균 물질 생산을 위한 조건, 항진균 기작 및 물리화학적 안정성에 대하여 조사하였다. 가장 높은 항진균 활성을 가진 균주는 고추의 근권 토양에서 분리된 AF4 균주였으며, 표현형적 특성 및 16S rRNA 유전자 염기 서열에 근거하여 동정한 결과, Bacillus subtilis로 확인되었다. AF4 균주는 최적 탄소원으로 glycerol을, 최적 질소원으로 casein을 요구하였으며, 25-40℃ 및 pH 7-10에서 항진균 활성을 나타내었다. 최적조건에서 항진균 활성은 140±3 AU/ml로, 기본배지보다 활성이 증가했음을 알 수 있었다. AF4 균주는 B. cinereas 균사를 형태적으로 변화시킴으로써 항진균 효과를 나타내는 것으로 추정되었으며, 다양한 식물병원성 곰팡이의 생육을 억제할 수 있었다. 또한 AF4 균주가 생성하는 항진균 물질은 열, pH, 유기용매 및 단백질 분해효소 처리에도 항진균 활성을 유지하였으므로 대단히 안정한 물질인 것으로 판단되었다. 따라서 Bacillus subtilis AF4는 다양한 곰팡이유래 식물질병방제에 적용가능성이 높은 균주임을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.554-563
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• 2013

본 연구의 목적은 보 인접 퇴적물을 대상으로 영양염류의 용출 가능성을 평가함에 있다. 이를 위해 현장 퇴적물을 채취하여 퇴적물 기본 특성(입도, 함수율, 완전연소가능량, TOC, TP, SRP, TN, 존재형태별 인)을 측정하였고, 반연속식 용출조를 운영하여 호기 혐기 조건 하에서 영양염류 용출량을 산정하였다. 퇴적물의 토성은 전 지점에서 Sand를 보였다. 퇴적물의 SRP 농도는 전체적으로 호기보다 혐기에서 용출 후 SRP 함량이 낮게 나타나 혐기에서 상대적으로 활발한 용출이 일어났음을 알 수 있었다. TP 용출의 경우 강천보 상류 혐기조건에서 1.26 $mg/m^2{\cdot}day$로, $PO_4$-P 역시 강천보 상류 혐기조건에서 0.25 $mg/m^2{\cdot}day$로 최대 용출을 보였다. $PO_4$-P 용출율은 초기 2~3일까지 급격하게, TP는 18일까지 지속적으로 증가하였고 전반적으로 증가 경향을 보이는 7~8일 범위 내에서 산정한 $PO_4$-P 용출율은 퇴적물 내 초기 SRP 농도와 $R^2$=0.8502의 값을 보여 높은 상관성을 보였다. 질소 계열 중 $NO_3$-N의 용출율은 -5.7~-3.08 $mg/m^2{\cdot}day$로 일관된 감소 경향을 보였지만 유기물 분해산물인 $NH_3$-N는 0.57~2.41 $mg/m^2{\cdot}day$의 용출율을 보였다. TN의 상당량은 유기 질소 성분으로 추정되며 이는 비점오염원을 거쳐 유입되는 지류의 영향이라고 여겨진다. 본 연구를 통해 측정된 결과는 퇴적된 지 1년 미만의 퇴적물을 대상으로 했기 때문에 연구 결과를 일반화시키기에 한계점이 있다. 따라서, 보에 의한 퇴적물의 축적이 수질에 미치는 영향을 보다 명확하게 파악하기 위해서는 퇴적물 내 쌓이는 영양염류를 지속적으로 모니터링 할 필요성이 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.205-214
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• 2020

남세균은 수계나 토양 생태계에서 질소 고정 능력으로 인해 질소순환 과정에 중요한 역할을 하는 미생물로 다양한 산업분야에서 활용될 수 있는 유용 물질을 생산할 수 있다. 또한 일부 종은 수생태계에서 유해조류 번성을 일으켜 수자원의 이용을 제한한다. 일반적으로 생물소재은행은 관련 연구를 위해 남세균 배양주를 제공하는 역할을 한다. 하지만 국내 생물소재은행에서는 남세균의 체계적인 보존이 미비한 실정이다. 본 연구에서는 국내에서 분리한 Trichormus variabilis (syn. Anabaena variabilis)를 대상으로 알긴산 마이크로캡슐을 이용한 동결보존기술을 개발하였다. 동결보존제만 사용하는 일반 동결보존법과 세포를 마이크로캡슐에 포집한 후 동결보존제를 혼합하는 두 가지 방법으로 실험을 수행하였고 각각의 효율을 비교하였다. T. variabilis 동결보존 후 35일간 재배양하여 세포수를 비교한 결과 두 가지 동결보존법 모두 재생에 성공하였으며, 초기 농도 1.0 × 10⁵ cells에서 마이크로캡슐 방법은 6.7 × 10⁶ cells로, 일반 동결 보존법은 1.1 × 10⁷ cells로 증가되었다. 또한 배양 14일 후 T. variabilis 세포의 부정형 형태를 발견하였다. 세포 소기관을 관찰하기 위해 투과전자현미경(TEM) 분석을 하였고 lacunae와 lipid body의 크기가 줄어든 것을 확인하였다. 세포 형태와 관련된 mreB 유전자가 동결보존 전에 비해 동결 보존 후 발현량이 54.7%로 감소된 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 향후 사상성 남조류에 대하여 보존제와 마이크로캡슐을 이용한 동결보존이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권10호
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• pp.863-874
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• 2018

본 연구에서는 SWAT 모형과 random forest를 이용하여 미래 기후변화에 따른 한강유역($34,148km^2$)의 수생태계 건강성을 평가하였다. 국립환경과학원에서 8년간(2008~2015년) 봄철(4~6월)에 모니터링한 부착돌말류 지수(TDI), 저서형 대형무척추동물지수(BMI), 어류평가지수(FAI)는 0~100점, A~E등급으로 평가되며, 이를 본 연구에서 사용하였다. 수생태 건강성에 영향을 미치는 변수로는 수질(T-N, $NH_4$, $NO_3$, T-P, $PO_4$)과 수온을 선정하였으며, 수질 오염도가 낮은 경우에는 수생태계 건강성 점수가 광범위하게 분포되지만 수질 오염도가 높은 경우 수생태계 건강성 점수가 낮아지는 역상관관계를 확인하였다. 기계학습의 분류 분석 기법 중 하나인 random forest 모델을 이용한 세 개의 수생태 건강성 지수 등급분류 결과 정밀도, 재현율, f1-score 모두 0.81 이상의 예측 정확도를 나타내었다. 기상청의 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 시나리오를 적용한 미래 SWAT 수문, 수질 결과 기저유출의 증가로 인해 질소 계열 수질 농도는 기준년도 대비 최대 43.2% 증가하였고, 지표유출 감소로 인해 인 계열수질 오염도는 최대 18.9% 감소하는 것으로 분석되었다. 미래 FAI, BMI의 등급은 개선되는 경향을 보이지만 TDI는 등급이 악화되는 것으로 나타났다. 이를 통해 TDI는 질소 계열 수질에 민감하고 FAI, BMI는 인 계열 수질에 더 민감하다고 판단하였다.

• 한국유기농업학회지
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• 제18권2호
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• pp.271-282
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• 2010

본 연구는 농축산 부산물을 이용한 환경친화적 유기액비의 제조와 시용 기술을 개발하여, 채소의 고품질 친환경 안전농산물 생산기술을 확립하고자 돈분뇨 처리과정에서 한외여과막을 통과하고 역삼투막에서 역류되어 나오는 농축액비에 부족한 성분을 부산물, 화학비료와의 혼합액비가 배추 생육과 수량, 토양에 미치는 영향을 검토하고자 수행하였다. 시험구는 대조구의 검정시비량를 기준으로 막분리 농축액비(CS)와 부산물액비구(BF), 막분리 농축액비(CS)와 부산물액비 혼합액비시용구(CS%+BF), 농축액비와 부산물액비 혼합에 질소를 보충한 유기-화학비료 혼합액비시용구(CS+BF+N), 대조구로 화학비료 추비시용구(CF) 등 5처리를 완전임의 3반복으로 배치하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 막분리 농축액비(CS)는 발효과정 중 pH의 변화가 적었으나 부산물액비는 발효초기 pH가 7.0 부근에서 호기발효 후 2일 부터 pH가 지속적으로 낮아져 발효 후 3일에서 7일 사이에 5.0 정도로 저하되었다가 발효 후 9일 부터 상승하여 발효 후 14일에 약산성에서 중성 부근에 도달하였다. 부산물액비의 EC는 발효 시작 시점에 8dS/m에서 발효와 함께 계속 상승하여 발효 종료시점인 30일에는 15dS/m로 도달하였다. 2. 막분리 농축액비(CS)는 질소함량은 $1,528mg/{\ell}$, 칼리함량은 $6,025mg/{\ell}$로 질소 함량에 비하여 칼리 함량이 4배나 높은 불균형적인 양분조성를 나타내었다. 그러나 부산물액비는 T-N 함량은 $1,760mg/{\ell}$, $K_2O$ 함량이 $1,921mg/{\ell}$로 질소와 칼리 성분의 균형이 맞아 추비용비료로 적합한 성분특성를 나타내었다. 3. 주당엽수는 대조구 58.7개에 비하여 유기액비-화학비료 맞춤액비 시용구(CF+BF+N)에서 65.0개로 높았으나 막분리 농축액비(CS)의 엽수는 49.2개로 매우 낮았다. 주중과 구중은 막분리 농축액비처리구에서는 불균형적인 양분조성으로 2.33, 1.82kg로 대조구의 3.29, 2.43kg보다 각각 29, 25% 감소되었다. 부산물액비(BF), 혼합액비 처리구(CS+BF)에서의 주중과 구중은 화학비료 대조구와 대등하였다. 맞춤액비시용구(CS+BF%+N)에서의 주중과 구중은 3.55, 2.68kg로 대조구보다 각각 8, 10% 높았다. 4. 배추식물체와 토양의 무기성분 함량은 막분리 농축액비(CS)처리구에서 $K_2O$ 함량은 높게 나타났다. 맞춤액비구는 T-N 함량이 다른 처리구 보다 높은 경향이었다.

• 분석과학
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• 제32권1호
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• pp.17-23
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• 2019

질소산화물(NOx)은 인위적 배출원(화석연료 연소, 이동오염원, 산업배출원 등)과 자연배출원(번개, 생물기원 토양, 산불 등)으로부터 배출된다. 질소안정동위원소를 이용한 분석 기법은 배출원의 기여도 및 추적 인자로 활용되어 왔다. 본 연구는 NOx의 특성을 보기 위하여 ${\delta}^{15}N-NO_2$를 측정하였으며 배출원의 동위원소 특성을 파악하기 위하여 수행되었다. 시료채취가 용이한 Ogawa PAS를 이용하여 대기 중 가스상 질소를 포집하여 안정동위원소를 분석하였다. 도심지역 터널내부의 평균 $NO_2$ 농도는 $3808.8{\pm}2656.5ppbv$이며, ${\delta}^{15}N-NO_2$ 값은 $7.7{\pm}1.8$‰를 나타내며 일반적인 이동오염원의 값을 나타냈다. 고속도로의 이동오염원으로부터 거리에 따른 결과, 고속도로와 인접한 지점의 $NO_2$ 농도는 $965.4{\pm}125.2ppbv$이며 ${\delta}^{15}N-NO_2$는 $5.9{\pm}1.4$‰이었고, 1.1 km 떨어진 지점의 $NO_2$ 농도는 $372.5{\pm}95.9ppbv$이며 ${\delta}^{15}N-NO_2$는 $-11.5{\pm}2.9$‰로 고속도로인근의 값이 높게 나타내었다. 고속도로부터 이동오염원 기여율을 보기 위하여 binary mixing model을 수행하였으며 고속도로와 근접할수록 기여율, 농도 및 동위원소가 높게 나타나는 경향을 나타냈다.

• 생명과학회지
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• 제32권12호
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• pp.971-978
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• 2022

본 실험은 축산분뇨의 악취제거 활성이 우수한 세균을 분리하기 위하여 돈분뇨와 토양으로부터 황산화균 분리용 배지, 암모늄산화균 분리용 배지 그리고 질소산화균 선택배지를 사용하여 12종의 세균들을 분리하였다. SK2654 균주는 Paenibacillus amylolyticus로, SK2656, SK2658, SK2659 균주들은 각각 Rhodococcus jostii, Rhodococcus qingshengii, Rhodococcus opacus로, SK2657과 SK2672 균주들은 Alcaligenes faecalis로, SK2660과 SK2662 균주들은 Kastia adipata로, SK2665 균주는 Microbacterium oxydans로, SK2673 균주는 Halomonas campisalis로, SK2675 균주는 Acinetobacter oleivorans로, SK2676 균주는 Micrococcus luteus로 동정되었다. 돈분뇨 액상원액에 상기 균주 배양액을 1% 접종하였을 때 발효액의 pH는 전반적으로 8.0을 유지하였다. 총균수는 실험 15일차까지 7.3~7.9 log CFU/ml 수준을 유지하다가 15일차 이후로 5.1~5.5 log CFU/ml 수준으로 급격히 감소하였다. 암모니아태질소 농도는 시험 후반부인 30일차에는 Rhodococcus opacus SK2659 균주를 접종한 처리구가 대조구의 39% 수준을 나타내면서 비교적 높은 암모니아태질소 제거능을 보였다. 실험 100일 후 Rhodococcus opacus SK2659 균주를 접종한 처리구는 대조구와 비교하였을 때에 황화수소 농도는 3.23% 수준으로 악취제거에 가장 효과적이었다. 가스발생량은 대부분의 처리구가 대조구에 비해서 낮았으며 실험기간 중 가스량의 측정 누계량은 대조구의 1/4 수준으로 나타났으며, 그 중 Acinetobacter oleivorans SK2675 균주를 접종한 처리구가 대조구에 비해서 12.39% 수준으로 가장 낮게 나타났다. 돈분뇨의 생물학적 처리시 본 연구에서 분리한 Rhodococcus opacus SK2659와 Acinetobacter oleivorans SK2675 균주들을 혼합하여 사용하면 악취저감 효과가 증대할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제15권1호
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• pp.25-36
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• 1996

토양세균(土壤細菌)에 의한 myclobutanil의 분해력(分解力)과 그들의 분해특성(分解特性)을 구명(究明)하고자 농약무처리(農藥無處理) 토양(土壤)으로 부터 수종(數種)의 균주(菌株)를 분리고정(分離固定)하고 이들 세균(細菌)의 myclobutanil 분해력(分解力)과 myclobutanil에 대한 내성(耐性)을 조사(調査)하였으며, 분해능(分解能)이 비교적(比較的) 좋은 세균(細菌)에 대한 myclobutanil의 분해특성(分解特性), 즉 질소원(窒素源) 혹은 탄소원(炭素源)으로서의 myclobutanil이용성(利用性) 그리고 myclobutanil 반복처리(反覆處理), pH, 온도(溫度) 및 접종양(接種量)의 차이(差異)에 따른 myclobutanil의 분해(分解)와 세균증식(細菌增殖) 양상(樣相)을 조사(調査)하였다. 공시토양(供試土壤)으로 부터 분리(分離)하여 속(屬)까지 분류(分類)한 세균(細菌)은 그람양성세균(陽性細菌)이 Corynebaxterium속(屬), Listeria속(屬), Staphyloccus속(屬), Streptococcus속(屬) 등(等) 각(各) 1균주(菌株)씩이었고 그람음성세균(陰性細菌)로는 Actinobacillus속(屬) 3균주(菌株)와 Enterobacterium속(屬) 및 기타(其他) 속(屬) 각(各) 1균주(菌株)씩이었다. 이들 세균(細菌)들의 myclobutanil에 대한 생존력(生存力) 실험(實驗)에서 공시균주(供試菌株) 모두 55ppm까지는 왕성(旺盛)한 생육(生育)을 보였고, 70ppm 이상(以上)에서는 생육(生育)이 미약(微弱)하거나 부능(不能)이었다. 공시(供試) 균주(菌株)중 35% 이상(以上) myclobutanil 분해능력(分解能力)을 가진 세균(細菌)은 Staphyloccus속(屬) I, Actinobacillus속(屬) III 및 기타(其他) 속(屬) I이었고 이들 3균주(菌株)는 myclobutanil을 단일(單一) 질소원(窒素源) 또는 단일(單一) 탄소원(炭素源)으로 이용(利用)하는 것으로 나타났다. 이들 3균주(菌株) 모두 myclobutanil을 1회처리(回處理)와 3회반복처리시(回反覆處理時) 신속(迅速)하게 분해(分解)하였고, 균(菌)의 생육(生育)은 반복처리(反覆處理)함에 따라 점점 증가(增加)되었다. 한편 상기(上記)한 3균주(菌株)의 myclobutanil분해률(分解率)과 균증식량(菌增殖量)은 pH 5.5에서 8.5로 높아질수록 그리고 접종양(接種量)이 많아질수록 증가(增加)하였고, 이 균주(菌株)들의 온도차이(溫度差異)에 따른 myclobutanil 분해률(分解率)과 균증식정도(菌增殖程度)는 $28^{\circ}C$ > $18^{\circ}C$ > $38^{\circ}C$의 순(順)으로 높았다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권4호
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• pp.237-244
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• 2006

한반도 통일 후 식량 안보와 수자원 확보를 위해 추진되어 오고 있는 새만금 간척 사업 완공 후 담수호 수질보전을 위해서는 오염 물질 관리의 우선순위 설정에 의한 토지 이용 계획 수립이 필요하다. 새만금 유역에서 오염 물질 부하를 경감시키기 위한 농경지의 역항을 평가하기 위하여 만경강과 동진강 유역에서 오염 부하, 토지 이용 및 분포, 용수 사용을 조사하였다. 만경강 년간 하천수는 700만$m^3$이며, 이중 14.1%는 생활 용수, 73.6%는 농업용수, 12.3%는 산업 용수에서 유래하고 있다. 동진강 하천수는 505백만$m^3$이며 이중 3.0%는 생활 용수, 94.5%는 농업용수, 2.5%는 산업 용수에서 유래한다. 동진강 유역은 만경강 유역에 비해서 농경지 면적 비율은 1.4배, 축산 농지 면적 비율은 7배가 많았고, 임지는 0.74배, 주택지는 0.67배 적었다. 만경강 유역과 동진강 유역의 주요한 오염원은 토지 유래보다도 오히려 생활 하수와 축산 오수로 나타났다. 이같은 용수 사용과 토지 이용은 하천 수질에도 영향을 주어, 동진강 유역은 만경강 유역보다 전기전도도, $BOD_5$, TN 그리고 TP값이 훨씬 낮았다. 동진강 유역은 하천 유역의 논 면적 비율이 높아 축산업 면적이 넓었음에도 불구하고 강우 후 유달 부하량이 훨씬 낮았다. 만경강 지류인 익산천 하천수를 논에 관개 후 150 m 유거 중 침전 및 흡착에 의해 질소는 37%, 인산은 50%, $BOD_5$는 15%가 저감되었으며, 수확기 벼는 ha당 TN 100.0 kg, $P_2O_5$ 24.0 kg, $K_2O$ 119.2 kg을 흡수한 결과로 보아, 새만금 유역에서 벼 재배는 하천 수질 보전에 긍정적 기여를 하고 있다는 것을 알 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권3호
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• pp.285-294
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• 1999

돈분과 왕겨 팽화왕겨를 이용한 퇴비화과정에시 각시기별로 채취한 시료를 가지고 퇴비의 이화학적 특성 및 부숙도 검정을 하였으며 병원균에 대한 항균활성을 검정한 결과 퇴비화 과정중 왕겨 단독구는 31일, 왕겨와 팽화왕겨 혼합구는 21일, 팽화왕겨 단독구는 35일 동안 $50^{\circ}C$ 이상을 유지하였다. 유기물의 경우 82.2%에서 68.9%, 82.8%에서 70.5% 82.0%에서 69.7%로 각각 감소하였고 pH는 8.7. 9.1, 8.8까지 각각 증가하였다. 전질소는 3처리 모두 감소하는 경향을 보였으나 탄질비, 인산, 칼륨은 특별한 경향을 나타내지 않았다. 무우씨를 이용한 발아시험과 초기생육시험을 통한 부숙도 판정시험으로 3처리 모두 45일차와 63일차가 부숙이 된 것으로 판단되었으며 처리간에는 팽화왕겨단독구가 가장 우수한 것으로 생각되었다. 또한 병원균에 대한 항균활성 검정 결과 F. oxysporum, A. Alternata, B. cinerea 에서는 3처리 모두 항균효과가 없었으나 R. solani에 대하여 왕겨 단독구에서는 30, 45, 63일차에시 효과를 나타냈으며 왕겨와 팽화왕겨 혼합구에서는 모든 시기에 억제효과가 있었으나 팽화왕겨 단독구의 경우 모든 시기에서 효과가 없었다. C. gloeosporioides에 대하여는 팽화왕겨단독구의 경우 모든 시기에서 효과가 없었으나 왕겨 단독구와 왕겨와 팽화왕겨 혼합 구에서는 63일차 이전에는 억제효과가 없었으나 63일차 이후에서 억제효과가 우수하였다. 한편, 퇴비의 항균효과를 확인하기 위하여 부산물 비료 67점을 대상으로 항균활성을 검정한 결과 한 개균에만 억제효과가 있었던 것은 9점, 두 개균에 억제효과가 있었던 것은 4점, 3개균에 효과가 있었던 것은 6점, 4개균에 효과가 있었던 것은 6점, 5개균 모두에 효과가 있었던 것은 7점으로 총 32점이 공시한 식물병원균에 대한 억제 효과를 가지고 있었다. 또한 이들의 대부분은 공정규격에 부합하였으며 부숙된 퇴비로 판단되었다.