• 제목/요약/키워드: submerged cultivation

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느타리버섯균의 Trehalose 합성(合成)(I) -배양(培養) 조건(條件)- (Synthesis of Trehalose by Pleurotus spp. -Cultural conditions­-)

  • 홍재식;윤세억;김영수;이종배
    • 한국균학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.108-115
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    • 1987
  • 합성배지(合成培地)에서 P. sajor-caju와 P. osreatus 201의 배양조건(培養條件)을 달리하여 배양(培養)할 때 trehalose 합성(合成)과 균체양(菌體量)의 변화(變化)를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. Trehalose 합성(合成)에 적합(適合)한 탄소원(炭素源)은 양균주(兩菌株) 모두 glucose였고 그 다음이 maltose였으며 glucose 최적농도는 1%였다. 균체수률(菌體收率)이 높은 탄소원(炭素源)은 glucose, maltose 순이었다. 2. Trehalose 합성(合成)에 적합(適合)한 탄소원(炭素源)은 양균주(兩菌株) 모두 peptone 이었고 그 농도(濃度)는 0.05%였으며 균체수률(菌體收率)은 peptone, casamino acid, $(NH_4)_2HPO_4$ 순으로 높았다. 3. Trehalose 합성(合成)에 적합(適合)한 $NH_2HPO_4$$MgSO_47H_2O$의 농도(濃度)는 양균주(兩菌株) 모두 0.1%, 0.04% 였고 균체수률(菌體收率)은 $KH_2PO_4$ 0.2%, $MgSO_47H_2O$ $0.04{\sim}0.08%$가 높았다. 4. Trehalose 합성(合成)에 적합(適合)한 온도(溫度)와 pH는 $25^{\circ}C$, pH5.5였고 균체수률(菌體收率)은 $30^{\circ}C$, pH5.5에서 높았으며 trehalose 합성(合成)은 10일간(日間) 배양(培養)했을 때 균체수률(菌體收率)은 14일간(日間) 배양(培養)했을 때가 가장 양호(良好)하였다.

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공기부양식 생물반응기의 형태별 송이균사의 생장특성 비교 (Comparison of Growth Characteristics of Tricholoma matsutake Mycelium Among the Types of Air Bubble Bioreactor)

  • 이위영;안진권;가강현;권영진
    • 한국균학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.89-93
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    • 2003
  • 송이균사의 대량배양에 적합한 공기부양식 생물반응기 형태를 찾고자 풍선형 및 칼럼형의 공기부양식 생물반응기와 external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서 송이균사체를 심부배양하여, 반응기 형태별 송이균사체의 생장특성을 비교하였고, 반응기 형태가 세포에 주는 스트레스 정도를 비교하기 위하여 배양기 형태별 균사체의 에르고스테롤의 함량 변화를 비교하였다. 반응기 형태별 송이 균사체의 생산량은 풍선형 생물반응기에서 평균 12g, external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서 평균 11.4g, 칼럼형 생물반응기는 평균 9.5g을 생산하여, 풍선형 생물반응기가 가장 우수하였다. 생장기간도 풍선형 생물반응기에서 균사 접종 후 16일 이후부터 정체기에 이르는 것으로 20일 이후에 나타난 칼럼형 및 기포통기형 생물반응기 보다 빠르게 생장하는 것으로 나타났다. 균사체의 생장시기별 에르고스테롤의 함량은 풍선형 공기부양식 생물반응기에서 가장 높이 나타났으며 이어서 칼럼형, 기포통기식 순으로 나타나, 송이 균사체 배양시 반응기 형태에 의한 물리적 스트레스는 풍선형 공기부양식 생물반응기가 가장 적게 받는 것으로 추정되었다. 송이 균사체 배양에 가장 적합한 공기부양식 생물반응기의 형태는 풍선형인 것으로 추정 할 수 있었다. 그러나 칼럼형 및 풍선형 공기부양식 생물반응기는 스파자 부근에서 균사체가 침적, 착생하여 점차 크게 뭉쳐 성장하면서 공기공급을 차단하는 현상이 있었으나 external-loop형의 기포통기식 생물반응기에서는 유체의 순환으로 이러한 현상은 적게 나타나 대용량의 송이 균사체 배양에 적합한 반응기 형태로는 배양기의 상부가 풍선형 반응기의 형태를 유지하고, 스파자가 위치한 하부는 external-loop형의 기포통기식 생물반응기의 유체 순환식 형태를 유지하도록하는 혼합형의 형태가 좋을 것으로 추정되었다.

벼와 피의 침관수에 따른 생장 반응 (Growth Responses of Rice and Barnyardgrass Varieties to Flooding at Early Growing Period)

  • 김해진;오성환;박종현;조성우;우선희;이철원
    • 한국작물학회지
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    • 제59권3호
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    • pp.239-244
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    • 2014
  • 본 연구는 벼 담수직파재배에서 벼와 피 종의 관수 처리 전 후의 생장 반응과 단백질 발현 양상에 대한 기초자료를 얻고자 수행하였다. 1. 벼와 피종들의 자연 상태에서의 파종후 10일 벼와 피종들의 초장은 10 cm 정도로 차이가 없었으나 파종후 25일부터는 벼에 비하여 피 종들의 초장이 더욱 현저하게 신장하였고, 피 종에서는 식용피의 초장이 현저히 신장되었다. 2. 벼와 피를 생육 초기에 관수하였을 때 벼의 초장은 관수후 3일에서 7일까지도 신장하였으나 피 종들의 초장 신장은 큰 변화가 없었으며, 관수기간 중 벼는 관수후 3일에 1.8배, 관수후 5일에 2.5배, 관수후 7일에 2.7배 정도의 신장률을 보인데 비하여 물피와 돌피는 1.1~1.3배, 식용피는 1.4~1.7배를 나타냄으로서 관수에 대한 저항도는 피에 비하여 벼가 월등히 높은 것으로 나타났다. 3. 관수 종료후 벼와 피의 초장의 생장 속도를 보면 벼는 완만하게 생장하는데 비하여 피종들은 관수 종료후에는 벼보다 급격히 초장이 크게 신장하였고, 피 종에 따라서는 식용피>돌피>물피의 순으로 크게 신장하였다. 4. 관수에 따른 벼와 피의 단백질 spots를 비교한 결과 벼의 잎 단백질 spots은 모두 감소하거나 없어졌지만 피종들의 단백질 spots이 더 선명하게 감소하거나 없어졌다.

벼 직파재배(直播栽培) 유형(類型)에 따른 잡초발생(雜草發生) 및 벼의 수량(收量)에 미치는 영향(影響) (Weed Occurrence and Yield Loss due to Weeds in Different Direct - Seeded Rice Paddy Fields)

  • 김현호;변종영
    • 한국잡초학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.12-19
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    • 1998
  • 벼 직파재배시 가장 문제가 되고 있는 잡초 방제법을 확립하고자 농가답 잡초분포조사, 벼 직파재배 유형에 따르는 잡초발생 및 건답직파재배에서 파종기 이동에 따른 우점초종, 무제초시 재배유형별 수량감소 정도 등을 어린모 기계이앙재배와 비교분석하였다. 1. 벼 직파재배 농가답의 주요 우점잡초는 피, 바랭이, 너도방동산이, 여귀바늘 등으로 피는 44%로서 가장 많이 발생되었으나 Simpson 우점지수는 0.185로서 낮아 여러 초종이 다양하게 분포된 결과를 보였다. 2. 건답직파에서는 피 > 알방동산이 > 너도방동산이 > 여뀌바늘, 담수직파답에서는 피 > 올방개 > 올챙이고랭이 > 물달개비 순으로 우점되어 벼 직파재배시에는 피가 공통적으로 우점초종이었다. 3. 벼 재배유형별 건물중으로 나타낸 잡초발생량은 건답직파답에서 1,074g/$m^2$로 가장 많이 발생되었으며, 담수직파답에서는 723g/$m^2$으로 어린모이앙답의 218g/$m^2$ 보다 각각 3.3~5배 정도 더 많았다. 4. 무제초시 잡초발생에 따른 벼의 수량감소는 건답직파답에서 96%로 거의 수확량이 전무한 상태였으며 담수직파답에서는 61%, 그리고 어린모이앙답에서는 40% 감수되었다.

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벼 담수토중 직파 재배 연구 II. 벼 품종의 수중발아시 용존산소 흡수와 발아특성 (Direct Seeding Cultivation on Submerged Paddy in Rice II. Dissolved Oxygen Uptake and Germination Properties of Rice Varieties in the $O_2$ Saturated Water)

  • 이철원;성기영;박석홍;박래경;조동삼
    • 한국작물학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.97-101
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    • 1988
  • 담수 직파 재배시 벼 종자의 발아에 필요한 산소요구도 및 발아 특성을 검토하기 위하여 Japonica 형과 Ind.$\times$Jap. 품종을 공시하여 $25^{\circ}C$와 17$^{\circ}C$의 수온하에서 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. $25^{\circ}C$ 및 17$^{\circ}C$의 수온에서 침종후 용존산소 흡수 및 흡수속도는 Japonica 형인 낙동벼가 Ind.$\times$Jap. 형인 삼강벼에 비하여 컸다. 2. 수분흡수는 침종 2일까지는 품종간 차이가 작았으나 3일후부터 현저한 차이를 나타내어 낙동벼가 보다 더 많이 흡수하였다. 3. 침종후($25^{\circ}C$ 수온) 3일까지의 발아율 및 용존산소 흡수량은 Japonica 형 품종들이 Ind.$\times$Jap. 형 품종들보다 높았다. 4. 발아 및 종자근의 출현까지 $25^{\circ}C$의 수온하에서 Japonica 형 품종들은 각각 3, 4일 Ind.$\times$Jap.형 품종들은 각각 4, 5일이 소요되었으며 Japonica 품종들이 Ind.$\times$Jap.형 품종들 보다 용존산소의 총흡수량이 적어서 발아시 산소요구도가 낮았다. 5. 침종 5일후의 초엽장, 종자근장, 발아율은 Japonica 형 품종들이 Ind.$\times$Jap.형 품종들보다 현저하게 컸다.

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녹비작물 혼파 이용 벼 재배 시 왕겨숯 처리가 벼 생육 및 토양 특성에 미치는 영향 (Effects of Green Manure and Carbonized Rice Husk on Soil Properties and Rice Growth)

  • 전원태;성기영;이종기;오인석;이영한;옥용식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.484-489
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    • 2010
  • 작부체계내로의 녹비작물의 도입은 토양의 건전성 향상으로 농업생산성의 지속성 유지에 중요한 역할을 한다. 그러나 벼 재배를 위해 호밀 같은 화본과 녹비작물이 다량으로 투입 될 경우 환원장해 등의 부작용이 발생한다. 본시험은 녹비작물 헤어리베치와 호밀의 혼파를 이용하여 벼 재배 시 왕겨숯의 처리 효과를 구명하고 수행하였다. 시험장소는 농촌진흥청 국립식량과학원 답작시험 포장이었고 시험토양은 식양질인 신흥통이었다. 시험기간은 2007년 10월 녹비파종에서 벼 수확기인 2008년 10월까지였다. 시험처리는 왕겨숯 처리, 무처리 및 관행시비구를 두었고 왕겨숯 처리구는 혼파 녹비작물의 지상부제거와 전체 식물체의 투입구로 구분하였다. 이앙 후 8일과 37일의 산화환원전위는 왕겨숯 무처리에 비하여 처리한 구에서 증가하였다. 이앙 후 17일과 49일의 토양 암모니아태 질소의 함량은 전식물체 투입구의 왕겨숯 처리구에서 가장 높았다. 벼의 주요 생육특성인 초장과 경수도 토양의 산화환원전위와 암모니태질소 함량 영향으로 이앙 후 48일에 전식물체 투입한 왕겨숯 처리구에서 가장 양호하였다. 쌀 수량은 전식물체 투입구의 왕겨숯 처리 (5,290 kg $ha^{-1}$)와 무처리 (5,140 kg $ha^{-1}$)간 유의적 차이가 없었다. 그러나 벼 재배 후 왕겨숯 처리구에서 토양물리성인 공극률과 용적밀도가 개선되었다. 따라서 왕겨숯 처리는 쌀 수량의 유의적 증가에 기여하지는 못하였지만 벼 생육기간 및 벼 수확 후 토양 이화학성의 개선효과가 있어 토양개량제로 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

Sesquiterpenoids Bioconversion Analysis by Wood Rot Fungi

  • Lee, Su-Yeon;Ryu, Sun-Hwa;Choi, In-Gyu;Kim, Myungkil
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.19-20
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    • 2016
  • Sesquiterpenoids are defined as $C_{15}$ compounds derived from farnesyl pyrophosphate (FPP), and their complex structures are found in the tissue of many diverse plants (Degenhardt et al. 2009). FPP's long chain length and additional double bond enables its conversion to a huge range of mono-, di-, and tri-cyclic structures. A number of cyclic sesquiterpenes with alcohol, aldehyde, and ketone derivatives have key biological and medicinal properties (Fraga 1999). Fungi, such as the wood-rotting Polyporus brumalis, are excellent sources of pharmaceutically interesting natural products such as sesquiterpenoids. In this study, we investigated the biosynthesis of P. brumalis sesquiterpenoids on modified medium. Fungal suspensions of 11 white rot species were inoculated in modified medium containing $C_6H_{12}O_6$, $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ for 20 days. Cultivation was stopped by solvent extraction via separation of the mycelium. The metabolites were identified as follows: propionic acid (1), mevalonic acid lactone (2), ${\beta}$-eudesmane (3), and ${\beta}$-eudesmol (4), respectively (Figure 1). The main peaks of ${\beta}$-eudesmane and ${\beta}$-eudesmol, which were indicative of sesquiterpene structures, were consistently detected for 5, 7, 12, and 15 days These results demonstrated the existence of terpene metabolism in the mycelium of P. brumalis. Polyporus spp. are known to generate flavor components such as methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl benzoate; 2-hydroxy-4-methoxy-6-methyl benzoic acid; 3-hydroxy-5-methyl phenol; and 3-methoxy-2,5-dimethyl phenol in submerged cultures (Hoffmann and Esser 1978). Drimanes of sesquiterpenes were reported as metabolites from P. arcularius and shown to exhibit antimicrobial activity against Gram-positive bacteria such as Staphylococcus aureus (Fleck et al. 1996). The main metabolites of P. brumalis, ${\beta}$-Eudesmol and ${\beta}$-eudesmane, were categorized as eudesmane-type sesquiterpene structures. The eudesmane skeleton could be biosynthesized from FPP-derived IPP, and approximately 1,000 structures have been identified in plants as essential oils. The biosynthesis of eudesmol from P. brumalis may thus be an important tool for the production of useful natural compounds as presumed from its identified potent bioactivity in plants. Essential oils comprising eudesmane-type sesquiterpenoids have been previously and extensively researched (Wu et al. 2006). ${\beta}$-Eudesmol is a well-known and important eudesmane alcohol with an anticholinergic effect in the vascular endothelium (Tsuneki et al. 2005). Additionally, recent studies demonstrated that ${\beta}$-eudesmol acts as a channel blocker for nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction, and it can inhibit angiogenesis in vitro and in vivo by blocking the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway (Seo et al. 2011). Variation of nutrients was conducted to determine an optimum condition for the biosynthesis of sesquiterpenes by P. brumalis. Genes encoding terpene synthases, which are crucial to the terpene synthesis pathway, generally respond to environmental factors such as pH, temperature, and available nutrients (Hoffmeister and Keller 2007, Yu and Keller 2005). Calvo et al. described the effect of major nutrients, carbon and nitrogen, on the synthesis of secondary metabolites (Calvo et al. 2002). P. brumalis did not prefer to synthesize sesquiterpenes under all growth conditions. Results of differences in metabolites observed in P. brumalis grown in PDB and modified medium highlighted the potential effect inorganic sources such as $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ on sesquiterpene synthesis. ${\beta}$-eudesmol was apparent during cultivation except for when P. brumalis was grown on $MgSO_4$-free medium. These results demonstrated that $MgSO_4$ can specifically control the biosynthesis of ${\beta}$-eudesmol. Magnesium has been reported as a cofactor that binds to sesquiterpene synthase (Agger et al. 2008). Specifically, the $Mg^{2+}$ ions bind to two conserved metal-binding motifs. These metal ions complex to the substrate pyrophosphate, thereby promoting the ionization of the leaving groups of FPP and resulting in the generation of a highly reactive allylic cation. Effect of magnesium source on the sesquiterpene biosynthesis was also identified via analysis of the concentration of total carbohydrates. Our current study offered further insight that fungal sesquiterpene biosynthesis can be controlled by nutrients. To profile the metabolites of P. brumalis, the cultures were extracted based on the growth curve. Despite metabolites produced during mycelia growth, there was difficulty in detecting significant changes in metabolite production, especially those at low concentrations. These compounds may be of interest in understanding their synthetic mechanisms in P. brumalis. The synthesis of terpene compounds began during the growth phase at day 9. Sesquiterpene synthesis occurred after growth was complete. At day 9, drimenol, farnesol, and mevalonic lactone (or mevalonic acid lactone) were identified. Mevalonic acid lactone is the precursor of the mevalonic pathway, and particularly, it is a precursor for a number of biologically important lipids, including cholesterol hormones (Buckley et al. 2002). Farnesol is the precursor of sesquiterpenoids. Drimenol compounds, bi-cyclic-sesquiterpene alcohols, can be synthesized from trans-trans farnesol via cyclization and rearrangement (Polovinka et al. 1994). They have also been identified in the basidiomycota Lentinus lepideus as secondary metabolites. After 12 days in the growth phase, ${\beta}$-elemene caryophyllene, ${\delta}$-cadiene, and eudesmane were detected with ${\beta}$-eudesmol. The data showed the synthesis of sesquiterpene hydrocarbons with bi-cyclic structures. These compounds can be synthesized from FPP by cyclization. Cyclic terpenoids are synthesized through the formation of a carbon skeleton from linear precursors by terpene cyclase, which is followed by chemical modification by oxidation, reduction, methylation, etc. Sesquiterpene cyclase is a key branch-point enzyme that catalyzes the complex intermolecular cyclization of the linear prenyl diphosphate into cyclic hydrocarbons (Toyomasu et al. 2007). After 20 days in stationary phase, the oxygenated structures eudesmol, elemol, and caryophyllene oxide were detected. Thus, after growth, sesquiterpenes were identified. Per these results, we showed that terpene metabolism in wood-rotting fungi occurs in the stationary phase. We also showed that such metabolism can be controlled by magnesium supplementation in the growth medium. In conclusion, we identified P. brumalis as a wood-rotting fungus that can produce sesquiterpenes. To mechanistically understand eudesmane-type sesquiterpene biosynthesis in P. brumalis, further research into the genes regulating the dynamics of such biosynthesis is warranted.

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제초제(除草劑)가 토양미생물(土壤微生物) Flora에 미치는 영향 - Butachlor 제(第)의 영향 - (The influence of herbicides on soil microflora -Influence of butachlor-)

  • 김정제;정현식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.25-31
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    • 1976
  • 담수상태하(湛水狀態下)에서 여비(旅肥)한 토양(土壤)과 무비토양(無肥土壤)에 Butachlor 제(劑)를 250, 500, 1,000ppm으로 첨가(添加)했을 때에 미생물(微生物)의 변동(變動)과 무기양분(無機養分) 변화(變化)에 미치는 영향(影響)을 검토(檢討)하고저 Incubation 하면서 7일(日) 간격으로 72일간(日間)에 걸쳐 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 토양미생물(土壤微生物) Flora의 경시적(經時的) 변화(變化) 가. 세균(細菌) : 무비토양(無肥土壤)에 Butachor 제(劑) 500 ppm과 1,000ppm 첨가구(添加區)에서는 배양(培養) 20일(日)째까지는 감소(減少)하는 경향(傾向)이었으며 기타(其他) 처리구(處理區)에서는 영향(影響)이 없었다. 시비(施肥)했을 경우(境遇)에는 Butachlor 제(劑) 250, 500ppm 첨가구(添加區)는 7일(日)째에 1,000ppm 구(區)는 배양(培養) 21일(日)째까지 감소(減少)의 경향(傾向)이었다. 나. 방총균(放總菌) : 무비시(無肥時)에는 Butachlor 제(劑) 첨가(添加)에 의(依)한 조해(阻害)는 없었으며 시비시(施肥時)에는 감소(減少)의 경향이었다. 대체(大體)로 시일(時日)의 경과(經過)에 따라 약간(若干)씩 증가(增加)를 보였다. 다. 사상균(絲狀菌) : 시비(施肥)한 토양(土壤)이나 무시비(無施肥)한 토양(土壤) 공(共)히 대조구(對照區)에 비(比)해 약제처리(藥劑處理)에 의(依)하여 다소(多少) 감소(減少)되는 경향(傾向)이었고 시일(時日)의 경과(經過)와는 관계(關係)없이 완만하였다. 2. 무기양분(無機養分)의 경시적(經時的) 변화(變化) 가. $NH_4-N$ : 무시비토양(無施肥土壤)이나 시비(施肥)한 토양(土壤) 공(共)히 Butachlor 제(劑) 첨가(添加)로 $NH_4-N$이 감소(減少)되었고 고농도(高濃度)일수록 감소(減少)의 정도(程度)가 더욱 심(甚)하였다. 그리고 무시비구(無施肥區)에서는 배양(培養) 7~14일째에 제일(第一) 많았으나 점차 감소(減少)되었다. 시비(施肥)한 토양(土壤)에서는 배양일수(培養日數)의 경과(經過)에 따라 점차 증가(增加)의 경향(傾向)이었다. 나. $NO_3-N$ : 무비토양(無肥土壤)이나 시비(施肥)한 토양(土壤) 공(共)히 약제(藥劑) 첨가(添加)에 의(依)하여 $NO_3-N$가 감소(減少)하였고 배양(培養) 44일경(日傾)에는 양토양(兩土壤) 공(共)히 거의 측정(測定)할 수 없을 정도(程度)로 감소(減少)되었다. 다. $NO_2-N$ : 각처리구(各處理區) 공(共)히 배양(培養) 35일(日)경에 가장 많았고 44일(日) 경과후(經過後)는 급격히 저하(低下)된 후 거의 나타나지 않았다. 라. Eh : 시비(施肥)한 토양(土壤)에서는 심(甚)한 환원상태(還元狀態)가 지속(持續)되었으나 무비토양(無肥土壤)에서는 42일(日) 경(傾)까지는 환원상태(還元狀態)이었으나 그 이후는 산화상태(酸化狀態)로 지속(持續)되었다.

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한국의 도작과 풍수해 (Wind and Flooding Damages of Rice Plants in Korea)

  • 강양순
    • 한국작물학회지
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    • 제34권s02호
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    • pp.45-65
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    • 1989
  • 우리나라는 지형과 기후가 복잡다양한 데다가 하절기에는 필리핀 남양군도로부터 상습적으로 불어오는 태풍의 진로권내에 위치해 있고 년간 강우량의 대부분이 벼 재배기인 하절기에 집중적으로 내리는 관계로 이때 강우와 강풍이 단독 또는 동반하여 갖가지 풍수해양상을 일으킨다. 풍해는 조풍해, 건조풍해 및 강풍해로 구분하여 볼 때 조풍해(염풍해)는 1986년 8월 28~29일 태품 Vera호 내습시 남부 해안지방 일대에서는 강우가 그치면서 염분을 함유한 초속 6m정도의 강풍이 불어 해안으로부터 2.5km까지 도체 조기에 염분을 건물당 1.1~17.2mg 부착시켜 심한 조풍해를 일으켰다. 그리고 건조풍해는 '87년 이래로 내습한 대부분의 태풍들이 4.0~8.5m의 태풍이 남부 및 동해안에 불어 Foenhn 현상으로 건조풍이 되고 이때 출수기에 처한 벼 이삭은 심한 백수피해와 변색위피해를 받았다. 태풍해로서는 풀수기 이전의 벼 생육단계에서 경엽이 기계적으로 절상, 파열, 고사되고, 등숙기에는 도복과 탈입이 심하게 된다. 풍해경감은 태품 내습을 회피하도록 8월 15일까지 출수시키고 풍해저항성이 비교적 강한 상풍벼와 청청벼 재배가 효과적이다. 한편 수해로서는 농경지 유시, 이몰, 침관수 및 도복 등을 들 수 있으나 각종 Dam, 제방축조, 하구언공사 등으로 피해는 많이 줄었지만 국지적 집중호우나 강변유역 제방내의 내수로 인한 침관수나 도복피해는 상습적으로 일어난다. 핌관수해는 태풍과 다우가 주로 8월 말경에 내습하여 2~4일 정도 도체가 관수된다. 이따 남부 특수만식답의 벼생육단계는 생육초중기에 해당되므로 어린 생육단게일수록 피해가 크고 보통식세어는 생식생장기에 해당되므로 유수나 팬이삭은 불념이 되더라도 죽은 이삭을 갖는 경의 상위절로부터 재생경이 나와 정상이삭으로 되어 수량 감소가 가장 튼 감수분열기 피해에서도 66%의 수량보상력을 갖게 된다. 침관수피해 경감을 위해서는 사전적 조처로서 관수저항성 및 백엽고, 벼멸구, 도복저항성을 갖는 품종을 선택 재배하는 것이 효과적이다. 특히 통일형 품종은 일본형 품종에 비하여 관수시 모든 생육단게에서 관수저항성이 강한데 묘생존율이 높고, 엽신과 엽초의 이상신장력이 낮아 퇴수시 기술적 장해가 적으며 생식생장기에는 근활력, 광합성능력이 높아 피해회복이 빠르고 고위절분얼이삭에 의한 수량보상력이 높다. 이상을 종합하여 볼 때 풍수해를 최소화하기 위해서는 다음과 같은 연구가 금후 이루어져야 할 것이다. \circled1 기상예보, 풍수해 피해실태 및 그로 인한 작황 등의 원격탐사 및 전산화에 의한 분석 연구가 이루어져야 하고, \circled2 품수해와 관련된 불량환경에서 내성을 갖는 품종 육성 보급이 이루어져야 하고, \circled3 품수해 발생상습지에서는 벼 피해를 보상할 수 있는 타작물과의 함리적 작부체계 개선 연구가 이루어져야 하고, \circled4 피해도체의 활용도 증진 연구가 이루어져야 할 것이다.

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수도재배(水稻栽培)가 답상태토양(畓狀態土壤)의 물질변화(物質變化)에 미치는 영향(影響)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Effects of Rice Plant on the Changes of Materials in Submerged Paddy Soils)

  • 김광식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.71-97
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    • 1974
  • 답상태토양중(畓狀態土壤中)의 물질변화(物質變化)에 관(關)한 연구(硏究)는 이제까지 많이 실시(實施)되어 많은 성과(成果)를 올리고 있다. 그러나 이들 연구(硏究)의 대부분(大部分)이 실험실내(實驗室內)에서 실시(實施)된 비커실험(實驗), 혹(或)은 주사통실험(注射筒實驗)으로 그 결과(結果)를 야외(野外)의 답토양(畓土壤)에 적용(適用)시키는 것은 약간(若干)의 난점(難點)이 예상(豫想)된다. 토양중(土壤中)의 물질변화(物質變化)라고 하는 관점(觀點)에서 비커, 또는 주사통내(注射筒內)에 충전(充塡)된 답작토층토양(畓作土層土壤)과 야외(野外)의 답작토층토양(畓作土層土壤)과의 가장 중요(重要)한 차(差)는 후자(後者)에 수도근(水稻根)이 만연(蔓延)되어 있다는 것과 토양중(土壤中)에서 물의 이동(移動)이 있다는 것이다. 물의 침투(浸透)가 답상태(畓狀態) 작토층토양(作土層土壤)의 물질변화(物質變化)에 미치는 영향(影響)에 관(關)한 연구(硏究)는 상당(相當)히 많이 실시(實施)되어 그 실체(實體)가 명백(明白)해져 가고 있다. 한편 수도근(水稻根)의 존재(存在)가 답상태작토층토양(畓狀態作土層土壤)의 물질변화(物質變化)에 미치는 영향(影響)에 관(關)한 연구(硏究)는 몇개(個)의 보고(報告)가 있으나 그 결과(結果)는 상호(相互) 좋은 일치(一致)를 보이지 않고 있으며 수도근(水稻根)의 존재(存在)가 토양(土壤)의 물질변화(物質變化)에 미치는 기구(機構)는 추측(推測)의 영역(領域)을 벗어나지 못하고 있기 때문에 본연구(本硏究)는 실험(實險) I에서 수도재배(水稻栽培)가 답상태토양중(畓狀態土壤中)의 물질변화(物質變化)에 미치는 제효과(諸効果)를 확인(確認)하고 실험(實驗) II, III에서 이들 効果를 가져 온 기구(機構)를 해명(解明)할 목적(目的)으로 실험(實驗)하였든바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 대조구(對照區)의 작토층토양중(作土層土壤中)의 물질변화(物質變化) 및 용탈과정(溶脫過程)은 비커, 주사통(注射筒), 투수실험등(透水實驗等)의 실내실험(室內實驗)에서 나타냈든 기본적(基本的)인 유형(類型)에 따라 이루어졌으며 수도근(水稻根)의 존재(存在)는 이와같은 물질변화(物質變化) 및 용탈과정(溶脫過程)을 현저(顯著)히 변화(變化)시키는 것이 아니며 단지야간(單只若干)의 변화(變化)를 주는 정도(程度)였다. 2. 실험(實驗)I에서 경수(莖數)와 침투수중(浸透水中)의 양(陽) ion. $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, Fe, Mn 간(間)의 상관관계(相關關係)는 전부(全部) 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타내고 있어 수도근(水稻根)은 이들 ion들의 용탈(溶脫)을 촉진(促進)시킨다고 본다. 3. 가리(加里), 규산(珪酸), 인산(燐酸) 등(等)은 분얼(分蘖) 최성기(最盛期)부터 흡수(吸收)로 인(因)하여 감소(減少)하였으며 $NH_4$-N 는 검출(檢出)되지 안했다. 4. 실험(實驗)II 에 있어서 경수(莖數)와 침투수중(浸透水中)의 전(全) 양(陽)ion, $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, $Fe^{{+}{+}}$, Fe, Mn 간(間)의 상관관계(相關關係)가 Mg을 제외(除外)하고 전부 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타내고 있어, 이와같은 현상(現象)도 수도근(水稻根)에 의하여 이들 양(陽)ion의 용해(溶解), 용탈(溶脫)이 촉진(促進)되었다고 보는 것이 타당(妥當)하다고 생각된다. 5. 경수(莖數)와 $HCO_3{^-}$ 간(間)의 상관관계(相關關係)는 고도(高度)의 유의성(有意性)을 나타내고 있어 수도근(水稻根)의 활성(活性)이 증가(增加)함에 따라 $HCO_3{^-}$ 도 증가(增加)함을 알았다. 6. 침투수중(浸透水中)의 $HCO_3{^-}$ 와 전(全) 양(陽) ion, $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, $Fe^{{+}{+}}$, Fe, Mn 과의 상관관계(相關關係)는 고도(高度)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되었으며 수도근(水稻根)에 의(依)하여 생성(生成)된 $HCO_3{^-}$$Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$, $Fe^{{+}{+}}$, Fe, Mn 의 용탈(溶脫)을 촉진(促進)시키며 이들 양(陽) ion은 중탄산염(重炭酸鹽)의 형태(形態)로 용탈(溶脫)된다는 것을 시사(示唆)하는 결과(結果)로 보아진다. 7. 침투수중(浸透水中)의 철(鐵)은 거의 전부(全部)가 2가철(價鐵)이며 2가철(價鐵)과 $HCO_3{^-}$의 상관관계(相關關係)를 보면 고도(高度)의 유의성(有意性)이 인정(認定)되므로 철(鐵)은 중탄산철(重炭酸鐵)의 형태(形態)로 용탈(溶脫)된다고 보는 것이 타당(妥當)하지 않을까 한다. 8. 근권토양(根圈土壤)은 타(他)의 미소부위(微小部位)에 비(比)하여 2가철(價鐵)이 경시적(經時的)으로 감소(減少)하였으며 Glucose 함량(含量)이 2~3배(倍)나 많은 것은 수도근(水稻根)이 산소(酸素)를 분필(分泌)하고 근권토양(根圈土壤)을 산화(酸化)시키며 유기물(有機物)을 분필(分泌)하고 노화(老化)된 물질(物質)의 탈락(脫落) 등(等)에 의(依)하여 유기물(有機物)을 부화(富化)시킨다고 하는 기왕(旣往)의 보고(報告)와 잘 일치(一致)하고 있다. 9. 근권토양(根圈土壤)은 타부위(他部位)에 비(比)하여 ${\beta}$-Glucosidase와 Phosphotase의 활성(活性)이 강(强)한 것은 근권토양(根圈土壤)에 Glucose 함량(含量)이 많기 때문에 미생물(微生物)의 활동(活動)이 왕성한 데에 원인(原因)이 있다고 본다. 10. 침투수(浸透水)의 pH는 재배구(栽培區)가 시종(始終)낮으며 재배구(栽培區)의 Eh는 후기(後期)에 높았다. 끝으로 본(本) 연구(硏究)를 수행(遂行)함에 있어서 시종(始終) 지도(指導)하여 주신 동경대학(東京大學) 농학부토양학연구실(農學部土壤學硏究室) 고정강웅교수(高井康雄敎授)에게 심심(深甚)한 사의(謝意)를 표(表)하며 여러가지로 조언(助言)과 협조(協助)를 하여 주신 화전수덕조교수(和田秀德助敎授)를 비롯한 연구실(硏究室) 제위(諸位) 그리고 공시토양(供試土壤)과 종자(種子)를 제공(提供)하여 주신 동학부(同學部) 천전신일랑교수(川田信一郞敎授) 산기경우박사(山崎耕宇博士), 수도재배(水稻栽培)에 便宜(便宜)를 제공(提供)하여 주신 동학부(同學部) 웅택희구웅교수(熊澤喜久雄敎授), 평전희박사(平田熙博士)에게 감사(感謝)를 드린다.

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