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미생물이야기 미생물을 이용한 고추 재배 기술
2013-08-05 17:05:47
이엠생명과학연구원

고추 재배에 사용한 미생물은 산림토양에서 분리한 Micrococcus sp., Enterobacter aggl omerans, Bacillus subtilis, Cellulomonas fimi, Bacillus megaterium, Pseudomonas putida, Staphylococcus xylosus, Pseudomonas fluorescens등 8균주이다.

1. 농업용 미생물의 일반적인 작용
· Micrococcus 속 : 단백질 분해활성이 큰 것으로 알려져 있고, intracellular prote inase, endopeptidase, aminopeptidase, dipeptidsae 등의 효소가 존재
· Bacillus subtilis : 단백질과 섬유소 분해력이 뛰어나고, 작물성장 촉진물질인 2, 3-Butanediol을 생성하고, 항생물질인 Subtilin을 분비하여 병원성 미생물을 길항함
· Enterobacter agglomerans : 공기중의 질소를 고정하여 작물에 공급, 연작장해를 방지하고, 질소의 토양 축적을 막아 염류집적 현상 경감
· Bacillus megaterium : 올리고당 및 비타민 B12를 생산하여 작물에게 공급, 유기 산을 분비함으로 선충밀도를 감소시키고, 유기인 유효도 증가시킴
· Cellulomonas fimi : 토양에서 난분해성인 셀루로오즈, 헤미셀루로오즈를 분해, 작물 저탄당 공급과 부식질 형성을 촉진한다.
· Staphylococcus xylosus : 당의 이용성 증대와 토양에 축적된 염분을 분해
· Pseudomonas putida, Pseudomonas fluorescens : 작물생장촉진 물질인 sidrophore를 분비하고, 항생물질을 생성하여 고추 역병, 벼 문고병, 인삼 연작 장해 방지, 잡초발생 억제 등 생물적 방제에도 효과

2. 하우스 토양의 특징
· 폐쇄된 상태에서 내부환경과 근권 토양 이화학성이 불량해져 염류집적, 병해충 발생, 미기 상 변화, 광합성 불량, 지력감소, 미생물상 변화 등에 의해 수량과 품질이 낮아짐· 토양 용액중 염류농도가 높으면 수분과 용해된 양분도 흡수하지 못하게 되며, 정식한 묘도 뿌리 활착이 불량 하여 야간에는 정상생육 같이 보이나 증산량이 많은 주간에는 시들게 되며, 심한경우 잎 주변이 황백화되고 위축되어 고사함
· 토양 물리성은 매일 또는 수일 간격의 관수로 토양구조가 파괴되고, 빈번한 관리나 수확 작업으로 토양이 견고하게 되며, 특히 다모작을 위한 전·후작 사이 경운은 토양구조와 입단구조 를 파괴시켜 토양 통기성과 투수성이 불량해짐
· 매년 같은토양에 동일 작물을 연작하므 로 토양 전염성병 발생이 심하며, 발생된 후에는 완전방제가 매우 곤란함

3. 미생물 처리 효과
  고추의 품종은 녹광이며, 토양은 표 1과 같이 미사질 양토로 토양 염류가 2.9, 8.6, 11.5 dS /m가 되도록 계분과 퇴비를 사용하여 토양과 혼합한후 1/2000 a 와그너 pot에서 수행함.

표1. 미생물 처리전 토양의 화학성분

EC수준

pH

OM

P2ㅐO5

EX. cation

NH₄-H

NO₃ -N

K

Ca

Mg

 

 

ds/m
cmol+/kg
EC 2.9
EC 8.6
EC11.5

1:5
 mg/kg
6.5
6.7
6.6

g/kg

51
77
149

mg/kg

279
409
576

cmol

1.2
2.3
4.4



1.2
12.0
16.0



5.2
7.7
12.2



272
657
1254



38
48
51

파종은 '95년 3월 10일, 정식은 '95년 4월 14일 하였고, 선발된 균주는 Sabouraud dextrose 액체배지에 혼합배양하였다. 혼합균주는 1/2000 a 와그너 pot에 정식과 동시에 처음 접종하고, 일주일 간격으로 3.7ml /pot씩 4회에 걸쳐 접종하였다


1) 토양 이화학성 변화
  미생물 처리후 토양 pH, OM, P2O5, K, NH4-N는 처리전 보다 낮아진 경향이었으나, EC(토양염류) 8.6, 11.5 dS/m수준에서 Ca과 Mg함량은 증가되었다. 균처리 구의 유기물 함량, EC는 무처리구에 비해 낮은 반면, P2O5, K, Ca, Mg, NO 3-N 함량은 무처리구 보다 높았다. 균처리구 수분함량은 무처리에 비해 증가하였고, 공극률은 무처리구와 차이가 없었다.

표 2. 미생물 처리후 토양 이화학성분

DMRT --------- 5%수준

EC 수준

pH

EC

OM

P2O5

Ex. cation

NH4-N

NO3-N

가밀도

수분율

공극율

K

Ca

Mg

 

1:5

dS/m

g/kg

mg/kg

-- cmol+/kg --

-- mg/kg --

g/cm3

--- % ---

EC 2.9
EC 8.6
EC 11.5
평 균
EC 2.9+미생물
EC 8.6+미생물
EC11.5+미생물
평 균

6.1
6.0
6.6
6.2
6.1
6.0
6.5
6.2

1.7
9.7
11.7
7.5
1.1
6.9
11.5
6.5

30
35
44
36
26
32
41
33

346
479
744
523
346
514
757
539

0.6
1.1
3.0
1.6
0.6
1.2
4.4
2.0

7.7
11.3
16.6
12.0
9.7
11.6
18.8
13.4

3.5c
6.7b
13.7a
7.8
4.4c
7.5b
17.4a
9.8

14c
22b
77a
38
15c
20b
72a
36

288c
223b
233a
248
300c
248b
231a
260

0.92b
0.93b
0.95a
0.93
0.95b
0.98b
1.06a
1.00

11.8b
13.3b
30.7a
18.6
13.1b
14.7b
38.8a
22.2

63.3b
63.7b
64.4a
63.8
64.1b
63.7ab
64.4a
63.3

2) EC수준별 균처리구와 무처리구의 초장과 분지수 변화

그림1.균처리후 고추의 초장변화

그림2.균처리후 고추의 분지수 변화

  균처리구와 무처리구의 EC 수준별 초장은 그림 2와 같이 균처리구가 무처리에 비해 양호한 것으로 나타났으며, EC 11.5 dS/m에서 염류장해 증상으로 균처리구와 무처리구 모두 생육이 진전되지 못하고 고사하였다. 균주처리구와 무처리구의 EC 수준별 분지수 변화는 그림 2와 같다. 일반적으로 균주처리후 58일 까지는 EC 수준별로 균주처리구의 분지수는 무처리구에 비해 많은 경향이었으며 58일 이후에는 EC 8.6 dS/m인 구가 2.9 dS/m인 구에 비해 많아지는 경향이었다. 균주처리후 81일째 EC 수준별 고추의 생육상황과 EC 2.9 dS/m에서 균주처리구와 무처리구의 생육 상황을 사진 2, 3에 나타내었다. EC 수준이 증가할수록 고추의 생육은 불량해지는 경향이었으며, 균주처리구의 생육은 무처리구에 비해 양호하였다.

사진 1. 토양 염류농도별 생육상황(2.9, 8.6, 11.5 dS/m)

사진 2. 염류농도 2.9 dS/m에서 균처리구와 무처리구의 생육 상황

4) 염류농도별 균처리구와 무처리구의 생육 및 수량비교
  염류농도별 균주처리구와 무처리구의 과장, 과경, T/R 비율과 수량은 표 4와 같다. EC 8.6 dS/m인 토양에서 고추의 생육은 약간 저해를 받았으며, EC 11.5 dS/m인 토양에서 고추의 생육은 심한 염류장해를 받아 고사하였다. 대개 균주처리구와 무처리구의 과장, 과경은 비슷한 경향이었으며, EC 8.6 dS/m일때 2.9 dS/m에 비해 과장은 길어지는 경향이었다.

표 4. 토양 염류농도별 균처리구와 무처리구의 고추 생육상황과 수량 비교

 

EC 수준

과 장

과 경

수 량

생 체 중

T/R율

지상부

지하부

dS/m

---- cm ----

-------- g/plant -------

 

EC 2.9
EC 8.6
평 균
EC 2.9+미생물
EC 8.6+미생물
평 균

11.2
11.5
11.4
11.3
11.6
11.5

1.6
1.6
1.6
1.7
1.6
1.7

261
215
238
283
254
269

114
118
116
132
147
140

54
42
47
58
50
54

2.1
2.8
2.5
2.2
2.9
2.6

  지상부와 지하부의 무게는 균처리구가 무처리에 비해 24 g/plant 정도 무거 웠고, 주당과수도 많아 13% 정도 증수되었다. 균처리구의 EC 8.6 dS/m일때의 수량은 무처리구의 EC 2.9 dS/m일때의 수량과 비슷한 경향치를 보여 혼합균주처리로 염류장해를 어느정도 극복한 것으로 생각되었다.

4. 적 요
· 균처리구는 무처리구에 비해 초장, 분지수 등은 증가하였으며, EC 수준이 높아질수록 초장은 작아진 반면, 분지수는 균처리 58일 이후 EC 2.9 dS/m에 비해 EC 8.6 dS/m 에서 많아졌으며, 수량은 균처리구가 무처리구에 비해 13% 증수되었다.
· 미생물 처리후 토양 EC, P2 O5, K, Ca, Mg, NO 3-N은 EC 수준이 높아질수록 현저하게 증가하는 경향이었고, 균처리구는 무처리구에 비해 OM 및 NH 4-N은 낮은 반면, EC, P 2O5 , K, Ca, Mg, NO3 -N 함량은 높은 경향이었다.

[참고문헌]

  1. 황선웅, 김유섭, 연병렬, 이용재, 박영대. 1993. 몇가지 제염 방법에 의한 비닐하우스내 토양의 염류제거 효과. 농시논문집. 35(1):276∼280.
  2. 강항원, 강위금, 정연태. 1993. 시설재배지의 염류 집적이 근권 토양의 미생 물상과 화학성 변화에 미치는 영향. 농시논문집. 35(1):306∼314
  3. 김회태, 강광윤, 정희돈. 1991. 멜론 연작지에서의 염류축적 과정과 염류축적 이 멜론의 생육과 수량에 미치는 영향. 농시논문집(원예). 33(3):7∼15.
  4. 김광식, 김용웅, 박재우, 김영일. 1993. 원예작물 생육에 미치는 미생물 제제의 이용 연구. 농시논문집(농업산학협동). 5:129∼140.
  5. 이영한, 양민석, 윤한대. 1996. 염류수준별 고추 생육과 수량에 미치는 식물 생육촉진 미생물 접종효과. 한국토양비료학회지 29(4):396∼402.
  6. 이영한, 윤한대, 하호성. 1996. 식물생육촉진 세균 분리, 동정과 고추에 대한 처리효과 한국토양비료학회지 29(1):67-73



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