커뮤니티 > 미생물이야기



미생물이야기 광합성미생물을 농업에 이용
2013-08-06 12:03:31
이엠생명과학연구원

광합성미생물을 농업에 이용

 

 일반 미생물은 생체나 생명이 없는 사체에 기생을 하든 식물의 엽록소가 합성한 물질을 영양원으로 생존을 하지만 스스로 양분

 

을 합성하여 생존하는 미생물도 있다. 이들 미생물을 총칭하여 광합성세균이라고 하는데 식물의 잎은 엽록소에서 탄산가스를

 

흡수하고 물을 분해하여 태양 에너지로 양분을 합성하지만 이들 광합성세균은 엽록소와 좀 다른 구조를 가지는 '테트라디히트

 

로포르핀'이라는 물질에 의하여 탄소나 유황 등을 산화시켜 양분을 합성하므로 식물의 양분 합성과는 차이가 있다. 또한 생식방

 

법에 따라 색깔이 다양하여 홍색세균, 홍색유황세균, 홍색비유황세균, 녹색황세균 등으로 구분된다.

  

우리 농업에 폭넓게 이용되는 균은 홍색세균류에서 홍색황세균과 홍색비유황세균으로 구분이 되는데 홍색황세균은 수면 아래

 

에서 황화수소(H2S)를 먹이로 이용하는 '절대혐기성세균'이며, 홍색비유황세균은 보통 호수나 저수지의 수면 아래에서 유기물

 

을 먹으면서 살아가는 세균으로 혐기적인 조건에서부터 호기적인 조건까지 다양하게 살아가는 미생물의 세균이다.

  

이번에 보급하게 되는 광합성세균은 강력한 균주가 들어있어 배양은 물론이고 강력한 힘이 있어 어류양식장과 유기물 분해, 축

 

사의 가스제거 및 냄세 제거, 수질정화, 토양의 떼알구조 형성까지 다양한 분야에 응용이 가능한 초강력 광합성세균이다.

 

 

1. 광합성세균은 인체에 안전하다

 

  현재 실용화 되고있는 광합성세균은 시험관내의 실험으로는 각종 살모넬라균이나 O-157(병원성 대장균)에도 대단히 용균력

 

(균을 분해시키는 힘)이 큰 것으로 판명되어 있다.

 

이 실험은 이웃나라 일본에서 약 반년간에 14회에 걸쳐 151개 시험구에서 실시하였던바 표 7∼9은 그중 일부분을 요약한 것이

 

다.

 

 

 

표 7. 광합성균 1%액을 첨가시 Salmonella균과 O-157균의 억제효과

 

분  뇨

균종 / 개체수 / ㎖

시험구

5일 후

10일 후

계분 5%수용액

살모넬라 SE

5.0×109

대조구

1.1×108개체

1%구

700개체

2개체

살모넬라ST

5.0×108

대조구

1,000개체

1%구

400개체

0개체

우분 10%수용액

살모넬라SD

1.0×108

대조구

1.5×107개체

1%구

100개체

0개체

O-157

3.0×107

대조구

3.0×105개체

1%구

100개체

0개체

 

 

표 8. 광합성균을 흰쥐에 먹일 때의 안정성 시험

 

 

시험구분(각 6마리)

시험 회수별 2주 후 체중 차(g)

제1차

제2차

제3차

제4차

일반 음용수

△3.4

△0.7

△2.1

△10.4

10% 음용수

△5.5

△1.5

△2.6

△12.3

100% 음용수

△4.4

△2.2

△3.9

△12.1

 

 

표 9. 광합성세균과 고열Bacillus균의 흰쥐 접종시험

 

접종 방법

0.5㎖ 근육 주사

2주 후 결과

이상 증상 없음

 

사용 효과들은 일상적으로 이 액을 살포하면 이런 효과들이 사육현장과 채소, 과수, 화훼 등이 재배된 포장에서 나타나 이웃나

 

라 일본에서는 크게 기대를 걸면서 쉽게 농가들이 사용하고 있다.

 

생균 자체는 직접 사료나 음용수에 첨가하지 않고 살포만 했지만 간접적으로 가축의 입으로 들어가고 있으나 안전사고가 없는

 

것을 보면 크게 안정된 생균제 이다.

 

 

1) 광합성미생물에 의한 질소고정

 

공기 중에는 79%의 질소와 21%의 산소, 0.03%의 탄산가스가 존재한다. 식물은 탄산가스를 흡수하여 광합성에 의해

 

유기물을 합성하며 살아가고 있으며, 산소를 배출하는 능력을 갖고 있다. 식물은 질소를 직접 흡수할 수 없다. 만약 공

 

기 중의 질소를 우리 인간이나 동?식물이 바로 흡수한다면 이 지구상의 질소는 어떻게 될 것인가? 이 지구상은 엄청난

 

혼란이 야기될 것이다. 광합성미생물은 혐기적 명조건하에서 최고의 질소고정을 하며, 호기성 유기영양세균과 공존하

 

면 질소고정 및 활성이 급격히 상승되고 광합성미생물의 생육력은 현저히 활성화된다. 따라서 호기적 영양세균인 아조

 

토박터, 바실러스, 효모균이나 유산균 등 혐기성 미생물과 함께 혼합배양하면, 생리활성과 함께 핵산 등 다양한 영양소

 

가 많이 생성된다. 이들 호기적 영양세균은 단독으로는 질소고정을 할 수 없지만 광합성미생물이 공존하면 질소고정을

 

할 수 있다.

 

 

2) 광합성미생물의 광합성 능력 

 

* 어두운곳 에서도 광합성이 가능

   --->일조부족문제 해결하므로 특히, 하우스재배에 효과 큼

  

식물의 광합성은 가시광선(400~700나노미터) 이하에서는 하지 못하지만, 광합성미생물은 박테리오클로로필을 함유

 

하고 있어, 근 적외선을 흡수하여 50나노미터 이하의 어두운 곳에서도 광합성이 가능하다. 일조 부족시 광합성미생물

 

을 이용하면 식물의 광합성을 보조하여 정상적인 생육을 할 수 있다.

 

 

3) 근류균과 광합성(광영양)미생물에 의한 토양의 비옥화

 

* 다른 유익균의 활성화를 높이는 역할수행

* 연작장해경감 및 토양산성화개선

* 근권환경개선 및 생리활성물질로 인한 뿌리발육 향상

  

처음 재배한 땅은 항상 기름지고 비옥하며 뿌리가 잘 자라고 무엇이든지 주면 잘 받아들이고 식물이 왕성한 생육을 한

 

다.   하지만 계속된 연작으로 염류가 집적되고 토양이 산성화되고 병충해의 다발에 의한 농약의 과잉 사용으로, 농지

 

는 사막화 현상을 초래하고 말았다. 그리하여 주면 줄수록 반응이 없고 농가의 근심은 한층 쌓여만 가고 있다.

 

광합성(광영양)미생물은 그러한 토양의 악화 방지 및 척박한 토양을 비옥화시키는 데 큰 공헌을 하고 있다.  근류균은

 

공기 중의 질소를 고정하는 역할을 한다. 척박한 토양에는 근류균을 접종하여 토양을 비옥화시키는 작업이 진행되는

 

데, 근류균은 건조에 약하여 보관이 어려운 결점이 있는데 광합성미생물과 혼합배양하면 오래 보관되고 광합성미생물

 

과 공존하여 활성이 된다.

 

그 이유는 혼합배양 중 균체 외에 다량의 점질물이 생산되고 그 점질물이 근류균의 생명력, 착립효과를 높이기 때문이

 

다.

 

 

4) 벼농사에서의 광합성미생물 

 

  *   줄기가 굵고 출수가 빠르다

   *  도복 방지

   *  수확량 증가

   *  고품질의 양질미

  

벼농사에서는 축분이나 화학비료의 과잉으로 쌀의 수량은 향상되었지만,  반대로 태풍에 대한 도복과 도열병 등 병충

 

해에 대한 농약의 과잉을 부인?




대전광역시 유성구 문지동 KAIST문지캠퍼스강의동L605호 대표이사:(원장)서범구 사업자번호:314-86-01479
전화번호:1800-0250 팩스번호:07074559748 관리자이메일:puom9@naver.com
이엠생명과학연구원. All Rights Reserved