Soil Microbial Community Analysis using Soil Enzyme Activities in Red Pepper Field Treated Microbial Agents

토양효소활성을 이용한 미생물제제 처리 고추경작지의 토양미생물군집 분석

Increasing concerns over green farming technology, plant growth promoting rhizobacterium (PGRP) having growth promoting as well as plant disease suppressing properties was recently preferred to use for biological control of plant pathogens infecting plant. We measured the influence of the selected microbial consortium agents-a mixture of PGPR strains-, commercial bio-fungicide, and chemical pesticides on soil microbial community in red pepper field. The activities of soil enzyme such as dehydrogenase, urease, phosphatase, ${\beta}$-glucosidase, and cellulase were analyzed to investigate that of soil microbial community. We also measured plant length, main stem, stem diameter, number of branches and yields of red-pepper in order to observe the red pepper growth promotion. The results of measuring enzyme activities were dehydrogenase 3.5584 ${\mu}g$ TPF $g^{-1}h^{-1}$, urease 15.8689 ${\mu}g$ $NH_4{^-}N$ $g^{-1}h^{-1}$, phosphatase 0.5692 ${\mu}g$ PNP $g^{-1}h^{-1}$, ${\beta}$-glucosidase 2.4785 ${\mu}g$ PNP $g^{-1}h^{-1}$, and cellulase 86.1597 ${\mu}g$ glucose $g^{-1}h^{-1}$ in the soil treated with the microbial consortium agents, so it came out to be very active in the soil. Observing the growth of red-peppers, the main-stem length and the stem diameter were 6.1% and 8.1% higher in the soil treated with the selected microbial consortium agent than the chemical pesticides. After harvesting, yields were 7.3% higher in the soil treated with selected microbial consortium agents than the chemical pesticides. These results showed that microbial consortium agents contribute to increasing soil microbial diversity, growth promoting, and yield of red pepper.

친환경 농법이 대두되면서 식물 병원균에 대한 길항능과 식물생장 촉진능을 동시에 가지는 plant growth promoting rhizobacterium (PGRP)을 이용해 식물병을 방제하는 미생물 농법이 선호되고 있다. 본 연구에서는 토양비옥도 지표효소로 알려진 5종의 토양효소활성 측정을 이용해 plant growth promoting rhizobacterium 균주인 Bacillus subtilis AH18, Bacillus licheniformis K11, Pseudomonas fluorescens 2112를 조합한 복합미생물제제와 시판중인 미생물농약, 화학농약을 처리한 고추경작지에서 토양미생물상을 분석하고 고추의 생장 및 수확량을 측정하여 메타지노믹스를 이용한 토양미생물 다양성 연구의 기초자료로 사용하고자 하였다. 토양효소활성의 측정에서 복합미생물제제 처리구가 dehydrogenase 3.5584 ${\mu}g$ TPF $g^{-1}h^{-1}$, urease 15.8689 ${\mu}g$ $NH_4{^-}N$ $g^{-1}h^{-1}$, phosphatase 0.5692 ${\mu}g$ PNP $g^{-1}h^{-1}$, ${\beta}$-glucosidase 2.4785 ${\mu}g$ PNP $g^{-1}h^{-1}$, cellulase 86.1597 ${\mu}g$ glucose $g^{-1}h^{-1}$의 수치를 나타내 타처리구보다 높은 활성을 보여 토양미생물상의 다양성이 증대됨을 확인하였다. 또한, 고추의 생장촉진도측정에서 복합미생물제제가 타처리구에 비해 주경장에서 최대 6.1%, 경경에서 최대 8.1%의 생장촉진능을 보여 복합미생물제제의 생장촉진능을 확인하였다. 생고추의 수확량 측정에서는 복합미생물제제가 무처리구를 기준으로 했을 때 14%의 수확량 증대효과를 나타내었고, 화학농약 처리구보다도 7.3%의 증대효과를 나타내어 복합미생물제제에 의한 수확량 증대효과도 확인하였다. 따라서 본 연구에 사용된 복합 미생물컨소시움제제가 고추경작지 토양의 미생물상 다양성 증가와 고추의 생장촉진 및 수확량 향상 모두에 기여함을 알 수 있었다.