토양 개량을 위해 시용하는 유기물은 종류에 따라서 토양미생물 활성과 다양성에 미치는 영향을 다르며 그 효과는 계절적인 영향을 크게 받는다. 도시 가로수 폐기물 퇴비, 가금류 분뇨, 귀리와 레드 클로버의 피복작물이 토양 효소활성과 토양 미생물의 생리적 군락(CLPP) 특성에 미치는 영향을 미국 미주리 주의 사양토에서 조사하였다. 이들 토양 조사 항목들의 계절적 변화 패턴을 조사하기 위해서 2년간 봄부터 가을까지 토양을 매년 5회 채취하였다. 나무 폐기물 퇴비는 시용 3달 후부터 탈수소효소의 활성을 증가시키기 시작하였다. fluorescein diacetate (FDA) 수화도는 첫 해의 9월부터 증가하기 시작했으나 그 이후 변화가 심하였다. 탈수수효소의 활성은 FDA 소화도에 비하여 토양 유기물의 량이나 특성에 더 직접적으로 반응하였다. 반면에 FDA 수화도나 CLPP는 일반적으로 유기물의 구성 성분에 반응하였고, 효소활성과 CLPP 모두 계절에 따른 변화가 심하였다. 계절에 따른 변화는 유기물과 토양 수분함량의 차이에 기인한 것으로 보였다. 도시 가로수 폐기물 퇴비는 일반적인 토양 미생물 활성을 증가시키는데 효과적이었고 녹비는 토양 미생물 군락의 다양성을 변화시키는데 효과적이었다. 그리고 토양 미생물 활성과 다양성은 계절적 변화가 심하고 그 정도는 시용하는 유기물의 종류에 따라서 차이가 있으므로 토양의 미생물 특성을 조사할 때에는 작물의 재배기간 동안 여러 번 실시할 필요가 있다.
The taxonomic and functional characteristics of bacterial communities in the pre-chlorinated rapid filters and ozonated biological activated carbon (BAC) filters were compared using Illumina MiSeq sequencing of the 16S rRNA gene and community-level physiological profiling (CLPP) based on sole-carbon-source utilization patterns. Both the rapid filters and BAC filters were dominated by Rhizobiales within ${\alpha}-proteobacteria$, but other abundant orders and genera were significantly different in both types of filter. Firmicutes were abundant only in the intermediate chlorinated rapid filter, while Acidobacteria were abundant only in the BAC filters. Bacterial communities in the rapid filter showed high utilization of carbohydrates, while those in the BAC filters showed high utilization of polymers and carboxylic acids. These different characteristics of the bacterial communities could be related to the different substrates in the influents, filling materials, and residual disinfectants. Chlorination and ozonation inactivated the existing bacteria in the influent and formed different bacterial communities, which could be resistant to the oxidants and effectively utilize different substrates produced by the oxidant, including Phreatobacter in the rapid filters and Hyphomicrobium in the BAC filters. Bradyrhizobium and Leptothrix, which could utilize compounds adsorbed on the GAC, were abundant in the BAC filters. Ozonation increased taxonomic diversity but decreased functional diversity of the bacterial communities in the BAC filters. This study provides some new insights into the effects of oxidation processes and filling materials on the bacterial community structure in the biological filters of drinking water treatment plants.
Soil is a dynamic biological system, in which it is difficult to determine the composition of microbial communities. Knowledge of microbial diversity and function in soils are limited because of the taxonomic and methodological limitations associated with studying the organisms. In this review, approaches to measure microbial diversity in soil were discussed. Research on soil microbes can be categorized as structural diversity, functional diversity and genetic diversity studies, and these include cultivation based and cultivation independent methods. Cultivation independent technique to evaluate soil structural diversity include different techniques such as Phospholipid Fatty Acids (PLFA) and Fatty Acid Methyl Ester (FAME) analysis. Carbon source utilization pattern of soil microorganisms by Community Level Physiological Profiling (CLPP), catabolic responses by Substrate Induced Respiration technique (SIR) and soil microbial enzyme activities are discussed. Genetic diversity of soil microorganisms using molecular techniques such as 16S rDNA analysis Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) / Temperature Gradient Gel Electrophoresis (TGGE), Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP), Single Strand Conformation Polymorphism (SSCP), Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) / Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis (ARDRA) and Ribosomal Intergenic Spacer Analysis (RISA) are also discussed. The chapter ends with a final conclusion on the advantages and disadvantages of different techniques and advances in molecular techniques to study the soil microbial diversity.
여러가지의 선발된 미생물로 구성된 미생물비료는 토양 개량과 식물 생장 촉진을 위해서 여러 유기물과 결합하여 이용되기도 한다. 미생물 비료를 미생물 비료 단독으로 그리고 도시 가로수 부산물 퇴비, 가금류 분뇨 부산물, 레드클로버와 귀리의 피복작물 등의 유기물과 같이 토양에 처리하여 토양의 화학적 또는 생물학적 특성에 미치는 효과를 측정하였다. 액체상의 미생물 비료를 2년동안 3회 처리하였다. 미생물 비료 단독으로는 pH, K, 유기물 함량에 영향을 미치지 않았지만, 미생물비료의 처리는 2년 가을 모두 가금류 분뇨 부산물을 처리한 토양의 인산 함량을 증가시켰고, 첫해 가을에 퇴비를 처리한 토양의 칼슘함량을 증가시켰으며, 레드클로버를 처리한 토양의 Ca, Mg, 그리고 양이온교환용량을 감소시켰다. 미생물 비료는 레드클로버가 처리된 토양에서 첫 해 7월에 탈수소효소 활성을 증가시켰다. 미생물 비료는 유기물이 처리되지 않은 토양이나 퇴비가 처리된 토양에서 FDA의 가수분해도를 가끔 증가시켰다. 가금류 분뇨 부산물과 레드 클로버가 처리된 토양의 FDA 가수분해도와 가금류 분뇨 부산물이 처리된 토양의 탈수소효소활성은 미생물 비료의 처리로 감소하였다. 한편, 미생물 비료의 처리는 BIOLOG에 의한 토양 미생물 군락의 생리생태적 다양성에는 영향을 미치지 못했다. 따라서 토양의 미생물학적 특성에 미치는 미생물비료의 효과는 같이 투여되는 유기물의 종류에 따라 다양하다고 할 수 있으며, 탈수소효소의 활성은 레드클로버가 처리된 토양에서, 그리고 FDA 가수분해도는 퇴비와 귀리가 처리된 토양에서 가끔 증가했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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