• 유기물자원화
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• 제1권1호
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• pp.103-113
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• 1993

우리나라에서 년간 3,367만톤(1991년) 배출되는 생활쓰레기의 28% 이상이 주방폐기물로 통칭되는 음식찌꺼기, 채소류등으로 구성되는데 수분함량이 75~85%로 높고 발열량 낮아 혐기성 소화에 의한 처리법은 폐기물의 안정화 및 메탄가스 회수를 통한 효율적인 자원화가 가능하여 매우 실용적인 것으로 고려된다. 그러나, 주방폐기물은 셀룰로즈, 단백질등의 복잡한 고분자 고형물질들로 구성되어 있어 혐기성 소화시 가수분해반응이 율속단계로 인식되고 있으며, 이로 인한 유기물 부하율이 작고 반응조 용적이 커져 경제적이지 못한 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 연구에서는 셀룰로즈 등의 고분자물질의 가수분해 반응에 활성이 뛰어난 rumen 미생물을 이용하여 주방폐기물의 혐기성 소화의 효율을 증진시키기 위한 연구가 600 mL의 회분식반응조에서 수행되었다. 주방폐기물의 가수분해 및 산생성 반응에 대한 중온산생성균과 rumen 미생물의 산생성반응 효율을 비교하였으며, rumen 미생물을 이용한 산형성 반응에서 pH, 온도, 고형물 농도등 환경인자의 영향을 평가하였다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산형성 반응에서 최종휘발산수율은 이론치의 약 95%에 해당하는 8.4meq/g VS를 보여 중온산형성균을 이용하였을 때와 비슷하였으나, 산생성반응의 속도는 중온산형성균을 이용했을 때 보다 약 2배 이상 빨랐다. Rumen 미생물을 이용한 주방폐기물의 산생성 반응에 대한 기질 농도의 영향에서는 TS 15%일 때 급격한 pH저하 및 비이온화된 VFA 등의 저해작용으로 휘발산수율은 TS 1%인 반응조에서의 절반이하의 값을 보여 유출수의 연속적인 희석이 중요한 인자임을 알 수 있었다. Rumen 미생물을 이용한 산생성 반응의 최적 pH 및 온도 범위는 각각 6.0~7.5, $35{\sim}45^{\circ}C$였다. 이상과 같은 결과로부터 rumen 미생물을 주방폐기물의 혐기성소화 공정에 이용할 경우 혐기성 반응의 율속단계로 고려되는 가수분해 및 산형성 반응의 속도를 증가 시킬 수 있어 반응조 용적 감소 및 유기물 부하 증가 등의 소화 효율향상이 가능함을 알 수 있었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권1호
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• pp.101-108
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• 2018

본 연구에서는 국내산 상황버섯의 효소 가수분해 전처리를 통한 ${\beta}-glucan$의 최적 추출조건을 확립하고 그에 따른 활성을 알아보고자 추출 조건에 따른 생이화학적활성을 측정하였다. 효소가수분해 조건을 최적화하기 위해 실시한 반응표면분석법의 결과 0.66%(v/v)의 viscozyme 농도에서 6.08시간 반응하는 것이 최적이라 예측되었으며($R^2=0.9245$), 이에 따라 최적 추출 조건에서 추출한 시료의 ${\beta}-glucan$ 함량은 1.9594 g/100 g으로 측정되었다. 추출 수율(0.76-16.40%)은 EBE가 NEBE에 비해 약 3배 높았다. ${\beta}-glucan$ 순도(11.15-59.05%)로 가장 높았으며, ${\beta}-glucan$ 함량 또한 0.26-3.38 g/100 g으로 EB (3.38 g/100 g)가 가장 높았다. 총당 함량(0.61-1.17 mg/mL)은 NEB, EB가 NEBE, EBE보다 높았으며, EB가 가장 높았다. 구성당 분석 결과, 모든 추출물에서 glucose의 함량이 가장 높았으며, 대조구와 효소 전처리구 모두 정제하면서 그 비율이 증가하였다. 단백질 함량(0.44-11.73 mg/mL)은 NEBE, EBE가 NEB, EB보다 높았으며, EBE가 가장 높았다. FT-IR 분석 결과 $890cm^{-1}$ 부근에서 peak가 확인되었기에 ${\beta}-glycosidic$ linkage를 가지고 있는 것으로 판단하였다. MTT assay를 통해 B6F10과 SK-MEL-5 세포 독성을 측정한 결과 B6F10의 경우 대조구의 세포 생존율을 100%로 하였을 때 세포 생존율이 80% 이상으로 나타나 세포독성을 보이지 않았으나, SK-MEL-5에서는 EBE를 $100{\mu}g/mL$의 농도로 처리하였을 때 세포 생존율이 75%로 나타나 약간의 세포독성을 보였다. Wound healing assay를 통해 암세포 증식 억제활성 측정 결과, 정제한 NEB, EB가 NEBE, EBE보다 활성이 높았으며, 특히 12시간일 때 EB $30{\mu}g/mL$를 처리한 경우 B6F10과 SK-MEL-5 모두에서 가장 높은 활성을 나타내었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권4호
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• pp.435-441
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• 2017

갈색거저리유충 분말을 4%(w/v)의 기질용액으로 제조한 후, 기질대비 단백질 가수분해 효소(alcalase, flavourzyme, neutrase, bromelain, papain)를 각 1%(w/w) 첨가하여 갈색거저리 유충 단백가수분해물을 제조하였다. 24시간 반응시킨 각 효소별 가수분해물의 특성을 SDS-PAGE로 확인한 결과 alcalase 단백가수분해물의 가수분해가 우수함을 확인하였으며, available amino group의 농도는 flavourzyme, alcalase, neutrase 단백가수분해물 각각 $5,429.35{\mu}g/mL$, $4,781.39{\mu}g/mL$, $3,155.55{\mu}g/mL$의 값을 나타내 상대적으로 높은 가수분해도를 보였고, bromelain($1,800{\mu}g/mL$)과 papain($1,782.61{\mu}g/mL$)의 경우 상당히 낮은 값을 보였다. 가수분해도가 높게 나타난 3종의 단백가수분해물을 한외여과막을 통해 분자량이 3 kDa 이하로 분리한 후 동결 건조하였으며, 이 동결건조물을 이용하여 항산화 실험을 수행하였다. 갈색거저리 유충 가수분해물의 DPPH 라디칼 소거 활성은 alcalase 단백가수분해물의 $RC_{50}$값이 $339.34{\mu}g/mL$로 나타났고, flavourzyme 가수분해물 $379.35{\mu}g/mL$, neutrase 가수분해물 $398.93{\mu}g/mL$로 나타났으며, ABTS 라디칼 소거 활성은 neutrase 단백가수분해물의 $RC_{50}$값이 $29.84{\mu}g/mL$였고, alcalase $36.90{{\mu}g/mL$ 및 flavourzyme $56.03{\mu}g/mL$ 순으로 나타났다. Hydrogen peroxide 소거 활성은 alcalase 단백가수분해물의 $RC_{50}$값이 $65.97{\mu}g/mL$였고, flavourzyme $121.67{\mu}g/mL$ 및 neutrase $70.38{\mu}g/mL$의 값을 보였다. 상기 3가지 항산화 실험에서 우수한 항산화 활성을 보이며, 저분자 펩타이드 생산 효율이 가장 높았던(42.05%) alcalase 단백가수분해물을 이용해 linoleic acid에 대한 지질과산화 억제 활성을 측정한 결과, 6일 동안 $100{\sim}800{\mu}g/mL$의 농도에서 처리 농도에 의존적으로 유의적인 항산화능을 보였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제35권9호
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• pp.1139-1145
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• 2006

본 연구에서는 제주 연안에 서식하는 갈조류 중 감태의 줄기와 잎의 항산화활성을 비교하기 위하여 감태 줄기와 잎으로부터 효소적 가수분해와 메탄올을 이용하여 각각의 추출물을 제조한 후 이들로부터 활성산소종의 소거활성 및 세포의 산화적 손상 억제활성을 포함하는 항산화활성에 대한 차이를 비교 검토하였다. 여기에서 효소적 가수분해를 이용하여 제조된 감태의 효소적 추출물은 메탄올 추출물에 비하여 폴리페놀 함량은 낮았으나, 수율은 약 30% 이상 높게 나타났다. 감태는 줄기와 잎의 모든 부분에서 항산화활성이 우수하게 나타났으며, 두 부위 간의 유의적인 차이는 없었으나, 대체로 잎의 추출물이 줄기의 추출물보다 약간 우수한 항산화효과를 나타내었다. 이러한 결과는 감태의 잎 뿐만 아니라 줄기 또한 마찬가지로 우수한 생리활성 재료임을 확인할 수 있었다. 그리고 메탄올 추출물에 비해 효소적 추출물은 hydroxyl radical 소거활성을 제외한 전반적인 항산화효과 분석에 있어서 더 유용한 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 여러 가지 효소들이 복합되어진 효소가 세포벽에 있는 섬유질이나 당단백질 혹은 알긴산 고분자물질 등을 분해시키는 작용을 하여 활성물질들이 원활히 추출될 수 있도록 유도해 주는 작용을 하였기 때문이라고 사료된다. 그리고 높은 수율을 바탕으로 한 수용성의 추출물이기 때문에 그들이 가지고 있는 생리활성물질을 식품산업에 쉽게 응용시킬 수 있으며, 유기용매와 같은 화학약품을 사용하였을 때에 발생할 수도 있는 안전성에 대한 문제도 해결할 수 있을 것이다. 이상의 결과로 감태는 잎 뿐만 아니라 줄기도 잠재적 의약품 소재 및 기능성식품 소재로서의 가능성이 충분하다고 판단된다.의 서로 반대되는 위치에서 온도차가 13.7도에서 -8.3도까지 차이가 나는 것으로 관찰되었으며, 미디어 높이 위치의 변화에 따라서도 21도에서 2도가지 차이를 나타냈다. 바이오필터 함수비는 실험기간 동안 지속적으로 변화가 발생하였는데, 스팀이 제공되는 동안에는 미디어 함수비가 훨씬 빠른 속도로 증가됨이 관찰되어 졌다.EX>$4.9{\sim}5.1^{\circ}Brix$ 수준이었으며, 소형과와 기형과는 S-3에서 많이 나왔다. 이상 연구결과에서 입도분포가 1.2-5mm인 것이 바람직한 것으로 나타났다.omopolysaccharides로 확인되었다. EPS 생성량이 가장 좋은 Leu. kimchii GJ2의 평균 분자량은 360,606 Da이었으며, 나머지 두 균주에 대해서는 생성 EPS 형태와 점도의 차이로 미루어 보아 생성 EPS의 분자구조와 분자량이 서로 다른 것으로 판단하였다.TEX>개로 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. Heat shock protein-70 (HSP70)과 neuronal nitric oxide synthase (nNOS)에 대한 면역조직화학검사에서 실험군 Cs2군의 신경세포가 대조군 12군에 비해 HSP70과 nNOS의 과발현을 보였으며, 이는 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05). nNOS와 HSP70의 발현은 강한 연관성을 보였고(상관계수 0.91, p=0.000), nNOS를 발현하는 세포가 동시에 HSP70도 발현함을 확인할 수 있었다. 결론: 우리는 cyclosporin A가 토끼의 25분간의 척수허혈에 대해 척수보호 효과가 있었으며 이는 HSP70의 과발현과 연관이 있으리라 생각한다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제39권3호
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• pp.221-229
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• 2015

Background: Minor ginsenosides, those having low content in ginseng, have higher pharmacological activities. To obtain minor ginsenosides, the biotransformation of American ginseng protopanaxadiol (PPD)-ginsenoside was studied using special ginsenosidase type-I from Aspergillus niger g.848. Methods: DEAE (diethylaminoethyl)-cellulose and polyacrylamide gel electrophoresis were used in enzyme purification, thin-layer chromatography and high performance liquid chromatography (HPLC) were used in enzyme hydrolysis and kinetics; crude enzyme was used in minor ginsenoside preparation from PPD-ginsenoside; the products were separated with silica-gel-column, and recognized by HPLC and NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Results: The enzyme molecular weight was 75 kDa; the enzyme firstly hydrolyzed the C-20 position 20-O-${\beta}$-D-Glc of ginsenoside Rb1, then the C-3 position 3-O-${\beta}$-D-Glc with the pathway $Rb1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F2{\rightarrow}C-K$. However, the enzyme firstly hydrolyzed C-3 position 3-O-${\beta}$-D-Glc of ginsenoside Rb2 and Rc, finally hydrolyzed 20-O-L-Ara with the pathway $Rb2{\rightarrow}C-O{\rightarrow}C-Y{\rightarrow}C-K$, and $Rc{\rightarrow}C-Mc1{\rightarrow}C-Mc{\rightarrow}C-K$. According to enzyme kinetics, $K_m$ and $V_{max}$ of Michaelis-Menten equation, the enzyme reaction velocities on ginsenosides were Rb1 > Rb2 > Rc > Rd. However, the pure enzyme yield was only 3.1%, so crude enzyme was used for minor ginsenoside preparation. When the crude enzyme was reacted in 3% American ginseng PPD-ginsenoside (containing Rb1, Rb2, Rc, and Rd) at $45^{\circ}C$ and pH 5.0 for 18 h, the main products were minor ginsenosides C-Mc, C-Y, F2, and C-K; average molar yields were 43.7% for C-Mc from Rc, 42.4% for C-Y from Rb2, and 69.5% for F2 and C-K from Rb1 and Rd. Conclusion: Four monomer minor ginsenosides were successfully produced (at low-cost) from the PPD-ginsenosides using crude enzyme.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권2호
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• pp.124-129
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• 2016

식용버섯인 노랑느타리버섯으로부터 α-glucosidase 저해제의 추출과 정제에 대하여 연구하였다. α-glucosidase 저해제는 노랑느타리버섯 자실체를 증류수로 30℃에서 12시간 처리하였을 때 가장 많이 추출되었다. α-glucosidase 저해제를 sephadex G-100 여과 크로마토그래피와 펩신 가수분해, sephadex G-50 여과 크로마토그래피, 역상 HPLC로 정제한 결과 수율과 α-glucosidase 저해활성은 각각 12.2%와 IC₅₀ 9.10 mg/ml이었다. 정제한 α-glucosidase 저해제는 Thr-Ile-Ala-Phe-Ile-Asp (A)과 Tyr-Tyr-Ala-Ile-Gly-Asp (B)의 서열을 갖고 있는 두개의 헥사펩타이드를 함유하였고 이들의 분자량은 각각 (A)가 678.79 Da, (B)가 643.7 Da이었다. 정제한 α-glucosidase 저해제는 α-glucosidase에 대하여 혼합형 저해양상을 보였고 streptozotocin으로 유도된 당뇨 쥐모델에서 50 mg/kg과 300 mg/kg 투여시 혈당함량을 낮추어 주는, 농도 의존적 혈당상승억제 효과를 보였다.

• KSBB Journal
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• 제15권4호
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• pp.352-358
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• 2000

키토산의 가수분해 산물인 키토산 올리고당의 효율적이고 단순화된 분리를 위하여 기질인 키토산을 담체화 하여 효소를 이용한 올리고당의 생산에 있어서 product의 새로운 분리법에 대한 가능성을 연구하였다. 기질로 사용한 chitosan bead 를 W/O emulsion 상분리법을 이용한 유기상의 방법과 키토산 용액을 알칼리 용액에 적하하는 수상의 방법으로 제조하였는데 bead가 효소와 접촉하는 표면적을 최대로 하기 위하여 구형으로 제조하였다. 이때 유기상 bead의 지름은 $200{\mu}m$였고, 수상 bead의 경우 $4000{\mu}m$, $100{\mu}m$, $30{\mu}m$였다. pH 와 온도, 효소의 양을 변화시켜 가면서 반응 시스템에서 최 적의 유기상 bead의 가수분해 조건을 조사한 결과 pH 6.0, 온도는 $50^{\circ}C$, 그리고 효소의 양은 40U이 최적임을 알 수 있 었다. 유기상 bead의 최적 가수분해 조건을 수상 bead에 적 용시켜 반응성을 살펴보았는데 반응에 사용된 수상 bead의 표면적이 유기상 bead에 비하여 낮음에도 불구하고 거의 동 일한 분해도를 나타내었다. 수상 bead의 경우 크기가 작을수록 높은 분해도를 나타냈으며, 각 bead를 사용하였을 때 생산된 최종 산물의 올리고당의 조성을 HPLC와 GPC로 분석하였는데, 유기상 bead로부터 생산된 올리고당의 조성은 주 로 2-4당이었으며, 수상 bead로부터 생산된 올리고당의 조성은 2-5당이었고, 평균 분자량은 M.W. 540과 M.W. 380이었다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권1호
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• pp.44-50
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• 1994

미역 추출액의 효과적인 추출조건을 선정하기 위하여 5가지 추출 방법인 $Na_{2}EDTA$-끓임(방법 A). HCI-끓임(방법 B), $HCI-Na_{2}EDTA$-끓임(방법 C), $Celluclast-Na_{2}EDTA-HCI$-끓임(방법 D), $Ultrazyme-Na_{2}EDTA-HCI$-끓임(방법 E)을 비교하였다. 그 결과는 방법 D가 고형분 수율 63.14%와 단백질 수율 26.39%로 가장 높았다. 맛과 관계가 있는 아미노태 질소의 회수량은 870 ppm의 아미노태 질소농도를 보인 방법 C가 가장 높았고 방법 D(770 ppm), 방법 B(570 ppm), 방법 A(480 ppm), 대조구(270 ppm) 순으로 나타났다. 추출액의 정미 성분은 주로 alanine, aspartic acid, glutamic acid이었으며 미역 추출액의 유리 아미노산 총량은 방법 A(8.88 mg%), D(4.14 mg%), E(4.18 mg%)순으로 증가하였고 대조구(1.71 mg%)보다 $2.5{\sim}5.1$배 높았다. 미역 추출액의 관능적 성질 비교는 특히 Celluclast 처리한 방법 D가 유의적으로 적은 비린 냄새와 높은 해조류맛을 나타내었다. 따라서 방법 D를 가장 효과적인 방법임이 밝혀졌다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권11호
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• pp.1640-1646
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• 2010

남해안에서 주로 여름철에 어획하여 부산 및 경남 지역을 위주로 소비하고 있는 군소에서 다당류 추출을 위한 최적 조건을 검토하였다. 군소 다당류 추출을 위한 단백질 가수분해 효소로는 Flavourzyme 500 MG가 가장 효과적이었고, 추출한 다당류의 회수를 위한 가장 효율적인 추출물의 농도와 ethanol 첨가량은 각각 Brix 60과 5배량이었다. DEAE-Sepharose 칼럼 크로마토그래피로 얻은 크로마토그램상의 전기전도도와 전기영동 이동도에 근거하여 0.5~0.75 M NaCl 상에서 용출되는 물질이 GAG임을 확인하였으며, heparan sulfate인 것으로 추정하였다. 다당추출물과 정제 GAG의 uronic acid 함량은 각각 1.0 g/100 g과 6.0 g/100 g이었고, GAG를 구성하는 성분으로 지표물질인 hexosamine의 함량은 당 추출물과 정제물에서 각각 5.6 g/100 g과 25.7 g/100g이었다. 정제물은 agarose 겔 전기영동 상에서 heparan sulfate로 추정되었으며, 분자량은 겔 크로마토그래피에서 29.6 kDa으로 나타났다.

• 한국작물학회지
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• 제44권3호
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• pp.230-235
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• 1999

To study the effects of an urease inhibitor, N-(n-butyl)-thiophosphoric triamide (NBPT), and a nitrification inhibitor, dicyandiamide (DCD), on nitrogen losses and nitrogen use efficiency, urea fertilizer with or without inhibitors and slowrelease fertilizer (synthetic thermoplastic resins coated urea) were applied to direct-seeded flooded rice fields in 1998. In the urea and the urea+DCD treatments, NH$_4$$^{+}$ -N concentrations reached 50 mg N L$^{-1}$ after application. Urea+NBPT and urea+ NBPT+DCD treatments maintained NH$_4$$^{+}$ -N concentrations below 10 mg N L$^{-1}$ in the floodwater, while the slow-release fertilizer application maintained the lowest concentration of NH$_4$$^{+}$ -N in floodwater. The ammonia losses of urea+NBPT and urea+NBPT+DCD treatments were lower than those of urea and urea+DCD treatments during the 30 days after fertilizer application. It was found that N loss due to ammonia volatilization was minimized in the treatments of NBPT with urea and the slow-release fertilizer. The volatile loss of urea+DCD treatment was not significantly different from that of urea surface application. It was found that NBPT delayed urea hydrolysis and then decreased losses due to ammonia volatilization. DCD, a nitrification inhibitor, had no significant effect on ammonia loss under flooded conditions. The slow-release fertilizer application reduced ammonia volatilization loss most effectively. As N0$_3$$^{[-10]}$ -N concentrations in the soil water indicated that leaching losses of N were negligible, DCD was not effective in inhibiting nitrification in the flooded soil. The amount of N in plants was especially low in the slow-release fertilizer treatment during the early growth stage for 15 days after fertilization. The amount of N in the rice plants, however, was higher in the slow-release fertilizer treatment than in other treatments at harvest. Grain yields in the treatments of slow-release fertilizer, urea+NBPT+ DCD and urea+NBPT were significantly higher than those in the treatments of urea and urea+DCD. NBPT treatment with urea and the slow-release fertilizer application were effective in both reducing nitrogen losses and increasing grain yield by improving N use efficiency in direct-seeded flooded rice field.field.