3.토양의 양분순환
1)토양미생물의 양분순환에 대한 기여도
| 생태과정 | 관련 미생물 | 미생물기여도 추정치 |
| ●탄소순환 -식물생산성 -분해 |
질소고정세균,균근균 식물병원균 세균,진균 |
0~50% -50~0% 100%까지 |
| ●질소순환 -식물질소획득 질소고정 토양흡수 -질소손실 탈질 질화과정에 의한 용탈촉진 |
근권세균,방선균,단서세균 균근균 탈질세균과 일부진균 질화세균,고세균 |
0~20% 0~80% 60%까지 알려진 바 없음 |
| ●인순환 -식물에 필요한 인 획득 -무기화된 인의 용탈 |
균근균,인산가용화군 | 0~90% 알려진 바 없음 |
2)탄소의 순환
①탄소순환은 이산화탄소를 유기탄소로 고정하는 독립영양생물과 유기탄소로 호흡하는 종속영양생물에 의존함
CO₂ (독립영양생물) → 유기탄소
← (종속영양생물)
②유기물의 분해와 부식의 형성
( 동식물, 유기물잔해 )
↓ ↓ ↓
(섬유소,기타탄수화 물) ( 단백 질 ) (리그닌,타닌 등)
↓ ↓ ↓
(CO₂, H₂O, NH₃ 등) ← (분해자, 세균, 소형동물)
↓ ↓ ↓
(페놀,화합물) (아미노산펩티드(분해와재합성물)) (페놀,화합물)
↓ ↓ ↓
( 농축화합 )
↓
( 부식 )
3)질소의 순환
①질소
-무기염류의 형태로 흡수
-산화와 환원을 통해 순환
질소는 암모늄(NH₄+)의 -3가에서 질산염(NO₃-)의 +5까지 몇가지의 산화상태로 존재
-미생물과 식물이 가장 많이 요구하는 무기양분
-건조 세포질량의 약12%를 차지
-세포에서 네 번째로 풍부한 원소
②질산화작용
아미노화합물(R-NH₂) → 암모늄염(NH₄+) + 산소 → 아질산염(NO₂-) + 산소 → 질산염(NO₃-)
암모늄염(NH₄+) + 산소 : 나이트로소모나스 : 대표적인 독립영양 암모아세균
아질산염(NO₂-) + 산소 : 나이트로박터 : 대표적인 독립영양 아질산태질소 산화세균
③탈질작용
질산염(NO₃-) → 아질산염(NO₂-) → 일산화질소(NO) → 아산화질소(N₂O) → 질소가스(N₂)
④토양질소 증진방법 : 용탈방지,심층시비,과도한 경운을 하지 않는다.유리질소 고정즈대 조건부여
⑤질소고정
-공기 중의 질소가스를 유기화합물로 합성하는 것
공기중의 질소 → (용해성염으로 고정) → 식물이 이용
-비공생 질소 고정균(단서질소고정세균)
Azotobacter,Beijerinckia,Clostridium,Nostoc,Anabaena 등
-공생질소고정균: Rhizobium, Beijerinckia 등
4)인의 순환
①토양 인산순환에서의 미생물의 주된 작용
-인의 광물질화 : 유기인화합물 → (미생물의 분해) → 무기인(PO₄³-)
-인의 용출 : 고체상의 인(알루미늄 + 칼슘염) ⇔ 액상의 인 (H₂PO₄-)
-동화작용 : 무기인산염 → (미생물) → 유기인화합물(세포)
②토양에서의 인가용성
4.토양미생물의 이용
1)토양 유용미생물의 이용
①미생물비료와 미생물농약
-토양내에서 미생물의 유이한 작용을 제품화한 것
②미생물 비료
-식물의 영양상태를 개선시켜 식물생육을 촉진시키는 살아있는 미생물을 포함한 미생물제제
③미생물 농약
-곰팡이,세균,바이러스 및 원생동물 등 살아있는 미생물을 이용한 농업용 미생물 방제제
2)미생물 비료
①미생물 비료의 주요 기작
-질소고정,인산가용화,식물생장조절물질 생성 등을 통해 작물의 생장을 촉진시키는 효과
-토양 양분순환에 있어서의 미생물으 유익한 작용을 이용한 것
②사용 후 효과
-기상,토양상태,시기별로 효과의 변이가 있을 수 있음
③사용 후 단점
-유통기한이 짧음
-화학비료에 비해 가격이 높음
3)미생물 농약
①곰팡이,세균,바이러스 및 원생동물 등 살아있는 미생물을 이용한 농업용 미생물 방제제
②미생물농약으 작용기작
-항생작용 : 길항균이 분해물질, 효소, 휘발성화합물과 기타 독소물질 등의 대사산물로 인해 병원균이 사멸 또는 저해
-경쟁 : 한정된 자원 즉 유기,무기,양분,생육인자, 산소 또는 공간 등을 길항균이 선점함으로써 병원균의 활성이 감소
-중복기생 : 키틴분해효소,섬유소분해효소 등의 분해효소를 분비해 병원균을 공격
-기생과 포식 : 한 종이 다른 종을 직접 공격
③합성농약과 생물농약의 구분
합성농약 = 무기합성농야 + 유기합성농야(유기합성,식물기원,대사산물기원)
생물농약 =미생물농약(세균,진균,바이러스,원생동물) + 생화학농약(항생물질,식물성분,페로몬) + 천적
④미생물농약의 장단점
-장점 ; 인체 안정성이 높음
환경친화적
생태계에 대한 악영향이 적음
개발비용이 화학농약보다 적음
-단점 ; 화학농약에 비해 방제가가 낮음
유통기한이 짧음
가격이 높은 편
⑤미생물 농약에 주로 사용되는 미생물
고초균(Bacillus subtills), 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), BT균(Bacillus thuringiensis), 패니바실러스 폴리믹사(Paenicillus polymyxa), 방선균(스트렙토마이세스 속), 곤충기생균(뷰베리아 바시아나)
4)미생물농약과 미생물제제의 비교
| 항목 | 미생물농약 | 미생물제제 |
| 등록법규 | 농약관리법 | 비료관리법 |
| 등록시험 | 약효시험 3회,약해시험 3회 타작물병원성 및 약해시험 1회 이화학시험,독성시험 (원제,제품 별도시험 15개항목 시험) |
비효시험 2회 *비료로 등록되는 제품은 비효효과시험 2회만 실시 *병해충에 대한 약효시험 없음 |
| 등록기간 | 2~3년 | 3~6개월 |
| 등록기관 | 농촌진흥청 | 각 시군 |
| 등록비용 | 2~3억 | 수백만원 |
| 등록관리 | 농약관리법 | ? |
| 적용등록 | 등록시 적용병해충 명시 | 사용불가 (병해충 방제용으로 사용 불가함) |