제지슬럿지의 퇴비화 과정 중 미생물활성 및 이화학적 환경변화

정영륜,정만훈,한신호,오세균,Chung, Young-Ryun,Chung, Man-Hoon,Han, Shin-Ho,Oh, Say-Kyun 유기성자원학회 1995 유기물자원화 Vol.3 No.2

Changes of microbial activity and physicochemical environment during composting of papermill sludge(PMS) in the pilot plant equipped with an agitated bed reactor were monitored for establishing the efficient composting system. Microbial activity determined as the evolution of $CO_2$ increased for the first 10 days after introduction of PMS to the reactor and decreased thereafter. Population changes of microorganisms in the reactor-PMS were not typical as in windrow system. The ratio of thermophilic bacteria to mesophilic bacteria, however, increased slowly even 23 days after introduction. Temperature of PMS increased rapidly from the first day and reached $62^{\circ}C$ at 7 days after introduction and decreased slowly thereafter. The acidity of PMS was pH 6.8 initially, increased to pH 8.0 after 7 days and decreased to pH 7.4 after 23 days. Redox potential(Eh) of PMS was -320mV at the beginning of composting, but it was increased with time to reach -15mV after 23 days composting. However, Eh of PMS pre-sterilized before measurement was average 50mV, regardless of composting periods indicating the major role of microorganisms during composting process. Water content of PMS was 67% initially and decreased to about 50% after 23 days composting in the reactor. Less than 13 days-old compost inhibited growth of radish in the container mixture with bed soil. Based on statistical analysis of microbial and physicochemical parameters of PMS during composting, an equation was developed for determining compost maturity. A number of experiments using various organic wastes are required before application of the formular to the practical use. 제지슬럿지의 효율적 퇴비화를 위하여 공장규모로 이동식 퇴비단 뒤짚기 형식의 장치를 설치하고 이 장치 내에서 퇴비화 과정 중 변화되는 미생물의 활성과 이화학적 환경변화를 조사하였다. 또한, 이러한 환경변수를 이용하여 퇴비숙성도를 판정할 수 있는 수식을 도출하고자 하였다. 미생물 활성은 제지슬럿지의 퇴비화 초기 10일 후에 이산화탄소 생성량이 1,850ppm으로 가장 높았고 그 이후로는 점차 감소하였다. 미생물 밀도변화는 정체식 퇴비더미에서 나타나는 전형적인 변화양상은 아니었으나 슬럿지 투입 23일 후 까지도 고온성 세균의 중온성 세균에 대한 밀도비가 증가하였다. 온도는 퇴비화 과정 투입 1일 후 부터 급격히 증가하여 7일 후에는 $62^{\circ}C$가 되었고 18일 이후부터는 서서히 감소하기 시작하였다. 산도는 전형적인 퇴비화 과정의 변화양상을 나타내는 것으로 처음 1일간 pH 6.8이었으나 이후 증가하기 시작하여 7일 후에는 8.0, 23일 후에는 7.4로 감소하였다. 산화환원전위는 퇴비화 시작전 -320mV로 환원상태 이었으나 퇴비화 기간이 늘어남에 따라 점차 증가하여 23일 후에는 -15mV이었다. 그러나, 측정 전 퇴비를 살균하여 조사 하였을때는 퇴비화 기간에 상관없이 평균 50mV 정도를 유지하였다. 함수율은 초기에 67% 정도였으나 점차 감소하여 23일후에는 약 50%가 되었다. 제지슬럿지 퇴비숙성의 생물학적 검정방법 중의 하나로 퇴비의 무 생장에 미치는 영향을 조사한 결과, 13일 이상 공정중에서 처리한 퇴비를 토양에 섞어 주었을 때 생장이 양호하였으며 그 이하 처리기간의 퇴비 사용 시에는 생장이 약간 억제되는 경향이었다. 이상의 변수를 이용하여 숙성도 판정을 위한 수식을 도출하였으며, 이 수식의 실제 응용을 위해서는 여러 종류의 유기물을 이용한 여러번 실험에 의한 수식의 보정이 필요할 것이다.

Development of a novel microbial inoculant with multi-functional activities using a new endophytic bacterium

Young Ryun Chung(정영륜) 한국농약과학회 2016 한국농약과학회 학술발표대회 논문집 Vol.2016 No.4

잿빛곰팡이 병원균 Botrytis cinerea 균주의 분리기주별 표현형적 특성 , 병원성 및 약제저항성 변이

최인실,정영륜,조광연 ( In Sil Choi,Young Ryun Chung,Kwang Yun Cho ) 한국균학회 1995 韓國菌學會誌 Vol.23 No.3

낙동강 부영양화와 수질환경요인의 통계적 분석

김미숙,정영륜,서의훈,송원섭,Kim, Mi-Suk,Chung, Young-Ryun,Suh, Euy-Hoon,Song, Won-Sup 한국조류학회(藻類) 2002 ALGAE Vol.17 No.2

Influences of vrious environmental factors on the eutrophication of Nakdong River were analyzed statistically using water samples collected from 1 January, 1999, to 30 September, 2001 at Namji area. The relationships between the concentration of chlorophyll α (eutrophication index) and environmental factors and were analyzed to develop a statistical model which can predict the status of eutrophication. The concentation of chlorophyll α ranged from 66.2 mg · $m^{-3}$ to 70.8 mg · $m^{-3}$ during dry winter season and the average concentration during this study period was 35.5 mg · $m^{-3}$ Namji area of Nakdong River was in the hypereutrohic stage in terms of water quality. Stephanodiscus sp. and Aulacoseria granulata var. angustissima were dominant species during the witnter to spring time and summer to autumn period, respectively. Based on the correlation analysis and the analysis of variance between chlorophyll α concentration and environmental factors, significantly high positive relationships were found in the order of BOD> pH> COD > KMnO₄ consumption > DO > conductivity > alkalinity. In contrast to these factors, significantly negrative relationships were found as in the order of $PO₄^{3-}-P$ >water level>the rate of Namgang-dam discharge > NH₃-N> the rate of Andong-dam discharge> the rate of Hapchoen-dam discharge. Based on the factors analysis of environmental factors on the concentration of chlorophyll α, we obtained five factors as follows. The first factor included water level, pH, turbiditiy, conductivity, alkalinity and the rate of Namgang-dam discharge. The second factor included water temperature DO, NH₄+-N, NO₃- -N. The third factor included KMnO₄ consumption COD and BOD. The fourth factor included the rate of Andong-dam discharge, the rate of Hapcheon-dam discharge, and the rate of Imha-dam discharge. The final factor included T-N T-P and $PO₄^{3-}-P$ > concentration. We derived two statistica models that can predict the occurrence of eutrophication based on the factors by factor analysis, using regression analysis. The first model is the stepwise regression model whose independent variables are the factors produced by factor analysis : chl α (mg · $m^{-3}$ = 42.923+(18.637 factor 3) + (-17.147 factor 1) + (-12.095 factor 5) + (-4.828 factor 4). The second model is the alternative stepwise regression model whose independent variables are the sums of the standardized main component variables:chl α (mg · $m^{-3}$ = 37.295+(7.326 Zfactor 3) + (-2.704 Zfactor 1)+(-2.341 Zfactor 5).

제지슬럿지의 퇴비화를 위한 반응변수 연구

한신호,정영륜,조천희,강문희,오세균,Han, Shin Ho,Chung, Young Ryun,Cho, Cheon Hee,Kang, Moon Hee,Oh, Say Kyun 유기성자원학회 1994 유기물자원화 Vol.2 No.2

펄프 제지공장에서 다량으로 발생되는 제지슬럿지를 재활용하기 위한 한 방법으로 퇴비화를 시도하였으며, 이에 필요한 적절한 반응변수를 조사하기 위하여 소형반응조와 정체식 더미를 이용하여 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 제지슬럿지의 성분분석 결과 pH가 7.1, C/N 비 28~30, 수분이 60~65% 정도로 퇴비화에 적정한 수준이었으며 수은, 카드뮴, 납 등 중금속은 전혀 검출되지 않았다. 공기공급량과 질소원량에 따른 $CO_2$ 방출량과 온도변화를 조사하였는데, 1시간 또는 2시간에 1분씩 강제송풍 (2리터/분)을 해준 경우 반응기에 넣고 60시간까지 $CO_2$ 방출량과 온도가 서서히 증가하였으나 그 이후로는 감소하기 시작하였다. 그러나, 30분 마다 1분씩 송풍을 하였을 때는 $CO_2$ 방출량은 바로 감소하기 시작하였고 온도는 24시간 후부터 떨어지기 시작하였다. $CO_2$ 방출량과 온도간의 상관관계를 구해보면 3처리 모두 고도의 정상관(r=0.802, 0.816, 0.985)을 보여 퇴비화가 미생물의 정상적인 활동에 의해 진행되고 있음을 알 수 있다. 그러나, 송풍간격을 4시간 또는 8시간에 1분씩으로 하였을 때는 $CO_2$ 방출량은 시간이 경과 할 수록 감소하였으나 온도는 전자의 경우 24시간까지 올라갔다가 감소하기 시작하였고 후자의 처리시에는 48시간까지 높아졌다가 떨어지기 시작하였다. $CO_2$ 방출량과 온도간의 상관관계는 r= -0.93으로 고도의 부상관을 보였다. 이것으로 보아 이 상태에서는 정상적인 호기적 조건에서의 미생물활동이 진행되지 않는것으로 생각되며, 산소부족에 의한 혐기성생물작용이 일어난 것으로 생각되었다. 요소 첨가량에 따른 퇴비화 진행정도를 보면 0.5%, 1.0% 요소용액 처리시 처리 1일 후까지 $CO_2$ 방출량과 온도가 증가하였다가 그 이후로는 감소하였으나, 2.0% 용액 처리시에는 48시간까지 증가하다가 감소하였다. 이 결과 역시 $CO_2$ 방출량과 온도와의 상관관계는 고도의 정상관을 보여 정상적인 미생물 분해 활동이 이루어지고 있음을 알 수 있었다. 100kg 의 제지슬럿지에 1% 요소용액을 살포하여 섞은뒤 static pile system으로 실내 공간에 쌓아두고 적절한 간격으로 뒤짚어 주면서 16일간 온도, pH, 및 미생물밀도, C/N 비 변화를 조사하였다. 처리후 3일까지 온도가 증가하여 $65^{\circ}C$에 도달하였고 그 이후로는 감소하여 16일째는 거의 외기온과 비슷하였다. pH는 초기에 7.5였으나 계속 증가하여 4일째에는 약 8.3으로 유지되었고 8일 이후 점차 감소하기 시작하였다. 퇴비화진행의 직접적인 지표로 중온성 및 고온성 미생물의 밀도는 초기에 중온성 미생물이 고온성 미생물에 비하여 높았으나 시간이 경과하면서 고온성 미생물의 밀도가 높아져 온도변화와 유사한 변화를 나타내었다. C/N 비는 처리전 약 30 이었으나 16일 후에는 약 20으로 감소하였다. 이상의 결과로 미루어 볼때 제지슬럿지는 그 발생원에 따라 약간씩 차이는 있겠지만 적당한 퇴비화 조건이 찾아지면 효율적으로 퇴비화 시킬 수 있을것으로 생각되었다. A large volume of paper mill sludge(PMS) is produced every day from paper industries after treatments of waste water and it costs too much to dispose of the sludge. Since PMS consists mostly of biodegradable organic matter, cellulose, it is desirable to recycle it by proper treatments such as composting. In this study, experiments were conducted using a small scale reactor(12l) to establish optimum conditions for efficient composting of PMS of which initial pH, C/N ratio, and moisture content were 7.1, 28~30, and 60~65%, respectively. No heavy metals such as mercury, cadmimum, and lead were not detected in the PMS. Various levels of forced aeration, 1 minute aeration per every 30, 60, 120, 240, and 480 minutes were applied and 1 minute aeration per 60 and 120 minutes found to be proper for composting of 8l PMS in this system. Relationship between $CO_2$ production and temperatures was positively correlated with r> 0.82 suggesting that the normal decomposition of PMS by microorganisms occurred. However, under the condition of aeration interval over than 240 minutes, a negative relationship between two parameters was found indicating the occurrence of abnormal(maybe anaerobic) degradation. The amount of added nitrogen also affected composting of PMS resulting in the increase of $CO_2$ production and temperature. Semi-field tests using 100kg PMS in a static pile sysem showed that PMS could be composted efficiently under optimal environmental conditions. The parameters determining efficiency of composting such as C/N ratio, aeration, moisture content, and pH need to be monitored.

Complete genome sequence of Bacillus velezensis YC7010, an endophytic bacterium with plant growth promoting, antimicrobial and systemic resistance inducing activities in rice

라시드엠디하룬,황정현,정영륜,Harun-Or-Rashid, Md.,Hwang, Jeong Hyeon,Chung, Young Ryun The Microbiological Society of Korea 2017 미생물학회지 Vol.53 No.4

식물 내생 세균인 Bacillus velezensis YC7010은 벼의 병원성 세균과 곰팡이에 대해 전신유도저항성을 일으키며, 식물생육촉진 및 항생작용의 특징을 가지고 있다. 대한민국 진주지역 벼의 근권에서 분리된 B. velezensis YC7010의 유전체는 3,790개의 단백질-암호화 유전자(86 tRNAs와 27 rRNA 유전자)로 구성되어 있으며, 3,975,683 염기쌍의 환상 염색체이다. 유전체 분석을 통해 식물의 발달과 생육을 촉진하는 휘발성 화합물, 식물호르몬 생산, surfactin, plipapastatin, bacillibactin, bacillaene 같은 활성 화합물의 생합성, 식물 내부정착 및 군집화와 관련된 유전자들이 유전체에 존재하는 것을 확인하였다 Bacillus velezensis YC7010 is an endophytic bacterium isolated from the rice rhizosphere in Jinju, Republic of Korea, with properties conductive to growth promotion, antibiosis and induced systemic resistance to significant, soil-borne rice fungal and bacterial pathogens. The genome of B. velezensis YC7010 comprises a 3,975,683 bp circular chromosome which consists of 3,790 protein-coding genes (86tRNA and 27rRNA genes). Based on genomic analysis, we identified genes involved in colonization and establishment inside the plant, biosynthesis of antibiotic compounds such as surfactin, plipapastatin, bacillibactin, and bacillaene, as well as the production of the phytohormones and volatile compounds which serve to promote the plants growth and development.

Colletotrichum orbiculare에 대한 길항세균 Pseudomonas aurantiaca YC4963의 분리 동정 및 항균물질 Phenazine-1-carboxylic acid의 생산

채희정,김루미,문석식,안종웅,정영륜,Chae Hee-Jung,Kim Rumi,Moon Surk-Sik,Ahn Jong-Woong,Chung Young-Ryun 한국미생물학회 2004 미생물학회지 Vol.40 No.4

경남 지역의 근권 토양 및 식물뿌리 에서 다양한 길항세균을 분리하여 오이 탄저병원균 Colletotrichum orbiculare에 대한 길항효과를 조사하였다. 그중 국화과에 속하는 털진득찰 (Siegesbeckia pubescens Makino)뿌리에서 분리된 YC4963 균주가 병원균의 균사 생장에 대한 억제 능력이 가장 우수하였으며, 배양 상등액을 이용한 in vitro 실험에서도 C. orbiculare의 발아관 형성과 균사 생장을 억제하였다. 이 균은 Gram음성과 양성세균에 대 해서도 억제 능력이 있었으며, Botrytis cinerea, Fusalium oxysporum, Rhizoctonia solani 등의 다양한 식물병원균에 대해서도 억제 능력이 좋았다. 이 균주의 형태, 생리$\cdot$화학적 특성과 분자생물학적 특성을 조사한 결과 Pseudomonas aurantiaca로 동정되었다. 이 길항 세균이 분비하는 항생물질의 구조결정을 위하여 대량 배양 후 물질 분리와 여러 종류의 크로마토그래피를 수행하였다. 분리 정제하여 얻은 순수 물질은 노란색 바늘 모양의 결정체이었고, 질량 분석, FT-IR spectrum분석 및 NMP spectrum 분석을 바탕으로 구조를 추정한 결과 phenazine-1-carboxylic acid로 확인되었다. 이 항생물질의 활성을 조사하기 위하여 농도를 달리하여 C. orbiculare의 발아관 및 부착기 형성을 조사한 결과, 처리 18시간 후 발아관 생장은 103 ${\mu}m$로 대조구의 798 ${\mu}m$보다 8배 정도 억제되었으나 발아관과 부착기 형성비율은 큰 차이가 없었다. P. aurantiaca에 의한 phenazine-1-carboxylic acid의 생산과 이 항생물질에 의한 탄저병군의 억제효과는 본 연구에서 처음 보고되는 것이다.$생산 유전자가 전달되는 것을 확인하였다. Random amplified polymorphic DNA와 pulsed field gel electrophoresis분석을 사용하여 genomic DNA에 대한 유전형을 분석한 결과 균주간의 유전적 연관성은 매우 낮은 것으로 나타나 한 병원에서 발견되는 균주는 clonal spread에 의한 것이라는 일반적인 보고와 다른 결과를 얻었다., 체외순환을 시작한 이후부터는 2군에서 지속적으로 더 높은 경향이 있었으며(1군 $48.5\~64$ mL/min100 g, 2군 $65.8\~88.3$ mL/min/100 g), 특히 30분에서의 측정값은 통계적으로 유의한 차이를 보였다(1군$47.5{\pm}18.3\;mL/min100\;g,$ 2군$83.4{\pm}28.5\;mL/min100\;g,\;p=0.026$). 혈액 뇨질산, 크레아티닌, 그리고 혈장 용혈헤모글로빈의 변화는 두 군간에 차이가 없었다. 결론: 일정한 펌프 혈류 조건에서 박동성 혈류의 평균 혈압이 더 높다는 것은, 비박동성 혈류보다 조직관류압(Tissue Perfusion Pressure) 측면에서 우수하여 말초장기의 조직관류 효과에 유리한 요인이라고 볼 수 있다. 본 연구를 토대로 장시간의 체외순환에서는 신장기능을 대표하는 수치들에도 영향을 미칠 수 있으리라 예상되며, 신장 이외에 다른 주요 장기에 미치는 영향에 대한 연구를 더 진행할 필요가 있을 것으로 생각한다.예측 인자가 될 수 있을 것으로 생각된다.있을 것으로 판단된다.%$의 무기물질(Zeolite)이 첨가되어진 Modified California putting green system이 최적의 putting green 조건과 우수한 Bentgrass 잔디품질을 4년 동안 유지하였음을 이 실험을 통해 조사되어졌다. A bacterial strain YC4963 with antifungal activity against Colletotrichum orbiculare, a causal organism of cucumber anthracnose was isolated from the rhizosphere soil of Siegesbeckia pubescens Makino in Korea. Based on physiological and biochemical characteristics and 16S ribosomal DNA sequence analysis, the bac­terial strain was identified as Pseudomonas aurantiaca. The bacteria also inhibited mycelial growth of several plant fungal pathogens such as Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum and Rhizoctonia solani on PDA and 0.1 TSA media. The antifungal activity was found from the culture filtrate of this isolate and the active compound was quantitatively bound to XAD adsorption resin. The antibiotic compound was purified and identified as phenazine-l-carboxylic acid on the basis of combined spectral and chemical analyses data. This is the first report on the production of phenazine-l-carboxylic acid by Pseudomonas aurantiaca.

식물 병원진균 Botrytis cinerea 가 생산하는 Endo - polygalacturonase 의 순수정제와 특성

김병영,이태호,나유진,정영륜,이창원,김재원 ( Byung Young Kim,Tae Ho Lee,Eu Gene Rha,Young Ryun Chung,Chang Won Lee,Jae Won Kim ) 한국균학회 1997 韓國菌學會誌 Vol.25 No.4

미생물활성에 의한 시멘테이션 작용을 이용한 모래지반의 안정화

김기욱,윤성욱,정유진,정영륜,유찬,Kim, Ki-Wook,Yun, Sung-Wook,Chung, Eu-Jin,Chung, Young-Ryun,Yu, Chan 한국농공학회 2014 한국농공학회논문집 Vol.56 No.6

To evaluate bio-cementation of microbial on sands, laboratory test was conducted using acrylic cubic molding boxes ($5cm{\times}5cm{\times}5cm$). It was incubated the microbial, called Bacillus Pasteurii, according to Park et al (2011, 2012). and applied 50ml each specimen. Two type of sand samples used were Jumoonjin sand and common sand (well graded). These sands were molded in acrylic boxes with the relative density of 30 % and 60 % respectively. Microbial were poured onto the samples molded in acrylic boxes and cured at the room temperature and humidity. After 7, 14 and 21days, it was measured the compressive strength, pH, EC, and density and it were observed SEM and XRD to verify the effect of bio-cementation. It was found that bio-cementation was increased a strength of sands and it was appeared that strengths were related to the type of sand and relative density. Therefore it was confirmed the solidification of sands using the bio-cementation by microbial activation and the usefullness of acrylic molding boxes when tests were conducted on the soil of sands.

Botrytis cinerea 균주들이 생산하는 Polygalacturonase, Laccase, ${\beta}$-glucosidase의 균주 간 화성 및 병원성과의 상관관계

김종진,김재원,이창원,정영륜,Kim, Jong-Jin,Kim, Jae-Won,Lee, Chang-Won,Chung, Young-Ryun 한국식물병리학회 1997 Plant Pathology Journal Vol.13 No.4

기주, 분리 연도 및 장소가 다른 Botryis cinerea 20개 균주를 이용하여 오이세포벽을 탄소원으로 첨가한 배지에서 배양한 뒤 병원성과 관련이 있는 것으로 알려진 polygalacturomase, Iaccase, $\beta$-glucosidase의 활성을 측정하고 병원성과의 상관관계를 조사하였다. 조사된 효소들의 활성과 병원성과의 상관관계는 상관계수가 모두 0.5 이하로 직접적인 연관성을 인정할 수 없었다. 그러나 Bovendamm 배지에서의 균사생장 정도의 병원성은 r=0.522(p=0.05)로 정의 상관관계를 보였다. 또한 병원성이 강한 3균주와 약한 3균주를 선발하여 각 기주의 세포벽을 첨가하여 배양 후 poly-galacturonase 활성정도를 비교하였으나 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. Exo-PG 항체를 이용한 면역혈청 blotting 결과 병원성이 다른 거의 모든 균주가 66kDa 크기의 1 band를 보이는 유사한 효소 pattern을 보였다. 이상의 결과로 볼 때 측정된 이들 효소는 병원성과 관련된 일차적 요인이 아닐 것으로 생각한다. Activities of polygalacturonase, laccase, and intra- and extra-cellular $\beta$-glucosidase produced by 20 Botrytis cinerea isolates in liquid culture media containing cucumber cell was as a carbon source were measured and their relationships to the pathogenicity were analyzed. No significant correlations between these enzyme activities and the pathogenicity of B. cinerea were found. Mycelial growth rate on Bayendamm media, however, was higthly correlated with the pathogenicity (r=0.522) anong these isolates. Immuno-blot analysis of the culture filtrate using antibody against against exo-polygalacturonase revealed that only one band with molecular weight of 66 kDa was detected amone 34 tested isolates. It appears that these enzymes may not be primary factors in dermining the pathogenicity of B. cinerea.