농약(農藥)이 토양미생물상(土壤微生物相)에 미치는 영향(影響) - 토양세균(土壤細菌)Flora의 구성변화(構成變化)에 대하여 -

양창술,Yang, Chang-Sool 한국토양비료학회 1985 한국토양비료학회지 Vol.18 No.2

This investigation was undertaken to clarify the effects of consecutive application of insecticide (Hexachlorocyclohexane: HCH, 10 ppm each year) and fungicide (Tetrachloroisophthalonitrile: TPN, 40 ppm each year) on changes of the composition of soil bacterial flora in the experimental plots treated with each pesticide for two years. For these purposes, the isolating of bacterial cells growing on albumin agar plate was carried out with non-treated, HCH-treated and TPN-treated soil. And these isolated strains were grouping in accordance with the first diagnostic table of Cowan & Steel based on the morphological and physiological characteristics of bacterial cells. The mortality rate of bacteria was 30% in control, 44% in HCH and 51% in TPN plot respectively, in the process of obtaining pure culture. This suggests that the application of HCH or TPN enriched the fastidious bacteria in soil. The proportion of Gram-negative strains to the total isolates was 37% in control, 37% in HCH and 75% in TPN plot respectively. This means that the application of TPN enriched Gram-negative strains in soil. And the application of TPN increased the number of Gram-negative, nonspore-forming strains, and meanwhile decreased the number of spore-forming strains. In the results, the application of HCH or TPN changed considerably the composition of soil bacterial flora. And the influences of HCH and TPH on changes of the composition of soil bacterial flora were not equal each to each. 밭토양(土壤)에서 살충제(殺蟲劑) Hexachlorocyclohexane(HCH) 및 살균제(殺菌劑) Tetrachloroisophthalonitrile(TPN)의 연용(連用)이 토양세균(土壤細菌) flora의 구성(構成)을 어떻게 변화(變化)시키는가를 검토(檢討)하기 위하여 HCH 및 TPN을 년(年)1회(回) 2년간(年間) 연용(連用)한 각실험구(各實驗區) 그리고 대조구(對照區)로서 농약(農藥) 무처리구(無處理區)로부터 단리(單離)한 세균세포(細菌細胞)의 현미경적(顯微鏡的) 관찰(觀察)과 생리적(生理的) 시험(試驗)을 하였다. 그리고 이 형태적(形態的) 및 생리적(生理的) 결과(結果)에 기초(基礎)한 Cowan & Steel의 제(弟)1차(次) 감별기준(鑑別基準)에 따라 이들 단리균주(單離菌株)를 Grouping하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 희석평판법(稀釋平板法)에 의한 알부민 한천배지상(寒天培地上)에 형성(形成)된 micro-colony를 육즙한천배지(肉汁寒天培地)에 이식배양(移植培養)하여 순수분리(純粹分離)하는 과정(過程)에서 많은 세균(細菌)이 사멸(死滅)하였는데 대조구(對照區)에서 30%, HCH구(區)에서 44%, TPN구(區)에서 51%의 사멸률(死滅率)을 각각 보였다. 이는 이들 농약(農藥)의 연용(連用)에 의하여 사멸(死滅)하기 쉬운 즉(卽) 영양요구성(營養要求性)이 복잡(複雜)한 세균군(細菌群)이 토양(土壤)중에 집적(集績)되었음을 시사(示唆)한다. 2. 전단리균주(全單離菌株)에 대한 그람음성세균(陰性細菌)은 대조구(對照區)에서 37%, HCH구(區)에서 37%, TPN구(區)에서 75%를 각각 나타내어 TPN은 그람음성세균군(陰性細菌群)을 토양(土壤)중에 우점(優占)시켰다. 3. 각실험구(各實驗區)로부터 단리(單離)된 균주(菌株)에 대한 현미경적(顯微鏡的) 관찰(觀察)과 생리적(生理的) 시험결과(試驗結果)로부터 HCH와 TPN은 서로 다른 pattern으로 토양세균(土壤細菌) flora의 구성(構成)을 변화(變化)시켰다. 4. 전단리균주(全單離菌株)에 대한 포자형성세균(胞子形成細菌)은 대조구(對照區)에서 77%, HCH구(區)에서 40%, TPN구(區)에서 0%를 각각 나타내어 농약처리구(農藥處理區)에서 포여형성세균군(胞予形成細菌群)이 저하(低下)되었고, 특(特)히 TPN구(區)에서는 포자형성균(胞子形成菌)이 전(全)혀 분리(分離)되지 않았다. 5. HCH 혹은 TPN의 살포(撒布)에 의하여 Group I(Bacillus)에 유별(類別)되는 포자형성세균군(胞子形成細菌群)이 감소(減少)된 반면(反面)에 그람음성(陰性)의 포자비형성세균군(胞子非形成細菌群)이 증가(增加)되어, HCH 및 TPN은 토양세균(土壤細菌) flora의 구성(構成)을 현저(顯著)하게 변화(變化)시켰다.

農藥이 土壤微生物相에 미치는 影響

梁昌述(Chang-Sool Yang) 한국토양비료학회 1984 한국토양비료학회지 Vol.17 No.3

化學肥料 및 有機物 施用時 放線菌 Flora의 構成變化

홍사현(Sa-Hyun Hong),양창술(Chang-Sool Yang) 한국토양비료학회 1998 한국토양비료학회지 Vol.31 No.4

실내배양에서 생계분, 톱밥 및 왕겨 첨가가 토양미생물상에 미치는 효과

양창술(Chang-Sool Yang),공혜숙(Hye-Suk Kong) 한국토양비료학회 1996 한국토양비료학회지 Vol.29 No.1

유류오염부지에서 자연저감기법 적용 사례연구 II. 지하수모니터링에 의한 자연저감 평가

윤정기,이민효,이석영,노회정,김문수,이강근,양창술,Yun Jeong Ki,Lee Min Hyo,Lee Suk Young,Noh Hoe Jung,Kim Moon Soo,Lee Kang Kun,Yang Chang Sool 한국지하수토양환경학회 2004 지하수토양환경 Vol.9 No.3

TEX농도의 지속적인 감소 및 비오염지역에 비해 오염지역에서 용존산소(DO), 질산염(NO$^{3-}$ ), 황산염(SO$_4$$^{2-}$ )농도의 뚜렷한 감소와 2가철($Fe^{2+}$)농도의 증가, 산화환원전위의 현저한 저하, pH중성 등의 지화학적 인자의 분포특성으로 미루어 보아 대상부지는 혐기성 상태에서 토착미생물에 의한 오염물질의 생분해가 이루어지고 있는 것으로 판단되며, 또한 이와 함께 투수성이 큰 현장부지의 지질학적 특성상 강우에 의한 지하수의 재유입으로 인한 희석 및 분산도 TEX농도의 감소에 부수적인 요인이 되었을 것으로 추정된다. 한편, 연구대상부지에서의 생분해능(EAC)은 9.04∼35.85 mg/L범위에 있으며, 평균 24.73 mg/L이었다. 그리고 연구대상부지에서 생분해에 가장 큰 영향을 주는 생분해과정으로는 황산염환원으로 기여도가 약 75%정도인 것으로 나타났으며, 다음으로는 질산염환원 그리고 산화철(3가철)환원의 순으로 나타났다. 연구대상부지의 생분해능(EAC)를 기초로 년간 분해할 수 있는 TEX의 양을 계산해 보면 121∼45.3kg/year이며, 이 값은 년간 TEX의 지하수 부하량의 약 80%정도에 해당하는 것이다. 현장부지에서의 계산된 전체 자연저감율은 0.0017∼0.0224day$^{-1}$(평균 0.0110day$^{-1}$)이며, 1차 생분해율은 0.0008∼0.0106day$^{-1}$(평균 0.0051day$^{-1}$)이었다. 1차 생분해율에 근거한 연구대상부지에서 TEX의 반감기는 866.25∼65.38일(2.37∼0.18 years)로 계산되었다. Natural attenuation of petroleum hydrocarbon was investigated at an industrial complex about 45 Km away from Seoul. The three-years monitoring results indicated that the concentrations of DO, nitrate, and sulfate in the contaminated area were significantly lower than the background monitoring groundwater under the non-contaminated area. The results also showed a higher ferrous iron concentration, a lower redox potential, and a higher (neutral) pH in the contaminated groundwater, suggesting that biodegradation of TEX(Toluene, Ethylbenzene, Xylene) is the major on-going process in the contaminated area. Groundwater in the contaminated area is anaerobic, and sulfate reduction is the dominant terminal electron accepting process in the area. The total attenuation rate was about 0.0017∼0.0224day$^{-1}$ and the estimated first-order degradation rate constant(λ) was 0.0008∼0.0106day$^{-1}$ . However, the reduction of TEX concentration in the groundwater was resulted from not only biodegradation but also dilution and reaeration through recharge of uncotaminated surface and groundwater. The natural attenuation was, therefore, found to be an effective, on-going remedial process at the site.

土壤중의 合成農藥의 擧動과 土壤生物相에 미치는 影響

梁昌述 建國大學校附設 農業資源開發硏究所 1982 論文集 Vol.7 No.-

農家耕作地의 農藥撒布圃場과 農藥非撒布圃場에 있어서 農藥이 土壤生態系에 미치는 영향에 관하여 現地圃場 레벨에 있어서 硏究·調査하였다. 殺蟲·殺菌劑의 長期多量連用은 노래기類·진드기類 및 系狀菌의 수량을 減少시켰고, 지렁이와 細菌의 數를 增加시킨 한편, 실지렁이·線蟲 및 蛭形輪蟲類의 수량을 變動시키지는 않았다. 이것과는 반대로 BHC를 1回 撒布한 圃場에 있어서는 진드기類만이 減少하였다. 이들 結果는 農藥이 現地圃場에 있어서 土壤生態系에 현저한 영향을 미치고 있으며, 그 영향은 農藥의 撒布回數, 種類 및 撒布期間에 의존하고 있음을 보여준 것이다. 上記 現地 農家圃場 레벨에서 얻은 結果를 상세히 檢討·硏究하기 위하여, 6區의 農藥 長期連用 實驗圃場을 設定하여 그의 영향을 調査하였다. 그 結果 殺蟲劑 BHC의 처리는 跳蟲 및 진드기類의 수량을 減少시켰고 실지렁이, 線蟲 및 蛭形輪蟲類의 수량을 增加시켰다. 殺菌劑 TPN의 施與는 胞子形成細菌과 系狀菌의 生長을 현저히 저해하였다. 그러나 이 殺菌劑는 그외의 細菌 특히 TPN 耐性·그램陰性細菌을 현저하게 增加시켰다. 本 實驗에 있어서 殺蟲劑 Aldrin이 土壤 중에서 難分解性으로 장기간 殘留됨이 확인되었으며 BHC와 TPN는 Aldrin 보다는 쉽게 分解·消失되었다. 그러나 BHC와 TPN이 混合施用되면 그의 分解速度는 遲延되었으며 이들 農藥이 土壤生物相에 미치는 有害한 영향은 보다 명확하였다. 堆肥의 施與는 이들 農藥의 有害한 영향을 완화하였다. 그위에 BHC 및 TPN의 土壤 중 分解速度는 이들 農藥을 반복하여 長期連用함으로써 점차 增加하였고 BHC의 4개 異性體의 分解速度順은 각 異性體의 化學的인 安定性과 일치하였다. 그리고 BHC 施與 數個月 後 대부분의 BHC는 大型 植物遺體와 0.02∼0.002mm 粒徑의 실트量分에 吸着·濃縮되었다. 그러므로 大型植物遺體는 BHC가 濃縮 그리고 分解되는 微細部位로서의 역할을 담당하는 것으로 생각되었다. 한편 실트量分 중의 BHC 濃度는 시간이 경과함에 따라서 차츰 增加하였다. 이는 大型 植物遺體가 분해함에 따라서 BHC가 植物遺體로부터 실트粒徑量分으로 점차 轉移되고 있음을 나타낸 것이다. Pesticides-treated plots and their neighboring non-treated plots of arable fields were selected as the sites of investigation of the actual effects of pesticides on soil ecosystem. Long term heavy application of insecticides and fungicides decreased the number of millipede, Acari and fungi and increased the number of earth worm and bacteria. It did not, however, alter the number of Enchytrasidae, nematoda and Bdelloidea. On the contrary, short term application of BHC reduced only the number of Acari. These results show that the pesticides actually affect the soil ecosystem in the field and that the effect depends on the amount, kind and duration of application of the pesticides. Six long term experimental plots were set up and the effects of pesticides on the soil ecosystem were studied in detail. The numbers of Collembola and Acari were decreased and the numbers of Enchytrasidae, nematoda and Bdelloidea were increased by application of BHC. A fungicide (TPN) strongly inhibited the growth of spore-forming bacteria as well as fungi. The fungicide, however, stimulated drastically the growth of the other kinds of bacteria, especially TPN-tolerant Gram-negative bacteria. Recalcitrant nature of aldrin was confirmed in this experiment. BHC and TPN were more easily decomposed than aldrin. But if BHC and TPN were applied at the same time, their decomposition was retarded and the detrimental effects of these pesticides on soil organisms became more evident. Application of organic manure weaken the detrimental effects of the pesticides. In addition, decomposition rates of BHC and TPN were found to increase gradually by repeated application of the respective pesticide. The order of decomposition rate of the 4 isomers of BHC coincided with the order of their chemical stability. BHC was concentrated at both large organic debris and silt-size fraction for a few months after its application. Accordingly, the large organic debris can be regarded as the micro-site for accumulation and decomposition of BHC. On the contrary, the concentration of BHC at the silt-size fraction increased a little with time, indicating partial transfer of the BHC from the organic debris to the silt-size fraction when the large organic debris was decomposed.

農藥이 土壤微生物相에 미치는 影響 : Daconil, Dipterex 및 Lasso가 土壤微生物相의 藥動과 土壤呼吸量 및 大豆의 根瘤形成에 미치는 影響

梁昌述,林秉湳 建國大學校附設農業資源開發硏究所 1987 農資源開發論集 Vol.12 No.-

This study has been conducted to investigate the effects of pesicides; Fungicide (Daconil), Insecticide (Dipterex) and Herbicide (Lasso), on soil microflora including N-fixers and soil CO₂ evolution and Legume-nodulation as well as the growth characters of Legume plant. Some results obtained from this study are as follows; 1. Total bacteria was increased while Gram(-) bacteria decreased in the plot treated with Dipterex. But in all the plot treated with each pesticide actinomycetes, fungi and spore-for-ming bacteria were respectively decreased, particularly more decreased in the plot treated with Daconil. 2. Free-living N₂-fixer Azotobacter was increased in all the plot treated with each pesticide whereas indigenous Rhizobium was decreased in all the plot treated with each pesticide, especially more decreased in the plot treated with Lasso. 3. Soil CO₂ evolution was respectively decreased in order of Dipterex plot>Control plot>Daconil plot> Lasso plot. In the plot treated with Dipterex it was slightly increased as expe-rimental time went on. 4. The number of Legume-nodulation was remarkably decreased in the plot treated with Lasso. There was no any influence in the plot treated with Daconil in comparison with Control plot, but in the plot treated with Dipterex the number of Legume-nodulation was remarkably increased. 5. The growth characters of Legume plant was respectively good in each plot treated with Daconil and Dipterex involved Control plot but not in the plot treated with Lasso.

殺蟲劑 γ-BHC가 土壤細菌數 및 土壤呼吸에 미치는 影響

盧愼圭,梁昌述 건국대학교 1979 學術誌 Vol.23 No.2

The insecticide gamma-BHC ammended with gulcose and ammonium phosphate solution was added continuously to soil in aerobic and anaerobic condition, and its effects upon number of soil bacteria and soil respiration and the decomposition of gamma-BHC itself were studied over 15 days in the laboratory. The results are summarized as follows The treatment of gamma BHC inhibited the soil respiration in aerobic condition, but not effected in anaerobic condition. The treatment of gamma BHC increased the leaching of bacteria into the percolated solution in aerobic condition, however decreased in anaerobic condition. The decomposition of gamma-BHC was more rapid in unaerobic condition, and the addition of glucose and ammonium phosphate as substrates stimulated the decomposition of gamma BHC in both all conditions. These results are discussed in relation to the differential effects of the insecticide on microflora, soil respiratory activity and decomposition of gamma-BHC itself.

Candida maltosa에서 분리된 n- Alkane 유도성 유전자(ALI1, POX18Cm)의 n- Alkane 대사에 있어서의 기능

黃哲源,梁昌述,高木正道 한국산업미생물학회 1993 한국미생물·생명공학회지 Vol.21 No.2

석유 (n-alkane)자화 효모 C. maltosa에서 분리된 유전자 ALI1과 POX18Cm의 n-alkane 대사에 있어서의 기능을 이들 유전자들이 상실된 균주를 이용하여 해석한 결과, ALI1은 n-alkane 대사에 필수 유전자이며, n-alkane 대사에 관련되는 유전자군들을 전사수준에서 조절하는 유전자인 것으로 추정되었다. 또한 핵 분리에 의한 ALI1 단백질의 국소화 실험은 위의 사실을 뒷받침하는 것으로 ALI1 유전자 산물이 핵 내에 존재하여 전사조절인자로서의 기능을 갖고 있는 것으로 생각된다. POX18Cm은 C. maltosa의 n-alkane 대사시 관련되는 유전자로서 ALI1에 의해 조절되는 것으로 추정되나, POX18Cm 산물의 존재양은 C. maltosa의 n-alkane 대사에 영향을 미치지 않는 것으로 추정된다. The functions of n-alkane inducible genes, ALI1 and POX18Cm isolated from Canida maltosa were investigated, using it’s distruptants. As a result, it is suggested that ALI1 is essential for n-alkane assimilation in C. mltosa and it regulates genes related to assimilation of n-alkane (ALI1, P450alk POX18Cm) at transcriptional level. Nuclear localization experiments indicated that ALI1 was located and functioned in the nucleus. POX18Cm is considered as a peroxisomal nonspecific lipid transfer protein gene related to n-alkane assimilation in C. maltosa and also regulated by ALI1. But it had no significant effect on n-alkane assimilation in C. maltosa.

Bacillus subtilis 接種이 土壤微生物相에 미치는 影響(Ⅰ) : 볏짚 및 크로버 添加區에서의 微生物相의 變動 Changes in Microflora by Application of Straw and Clover

孔惠淑,柳恩珠,梁昌述 建國大學校 附設 農業資源開發硏究所 1993 農資源開發論集 Vol.18 No.-

토양으로부터 분리한 B. subtilis를 有機物이 施用된 토양에 還元 接種하여 有機物 種類에 따른 B. subtilis의 토양중에서 適應·定着性 및 B.subtilis가 다른 土壤微生物相에 미치는 영향을 經時的으로 조사하였다. 또한 有機物이 시용된 토양중에서 B,subtilis와 植物 病原菌인 F. oxysporum을 동시에 接種하여 상호간의 拮抗的 關係를 검토한 결과는 다음과 같다. 1) B. subtilis菌數는 對照區에서보다 B. subtilis 接種區에서 增加를 보였고 단지 볏짚 및 크로버만을 사용한 區에서보다 볏짚 및 크로버 施用區에 B. subtilis를 접종한 區가 약 2배 정도 B. subtilis菌數의 증가를 보였다. 특히 B.subtilis를 有機物 施用區에 접종했을 때 볏짚 시용구가 크로버 시용구에서보다 B. subtilis菌數가 약 3배 정도 현저하게 증가하였다. 2) 細菌과 絲狀菌數는 대조구보다 B.subtilis 接種區에서 각각 23% 및 20%씩 감소하였으므로 또한 크로버 시용구에서보다 크로버+B. subtilis 접종구에서도 각각 33% 및 16%씩 감소하였고, 볏짚 시용구에서는 볏짚+B. subtilis 접종구에서 각각 29% 및 32%씩 감소경향을 나타내었다. 3) 胞子形成菌數는 대조구보다 B. subtilis 접종구에서 약 10배 정도 증가하였으며 단지 有機物만을 시용한 區보다도 크로버+B. subtilis 접종구와 +B. subtilis 접종구에서 각각 2배, 4배 정도의 증가경향을 보였다. 또한 gram(-)細菌도 胞子形成菌數와 비슷한 경향을 나타내었고, B. subtilis接種이 그람 음성 세균수의 변동에는 영향을 미치지 않았다. 4) F. oxysporum의 菌數는 크로버 시용구에서보다 크로버+F. oxysporum 접종구에서 25배 정도 증가하였으나 크로버+B. subtilis 접종구에서는 크로버+F. oxysporum 접종구보다 약 5배 정도의 감소경향을 나타내었다. 또한 F. oxysporum菌數는 볏짚+F. oxysporum區에서 볏짚 單獨施用區보다 3배 정도 증가하였으나 볏짚+B. subtilis+F. oxysporum접종구는 볏짚+F. oxysporum접종구보다 F. oxysporum의 數가 약 17배 정도 감소경향을 나타내었다. 더욱이 F. oxysporum菌數는 크로버+B. subtilis+F. oxysporum접종구보다 볏짚+B. subtilis+F. oxysporum접종구에서 약 40배 정도의 감소경향을 나타내었다. 5) 크로버 시용구의 토양 pH는 약 ph 9에 이르러 토양 ph가 alkali화되었으며 볏짚시용구의 토양 ph는 큰 변화 없이 약산성을 유지하였다. This study has been conducted to investigate the adaptation of Bacillus subtilis to the soil and the antagonistic interaction between B. subtilis and pathogen Fusarium oxysporum as well as the periodic change of soil microflora when B. subtilis was inoculated to the soil treated with organic matters. Some results obtained from this study are as follows : 1) The number of B. subtilis was more increased about 6 times in the plot inoculated with B.subtilis than in control plot. It was relatively double in the organic matter+ B. subtilis plot than in the only organic matter plot. B. subtilis was particuraly increased about 3 times in the straw +B. subtilis plot, compared with the clover +B. subtilis plot. 2) The number of total bacteria and fungi was decreased by 23% and 20% in the plot inoculated with B.subtilis respectively than in control plot. It was not only decreased by 33% and 16% in the clover+B. subtilis plot respectively than in the only clover plot but it was also decreased by 29% and 32% in the straw+B. subtilis plot respectively than in the only straw plot. 3) The number of spore-forming bacteria was increased about 10 times in the plot inoculated with B.subtilis than in the control plot. It was also increased 2 times and 4 times in the clover+B.subtilis plot and in the straw+B. subtilis plot respectively than in each organic matter plot. The number of gram-negative bacteria and the spore-forming bacteria were slightly increased in all the plot inoculated with B. subtilis. 4) The number of F. oxysporum was increased about 25 times in the clover+ F. oxysporum plot than in the only clover plot. But it was decreased about 5 times in the clover+B.subtilis+ F. oxysporum plot than in the clover +F. oxysporum plot. Furthermore, F. oxysporum was remarkably decreased about 40times in the straw+B. subtilis+ F. oxysporum plot than in the clover+b. subtilis+ F. oxysporum plot. It occured that B. subtilis had inhibited the growth of pathogen F. oxysporum when B. subtilis was inoculation to the soil treated with straw. 5) Soil pH was changed to pH 9 in the plot treated with clover to become the alkalification of experimental soil. Meanwhile it was not changed in the plot treated with straw.