Characteristics of Spore Density and Colonization Pattern of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on the No-tillage Soil under Greenhouse Condition

시설재배지 무경운 토양에서 녹비작물별 Arbus cul ar Mycorrhi zalFungi (AMF)감염양상과 포자밀도 특성*

11)

양승구**․서윤원***․김병호***․손보균****․위치도****․

이정현*****․정우진*****․박노동*****

Cha r ac t er i s t i c sofSpor eDe ns i t yandCol oni z a t i onPat t er nof Ar bus c ul a rMyc or r hi z alFungiont heNo- t i l l ag eSoi lunder

Gr ee nhous eCondi t i on

Yang,Seung-Koo․Seo,Youn-Won․Kim,Byeong-Ho․Sohn,Bo-Kyoon․

Wee,Chi-Do․Lee,Jeong-Hyun․Jung,Woo-Jin․Park,Ro-Dong

This work was studied the effects of spore density and infection of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) for no-tillage organic cultivation of pepper with wintering green manure crops cultivation in greenhouse field. Spore density of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in green manure crops was 189 spores/30g fresh soils in control including alive spore (82 spores). Spore density of AMF in all green manure crops was totally 196~226 spores/30g fresh soil and alive spore was 84~

112 spores/30g fresh soil. Spore density of AMF in soils of Pepper crop was range of 48.0~56.7 spores/30g fresh soils after cultivation of green manure crops. Infec- tion structure of AMF was not significantly difference in soils of green manure crops and Pepper crop after cultivation of green manure crops. Infection rate of AMF in roots of green crops was low level by 2.8% in giant chickweed, 7.4% in rye, 9.3% in hairy vetch. Infection rate of AMF in roots of barley was the highest level by 20.3%. Infection rate of AMF in roots of Pepper crop was range of 5.2

~7.2% after cultivation of green manure crops Also, infection rate of AMF in roots of Pepper crop was 8.1% after the harvest of barley. Infection structure of AMF in barley very well consisted of network with internal hyphae, while hairy vetch and

* 본 연구는 농림수산식품부 농림기술개발사업의 지원에 의해서 수행되었습니다.

** 교신저자, 전라남도농업기술원 친환경연구소([email protected]) *** 전라남도농업기술원 친환경연구소

**** 순천대학교 생명산업대 생물환경학과

***** 전남대학교 농업생명과학대학 응용생물공학부

rye tended to no network. There was not a significant relationship between spore density in soils and infection rate of AMF in rhizosphere of Pepper.

Key words : green manure crops, arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), spore density, pepper

Ⅰ.서 론

우리나라 유기재배 채소는 대부분 시설재배에서 생산되고 있으나, 그 동안 시설재배는 다수확을 목표로 과다한 유기자재 투입에 의한 토양염류 집적과 유해미생물 밀도 증가, 유 용미생물의 결핍, 토양 무기성분간의 길항작용과 병해충의 확산 등 많은 문제점이 발생되 고 있다.

유기농업은 토양 건전성이 중요한 역할을 하는데, 토양의 건전성이란 단순히 토양 미생 물의 양적 개념뿐만 아니라 작물에 직접적으로 유효한 작용을 하는 기능성 측면과 종의 다 양성 측면을 고려되어야 한다(최 등, 2004). 특히 우리나라 과채류 시설재배는 계속되는 토 양 교란과 염류집적으로 균근의 우점 포자 종수 및 밀도와 작물의 균근 형성율이 감소되지 만, 토양에 녹비작물을 재배하면 토양 물리성과 화학성 및 미생물상이 개선되어 균근균의 밀도가 증가된다(손 등, 2008a; 최 등, 2004).

균근균은 많은 종류의 작물뿌리에 공생하는 균으로 균사가 뿌리를 침입하여 피층의 세 포벽의 공간과세포벽 내에 고도로 분화된 수지상체(Arbuscule)와 낭상체(Vesicle)를 형성하 여 탄수화물 등 광합성 산물을 식물로부터 제공받고, 식물에게 인산과 같이 유효도가 낮거 나 적은 농도의 무기영양소의 흡수를 도와주며, 과도한 양의 염류와 독성 금속이온의 흡수 를 억제하는 등 작물에 이로운 미생물이다(Smith and Smith. 1997; Kang et al., 2000; 김 등, 2006; 손 등, 2007; 서 등, 2009). 균근균은 대부분의 식량작물과 거의 모든 채소와 과수 뿌 리에 공생하여 균근을 형성한다(김 등, 2006).

그리고 균근균은 식물의 수분흡수를 증가시켜 한발에 대한 저항성을 높여 주고, 토양에 탄소를 저장하여 항생물질을 생성 식물뿌리와 협생 관계를 구축하여 토양 입단화 등 토양 물리성에도 긍정적인 영향을 미치며, 병원성 균으로부터 식물을 보호하는 등 다양한 혜택 을 기주식물에 제공한다(Wright and Upadhyaya, 1996; 손 등, 2007; 손 등, 2008a; Degens et al., 1996; Jastrow et al., 1998; Tisdall, 1991).

오이, 토마토, 가지, 고추 및 멜론 육묘시 VA 균근균을 접종하면 생육 증가 효과가 있고 (손 등, 1992), 인산이 축적된 시설재배지에서 육묘시 균근균을 접종한 고추묘를 정식하면 지하부의 발달로 인해 뿌리 손상의 감소와 활착 및 균일성의 증가로 생육이 촉진된다(박 등, 1999). 균근균을 인위적으로 작물에 접종하면 작물의 생육이 촉진되지만, 활물기생인

AM 균근균을 접종용으로 증식시키기 위해서는 기주식물이 필요하다(김 등, 2006). 따라서 본 시험에서는 시설 토양에 월동 녹비작물 재배가 녹비작물과 후작물 무경운 유기재배 고 추의 균근균 감염 양상과 포자밀도에 미치는 영향을 구명하고자 본 시험을 수행하였다.

Ⅱ.재료 및 방법

시설 토양 조건은 미사질양토(JD 중동통)로 1984년 7월부터 현재까지 약 23년간 채소를 재배하면서 1997년부터 친환경재배를 시작하여 2007년 현재 무농약재배 인증 토양인 전남 나주시 남평읍 친환경재배 작목반장인 박신식 농가의 연작재배 토양을 이용 시험을 수행 하였다. 녹비작물 재배 전 토양의 무기성분은 Table 1과 같다. 녹비작물은 토양에 시비를 하지 않고 유기재배 방법에 준하여 녹비작물을 재배하였다.

Table1.Chemicalcharacteristicsofthesoilusedinexperimentalsites

T-N

(%)

pH (1:5)

OM (g/㎏)

Available P

O

(㎎/㎏)

K Ca Mg CEC EC

(dS/m) (cmol+/㎏)

0.17 6.02 39.00 1,126 0.33 10.42 3.83 17.26 3.17

호밀과 보리는 2007년 12월 18일 10a당 20㎏을 파종하고, 헤어리베치와 완두콩은 10a당 5㎏을 파종하여 2008년 3월 19일까지 91일간 재배하였으며 토양과 녹비 뿌리의 균근균 포 자밀도 및 감염율을 조사하였다.

2.고추 무경운 유기재배 토양의 시료 채취

녹비작물이 생육하고 있는 상태에서 풋고추 “녹광” 품종의 플러그묘를 호미를 이용하여 무경운으로 2008년 4월 1일 기비를 투입하지 않고 정식하였다. 고추 정식 3일 후 녹비작물 을 예취하여 이랑을 피복 녹비를 토양에 환원하였다. 시험구 배치는 녹비작물 재배와 동일 하게 하였으며, 재식거리는 135×38㎝로 10a 당 1,949주를 정식, 5월 30일부터 8월 13일까지 수확하고 시험을 완료하였다. 기비는 녹비로 대체하였으며(양 등, 2011) 추비는 농촌진흥청 표준시비 처방(N : P : K=22.5 : 6.4 : 10.1㎏/10a)에 따라서 시판중인 천연유기질 비료인 “천 년지기”를 이용하여 3회 추비하였다. 고추 수확 완료 후 토양과 고추 뿌리의 균근균 포자밀

도 및 감염율을 조사하였다.

3.균근균 포자밀도 및 감염 조사

포자 분리는 전남 순천시 소재 순천대학교 생명과학부 실험실에서 습식사별법(Daniels과 Skipper, 1982)을 이용하여 녹비작물의 근권 토양의(신선토 1g의 부피는 0.97㎤, 건토 무게 0.84g, 건토 부피 0.85㎖) 포자를 45㎛와 500㎛ 크기의 채로 분리하여 4℃에서 보관하면서 실체현미경(Olympus, SZX12, Japan)하에서 계수하였다.

균근균 감염율 조사는 Phillips와 Hayman(1970)의 방법으로 염색하였다. 염색 방법은 Formalin Acetic Acid(FAA)용액에 각각의 뿌리를 약 1㎝ 길이로 자른 후 10% KOH 용액으 로 90℃의 온도에서 뿌리의 생태에 따라 20~30분간 처리하여 증류수로 3~4회 헹구어낸 후 Tripan blue염색액(Brundurtt 등, 1994)으로 염색한 후 50% glycerol로 탈색하였다. 감염율 및 감염특성은 Mcgonigle 등(1999)의 방법으로 염색된 뿌리절편을 AMF의 감염구조인 수지상 체(arbuscule), 낭상체(vesicle) 및 균사(hyphae)를 광학현미경(Olympus, BX50, Japan)하에서 관찰하여 5㎜ 내의 감염구조 존재여부를 %로 나타내었다.

Ⅲ.결과 및 고찰

월동녹비작물을 2007년 12월 18일 파종하여 2008년 3월 19일까지 91일간 재배하여 녹비 를 토양에 환원하기 전에 기주작물별로 균근균 포자밀도 차이를 조사한 결과는 Table 2와 같다. 균근균 포자밀도는 대조구에서 생토 30g 당 전체 포자수는 약 189개, 활성이 있는 포 자수는 약 82개였으며, 녹비작물 재배 토양의 전체 포자수는 196~226개, 활성이 있는 포자 수는 84~112개로 대조구보다 높은 경향을 보였다.

기주 작물별 균근균 활성포자의 밀도는 생토 30g 당 호밀, 헤어리베치 그리고 쇠별꽃의 순으로 약 93개, 88개, 84개였으며, 보리와 완두콩에서는 이보다 약간 높은 약 112개와 109 개로 나타났다(Table 2).

한편 손 등(2008b)은 전남 인삼재배 토양을 조사한 결과 건토 1g당 균근균 포자수는 3.4~

5.9개 수준이었으나, 인삼을 재배하지 않은 주변 토양은 6.3~14.7개의 범위라며 경운 등 인 위적인 수단이 가해지지 않고 질소와 인산이 낮게 유지된 결과라고 하였다(Ratnayake et al., 1978; Jasper et al., 1979; Chambers et al., 1980). 본 시험의 결과를 건토 1g당 균근균 포자수 로 환산하면 2.7~3.7개 수준으로 전반적으로 낮았는데 이는 인삼을 재배하는 노지 토양에

비하여 시설재배 토양은 질소와 인산의 함량이 현저하게 높고(Table 1), 년 2~4회 경운하여 작물을 재배하여 토양을 교란하는 시설재배 특성 때문에 균근균의 밀도가 낮은 원인으로 추정되었다.

Table2.ChangesofAMFsporedensityatsoilthegrowingofwintergreenmanurecrops (spores/30gfreshsoil)

Treatment

Control

Rye Barley Pea Hairy vetch

Open field Giant chickweed

Total spore 189.0±44 200.7±24 196.7±83 214.0±26 226.0±49 211.3±72

Alive spore 82.3±44 84.0±42 93.3±42 112.3±53 109.3±48 88.0±53

Dead spore 106.7±26 116.7±45 103.3±53 101.7±15 116.7±24 123.3±24 Rate of alive

spore(%) 43.6 41.9 47.5 52.5 48.4 41.6

그리고 박 등(1999)은 경남지역 시설원예단지의 건토 1g당 AMF포자 밀도는 고추재배지 가 1.0개, 오이재배지는 2.0개, 수박 재배지는 1.6~2.5개라고 하여, 본 시험보다는 낮았는데 이는 본 시험포는 친환경재배를 통하여 비교적 관리가 잘된 원인으로 추정되었다.

그리고 보리 녹비작물 재배 토양이 호밀 재배 토양에 비하여 균근균 포자수 많았다는 손 등(2008a)의 결과는 본 시험과 같은 경향으로 보리가 호밀에 비하여 균근균의 감염율이 높 은 것으로 생각되었다.

그리고 손 등(2007)은 관행 포도재배지는 비닐과 부직포를 이용하여 멀칭하기 때문에 초 생재배를 하는 친환경 재배지보다 낮은 균근균 밀도를 보인다고 하여, 녹비작물을 파종하 지 않은 대조구의 나지가 쇠별꽃 등 잡초가 발생된 토양과 녹비작물 재배 토양에 비하여 균근균 밀도가 증가된 원인으로 생각되었다.

Table3.SporedensityofAMFinsoilsofpeppercultivationaftergreenmanurecrops cultivation(spores/30gfreshsoil)

Treatment Control Rye Barley Pea Hairy vetch Harvest Barley

Spore density 49.3±13.1 56.7±5.9 50.7±8.5 48.0±18.5 37.7±13.1 75.3±11.6

시설재배 토양에 녹비작물을 재배하여 기비를 투입하지 않고 토양을 교란시키지 않기

위하여 녹비작물이 생육하고 있는 상태에서 경운하지 않고 무경운으로 고추를 정식 녹비 작물을 예취하여 두둑 표면을 피복하여 토양에 환원하고 고추를 재배한 토양을 채취하여 AMF 포자 밀도를 조사하였다(Table 3). 고추재배 토양의 활성이 있는 AMF 포자 밀도는 생 토 30g당 37.7~75.3개로 녹비작물을 토양에 환원하기 전 3월 19일 조사(Table 2)에 비하여 39~69% 정도 AMF 포자 밀도가 감소되었다. 그리고 녹비작물을 재배하여 토양에 환원하기 전에 비하여, 녹비작물 환원 후 고추 재배 토양의 T-N와 유효인산함량이 증가되었으며, K 과 Ca, Mg의 함량이 감소되었다(양 등, 2011). 한편 손(2007)은 포도 재배 토양에서 AMF밀 도는 인산함량과 부의 상관이 있었으며, K과 Ca, Mg의 함량과 AMF밀도는 정의 상관이 있 었다고 하였다. 따라서 본 시험에서 균근균 밀도가 감소된 원인은 녹비작물 재배 토양에 비하여 녹비를 환원하였고, 고추를 재배하면서 유기질 비료를 이용하여 추비를 3회 실시하 여 토양에 질소와 인산함량이 증가된 원인으로 생각되었다.

녹비작물의 종류가 고추 무경운 재배 토양의 AMF 포자 밀도에 미치는 영향은 생토 30g 당 무처리와 보리, 호밀, 완두콩 재배지는 약 48.0~50.7개, 호밀 녹비작물 재배구는 56.7개로 녹비 종류 간에는 유의적인 차이가 인정되지 않았다(Table 3). 그러나 녹비재배 토양의 AMF 포자 밀도 표준편차는 ±42~±53으로 밀도의 분포가 불균일하였으나, 고추재배 토양 AMF 밀도의 표준편차는 ±5.9~±18.5로 낮아져 토양의 AMF 포자 밀도의 균일도가 증가되었 다(Table 2와 3).

한편 시설재배 염류집적 토양의 염류제거 등 토양 환경개선을 목적으로 보리 녹비작물 을 예취하여 제거한 토양의 생토 30g당 AMF 밀도는 75.3개로 보리 녹비작물 재배 토양 50.7개에 비하여 AMF 포자 밀도가 49% 정도 증가되었다(Table 2와 3). 이는 보리예취 이용 구의 토양 화학성이 보리녹비 재배와 기타 처리에 비하여 염류농도와 유기물함량이 현저 하게 저하된(양 등, 2011) 원인으로 추정되었다. 따라서 염류농도가 높아 균근균의 밀도가 낮은 토양은 녹비작물을 재배 예취하여 제거하는 것이 토양에 염류농도와 무기성분 농도 를 낮추고 균근균의 밀도를 조기에 높일 수 있는 방법으로 생각되었다.

녹비작물 재배 토양의 균근균 포자는 Fig. 1과 같이 각각의 기주작물별로 포자의 형태와 크기는 유의적인 차이가 없었다. 그리고 기주작물에 관계없이 주로 45~106㎛ 사이의 크기 가 작은 Glomus 속과 Acaulospora 속 포자의 밀도가 높았다(Fig. 1). 한편 포도 재배지와 인 삼재배지역의 토양으로부터 분리한 포자의 크기는 45 ~ 106㎛ 범위에서 가장 높은 밀도를 나타냈는데, 이는 Glomus 속과 Acaulospora 속과 같이 포자 크기가 작은 것이 생리적 우세 하며, 다양한 형태의 토양교란에 적응력이 크기 때문이라고(Smith and Read. 1997; 손 등, 2007; 2008a) 하였다.

한편 최 등(2004)은 생태계가 농업에 영향을 받지 않은 산간 척박지의 경우 생균근의 종 수가 많았으나, 시설재배지와 유기재배지는 종의 수가 적었다고 하였다. 그리고 척박지의 포자밀도는 두 종이 전체 균근의90% 이상을 점유하였으나, 유기 및 시설재배지는 한 종의

밀도가 80~90%를 점유하였다고 하였다(최 등, 2004). 이와 같은 관점에서 본 시험에 사용된 토양은 23년간 채소를 연작한 시설재배 토양에 Glomus 속과 Acaulospora 속이 우점한 원인 으로 생각되었다.

한편 녹비작물 재배 토양에서 분리된 포자는(Fig. 1) 황갈색을 띄고 있었으며, 포자 중 검 은색을 띄는 포자가 많은 것을 볼 수 있는데, 이러한 포자는 활성이 없고 발아력을 상실한 포자와 리그닌 등 유기물 덩어리로 추정되었다(손 등, 2008b).

A B C

D E F

Fig.1.MorphologyofAMFsporesseparatedfrom soilin greenmanurecropsofvinyl greenhouse.Scalebar= 100㎛,from left:Control(A),Rye(B),Hairyvetch(C), Barley(D),Giantchickweed(E)andPea(F)

그리고 녹비작물 재배 후작으로 고추 무경운 재배 토양에서 분리된 AMF 포자 형태도 녹비작물 재배 토양의AMF 포자(Fig. 1)와 동일하였다. 이와 같은 결과는 동일한 토양에 녹 비작물을 재배하여도 토양의 완충능력이 크기 때문 짧은 기간 동안에 AMF 종이 변하지 않 는 것으로 생각되었다.

2.기주작물 뿌리의 내생 균근균 감염율

녹비 작물별로 뿌리의 내생 균근균 감염율을 조사한 결과(Fig. 2) 무처리에서 발생된 쇠 별꽃은 2.8%, 호밀과 헤어리베치 뿌리는 각각 7.4%와 9.3%로 비교적 낮은 경향을 보였으 나, 보리 녹비작물 뿌리의 감염율은 20.3%로 유의성 있게 높았다.

한편 손 등(2008a)은 대조구를 포함한 녹비작물 재배 시 기주작물의 균근균 감염율은 40

~70%라고 하여, 본 시험에 비하여 현저하게 높았다. 그리고 최 등(2004)에 의하면 근균의

감염 양상은 척박지의 경우 뿌리 전체에 골고루 균근 조직이 형성되었으나 유기재배지와 시설재배지의 경우는 균근 조직 형성 정도가 낮았으며, 인산 함량이 높은 시설재배가 유기 재배지와 척박지 비하여 작물 뿌리의 균근 형성율이 감소되었다고 하였다.

본 시험은 23년간 연작한 시설재배 토양으로 토양의 염류농도와 인산 등 무기성분의 축 적량이 많고 인위적인 교란이 많아 녹비작물 뿌리의 균근균 감염율이 저하된 원인으로 생 각되었다.

7.44

20.33

9.33

2.78

0

5 10 15 20 25 30

Rye Barley Hairy vetch Giant chickweed

In fe ct io n r at e (% )

Fig.2.InfectionrateofAMFingreenmanurecropsofvinylgreenhouse.

5.20

6.50 7.22

5.60 5.23

8.07

0 2 4 6 8 10

Control Rye Barley Pea Hairy vetch

Harvest Barley

In fe ct io n r at e (% )

Fig.3.InfectionrateofAMFafterpeppercultivationingreenmanurecrops ofvinylgreenhouse.

녹비작물 재배지에 고추를 무경운 정식하여 수확 완료 후에 조사한 고추 뿌리의 내생 AMF 감염율은 녹비작물 종류별로 5.2~7.2% 수준으로 고추 뿌리의 감염율은 녹비작물 뿌 리의 감염율과 유사한 경향이었다(Fig. 2와 3). 고추 뿌리 내 AMF 감염율은 녹비작물의 종

류에 크게 영향을 받지 않았으나, 보리 녹비를 예취하여 제거한 처리의 감염율이 8.1%로 보리 녹비작물을 재배하여 전량 토양에 투입한 처리 7.2%보다 높게 나타났다.

최 등(2004)은 토착균을 분리 접종하여 조사한 결과 클로버 뿌리 균근의 조직 및 균근 형 성율은 10% 미만으로 낮았으나 뿌리조직 내부에서 소수의 외생균사와 Arbuscule을 확인할 수 있었고, 토착균 접종에 의한 오이 유묘의 균근 형성율도 5% 미만으로 낮았다고 하였다.

따라서 본 시험에서 균근균의 감염율이 녹비작물 뿌리는 2.9~9.3%, 고추 뿌리는 5.2~8.1%

로 최 등(2004)의 결과와 같았으나 보리 뿌리의 균근균의 감염율은 20.3%로 높았다.

3.기주작물 뿌리의 내생 균근균 감염구조

녹비작물 뿌리를 염색한 후 현미경하에서 감염양상을 관찰한 결과 Fig. 4와 같이 주요 감 염구조는 뿌리의 내부균사(Internal hyphae)임이 확인되었다(Smith and Smith. 1997; 손 등, 2008b). 보리 뿌리의 경우에는 균사간의 Nnetwork가 매우 발달되었으나 헤어리베치와 호밀 뿌리에서는 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. 그리고 토양 근권의 균근균 포자밀도와 녹비작 물 뿌리 감염율의 상관관계는 파악할 수 없었다.

A B C

D E F

Fig.4.InfectionstructureofAMFinrootsofgreenmanurecropsofvinylgreenhouse.

Scalebar:A=100㎛,B~F=10㎛,A~C=Barley,D~E=Hairyvetch,F=Rye.

또한 녹비작물 재배지에 무경운 정식하여 자란 고추 뿌리의 균근균 감염양상도 Fig. 5과 같이 주요 감염구조가 뿌리의 내부균사(Internal hyphae)임이 확인되었다(Smith and Smith.

1997; 손 등, 2008b). 보리녹비를 예취하여 제거한 처리에서 재배된 고추 뿌리도 균사간의 Network가 매우 발달되었다. 그리고 보리 녹비작물 재배구와 보리 녹비작물을 예취 제거한

토양에서 재배된 고추 뿌리에서 Arbuscule이 형성되어 있음이 확인되었다(Smith and Smith.

1997; 손 등, 2008b). 무처리와 기타 처리구에서 재배된 고추 뿌리에서는 내부균사 밀도가 낮았으며 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. 그리고 토양 근권의 AMF포자 밀도와 고추 뿌리 감염율의 상관관계 또한 파악할 수 없었다.

A B C

D E F

Fig.5.InfectionstructureofAMFinrootsofPeppercropsaftergreenmanurecropsof vinylgreenhouse.A:Control,B:Rye,C:Pea,D:Hairyvetch,E:Bvarley,F:

HarvestBarley

한편 손 등(2008a)은 인삼 재배 예정지에 녹비용 호밀과 보리, 수단그라스를 재배하여 토 양의 균근균을 조사한 결과 주요 감염구조는 뿌리 내부 균사이며, 작부체계 유형에 따른 감염율은 차이가 없었다고 하였다. 그리고 포도 뿌리의 감염율을 조사한 결과 뿌리의 균 조직은 주로 내부균사가 많았으며, 수지상체(Arbuscule)와 낭상체(Vesicle)는 매우 낮은 수준 이었다(손 등, 2007)고 하여, 본 시험과 같은 경향이었다.

그리고 기주식물인 인삼과 균근 사이에 무기영양분과 광합성 산물의 교환 장소(Smith와 smith, 1997)로 알려진 수지상체가 형성되어 있고 균사 구조가 인삼 뿌리의 표피세포에 분 리되어, 내부균사(internal hyphae)를 통해 수분과 무기양분을 흡수하는 뿌리의 연장선 역할 을 하고 있는 것으로 보인다(Smith와 smith, 1997; 손 등, 2008b)고 하였다.

Ⅳ.적 요

월동 녹비작물 재배가 시설 토양과 무경운 유기재배 고추의 균근균 포자밀도 및 감염에

미치는 영향을 구명하고자 시험을 수행한 결과 월동 녹비작물 재배 토양의 기주작물별 균 근균 활성 포자수는 대조구 보다 높은 경향을 보였다. 그리고 기주 작물별 균근균 활성 포 자의 밀도는 보리와 완두콩이 호밀, 헤어리베치, 쇠별꽃 보다 높은 경향이었다. 녹비작물 재배 토양에 고추를 무경운 정식하여 재배한 토양의 AMF 포자 밀도는 대조구와 녹비작물 종류 간에 유의적인 차이가 인정되지 않았다. 그리고 녹비작물 재배 토양의 AMF 밀도보다 후 작물로 고추를 재배한 토양의 AMF밀도는 감소되었으나, AMF 밀도의 균일도는 증가되 었다. 한편 보리 녹비작물을 예취하여 제거한 토양의 AMF포자 밀도는 제거하지 않은 토양 에 비하여 현저한 증가를 보였다. 녹비작물 재배 토양 균근균의 기주작물별 포자 형태와 크기는 유의적인 차이가 없었으며, 녹비작물 재배 후작물로 고추를 재배한 토양에서 분리 된 AMF포자 형태와 크기도 동일하였다. 녹비 작물별로 뿌리의 내생 균근균 감염율이 쇠별 꽃, 호밀과 헤어리베치는 낮은 경향이었으나, 보리 녹비의 감염율은 유의성 있게 높았다.

고추 뿌리 내의 AMF 감염율은 녹비작물의 종류에 크게 영향을 받지 않았으나, 보리 녹비 를 예취하여 제거한 처리의 감염율은 보리 녹비작물을 전량 토양에 투입한 처리 보다 높았 다. 녹비작물 뿌리와 고추 뿌리의 내생 균근균의 주요 감염구조는 뿌리의 내부균사(Internal hyphae)로 균사간의 Network가 매우 발달되었다. 그리고 녹비작물과 고추 뿌리에서 Arbus- cule이 형성되었으며, 근권 토양의 AMF포자밀도와 고추 뿌리 감염율의 상관관계도 파악할 수 없었다.

[논문접수일 : 2010. 7. 22. 논문수정일 : 2010. 10. 31. 최종논문접수일 : 2011. 7. 21]

참 고 문 헌

1. 김계훈 ․ 김길용 ․ 김정규 ․ 사동민 ․ 서장선 ․ 손보균 ․ 양재의 ․ 엄기철 ․ 이상은 ․ 정광용 ․ 박향 미 ․ 남민희 ․ 강항원 ․ 이재생 ․ 고지연 ․ 강위금 ․ 박경배. 1999. 영남지역 시설재비지에 분포 하는Arbuscular 균근균의 포자 밀도 및 기내조건에서의 포자발아와 균사생장 특성. 한 국토양비료학회지. 32: 203-209.

2. 서장선 ․ 사동민 ․ 윤세영. 2009. 토양미생물. 한국토양학회지. 42(별권): 126-152.

3. 서종호 ․ 이효진 ․ 김시주. 2000. 헤어리베치의 추파시기에 따른 녹비의 수량 및 질소량 변화. 한국잡초학회지. 45: 400-404.

4. 손보균 ․ 양원모 ․ 김광식. 1992. 시설원예작물에서 토착 VA균근균에 관한 연구. 한국토 양비료학회지. 25(1): 99-107.

5. 손보균 ․ 조주식 ․ 리우양팽 ․ 이도진 ․ 김홍림. 2007. 재배방식이 상이한 포도 재배지 토양

의 Arbuscular 균근균 포자밀도와 감염특성. 한국토양비료학회지. 40(6): 476-481.

6. 손보균 ․ 진서영 ․ 김홍림 ․ 조주식 ․ 이도진. 2008a. 인삼재배 예정지의 Arbuscular 근균균 (AMF) 번식체 밀도 향상. 한국토양비료학회지. 41: 170-176.

7. 손보균 ․ 진서영 ․ 이도진. 2008b. 전남지역 인삼재배 토양의 Arbuscular 균근균 분포 특성.

한국토양비료학회지. 41: 214-222.

8. 양승구 ․ 서윤원 ․ 김용순 ․ 임경호 ․ 김선국 ․ 김현우 ․ 김홍재 ․ 김정근 ․ 정우진. 2011. 시설재 배지 녹비작물 재배가 고추의 생육과 토양의 화학성에 미치는 영향. 한국유기농학회 지. 19: 255-272.

9. 정덕영 ․ 정연태 ․ 정종배. 2006. 토양학. 향문사. pp. 214-244.

10. 최두회 ․ 이윤정 ․ 신재훈 ․ 이상계 ․ 김태완. 2004. 유기농업 재배지에서 내생균근의 분포특 성 및 유기농업 이용가능성 탐색. 국립농업과학원연구보고서. pp. 120-133.

11. Brundrett, M., R. L. Peterson, L. Melville, H. Addy, T. P. McGonigle, G. Schaffer, N.

Bougher, and H. Massicotte. 1994. Practical methods in mycorrhiza research mycologue Publication. pp. 161.

12. Chamber. C. A., Smith, and F. A. Smith. 1980. Effects of ammonium and nitrate ions on mycorrhizal infection, nodulation and growth of Trifolium subterraneum. New Phytol. 85:

47-62.

13. Degens. B. P., G. P. Sparling, and L. K. Abbott. 1996. Increasing the lenght of hyphae in a sandy soil increases the amount of waterstable aggregates. Appl. Soil Ecol. 3: 149-159.

14. Jasper, D. A., A. D. Robson, and L. K. Abbott. 1979. Phosphorus and the formation of vesicular-arbuscular mycorrhizas. Soil Biology and Biochemistry. 11: 501-505.

15. Jastrow, J. D., R. M. Miller, and J. Lussenhop. 1998. Contributions of interacting biological mechanisms to soil aggregate stabilization in restored prairie. Soil Biol. Biochem. 30:

905-906.

16. Kang, S. B., D. K. Moon, and J. B. Chung. 2000. Arbuscular-mycorrhizae colonizaton and mineral nutrient uptake of Poncirus trifoliata seeding in volcanic ash soil. Korean. J. Soil Sci. Fert. 33(4): 283-291.

17. McGonigle, T. P., J. P. Hovius, and P. L. Peterson. 1999. Arbuscular Mycorrhizae of American ginseng(Panax quinquefolius) in cultivated field plots : Plant age affects the development of a colonization lag phase. Can. J. Bot. 77: 1028-1034.

18. Phillips, J. M., and D. S. Hayman. 1970. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assessment of infection.

Transactions of the British Mycological Society. 55: 158-160

19. Ratnayake, M., R. T. Leonard, and J. A. Menge. 1978. Root exudation in relation to supply

of phosphorus and its possible relevance to mycorrhizal infection. New phytol. 81: 543-552.

20. Smith, F. A. and S. E. Smith. 1997. Tansley Review No. 96. Structural diversity in (Vesi- cular) arbuscular mycorrhizal symbioses. New phytol, 137: 373-388.

21. Smith, S. E. and D. J. Read. 1997. Mycorrhizal symbiosis. 2nd ed. San Diego ＆ Londen:

Academic Press.

22. Tisdall, J. M. 1991. Fungal hyphae and structural stability of soil. Aust. J. Soil Res. 29: 729- 743.

23. Wright, S. F. and A. Upadhyaya. 1996. Extraction of an abuneant and unusual protein from soil and comparison with hyhal protein from arbuscular mycorrhizal fungi. Soil Sci. 161:

575-585.