근권미생물에 대한 이해

근권미생물에 대한 이해 

 

 

 

 

 

 

토양에 서식하는 식물과 미생물은 독립된 개개의 군략을 형성하지 않고 상호 긴밀한 영향을 주고 받으며 하나의 생태계를 구성하고 있다. 토양에서 미생물이 차지하는 양은 다른 조성에 비해 적지만 이들 미생물에 의해 생태계가 유지되고 있음에서 토양미생물의 중요성을 찾을 수 있다.

 

 

토양 미생물의 종류와 특성

 

토양 미생물은 크게 고유종과 침입종(외래종)으로 구분할 수 있다. 고유종은 자생종(indigenous species) 또는 토착종(auochthonous species)이라 한다. 환경저항성을 가지고 있는 토착종은 활동 없이 오랜 기간 잠복하다가도 적당한 때가 되면 증식을 시작하여 군락의 생화학적 대사에 참여하지만, 침입종은 영양조건이 좋을 때만 단기간 급속히 생육하기 때문에 주요한 생태학적 작용에는 거의 관여하지 못하는 경우가 많다. 이러한 미생물의 특성은 미생물 제재와 같은 생물자재 이용에는 방해가 되지만 생태계 보전에는 매우 중요한 의미를 지니고 있다고 할 수 있다.

 

 

토양 미생물의 기능별 분류

농업에 적용되는 토양미생물의 가장 중요한 점은 미생물 상호 뿐만 아니라 작물과도 밀접한 관계를 가지고 있다는 점이다. 여기서는 토양미생물이 가지고 있는 기능 중 유기물 분해, 인산 가용화, 질소고정 등에 관련된 주요 유용 미생물을 예로서 설명하고자 한다.

1. 유기물 분해균

생명이 다한 유기체가 토양에 들어오면 당, 셀룰로오스, 리그닌 등 여러 종류의 미생물에 의해 점진적으로 분해 된다. 그 이유는 하나의 미생물이 모든 기능을 수행할 수 없기 때문이다.

유기물중 당과 같이 분해 되기 쉬운 물질이 이용된 후 점차적으로 헤미셀룰로오스, 셀 룰로오스 그리고 리그닌이 분해되는 과정을 거치게 된다.

또한 토양미생물은 토양 내에 존재하는 각종 화학물질과 같은 오염원을 무해한 물질로 전환하여 환경을 자정하는 중요한 기능을 가지고 있다. 바로 이러한 미생물의 역할이 토양생태계를 건전하게 유지하는 중요한 요인이 되고 있는 것이다.

2. 인산염 가용화균

인산염 가용화 균은 작물이 이용할 수 없는 토양중의 난용성 인산염을 가용화시켜 작물이 쉽게 이용할 수 있게 한다. 여기에는 Bacillus megaterium등의 세균 그리고 Aspergillus niger 혹은 Penicillium속과 같은 다양한 사상균이 관여하고 있다. 이들 미생물의 인산염 가용화는 유기물 함량과 밀접한 관계를 가지고 있어 충분한 량의 유기물 공급이 필요하다. 그 이유는 이들 미생물이 유기물을 이용하여 여러 종류의 유기산을 생성하여 난용성 인산염을 가용화하기 때문이다. 이외에도 많은 미생물은 유기태 인산을 이용할 수 있는 인산 가용화 효소를 생성한다.

3. 균근균

균근균(Mycorrhizae)은 뿌리혹박테리아와는 달리 사상균의 일종으로 식물체 조직과 외부 토양환경에 걸쳐 서식하면서 작물 뿌리와 근권 주위 토양간의 물질 교류에 중요한 역할을 한다. 즉 식물 뿌리가 미치지 못하는 영역으로부터도 균근균을 통해 영양분을 흡수할 수 있다. 많은 식물의 근권에서 검출되는 균근균(菌根菌, Vesicular arbuscular)은 인등의 무기원소에 대한 식물의 흡수를 촉진한다. 또한 염과 한발에 대한 저항성과 근류형성을 촉진하는 효과도 있음이 밝혀지고 있다. 이러한 결과로 인해 인근 토양미생물의 생육이 촉진되고 그에 따라 숙주식물의 생육이 건전하게 되는 것이다.

4. 질소 고정균

근류균은 작물로부터 탄수화물을 공급받아 공기 중의 질소를 고정하여 작물에 공급하는 중요한 질소공급자의 역할을 한다. 근류균(Rhizobium)은 두과 작물의 뿌리혹에서 쉽게 확인할 수 있다. 이와 같이 균이 어떤 작물의 부수적인 기관을 형성하여 상호 긴밀한 관계를 맺고 있는 것을 공생관계라고 한다.

이외에도 Azotobacter속, Azospirillum속 등의 미생물도 질소를 고정한다.

5. 작물생육촉진 근권 세균

작물생육촉진 미생물의 작용은 미생물이 분비하는 물질에 의한 병원성 미생물의 활성 억제 혹은 분비물에 의한 생육 증진 효과를 들 수 있다.

현재 작물생육촉진 미생물(PGPR)로 분류되어 연구되고 있는 것은 Siderophore와 같은 착화물(chelate)을 분비하는 종이다. 이 물질은 병원성 미생물의 생육에 필수적인 철 등의 원소를 결합하여 병원성 미생물이 흡수하지 못하게 하여 생육을 억제하는 것이다. 작물 생육촉진에 관여하는 미생물에는 슈도모나스(Pseudomonas)속이 있는데 이 세균은 자외선하에서 형광성을 나타내는 특성을 가지고 있어 다른 세균과 쉽게 구별할 수 있다.