기후변화 대응을 위해 저탄소 농업 기술이 중요해지면서, 화학비료 의존도를 낮추고 작물 생산성을 향상시킬 수 있는 미생물 기반 생물비료가 대안으로 주목받고 있다. 특히, 가뭄이나 염해 등 다양한 환경 스트레스에 대응하며 안정적인 활성을 보이는 식물생장 촉진 미생물(PGPM)의 역할 부각되면서 신규 유용 미생물 발굴의 필요성이 커지고 있다. 또한, 육상-해양 경계의 생태계인 갯벌은 풍부한 미생물 다양성과 환경 스트레스에 대한 우수한 저항성을 지닌 미생물을 보유하고 있어, 농업적 응용 잠재력이 높게 평가된다. 이에 본 연구는 전남 영광군 홍농읍 칠곡리 일대 해안 갯벌에 자생하는 식물체의 뿌리 및 근권 토양 시료 8점을 채취하여 유용 미생물을 탐색하고 그 특성을 평가하였다. 갯벌에서 분리한 총 64균주 중 Strain 73은 식물 생장 촉진 호르몬인 IAA 생성능(0.270 mM), ACC deaminase 활성(0.103 mM), 그리고 β-glucosidase 활성(9.88 mm)에서 가장 높은 활성을 보였다. 또한, 무 종자의 발아율을 5일차에서 대조군 대비 약 13% 높은 83.9%까지 향상시키는 우수한 발아 촉진 효과를 나타냈다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 결과, Strain 73은 Pantoea sp. JJ73으로 동정되었으며, Pantoea anthophila LMG2558 유형 균주와 97%의 유사성을 나타냈다. Pantoea sp. JJ73은 0-5% NaCl 농도에서 안정적인 생장을 보였고, 특히 3% NaCl 농도에서 최적의 생장률을 나타내어 염분 스트레스 환경에서 작물 생산성 향상에 기여할 잠재력을 확인하였다. 또한, 대량 배양을 위한 Pantoea sp. JJ73의 최적 조건은 교반 속도 150 rpm, pH 7, 30oC로 확인하였다. 이러한 연구 결과는 갯벌 유래 미생물이 저탄소 농업을 위한 생물비료의 원천 기술이자 환경 스트레스 대응을 위한 핵심 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 농업부산물과 가축분퇴비를 혼합 후 부숙하여 제조한 퇴비를 밭 토양에 적용하였을 때 가을배추의 생육, 수량, 질소 이용 특성 및 토양 화학성에 미치는 영향을 평가하고 무기질비료와 병용효과를 비교하였다. 재배시험은 답전윤환 밭에서 완전 임의배치 3반복으로 수행하였으며, 처리구는 무처리(NF), 무기질비료(NPK, N-P2O5-K2O=33.9-28.1-18.4 kg 10a-1), 무기질비료 + 농업부산물(NPK+AR), 무기질비료 + 가축분퇴비 (NPK+MC), 무기질비료 50% + 농업부산물 혼합 가축분퇴비(0.5NPK+ARC), 무기질비료 + 농업부산물 혼합 가축분퇴비(NPK+ARC)로 구성하였 다. 무기질비료는 토양검정 결과에 따라 권장사용량으로 시비하였으며, 퇴비는 정식 전 토양에 혼합처리하였다. 연구결과, 무기질비료 사용량을 50%로 줄인 0.5NPK+ARC에서 12,211 kg 10a-1로 가장 높았으며, 무기질비료 처리구 대비 8% 증가하였다. 토양화학성 또한 pH 6.7로 시험전 (pH5.6)보다 증가하였으며, 유기물 함량 25.3%, 유효인산 337 mg kg-1으로 처리구 중 가장 높았다. 뿐만 아니라 농업부산물의 점진적 무기화와 토양 환경개선 효과로 질소 흡수량과 질소 이용 효율도 농업부산물 혼합 가축분퇴비 처리구에서 높게 나타났다. 따라서 농업부산물 혼합 가축분퇴비는 토양 비옥도 개선과 작물 생산성 향상 및 무기질비료 사용량 절감을 동시에 달성할 수 있는 친환경적 토양관리 방안으로 판단된다.

음식물류폐기물의 퇴비화는 경제적인 자원화 방법이지만, 염분함량이 높아 토양에 투입될 경우 염류집적으로 인한 작물 생육 피해가 우려된다. 바이오차는 양이온교환능력이 높은 물질로 염분피해가 우려되는 토양에 적용 시 Na+이온을 흡착하여 작물생육 피해를 줄여줄 것으로 생각된다. 이에 본 연구는 바이오차와 혼합하여 제조한 음식물류폐기물 혼합 펠렛 퇴비(이하, 음폐혼합펠렛퇴비) 사용 시 배추 생육과 토양에 미치는 영향을 평가하고 이에 따른 무기질비료 절감 효과를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질비료 반량(NPK0.5), 무기질비료(NPK), 무기질비료+ 음폐퇴비(FWC), 무기질비료+음폐혼합펠렛퇴비(FWCB)이다. 배추 생육조사 결과, FWCB처리구에서 엽장, 엽폭, 구고 및 구폭 모두 가장 높았다. 수량조사 결과 8,300 kg 10a-1로 가장 높게 나타났으며, NPK처리구에 비해 무기질비료를 50% 사용하였으나 수량은 13.6% 높게 나타났다. 토양화학 성 결과 FWCB에서 EC는 0.59 ds m-1, 교환성 Na은 0.35 cmolc kg-1으로 다른처리구보다 높게 나타났으나 적정범위 이내였다. 본 연구결과, 음폐혼합펠릿퇴비의 사용은 작물의 양분 및 유기물공급 뿐만 아니라 바이오차로 인한 양이온 고정 효과로 작물 생산성을 향상시키는 것으로 생각되며, 비료성분의 공급원으로써 배추의 생육 및 생산성을 증진할 수 있는 기술로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 고추 재배 시험을 통해서 발전소로부터 배출되는 저회 (BA, bottom ash)의 농업적 활용 가능성을 평가하고자 수행되었다. 저회의 시용수준은 5 (BA5), 10 (BA10), 15 (BA15) 및 20 (BA20) ton ha-1으로 조절하였으며, 대조구는 퇴비를 일반 기비로 사용한 관행처리 방법으로 하였다. 고추의 생육 특성은 퇴비 처리구가 저회 처리구에 비해 생육이 증가되었고, 저회 사용수준에 따른 고추의 생육은 전반적으로 BA15 ≓ BA10 > BA20 > BA5 처리구 순으로 증가되었다. 고추 재배 후 조사된 토양의 화학적 특성은 저회의 시용수준이 증가될수록 pH, EC, SOC, 그리고 CEC 함량이 증가되는 경향을 보였다. 특히, 작물의 생육과 관련이 깊은 pH, SOC 및 CEC의 지표는 저회 처리구가 대조구에 비해 각각 0.20~0.82, 1.16~8.92 g kg-1 및 0.29~0.74 cmolc kg-1 범위로 증가되어 저회가 토양 탄소 함량 증진을 포함한 토양 비옥도 개선에 효과적인 역할을 한 것으로 판단된다. 따라서 본 시험의 결과로 미루어 볼 때 저회의 시용은 관행처리에 비해 고추의 수확량은 적지만 토양환경을 개선하는데 효과적인 것으로 판단되어 토양개량제로서 저회의 농업적 활용은 가능하다고 판단된다.