Studies on the Associative N₂-fixing Microbes in Crop Root Systems -I. Associative Nitrogen Fixation by Azospirillum Isolated from Weed Roots grown Rice Paddy Field and its Distribution

작물근계(作物根系) 협생질소(協生窒素) 고정미생물(固定微生物)에 관(關)한 연구(硏究) -I보(報) : 논 토양(土壤) 잡초근계(雜草根系) 협생질소(協生窒素) 고정미생물(固定微生物)의 분포(分布)와 질소고정(窒素固定)

This experiment was carried out to investigate the distribution of associative nitrogen fixers, Azospirillum spp. and their nitrogenase activities measured by ARA in the rhizosphers of rice, soybean, and weed grown in the rice paddy field at ear formation stage of rice. Nitrogenase activities produced by Azospirillum spp. enriched from histophere ranged from 16 to 53 n mole/tube/hr.. High nitrogen fixing activities more than 30 n mole/tube/hr. were observed in the histophere of the Echinochloa crus-galli L., Finbristylis miliacea L., and Monochoria vaginalis var.. Nitrogen fixing activities of Azospirillum spp. obtained from single colonies which originated from the rhizoplane of rice (pot-kwang var.), Finbris tylis miliacea L., Monochoria vaginaliz var., Glycine max L. were higher over 100 n mole/tube/hr. than those histophere. Genus of Azopsirillum isoltated from roots of the Graminease (Oriza sativa L., $C_3$-plant, Echinochloa crus=galli L., $C_4$-plant, Cyperus difforuis L.. $C_4$-plant), and Aeschynomene indica L. (Leguminosae, $C_3$-plant) was identified as A. brasilense. However, both strains, A. lipoferum and A. brasilense ($nir^-$ or $nir^+$ strain) were isolated from other plant roots, Both $nir^-$ and $nir^+$ strains of A. brasilense were associated with the same host plant.

수도재배(水稻栽培)(유수형성기(幼穗形成期)) 포장(圃場)에 자생(自生)하고 있는 잡초(雜草)와 벼(복광(福光)벼) 및 두과작물(荳科作物)의 근계(根系)에 협생(協生)하는 질소고정미생물(窒素固定微生物)인 Azospirillum 속(屬)의 질소고정력(窒素固定力)의 발현양상(發現樣相)과 숙주별(宿主別) 이들 균(菌)의 분포(分布)를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 벼, 잡초(雜草) 및 두과작물(荳科作物)의 근계(根系)(근표면(根表面), 근조직내부(根組織內部))에 협생질소고정미생물(協生窒素固定微生物)인 Azospirillum 속(屬)이 널리 공존(共存)하고 있었다. 2. 근조직내부(根組織內部)(inner root solutions)에서 Azospirillum spp. 균(菌)이 발현(發現)한 질소고정력(窒素固定力)은 16~53 n mole/tube hr의 범위(範圍)였으며, 특(特)히 돌피, 바람하늘지기 및 물닭개비의 근계(根系)에서 높은 질소고정력(窒素固定力)을 보였다. 3. 작물근계별(作沕根系別)로 Aaospirllum속(屬)의 질소고정균(窒素固定菌)을 계대배양(繼代培養)하였을 때의 질소고정력(窒素固定力)은 근조직내부(根組織內部)(histosphere; 6~39 n mole/tube hr) 보다 근표면(根表面)(rhizoplane; 1~260 n mole/tube hr)에서 분리(分離)한 균주(菌株)가 높은 질소고정력(窒素固定力)을 보였으며, 벼, 바람하늘지기, 물닭개비 및 콩 등(等)의 근표면(根表面) 분리균주(分離菌株)는 100 n mole/tube hr 이상(以上)으로 현저(顯著)히 높은 질소고정력(窒素固定力)을 나타내 있다. 4. 화본과작물(禾本科作物)(벼, 돌피), 알방동사니 및 자귀풀(근표면(根表面), 근조직내부(根組織內部))에서는 A. brasilense의 협생질소고정균(協生窒素固定菌)이 우점(優點)하였고, 그 외(外) 작물근계(作物根系)는 A. lipoferum과 A. brasiilene의 양균(兩菌)이 상호(相互) 협생(協生)하고 있었다. 한편(便) A. brasilense 균(菌)중에는 $nir^+$(탈질형균(脫窒型菌))와 $nir^-$(비탈질형균(非脫窒型菌))의 양특성형균(兩特性型菌)이 동일숙주내(同一宿主內)의 근계(根系)에 공존(共存)하였다. 5. 공시작물(供試作物) 근계(根系)에서 분리동정(分離同定)한 Azospirillum spp. 의 협생질소고정균(協生窒素固定菌)을 현미경(顯微鏡)으로 형태(形態)를 관찰(觀察) 한 결과(結果), A. lipoferum와 A. brasilense의 양균(兩菌)은 S자(字)모양의 간균(桿菌)으로 양극편모(兩極鞭毛)(single polpr flagellum)을 갖고 있었다.