[논문]낙엽분해동안 미생물 활성에 미치는 중금속의 영향 추정

심재국; 신진호; 양금철

낙엽분해동안 미생물 활성에 미치는 중금속의 영향 추정
The Effect Estimation of Heavy Metals on the Microbial Activity during Leaf Litter Decomposition 원문보기

한국환경생태학회지 = Korean journal of environment and ecology, v.25 no.6, 2011년, pp.887 - 892

심재국 (중앙대학교 생명과학과) , 신진호 (공주대학교 건설환경공학부) , 양금철 (공주대학교 건설환경공학부)

초록
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본 연구는 충남 청양의 폐광산 지역과 인근 대조구에 분포하는 Artenmisia princeps var. orientalis(쑥), Equisetum arvense(쇠뜨기)를 이용하여 식물체 내 중금속 함량이 미생물의 활성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 낙엽 회수시 측정한 호흡량은 처음 회수시 가장 높은 값을 나타내었으며, 시간이 지날수록 발생량은 감소하는 경향을 나타내었으며, 중금속의 함량이 높은 낙엽에서 미생물의 호흡량이 낮았으며 대조구에서 채집하여 대조구에서 분해시킨 쑥과 쇠뜨기에서 가장 빠른 분해를 보인 것으로 나타났다. 쑥과 쇠뜨기 모두 중금속 함량이 적은 낙엽에서 높은 미생물량을 나타내었다. 낙엽의 분해율과 누적호흡량, 낙엽의 분해율과 미생물량사이에는 각각 뚜렷한 양의 상관관계를 나타내었다. 따라서 본 연구결과 식물체 내의 중금속이 분해과정에 관여하는 미생물의 생장과 활성에 부정적인 영향을 미친 결과라 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was to find out influence of heavy metal concentration in plant on microbial activities during decomposition of Artenmisia princeps var. orientalis and Equisetum arvense collected from an abandoned mine and control site in Cheongyang-gun Chungcheongnam-do. Microbial respiration rate showed the highest value at the time of the first collection, and then tended to decline over time. The highest microbial respiration rate appeared in leaf litters with low heavy metal contents, and A. princeps var. orientalis and E. arvense collected and decomposed at the control site showed the fastest decomposition rate. For both A. princeps var. orientalis and E. arvense, litters with low heavy metal content appeared to have higher microbial biomass. There was apparent quantitative correlation between decomposition rate and cumulative respiration rate of leaf litters, and between decomposition rate and microbial biomass of leaf litters. Thus, the study result showed that leaf litter with higher heavy metal content had a negative impacts on the growth and activity of microbial decomposer during decomposition processes.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 폐광산 지역에 분포하는 식물과 대조구 식물의 분해 중에 미생물 호흡량과 효소활성을 측정하고, 미생물량(microbial biomass)을 추정하여 분해 중인 낙엽에서 미생물의 생물학적 활성과 중금속과의 관계에 대해 연구 하였다.

제안 방법

CO2의 측정단위는 ㎕ CO2-C⋅g-1⋅h-1로 표현하였으며, 누적 호흡량은 ㎕ CO2-C⋅kg-1⋅days-1 로 환산하여 낙엽의 분해와 누적호흡량의 관계에 대해 살펴보았다.
낙엽 분해 과정 중 발생되는 CO₂를 각 회수 시마다 측정 하였다. 그 결과 회수시의 호흡량은 첫 회수시 가장 높았으며, 이후로 발생량은 점차 감소하는 경향을 보였다.
현장 내 분해 실험은 교차실험을 실시하였다. 즉 대조구에서 채집한 쑥과 쇠뜨기를 각각 대조구(CC)와 광미(PC)에서 분해시켰으며, 광미에서 채집한 쑥과 쇠뜨기를 각각 대조구(CP)와 광미(PP)에서 분해 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 낙엽주머니는 polyethylene 재질의 1mm×1mm의 mesh size를 가졌으며, 15cm×15cm 의 크기로 제작하여 낙엽을 각각 3g씩 사용하였다.
orientalis(쑥)과 Equisetum arvense(쇠뜨기)를 선택하였다. 현장 내 분해 실험은 교차실험을 실시하였다. 즉 대조구에서 채집한 쑥과 쇠뜨기를 각각 대조구(CC)와 광미(PC)에서 분해시켰으며, 광미에서 채집한 쑥과 쇠뜨기를 각각 대조구(CP)와 광미(PP)에서 분해 실험을 실시하였다.
, 1990)를 이용하여 측정하였다. 회수한 신선한 litter sample(0.5g)을 100ml 용량의 유리병 4개에 각각 넣고, 각 유리병에 일정량(2.5ml solution/g litter)의 D.W., streptomycin solution(3.2g streptomycin/L), cycloheximide solution(16.0g cycloheximide/L), streptomycin solution(3.2g streptomycin/L) + cycloheximide solution(16.0g cycloheximide/L)을 첨가한 후, 4˚C에서 12시간 동안 incubation하였다. 12시간 후 상온에서 각 유리병에 2.

대상 데이터

실험에 사용된 식물 종은 실험구와 대조구 양쪽 모두에 분포하며 식물체내의 중금속 함량 차이가 큰 Artenmisia princeps var. orientalis(쑥)과 Equisetum arvense(쇠뜨기)를 선택하였다. 현장 내 분해 실험은 교차실험을 실시하였다.
실험 장소는 충청남도 청양군 운곡면 신대리 일대에 대조 구와 실험구를 선정하여 실험하였다(Shim et al., 2010). 실험구의 경우 폐광지역이며, 폐광이 되기 전 이곳은 금, 은, 아연 광산으로 등록되어 운영되다가 2001년 폐광되었다(Kwon, 2006).
실험에 사용된 낙엽주머니는 polyethylene 재질의 1mm×1mm의 mesh size를 가졌으며, 15cm×15cm 의 크기로 제작하여 낙엽을 각각 3g씩 사용하였다.

데이터처리

, 1990). 실험 결과의 통계처리는 SPSS ver. 12.0 한글판(SPSS Inc.)을 이용하여, 선형회귀분석과 상관분석을 하였으며, 유의수준 1%와 5%로 검정하였다.

이론/모형

본 연구에서 낙엽분해에 따른 분해량은 Shim et al.(2010)에 제시된 낙엽분해량을 따랐다.
Microbial biomass C의 분석은 Substrate-induced respiration(SIR) method(Beare et al., 1990)를 이용하여 측정하였다. 회수한 신선한 litter sample(0.
식물체의 분해에 직접적으로 작용하는 미생물의 양을 살펴보기 위해 회수한 식물체를 SIR method를 이용하여 microbial biomass C를 측정하였다. 두 식물체 모두 중금속 함량이 적은 낙엽(Shim et al.

성능/효과

를 각 회수 시마다 측정 하였다. 그 결과 회수시의 호흡량은 첫 회수시 가장 높았으며, 이후로 발생량은 점차 감소하는 경향을 보였다. 대조구와 광미에서 채집한 쑥과 쇠뜨기 모두 대조구에 놓아 분해시킨 결과 뚜렷한 차이를 보였다.
본 연구 결과 중금속의 함량이 높은 식물체 일수록 호흡량, 미생물양 모두 작은 것으로 나타났으며, 분해율과 이들 관계는 뚜렷한 양의 상관관계를 나타내었다. 이러한 결과는 분해과정에 관여하는 미생물의 활성이 중금속에 의해 영향을 받는다는 연구결과(Odum, 1985; Chander and Brookes, 1991; Bardgett and Saggar, 1994; Insam et al.
98로 가장 큰 값을 보였으며, 대조구에서 채집하여 대조구에서 분해시킨(CC) 쑥과 쇠뜨기에서 가장 빠른 분해를 보인 것으로 조사되었다(Table 1, Figure 2). 본 연구에서는 낙엽분해시 광미에서 채집하여 대조구에서 분해시킨(CP) 쑥과 쇠뜨기가 분해율이 클수록 발생한 호흡량이 많다는 것을 알 수 있다. 결정계수의 값이 높게 나타난 것은 첫째, 분해실험시 항량 건조시킨 낙엽을 사용하여 낙엽 분해의 초기값을 0으로 하고, 그 때의 초기 호흡량 역시 완전히 건조된 상태에서 미생물의 호흡이 없기 때문에 0으로 하여 결정계수 값이 높게 형성된 것으로 생각되며 둘째, 호흡량을 순간의 값이 아니라 누적된 호흡량으로 표현하였기 때문에 시간이 지남에 따라 중량감소(mass loss)량의 증가와 누적 호흡량 (accumulated respiration)의 증가가 유사한 경향을 나타내어 결정계수가 높게 나온 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	오염원으로부터의 거리에 따라 식물체내의 중금속 함량에 뚜렷한 차이가 나타나는 이유는?	, 1979; Berg and McClaugherty, 2003). 식물은 뿌리를 통해서 뿐만 아니라 대기로부터 중금속을 흡수한다. 따라서 오염원으로부터의 거리에 따라 식물체내의 중금속 함량에 뚜렷한 차이가 나타난다(Berg et al.
	중금속이 자연환경 내에 널리 퍼져있는 이유는?	최근 급속히 발전하는 산업 활동으로 인해 중금속은 자연 환경 내에 널리 퍼져있다(Laskowski and Berg, 1993). 중금속은 일반적으로 유기물의 분해에 중요한 역활을 하는 토양내 미생물을 포함한 생물군에 광범위하게 독성을 나타내는 것으로 알려져 있다(Zwolinski, 1994).
	낙엽 분해의 과정은 생태계 내에서 무엇을 통해 안정성을 제공하는가?	낙엽 분해의 과정은 생태계 내에서 필수 원소의 순환에 가장 중요한 과정으로 식물의 생장과 분해의 균형을 통해 안정성을 제공한다(Swift et al., 1979; Berg and McClaugherty, 2003).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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