산성화된 바이오 숯은 납 내성을 개선하고 염분 토양에서 민트의 형태학적 및 생화학적 특성을 향상시킵니다.

Mar 26, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8720(2023) 이 기사 인용

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납(Pb) 독성은 특히 과거 산업 활동과 광산이 있었던 지역에서 중요한 환경 문제입니다. 토양에 Pb가 존재하면 식물의 성장과 발달에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 먹이 사슬을 통해 인간의 건강에도 위험을 초래할 수 있습니다. 산성화된 탄소는 납 독성을 완화하기 위한 효과적인 관리 기술로서의 가능성을 보여주었습니다. 이 연구는 납으로 오염된 토양을 관리하기 위한 저렴하고 친환경적인 방법으로서 산성화된 바이오 숯의 잠재력에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다. 현재 연구에서는 민트의 Pb 스트레스를 완화하는 데 있어서 산성화된 바이오 숯(AB)의 효과를 탐구합니다. 이 연구에는 두 가지 수준의 Pb(0 = 대조군 및 200mg/kg Pb)와 치료법으로 네 가지 수준의 AB(0, 0.45, 0.90 및 1.20%)가 포함되었습니다. 결과는 1.20% AB가 가장 효과적인 처리였으며, 뿌리와 줄기의 Pb 농도를 크게 감소시키면서 새싹과 뿌리의 신선함과 건조 중량, 새싹과 뿌리 길이, 새싹과 뿌리의 N, P, K 농도를 향상시키는 것으로 나타났습니다. 또한, MDA(0.45AB, 0.90AB, 1.20AB)가 크게 감소하면 MDA 함량이 각각 14.3%, 27.8%, 40.2% 감소하고 아스코르브산(0.45AB, 0.90AB, 1.20AB)이 증가했습니다. 1.20AB는 아스코르브산 함량을 각각 1.9%, 24.8%, 28.4% 증가시켰으며, 이는 대조군과 비교하여 1.20% AB의 효과를 검증했습니다. 0.45AB, 0.90AB, 1.20AB를 첨가하면 AB가 없는 처리구에 비해 수용성 당 함량이 각각 15.6%, 27.5%, 32.1% 증가했습니다. 염분 토양 조건에서 납 독성에 대한 최선의 치료법으로서 1.20% AB의 효능을 확인하기 위해 현장 수준에서의 추가 조사가 제안되었습니다.

페퍼민트(Mentha × Piperita)와 민트(Mentha spicata) 및 세이지(Salvia officinalis)와 같은 꿀풀과(Labiatae)과의 다른 구성원은 향기로운 초본 식물입니다. 멘타(Mentha)는 식물로 변신했다는 그리스 신화의 요정 민타(Mintha)에서 유래되었으며, 피페리타(Piperita)는 향긋하고 상큼한 맛을 뜻하는 라틴 파이퍼(Piper)에서 유래되었습니다. 민트는 유라시아, 북미, 남부 아프리카, 아시아 및 호주 전역의 온대 지역에 널리 분산되어 있으며 수많은 지역에서 귀화가 관찰됩니다1. 이 식물은 약초, 식품, 음료, 차, 화장품 및 기타 제품에 널리 사용됩니다1,2 박하 종은 전 세계적으로 두 번째로 많은 에센셜 오일 공급원으로 연간 약 2000톤을 생산합니다. 휘발성 오일을 함유한 수지성 반점이 이 종의 잎과 새싹 모두에 존재합니다. 멘타 종은 전 세계적으로 두 번째로 많은 에센셜 오일 공급원으로 매년 약 2000톤을 생산합니다. 휘발성 오일을 함유한 수지성 반점이 이 종의 잎과 새싹 모두에 존재합니다3. 그러나 환경적 비생물적 스트레스는 성장 매개변수, 에센셜 오일 생산 및 구성에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다4.

산업 혁명이 시작된 이후 수많은 독성 오염 물질이 대기로 방출되는 속도가 상당히 빨라졌습니다5. 환경 내 화학 화합물과 중금속(HM)의 이질적인 혼합물은 인간의 건강과 환경에 잠재적인 위험을 제시합니다6,7. 지각의 납(Pb) 농도는 약 0.002%로 추정됩니다. 아연(Zn) 및 구리(Cu)와 같은 미량의 특정 중금속은 많은 효소 및 생화학적 과정의 필수 구성 요소이지만, 납(Pb) 및 카드뮴(Cd)은 식물 대사에 필요하지 않습니다. 그럼에도 불구하고, 중금속의 농도가 높으면 식물 건강에 해를 끼칠 수 있습니다8. 납은 생명에 해로운 영향을 미치기 때문에 비소에 이어 두 번째로 독성이 강한 금속으로 확인되었습니다. 더욱이, 광산 활동은 토양 납 오염의 중요한 원인입니다5,9.