다양한 전기자극에 따른 지렁이 점액의 조성변화와 생태학적 특성

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2332(2023) 이 기사 인용

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지렁이 점액은 유기물의 광물화 및 습윤화를 시작할 수 있는 영양분이 풍부하며 오염된 토양 복원 및 슬러지 재이용에 매우 중요합니다. 본 연구에서는 지렁이 점액 생성을 촉진하기 위해 6가지 전압 및 전류 조합을 활용했습니다(각각 10, 20 및 30mA에서 5V 및 6V). 다양한 전기 자극에 따라 생성된 점액의 구성 변화를 탐색하고 제안합니다. 토양 중금속 오염 정화 및 슬러지 재이용에 적용 가능한 최고의 전기자극군 및 점액분율 그 결과, 6가지 전기자극에 의해 생성된 점액은 주로 단백질, 아미노산, 탄수화물, 지방산, 다당류로 구성되어 있고 알코올, 페놀, 에스테르 유기물질이 소량 함유되어 있는 것으로 나타났다. 다양한 전기 자극 하에서 각 구성 요소가 크게 변경되었습니다(P < 0.05). pH와 전도도는 6V 20mA에서 더 높았고, 총 질소 및 인 함량은 5V 30mA에서 최대에 도달했으며, 총 칼륨 함량은 6V 10mA에서 최대에 도달했습니다. 단백질, 아미노산, 탄수화물은 5V 10mA에서 생성된 점액에서 가장 풍부한 반면, 미량 금속 원소는 5V 10mA에서 가장 낮은 값에 도달했습니다. 마지막으로 주성분 분석과 이전 연구를 종합하여 5V 10mA에서 생성된 점액은 약알칼리성이며 아미노산과 영양분이 많고 미량금속 원소가 낮으며 슬러지 및 짚 퇴비화에 가장 적합하다는 결론을 내렸습니다. 실험, 토양 복원 및 개량 실험.

지렁이는 토양에 서식하는 무척추동물이며 토양 생태계에서 생태공학자 역할을 하는 경우가 많습니다1. 거시적인 관점에서 볼 때, 지렁이는 굴을 파고, 채집하고, 이동하고, 던지기 등을 통해 토양 입단의 형성을 촉진하여 토양의 광물화 수준을 높이고 토양 투과성을 향상시키며 보수력을 향상시킵니다. 지렁이 주물에는 부식질과 식물 영양소가 풍부하며 무공해, 지속 가능하고 효율적인 유기 비료가 들어 있습니다2,3,4. 미시적 수준에서 지렁이는 미생물 군집의 풍부함과 다양성을 변화시켜 유기물의 활용을 가속화할 수 있으며, 중금속을 흡수하고 풍부하게 만드는 능력도 있습니다5,6. 지렁이와 그 주변 환경을 통칭하여 '지렁이 접촉권'이라고도 합니다. 지렁이가 "지렁이 접촉 서클"에서 활동할 때, 지렁이의 천연 보호 장벽인 표피에서 자극적인 냄새가 나는 밝은 노란색 점액을 방출합니다. 더욱이 이 점액에는 지렁이의 성장, 발달, 번식 및 저항에 필수적인 단백질, 아미노산, 탄수화물 및 기타 물질이 포함되어 있습니다7,8,9.

연구에 따르면 지렁이 점액에는 식세포 역할을 하고 박테리아에 대한 저항성을 제공하며 병원체로부터 지렁이를 보호하는 면역 세포, 항균 펩타이드, 항균 단백질 및 적혈구 응집이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다10. 점액에는 Fusarium oxysporum 및 Candida albicans와 같은 식물 병원체의 성장을 억제하여 종자 발아를 개선하고 식물 성장 잠재력을 촉진하는 살충제, 항진균제 및 항바이러스 단백질과 식물 호르몬과 같은 화합물도 포함되어 있습니다10,11. 지렁이 점액은 토양과 식물 재배에 특히 유용합니다. 점액에 함유된 아미노산은 쉽게 흡수되는 액상비료로서 식물에 풍부한 영양분을 공급하고, 토마토 모종의 성장과 카드뮴 내성을 촉진하며, 식물 내 카드뮴 축적을 증가시키며, 기질 내 미생물 활동을 강화시켜 미생물 농축을 증가시킵니다. 3.4–11 폴드4,5,12. Bityutskii et al.13은 점액이 식물 잔류물의 광물화 및 부식 수준을 촉진하고 가속화하여 부식질 구성에 강한 질적 변화를 가져올 수 있음을 발견했습니다. 유사하게, Pan et al.14은 점액이 유기 오염물질과 효과적으로 결합하고, 토양 내 유기 오염물질의 분포를 변경하며, 오염물질의 생물학적 이용 가능성을 향상시키고, 생물학적 정화를 촉진하는 리간드를 포함하고 있음을 발견했습니다. Sizmur 등15은 또한 점액이 오염된 토양에서 중금속 비소의 이동과 형태에 중요한 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다.