중금속(Cd, Cr, Cu, Zn) 처리에 따른 버드나무 4종의 생장특성과 생리반응

조원우1*, 김태림1, 이지은2, 강호덕2, 이위영1

(1국립산림과학원 산림자원개량연구과, 2동국대학교 바이오환경과학과)

Growth Performance and Physiological Response of

four Salix Species with the Different Heavy Metal (Cd, Cr, Cu, Zn) Treatments

Wonwoo Cho1*, Taelim Kim1, Ji-Eun Lee2, Hoduck Kang2, Wiyoung Lee1

(1Department of Forest Bioresources, National Institute of Forest Science, Republic of Korea,

2Department of Biological & Environmental Science, Dongguk University)

요약: 수변지에서 중금속 흡착 능력이 용이한 버드나무속 4종을 대상으로 토양오염을 일으키는 4종류의 중금속(Cr, Cd, Cu, Zn)을 처리하여 생장특성과 수목의 생리적 반응을 조사하였다. 버드나무 모본에서 1년생 가지를 채취하여 삽목으로 포트에서 12주동안 활착시킨 이후에 중금속을 저농도인 200ppm과 고농도인 1,000ppm으로 나누어 처리한 후 4주 간격으로 2회에 걸쳐 시료의 생장특성, 광합성 능력, 형광반응 등을 조사하였다. 포트 내에서 4종의 버드나무 중에서 생장량(RHGR)의 경우, 버드나무 종간에 차이를 나타냈으나, 버드나무×쪽버들 교잡종에서 200ppm의 저농도의 Cu를 처리한 결과 비교적 양호한 생장(0.776)을 보였다. 갯버들의 경우에는 1,000ppm의 Cr을 처리했을 시 생장(0.120)이 불량했다. 이러한 결과는 버드나무 자연 교잡종이 잡종 강세의 영향으로 순종보다 중금속의 흡수능력이 뛰어남을 볼 수 있다. 광합성능력은 버드나무×쪽버들 교잡종에서 차이를 보였으며, 특히, Cu 200ppm 처리구에서 14.93±4.31, Cu 1,000ppm 처리구에서 14.16±3.01 비교적 낮은 값을 나타났다. 형광반응의 경우 버드나무×쪽버들 교잡종에 Zn 1,000ppm 처리구에서  0.839로 가장 높은 값을 나타내어 중금속에 대한 내성이 있는 것으로 확인되었다. 교잡종 버드나무의 중금속 토양의 식물정화능력 가능성을 확인 할 수 있었다.

Abstract: This study was carried to investigate the responses regarding four different heavy metals of Cr, Cd, Cu and Zn as major contaminants under the soil conditions. Total 4 Salix species were selected to do experimental studies containing two pure species and two hybrid species. The 12-weeks grown seedlings in containers were treated with different concentrations of 200ppm and 1,000ppm of Cr, Cd, Cu and Zn. After the treatments, tree growth rate, photosynthesis rate and chrolophyll quantum efficiency were measured twice in greenhouse conditions. Among four different Salix species, Salix kareensis × S. maximowiczii was shown high value (0.776) with the treatment of Cu 200ppm growth rates (RHGR) were shown wide values, whereas S. gracilistyla had the lowest value (0.120) with Cr 1,000ppm. It might be interpreted by hybrid vigor effect with high environmental adaptability of natural crosses than pure species. The photosynthesis ability was shown with high value (14.93±4.31) in Salix kareensis × S. maximowiczii with Cu 200ppm treatment. Furthermore, the high value (39.92±7.35) in treatment of Zn 200ppm. The chlorophyll quantum efficiency (Fv/Fm) was shown with the highest value (0.839) at the treatment of Zn 1,000ppm in Salix kareensis × S. maximowiczii. As a result, It assumed that the hybrid  than pure species of Salix recommended to be applicable for phytoremediation to minimize heavy metal contamination in soil.