The Cd and Pb Accumulation in Various Tissues of Rooted Cuttings of Four Populus Species Inoculated with Ectomycorrhizal Fungi, Pisolithus tinctorius

모래밭버섯 균근균(菌根菌)으로 접종(接種)한 포플러 4개(個)개 수종(樹種) 삽목묘(揷木苗)의 체내(體內) 부위별(部位別) Cd과 Pb 축적(蓄積) 특성(特性)

The objectives of this study were to understand the characteristics of Cd and Pb accumulation in various tissues of poplar species and the effects of ectomycorrhizal inoculation on the accumulation of above two heavy metals in the tissues. The mycelial inoculum of ectomycorrizal fungus, Pisolithus tinctorius was produced in peatmoss and vermiculite mixtures, and inoculated into potted soil with fresh cuttings of four species of Populus, P. alba ${\times}$ glandulosa (Pag). P. koreana ${\times}$ nigra var. italica (Pkn), P. nigra ${\times}$ maximowiczii(Pnm), and P. euramericana(Pe). The potted soils were added with 0, 30, and 80 ppm Cd, and 0, 50, and 300 ppm Pb. The cuttings were grown outdoors for about five months until the plants were harvested for measurement of growth, mycorrhizal infection, and metal contents in leaves, stems, and roots. The total dry weight of Pe treated with Cd and Pb was increased by mycorrhizal inoculation, while that of three other species was not affected by the inoculation. Cd was accumulated in the highest concentration in Pag and its concentration was increased by four times by mycorrhizal inoculation. The Pag accumulated Cd in the highest concentration in the leaves, while three other species accumulated Cd most in the roots. Pb was accumulated in the highest concentration in the roots of all the four species, while Pkn accumulated Pb in the leaves as much as in the roots. Without mycorrhizal inoculation Pe accumulated Pb most among the four species, while Pkn with mycorrhizal inoculation accumulated Pb two times more than in the same species without mycorrhizal inoculation. It was concluded that Pag was the most effective species among the four poplar species in Cd absorption from contaminated soil, and that Pe instead effectively absorbed Pb. Mycorrhizal inoculation increased the Cd accumulation in the tissues by four times in Pag and also increased Pb accumulation by two times in Pkn, with leaves being the major sites of metal accumulation. It may be possible to use these two poplar species in remedying the metal in the soil through the raking and removing the litter out of the contaminate site.

본 연구는 포플러 4개 수종의 체내 부위별 Cd과 Pb 축적 특성을 이해하고, 균근 형성이 중금속 흡수에 미치는 영향을 밝히고자 수행하였다. 외생균근균인 모래밭버섯균(Pisolithus tinctorius)을 현사시나무(Populus alba${\times}$glandulosa), 수원포플러(P. koreana${\times}$nigra var. italica), 양황철(P. nigra${\times}$maximowiczii), 이태리포플러(P. euramericana)의 삽수에 접종하여 화분에서 생장시켰다. 화분은 균근균 접종구와 비접종구로 구분하였으며, Cd은 토양에 0, 30, 80ppm으로, 그리고 Pb은 0, 50, 300ppm으로 처리하였다. 가을까지 야외에서 생육시킨 다음, 수확 후 총 생체량, Shoot/Root율, Cd과 Pb의 농도를 부위별로 측정하였다. 모래밭버섯균을 접종한 이태리포플러는 Cd과 Pb 처리 모두에서 비접종구보다 총 생체량이 증가하였으나, 나머지 세 수종에서는 접종 효과가 없었다. 균근균 접종으로 수원포플러와 이태리포플러의 S/R율은 증가하였다. 현사시나무는 포플러 4개 수종 중 Cd을 가장 높은 농도로 축적하였으며, 균근균 접종은 Cd 축적 농도를 4배정도 증가시켰다. 현사시나무는 잎, 줄기, 뿌리 중에서 잎에 가장 높은 농도로 Cd을 축적한 반면 다른 세 수종은 뿌리에 가장 높은 농도로 축적하였다. 그러나 Pb 축적 농도는 4개 수종 중에서 현사시나무가 가장 낮았다. Pb의 축적은 포플러 4개 수종모두뿌리에서 가장 높았으나 수원포플러는 잎에도 뿌리만큼 축적하였다. 균근균을 접종하지 않은 경우 Pb의 축적은 이태리포플러에서 가장 높았으나, 균근균을 접종할 경우 수원포플러에서 Pb 축적이 2배 이상 증가하였다. 결론적으로 현사시나무는 토양으로부터 Cd을 흡수하는데 효과적인 수종이며 이태리포플러는 Pb을 효과적으로 흡수한다. 균근균을 접종하면 현사시나무의 경우 Cd을 4배, 수원포플러의 경우 Pb을 2배 이상 더 흡수할 수 있고, 이 두 수종은 잎에 중금속을 축적하므로, 낙엽을 수거한다면 중금속 오염 토양의 생물 정화용으로 이용이 가능하다고 결론 짓는다.