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돼지 분뇨를 이용한 초원 띠 토양에서의 항생제 내성 유전자의 수직적 이동 및 저류

2026-02-15 07:00
초원 띠가 통합된 줄무늬 작물 (STRIPS)에 대한 과학 기반 실험은 수질을 개선하고 분뇨 처리 필드 유출수에서 항생제 내성 유전자(ARGs)를 줄일 수 있습니다. 이전 연구에서는 초원 띠를 통해 ARG의 풍부도가 크게 감소했으나, 표면 토양층에서의 농축은 발견되지 않아 이동 경로에 대한 추가 연구가 필요했습니다. 우리는 ARG가 초원 띠 토양을 통해 수직적으로 이동할 가능성을 가정했습니다. 8주간의 토양 열 실험에서, 우리는 초원 띠 토양과 침출수에서 분뇨 첨가 ARG의 수직 이동을 특성화했으며, 혐기성 소화 돼지 분뇨(ADM)와 소화되지 않은 돼지 분뇨(UDM), 그리고 광물 기반 대조군(광물 용액 첨가 [MIN])로 분류된 토양 열을 비교했습니다. 분뇨 첨가에서 ADM과 UDM의 ARG 농도는 유사했고, ADM은 항생제 잔류 농도가 증가했습니다. ADM과 UDM 첨가는 MIN과 비교해 토양과 침출수에서 높은 ARG 풍부도를 나타냈습니다. 비료 첨가 후, ARG는 강우 후 토양 표면에서 최대 52.5 cm까지 이동했습니다. 테트라사이클린 내성 유전자는 첨가된 하부 토양에서 지속적으로 검출되었으며, tetM은 ADM 및 UDM 첨가 토양에서 8주 차까지 검출되었고, tetO는 ADM에서는 3주 차까지, UDM에서는 8주 차까지 지속되었습니다. 일반적으로 ADM 첨가는 UDM보다 ARG 지속성이 낮았으며, 이는 분뇨 처리에 따른 다른 이동 동력을 강조합니다. 대부분의 분뇨 유래 ARG는 초원 띠 토양 프로필 내에 보류되거나 분해되는 것으로 보이며, UDM과 ADM 첨가의 ARG는 각각 9.6%와 6.1%만 회수되었습니다. 우리의 결과는 초원 띠가 분뇨 처리 필드 저수지 유출로부터 ARG를 완화시킬 수 있으며, ARG가 토양을 수직으로 이동하면서도 대부분 표면 깊이에서 저류된다는 것을 뒷받침합니다.