식물정화-바이오차 복합기술로 중금속 오염 토양 개선 및 옥수수 생산성 증대
농경지 토양의 중금속 오염은 작물 생산성을 저해하고 식품 안전에 심각한 위협을 초래합니다. 본 연구는 식물정화(PHY)와 산화마그네슘-실리콘-하이드록시아파타이트(MOSi-HAP) 바이오차를 통합한 접근법을 통해 토양 건강을 개선하고 농업 생산량을 증대하는 방안을 모색했습니다. 120일간의 화분 실험은 두 단계로 진행되었습니다. 1단계에서는 갓, 베티버, 해바라기 등 다양한 식물정화 식물과 MOSi-HAP 바이오차(3% w/w) 및 이들의 복합 처리를 비교했습니다. 2단계에서는 처리된 토양에서 옥수수 생장을 평가했습니다. 통합 처리 결과, 토양 공극률(+5.8%), 수분 보유력(+12.9%), 유기 탄소(1.10% 도달), 양이온 교환 용량(12.0 cmol kg⁻¹ 도달) 등 토양 품질 지표가 유의미하게 향상되었습니다. 카드뮴, 납, 비소, 니켈 등 중금속은 각각 93.8%, 94.3%, 94.2%, 94.1% 감소했습니다. 옥수수 생장은 식물 높이(103±2 cm에서 137±3 cm로), 바이오매스(305±5 g에서 528±8 g으로), 곡물 수확량(4.2±0.2 t ha⁻¹에서 7.1±0.3 t ha⁻¹로, 69.0% 증가)가 모두 개선되었습니다. 질소, 인, 칼륨 흡수율도 증가했으며, 항산화 효소 활성 증대와 산화 손상 감소(말론다이알데하이드 69.1% 감소)도 확인되었습니다. 곡물 내 중금속 농도는 98.0~98.5% 감소하여 국제 식품 안전 기준치 이하를 유지했습니다. 본 연구는 식물정화와 MOSi-HAP 바이오차 복합 기술이 중금속 생체 이용률 및 축적을 효과적으로 줄이고, 토양 품질 및 옥수수 생산성을 향상시킬 수 있음을 입증했습니다.