오랫동안 마른 흙은 물이 돌아오면 세균이 곧바로 다시 자랄까요?

상세 설명

마른 토양에 물을 다시 공급하면 세균의 생장과 호흡은 두 가지 반응 양상을 보일 수 있다. 유형 1에서는 물을 다시 공급한 직후부터 세균의 생장이 선형적으로 증가하며, 호흡률도 물을 다시 공급한 직후에 가장 높다. 유형 2에서는 지연기를 거친 뒤 세균의 생장이 지수적으로 증가하기 시작하고, 이 증가가 시작되는 시점에 호흡도 두 번째로 증가한다.

연구진은 앞선 관찰에서 4일 동안 건조한 토양에 물을 다시 공급하면 유형 1이, 1년 동안 건조한 토양에서는 유형 2가 나타나는 것을 확인했다. 이번 연구에서는 가뭄의 지속 기간이 세균의 생장과 호흡에서 나타나는 이 두 반응과 어떻게 관련되는지 자세히 조사했다.

통제된 건조–재습윤 실험에서 토양을 4일부터 48주까지 서로 다른 기간 동안 공기 중에서 건조했다. 물을 다시 공급한 뒤에는 17 °C에서 일주일 동안 세균의 생장과 호흡을 반복 측정했다.

가뭄 기간이 2주 이하이면 유형 1이, 4주 이상이면 유형 2가 나타났다. 지연기는 가뭄 기간이 길어질수록 늘어났으며, 최대 약 18시간에 이르렀다.

건조와 재습윤 전에 습윤 토양을 배양하는 것도 세균의 생장 반응에 영향을 주었다. 4일간의 건조 후 재습윤 처리를 하기 전에 습윤 토양을 배양한 기간이 길수록 지연기가 늘어났으며, 이때도 최대 약 18시간에 이르렀다.

유형 2에서 세균 생장의 지수적 증가는 호흡의 두 번째 증가와 동시에 나타났으며, 이 호흡 증가의 크기는 가뭄 기간이 길어질수록 커졌다. 누적 호흡량도 가뭄 기간에 따라 증가했으며, 48주 동안 건조한 토양에서는 4일 동안 건조한 토양보다 약 4배 높았다.

연구진은 장기간의 가뭄이 재습윤 후 세균의 생장과 호흡의 반응 유형을 바꾸고, 지연기와 두 번째 호흡 증가의 크기, 총 탄소 방출량도 늘렸다고 결론 내렸다. 다만 가뭄 전 습윤 토양의 배양 기간에 따라 가뭄의 영향이 달라졌으므로, 미생물 반응을 평가할 때 건조와 재습윤 이전의 토양 상태를 고려해야 한다고 제시했다.