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방법 논문

생분해 성 플라스틱 뿌리 덮개 필름을 부셔 가능성이있는 기본 토양 미생물의 분리가 농업에 사용

31.1K 조회수

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DOI:

10.3791/50373

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2013년 5월 10일

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이 논문에서

요약

라벨 플라스틱 필름은 "생분해 성"뿌리 덮개로 농업 사용을 위해 상업적으로 사용할 수 있습니다. 경작 매력적인 처리 방법을 나타냅니다 있지만, 현장 조건에서 분해가 제대로 이해된다. 본 연구의 목적은 현장 매장 한 후 플라스틱 뿌리 덮개 필름을 식민지 기본 토양 곰팡이와 박테리아를 분리하는 방법을 개발하는 것이 었습니다.

초록

상업적으로 이용 가능한 생분해 뿌리 덮개 (BDM) 필름을 식민지 농업 토양에 기본 곰팡이를 격리 및 플라스틱을 저하 가능성에 대한 평가 하였다. 일반적으로 플라스틱의 공식이 알려진 원료의 소스를 사용할 때, 분말 플라스틱은 삭제 영역의 시각화에 의해 결정 한천 기반 미디어 및 저하가 중단 될 수 있습니다. 그러나,이 방법은 제대로 BDMS의 현장 저하 모방합니다. 첫째, BDMS은 토양 매트릭스에 걸쳐 작은 입자로 분산되지 않습니다. 둘째, BDMS 순수 고분자 상업적으로 판매되는 것이 아니라 미생물의 성장에 영향을 미칠 수있는 첨가제 (예를 들어, 필러, 가소제 및 염료)를 포함하는 필름으로하지 않습니다. 여기에 설명 된 절차는 토양 묻혀 뿌리 덮개 필름에서 얻은 분리에 사용 하였다. 발굴 BDMS에서 얻은 곰팡이 균주가 더 탄소원 전자를 포함하지 정의 배지 위에 누워 새로운 disinfested BDMS의 조각에 성장을 개별적으로 테스트 하였다한천 XCEPT. BDMS에서 자란 균주 더 BDMS이 유일한 추가 탄소원 있었다 액체 배지에서 테스트되었습니다. 약 10 주 후, 곰팡이 식민지와 BDM 저하는 주사 전자 현미경에 의해 평가되었다. 균주 리보솜 RNA 유전자 염기 서열 분석을 통해 확인 하였다. 이 보고서는 곰팡이 분리하는 방법을 설명하지만 박테리아는 대체 미디어 박테리아에 적합한 이러한 방법을 사용하여 분리 하였다. 우리의 방법론은 플라스틱 원료를 사용할 수 알 수 없거나하지하는 그대로 플라스틱 필름이나 제품의 고장을 조사 연구에 유용합니다. 그러나 우리의 접근 방식은 BDM 저하의 속도를 비교하기위한 정량적 방법을 제공하지 않습니다.

서론

고장 제품의 수명과 내구성을 단축하기 때문에 성능 저하가 역사적으로, 플라스틱 폴리머의 바람직하지 않은 특성을 고려하고있다. 최근 자연 환경 1,2,3에서 플라스틱 폐기물 제시 한 환경 문제의 인식은 생분해 성 플라스틱에게 기존의 플라스틱 재료에 대한 매력적인 대안을 만들었습니다. 저하 (구조 변경, 조각, 분자량의 감소, 무결성 및 강도 4,5로 정의)를 모두 비 생물 적 과정 (열 응력, 사진 산화, 가수 분해, 부식 및 기계적 응력) 등 일련의 사건,를 통해 발생 생물학적 분해 6. 비 생물 적 프로세스가 조각의 크기와 플라스틱의 특성을 변경할 수 있지만, 미생물이 물과 이산화탄소 (호기성 조건에서) 및 / 또는 메탄 (혐기성 조건 하에서)에 그들의 궁극적 인 광물이 필요합니다.

에 대한 상당한 틈새 시장플라스틱 뿌리 덮개는 토양 수분을 유지하고 토양 온도에게 7,8를 높이기 위해, 잡초 성장을 방지하기 위해 사용되는 생분해 성 플라스틱은 농업에 존재합니다. 혼자 미국에서 에이커의 수천 수백 생분해 성 플라스틱으로 구성된 뿌리 덮개 등의 플라스틱 뿌리 덮개 9 덮여있다. 작물 성장시기에 따라 생분해 뿌리 덮개 (BDMS)의 폐기에 대한 ....

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프로토콜

이 절차는 토양 BDM 영화의 배양을 위해 적어도 몇 개월을 필요로하고, 한천 플레이트에와 식민과 저하를 평가하는 한천 무료, 화학적으로 국물에 모두 순차적 생물 검정을위한 몇 개월 이상. 각각의 방법들은이 수행 될 순서대로 나열되어 있습니다.

1. 토양의 BDM 영화의 배양

그들은 저하 것으로 예상되는 상황에서 사람들을 흉내내는 조건에서 토양으로 BDM 영화를 통합합니다. 주민 토양 및 샌드위치 13 × 13cm 나일론 메쉬 (250 미크론) 부대 안쪽에 흙 10cm × 10 센티미터 BDM 400 g의 (건조 중량에 해당) 획득. 나일론 실을 닫습니다. 배양 시간은 실험자의 판단이다. 모니터 및 / 또는 적절한 배양 기간 동안 정기적으로 미생물의 활동 (예를 들면 토양의 온도, 영양분과 수분)와 관련된 매개 변수를 수정합니다.

2. 미디어 준비및 시약

미디어 및 문화 튜브에 실수 영양소 소스를 도입 피하기 위해, 시약 급 화학 물질, 새로 구입 한 문화 관, I 초순수 (예 : NanoPure) 물을 입력하고 혼합 미디어 엄격하게 씻어 유리를 사용합니다. 시....

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결과

최근 연구 24, 4, "생분해 성"이라는 세 가지 상용 BDMS 각각 플러스 실험 영화와 기존의 플라스틱 제어, 마운트 버논, 워싱턴에서 2010 년 봄에 토마토 생산을위한 뿌리 덮개로 토양에 배치 된을 복제 녹스빌, 테네시, 그리고 러벅, 텍사스. 2010 년 가을, BDM 영화 사각형은 네 복제 플롯에 뿌리 덮개를 풍화 각에서 절단되고, 기본 토양은 뿌리 덮개 샘플을 절제했던 영역 바로 아래에서 제거되었습니다. 각 단계에 설명 된대로 BDM 광장은 나일론 메쉬 가방 안에 토양에 끼워 된 풍 화. 토양 전용 컨트롤도 포함되어 있습니다. 가방은 같은 플롯과 이전 뿌리 덮개로 덮여 행의 토양 7.5 cm에서 매장 및 7 개월 후 2011 년 봄 경작 때까지 자리에 남아 있었다. 백은 다음 삽으로 플롯에서 해제 플락 비닐 봉투에 배치하고, 다음날 배달 얼음 팩의 실험실로 발송되었다.

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토론

이 절차는이 문서의 토양에서 잠재적 인 BDM의 degraders을 분리하기위한 첫 단계 기술을 대표하는 기술, 성공적 7 개월 토양에 묻혀 BDMS에서 곰팡이를 분리하기 위해 사용되었다. 곰팡이 필름은 곰팡이 성장 억제되지 않은 것과 같은 종류의 신선한 BDM 자료에 reinoculated 때 분리 된 곰팡이가 실제로 식민지 개척자 이었다는 것을 나타내는 성장합니다. 플라스틱 분해 곰팡이와 박테리아의 분리는 잠재적 플라스틱이 저하 될 필요가 흙이나 퇴비 개정안에 대해 개별적으로 또는 조합에서의 사용으로 이어질 수 있습니다.

자신의 기본 토양 환경에서 미생물 종은 격리 존재하지 않습니다. 플라스틱 degraders 심지어 빈 영양 생물 BDMS 성장하지만, 다른 탄소와 에너지 소스를 사용하여,이 분해성 영양소 소스의 식민지에서 키스톤 종 될 수 있습니다. 체외에서 BDM 저하를 평가하지만, 더 실제 토양 microbi을 모방하기위한 노력방법은 여기에 설명 된 .......

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공개 사항

저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.

감사의 글

박사 스티븐 시의회 의원, 박사 데이비드 리프, 그리고 에린 매 크리는 기꺼이 현미경의 도움을 인정합니다. 이 연구는 NIFA 특수 작물 연구 이니셔티브, USDA SCRI-SREP 그랜트 상 제 2009-02484에서 부여를 통해 투자되었다. 브리아나 Kinash, 케빈 킨, 메간 레온 조셉 McCollum에, 마리아 McSharry 니콜 Sallee은 우수한 기술 지원과 사려 깊은 토론을 제공했다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
감자 포도당 한천Becton Dickinson8X05491
한천FisherBP 1423-2
ChloramphenicolAcros 유기물200-287-4
글루 타르 알데히드Electon 현미경 과학16216-10독성
분 자체FisherM-8892
EthanolPharmco-AaperE200
ContrexDecon 연구소, Inc.5204
Parafilm MPechiney 플라스틱 포장S37440
완충제 및 매체용 미네랄 염Fisher다양한공급 업체에서 이러한 시약을 판매합니다
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참고문헌

  1. Gregory, M. R. Environmental implications of plastic debris in marine settings - entanglement, ingestion, smothering, hangers-on, hitch-hiking and alien invasions. Philosophical Transactions of the Royal Society. 364, 2013-2025 (2009).
  2. Teuten, E. L., Saquing, J. M., et al.

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재인쇄 및 허가

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