Allelopathic Effects of Amaranthus spinosus L. for Improvement of Natural Herbicide

천연제초제 개발을 위한 가시비름의 알레로패시 효과

This study was carried out to germination characteristics by temperature conditions and allelopathic effects of aqueous extracts on Amaranthus spinosus L. in order to investigate the competitive dominant in plant ecosystem and possibility application of natural herbicide. A. spinosus L. sprouted after 24 hour from seeding in $30{\sim}45^{\circ}C$ treatment. The germination ratio of A. spinosus L. was the highest estimated at 63.3(${\pm}2.9$)% in $40^{\circ}C$ treatment, followed by 33.3(${\pm}2.9$)% in $35^{\circ}C$, 1.7(${\pm}2.9$)% in $30^{\circ}C$ and 5.0(${\pm}0.0$)% in $45^{\circ}C$ treatment. It was generally decreased the Relative Germination Ratio(RGR), the Relative Elongation Ratio(RER), the Relative Fresh weight Ratio(RFR) of receptor plants by the aqueous extracts of concentration of A. spinosus L. but it was differently inhibited the kind of receptor plant species. And it was different effected among growing regions that aqueous extracts of concentration of A. spinosus L. inhibited more root than shoot. The total phenolic compounds content of A. spinosus L. was decreased gradually middle, first and last of growth stage, and gradually decreased to leaves, roots and stems. We think that A. spinosus L. appeared high germination ratio at a short period and showed allelopathic effects on other plants. Therefore A. spinosus. L. hold the competitive dominant of plant ecosystem in Jeju Island and possibility application of natural herbicide.

본 연구는 가시비름의 군락 형성에 따른 하부식생에 미치는 영향을 환경식물학적측면에서의 파악과 천연 제초제로서의 기초자료로 제공하기 위해 온도별 가시비름의 발아특성과 수용성 추출액에 따른 수용체 식물의 발아 및 유식물 생장을 조사하였다. 가시비름의 온도별 발아는 $30{\sim}45^{\circ}C$ 사이에서 파종 후 24시간 후부터 발아가 시작되었고, 24시간 후 발아율(PG)은 $30^{\circ}C$ 처리구($1.7{\pm}2.9$), $35^{\circ}C$ 처리구($33.3{\pm}2.9$), $40^{\circ}C$ 처리구($63.3{\pm}2.9$) 순으로 증가하는 것으로 분석되었고 $45^{\circ}C$ 처리구는 $5.0{\pm}0.0$로 현저하게 감소하는 것으로 조사되었다. 가시비름의 수용성 추출액 농도가 증가됨에 따라 대부분 수용체 식물의 상대발아율(RGR), 상대신장율(RER), 상대생체량(RFR)은 감소하는 경향을 보이고 각각 수용체식물에 따라 약간의 정도 차를 보였다. 수용체 유식물의 생장은 부위별 억제의 정도 차를 보이는데 수용체 식물의 지상부보다 지하부가 가시비름의 수용성 추출액에 대해 억제의 경향이 높은 것으로 분석되었다. 가시비름의 수용성 추출액에 대한 수용체 식물의 생장 또한 지하부가 지상부보다 가시비름의 수용성 추출액에 대해 민감한 반응을 보이고 각각의 수용체 식물에 따라 지상 지하부의 길이와 부피생장 등에 서로 다른 영향을 주는 것으로 나타났다. 이 가시비름 시료에 대한 채집 시기별, 부위별 페놀함량을 분석한 결과 시기별로는 생육중기, 초기, 말기 순으로 감소하였고, 부위별로는 잎, 뿌리, 줄기 순으로 감소되었다. 이와 같은 결과를 종합해보면 가시비름은 온도별 발아특성과 알레로패시 효과를 나타내는 페놀화합물 등에 의해 제주지역 생태계에서 경쟁적 우위를 점하고 있어 천연 제초제로서의 활용 가능성이 있는 것으로 판단된다.