Fate of the herbicide bensulfuron-methyl in a soil/rice plant microecosystem

In order to elucidate the behavior of bensulfuron-methyl, a sulfonylurea herbicide, in a soil/plant microecosystem, rice plants (Oryza sativa L.) were grown for 12 weeks in the specially made stainless steel pots (17cm I.D. $\times$ 10cm H.) containing two different paddy soils treated with fresh and 13-week-aged residues of [phenyl-$^{14}C$]bensulfuron-methyl, respectively. During the aging period, the mineralization to $^{14}CO_2$ from soil A (OM, 3.59%; CEC, 7.65 $cmol^+\;kg^{-1}$; texture, sandy clay loam) and B (OM, 1.62%; CEC, 4.51 $cmol^+\;kg^{-1}$; texture, sandy loam) amounted to 6.79 and 10.15% of the originally applied $[^{14}C]$bensulfuron-methyl, respectively. The amounts of $^{14}CO_2$ evolved from the soils with fresh residues were higher than those from the soils with aged residues. At harvest after 12-week growing, $^{14}C$-radioactivity absorbed and translocated into rice plants from soils A and B containing fresh residues of bensulfuron-methyl was 1.53 and 4.40%, while 4.04 and 6.37% in the two soils containing aged residues, respectively. Irrespective of aging and soil type, the $^{14}C$-radioactivity remaining in soil ranged from 80.41 to 98.87% of the originally applied $[^{14}C]$bensulfuron-methyl. The solvent extractability of tile soils was $39.25\sim70.39%$, showing the big differences among the treatments. Most of the nonextractable soil-bound residues of $[^{14}C]$bensulfuron-methyl were incorporated into the fulvic acid fraction$(61.32\sim76.45%)$. Comparing the microbial activity of the soils with rice plants grown with that of the soils without them, the former was $1.6\sim3.0$ times higher than the latter. However, it did not correlate with the $^{14}CO_2$ evolution.

벼 재배 microecosystem 내에서 제초제 bensulfuron-methyl의 행적

토양/벼 microecosystem내에서 sulfonylurea계 제초제 bensulfuron-methyl의 행적을 구명하기 위하여 [Phenyl-$^{14}C$]bensulfuron-methyl의 신생(fresh) 잔류물과 13주간 숙성된 숙성(aged) 잔류물을 처리한 2종의 상이한 논토양을 stainless steel pot (내경, 17 cm $\times$ 높이 10 cm)에 담고 벼 (Oryza sativa L.)를 12주간 재배 하였다. 토양 A(유기물 함량, 3.59%; 양이온 치환용량, 7.65 $cmol^+\;kg^{-1}$; 토성, 사질 식양토)와 토양 B(유기물 함량, 1.62%; 양이온 치환용량, 4.51 $cmol^+\;kg^{-1}$; 토성, 사양토)에서 $[^{14}C]$bensulfuron-methyl이 13주간의 숙성 기간동안 $^{14}CO_2$로 무기화된 량은 최초 처리량의 각각 6.79와 10.15% 이었다. 신생 잔류물을 함유한 토양으로부터 방출된 $^{14}CO_2$량은 숙성 잔류물을 처리한 토양으로부터 방출된 량보다 많았다. 12주간 벼를 재배하고 수확하였을 때 신생 잔류물을 함유한 토양 A와 B로부터 벼가 흡수 이행한 $^{14}C$량은 각각 최초 처리량의 1.53과 4.40%이었고 숙성 잔류물을 함유한 토양 A와 B로부터 흡수 이행한 양은 최초 처리량의 4.04와 6.37% 이었다. 숙성과 토성에 관계없이 토양에 잔류하고 있는 $^{14}C$량은 최초처리량의 $80.41\sim98.87%$ 이었다. 유기 용매로는 토양에 잔류하는 $^{14}C$ 방사능의 $39.25\sim70.39%$를 추출할 수 있었고 bensulfuron-methyl의 추출불가 토양 흡착 잔류물의 대부분은 fulvic acid 부분에 혼입되어 있었다 $(61.32\sim76.45%)$. 벼 재배 유무에 따른 미생물 활성을 비교한 결과 벼 재배시 두 토양에서 모두 미생물 활성이 벼를 재배하지 않은 경우의 $1.6\sim3.0$ 배 이었으나 $^{14}CO_2$ 발생량과는 반드시 일치하지 않았다.