Effects of Glufosinate-Ammonium to Earthworms, Soil Microorganisms and Crops

In order to investigate the impacts of non-selective herbicide, glufosinate-ammonium (ammonium 4-[hydroxy(methyl)phosphinoyl] -DL-homoalaninate, GLA) to the non-target organisms, earthworm was exposed to GLA in the field soil for a month, and microbial populations in the soil were investigated after application of GLA. Simultaneously, the residues of GLA and its metabolite, 3-MPP were analyzed in the same soil. Meanwhile, to elucidate the influence of GLA to the growth of non-target crops incase of inter-furrow application, the amounts of carotenoid, chlorophyll, amino acid, proteins and sugars in the leaves of potato and chinese cabbage grown in the same field were investigated. In result, the dead earthworm was not observed during the test period, and the increasing rates of bodyweight were $9.410{\sim}11.603%$ in GLA-treated plots and 5.645% in GLA-untreated plots. The populations of fungi, bacteria and actinomycetes in the GLA-treated soils were $6.2{\times}10^4$, $1.5{\times}10^6$ and $5.7{\times}10^4$, respectively. They maintained relatively similar levels to the control which were $3.7{\times}10^4$, $3.7{\times}10^5$ and $3.7{\times}10^4$, respectively. In residue analysis, the limit of detection of GLA was 0.02 mg $kg^{-1}$, that of 3-MPP was the same level, and the half-life of GLA was 15 days in sandy clay loam soil. This result indicates that GLA was degraded very quickly in field soil. On the other hand, the amounts of physiological, biochemical components such as carotenoid, amino acid, chlorophyll, protein and sugar were ranged from 90.0 to 104.3% in potato and from 99.0 to 112.7% in chinese cabbage. Comparing with hand-weeded plots, it is indicated that GLA had not affected to the growth of non-target crops when applied at inter-furrow in crops-growing field.

제초제 glufosinate-ammonium의 지렁이 및 토양 미생물과 작물에 미치는 영향

비선택성 제초제인 glufosinate-ammonium(ammonium 4-[hydroxy-(methyl)phosphinoyl]-DL-homoalaninate, GLA, 상표명 : 바스타 액제)의 비표적생물에 대한 영향을 알아보기 위하여 지렁이와 토양미생물 및 작물에 대한 영향시험을 수행하였으며, 시험토양 중 GLA 및 그 대사산물인 3-MPP의 잔류성을 시험하였다. 토양중 지렁이에 대한 영향시험 결과 GLA가 288 mg a.i. $m^{-2}$ 약량으로 처리된 토양 중 지렁이의 치사체는 관찰되지 않았으며, 약제처리 후 시험기간 동안 지렁이 생체 중 또한 무처리에서 $9.076{\pm}0.55$ g에 비해 토양 표면처리구는 $8.046{\pm}0.37$ g, 토양혼화처리에서 $8.349{\pm}0.785$ g 으로서 체중증가율에서 GLA의 영향은 없는 것으로 판단된다. 그리고 토양 미생물에 대한 영향시험 결과 진균, 세균 및 방선균의 균수는 무처리구에서 각각 $3.7{\times}10^4$, $3.7{\times}10^5$, $3.7{\times}10^4$이었으며 144 mg a.i $m^{-2}$의 약량으로 처리된 시험구에서 진균은 $6.2{\times}10^4$, 세균은 $1.5{\times}10^6$, 방선균은 $5.7{\times}10^4$으로 무처리구와 같이 약제처리 후 시간의 경과에 따른 미생물수의 변화정도가 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 토양에 처리된 GLA와 3-MPP의 잔류분석결과 검출한계는 두 화합물 모두 0.02 mg $kg^{-1}$이었으며 반감기는 사질식양토에서 30일 간격으로 2회 처리 시 15일이었다. 한편 감자밭과 배추밭의 고랑에 GLA를 처리한 후 두 작물의 생엽 중 카로티노이드 등의 생리생화학적 성분은 손제초구를 100%로 하여 비교해 본 결과 감자에서 $90.00{\sim}104.33%$이었으며 배추에서는 $99.0{\sim}112.67%$로 약제처리구에서 두드러진 차이를 나타내지 않았다. 이상의 결과에서 GLA는 지렁이와 토양 미생물에 아무런 영향을 미치지 않았고 토양 중 반감기도 15일 이내로 토양 중에 노출 시 매우 신속하게 분해 소실되어 그 위해성은 매우 낮은 수준인 것으로 판단되며, 작물 재배지에서 밭고랑의 잡초 방제를 위해 비산방지 기구를 이용하여 살포할 경우에는 재배 작물에 안전한 것으로 판단되었다.