본 연구의 목적은 정유에 함유되어 있는 살초활성물질을 탐색하여 제초제 개발을 위한 선도 화합물을 발굴하는데 있었다. Amyris(Amyris balsamifera), cajuput (Melaleuca cajeputi), geranium(Pelargonium graveolens), lavender(Lavendula spp.), mandarin(Citrus reticulata), pine(Pinus spp.) 및 rosemary(Rosmarius officinale) 정유에 대한 살초력을 유채(Brassica napus)를 대상으로 in vitro에서 수행한 결과, cajuput 정유의 살초력이 가장 높았다($GR_{50}$ 값, $425{\mu}g\;g^{-1}$). Cajuput 정유에 함유되어 있는 주된 생리활성물질들은 eucalyptol 37,2%, ${\alpha}$-terpineol 11.6%, benzaldehyde 5.2%, linalool 4.1%, ${\alpha}$-pinene 2.5%, ${\beta}$-pinene 2.4%이었으며, 이들 생리활성물질의 살초력($GR_{50}$ 값)은 각각 2,731, 500, 50, 372, 4,363, $4,671{\mu}g\;g^{-1}$이었다. Benzaldehyde의 살초력은 기 보고된 eucalyptol (1,8-cineole)과 ${\alpha}$-pinene보다 높았으므로 향후 새로운 제초제 개발을 위한 선도화합물로 활용될 수 있을 것이라 판단된다. Cajuput 정유와 이에 함유되어 있는 가장 높은 살초력을 보였던 benzaldehyde를 80kg $ha^{-1}$ 토양처리하였을 때에는 그 어떠한 살초효과도 관찰할 수 없었으나, 경엽처리 하였을 때에는 화본과 잡초인 수수, 돌피, 바랭이는 100% 고사되었다. 그러나 살초효과는 20kg $ha^{-1}$ 이하에서는 전혀 나타나지 않았는데 이는 cajuput 정유와 benzaldehyde의 높은 휘발성 때문인 것으로 추론된다. 본 연구의 결과 cajuput 정유의 살초효과는 높은 약량에서만 나타났으므로 약량저감을 위한 처리시기 재설정과 살초력을 높일 수 있는 제형개발이 요구된다.
ACCase 저해해제인 cyhalofop-butyl과 ALS 저해제인 penoxsulam은 한국의 직파재배 논에서 수년 동안 경엽 처리용으로 사용되어지고 있다. 그러나 2009년 이후 익산, 김제, 부안에서 이들 제초제를 사용한 벼 직파재배 논에서 강피 약효에 대한 민원이 증가하고 있다. ACCase 및 ALS 저해제 저항성으로 추정되는 강피를 3개 지역에서 수집하여 온실조건에서 cyhalofop-butyl과 penoxsulam에 대한 저항성 정도를 검증하였다. 익산과 김제의 수집종은 cyhalofopbutyl과 penoxsulam의 추천량에서 완전 생존하였으며, 부안 수집종은 약 60% 생존하였다. 온실조건에서 화본과 잡초인 피를 방제를 위한 ACCase 및 ALS 저해제들이 혼합된 제초제들을 강피 3.5엽기에 처리한 결과 무처리 대비 생존율은 80% 이상으로 나타났다. 파종 및 이앙전 처리제들인 oxadiazon EC, pyrazolate SC, pretilachlor EC, benzobicyclon+thiobencarb SE들은 강피 0.5엽기에서 효과적이었으며, benzobicyclon+fentrazamide+bensulfuron SC, benzobicyclon+ mefenacet+bensulfuron SC 그리고 benzobicyclone+cafenstrole+pyrazosulfuron-ethyl GR은 강피 2엽기까지 효과적으로 방제하였다. 포장실험에서 benzobicyclon+fentrazamide+bensulfuronSC과 benzobicyclon+mefenacet+bensulfuron SC의 단일처리에서는 저항성 강피의 방제에 실패하였으나, benzobicyclon+thiobencarb SE와 benzobicyclon+mefenacet+bensulfuron SC의 체계처리는 강피를 효과적으로 방제하였다. 따라서 강피의 익산, 김제 수집종은 cyhalofopbutyl과 penoxsulam애 대하여 강한 저항성을 보였으나, 작용기작이 다른 cafenstrole, fentrazamide, mefenacet에 의해 2엽기 이내에는 효과적으로 방제되었다.
전국적(全國的)으로 많이 발생(發生)하는 최근(最近) 논의 5대(大) 문제다년생(問題多年生) 잡초(雜草)중 올미, 벗풀에 대해 생태적(生態的) 특성(特性)을 밝히고자 1981년에 올미는 수원, 이리, 전주에서, 벗풀은 춘천, 수원, 밀양에서 영양번식체(營養繁殖體)를 수집(蒐集)하여 서울대 농대 실험답(實驗畓)에서 증식(增殖)한 후(後), 1982년(年)에 5월(月)20일(日), 6월(月)20일(日), 7월(月)5일(日)의 4 시기(時期)에 각각 재식(栽植)하여 재식시기(栽植時期)에 따른 형태(形態), 개화(開花), 생장(生長) 및 번식반응(繁殖反應)을 관찰(觀察), 조사(調査)하였던 바, 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 생태적(生態的) 특성(特性) 1) 올미 : 개화기(開花期)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 6월(月) 20일(日)~6월(月)23일(日), 7월(月) 5일(日) 재식시(栽植時) 7월(月)31일(日)~8월(月)9일(日)이었고 초장(草長), 분주수(分株數)는 각각 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 8.5 - 11 cm, 625-875 본(本)/$m^2$, 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 8-11.5cm, 250-625 본(本)/$m^2$이었고 주당(株當) 지하경수(地下莖數)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 1.26-1.79개(個), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 1.76-2.67개(個)이었다. 2) 벗풀 : 개화기(開花期)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 7월(月)13일(日)-7월(月)17일(日), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 8월(月)20일(日)-9월(月)6일(日)이었으며 초장(草長)은 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 65-70cm. 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 30-40cm 지하경수(地下莖數)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 15-40개(個), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 5-20개(個)이었 다. 2. 형태적(形態的) 특성(特性) 올미는 화서(花序)가 3단으로 형성(形成)된 것이 발견(發見)되었다, 벗풀에서 엽폭은 보풀과 갈이 좁았으며 그 정도는 1.0-2.5cm 이었다. 또한 춘천, 수원의 것이 밀양의 것보다 넓었다. 암꽃 화경(花梗)의 길이와 초장(草長)은 춘천의 것이 밀양, 수원의 것에 비해 작았다. 3. 생장(生長) 및 번식능력(繁殖能力) 차이(差異) 1) 올미 : 이리, 전주의 것이 수원의 것보다 분주수(分株數)가 많았으며 주당지하경수(主當地下莖數)는 수원의 것이 이리, 전주의 것에 비해 많았다. 또한 이러한 능력(能力)은 재식시기(栽植時期) 지연에 따라 감소(減少)하고 있다. 2) 벗풀 : 춘천의 것이 수원, 밀양의 것에 비해 초장(草長)이 작았으며 지하경수(地下莖數)는 밀양의 것이 춘천, 수원의 것보다 적었다. 또한 이러한 능력(能力)은 재식시기(栽植時期) 지연에 따라 감소(減少)하고 있다. 4. 올마, 벗풀의 지방수집종(地方蒐集種)들은 형태(形態) 및 생태적(生態的) 특성(特性)의 차이(差異)가 현저하여 각각(各各) 다른 새태종(生態種)으로 간주되며 초장(草長), 지상부(地上部) 생체중(生體中), 주당지하경수(主當地下莖數) 등 생육량(生育量)에서 작물(作物_에 대한 경합능력(競合能力)이 서로 다르므로 금후 그의 실용적(實用的)에 관한 연구(硏究)가 필요(必要)하다.
1. 콩나물의 뿌리원기(原基) 발생(發生)은 무처리(無處理)와 IAA는 처리후(處理後) 1일(日)에 각각(各各) 8.0, 10.0개(個)로 그 발생(發生)이 많았고, 세근(細根)도 처리후(處理後) 2일(日)에 이미 발생(撥生)된 반면(反面) BA나 BA가 함유(含有)된 처리(處理)에서는 뿌리원기(原基)의 발생(發生)이 크게 억제(抑制)될 뿐만 아니라 세근(細根)도 처리(處理) 5일(日) 후(後)에 발생(發生)되었다. 2. 콩나물의 수분보유력(水分保有力)은 생장조절물질(生長調節物質) 처리후(處理後) 3일(日)까지는 무처리(無處理)와 BA 25 ppm 및 인돌비간(間)에는 대차(大差)가 없었으나 처리후(處理後) 5일(日)부터 랑(郞) 시판(市販)될 수 있을 정도(程度)의 크기부터는 큰 차이(差異)를 보였다. 특(特)히 BA 25 ppm 처리시(處理時) 수분보유력(水分保有力)이 현저(顯著)히 증가(增加)하였다. 3. BA 25 ppm 처리시(處理時) 콩나물 하배축(下胚軸)의 ABA 함량(含量)은 0.0148 ${\mu}g$/fresh wt. g으로서 무처리(無處理) 0.0098 ${\mu}g$/fresh wt. g에 비(比)해 증가(增加)된 반면(反面) 뿌리에서는 BA 25 ppm 처리시(處理時) 0.049 ${\mu}g$/fresh wt. g으로서 무처리(無處理)에 비(比)해 다소(多少) 억제(抑制)되었으며. ABA 함량(含量)과 수분보유력간(水分保有力間)의 밀접(密接)한 관계(關係)가 있을 것으로 추찰(推察)되었다. 4. Thiophanate-methyl+thiram(상표(商標) 호마이) 등(等)의 몇 가지 종자(種子) 소독제(消毒劑)는 콩나물의 신장(伸長) 및 비대(肥大)에 뚜렷한 효과(效果)를 보이지 않고, 또한 세근발생수(細根發生數) 에도 무처리(無處理)와 유사(類似)하였다. 5. 콩나물 재배시(栽培時)에는 가급적(可及的) 관수(灌水)와 관수시간(灌水時間) 사이에 용비상부(容器上部)를 덮어서 재배(栽培)하는 것이 용기내(容器內) 자연발생(自然發生)하는 $C_2H_4$ 축적량(蓄積量)을 높여 콩나물의 비대촉진(肥大促進) 및 산정옥제(伸長抑制) 효과(效果)도 클 것으로 판단(判斷)된다.
제초제(除草劑) cyhalofop, pyrazosulfuron 및 pyribenzoxim 혼합처리(混合處理)의 상로작용(相互作用) 기작(機作)을 구명(究明)하고자 혼합제초제(混合除草劑)의 처리(處理)에 의한 ALS 활성(活性) 저해효과(沮害效果) 및 유리(遊離) 아미노산 함량변화(含量變化)와 집방산(脂肪酸) 함량변화(含量變化)를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. In vitro에서 ALS 활성(活性) 저해효과(沮害效果)는 pyribenzoxim의 $I_{50}$은 물피와 너도방동사니에서 각각(各各) 4${\times}$100 nM과 5${\times}$100 nM였으며, pyrazosulfuron의 $I_{50}$은 각각 4.5${\times}$10 nM과 4${\times}$10nM로 두 제초제(除草劑) 혼합처리시(混合處理時) ALS 활성(活性) 저해효과(沮害效果)는 저농도처리(低濃度處理)에서 상가적작용(相加的作用), 고농도처리(高濃度處理)에서는 독립작용(獨立作用)을 보였다. 2. 3종류(種類) 제초제(除草劑)(cyhalofop+pyribenzoxim+pyrazosulfuron 100+10+10 g ai/ha) 혼합처리(混合處理)에 의해 너도방동사니와 물피의 valine, leucine 및 isoleucine의 함량(含量)은 58~75%, 37%, 51%씩 각각(各各) 감소(減少)하여 저해정도가 물피보다 너도방동사니에서 더 컸으며, 그 경향은 cyhalofop을 혼합(混合)하지 않은 2종류(種類)의 혼합제초제(混合除草劑) 처리(處理)에서 다소 높았으나 초종(草種) 및 제초제(除草劑) 종류(種類)에 따라 상이(相異)하였다. 3. 3종(種)의 제초제처리(除草劑處理)에 의해 총(總) 지방산(脂肪酸) 함량(含量) 및 지방산(脂肪酸) 종류별(種類別) 함량(含量)이 모두 감소(減少)되었으나 지방산(脂肪酸) 함량(含量)에 대한 3종(種) 제초제간(除草劑間)의 길항작용(拮抗作用)은 없었다.
시험 화합물 KSC-13906에 대하여 이앙심도(移秧深度)와 감수심(減水深)의 차이에 의한 약해 및 약효 변동, 토양중 이동성 등의 효력 변동 요인과 인위적인 용출 조절 처리, dymron 및 타 제초제와의 혼합 처리에 의한 약해 경감 효과와 상호작용 특성 등을 온실에서 조사하여 결과를 요약 정리하면 다음과 같다. 2.5 엽기 어린 모의 경우 3cm 깊이로 이앙하고 이앙 10일 이후에 처리하는 것이 바람직하였다. 0 - 1cm/day의 무누수 조건보다 3 - 5cm/day의 감수심 조건에서 약효와 약해가 모두 감소되었다. KSC-13906는 3cm/day의 용출조건 에서 2cm 정도의 이동폭을 가지고 있었다. 인위적인 용출조절(溶出調節)에 의하여 KSC-13906의 배량 약해 경감 효과가 뚜렸하였으나 직파벼에 대한 약해를 완전히 제거시킬 수는 없었다. 약해 경감을 위한 dymron의 혼합처리 효과는 아주 우수하여 7 DAT 처리 KSC-13906 18g ai/ha까지도 직파벼가 안전하였고, 12 DAT 처리에서도 18g ai/ha까지 안전성을 증대시켰다. KSC-13906과 mefenacet의 2원 혼합 처리에서는 약해 경감 효과가 나다나지 않았지만, KSC-13906과 mefenacet 그리고 dymron 3원 혼합의 경우 처리한 전 조합에서 약해 문제는 피할 수 있었다. KSC-13906를 thiobencarb, piperophos, 2,4-D, diuron, quinclorac 등과 혼합할 경우 약해 - 약효측면에서 실용적인 장점을 찾을 수 없었으나 9 - 12g ai/ha의 KSC-13906과 250 - 500g ai/ha의 dymron을 혼합하거나, KSC 13906+mefenacet+dymron을 9+250+250g ai/ha로 조합 처리할 경우 실용화 가능성이 인정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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