본 연구는 귀화식물인 Solidago altissima, Amaranthus retroflexus, Sida spinosa 등을 이용하여 친환경 농자재로 개발하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수용성 추출액의 농도에 따른 수용체 식물의 발아 및 유식물 생장과 실험 병원균의 생장을 조사하였다. 공여체식물에 따른 수용성 추출액 농도가 증가됨에 따라 대부분 검정식물의 상대발아율은 감소하는 경향을 보이는데 S. spinosa(r=-0.540, p<0.01), Physalis wrightii(r=-0.693, p<0.01), A. retroflexus(r=-0.724, p<0.01), S. altissima(r=-0.728, p<0.01), Eclipta prostrata(r=-0.779, p<0.01) 순으로 감소하는 경향이 큰 것으로 조사되었고 평균발아일수도 처리구 농도가 증가함에 따라 발아하는데 소요되는 시간이 증가 되었으며(r=0.769, p<0.01) 공여체식물과 검정식물에 따라 약간의 정도 차이를 보였다. 또한 공여체식물의 수용성 추출액 농도가 증가함에 따라 유식물의 지상부의 길이(r=-0.587, p<0.01), 지하부의 길이(r=-0.741, p<0.01), 생체량(r=-0.574, p<0.01)과 뿌리털의 발생도 감소하였다. 한편 공여체식물의 수용성추출액 농도 증가에 따른 검정 병원균의 생장은 Botrytis cinerea(r=-0.266, p<0.05), Diaporthe citri(r=-0.323 p<0.01), Colletotrichum gloeosporioides(r=-0.512, p<0.01), Pythium ultimum(r=-0.581, p<0.01), Rhizoctonia solani(r=-0.806, p<0.01) 순으로 생장이 억제되었다. 제초 및 항균활성을 보이는 수용체식물의 총 페놀 함량은 S. altissima $17.3{\pm}0.5mg/g$, A. retroflexus $13.1{\pm}0.3mg/g$, P. wrightii $12.0{\pm}0.4mg/g$, S. spinosa $9.5{\pm}0.1mg/g$, E. prostrata $4.1{\pm}0.1mg/g$ 순으로 분석되었다. 이들 결과를 종합하면 귀화식물인 수용체식물들은 자생식물과의 경쟁을 함에 있어 알레로패시 효과를 나타내는 페놀 화합물 등이 수관 내 토양으로 방출하여 하부식생에 대한 발아 및 생장과 토양미생물 생장 등에 영향을 주기 때문에 경쟁적 우위를 점하고 있으며, 천연제초제 살균제로서의 활용 가능성을 가지고 있는 것으로 판단된다.
우리 나라 농가에서 재배되고 있는 약용작물과 출야에 자생하고 있는 주요 특용자원식물 10여가지로부터 추출한 추출액 이 무(radish) 의 발아 및 줄기, 뿌리의 생육과 줄기 뿌리의 건물중을 조사한 결과 각각의 농도에서 무의 발아 및 생육을 억제함을 나타내었다. 1. 식물체로부터 추출한 추출액의 산도가 종자의 발아에 미치는 영향을 알아보고자 각각의 특용자원식물의 pH를 조사해본 결과 거의 중성이나 약 알칼리성을 나타냈으며 당귀의 추출물의 농도가 5%, 10%에서 pH 산성 반응을 나타냈다. 2. 해바라기추출물의 농도가 10% 농도 일 때 63% 정도의 발아억제 효과를 나타내고 있으며, 도꼬마리, 당귀, 까마중의 추출물에서는 10% 농도일 때 거의 발아가 되지 않아 무의 발아에 추출물이 강한 억제 영향을 나타낸다는 것 을 알 수 있었다. 3. 줄기성장 관계를 보면 1% 농도에서는 무의 줄기 생장은 촉진되었으며 그 중에서도 둥굴레 추출물에서 거의 2배의 성장 촉진을 가져 왔으며 까마중 추출물도 1.9배의 촉진 효과를 나타냈다. 5% 농도일 때는 치커리 추출물에서는 control에 비해 2배로 생장이 우수하였으며 황기추출물은 75%정도의 생장억제를 나타내었고 도꼬마리, 당귀, 까마중 추출물에서는 전혀 성장하지 못하여 강한 생장억제 작용을 나타냈다. 4. 뿌리 생장에서 추출물농도 1%에서는 해바라기를 제외한 다른 특용자원식물에서는 뿌리의 생장이 있었다. 5%농도에서 치커리, 둥굴레는 생장을 촉진 시켰고, 10% 농도 까마중, 도꼬마리, 당귀 추출물에서는 전혀 생장되지 않았다. 5. 줄기의 건물중을 비교해 보면 해 바라기는 1%, 5%에서는 건물중이 비슷하였으나 10% 농도에서는 6%의 억제효과를 나타냈으며 치커리. 둥굴레는 저농도에서 오히려 건물중이 향상되는 경향이었으나 10% 농도에서는 강하게 억제하였고 당귀, 도꼬마리, 까마중은 전혀 건물중이 증가하지 않았으며 황기, 도꼬마리, 당귀, 까마중은 현저하게 건물중이 감소하였다. 6. 뿌리 의 건물중은 1%, 5%에서는 당귀, 까마중을 제외하고는 거의 억제되지 않고 10%에서는 황기, 도꼬마리, 당귀, 까마중은 뿌리의 자람이 억제되어 건물중의 증가가 전혀 이루어지지 않았다. 대부분의 특용 식물에서는 약간의 억제 효과가 있었으나 그 중에서도 도꼬마리, 당귀, 까마중 등은 무를 이용한 생물 검정법에서 강한 억제작용물질이 있는 것으로 나타나 이런 특용자원식물의 상호 억제작용을 이용한 잡초방제에 활용할 수 있을 것이며 allelopathy 물질의 분리, 동정, 포장에서의 cover crop(피복작물)로 이용시 잡초 억제 효과를 연구가 수행되어져야 할 것이다.
돼지풀의 추출물에 의한 잡초의 발아와 토양혼입에 따른 작물 및 잡초의 초기생육을 조사하였다. 돼지풀의 잎 추출물은 줄기 및 뿌리 추출물보다 잡초의 발아를 억제시켰으며, 5%농도에서 돌피, 바랭이 및 금방동사니의 발아율은 각각 23.0, 19.5 및 9.2%로 대조구와 비교하여 각각 68.3, 74.7 및 87.3% 억제되었다. 이러한 경향은 돼지풀의 혼입에 의한 작물과 잡초의 출아율에서도 비슷하게 나타났는데 출아 억제효과는 돌피보다 바랭이와 금방동사니에서 보다 높은 것으로 나타났다. 그러나 돼지풀의 혼입은 콩과 옥수수의 출아에 영향을 미치지 않았다. 돼지풀의 잎 혼입량이 5%까지 증가함에 따라 돌피, 바랭이, 금방동사니의 초장은 대조구와 비교하여 각각 48, 63 및 66% 억제되었다. 돼지풀 혼입에 따른 잡초의 생육으로 돌피, 바랭이 및 금방동사니의 건물중은 대조구와 비교하여 각각 72, 78 및 71% 억제되었다.
The characteristics of 124 Phytolacca americana present areas and 88 surrounding absent areas over the country were investigated and compared from July 2016 to Sept 2017. The Phytolacca americana was confirmed as having been nationally distributed and is usually found in roadsides at an altitude of 380 m (26%), forest edges (24%), forests (19%), sunny spots (60%), dry soils (53%), sandy loams (31%) and sand+gravel soils (22%). 321 taxons consisting of 79 families, 209 genera, 289 species, 2 subspecies, 26 varieties and 4 cultivars and 286 taxons consisting of 76 families, 195 genera, 256 species, 2 subspecies, 24 varieties and 4 cultivars were found in the Phytolacca americana present areas and the absent areas, respectively. The relative net contribution degree was found highest in the Phytolacca americana (100) followed by Robinia pseudoacacia (29.4), Humulus japonicus (8.8) and Artemisia princeps (6.0) in the present areas, while it was found highest in Robinia pseudoacacia (100) followed by Humulus japonicus (44.4), Artemisia princeps (35.9), Pueraria lobata (18.6) and Setaria viridis (12.3) in the absent areas. The Raunkier's life form in the present/absent areas was found highest in the therophytes (34%/34%), followed by hemicryptophytes (17%/18%), megaphanerophytes and mesophanerophytes (18%/17%), nanophanerophytes (11%/11%) and geophytes (9%/11%). There was no significant difference in the species diversity between the present (2.141) and the absent (2.124) areas. However, the allelopathic agent and light blocked-out by the Phytolacca americana could possibly inhibit germination and the development of other species; especially, where a difference in species diversity was found high in forests, compared to other habitats (p=0.0605). Accordingly, it is suggested to review possible disturbances of native species habitats in shady spots including forest gaps, although the effect of Phytolacca americana on the ecological system in the suburban open and disturbed areas is not large.
밭 주요(主要) 우점잡초(優占雜草) 중 allelopathy 작용성(作用性)을 보였던 쑥, 냉이, 쇠비름 및 토끼풀에 대하여 이들 잡초(雜草) 중에 존재(存在)하는 phenol화합물(化合物)을 Paper chromatography(PC) 및 High performance liquid chromatography(HPLC)에 의하여 분리(分離) 확인(確認)하였고, 검출(檢出)된 phenol화합물(化合物)이 검정식물(檢定植物)의 발아(發芽) 및 생장(生長)에 미치는 영향(影響)을 검토(檢討)하였다. PC에 의하여 검정(檢定)된 phenol화합물(化合物)은 4초종(草種) 모두에서 methanol추출물(抽出物) 보다는 물추출물(抽出物)에서 많은 종류(種類)가 확인(確認)되었다. 4초종(草種)의 두가지 추출물(抽出物) 모두에서 PC로 분리(分離)된 phenol화합물(化合物)은 ferulic acid이었으며, benzoic acid는 물추출물(抽出物)에서만 확인(確認)되었다. HPLC에 의해서는 hydroquinone, p-hydroxybenzoic, ferulic 및 cinnamic acid가 전초종(全草種)에서 분리(分離)되었다. PC 및 HPLC로 분리(分離) 확인(確認)된 phenol화합물(化合物) 중 p-hydroxyhenzoic, ferulic 및 cinnamic acid는 검정식물(檢定植物)의 발아(發芽) 및 발아후(發芽後) 생육(生育)에 높은 억제효과(抑制效果)를 보였다. 이들 phenol화합물(化合物)은 일반적(一般的)으로 발아(發芽)보다는 유묘(幼苗)의 근생장(根生長)에 더 큰 저해(沮害)를 나타내었다.
해바라기의 상대억제작용(相對抑制作用)(타감작용(他感作用), Allelopathy) 및 천연제초제(天然除草劑)로서의 개발가능성(開發可能性)에 관한 시험(試驗)을 1988-1991년(年)에 걸쳐 국제미작연구소(國際米作硏究所) 농학(農學), 생화학부(生化學部) 및 국립(國立)필리핀 대학교(大學校) 화학과(化學科) 천연물(天然物) 연구실(硏究室)에서 수행(遂行)하여 얻은 결과중(結果中) 상대억제작용성(相對抑制作用性) 해바라기 근분비물질(根分泌物質)의 생물검정(生物檢定) 및 상대억제작용물질(相對抑制作用物質)(Allelochemicals)의 HPLC 분석결과(分析結果)는 다음과 같다. 1. 해바라기 근분비물질(根分泌物質)의 산(酸) 및 중성분획물질(中性分劃物質)을 생물검정재료(生物檢定材料)로 사용한 피 (Echinochloa colona (L.) Link 및 무 (Raphanus sativus L.)의 발아(發芽)가 유의성(有意性)있는 억제(抑制)를 보인 반면 알칼리 및 수용성분획(水溶性分劃)에서는 억제작용(抑制作用)이 나타나지 않았다. 2. 피의 경우 해 바라기 근분비물질(根分泌物質)의 분획물질(分劃物質) $10{\mu}l$ 농도(濃度)에서부터 유의적(有意的)인 생장억제(生長抑制)가 인정(認定)되었으며 지상부(地上部) 신장억제(伸張抑制)보다 지하부(地下部) 신장억제(伸張抑制)가 산(酸) 및 중성분획(中性分劃)에서 더 강하게 나타났다. 3 무의 경우 농도(濃度)에 관계없이 지상(地上) 및 지하부(地下部) 신장억제(伸張抑制)가 산(酸) 및 중성분획(中性分劃)에서 각각 높게 나타났다. 4. 생물검정(生物檢定)에서 강한 상대억제작용(相對抑制作用)을 보인 산성분획물질(酸性分劃物質)의 HPLC분석결과(分析結果) hydroquinone, ${\beta}$-resorcyclic acid, vanillic acid, caffeic acid, salicylic acid, quercetin 등의 물질(物質)이 확인(確認)되었다. 한편, 중성분획물질(中性分劃物質)에서는 Hydroquinone, gentisic acid, ${\beta}$-resorcyclic acid, vanillic acid, caffeic acid, ferulic acid, quercetin 등이 각각 동정(同定)되었다.
서양금혼초(Hypochaeris radicata Linne)에 함유되어있는 화학물질이 사료작물의 미치는 allelopathy효과를 구명하기 위하여 본 실험을 실시하였다 서양금혼초에 함유되어 있는 allelochemicals 물질을 HPLC에 의해 성분 분석한 결과 계절적, 부위별로 차이가 있었으나 $\rho$-hydroxybenzoic acid, chlorogenic acid, catechin, caffeic acid, syringic acid, salicylic acid, $\rho$-coumaric acid, ferulic acid, naringin, hesperidin, myricetin, krans-cinnamic acid, quercetin, naringenin 등 14 종류의 phenolic compounds 성분을 확인하였고 caffeic acid, ferulic acid, naringenin 3종류는 공통으로 함유하고 있는 것으로 분석되었다. 5월에는 일, 7월에는 꽃과 뿌리에서 많은 양의 phenolic acids가 함유되어있고 특히 뿌리에 sali-cylic acid $2085.6{\mu}g/g$,와 quercetin $1522.0[\mu}g/g$,로 함량이 높았다. 서양금혼초 수용성 추출액으로 처리한 사료작물의 생장을 조사한 결과 품종에 따라 처리구와 대조구의 값이 같은 경우도 있으나 모든 조사 항목에서 대조구 보다 처리 값이 낮아 사료작물의 생장이 억제 된 것이 확인되었고 처리농도가 높을수록 강한 억제효과를 나타내었다. 수량의 변화를 조사한 결과 사료작물 품종에 따라 차이가 있으나 전체적으로 억제효과를 나타내었으며 처리농도가 높을수록 강한 억제효과를 나타내었다. 이러한 결과 서양금혼초는 사료작물에 대한 allelopathy 효과가 있음을 밝혀냈다. 특히 화본과 사료작물의 경우 italian ryegrass, 콩과 사료작물의 경우는 purple alfalfa가 생장억제효과가 높게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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