본 실험은 국내 논에서 우점하고 있는 주요 제초제 저항성 잡초들과 저항성잡초 가능성이 매우 높은 잡초들의 초종별 방제가능 제초제들을 설정하기 위하여 실시하였다. ACCase 및 ALS 저해제들에 대한 저항성 강피 방제에는 이앙전 처리제인 oxadiazon, pyrazolate, pretilachlor, benzobicyclone+thiobencarb들은 강피 0.5엽기에서 효과적이었으며, benzobicyclon+fentrazamide+bensulfuron, benzobicyclon+mefenacet+bensulfuron와 benzobicyclone+cafenstrole+pyrazosulfuron-ethyl은 강피 2엽기까지 효과적으로 방제되었다. 국내 논에서 발생하고 있는 주요 SU계 제초제 8 초종들에 대한 대체약제들의 반응은 benzobicyclon과 mesotrione은 방동사니과 및 광엽잡초, bromobutide는 매자기를 제외한 방동사니과, carfentrazone과 pyrazolate는 광엽잡초들에 각각 효과적이었다. SU계 제초들에 대하여 저항성 가능성이 높은 다년생 벗풀에는 carfentrazone과 pyraclonil, 그리고 일년생 여뀌바늘에는 carfentrazone, pyraclonil과 mesotrione이 효과적이었다.
HPPD 효소를 저해하여 카로티노이등 생합성을 억제하는 최근에 등록된 제초제 benzobicyclon 및 mesotrione+pretilachlor에 대한 통일형(장립종) 및 일반벼(단립종)간 약해 발생 차이 및 수량영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 제초제 MP 및 bezobicyclon에 대한 약해 반응은 벼 생태형에 따라 달랐는데 통일형 벼인 한아름벼, 한아름2호, 다산벼는 대부분 약해인 백화증상이 나타났으나 일반형인 주남조생, 일미벼, 주남벼는 약해증상을 거의 보이지 않았다. 제초제 별로는 MP가 benzobicyclon보다 초기에 약해발생이 심하였으나 후기에는 차이가 없었다. 통일형 벼는 제초제 처리 후 5일부터 백화증상을 보였고 10일에 약해증상이 뚜렷하였으며 처리 후 20일에는 약해증상이 처리 후 10일 보다 약해지는 경향이었다. 제초제 처리에 따른 카로티노이드 합성은 백화현상과 비슷하게 butachlor 대비 MP 처리가 benzobicyclon처리보다 초기에 더 억제가 되었으나 후기에는 차이가 없었다. 3. Benzobicyclon 및 MP 처리에 대한 약해로 통일형벼의 출수기가 butachlor 처리보다 3일가량 지연되었고, $m^2$당 수수가 11~50개가 적고 등숙비율이 0.9~7.5% 낮아져 쌀 수량은 benzobicyclon 처리가 7~10%, MP처리는 3~5% 감수하였다. 4. 하지만 일반형 품종은 benzobicyclon 및 MP를 처리해도 출수기, 벼 생육특성 및 쌀 수량은 butachlor처리와 차이가 없었다.
본 연구의 목적은 Protox 저해형 제초제 저항성인 형질전환벼계통(MX, PX, AP37)과 비형질전환벼(WT) 백미에 대한 미질, 무기물, 구성아미노산, 유리아미노산 및 유리당 함량을 조사하였다. 형질전환벼계통의 완전미, 식미값, 단백질 및 백도(MX와 AP37제외)는 비형질전환벼에 비해 높거나 유사하였고, 형질전환벼 계통의 분상질립, 균열립 및 쇄미(PX와 AP37제외)는 비형질전환벼에 비해 낮았다. 그러나 피해립과 아밀로스함량에서는 형질전환벼계통과 비형질전환벼간에 유의적인 차이가 없었다. PX의 K 함량과 PX와 AP37의 Cu 함량은 WT에 비해 적었을 뿐 일부 다른 무기물에서는 WT보다 형질전환벼계통에서 오히려 높거나 유의적인 차이가 없었다. 대부분 구성 아미노산 함량은 형질전환벼계통에서 WT에 비해 높았거나 유사하였고, 단지 AP37의 Isoleucine 함량만이 WT에 비해 적었다. 한편 유리아미노산 Leucine과 Tyrosine의 경우는 PX와 AP37에서 그리고 총 유리아미노산의 함량의 경우는 PX에서만 WT에 비해 유의적으로 감소하였다. 그러나 형질전환벼 계통의 다른 종류의 유리 아미노산 함량은 WT과 유사하였다. MX와 PX의 Sucrose 함량은 WT에 비해 적었으나 형질전환벼계통의 fructose, glucose 및 maltose 함량은 WT에 비해 높거나 유사하였다. 따라서 Protox 유전자는 벼의 양분구성에 부정적인 영향을 미치지 않는다고 할 수 있다.
토양 중에서 3개월과 6개월간 $^{14}C-bentazon$을 숙성시키는 동안 방출된 $^{14}CO_2$의 량은 처리 방사능의 각각 6.1과 14.8%이었다. 토양중의 지렁이는 벼의 뿌리에 의한 $^{14}C-bentazon$의 흡수를 증가시켰다. 토양중의 $^{14}C-bentazon$으로부터 방출되는 $^{14}CO_2$량은 벼를 재배하거나 지렁이가 존재할 때 증가하였다. 벼에 의한 $^{14}C-bentazon$ 잔류물의 흡수는 토양중 지렁이의 유무에 관계없이 숙성기간이 증가함에 따라 현저히 감소하였다. 벼의 경우에는 옥수수를 이용한 연구와 비교해 볼 때 $^{14}C-$표지화합물의 훨씬 많은 량이 지상부로 이행되었다. 추출 불가능한 흡착잔류물의 량은 3개월까지는 숙성기간이 증가할수록 현저히 증가하였다. 토양으로부터 추출된 화합물의 극성은 숙성기간과 벼의 생육에 따라 증가하였으며 이는 극성 대사 산물의 형성을 시사해 준다.
벼 직파재배에서 난방제 잡초인 사마귀풀의 몇가지 생태적 특성 및 토양처리형 제초제에 대한 반응을 조사하였다. 실험조건중 사마귀풀종자의 발아율은 $22^{\circ}C$에서 가장 높았으며, 휴면타파를 위한 최적온도는 $4^{\circ}C$ 이었다. 휴면타파를 위한 저장기간에 따른 발아율은 저장기간이 길어짐에 따라 발아 율이 높았고 저장 6주부터 95%이상 발아되었다. 발아를 위한 적정 토양수분은 35%(w/w) 범위였고, 파종심도별 출현율은 밭조건에서는 2cm, 논조건에서는 표면에서 가장 높았다. 벼와 사마귀풀의 종간 경합은 사마귀풀의 재식 밀도가 증가됨에 따라 벼의 초장 및 경수는 감소하였다. 포장에서 제초제에 대한 사마귀풀의 방제효과는 pyrazosulfuron-ethyl + mefenacet(2.1+105 g ai/10a) 입제와 piperophos+dimethametryn(8.8+2.2 g ai/10a) 입제에서 $91{\sim}98%$의 방제효과를 보였으며, 사마귀풀을 효과적으로 방제하기 위하여 $2{\sim}3$엽기이내에 처리하는 것이 효과적으로 나타났다.
담수표면산파와 이앙재배 조건에서 benzobicyclon에 대한 총체 사료용 벼 4품종 및 계통의 약해 반응 차이를 검토한 결과는 다음과 같다. 목우는 모든 재배양식, 처리온도, benzobicyclon 처리량에서 100% 백화 증상을 보였다. 녹양, 목양, 수원560은 benzobicyclon 기준량 처리에서는 백화 증상이 나타나지 않거나 매우 경미하였다. 그러나 benzobicyclon 배량 처리에서 이들 3품종 및 계통은 담수표면산파의 경우 백화 현상이 0-8% 발생하였고, $27^{\circ}C$의 고온 처리에서는 초장의 단축 정도가 컸다. 이앙재배의 경우 이들 3품종 및 계통은 평균기온 $18^{\circ}C$와 $21^{\circ}C$에서 백화 증상을 보이지 않았던 반면, $24^{\circ}C$와 $27^{\circ}C$에서는 품종에 따라 2-32%의 백화증상을 나타내었고 건물중도 감소하는 경향을 보였다. Benzobicyclon 배량의 고온처리에서 이와 같은 약해 증상은 일반형 품종인 일품에서도 나타났다. 결과적으로, 목우는 benzobicyclon에 대한 약해가 매우 심하였으며, 녹양, 목양, 수원560은 benzobicyclon 기준량 처리에서는 약해를 보이지 않았다.
Oxyfluorfen에 내성(耐性) 벼 3품종(品種)과 감수성(感受性) 벼 4품종(品種) 및 피를 공시하여 $10^{-6}M$ 농도로 처리하여 24시간 암배양(暗培養)하고 광(光)에 0, 2, 4, 6시간 노출 후에 항산화효소(抗酸化酵素)의 활성 차이와 항산화효소(抗酸化酵素)의 isozyme 변화를 조사하였다. 1 내성(耐性) 및 감수성(感受性) 벼품종(品種) 자체의 APOX, CAL, POX, NR, GR, MDAR 및 SOD의 항산화효소(抗酸化酵素) 활성(活性)은 차이가 없었으나, 감수성(感受性)인 피는 다른 벼품종(品種)들보다 활성(活性)이 아주 낮았다. 그리고 lipoxygenase는 내성(耐性) 벼품종(品種)들보다 감수성(感受性) 벼품종(品種)과 피에서 활성(活性)이 다소 높은 경향이었다. 2. Oxyfluorfen 처리 후 항산화효소(抗酸化酵素)인 MDAR, POX, GR 및 SOD는 내성(耐性) 벼품종(品種)들이 감수성(感受性) 벼품종(品種)들과 피보다 활성(活性)이 높았다. 3. Oxyfluorfen 처리 후 POX 동위효소(同位酵素)변화는 처리농도가 증가할수록 내성(耐性) 벼품종(品種)들에서 C band 활성(活性)이 증가하였으나, 감수성(感受性) 벼품종(品種)에서는 활성(活性)증가가 없었다. 감수성(感受性) 피에서는 B band가 $10^{-4}M$ 처리에서 활성(活性)이 다소 감소하였다. 4. Oxyfluorfen 처리에 따른 GR, SOD 및 AO 동위효소(同位酵素)는 내성(耐性)과 감수성(感受性) 벼품종(品種)들간에 각 band 활성(活性)은 차이가 없었으나, GR 동위효소(同位酵素)는 $10^{-4}M$ 처리시 감수성(感受性)인 피에서 C band가 소실되었다. 5. Oxyfluorfen 처리에 따른 esterase 동위효소(同位酵素)의 변화는 B, C 및 D band에서 내성(耐性) 벼품종(品種)보다 감수성(感受性) 벼품종(品種)에서 활성(活性)감소가 컸으며, 감수성(感受性)인 피는 $10^{-4}M$ 처리시 A band가 소실되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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