2,4-D의 제제(製劑)가 달라짐에 따라 다양(多樣)한 토양환경(土壤環境) 속에서 방출(放出)된 2,4-D 유효성분(有效成分)이 불활성화(不活性化)하는 속도와 식물(植物)에 흡수(吸收), 이행(移行)하는 속도간에 차이가 유발된 것임을 예상하고, 이들 차이를 검정식물의 생장반응으로 파악할 목적으로 일련의 시험을 하였다. 시험은 온실내에서 $30{\times}45{\times}13cm$ 의 4각폿트에 검정식물로 피(Echinochloa crus-galli)와 자귀풀(Aeschynomene indica)을 공시(供試)하여 수행하였으며, 40% 2,4-D amine salt [2,4-D/AS]와 19.7% complex of rice husk lignin/2, 4-Dichloropheoxy acetic acid [2,4-D/LG]를 200g ai/Ha로 처리(處理)하였다. 공시(供試)된 토양환경(土壤環境)으로는 시비량(施肥量), 토양산도(土壤酸度), 유기물시용량(有機物施用量) 및 토성(土性)으로서 기준토양(基準土壤)(check soil)을 포함하여 각각 3수준(水準)을 두고 3반복(反復)으로 수행(遂行)되었다. 시비량(施肥量)이 증대(增大)될수록 제초활성(除草活性)은 높고 오래 지속(持續)되었으며, 산성(酸性)이 강화(强化)되거나, 유기물(有機物) 시비량(施肥量)이 적을수록 제초활성(除草活性)이 높고 지속성(持續性)이 커지는 경향(傾向)이었다. 또한 전반 조건하에서 두 검정식물 모두 2,3-D/AS보다도 2,4-D/LG에 의하여 제초활성(除草活性)이 높고 장기간 지속(持續)되는 경향(傾向)임을 인정할 수 있었다. 그러나 토성(土性)에 따라서는, 제제간(製劑間)에 일정한 경향없이, 2,4-D/AS가 단기간(短期間)에 걸친 다양방출(多樣放出)로 식물흡수(植物吸收)보다 토양중에서의 불활성화가 크게 야기된는 반면, 2,4-D/LG는 장기간에 걸친 소량방출로 토양중불활성화(土壤中不活性化)보다 식물흡수기회(植物吸收機會)가 증대(增大)되는데 따른 것으로 해석된다.
본 연구는 국내의 자연생태계에 확산되고 있는 외래 기생식물인 미국실새삼의 분포와 그에 따른 생육지의 유형을 구분하여 기주식물을 조사하고, 그에 따른 생태계 영향을 파악함으로써 미국실새삼의 확산 저감을 위한 관리 계획을 수립하는데 기초가 되는 자료를 제공하고자 하였다. 미국실새삼의 분포는 전국적으로 확산이 이루어지고 있으며 주요 생육지 유형은 경작지변(54.3%), 도로변 나지(41.3%), 인공초지(4.3%) 등 3가지로 구분되었다. 총 37과 95속 119종 10변종 1아종 등 130분류군의 기주식물이 확인되었으며, 목본식물이 4.6%를 차지하고 외래식물은 30분류군으로 전체 기주식물 중 23%로 나타났다. 기주식물의 생활형을 분석한 결과 일년생식물(Th)이 68분류군, 52.3%로 가장 높게 출현 하여 미국실새삼의 생육지가 교란이 많이 일어나는 지역임을 확인할 수 있었다. 기주식물 중 유용식물을 분석한 결과 총 90분류군으로 기주식물 중 69.2%를 차지하였으며, 식용자원 59(45.4%)분류군, 약용자원 54분류군(41.5%), 공업용과 관상용자원이 13분류군(10%), 초지자원 9분류군(6.9%)으로 확인되었다.
Echinochloa colona(L.) Link의 생장(生長), 발육(發育) 및 형태적(形態的) 특징(特徵)을 전생활환(全生活環)을 통(通)해서 조사(調査)하였다. E. colona는 파종후(播種後) 2~3일(日)에 발아(發芽)하며, 파종후(播種後) 8일(日)이면 2엽기(葉期)에 도달한다. 생장(生長)의 초기(初期)에는 근장(根長)이 초장(草長)보다 길지만, 파종후(播種後) 4주(週)간 경과(經過)되면서 이 관계(關係)는 뒤바뀐다. 분얼(分蘖)은 주경(主莖)의 제6엽(第6葉)이 출현(出現)될 때 주경(主莖)의 제3엽(第3葉)으로부터 시작된다. 영양생장기(營養生長期) 동안의 엽(葉) 및 분얼(分蘖)은 일정(一定)한 규칙성(規則性)에 따라 전개(展開)되어 14엽기시(葉時期)에는 19개(個)의 분얼(分蘖)(1차(次) 분얼(分蘖)5, 2차(次) 분얼(分蘖) 12, 3차(次) 분얼(分蘖) 1 및 절분얼(節分蘖 1)을 이루었다. 경엽(莖葉)/근부중량비(根部重量比)는 출수직전(出穗直前)에 가장 높았다. 원추화서(圓錐花序)중 가장 짧은 소수(小穗)는 상위(上位) 2번째의 것으로 가장 적은 수(數)의 종자(種字)를 생산(生産)한다. 이 소수(小穗)로부터 하위(下位)의 소수(小穗)로 내려갈수록 소수(小穗)의 길이와 소수당(小穗當) 종자생산수(種字生産數)는 증가(增加)된다. 종자(種字)의 무게는 하위소수(下位小穗)의 것이 상위소수(上位小穗)의 것보다 가벼웠으며, 발아력(發芽力)도 낮았다. 부정근(不正根)의 신장(伸張)은 화경(花硬)의 엽초기부에서 이루어지며, 그 신장력(伸張力)은 오래된 화경(花硬)에서 보다는 어린 화경(花硬)에서 더욱 컸다.
다년생잡초(多年生雜草) 올방개 방제용(防除用) 제초제(除草劑) benfuresate와 cinosulfuron의 생물적(生物的) 특성(特性)을 구명하기 위하여 1993년 온실(溫室) 및 포장시험(圃場試驗)을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 논토양중(土壤中)에서 benfuresate와 cinosulfuron는 각각 2cm와 6cm깊이까지 수직이동(垂直移動)됨으로써 올방개 생육(生育)을 억제(抑制)시켰다. 2. Benfuresate는 올방개의 뿌리에서 주로 흡수(吸收)되었고 cinosulfuron은 뿌리와 줄기는 물론 중경(中莖)에서도 흡수(吸收)되었다. 3. 토양처리(土壤處理)로서 발생(發生)이 억제(抑制)된 올방개의 재출현율(再出現率)은 benfuresate에 비하여 cinosulfuron 처리구(處理區)에서 훨씬 높았으나 재생후(再生後) 생장속도(生長速度)에 있어서는 반대로 benfuresate 처리구(處理區)에서 빨랐다. 4. Benfuresate는 고살형(枯殺型)으로서 눈의 고사율(枯死率)은 높은 반면 살아있는 측아(側芽)가 빠른 생장(生長)을 하였으나, cinosulfuron은 억제형(抑制型)으로서 눈의 고사율(枯死率)은 낮은 반면 살아있는 측아(側芽)가 기형적(畸形的)으로 빈약(貧弱)한 생장(生長)을 하였다. 5. 토양처리(土壤處理)를 할 경우(境遇) benfuresate는 올방개의 발생전(發生前)부터 발생직후(發生直後)(초장(草長) 2cm)까지 방제(防除)가 가능(可能)하였으나 cinosulfuron은 발생전(發生前)부터 생육중기(生育中期)(초장(草長) 15cm)까지 90% 이상(以上)의 방제효과(防除效果)를 보였다. 6. Cinosulfuron을 경엽(莖葉)에 산포(散布)할 경우(境遇) 올방개 방제효과(防除效果)는 양호(良好)하였으나 벼에 약해(藥害)가 우려(憂慮)되었다. 7. Benfuresate/bensulfuron 입제(粒劑)의 경우(境遇) 벼 생육후기(生育後期)로 갈수록 올방개 방제효과(防除效果)가 낮아졌으나 cinosulfuron/mefenacet/dymron 입제(粒劑)의 경우(境遇)에는 벼 이앙후(移秧後) 65일(日)까지 높은 방제효과(防除效果)를 보였다.
비광요구형 디페닐에테르계 화합물인 TOPE의 제초작용 생리를 알기 위하여 온실에서의 제초특성을 비롯한 식물색소대사, 전자전달계, 단백질 및 핵산대사 등에 미치는 TOPE.의 영향을 조사하였다. 작용발현 속도가 광요구형 디페닐에테르계보다는 늦지만 엽신부의 고사와 동시에 생육저해 및 생장점에서의 분열이상이 관찰되었으며 절취된 오이자엽에 처리될 경우 전해질 누출과 더불어 엽주변부의 심한 분열이상이 초래되었다. 그러나 2,4-D와 같은 오옥신 활성은 아니었다. 저광도에서의 엽록소 형성 저해정도는 관찰되지 않았으며 oxyfluorfen 과는 달리 protoporphyrin IX의 축적도 유기되지 않았으나, 카로티노이드 성분은 모두 비정상적으로 증가되었다. 탈수소효소의 활성 또는 미토콘드리아에서의 호흡활성은 일정농도에 서 증가되는 경향을 보이나 호흡저해제들은 TOPE에 의한 전해질 누출을 경감시키지 못하였다. 한편 광합성 전자전달 저해는 고농도에서만 관찰되었다. 오이의 전해질 누출과 분열이상을 지표로 한 TOPE와의 상호작용 실험에서 전해질 누출에 대하여 cycloheximide는 상승적으로, chloramphenicol, actinomycin-D, hydroxyurea는 길항적으로 작용하였고, cycloheximide, actinomycin-D, hydroxyurea 등은 자엽의 이상분열을 경감시켰다. 이는 TOPE가 핵산대사에 관여됨을 시사해 주는 것으로써 오이자엽 및 벼 근에 TOPE를 처리했을 때 RNA 및 단백질보다 DNA의 증가가 보다 빠른 시기에 일어났다. 따라서 TOPE가 처리되면 비정상적인 핵산대사 촉진으로 인해 제반 생리작용이 교란되고 이어 엽신부의 고사와 분열이상 등의 제초활성이 발현되는 것으로 생각된다.
경남지역 제초제 저항성 피의 발생현황과 저항성 정도를 알아보기 위하여 벼 재배 논에서 100개체의 피 종자를 수집하여 ACCase 저해제인 cyhalofop-butyl에 대한 약량반응 실험을 수행한 결과, 수집한 피의 7%가 저항성으로 조사되었다. 선발된 감수성 5개체의 $GR_{50}$값은 평균 $147g\;a.i.\;ha^{-1}$로 나타났고, 함양 지역의 저항성 개체의 $GR_{50}$값은 $738g\;a.i.\;ha^{-1}$ 로 R/S (ratio of resistance to sensitivity)값은 5.01배로 나타났다. 현재 경남지역에서의 저항성 피의 발생 수준은 낮은 것으로 나타났지만, 저항성 피의 확산을 지연시키거나 막기 위해서는 주기적인 저항성 피의 모니터링과 체계적인 저항성 잡초 관리방안을 마련하여 수행할 필요가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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