제초제 Mefenacet의 토양 중 분해에 미치는 토양유기물과 토양수분에 의한 영향 Influence of soil organic matter and moisture on the persistence of the herbicide mefenacet in soils원문보기
제초제 mefenacet의 토양 중 분해 특성을 알아 보고자 2 종의 토양을 비살균 토양을 대조로 하여 몇가지 조건으로 전처리한 다음 120일 동안 항온배양하면서 그 잔류량을 분석한 결과 약제처리 후 70일 경과시 대조토양은 $55\sim63%$가 분해 소실되었으나 살균토양에서는 $32\sim33%$, 담수토양에서는 $33\sim35%$가 소설 되어 mefenacet의 분해에 토양 미생물의 활성이 크게 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 mefenacet의 토양 중 분해에 미치는 수분함량의 영향을 조사한 결과 90 일간 배양 시 그 반감기는 포장 용수량의 20%와 50%에 해당하는 7.8%, 19.5%의 수분이 첨가된 토양에서는 각각 83과 82일 이었으며 80%인 31.2%의 수분이 첨가된 토양의 반감기가 61일로 단축되어 토양 수분 함량이 높을수록 mefenacet의 토양 중 분해 소실이 빠르게 일어남을 알 수 있었다. 결과적으로 mefenacet의 토양 중 분해 소실에는 토양 성분 중 유기물 함량과 토양 수분 함량이 중요한 인자로 작용하며 토양 미생물이 토양 성분과 더불어 mefenacet의 분해에 중요한 역할을 하고 있음을 시사하고 있다.
제초제 mefenacet의 토양 중 분해 특성을 알아 보고자 2 종의 토양을 비살균 토양을 대조로 하여 몇가지 조건으로 전처리한 다음 120일 동안 항온배양하면서 그 잔류량을 분석한 결과 약제처리 후 70일 경과시 대조토양은 $55\sim63%$가 분해 소실되었으나 살균토양에서는 $32\sim33%$, 담수토양에서는 $33\sim35%$가 소설 되어 mefenacet의 분해에 토양 미생물의 활성이 크게 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 또한 mefenacet의 토양 중 분해에 미치는 수분함량의 영향을 조사한 결과 90 일간 배양 시 그 반감기는 포장 용수량의 20%와 50%에 해당하는 7.8%, 19.5%의 수분이 첨가된 토양에서는 각각 83과 82일 이었으며 80%인 31.2%의 수분이 첨가된 토양의 반감기가 61일로 단축되어 토양 수분 함량이 높을수록 mefenacet의 토양 중 분해 소실이 빠르게 일어남을 알 수 있었다. 결과적으로 mefenacet의 토양 중 분해 소실에는 토양 성분 중 유기물 함량과 토양 수분 함량이 중요한 인자로 작용하며 토양 미생물이 토양 성분과 더불어 mefenacet의 분해에 중요한 역할을 하고 있음을 시사하고 있다.
In order to elucidate a degradation characteristics of herbicide mefenacet in soil, the persistence in soils was studied under laboratory conditions for $90\sim120$ days at $28^{\circ}C$. Mefenacet residues were determined from the two soils which pre-treated by sterilization a...
In order to elucidate a degradation characteristics of herbicide mefenacet in soil, the persistence in soils was studied under laboratory conditions for $90\sim120$ days at $28^{\circ}C$. Mefenacet residues were determined from the two soils which pre-treated by sterilization and flooding, respectively. Non-sterilized upland soil was used as a control. When 70 days elapsed from application time, $55\sim63%$ of mefenacet applied were dissipated in control soils. However, $32\sim33%$ of mefenacet applied were dissipated in the sterilized soils and $33\sim35%$ was dissipated in the flooded soils. 까 lese results indicated that the degradation of mefenacet was assumed to be due to microorganism, especially aerobic microbes. In order to elucidate the influence of water content on the persistence of mefenacet in soil, water content in soils was adjusted to 20, 50, and 80% of the water-holding capacity(Field capacity, WHC). The half-life of mefenacet in soil containing 20% and 50% of WHC were 82 and 73 days, respectively, after incubation for 90 days. However, the half-life in soil containing 80% of WHC was shortened to 61 days. These results indicated that degradation of mefenacet in soil was influenced by the activity of soil microorganism, organic matter content and water content.
In order to elucidate a degradation characteristics of herbicide mefenacet in soil, the persistence in soils was studied under laboratory conditions for $90\sim120$ days at $28^{\circ}C$. Mefenacet residues were determined from the two soils which pre-treated by sterilization and flooding, respectively. Non-sterilized upland soil was used as a control. When 70 days elapsed from application time, $55\sim63%$ of mefenacet applied were dissipated in control soils. However, $32\sim33%$ of mefenacet applied were dissipated in the sterilized soils and $33\sim35%$ was dissipated in the flooded soils. 까 lese results indicated that the degradation of mefenacet was assumed to be due to microorganism, especially aerobic microbes. In order to elucidate the influence of water content on the persistence of mefenacet in soil, water content in soils was adjusted to 20, 50, and 80% of the water-holding capacity(Field capacity, WHC). The half-life of mefenacet in soil containing 20% and 50% of WHC were 82 and 73 days, respectively, after incubation for 90 days. However, the half-life in soil containing 80% of WHC was shortened to 61 days. These results indicated that degradation of mefenacet in soil was influenced by the activity of soil microorganism, organic matter content and water content.
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문제 정의
미생물에 의한 농약의 분해에 관여하는 요인은 토양 수분, 유기물 함량, 산도, 온도 그리고 광물조성 등이며 특히 토양 수분과 유기물의 함량이 중요한 요인으로 알려져 있다(Richardson과 Epstein, 1971; Green, 1974; Rijnaarts 등, 1990). 따라서 본 실험 에서는 논 토양의 전처리 과정이 서로 상이한 조건하 에서 mefenacet의 분해소실 경향을 알아보고 토양의 구성성분 중에서 토양 유기물, 토양 미생물의 활성 및 토양 수분함량이 mefenacet의 잔류에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
제안 방법
2%가 되도록 증류수를 가한 후 3일 동안 28℃의 항온기내에서 전 배양한 후 mefenacet이 1 ㎎/㎏이 되도록 각각 3반복으로 처리하고 3시간 동안 정치하여 유기용매를 날려 보내고 28℃ 항온기내에서 정치 배양하면서 처리 후 5시간(0일), 3, 7, 21, 45, 70 및 90일에 시료를 수거하여 상기의 방법으로 추출하고 표 2의 분석 조건으로 GLC/NPD를 이용하여 그 잔류량을 분석하였다. 매 시료 분석시 매 시료의 정밀한 잔류량 검정을 위한 표준 검량선을 작성하여 그 잔류량을 환산하였고 배양 중 증발로 인하여 소실된 수분은 5일 간격으로 증류수를 이용하여 보충 하였다.
토양의 물리화학적 특성에 따른 mefenacet의 분해 특성을 구명하기 위하여 토양 A와 B를 살균토양(SS), 비살균토양 (NS) 그리고 담수토양 (FS) 으로 구분하여 조제하였다. 살균토양은 고압 살균기를 이용하여 121 ℃, 15 lb 압력에서 30분 동안 3회 연속하여 살균하고 음건한 후 수분함량을 측량하여 포장 용수량(토양 A,39.0%, 토양 B, 27.8%)의 60% 수준인 23.4%, 16.7%로 수분을 조절하여 사용하였다(이와 김, 1998). 또한 담 수토양은 유리시험관내 토양 표층에서 1.
5 cm 높이로 증류수를 채워 담수상태를 유지하였다. 상기와 같은 전처리 과정을 거치지 않은 토양을 대조구로 하여 각각의 토양 50 g 에 토양수분은 증류수를 이용하여 포 장 용수량의 60% 수준으로 조절한 다음 유리 시험관 에 넣고 3일 동안 28℃ 의 항온기내에서 전배양 (preincubation)한 후, mefenacet 표준용액(1,000 mg//)으 로 전체농도가 1 ㎎/㎏ 이 되도록 처리한 다음 28℃ 항온기내에서 정치 배양하였으며 배양 중 증발에 의해 소실된 수분은 5일 간격으로 살균증류수를 이용하여 보충하였다.
정제하였다. 정제 방법은 Florisil(magnesium silicate, 60-120 mesh, Sigma Co.) 5 g을 zi-hexane으로 충전한 유리 칼럼(11 mm ID x 400 mm L.)에 상기 농축 시료 중 5 mL를 가하고 5% acetone이 포함된 n-hexane용액 70 mL를 3 mL/min의 속도로 흘려서 버린 후 15% acetone 이 포함된 n-hexane 용액 60 mL로 용출하여 40℃에서 감압 농축 하였다. 농축잔사는 5 mL의 zi-hexane으로 재 용해하여 GLC/NPDS.
토양 A와 B 각각 50 g 을 300 mL 삼각 플라스크 에 칭량한 후 mefenacet 표준용액(100 mg/Z)으로 그 농도가 0.1, 1.0 ㎎/㎏ 이 되도록 각각 3반복으로 처리 한 다음 3시간 동안 정치하여 유기용매를 날려 보내 고 상기의 추출 및 분석조건에 따라 실험하여 분석법 의 회수율을 구하였다.
토양수분 함량에 따른 mefenacet의 잔류특성을 구명 하고자 음건 토양(토양 A) 50 g 을 유리 시험관에 넣 고 토양 수분함량을 포장 용수량의 20, 50 및 80%인7.8, 19.5 및 31.2%가 되도록 증류수를 가한 후 3일 동안 28℃의 항온기내에서 전 배양한 후 mefenacet이 1 ㎎/㎏이 되도록 각각 3반복으로 처리하고 3시간 동안 정치하여 유기용매를 날려 보내고 28℃ 항온기내에서 정치 배양하면서 처리 후 5시간(0일), 3, 7, 21, 45, 70 및 90일에 시료를 수거하여 상기의 방법으로 추출하고 표 2의 분석 조건으로 GLC/NPD를 이용하여 그 잔류량을 분석하였다. 매 시료 분석시 매 시료의 정밀한 잔류량 검정을 위한 표준 검량선을 작성하여 그 잔류량을 환산하였고 배양 중 증발로 인하여 소실된 수분은 5일 간격으로 증류수를 이용하여 보충 하였다.
토양의 물리화학적 특성에 따른 mefenacet의 분해 특성을 구명하기 위하여 토양 A와 B를 살균토양(SS), 비살균토양 (NS) 그리고 담수토양 (FS) 으로 구분하여 조제하였다. 살균토양은 고압 살균기를 이용하여 121 ℃, 15 lb 압력에서 30분 동안 3회 연속하여 살균하고 음건한 후 수분함량을 측량하여 포장 용수량(토양 A,39.
대상 데이터
본 실험에 사용된 토양은 충북 청주시 석판리와 복 대동 소재 논토양을 채취하여 사용하였으며 그 이화 학적 특성은 표 1에 나타내었으며 토양 A와 B의 포 장용수량은 각각 39.0, 27.8%, 수분함량이 각각 8.45,7.95%인 토양을 사용하였다.
성능/효과
그리고 각각의 수분조건에서의 mefenacet의 반감기 를 산출해본 결과 7.8%와 19.5%의 수분함유 토양에서는 각각 83과 73일인데 비해 80%의 수분 함유 토양 에서는 그 반감기가 61일 이었다. 결과적으로 토양 수분함량이 증가할수록 mefenacet의 분해가 촉진됨을 알 수 있었고 그 결과는 표 4와 그림 4에 나타내었다.
3%)에 기인한 것으로 토양 유기물에 의한 토양환원상태의 촉진으로 mefenacet을 분해하는 토양 미생물의 증식과 활성에 영향을 주었 음을 시사하고 있다. 그리고 약제 처리 후 120일이경과하였을 때는 토양 A와 B에서 대조 토양의 반감 기가 각각 57일과 69일 인데 비해 살균토양에서는 각각 90일과 83일, 담수토양에서는 90일과 89일로서 처 리간 차이가 줄어들었고 토양 A와 B 간의 토양 반감 기도 실험기간이 길어질수록 그 차이가 크지 않았다. 살균토양과 대조토양간의 반감기의 차이가 줄어든 것은 장기간의 배양 중 외부 미생물의 부분적인 오염이 원인인 것으로 사료된다.
본 실험에서 약제처리 후 90일 동안 배양하였을 때 수분함량이 7.8%와 19.5%인 토양에서는 각각 58.7%,61.2%의 mefenacet이 분해 소실되었으나 31.2%의 수 분이 첨가된 토양에서는 65.7%가 분해 . 소실되었다.
또한 각 토양의 분해 . 소실율을 근거로 하여 토양 중 반감기를 산출해 본 결과 표 3에서 보는 바와 같이 약제 처리 후 70일 경과 시 토양 A와 #세서 비 살균토양(대조구)의 경우 토양 반감기가 각각 68일과 55일 이었는데 비해 살균토양에서는 151과 131일, 그리고 담수토양의 경우 각각 108일과 126일로 대조구 와 큰 차이를 나타냈다. 그리고 토양 A와 B 간의 초기 분해 소실율의 차이는 토양 유기물의 함량 차이 (토양 A, 3.
토양 수분 함량이 mefenacet의 잔류에 미치는 영향을 알아본 결과, 수분 함량이 7.8%, 19.5%인 토양에서 mefenacete 매우 유사한 분해 소실 경향을 나타내었 고 3L2%일 경우에는 상대적으로 빠른 분해양상을 보였다. Hurled Walker(1980)에 의하면 토양 중 제초제 의 분해에 있어 토양 수분 함량이 높을수록 그 분해 속도가 증가하며, 그것은 토양 미생물의 활성이 높아 짐을 반영한다고 하였다.
표 2에 제시한 GLC/NPD분석법에 의한 토양 중 mefenacet의 회수율은 토양 A와 B에서 각각 96.7과97.4%로 양호하였고 최소 검출량은 0.2 ng 이었으며 검출한계는 0.02 ㎎/㎏ 이었다.
참고문헌 (16)
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Green, R. E. (1974) Pesticide-clay-water interactions. In Pesticide in Soil and Water. W.D. Guenzi(ed.), SSSA, Madison, WI, USA, pp.3-37
Hurle, K. and A. Walker (1980) Persistence and its prediction. In Interactions between herbicides and the soil; R. J. Hance(ed.). Academic Press, London, pp.83-122
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Rijnaarts, H. H. M., A. Bachmann, J. C. Jumelet and A. J. B. Jehnder (1990) Efffect of desorption and intraparticle mass transfer on the aerobic biomineralization of $\grave{a}$ -hexachlorocyclohexane in a contaminated calcareous soil. Environ. Sci. Technol. 24: 1349-1354
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