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.
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.
A field study was conducted at Miryang in 2011 to evaluate differential sensitivity of six rice cultivars, three Indica${\times}$Japonica rice (long grain, cv. Hanareumbyeo, Hanareum2, Dasanbyeo) and three Japonica rice (short grain, Nampyung, Ilpumbyeo and Junamjosaeng) cultivars, to ben...
A field study was conducted at Miryang in 2011 to evaluate differential sensitivity of six rice cultivars, three Indica${\times}$Japonica rice (long grain, cv. Hanareumbyeo, Hanareum2, Dasanbyeo) and three Japonica rice (short grain, Nampyung, Ilpumbyeo and Junamjosaeng) cultivars, to benzobicyclon, mesotrione+pretilachlor (MP) and butachlor (control) in transplanting rice and their treatment influences on rice yield. All Indica${\times}$Japonica rice cultivars exhibited susceptible to both benzobicyclon and MP as reflected by higher visual injury and carotenoid biosynthesis inhibition when compared with Japonica rice cutlivars. The percentage of foliar chlorosis of Indica${\times}$Japonica rice was only 0.9~4.7% for benzobicyclon at 13 days after treatment (DAT) and 30.3~64.4% for MP at 5DAT but it increased rapidly to 88.4~91.2% at 12~20DAT. However, most of the Japonica cultivars are tolerant to bezobicyclon and MP. There was no visible leaf chlorosis but carotenoid biosynthesis was slightly inhibited. Based on relative carotenoid content reduction of benzobicyclon and MP to butachlor, the Indica${\times}$Japonica rice showed 4.6~15.6 fold higher compared with the Japonica rice. The heading date of the injured rice plant was delayed by 3 days and panicle number per square meter and ripened grain ratio were reduced as compared with the control treatment of butachlor. Rice yield of the Indica${\times}$Japonica rice cultivars treated with benzobicyclon and MP was reduced by 7~10%, 3~5%. respectively. The result indicates that rice cultivars vary in tolerance to HPPD-Inhibiting herbicides and Indica${\times}$Japonica rices were more susceptible than the Japonica rices to MP and benzobicyclon. Rice yield of the Indica${\times}$Japonica rices was also significantly reduced by the those herbicide treatments.
A field study was conducted at Miryang in 2011 to evaluate differential sensitivity of six rice cultivars, three Indica${\times}$Japonica rice (long grain, cv. Hanareumbyeo, Hanareum2, Dasanbyeo) and three Japonica rice (short grain, Nampyung, Ilpumbyeo and Junamjosaeng) cultivars, to benzobicyclon, mesotrione+pretilachlor (MP) and butachlor (control) in transplanting rice and their treatment influences on rice yield. All Indica${\times}$Japonica rice cultivars exhibited susceptible to both benzobicyclon and MP as reflected by higher visual injury and carotenoid biosynthesis inhibition when compared with Japonica rice cutlivars. The percentage of foliar chlorosis of Indica${\times}$Japonica rice was only 0.9~4.7% for benzobicyclon at 13 days after treatment (DAT) and 30.3~64.4% for MP at 5DAT but it increased rapidly to 88.4~91.2% at 12~20DAT. However, most of the Japonica cultivars are tolerant to bezobicyclon and MP. There was no visible leaf chlorosis but carotenoid biosynthesis was slightly inhibited. Based on relative carotenoid content reduction of benzobicyclon and MP to butachlor, the Indica${\times}$Japonica rice showed 4.6~15.6 fold higher compared with the Japonica rice. The heading date of the injured rice plant was delayed by 3 days and panicle number per square meter and ripened grain ratio were reduced as compared with the control treatment of butachlor. Rice yield of the Indica${\times}$Japonica rice cultivars treated with benzobicyclon and MP was reduced by 7~10%, 3~5%. respectively. The result indicates that rice cultivars vary in tolerance to HPPD-Inhibiting herbicides and Indica${\times}$Japonica rices were more susceptible than the Japonica rices to MP and benzobicyclon. Rice yield of the Indica${\times}$Japonica rices was also significantly reduced by the those herbicide treatments.
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문제 정의
지금까지 이들 제초제에 대한 약해발생 연구결과는 주로 폿트시험 결과이고 아직 포장시험 연구결과에 대한 보고는 없는 실정이다. 따라서 이들 제초제에 대한 통일형벼의 포장 약해 발생에 따른 생육 및 수량 영향을 구명하여 농가 현지지도 기초자료로 제공하고자 시험을 수행하였다.
가설 설정
1)Means with the same letters in a column did not significantly differ at 5% by DMRT.
1)Means with the same letters in a column did not significantly differ at 5% by DMRT.
제안 방법
시비량은 질소, 인산, 칼리를 성분량으로 10a당 통일형벼는 18, 4.5, 5.7 kg, 일반벼는 9, 4.5, 5.7 kg을 질소는 요소로서 기비 50%, 분얼비 20%, 수비 30%로, 인산은 용성인 비로서 전량 기비로, 칼리는 염화칼리를 기비 70%, 수비 30%로 시비하였다. 물관리, 잡초방제 등 기타 재배관리는 기능성작물부 기계이앙 표준재배법에 준하였으며 시험은 단구제로 실시하였다.
6+4% GR, Butachlor(대조)는 5% GR를 사용하였다. 약제는 ha당 benzobicyclon은 이앙전 3일에 4 L(SC), MP는 이앙후 5일에 15 kg(GR), Butachlor는 이앙후 5일에 30 kg(GR)를 수면처리 하였으며 제초제의 농도는 각각 350 g a.i. ha-1, 90 g, 1,500 g a.i. ha-1이었다.
약해조사는 처리 후 7일과 14일에 달관으로 반복당 20포기씩 3반복으로 백화된 개체수를 조사하여 총재식 개체수 비율로 나누어 나타내었다. 백화정도는 카로티노이드 함량을 조사하였다(Hartmut Lichtenthaller, 1987).
대상 데이터
본시험은 2011년 국립식량과학원 기능성작물부 시험포장(덕평통)에서 실시하였다. 통일형(인도형×일본형) 벼 인한아름벼 한아름2호, 다산벼와 일반벼 품종인 주남벼, 일미벼, 주남조생을 전년도 폿트시혐결과에 따라 선택하여 4월 25일에 파종한 다음, 30일 모를 5월 25일에 재식거리 25×12 cm로 기계이앙하였다.
통일형(인도형×일본형) 벼 인한아름벼 한아름2호, 다산벼와 일반벼 품종인 주남벼, 일미벼, 주남조생을 전년도 폿트시혐결과에 따라 선택하여 4월 25일에 파종한 다음, 30일 모를 5월 25일에 재식거리 25×12 cm로 기계이앙하였다. 제초제는 benzobicyclon는 3.5% SC, MP는 mesotrione+pretilachlor 0.6+4% GR, Butachlor(대조)는 5% GR를 사용하였다. 약제는 ha당 benzobicyclon은 이앙전 3일에 4 L(SC), MP는 이앙후 5일에 15 kg(GR), Butachlor는 이앙후 5일에 30 kg(GR)를 수면처리 하였으며 제초제의 농도는 각각 350 g a.
통일형(인도형×일본형) 벼 인한아름벼 한아름2호, 다산벼와 일반벼 품종인 주남벼, 일미벼, 주남조생을 전년도 폿트시혐결과에 따라 선택하여 4월 25일에 파종한 다음, 30일 모를 5월 25일에 재식거리 25×12 cm로 기계이앙하였다.
이론/모형
7 kg을 질소는 요소로서 기비 50%, 분얼비 20%, 수비 30%로, 인산은 용성인 비로서 전량 기비로, 칼리는 염화칼리를 기비 70%, 수비 30%로 시비하였다. 물관리, 잡초방제 등 기타 재배관리는 기능성작물부 기계이앙 표준재배법에 준하였으며 시험은 단구제로 실시하였다. 수량은 4.
물관리, 잡초방제 등 기타 재배관리는 기능성작물부 기계이앙 표준재배법에 준하였으며 시험은 단구제로 실시하였다. 수량은 4.5 m2 면적을 수확하여 건조 후 무게를 측정하였으며 수량구성요소 등 주요 생육특성은 농촌진흥청 농사시험 조사기준에 준하였다.
백화정도는 카로티노이드 함량을 조사하였다(Hartmut Lichtenthaller, 1987). 제초제를 처리한 후 7일과 14일에 벼 잎을 4 cm2 크기로 잘라 95%에탄올 8 ml를 담은 팰콘튜브에 넣은 후 4℃에서 48시간 추출한 다음 상등액을 spectrophotometer(VERSA MAX, Molecula Devices)를 이용하여 470 nm, 648 nm, 664 nm에서 흡광도를 측정하여 Lichtenthaller(1987)의 등식을 이용하여 카로티노이드 함량을 계산하였다. 카로티노이드 색소 합성 억제 정도는 100-(benzobicyclon, MP처리시 카로티노이드 함량/butachlor처리시 카로티노이 함량)×100으로 계산하여 나타내었다.
성능/효과
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.
2. 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, m2당 수수가 11∼50개가 적고 등숙비율이 0.9∼7.5% 낮아져 쌀 수량은 benzobicyclon 처리가 7∼10%, MP 처리는 3∼5% 감수하였다.
4. 하지만 일반형 품종은 benzobicyclon 및 MP를 처리해도 출수기, 벼 생육특성 및 쌀 수량은 butachlor처리와 차이가 없었다.
Benzobicyclon 및 MP 처리에 따른 약해는 백화증상이 신엽에서 나타났는데 MP의 경우 처리 후 5일부터 약해가 나타나기 시작하여 10일경에 가장 뚜렷하였으며 처리후 15일에는 84.6∼91.5%의 벼가 약해를 입었다.
5% 낮았으며 현미 천립중도 가벼웠다(표 4). 그 결과 쌀 수량은 657~688 kg/10a으로 butachlor처리에 비해 benzobicyclon 처리가 7～10%, MP 처리는 3～5% 감수하였다. 반면, 일반형 벼 품종은 통일형 품종과 달리 benzobicyclon 및 MP, butachlor 처리에서 출수기, 벼 생육특성 및 쌀 수량은 차이가 없었다.
또한 등숙비율도 0.9∼7.5% 낮았으며 현미 천립중도 가벼웠다(표 4).
일반벼에서 카로티노이드 합성 억제가 있었으나 benzobicyclon에서는 5∼12%, MP 처리에서는 27~33%로 낮았다.
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.
통일형벼인 한아름벼, 한아름2호 및 다산벼는 benzobicyclon 및 MP 처리시 약해 발생에 따른 초장은 대조 제초제인 butachlor과 비슷하여 초장감소는 없었으나 m2당 경수는 butachlor의 처리보다 58∼93개가 적었다.
후속연구
그러나, 최근 가공용 쌀 원료곡의 생산비 절감을 위해 통일형 벼 품종인 한아름벼, 안다벼 등 재배면적이 점차 증가하고 있어 제초제 반응이 일반벼와 다른 통일형 벼의 안전농사를 위해 농가에서는 제초제 사용시 위의 제초제는 적합하지 않고, 대신 약해가 없는 제초제를 사용해야 할 것으로 사료된다. 또한, 장기적으로는 제초제 등록시험시 재배면적이 점차 늘어나는 특수미 및 통일형 벼 품종에 대해서 약해 및 약효시험을 포함하여 약해발생문제를 사전에 방지하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
, 2009). 반면 butachlor를 통일형벼에 처리시 약해 증상을 보이지 않아 MP 및 benzobicyclon 대체용으로 사용 가능할 것으로 사료된다.
, 2008). 벼 생태형간 내성 차이에 대한 원인은 명확하지 않으나 잡종 수수의 mesotrione에 대한 내성차이는 mesotrione 성분을 분해시키는 정도에 따라 달랐다는 보고가 있어(Abit and Al-Katib, 2009) 벼도 수수와 같은 작용기작을 가질 것으로 추정되나 추후 이에 대한 구명시험이 필요 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내의 논에 발생하는 설포닐우레아계 저항성잡초에는 어떤 것이 있는가?
, 2002; Abit and Al-Khatib, 2009; Abit et al., 2009), 우리나라에서는 논에 발생하는 설포닐우레아계 저항성잡초인 물달개비, 알방동사니, 마디꽃 등을 방제하기 위해 최근에 등록된 제초제로서 MP는 벼 이앙후 5～7일에 잡초출아전 처리제로, benzobicyclon는 써레질 직후~이앙 2일전, 이 앙후 5～7일(초기), 이앙후 10～12일(초중기), 이앙후 15일(중기)까지 토양수면 처리제로 등록되었다(KCPA, 2010). Mesotrione 및 benzobicyclon은 모두 carotenoid 생합성에 관여하는 p-hydroxyphenyl pyruvate dehydrogenase(HPPD) 효소를 억제하여 plastoquinone의 생합성을 저해하여 최종적으로는 carotenoid의 생합성을 억제하여 신엽의 백화(whitening) 현상을 일으켜 수일내에 식물체를 고사시킨다(Barta and Boger, 1996; Pallett et al.
국내에서 육성한 통일형 벼 품종에는 어떤 것이 있는가?
하지만 미래의 식량위기와 남북통일 등을 대비 안정적인 식량 공급을 위하여 통일형 다수성 벼 품종을 지속적으로 육성한 결과, 다산벼, 한아름벼, 세계진미 등과 같은 품종을 보급 해오고 있다(Choi et al., 1997; Ha et al.
Mesotrione 및 benzobicyclon이 식물체를 고사시키는 과정은?
, 2009), 우리나라에서는 논에 발생하는 설포닐우레아계 저항성잡초인 물달개비, 알방동사니, 마디꽃 등을 방제하기 위해 최근에 등록된 제초제로서 MP는 벼 이앙후 5～7일에 잡초출아전 처리제로, benzobicyclon는 써레질 직후~이앙 2일전, 이 앙후 5～7일(초기), 이앙후 10～12일(초중기), 이앙후 15일(중기)까지 토양수면 처리제로 등록되었다(KCPA, 2010). Mesotrione 및 benzobicyclon은 모두 carotenoid 생합성에 관여하는 p-hydroxyphenyl pyruvate dehydrogenase(HPPD) 효소를 억제하여 plastoquinone의 생합성을 저해하여 최종적으로는 carotenoid의 생합성을 억제하여 신엽의 백화(whitening) 현상을 일으켜 수일내에 식물체를 고사시킨다(Barta and Boger, 1996; Pallett et al., 1997; Garcia et al.
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