서론
화본과 잡초에 선택적으로 살초활성을 갖는 aryloxyphenoxypropionate계와 cyclohexanedione계 제초제들의 작용점은 식물에서 지방산 생합성 과정의 초발효소인 acetyl CoA carboxylase (ACCase)로 알려져 있다(Aung et al., 2017; Devine and Shimabukuro, 1994). 1970년대 중반에 소개된 ACCase계 제초제는 작물재배 시 발생하는 화본과 잡초들을 방제하기 위하여 현재까지도 널리 사용되고 있다.
우리나라의 경우 1990년대 직파재배가 확산됨에 따라 화본과잡초인 피(Echinochloa oryzicola)가 문제가 되었으며, 피의 조기 방제에 대한 필요성이 증가하였다. Quinclorac은 피 5엽기까지 방제가 가능하여 피 방제용으로 사용량이 증가하였으나, 후작물에 대한 약해 문제로 사용이 중단되었다. 그 대책으로 aryloxyphenoxypropionate계의 fenoxaprop-P-ethyl이 피 방제를 위해 사용되었으나, 벼(Oryza sativa)에 대한 약해 문제가 발생하였다. 이후 90년대 cyhalofop-butyl이 등록되었으며, 현재까지 피 방제를 위해 가장 광범위하게 사용되고 있다(Im et al., 2009).
전 세계적으로 ACCase 저해제에 대한 저항성 잡초는 1982년 diclofop-methyl에 저항성인 rigid ryegrass (Lolium rigidum)에서 처음으로 발견되었으며(Heap and Knight, 1982), 이후 48초종의 화본과 잡초에서 저항성이 보고되었다(Heap, 2017).
우리나라에서는 fenoxaprop-P-ethyl이나 cyhalofop-butyl이 광범위하게 사용되기 전까지는 ACCase 저해제에 대한 피의 저항성은 보고된 바가 없었으나(Lee et al., 2004), 이들 약제가 널리 사용되기 시작한 후에는 충남 서산 및 전북 등의 서해안을 중심으로 한 지역들에서 cyhalofop-butyl에 대한 저항성 피의 발생이 다수 보고되어 왔다(Im et al., 2009; Im et al., 2017; Lee et al., 2012; Park et al., 2010; Park et al., 2014; Park, et al., 2011). 따라서 본 연구에서는 제초제 저항성 피의 연구가 미흡한 경남지역에서의 저항성 피의 발생과 저항성 정도를 알아보기 위한 실험을 수행하였다.
Cyhalofop-butyl에 대한 감수성 및 저항성 피의 선발
2013년 9월 하순부터 10월 말까지 경남지역 5개 시군에서 100개의 피 종자를 개체별로 수집하여 저항성 실험을 수행하였다. 종자의 휴면타파를 위해 4°C에서 30일간 저온 침지 하였으며, 직경 7 cm, 높이 6.5 cm의 원형 plastic pot에서 최아된 종자를 파종하여 4-4.5엽기까지 생육시켰다. 약제는 표준량(250 g a.i. ha-1)으로 처리하였으며, 배부식 분무기를 이용하여 1000 L ha의 양으로 분사하였다. 저항성 여부는 약제처리 15일 후에 달관평가(0: 약해없음, 100: 완전고사, 50 이하: 저항성, 50 이상: 감수성) 하였으며, 실험은 3반복으로 수행하였다. 수집한 총 100개체 중 7개체(함양 1, 고성 5, 진주 1)가 생존하여 저항성으로 확인되었으며, 그 중 경남 함양의 수집종이 가장 높은 저항성을 보였다.
Cyhalofop-butyl에 대한 약량반응
위 결과에서 저항성이 가장 높은 함양의 1개체와 5개체의 감수성 피를 선발하여 포장에서 증식한 후 수확한 종자를 약량반응 실험에 사용하였다. 피 3.5-4엽기에 cyhalofop-butyl EC를 감수성 피는 0, 31.3, 62.5, 125, 250, 500 g a.i. ha-1, 저항성 피는 0, 125, 250, 500, 1,000, 2,000 g a.i. ha-1의 농도로 처리하였으며, 실험은 완전임의배치법 3반복으로 하였다. 조사는 약제 처리 8일후 지상부를 채취하여 95°C에서 48시간 건조시켜 건물중을 측정하였으며, 피 생육의 50%를 저해하는 농도(GR50, herbicide rates required to reduce plant growth 50%) 값은 sigmaplot을 이용하여 sigmoidal의 logistic, 4 parameter를 이용한 비선형회귀분석을 사용하여 구하였다(Seefeldt et al., 1995). 선발된 감수성 5개체의 GR50값은 66-234 g a.i. ha-1였고, 평균 147 g a.i. ha-1로 나타났다. 함양 지역의 저항성 피의 GR50값은 738 g a.i. ha-1 였으며, 감수성 개체들과의 R/S값은 3-11배였고, 평균 5.01배로 나타났다(Table 1).
국내에서 저항성 피가 가장 문제가 되는 지역은 전북으로 Im et al. (2010)이 수행한 실험결과에 의하면 전북 지역에서 수집한 34개체의 강피에 cyhalofop-butyl을 표준량으로 처리한 결과 13개체(38.2%)가 생존한 것으로 보고되었다. 본 연구결과 cyhalofop-butyl에 대한 경남지역 수집종 피의 저항성 개체는 7%에 불과하며, 전북지역의 약 20% 수준으로 낮은 경향을 보였다. 하지만 제초제 저항성 잡초의 특성상 일단 저항성 개체가 발생한 지역에서 같은 종류의 제초제를 연용한다면 저항성 문제는 크게 확대될 것이다. 상대적으로 저항성 피의 발생정도가 낮은 경남지역에서 직파재배보다는 이앙재배를 추천하거나 같은 작용을 갖는 제초제의 사용을 회피하는 등 체계적인 저항성 관리방안을 이행한다면 제초제 저항성 피의 확산을 지연시키거나 막을 수 있을 것으로 사료된다.
