Lee, Choi, Kim, Cha, Byon, and Lee: Registration of Paddy Fields Herbicide, Madangbal®

Kye-Hwan Lee[1]Jae-Myoung Choi[1]Kyung-Hyun Kim[1]Jong-Chul Cha[1]Seung-Hee Byon[1]InYong Lee[2]

Abstract

We present 'Madangbal®' (a mixture of benzobicyclone, penoxsulam, and pyraclonil DT) as an effective herbicide for controlling herbicide-resistant weeds in rice paddies within 15 days after transplanting. This herbicide mixture is effective against herbicide-resistant weeds such as Monochoria vaginalis var. plantaginea and Scirpus juncoides, which are resistant to sulfonylurea herbicides. Pyraclonil, as a PPO (protoporphyrinogen IX oxidase) inhibitor, is particularly effective against annual weeds (at pre-emergence ~ early post-emergence) and can suppress the development of subsequent weeds. Furthermore, this herbicide formulation is designed to be labor-saving.

Keyword



등록 제초제 이름 및 성분조성

ʻ마당발®’은 ㈜경농(Kyung Nong corporation, Seoul, Korea)에서 개발한 제초제로 논에 발생하는 일년생 및 다년생잡초를 방제하기 위하여 이앙 후 15일경에 수면투척 처리하는 생력형 제형이다. 품목명은 벤조비사이클론·페녹슐람·피라클로닐 직접살포정제(Tablet for direct application, DT)이고, 유효성분 함량은 5.48% (3.5+0.48+1.5%)이다.

처리시기 및 방제대상 잡초

ʻ마당발®’은 기계이앙벼(어린모) 이앙 후 15일경에 적용하는 제초제로 25 g짜리 제형을 10a당 20개를 수면투척 처리하여 논에 발생하는 일년생 및 다년생잡초(10종)를 효과적으로 방제할 수 있다(BPP, 2021). 2019~2020년 사이에 여러 시험기관의 다양한 조건에서 시험한 결과, 방제가능한 초종은 일년생잡초(피, 물달개비, 가막사리, 여뀌, 여뀌바늘, 자귀풀, 알방동사니) 7종이고, 다년생잡초(올챙이고랭이, 올방개, 벗풀) 3종이며, 이들 잡초에 대한 방제효과는 90%이상이다(Table 1).

Table 1

Weed spectrum and control efficacy of ‘Madangbal®’ in paddy rice fields in Korea (BPP, 2021).

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유효성분과 작용기작

ʻ마당발®’은 3가지 유효성분(benzobicyclon, penoxsulam, pyraclonil)으로 구성되어 있으며, 이에 대한 특성 및 각 성분의 작용기작은 다음과 같다. Benzobicyclon은 일본 SDS Biotech (Tokyo, Japan)이 1992년에 개발한 수도용 제초제이다. 이 제초성분은 논에 살포되면 잡초의 뿌리, 유아부, 경엽기부 등으로 흡수되어 경엽부 및 근부로 이행하며, 약제처리 후에 추출·전개되는 잡초의 신엽을 백화(whitening)시킨다. 그 후 괴사(necrosis)증상의 발생과 함께 생육이 억제되어 결국에는 죽게 되어 백화형 제초제라고도 부른다(BPP, 2021). 이는 뿌리와 잎을 통해서 식물체 내로 흡수되어 4-hydroxyphenyl pyruvate dioxygenase (HPPD) 효소활성을 억제시킴으로서(CABI, 2020) plastquinone 생합성을 저해하며, 최종적으로 신엽의 탈색 및 백화현상을 일으켜 수일 내에 식물체를 고사시킨다. 유효성분 20~30 g a.i. 10a-1 범위에서 잡초발생 전과 발생초기에 담수토양처리로 물달개비, 고랭이류 등 논에서 방제가 필요한 잡초를 약 40~50일간 방제할 수 있다. 잡초에서의 감수성은 사초과잡초 > 광엽잡초 > 화본과잡초의 순이다. 따라서 benzobicyclon은 논에 발생하는 강피와 물달개비, 밭뚝외풀을 비롯한 일년생잡초와 다년생 광엽잡초인 벗풀, 사초과인 고랭이류(올챙이고랭이, 수원고랭이), 너도방동사니 등의 다년생잡초에 방제효과가 우수하다. 특히 sulfonylurea (SU)계 제초제에 저항성을 보이는 물달개비와 올챙이고랭이에 대한 방제에 탁월하다(BPP, 2021).

Penoxsulam은 미국 DowAgro Science (현, Corteva Agriscience, Indianapolis, USA)에서 개발된 SU계 제초제이다. Penoxsulam은 분지아미노산(leucine, isoleucine, valine)의 생합성에 관여하는 acetolactate synthase (ALS)의 활성을 저해하여 제초효과를 나타낸다(BPP, 2021). 그로 인해 잡초의 잎, 줄기, 뿌리 등을 통하여 흡수되어 신초의 괴사 등 생장점이 황화되어 2~4주정도 경과되면 고사하게 된다. 이 제초성분은 살포 직후부터 잡초의 생육을 정지시키고, 처리 후 1~2주 사이에 잎의 황화나 괴사가 나타나 약 3주 사이에 완전 고사에 이르게 된다. 이 제초제는 잡초의 경엽부 및 근부 모두에서 흡수된다. 게다가 식물체내에서의 이행성도 있기 때문에 안정적인 제초효과를 보인다. 또한 경엽처리 효과와 토양잔효력도 함께 가지고 있어 처리 후에 발생하는 잡초도 억제할 수 있다. 그리고 다른 ALS 저해제들과는 달리 ALS의 다른 부분에 결합하거나 다른 효소 결합 특성을 가지고 있는 것으로 추정하고 있다. 이 제초제는 적은 약량(2.4 g a.i. 10a-1)으로 3엽기까지의 피, 일년생 광엽잡초, 발생 왕성기부터 증식기까지의 올챙이고랭이, 가래, 너도방동사니, 올미 등과 같은 다년생잡초에 대해 높은 선택성을 가지고 있다(BPP, 2021).

Pyraclonil은 일본 Kyoyu Agri Co., Ltd. (Tokyo, Japan)에서 개발한 수도용 제초제이다. 이는 엽록소 생합성 경로의 protoporphyrinogen Ⅸ oxidase (PPO)를 저해하여 protoporphyrinogen Ⅸ 축적을 유도하고 이로 인해 활성산호 발생 및 지질 과산화작용을 촉진시켜 세포를 고사시킨다(BPP, 2021). 이런 특성으로 pyraclonil을 처리한 식물체는 갈변증상을 나타내어 그 후 황화, 괴사되어 고사한다. 또 이 제초성분은 토양내 이동성이 1 cm 이내로 적어 환경에 매우 안전하다. 즉, 벼 이앙 동시에 제초제를 살포하면 즉시 논 표면에 처리층을 형성하여 이미 발생한 잡초는 뿌리로 약제가 흡수되어 죽게 된다. 잡초종자는 발아되면서 접촉에 의해 발생을 못하게 한다. 또 강한 토양 흡착력으로 용출이 없어 논물 배출로 인한 수중 생태계에는 영향이 없다고 하였다(Lee et al., 2022). Pyraclonil은 광범위한 일년생 및 다년생 논잡초에 대해 높은 제초효과를 나타낸다. 특히 피 2.5엽기까지 억제할 수 있을 뿐만 아니라 물달개비, 알방동사니 등 다른 일년생잡초 및 논조류도 동시에 방제할 수 있다(BPP, 2021; Lee et al., 2022).

안전성

ʻ마당발®’은 국내 독성시험 결과, 인축독성은 저독성(Ⅳ급), 어독성 Ⅲ급의 농약으로 분류되었다. 젖은 손으로 제초제를 직접 만지지 말고, 제초제 살포시 마스크, 고무장갑, 방제복, 보안경 등 보호장구를 착용하고 살포한 후 입안을 물로 헹구고, 손, 발, 얼굴 등을 비눗물로 깨끗이 씻는다면 인축에 대한 영향은 크지 않을 것으로 판단된다. 국내 잔류시험 결과, 안전사용기준에 맞추어 사용할 경우 잔류에 따른 안전상의 문제점은 없을 것으로 사료된다.

요 약

마당발®(벤조비사이클론+페녹슐람+피라클로닐 직접살포정제)은 논에 간편하게 처리할 수 있는 생력형 제형으로 기계이앙벼(어린모) 이앙 후 15일(피 2.5엽기 이내)경에 사용이 가능한 제초제이다. 이 제초제는 설포닐우레아계 제초제에 저항성을 나타내는 물달개비, 올챙이고랭이 등을 효과적으로 방제할 수 있는 벤조비사이클론과 피, 광엽잡초, 다년생잡초에 활성이 우수한 페녹슐람, 추가적으로 피라클로닐이 포함되어 후발생되는 잡초까지 발생을 억제시켜 주는 제초제이다. 이 제초제는 노동력을 절감할 수 있는 제형이다.

Authors Information

Kye-Hwan Lee, Kyung Nong Corporation, Central Research Institute, Herbicide Senior Researcher

Jae-Myoung Choi, Kyung Nong Corporation, Marketing Division, Executive Director

Kyung-Hyun Kim, Kyung Nong Corporation, Central Research Institute, Biological Research Team Leader

Jong-Chul Cha, Kyung Nong Corporation, Marketing Division, Product Development Team, Herbicide Product Manager

Seung-Hee Byon, Kyung Nong Corporation, Marketing Division, Product Registration Team, Manager

In-Yong Lee, Hankyong National University, Research Professor

References

1 BPP (Benzobicyclon+Penoxsulam+Pyraclonil DT). 2021. Technical report of Benzobicyclon + Penoxsulam + Pyraclonil DT in Korea. Kyung Nong Corporation, Seoul, Korea. (In Korean)  

2 CABI (Centre for Agriculture and Bioscience International). 2020. Benzobicyclon: A new herbicide for rice in Europe. CAB Direct. https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/2020315558. (Accessed Feb. 2, 2023)  

3 Lee, I.Y., Kwon, C.Y., Lee, K.C., Choi, G.D. and Hong, S.H. 2022. Biological properties of 0 day after transplantation herbicide, fenquinotrione · pyraclonil · pyrazosulfuron-ethyl GR, in paddy rice fields. Weed Turf. Sci. 11:85-91.(In Korean)