5장 잡초방제학
일반
관련 용어
- ★잡초란 인간의 의도에 역행하는 식물이다.
- 종자은행(seed bank) 또는 seed pool로 비유되는 것은 토양
- 잡초군락을 평가하는 기준: 중요값, 우점도지수, 유사성계수 (생장곡선 X)
- 동일약제에 대한 작물과 잡초의 반응차를 표현할 수 있는 것은 선택성지수
☆상호대립억제작용(타감작용, allelopathy)
- ★식물의 여러 기관에서 특정 물질이 분비되어 주변 식물의 발아나 생육에 영향을 주는 현상
- 식물체 분비물질에 의한 상호작용
- 잡초에서 생성되어 분비된 물질이 작물의 생장에 영향을 미치는 것이다.
- 작물에 의해 잡초의 생육이 억제되는 경우도 있다.
- 잡초의 종에 따라 각기 다르게 나타난다.
- 죽은 식물 조직에서 나오는 물질에 의해서도 상호대립억제작용 현상이 일어날 수 있다.
- (잡초가 태양을 가려 광합성을 저해하는 것 X)
잡초허용 한계밀도
- ★잡초허용 한계밀도: 방제 비용을 고려하지 않고 잡초가 작물 생육에 피해를 주는 시점의 잡초 발생밀도/ 잡초의 밀도가 증가되면 작물의 수량이 감소되고, 어느 밀도 이상으로 잡초가 존재하면 작물의 수량이 현저히 감소되는 수준까지의 밀도
- ★경합 허용한계 잡초밀도: 작물의 수량이 크게 감소되기 시작하는 수준의 잡초밀도
- ★경제적 허용한계 잡초밀도(economic threshold level): 방제노력(제초비용 등)과 방제로 인한 이득이 상충되는 수준까지 잡초를 허용할 수 있는 밀도. 작물의 수량감소를 허용할 수 있는 수준의 잡초밀도
잡초경합 허용기간 & 잡초경합 한계기간
- ★잡초경합 허용기간: 잡초경합으로 인한 작물의 손실량이 비교적 적은 기간으로서 생육 초기와 성숙말기의 기간 [초관(canopy)형성 후 생식생장 이전까지의 기간 X - 잡초경합 한계기간]
- ★잡초경합 한계기간: 작물과 잡초와의 경합으로 인한 작물손실의 영향이 비교적 적지만 치열한 경합을 벌이는 시기, 경합에 가장 민감한 시기. 작물의 초관형성기부터 생식생작기 사이의 잡초와의 경합기간
- 작물 생육기간이 100일이면 일반적인 잡초경합 한계기간은 파종 및 이식 후부터 20~30일 내 (첫 1/4~1/3)
- 초관 형성을 비효과적으로 하는 양파의 경우에 잡초경합 한계기간은 생육초기~초관형성기
- 방제는 잡초경합한계기간에 중점적으로 실시해야 한다.
- 잡초방제 한계기간: (짧음) ★★녹두 < 벼 < 콩, 땅콩 < 옥수수 < ★★양파 (긺)
제초제 관련
- 제초제 저항성 잡초: 본래 제초제에 의해 잘 방제되었던 잡초가 제초제를 처리해도 잘 죽지 않는 생태형 변화된 잡초
- 제초제 저항성 잡초의 발생 원인은 동일한 제초제 연용
- 제초제 저항성 잡초의 방제 방법: 제초제를 순환 사용
- 제초제 처리층: 토양처리된 제초제가 일정 두께의 토양에 고루 분포되어있는 부위
- 제초제의 토양 중 지속성은 반감기(half life)로 나타내는데, 반감기란 처리한 제초제의 1/2이 소실되는데 요하는 시간이다. (단, 전 기간을 통하여 동일한 기울기를 갖는 1차 반응식을 전제로 함)
잡초의 유익성
- ☆★★토양침식(유실) 방지
- ★★★토양물리 환경개선(물리성)
- ★★토양에 유기물 제공
- ★★★자원으로 이용가능(유전자은행)
- ★내성작물 육성을 위한 자원
- ★수질정화(물옥잠, ★부레옥잠)
- 가축사료로 이용(피)
- 민간 한방용(별꽃)
- 섬유, 종이 등 공예 원료(어저귀)
[참고] 어저귀: 줄기에서 윤기가 나는 섬유를 채취하여 로프와 마대를 만들고, 찌꺼기는 종이 원료로 사용
- 구황식물로 이용
- 곤충/야생동물/조류/미생물의 먹이와 서식처 제공
- 무공해채소(달래, 냉이, 쑥, 취)
- 약료/염료/향신료/향료(반하, 쪽, 꼭두서니, 쑥)
- 조경식물(벌개미취, 미국쑥부쟁이, 술패랭이꽃)
- 미적인 즐거움
- (작물과 같이 자랄 경우 빈 공간을 채워 도복을 막아준다. X)
- (토양에 많은 종자 제공 X)
잡초에 의한 작물의 피해
- 직접적 피해: 경합(물, 광선, 영양분), 기생, 상호대립억제작용
- 간접적 피해: ★★★병해충 매개(서식처)
- 농작물의 품질저하
- ★작업환경의 악화 (호전 X)
- 농가 작업 비용 증가
- 작물 수량 감소
잡초 방제의 주요 목적
- 작물수량증가, 작물품질향상, 병해충 서식처 제거 등
(오답이 되는 것은 잡초의 유익성에 해당하는 항목임)
잡초군락의 천이 원인, 다년생 잡초 증가 원인
- 농경지에서 발생하는 잡초의 발생초종 구성이 변화하는 천이에 가장 크게 영향을 미치는 요인은 제초제 사용(연용) - 직접적 원인
- ☆★★동일(유사) 제초제의 연용 (가장 큰 영향)
- ★★★★일년생 잡초에 유효한 제초제의 연용
- ☆춘경 및 추경의 감소, 경운 및 정지법의 변화
- ★답리작의 감소, 이모작의 감소, 인력제초의 감소
- ★★★시비량 증가, 퇴비시용량 증가 (퇴비시용량 감소 X)
- ★제초방법, ★★★물 관리 변화
- ★작부체계, 동일 작물의 지속적 재배
- ★★조기이식 재배 (조기이식 감소 X)
- 수확방법 및 시기, 본답시기 등
- 아닌 것: 병해충, 신품종 보급, ★연작재배, 외래잡초의 급격한 증가, 직파재배의 보급
잡초의 특성
- 휴면성이 강하다, 종자생산량이 많다.
- 전파수단이 다양하다.
- 불량 환경 적응성이 높다.
우리나라 경지에 발생하는 잡초의 특징
- 논에서의 잡초발생 최성기는 6~7월이다. (벼가 우점하기 전)
- 생태적으로 남방형 잡초가 많이 발생
- ★국화과>화본과>방동사니과 의 순으로 많이 발생
- 1모작지의 경우 추경답보다 춘경답에서 많이 발생(?)
잡초 종별 발생현황
| 발생비율(%) | 과 | 품종수 | |
| 19.5 | 국화과 | Compositae | 73 |
| 11.7 | 화본과 | Poaceae | 44 |
| 6.7 | 마디풀과 | Polygonaceae | 25 |
| 5.6 | 십자화과 | Cruciferae | 21 |
| 5.6 | 콩과 | Fabaceae | 20 |
| 4.6 | 꿀풀과 | Lamiaceae | 16 |
| 3.5 | 메꽃과 | Convolvulaceae | 13 |
| 3.5 | 방동사니과 = 사초과 | Cyperaceae | 13 |
| 3.5 | 현삼과 | Scrophulariaceae | 13 |
| 2.4 | 석죽과 | Caryophyllaceae | 9 |
| 2.4 | 명아주과 | Chenopodiaceae | 9 |
| 2.4 | 장미과 | Rosaceae | 9 |
| 2.1 | 가지과 | Solanaceae | 8 |
잡초의 학명
- 속명과 종명은 이탤릭체로 쓰는 것이 원칙이다.
- 라틴어로 쓰여지고 라틴어 발음으로 읽는다.
- 일반적으로 Linne가 제창한 이명법이 쓰인다. (삼명법 X)
- 속명, 종명, 명명자 순으로 표기한다. (명명자 생략 가능)
- ★★너도방동사니: Cyperus serotinus
- 알방동사니: Cyperus difformis
- ★★올챙이고랭이: Scirpus juncoides
- ★★올미: Sagittaria pygmaea
- ★★벗풀: Sagittaria trifolia
- ★★올방개: Eleocharis kuroguwai
- 물달개비: Monochoria vaginalis
- 강피: Echinichloa oryzicola
잡초의 분류
단자엽 잡초와 쌍자엽 잡초 비교
| 단자엽 | 쌍자엽 | |
| 자엽 | 1매 | 2매 |
| 줄기 | ★산재유관속 관상경 | 개방유관속 |
| 잎 | ★★★평행맥 | 그물맥, 익상맥 |
| 뿌리 | ★섬유근계 관근 | 직근계 |
| 생장점 | ★식물체 하단에 위치(중간 X) | ★★식물체 위쪽에 위치 |
| 배유 | 있음 | 없음 |
| 예시 | 화본과 | 광엽잡초 |
- 잡초 분류방법 중 식물분류학적 분류: 계>문>강>목>과>속>종 (ex) 화본과잡초
- 잡초의 식물학적 분류에서 단자엽식물의 특성에 해당되는 것은 섬유근계
- '피'의 식물 분류학 위치: 피자식물, 외떡잎식물, 유관속식물, 화본과(벼과)
- 형태적 특성에 따른 분류: 화본과, 방동사니과, 광엽 (소엽류 X)
- 생활사에 따른 분류: 1년생, 2년생, 다년생
- 수습적응성에 따른 분류: 수생, 습생, 건생
- 발생지에 따른 분류: 경지, 목초지, 과수원, 비경지, 정원, 잔디밭
- ★1년생 화본과 잡초로 벼농사에 큰 피해를 주는 것은 피, 강피, 돌피 등 (1년생 화본과 논잡초 종류 고르기)
- ★★주로 간척지 다년생 우점잡초는 새섬매자기
- 땅콩 포장에 문제가 되는 잡초종: 강아지풀, 깨풀, 마디꽃, 쇠비름 (논잡초를 소거하고, 밭잡초를 고르면 된다)
- 유럽이 원산이며 논둑 등에서 자생하고, 종자와 지하경으로 번식하는 다년생 마디풀과 잡초는 애기수영
- 과수원, 비경지잡초: 망초, 닭의장풀, 참소리쟁이
- 잔디밭잡초: 클로버
- 주로 콩과 작물 및 목본식물에 기생하여 수분이나 양분 등을 탈취하는 잡초는 새삼
- 물피의 줄기는 벌어져 있으며, 이삭에 까락이 많다.
재배지 - 발생 잡초 - 분류학적 위치 매칭
- 밭, 메꽃, 메꽃과
- 논, 자귀풀, 콩과
- 논, 매자기, 방동사니과(=사초과)
- 논, 너도방동사니, 사초과(=방동사니과)
※ 주요 잡초 구분하기 ☛ “아무리 강조해도 지나치지 않음!!!!”
(5회 당 비어있는 별 하나☆ - 별 너무 많아서 따로 표기했음)
(논잡초/밭잡초, 1년생/다년생, 화본과/방동사니과/광엽잡초 구분)
| 1년생 | 2년생 | 다년생 | ||
| 논 | 화본과 = 볏과 |
☆★★★피, ☆★★강피, 물피, ★★★돌피, ★조개풀, 논둑외풀, 참새피 | ☆★나도겨풀, 드렁새 | |
| 방동사니과 =사초과 |
☆★★알방동사니, 바람하늘지기, 바늘골, 나도방동사니 | ★★올챙이고랭이, ★물고랭이, ☆☆★★올방개, ☆★★★쇠털골, ☆★너도방동사니, ☆★★매자기, ★새섬매자기, 파대가리 | ||
| 기타 광엽잡초 |
☆☆★★물달개비, ★★물옥잠, ★가막사리, ☆★★여뀌, ★★여뀌바늘, ★자귀풀, ★★사마귀풀, 큰고추풀, 곡정초, 중대가리풀, 등에풀 | ★생이가래 | ☆★★★올미, ☆★★★벗풀, ☆★★★가래, 네가래, 수염가래꽃, ★★★개구리밥, 미나리, 애기수영, ★보풀 | |
| 밭 | 화본과 = 볏과 |
☆☆☆바랭이, ☆★★강아지풀, 미국개기장 | ☆★★뚝새풀,★메귀리, 새포아풀 | 참새피, 띠 |
| 방동사니과 =사초과 |
★★★참방동사니, 금방동사니 | ★향부자 | ||
| 기타 광엽잡초 |
☆☆★명아주, 흰명아주, ☆☆쇠비름, ★★개비름, 비름, 털비름, ★★깨풀, ☆마디꽃, ★★닭의장풀, ★밭뚝외풀, 환삼덩굴, ★어저귀, 별꽃아재비 | ☆망초, ★개망초, ☆★★★냉이, ☆★별꽃, 속속이풀, 꽃다지, 달맞이꽃, ☆벼룩나물, 황새냉이, 방가지똥(종종 2년생) | ★쑥, 씀바귀, 민들레, 토끼풀, ★★★메꽃, ★★★쇠뜨기, 참소리쟁이, 미국자리공, 박주가리, 반하, 괭이밥, 질경이, 산달래 |
월년생 잡초
- ★2년생 잡초라고도 한다.
- ★로제트(rosette) 형태로 월동한다.
- ★주로 온대지역에서 볼 수 있는 잡초이다.
- ★월년생 잡초가 주로 발아하는 시기는 가을과 겨울 사이
- 동계1년생(월년생) 잡초의 주 발아시기는 가을
- (월동 이후에 화아분화하여 개화, 결실한 후 고사 X)
[참고] 월년생 잡초는 1년이상 생존하지만 2년 이상은 생존 못함
- 뚝새풀, 별꽃, 냉이, 벼룩나물, 달맞이꽃, 망초, 개망초, 속속이풀, 꽃다지 등
다년생 잡초
- 대부분 영양번식 기관이 있다.
- 게넷(Genet)으로 번식이 가능하다.
- 인경, 구경, 괴근 및 포복근 등의 재생력을 지닌 번식 기관이 있다.
- (X) 라멧은 휴면성과 다양한 유전자형을 구비하여 불리한 환경에서도 생존한다.
여름잡초 (주로 겨울잡초를 소거하여 찾는 방식 추천)
- 봄에 발생하여 여름에 피해가 많고 가을에 결실하는 것
- 1년생 여름잡초: 피, 돌피, ★★★명아주, ☆★바랭이, ★★비름, ★★쇠비름, 개비름, ☆깨풀, 별꽃아재비, ★★★강아지풀, ★★참방동사니, ★여뀌, ★물달개비
- 다년생 여름잡초: ★민들레, ★애기메꽃, 나도겨풀, 메꽃, 엉겅퀴
- 여름형 일년생 잡초로 3~4월에 발생하기 시작하여 5월부터 성기를 이루는 하계 1년생 밭 잡초는 명아주
- 여름 작물의 밭에 발생하는 우점초종은 깨풀
- 여름에 발생하는 화본과 밭잡초는 강아지풀, 바랭이(화본과, 밭잡초 고르고 나서 겨울잡초 제외하기)
겨울잡초 (必암기)
- 가을에 발생하여 월동 후에 결실하는 잡초
- 9~10월에 발생하기 시작하여 월동 전에 생육기를 보내는 잡초
- 봄에 피해가 많으며 늦봄과 초여름에 결실하는 것
- 1년생 겨울잡초: ★★★냉이, ☆별꽃, ☆★벼룩나물, ★★★뚝새풀
- 때로는 1년 이상: 벼룩이자리, ★속속이풀, 개양개비
- 다년생 겨울잡초: 갈퀴덩굴, 점나도나물, ★쑥, 반하, 할미꽃
- 봄에 보리밭에서는 냉이, 뚝새풀, 벼룩나물, 별꽃 등이 우점한다.
- (X) 맥류 포장에서 월동 후보다 월동 전의 잡초 피해가 더 크다.
- (X) 겨울 작물 포장에서 잡초는 서리가 내리기 직전에 발생량이 최대이다.
- (X) 알방동사니, 밭뚝외풀, 곡정초, 물별, 쇠털골
기타 분류
- 부유성 잡초: ★생이가래, 개구리밥, 좀개구리밥, 가래, 부레옥잠
- 외래(귀화)잡초: 개망초, ★단풍잎돼지풀, 미국자리공, 미국개기장, 서양민들레, 미국가막사리 등
- 주로 밭에만 발생하는 잡초는 쇠비름
화본과 = 볏과
- ★작물재배지에서 발생하는 문제잡초종들을 식물분류학적 분포로 볼 때 가장 점유율이 높은 것은 화본과
[참고] 화본과 잡초는 C4식물로 광합성 효율이 높아 C3작물보다 생육이 왕성하다.
- 우리나라 논에서 많이 발생하는 화본과 잡초는 강피
- ★★★벼와 피의 주된 형태적 차이점은 벼에만 잎혀(엽설)와 잎귀(엽이)가 있는 것 (피에는 없는 것)
- 세계적으로 문제가 되는 잡초 종에서 가장 많이 분포하며, 잎집과 잎몸의 이음새에는 막이 있고, 털이 밖으로 생장한 모습의 잎혀가 있으며 잎맥이 평행한 특성을 가진 것은 화본과
방동사니과 = 사초과
- 줄기가 삼각형이다.
- 줄기는 직립하며 굵다.
- (X) 잎이 좁고 능선이 없다.
- (X) 엽이가 있다.
- (X) 잎은 엽신과 엽초로 구분되어 있다.
- 논에 발생하는 다년생 사초과 잡초가 아닌 것은 미나리
광엽잡초
- 광엽잡초는 잎이 넓고 크며 잎맥이 그물처럼 된 것이 특징이다.
(화본과나 방동사니과에 속하지 않는 잡초 총칭)
- 택사과: 벗풀, 보풀, 쇠귀나물, 택사 등
기타 잡초각론
가래
- 종자보다 근경으로 번식한다.
- 잎을 물위에 띄우는 부유성 다년생잡초이다.
- 지하경을 내고 분지신장을 하며 옆으로 뻗어가며 생육한다.
- 학명은 Potamogeton distinctus A. BENN이다.
밭작물과 잡초
- 논보리에서는 뚝새풀이 우점하고 밭보리에서는 광엽잡초가 우점한다.
- 옥수수는 초장이 크고 광합성 효율이 높아 잡초에 대한 경합력이 비교적 강하다.
- 맥류 사이에서 잡초에 대한 경합력은 밀보다 보리가 강하나 제초제에 대한 저항성은 보리보다 밀이 강한 편이다.
- 두류의 경우 맥후작보다 단작을 할 경우 생육기간이 길어 제초 노력이 많이 든다.
잡초의 생리생태
잡초의 생장형
- ★직립형: 명아주, 가막사리, 쑥부쟁이 (사마귀풀 X)
- ★총생형: 둑새풀, 억새
- ★만경형: 메꽃, 환삼덩굴 거지덩굴
- ★로제트형: 민들레, 질경이
- 위로제트형: 개망초
- 위로제트형+포복형: 꽃마리, 꽃바지
- 로제트+포복형: 좀슴바귀
- 분지경+포복형: 올미
- 분지형: 광대나물, 애기땅빈대, 석류풀
- 포복형: 선피막이
토양 환경과 잡초의 출현
- 종자가 무거울수록 발생심도가 깊다.
- 토양이 과습하면 출현율이 낮아진다.
- 토양이 건조하면 출아율이 낮아진다.
- 사질토는 중점토보다 발생심도가 깊다.
잡초 종자의 특징
- 탈립성: 야생벼(잡초성 벼)
- 낙하산, 깃털모양의 관모: ★박주가리, ★★망초, 서양민들레
- 낚시, 갈고리, 가시, 바늘모양의 돌기: ★미국가막사리, ★★도꼬마리, ★★도깨비바늘, ★★메귀리
- 메귀리는 한쪽에 홈이 있고 털이 있다. (★★끈끈이 X)
- 소리쟁이는 꼬투리가 물에 잘 뜬다.
- 바랭이는 성숙하면서 꼬투리가 튄다.
- 도꼬마리는 낚시모양의 돌기가 있다.
- 명아주, 강아지풀, 단풍잎돼지풀, 메귀리 중 잡초 종자의 천립중이 가장 가벼운 것은 강아지풀
전파(산파) 방법
- ★★★사람이나 동물에 쉽게 부착되어 전파되는 잡초는 도꼬마리
[참고] 도꼬마리, 진득찰, 도깨비바늘, 메귀리
- 종자에 낙하산모양의 깃털이나 솜털이 부착되어 있어서 바람에 의하여 전파가 되는 잡초는 민들레, 망초, 떡쑥, 억새 등 (비산형)
- 배설물이나 퇴구비에 의하여 전파: 비름, 명아주
- 물에 의한 전파: 피
- 바람에 의한 전파: 민들레, 엉겅퀴속, 박주가리
- 종자의 산포에 영향을 미치는 요인:
* 공간적 산포: 종자의 결실 부위, 산포매체의 상태,
종자무게나 부착물의 유무
* 시간적 산포: 진화정도 및 환경적응성
종자번식 (주로 영양번식 잡초를 소거하여 찾는 방식 추천)
- 종류: 여뀌바늘, ★알방동사니, 피, 강피, ★★★물달개비, 엉겅퀴, 애기수영(종자 및 지하경), 사마귀풀, 마디꽃, 둑새풀, 바보여뀌
- 논에서 주로 종자로 번식하는 잡초는 물달개비
- ★북아메리카 원산으로 식물체당 생산되는 종자수가 가장 많고 주로 실생법으로 번식하는 것은 망초
영양번식 (必암기)
- 근경(지하경): ☆가래, ★★쇠털골, 쇠뜨기(포자 및 지하경), 올챙이고랭이, 매자기, 띠, 메꽃, 나도겨풀, 애기수영
- 괴경: ☆★★올방개, ☆★★올미, ★★★벗풀, ★★★너도방동사니, 향부자
- 구경: 반하
- 기타: 미나리
- 다년생 잡초의 지하경 형성에 가장 크게 영향을 미치는 요인은 일장
- ★일장에 거의 영향을 받지 않고 발생 후 일정한 기간이 되면 지하경을 형성하는 다년생 잡초는 올미
- 다년생 논잡초 중 영양번식 기관의 발생분포 심도가 표토로부터 가장 깊은 종은 올방개 (괴경 지하 15~30cm까지 분포)
- 논 다년생 잡초 중 출아기간이 가장 긴 잡초로 방제가 어려운 것은 올방개
- 우리나라 논에 발생하는 올방개의 출아가 늦은 이유는 지하경 형성 부위가 깊고 출아하는데 걸리는 시간이 길기 때문이다.
- 다년생 잡초 중 지하경의 토양 내 형성부위가 일반 재배조건에서 가장 깊은 잡초는 가래
- 지하 영양번식 기관인 괴경의 형성에 촉진적인 작용을 미치는 식물생장조절제는 Cytokinin
영양번식을 좌우하는 환경요인
- 중점토보다 사질토에서 지하 영양기관의 생성이 촉진된다.
- 단일조건은 매자기의 괴경 형성을 촉진하며, 장일은 억제하는 반면에 괴경당 중량을 크게 한다.
- 광도는 건물생산과 생리대사에 영향하는 과정을 통하여 번식에도 영향을 미친다.
[참고] 잡초는 불량환경을 피하기 위해 휴면한다.
- (X) 무기성분 함량이 충분한 조건하에서 다년생 잡초의 경우 영양번식 속도가 억제된다.
포자번식
- 영양번식에 의하여 번식하지 않고 포자형태로 주로 번식하는 잡초는 생이가래 (양치식물; 포자로 월동)
발아와 광조건
- 광 요구성 잡초종자의 발아에 가장 중요하게 영향을 미치는 것은 ★피토크롬(phytochrome)이다.
- 잡초 종자의 발아 환경 중 피토크롬 체계에 영향을 미치는 주요인은 광
- Pfr/Pr의 비율이 높아지면 발아가 촉진된다. (낮아지면 X)
- 적색광이 Pr를 Pfr로 전환되도록 촉진시켜 발아가 된다.
[참고] Pr: Phytochrome의 적색광 흡수형.
단일식물의 화성을 촉진하고 장일식물의 화성을 억제함
Pfr: Phytochrome의 근적외광 흡수형.
단일식물의 화성을 억제하고 장일식물의 화성을 촉진함
- 광발아 잡초: ★비름, ★쇠비름, 개비름, ★★바랭이, 왕바랭이, ★★★소리쟁이, 피, 올챙이고랭이, 강아지풀
- 암발아 잡초: ★★냉이, ★별꽃, ★★★광대나물, 독말풀
발아와 공기조건
- 발아 시 산소 요구도가 가장 큰 잡초는 명아주
- 발아에 필요한 산소 농도가 가장 낮은 것은 강피
- 논에서 자라는 잡초종은 발아에 있어서 산소 요구도가 낮다.
[참고] 호기성 잡초: 명아주, 너도방동사니, 바랭이, 향부자
혐기성 잡초: 강피, 돌피, 올챙이고랭이, 물달개비, 올미
발아와 온도조건
- 발아 적온: 올챙이고랭이 > 향부자 > 뚝새풀 > 메귀리
- ★항온조건보다는 변온조건이 발아를 촉진하는 경우가 많다.
기타 발아조건
- 정상적인 토양 pH 범위 내에서는 발아가 되기 좋다.
- 작물 종자처럼 수분을 요구한다.
- 잡초종자의 발아 습성: ★★주기성, ★★계절성, ★준동시성, ★기회성, ★연속성 (불연속성, 광전환성 X)
- ★다른 조건보다 주로 일장에 반응하여 휴면이 타파되어 잡초 종자가 발아하게 되는 특성은 계절성
- 출아(잡초가 발아하여 지표면 위로 출현하는 과정)에 관여하는 요인: ★토양심도, ★토양수분, ★토양온도 (★토양강도 X)
King(1966)의 발아 5단계설
- 1단계: 흡수과정, 전분의 가수분해과정
- 2단계: 세포분열과 신장의 대사단계
- 3단계: 종근 및 유아의 신장
- 4단계: 유아의 출현
- 5단계: 이유기
휴면
- 휴면이 있어 방제가 어렵다.
- ★배의 미숙에 의하여 휴면하기도 한다.
- 발아환경이 부적당하면 2차 휴면을 한다.
- 일차휴면에 의해 적합한 환경 조건에서도 발아하지 않는다.
- 두꺼운 종피, 발아억제 물질 존재 (산불에 의한 급격한 온도변화 X)
- 종피에 기인한 휴면: 가스교환의 방해, ★물의 투수성 방해, 배의 생장에 대한 기계적 장해 (배의 불완전 또는 미숙 X)
- ★명아주과 종자에서 나타나는 휴면성의 원인은 종피의 낮은 수분 투과성
- 종자 자체의 조성이나 구조에 기인하여 발아하지 못하는 경우의 휴면을 생득휴면이라 한다.
- 잡초 종자의 휴면을 유도하는 식물생장조절제는 ABA
휴면타파
- ★★종피 파상법, 저온/습윤처리, 후숙처리 (자외선 처리 X)
- ★휴면종자를 빠르게 휴면타파 시키고자 할 경우 사용되는 것은 H2SO4(황산), KNO3(질산)
이차휴면
- 강피의 경우 등숙 후에 탈락되어 발아에 적합한 환경조건이 부여되어도 발아하지 않고 휴면상태에 놓인다.
- 겨울동안 저온에서 서서히 타파된다.
[참고] 외부 환경에 의한 휴면
* 원인: 고농도의 이산화탄소, 산소의 부족, 저온 및 고온, 발아에 부적당한 암조건 등
경합
경합시기
- 식물경합은 둘 이상의 식물 간에 각각 특정요인이나 물질이 필요량보다 부족할 때 일어난다.
- 작물 수량을 기준해 볼 때 잡초와 작물과의 경합이 일어나기 이전에 잡초를 방제하는 것이 합리적이다.
- 일반적으로 잡초에 의한 피해를 줄이기 위하여 철저히 방제를 하여야 할 작물의 생육 시기는 생육 초기
- 일반적으로 작물과 잡초의 경합으로 작물에 가장 큰 피해를 주는 시기는 작물의 생육초기
- ★★일반적으로 작물과 잡초간 경합으로 작물에 큰 피해를 주는 시기는 전 생육기간의 1/4~1/3 시기 (이내에 방제해야 함)
- 전체 생육기간이 100일인 작물에서 이론적으로 작물이 잡초 경합에 의해 가장 심하게 피해를 받는 시기는 파종 후 20~30일 사이
경합 대상
- ★★작물과 잡초간의 주요 경합 대상: 광(빛), 양분(영양소), 수분, 공간 (산소 X)
- ★★작물과 잡초 양분 경합에 있어서 경합이 가장 큰 것은 질소
작물과 잡초의 경합
- 잡초와 작물간에 경합이 강할 때 작물 수량은 감소한다.
- 발아와 초기생육을 잡초보다 먼저 시작한 작물은 잡초와 경합 시 유리하다.
- 작물 생육 중에 발생한 잡초는 작물에 의해 생육이 억제된다.
- 잡초보다 먼저 생육을 시작한 작물은 경합에 유리하다.
- 작물이 잡초보다 경합 우위에 해당하는 것은 작물의 재식밀도가 높은 경우
- 작물의 재식밀도를 높여 잡초에 경합력을 높일 수 있다.
- 토양비옥도가 높은 경우 작물과 잡초 모두의 활력을 높이므로 제초작업을 철저히 해야 한다.
- 작물의 품종은 잡초와의 경합력과 관계가 있다.
[참고] *초장이 짧고 분지수가 적으면 잡초 발생이 많다.
* 초장이 길고 분지수가 많고 엽면적지수(LAI)가 높으면 잡초 발생이 억제된다.
- 경합우위성의 획득정도에 영향을 주는 요인은 조기발아성과 생장률 (작물이 발아하기 전에 발아하고 생장일이 빠르면 경합에 유리)
- 벼와 광경합이 가장 크게 일어나는 잡초는 강피
- 선점(head-start) 현상: 주어진 지표면을 먼저 점유한 잡초가 후에 발생한 잡초보다 경합에 유리한 현상
C3식물과 C4식물
- ★★작물과 잡초가 경합하였을 경우 이론상 작물의 수량에 가장 영향이 큰 경합조건은 C4잡초와 C3작물
| C3 (주로 작물) | C4 (주로 잡초) | |
| 광도 | 보통 | 고광도 |
| 광호흡 | 높음 | 거의 없음 |
| 광합성 최적온도 | 15~25℃ | 30~45℃ |
| 나트륨 | 불필요 | 필요 |
| 잎구조 | 엽록체가 풍부한 엽육세포 |
엽록체를 가지며 잘 발달된 유관속초세포 |
| 광포화점 | 낮음 | 높음 |
| 광보상점, 이산화탄소 보상점 |
높음 | 낮음 |
- 대부분의 작물은 C3 식물이다.
- 화본과 잡초는 C4 광합성 회로를 갖는다. (모든 잡초 X)
- 광합성 회로가 C4인 식물은 C3인 식물보다 광합성에서 유리
- 세계적으로 문제가 되는 대부분의 잡초종들은 C4식물인 반면, 주요 작물종들은 C3식물이다.
- C4식물은 PEP carboxylase, C3식물은 RuBP carboxylase 효소가 CO2의 고정에 관여한다.
- C4식물은 광합성 효율이 높은 반면, C3효율은 상대적으로 낮다.
- C3식물은 높은 광도 및 온도조건에서 광호흡이 촉진되나, C4식물은 그 양이 매우 낮다.
- 돌피와 향부자와 같은 잡초는 C4 식물이어서 생장이 빨라 경합에서 유리하다.
종간경합
- 물과 잡초 혹은 상이한 잡초 초종간의 경합
- 초종이 다른 식물 간에 일어나는 경합
- 서로 다른 종간의 경합
- 효과적인 잡초방제 방법.
- 어떤 종이라도 각각의 생태적 지위를 가지고 있어 종간에는 경합적 배타원리가 적용된다.
- 경합을 최소화하려는 경향이 있으며 초기경합은 지연되지만 경합량이 감소하지 않는다.
종내경합
- 같은 초종 중에서 개체 간에 일어나는 경합
- 종내경합을 억제할 수 있는 방법으로 가장 적절한 것은 작물의 재식밀도를 조절하는 것
- 종내경합은 종간경합에 비해 경합양상이 치명적이다.
벼 재배법과 잡초와의 경합
- 분지수가 많고 엽면적지수가 큰 품종을 선택한다.
- 춘파작물과 추파작물을 윤작한다.
- 초관형성이 빠른 ★조생종 품종을 선택하여 재배한다.
- 중묘가 어린모보다 경합에 유리
- 이식재배를 한다.
- ☆이앙재배는 직파재배보다 초기경합에 유리
- ☆밀식재배가 소식재배보다 유리 (재식밀도를 높인다)
- ★★무경운보다 경운을 하는 것이 유리
- ★강피, 조개풀 등은 논벼와 경합할 때 가장 큰 피해를 준다. (종내경합)
- 건답직파보다 담수직파가 유리
- 벼와 잡초의 경합에서 가장 불리한 재배법은 ★★★무경운 건답직파, 담수표면 산파재배
- 벼 재배에서 잡초와의 경합력이 가장 큰 재배법은 성묘 이앙재배 (손이앙포함)
- 일모작답이 이모작답보다 잡초발생이 많다.
- 보통답이 간척답보다 잡초발생이 많다.
잡초가 작물과의 경합에서 유리한 생태적 특성
- 초기 생장속도가 빠르다.
- 건물 생산이 매우 높다.
- ★번식력이 매우 왕성하다. = 번식 능력이 우수하다.
- 대부분 C4 식물이다.
- 다량의 종자를 생산한다.
- 불량한 환경조건에 적응력이 높다.
- 휴면성이 있다. (불량환경에 더 잘 적응)
잡초 방제
- ★잡초방제법의 발달 순서: 축력 > 기계적 방제 > 선택적 제초제 개발 > 종합적 방제
- 잡초방제의 목적: 작물 수량증가, 농작물 품질 향상, 병해충 서식처 제거 (토양 물리성 개선 X - 잡초의 유용성에 해당)
예방적 방제법
- ★★농기구 등의 잡초 종자 제거 (농기계나 기구의 청소)
- ★청결한 작물종자를 선택하거나 다시 ★★정선하여 파종한다.
- ★관개수로의 관리
- 재배관리의 합리화, 오염된 작물종자 수확관리
- ★논물 유입로에는 거름망을 설치한다.
- ★외국에서 유입되는 잡초를 방지하기 위하여 수출입 과정에서 검역하듯이 검사한다.
- ★외래잡초의 유입을 막는 제도를 마련한다.
- ★가축 퇴비를 농경지에 시용하기 전에 충분히 부숙시킨다.
- 잡초 번식 기관인 종자와 영양체 모두 유입을 사전에 방지한다.
생태적 방제법(=재배적 방제법, 경종적 방제법)
- 잡초와의 경합력이 큰 작목 및 품종을 선발하여 재배하는 방법도 생태적 방제법에 포함된다.
- 작물의 ★★재식밀도 조절을 통한 잡초 발생 억제
- 작물의 ☆윤작(Crop Rotation), 작목 및 품종선정
- ★작물을 충실하게 키워 경합력을 높인다. (경합특성이용법)
- ★잡초에 불리한 윤작체계(=답전 전환)로 재배한다. (환경제어법)
- ★★환경제어법: 작물에는 유리하고 잡초에는 불리하도록 인위적으로 환경을 조성해주는 것 - 작부 방식을 바꾸어 줌
- ★적기 적량의 시비기술로 작물의 초관형성을 촉진시킨다.
- ★★피복작물 재배, 이앙재배
- 작물의 초관형성시기를 되도록 늦춘다.
- 작물묘의 이식, 재파종, 병해충과 선충의 방제, 초지의 관리토양산도 이용, 관개수조절, 제한경운법
- 1년생 잡초에서 줄기 및 윗부분에서 1차 예취를 하고 재생 후 아주 낮게 2차 예취를 해주면 효과적인 제초가 가능한 것은 식물의 정아우세 현상(apical dominance)을 이용한 것이다.
>> 피복작물 선택 시 고려사항
- 병 해충의 서식지 역할을 잘 하지 못하는 식물을 택한다.
- 토양의 비옥도를 증진시킬 수 있는 식물을 택한다.
- 토양유실 방지 효과가 높은 식물을 선정한다.
- (흡비력이 좋고 생육이 왕성한 식물을 선정한다. X - 작물과 경합을 일으킬 우려가 있음)
생물적 방제법
- ★☆기생성, 식해성 및 병원성을 지닌 생물을 이용하여 잡초의 밀도를 감소시키는 방법
- ★경제적으로 무시해도 될 정도의 잡초만 생존하도록 밀도를 감소 조절하는 것 (★잡초의 완전한 제거 X)
- ★★★잔류문제가 없다.
- ★비용이 적게 들고 ★처리(방제)가 간단하다.
- 비교적 ★영속성이 있고 환경 친화적이다.
- 특별한 종류의 잡초만을 가해해야 한다.
- 잡초보다 번식속도가 빨라야 효과적이다.
- 동시에 여러 초종의 방제는 어렵다.
- 살초작용이 아주 늦고 제초효과가 늦게 나타난다.
- 외래 천적의 도입은 위험할 수 있다. (안전하다 X)
- (장기간의 세월이 소요되나 일단 찾아내기만 하면 효과를 거두는 데 단기간의 세월이 소요된다. X)
- 피복작물 재배에 따른 효과: 토양침식 방지, 병해충 서식억제, 토양비옥도 증대, 잡초의 작물에 대한 경합력 경감(작물의 경합력 증대)
- 종류: 흑색달팽이, 오리, 왕우렁이, 좀벌레 등 (개구리 X)
- 생물학적 잡초방제에 가장 많이 이용되는 식물병원균은 균류
잡초의 생물학적 방제용으로 도입되는 곤충(천적) 구비조건
- ☆대상 잡초에만 피해를 주는 것 = 문제잡초 이외의 유용 식물을 가해해서는 안 된다
- 천적의 기생식물에는 피해를 주지 않을 것
- ☆★대상 잡초의 적응지역(지역환경)에 잘 적응할 수 있는 것
- ★천적의 천적이 없어야만 한다 = 포식자로부터 자유로워야 함.
- ★★★인공적으로 배양 또는 증식이 쉬우며 생식력이 강할 것
- 문제잡초보다 신축성 있게 빠른 번식 능력을 지녀야 한다.
- ★★★잡초가 소멸 시 함께 소멸 (영구적으로 소멸되지 않는 것 X)
- 숙주를 쉽게 찾을 수 있어야 한다.
- ★★문제 잡초를 선별적으로 찾아다닐 수 있는 접종지역에서의 이동성이 높아야 한다. (옮겨다니며 방제 효과)
물리적 방제법(=기계적 방제법)
- 제초 비용을 절감할 수 있다.
- ★★★토양 피복(covering) (표토 중경, 짚이나 비닐멀칭 피복)
- 물리적 방제법으로 토양을 피복하는 주요 이유는 잡초 생육에 필요한 빛 차단
- 토양 ★열처리, 침수처리
- 예취, ★손제초, 제초용 농기구 이용
- ★★경운 및 관개
- 소각(flaming)
- 솔라리제이션(solarization)
- 경운에 의한 제초방식으로 1년생보다 다년생잡초의 영양체를 지상으로 노출시켜 건조ㆍ고사시키는데 목적인 경운 방식은 수확 후 추경 (수확 후 추경으로 잡초의 영양번식체를 고사시킴)
> 담수처리
- 발아에 필요한 산소흡수를 억제시켜 잡초발생을 줄인다.
- 무더운 날씨에는 효과가 커진다. (용존산소를 더욱 떨어뜨려 잡초 발아에 필요한 산소흡수를 억제)
- 다년생 잡초, 일년생잡초 모두 효과가 있다.
- (X) 온도 조절을 통해 잡초 발생을 줄이는 것
> 지면을 피복할 경우 잡초에 미치는 영향
- 빛과 산소 공급이 차단된다.
- 잡초의 발아심도가 깊어진다.
- 주, 야간의 온도차가 작아져 잡초종자의 발아 수가 경감된다.
- 잡초가 물리적으로 질식하거나 출아가 억제되기도 한다.
> 지속적인 예취의 결과
- 잡초 결실을 미연에 방지한다.
- 키가 큰 차광 피해를 제거한다.
- 다년생 잡초의 저장양분을 고갈시킨다.
- 포복형 및 로제트형 잡초종이 증가된다.
화학적 방제법
- 선택제초 효과
- ★속효적 제초 효과 = 살초작용이 빠름
- 비용은 많이 드나 효과가 빠르다.
- ★잔류문제가 있다.
- 토양소독, 제초제 살포
- 체계처리: 잡초발생이 많은 포장에 서로 다른 제초제를 사용하고 시기를 달리하여 2번 이상 살포하는 방법
종합적 방제법
- ★제초제 약해와 환경오염을 줄일 수 있다.
- ★여러 가지 다른 방제법을 상호 협력적으로 적용하는 방법이다.
- ★잡초 군락의 크기가 감소되고 작물의 생산력이 증대되는 효과가 있다.
- ★화학적 방제, 생태적 방제, 예방적 방제 등을 종합하여 사용한다.
- 잡초군락 조사, 제초방법 선정, 제초 필요성 검토 등 (토양특성 파악 X)
친환경 잡초 방제법
- 오리 농법, 왕우렁이 농법, 쌀겨 농법 등 [춘경(春耕) 농법X]
> 왕우렁이 농법
* 이앙 전 평탄하게 정지작업을 잘해야 효과가 크다.
* 왕우렁이 방사 시기는 벼 이앙 후 5-7일이 효과적이다.
* 수면과 수면 아래의 수초를 먹는 먹이 습성을 이용한 것이다.
* 물을 얕게 대면 작물의 어린잎을 뜯어 먹어 피해를 준다.
밭작물 잡초방제
- 맥류 사이에서 잡초에 대한 경합력은 밀보다는 보리가 강하나,
제초제에 대한 저항성은 보리보다 밀이 강한 편이다.
- 옥수수는 초장이 크고 광합성 효율이 높아 잡초에 대한 경합력이 비교적 강하다.
- 논보리에서는 둑새풀이 우점하고 밭보리에서는 광엽잡초가 우점한다.
- 두류의 경우 맥후작보다 단작을 할 경우 생육기간이 길어 제초노력이 많이 든다.
제초제
제초제의 작용기작
- 제초제의 최종적인 살초효과를 가져오게 하는 생화학적 또는 생물, 물리적인 과정을 의미한다.
- 제초제의 작용점이란 제초제의 살초력을 발휘하는 장소이다.
- 제초제의 살초특성은 단일반응에 의한 살초효과라기보다는 복합반응의 결과로 나타난다.
- 제초제의 1차 작용부위는 제초제의 살초작용 부위와 일치하지 않을 수도 있다.
- 제1차 작용점으로는 생장점, 엽록체, 미토콘드리아 등이 있다.
- 토양처리제로 식물체내에서 이행되며 세포분열 및 단백질 합성을 저해하여 고사시키는 계통은 카르바메이트계와 디니트로아닐린계다.
- ★제초제의 주요 작용반응기: 아미노기, 카르복시기, 히드록시기 (황산기 X)
[참고] 제초제의 작용기작
| 작용기작 | 제초제의 분류 및 종류 |
| 광합성 저해 | ☆★트리아진계, ★★★★요소계(우레아계), ★비피리딜리움계, 아마이드계, 벤조티아디아졸계 |
| 색소체 형성 억제 | 피리다지논계 |
| 호흡 및 산화적 인산화 저해 |
카바메이트계, 유기염소계 |
| 호르몬 작용 교란 | ★페녹시계(2,4-D, MCP), 벤조산계 |
| 단백질 합성 저해 | 아마이드계, 유기인계 |
| 세포분열 저해 | ★디니트로아닐린계, 카바메이트계 |
| 세포막 파괴 | ★★diphenylether계(디페닐에테르계) |
| 아미노산 생합성 저해 | ☆★★설포닐우레아계, 이미다졸리논계, 유기인계(Glyphosate) |
- 호르몬형 제초제: 2,4-D, MCPP, 디캄바 (스템에프 34 X- Propanil로서 광합성 저해제)
광합성 저해형 제초제
- 잡초의 탄수화물 축적과 이산화탄소 흡수를 방해한다.
- Paraquat은 과산화물 형성을 통해 살초작용을 나타낸다.
- 대표적으로 요소(urea)계와 트리아진(triazine)계가 있다.
- 주로 광합성의 명반응과 암반응 모두 저해한다.
제초제의 대사
- ★생물적 변형이라고도 한다.
- 유기제초제가 완전히 산화하여 탄산가스로 변화되는 경우는 매우 드물다.
- ★식물 체내에 흡수, 이행된 제초제가 본래의 화학구조에서 다른 것으로 변형되는 것이다.
- 3단계 과정을 거쳐 대사한다.
- (X) 대사과정 중 제3단계는 동물과 식물에서 일어난다.
- (X) 제초제가 잡초의 세포 내에서 화학적으로 결합하여 가수분해 된 뒤 2차결합하여 잡초를 죽인다.
- ★제초제 활성/잔효성 요인: 토성, 온도, 유기물함량 (계면활성제 X)
- 2,4-D, Paraquat, Glyphosate, Bromacil 중 토양 잔류기간이 긴 제초제는 Bromacil
제초제의 흡수
- 뿌리와 잎, 어린 눈 등 다양한 경로로 흡수된다.
- 경엽처리제는 대부분 잎과 표면이나 기공을 통하여 흡수된다.
- 습윤제는 잎표면의 계면장력을 줄여 제초제의 흡수를 용이하게 한다.
- ★비극성(친유성) 제초제는 큐티클 납질층을 친수성보다 잘 통과한다.
- 친수성(극성) 제초제의 통과는 펙틴이 높고 다음이 큐틴이며 납질은 통과가 어렵다. (비극성: 큐티클납질 > 큐틴 > 펙틴)
- 극성 화합물은 셀루로오스층을 통과하기가 쉽다.
- 계면활성제는 극성 제초제가 큐티클 납질층을 잘 통과하도록 도와준다.
- 극성의 제초제에 습윤제를 첨가하면 제초제의 독성은 증가된다. (큐티클납질을 용해해 엽면흡수를 증가시킴)
- 분해과정이 없을 경우 극성이 낮은 제초제를 토양처리 하였을 때 제초효과가 가장 낮게 나타나는 지역은 토양유기물이 풍부한 점질토양의 지역.
- 제초제가 식물체에 흡수 이행을 저해하는데 관여하는 요인: 식물의 영양상태, 식물의 형태적 특성, 제초제의 처리 부위 (제초제의 농도 X)
제초제의 토양 흡착
- 토양에 잔류하는 제초제는 대부분 뿌리를 통하여 흡수된다.
- 작물파종 후 처리된 제초제는 대부분 표층 1~2cm 정도에서 흡수된다.
- 토양흡착 주요인자: 토성, pH 농도, 유기물 함량, 이온 교환 흡착, 수소 결합, 반데르발스 결합, 분자간 인력, 양이온치환용량, 완충능 (방위, 글루타치온 결합 X)
- 제초제의 토양 내 지속성 요인: 광분해 및 휘발성, 토양에 흡착 및 용탈, 미생물 및 화학적 분해 (경운 및 정지 X)
- ★★토양 내 제초제의 흡착이란 토양 내 점토물의 표면에 부착되거나 친화력을 갖는 것을 의미한다.
- ★★제초제는 대부분 하나 이상의 방향족 물질을 함유하고 있어 흡착에 중요한 역할을 한다.
- ★★대부분의 제초제는 반응기를 갖고 있어서 토양 유기물과 치환혼합이 가능하다.
- ★흡착이 클수록 제초제의 용탈, 유거, 휘발 등에 의한 손실이 적다.
- 이온화가 가능한 제초제는 양이온 치환을 통해 흡착된다.
제초제 성분의 식물체내 이동경로
- Uracil 및 Urea 계열 제초제를 ★경엽에 처리한 경우에 제초 성분이 이동하는 주요 경로는 ★Symplast
[참고] *아포플라스트(Apoplast): 세포간극, 세포벽, 물관 등으로 이어지는 죽은 세포조직을 통하여 이동되며, 제초제가 내피의 카스파리대(Casparian Strip)을 우회하여 물관으로 들어감
* 심플라스트(Symplast): 처음에 세포벽으로 들어간 다음 표피와 피층세포의 원형질 속으로 들어가고, 제초제가 원형질에 흡수된 다음 원형질연락사에 의하여 내피, 중심주, 체관의 순으로 통과함
* 아포플라스트-심플라스트(Apoplast-Symplast): 심플라스트 경로와 동일하지만 제초제가 카스파리대를 거치지 않고 세포벽으로 다시 들어간 다음 물관을 들어감
제초제의 상호작용
- ★길항작용(antagonism): 두 제초제를 혼합 시 혼합의 효과가 활성이 높은 물질의 단독효과보다 작은 것
- ★상승작용(synergism): 두 제초제를 혼합 시 혼합의 효과가 활성이 높은 물질의 단독효과보다 큰 것
- ★상가작용(addition): 두 제초제를 혼합 시 혼합의 효과가 활성이 높은 물질의 단독효과와 같은 것
- Tammes(1964)가 구분하였다.
- ★(결합작용 X)
제초제의 분해
- 제초제 효력 소실원인: 광분해, 화학적 분해, 미생물에 의한 분해 (열분해 X)
- 제초제의 광분해를 일으키는데 관련이 있는 광의 파장은 290 ~ 450nm (근자외선광)
- 제초제의 휘산과 광분해를 억제하는 데 가장 효과적인 처리방법은 제초제 처리 후 토양에 ★혼화시키는 것
- 식물체 내에서 일어나는 주된 제초제 분해반응: 히드록시 반응(Hydroxylation), 탈카르복시 반응(decarboxylation), 탈알킬 반응(dealkylation), 산화, 환원, 가수분해, 할로겐이탈반응, 탈아미노기반응 등 [인산화반응(phosphorylation) X]
- 살포된 제초제가 고체나 액체 상태로부터 기체 상태로 되어 대기중으로 소실되는 현상은 휘발
제초제의 구비조건
- 가격이 적절해야 한다.
- 사용 및 보관이 편리 하여야 한다.
- 잔류기간이 짧고 환경 오염이 없어야 한다.
- ★사람 및 동물에 대한 안전성이 높아야 한다. = 인축독성이 높아서는 안 된다.
- 토양의 하부 이동이 낮고 지하수 오염이 적어야 한다.
- 제초효과를 나타낸 이후 활성성분의 분해가 빨라야 한다.
- 잡초를 방제하되 다른 생물(비표적 생물)에 대한 영향이 적어야 한다.
- 방제효과가 안전하고 작물에 대한 약해 없어야함
제초제의 제형
- 계면활성제의 특성: 유화성, 전착성, 습윤성 (분해성 X)
- 계면활성제의 종류: 유화제, 전착제, 습윤제 (유탁제 X)
- 액상수화제: 물과 유기용매에 난용성인 원제를 조제한 것으로 분말 형태의 단점을 보완하기 위해 개발된 제형이다. 증량제로 물을 사용하여 독성, 환경오염 측면에서 유리하고, 가수분해에 대하여 안정한 유효성분만이 제제대상이 된다.
- 수화제: 작은 입자 크기로 된 고체이며 물에 녹여 사용한다. 물에 녹지 않는 주제를 카올린, 벤토나이트 등으로 희석한 후 계면활성제를 혼합한 제제. 물에 희석하면 현탁액이 됨.
- 입상수화제: 수화제 및 액상수화제의 단점을 보완하기 위하여 과립형태로 제제한 수화제의 일종
- 수용제: 농약 주성분이 물에 대한 용해도가 높아 입상이나 정제를 만들어 사용하는 제제의 일종
제초제의 약해 유발 원인
- 전착제 농도를 권장량보다 “높게” 처리하는 경우
- 비닐하우스 내에서나 피복재배지에서의 부주의한 처리
- 고압분무기로 살포시 주변 작물로 제초제가 비산되는 경우
- 제초제의 정확한 특성을 무시하고 적용범위를 확대하는 경우
- 기상조건, 물 관리 조건, 이앙 심도, 농약 상호작용, 환경 중의 확산, 토양 중 제초제 잔류, 활착 불량묘, 모래 땅, 심수, 미숙 유기물 (경운 시기, 감수성 고정, 완숙 유기물 X)
- 묘의 소질, 제초제 사용량, 제초제 오용 등
제초제의 분류
| 선택성 | 선택성 | 2,4-D, Butachlor, Bentazon, Mazosulfuron |
| 비선택성 | ★Glyphosate, Paraquat (Gramoxone), Glufosinate, Bialaphos, Sulfosate |
| 이행성 | 접촉형 | Paraquat, Diquat, Difenoconazole, Propanil |
| 이행형 | ★Glyphosate, ★2,4-D, Bentazon, ★Simazine, Butachlor, Alachlor, Thiobencarb |
| 파종전처리 | paraquat |
| 파종후처리(출아전처리) | simazine, alachlor |
| 생육초기처리(출아후처리) | bentazon, 2,4,-D |
- 제초제의 처리구역에 따른 분류: 전처리, 전면처리, 대상처리 (관주처리 X)
[참고] 관주처리: 약액을 흙 속에 주입하거나 나무줄기에 식입하고 있는 해충을 죽이기 위해 약액을 줄기에 주입하는 방법
- 전처리, 대상저리, 점 처리 방법이 속하는 처리 방법: 경엽처리
제초제의 선택성
- 제초제가 작물에는 피해(약해)를 주지 않고 잡초만을 죽일 수 있는 특성은 제초제의 선택성
- 선택성에 관여하는 요인: 잎의 표면조직, ★★생장점의 위치, 잎의 각도, 생육 정도, 잡초 종자의 ★발아 및 출아 심도, 잡초 ★뿌리의 분포 깊이와 형태, 선별 대사, 선별 이행, 선별 흡수 (선별 광합성, 제초제 처리량, ★잎의 수 X)
- ★단자엽식물과 쌍자엽식물 간의 차이처럼 식물의 생장형이 달라서 나타나는 선택성은 형태적 선택성
- 잎이 좁거나 적을수록 살포한 제초제의 접촉이 적게 된다.
- 생장점의 노출 여부, 위치에 따라 제초제 선택성이 달라진다.
- 잎에 털이 많을수록 수용성 제초제의 습윤 및 전착이 크게 떨어진다.
- 잎의 표면조직, 잎이 줄기에 붙어있는 각도 등에 따라 선택성이 달라진다.
- 뿌리의 분포, 깊이와 형태, 발아 및 출아의 심도 등에 따라 선택성이 달라진다.
- 비선택성 제초제인 glyphosate에 의해 나타나는 대표적인 반응: 황화, 고사
- 비선택성 제초제로 약제 처리 후 효과가 가장 빨리 나타나는 제초제는 paraquat
무기제초제
화합물 속에 탄소를 함유하지 않고 구성된다.
일반적으로 대사물의 독성이 낮다.
가격이 저렴하며, 살초효과가 적다.
유기제초제에 비해 처리약량이 많다.
토양처리 제초제
복토는 4cm 내외로 가능한 한 대립성 종자가 유리하다.
유기물 함량이 많고 흡착력이 강한 토양이 좋다.
제초제 처리 후 5mm 정도 강우가 있는 것이 좋다.
(유기물 함량이 적은 사양토로서 흡착력이 적은 토양이 좋다. X)
경엽처리 제초제
- 약제가 잎에 잘 묻도록 일반적으로 전착제를 첨가하여 처리한다.
- 잎 표층을 통과한 약제는 물관이나 체관을 통해 하부 또는 상부이동을 한다.
- 잡초마다 잎 표면으로부터 세포 내 작용점까지의 제반 성질이 다르므로 동일한 제초제라도 효과가 다르게 나타날 수 있다.
- 극성이 낮은 친유성 제초제는 잎의 큐티클을 비교적 잘 통과하기 때문에 경엽처리 활성이 강하다.
* 페녹시계(페녹시카르복실계)
- 이 계열의 제초제는 식물의 분열조직(생장점)에 집적된다.
- 광합성 산물이나 증산류와 함께 이동하는 이행형 호르몬형 제초제이다.
- 일년생 및 다년생 광엽잡초가 감수성을 띠며, 잡초 발생 후에 처리하는 제초제이다.
- 경엽에 처리하는 선택성 제초제
- 생체 내 옥신의 균형을 교란시치는 것이 주된 작용특성
- 분열조직의 활성화, 이상분열, 엽록소 생성 저해, 세포막의 삼투압 증대 등의 효과
- 세계적으로 가장 먼저 개발된 호르몬형 유기제초제: 2,4,-D, MCPP(메코프로프)
- (X) 토양 표면을 뚫고 나오는 신초나 뿌리에 의해 흡수되고 토양 잔효성이 1-3개월이다.
> 이사-디(2,4-D) 제초제의 작용 특성
[참고] 제초제의 원조이다.
(붙어있는 위치도 시험에 나옴. 농약학에도 나온 문제)
- 이행형 제초제이다.
- 이행성이 비교적 높고 생장점 등에 집적하는 성질이 있다.
- 2,4-D 의 작용특성: 세포분열의 이상유발 (호르몬 교란)
- ★경엽에 처리하는 제초제로 잡초 발생 후에 처리하는 ★페녹시계 제초제는 2,4-D이다..
- 광엽잡초에 특히 활성이 높다.
- 주로 논 제초제로 사용되고 있다.
- 휘산성이므로 감수성 작물에 주의하여 살포한다.
- 벼는 논물을 빼고 난 후 압력이 약한 분무기로 벼 잎에 묻지 않도록 살포한다.
- 벼의 경우 유효분얼이 끝날 때부터 유수형성기 전까지 살포한다.
[참고] 유효분얼이 끝나기 전에 살포할 경우 분얼이 억제되어 충분한 분얼수를 확보하지 못하게 되며, 유수형성기 이후에 살포할 경우 출수가 안 되는 피해가 있다.
- 2,4-D의 ester형을 논에 살포하면 주위에 있는 콩밭에서 약해가 발생할 수 있다.
- 2,4-D 액제를 벼 유수형성기 전에 처리할 때, 벼에는 약해가 없으나 광엽잡초에는 약해가 발현하는 주된 이유는 형태적인 차이로 광엽잡초의 생장점이 노출되어 있기 때문이다.
* 아미드계
- 벼 잡초인 피 방제를 위한 프로파닐 제초제의 선택성은 효소 활성의 차이에 기인한 것이다.
- Propanil: 경엽처리용, 접촉형. 화본과잡초 돌피 방제용으로 벼에는 프로파닐을 가수분해시키는 아릴아실아미라아제라는 가수분해효소가 존재한다.
- Alachlor(라쏘): 밭작물 토양처리용, 이행성
- Butachlor(마세트): 이행성
* 트리아진계
- Simazine: 밭작물 토양처리용, 이행성
- Atrazine
* 요소계(Urea계)
- 고농도 처리수준에서는 비선택성이다.
- 제초 활성을 나타내기 위해 광이 필요하다.
- 광합성 저해 및 세포막 파괴에 의하여 작용한다.
- 경엽처리 효과가 있고, 토양처리형으로도 사용한다.
- Methabenzthiazuron(트리부닐): 밭작물 토양처리제, 발생초기 경엽처리제
- Linuron: 밭작물 토양처리제
* 산아미드계
- 토양에 처리된 성분은 유아와 유근에 흡수되어 발아를 저해.
- 식물체내이행, 생식기관보다 영양기관 이행이 큼.
- 토양 잔효성 1~3개월 (6~9개월 지속되는 것도 있음)
* 카바메이트계
- ★R1-NHC-O-R2의 화학구조를 기본 골격으로 갖는 제초제군은 카바메이트계
- 종류: 티오벤카브(thiobencarb), 몰리네이트(molinate) 등
- 잡초 발생 전 처리하는 제초제로서 화본과, 방동사니과를 선택적으로 방제한다.
- 잡초의 뿌리, 초엽, 경엽으로 쉽게 흡수되며 잔효기간이 짧아 활성이 오래 지속될 수 있는 추운 지역에 많이 사용한다.
- 클로르프로팜, 아슐람: 콩, 당근 등 재배 시 1년생 잡초 방제
- Thiobencarb(사단): 토양처리제, 이행성
* 비피리딜리움계
- Paraquat(그라목손): 비선택성, 경엽처리제
- Diquat(다이쾃디브로마이드; 레그론)
* 디페닐에테르계
- Bifenox
* 설포닐우레아계
- ★★설포닐우레아(sulfonylurea)계 저항성 잡초: 물달개비, 알방동사니, 미국외풀, 물옥잠, 올챙이고랭이, 올챙이자리, 올미, 마디꽃, 새섬매자기, 쇠털골 등 (피 X)
* 벤조산계
- 벤조산계 제초제로 밭, 목초지, 잔디밭에서 사용되었으며, 특히 산림이나 비농경지에 발생하는 아까시나무 방제에 효과적인 제초제는 Dicamba(디캄바)
* 아릴옥실페녹시 프로피오닉산계
- 지질생합성을 저해한다.
- 토양 속에서는 쉽게 분해된다.
- 화본과 잡초에만 특이적인 살초효과가 있다.
- 최상의 효과를 위해서는 보조제나 첨가제의 혼합이 필요하다.
- 후기경엽처리용 제초제이다.
제초제 상호작용에 대한 식물의 반응을 평가하는 방법
> Growing의 방법
- 제초제 혼합에 의한 식물체 반응, 즉 두 제초제 A와 B의 혼합처리 시 기대되는 반응(E)를 X+Y-[(100-X)/X]로 나타낸다.
- X와 Y는 제초제 A, B를 각각 처리했을 때의 억제율을 의미하며 상승, 상가, 길항작용 관계를 나타낸다.
> Colby의 방법
- 실측치가 기대치와 같아 뺀 값이 0이면 상가작용
- 실측치가 기대치보다 상대적으로 높아 뺀 값이 양수이면 상승작용
- 실측치가 기대치보다 상대적으로 낮아 뺀 값이 음수면 길항작용
작물 - 잡초 - 제초제 매칭
- 벼, 피, 뷰타클로르 입제
- 잔디, 크로바, 디캄바 액제
- 사과, 일년생 잡초, 시마진 수화제
- (X) 콩, 방동사니, 이사-디 액제
제초제 기타
- ★★우리나라에서 개발된 최초의 신물질 제초제로 pyrimidinyloxysalicylic acid계 제초제는 pyribenzoxim
[참고] 1993년 LG생명과학[당시 (주)럭키]에서 발명한 신물질
- ★올방개 방제에 가장 효과적인 제초제는 벤퓨러세이트가 혼합된 제초제, 페녹슐람 액상수화제
- 잔디밭에 발생하는 클로버를 방제하려고 할 때 가장 적합한 제초제는 반벨
- ★★벼 재배에 주로 사용(논의 수도작 재배)하는 제초제는 이사-디 액제, 옥사디아존 유제, 뷰타클로르(카펜트라존에틸) 입제 (알라클로르 유제 X)
- 광요구성 제초제: ★Linuron, ★Oxidiazon, ★Oxyfluorfen ★(Butachlor X)
- 제초제 중 베타-oxidation 후 살초성을 발휘하는 것은 2,4-DB
계산문제
참고) 비중은 단위가 없으며, ml에 비중을 곱하면 g이 되고,
g을 비중으로 나누면 ml가 된다! 순수한 물의 비중은 1이다!
- ★6% 유효성분 입제를 1ha당 30kg 논에 처리하였다. 논물 속에 함유된 약제의 농도는 몇 ppm인가? (단, 물의 깊이는 5cm)
[풀이]
1) 처리된 약제량 30kg×0.06 = 1.8kg
2) 논의 부피 = 1ha×5cm = 100m×100m×0.05m = 500m^3 = 500,000L
3) 논물 속 약제 농도 = 1,800,000mg/500,000L = 3.6mg/L = 3.6ppm (1ppm = 1mg/L이므로)
분무량
- 밭에서 2m의 분무폭을 가진 분무기로 50m의 거리를 이동할 때 살포된 제초제 분무량이 10L이다. 이 분무기로 2ha의 면적에 살포한 경우 분무량은 2000L
[풀이] 1ha = 100m×100m = 10,000㎡
(2×10,000㎡)/(2m×50m)×10L = 2000L
★★★억제율(방제율=방제가)
- 흑색달팽이 방류 시 물달개비 및 방동사니 억제율 구하기.
무처리: 강피 174본/m2, 물달개비 297본/m2, 방동사니 207본/m2
흑색달팽이 방류 시: 물달개비 4본/m2, 방동사니 73본/m2
[풀이] 물달개비 방제율 = (297-4)/297×100 = 98.7%
방동사니 방제율 = (207-73)/207×100 = 64.7%
- 흑색달팽이 방류시 강피 억제율을 조사하고자 한다. 흑색달팽이 방류시 무처리 강피 발생 172본/m2 에 대한 강피 23본/m2 이 발생되었을 때, 강피 억제율은 86.7%
[풀이] 강피 방제율 = (172-23)/172×100 = 86.7%
- 무처리 잡초건물중이 250g이고 A처리 잡초건물중이 50g일 때 A처리의 잡초 방제가는 80%
[풀이] 방제가 = (250-50)/250×100 = 80%
- 무처리구의 잡초 발생량이 건물량으로 850g이고 제초제 처리구의 잔존 잡초량이 건물량으로 34g일 때 이 제초제의 방제가는 96%
[풀이] 방제가 = (850-34)/850×100 = 96%
★단위환산
- A제초제 0.5%는 5,000ppm
[풀이] %는 1/100이고, ppm은 1/1,000,000이므로
0.5×10,000 = 5,000ppm
- 1%의 2,4-D 농도는 10,000ppm
[풀이] %는 1/100이고, ppm은 1/1,000,000이므로
1×10,000 = 10,000ppm
★★★★★★★★제품량 (농약학 계산문제 참고)
- 40%의 유효성분을 가진 2,4-D 입제를 1ha당 2000g 처리하고자 할 때 제품량은 5kg
[풀이] 제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 2,000g/0.4 = 5,000g = 5kg
- 20%의 유효성분을 가진 butachlor 입제를 1ha당 1,000(a.i.)g 처리하고자 할 때 필요한 양은 5kg
[풀이] 제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 1,000g/0.2 = 5,000g = 5kg
- 10% 유효성분을 가진 제초제를 300g(a.i.)/ha 처리시 100㎡에 필요한 제품량은 30g
[풀이] 1ha = 10,000㎡이므로
100㎡의 처리량 = 300g/100 = 3g
제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 3g/0.1 = 30g
- 6%의 유효성분을 가진 제초제를 10a당 유효성분량으로 300mg 살포코자 할 때 1ha 당 필요한 제품량은 50g
[풀이] 1ha = 100a, 1g = 1000mg
1ha당 처리량 = 10×300mg = 3g
제품량 = 처리량/유효성분율
1ha당 제품량 = 3g/0.06 = 50g
- 20%의 유효성분 함량을 지닌 A제초제 제품을 유효성분 기준으로 1ha당 3kg을 처리하려고 할 경우에 소요되는 제품량은 15kg
[풀이] 제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 3kg/0.2 = 15kg
- 주성분 함량이 2.5%인 입제를 주성분 1kg/ha 수준으로 1ha에 처리할 경우 필요한 제품량은 40kg
[풀이] 제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 1kg/0.025 = 40kg
- 10%의 유효성분을 가진 A제초제 입제를 1ha당 100g(유효성분) 처리하려고 할 때의 필요한 제초제의 제품량은 1.0 kg/ha
[풀이] 제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 100g/0.1 = 1,000g = 1kg
- 유효성분 5%인 입제 제초제를 1ha당 1kg(유효성분량)을 처리하고자 할 때 필요한 양은 20kg
[풀이] 제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 1kg/0.05 = 20kg
- 제초제를 400g/ha를 유효성분 기준으로 콩판에 처리하려고 한다. 50㎡의 면적인 콩 포장에 살포하기 위하여 B제초제 유제(25% 유효성분)는 8mL 필요하다. (단, 비중은 1)
[풀이] 1ha = 10,000㎡
처리량: 1ha에 400g이므로 50㎡에는 400g/10,000×50 = 2g
제품량 = 처리량/유효성분율
∴ 2g/0.25/1(비중) = 8ml
- 유효성분함량이 2%인 유제 제초제 60ml를 20L 물에 희석하여 10a(300평)당 100L 살포하였다. 이 때 처리된 제초제 성분량은 몇 g/10a 수준인가? (단, 유제의 비중은 1이다.)
[풀이] 물 20L 당 유효성분량: 60ml×0.02 = 1.2ml
100L 당 유효성분량: 1.2ml×5 = 6ml
∴ 비중이 1 이므로 6ml×1(비중) = 6g
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