잡초방제학 03 제초제

제초제

제초제는 살초 작용기작에 따라 선택성과 비선택성으로 나눌 수 있다. 유기제초제를 가장 많이 사용하고, 논에서 사용하는 제초제의 종류가 가장 많으며, 처음으로 등록된 제초제는 2.4-D이다.

제초제 분류는 벼농경지잡초약, 과원잡초약, 산림잡초약으로 나누기도 한다. 화학구조로 나누면 무기제초제와 유기제초제로 나누고, 이행성과 접촉성 또는 호르몬제와 비호르몬제로 나누기도 한다. 2.4-D는 대표적인 유기제초제로서 유기합성제초제의 근원이라고 할 수 있다.

처리방법에 따라 토양, 토양겸 경엽, 경엽처리제로 나눌 수 있다. 경엽처리제는 정식후 발아억제에 효과가 있다. 광합성 저해형 제초제는 요소치환계, 트리아린계, 다이아진계가 있으며, 페녹시계 제초제는 2.4-D 에틸에스터(ethylester), MCPB 등이 대표적이고, 폐녹시계 제초제의 특성은 옥신 작용을 가진 호르몬형으로 식물체 내부로 흡수 및 이행하여 세포분열, 호흡증진  생리현상 교란으로 제초활성을 높이고, 토양미생물에 의해 분해되는 특징을 가지고 있다. 또한 페녹시계 제초제는 상편현상을 일으킨다.

디페놀에테르계 제초제는 클로르니트로펜(chlornitrofen) 있으며, 광이 필요하다. 산아미드계 제초제는 토양중 제초제로 재배 직후에 사용한다. 잡초의 어린싹과 어린뿌리에 작용하고, 식물체내로 이행하여 단백질의 합성을 저해한다.

산아미드계제초제는 부타클로르(butachlor) 등이 있으며, 트리아진계 제초제는 잎에 작용하여 황화현상을 일으킨다. 요소계 제초제는 벤설퓨론메틸 (Bensulfuron methyl), 메타벤티아주론(Methabenthiazuron), 리뉴론(Linuron) 등이 있고, 토양중 이동성이 가장 적은 것 파라코(Paraquat)이며, 토양중 잔류성이 가장 긴 것은 피클로람(Picloram)이다.

최근 다년생 잡초에 효과적인 제초제는 설포닐우레아계가 있고, 혼합제로는 피페린, 벤나프, 피조레입제 등이 있다. 벼 어린묘에는 접촉형 제초제는 사용해서는 안 된다.

광합성 저해형 제초제의 살초작용은 명반응 억제로 암반응도 억제하고, 탄수화물 생성을 억제하며, 호흡을 정상적으로 하지 못하게 하고, 탄수화물 결핍 현상을 일으킨다.

식물체내 제초제의 화학적 변화 단계는 산화, 환원, 가수분해작용으로 분해산물이 식물체내 다른물질과 결합하여 제2의 결합물질 생성으로 정상적인 생육을 방해한다. 제초제의 살초기작은  생장을 억제하고, 광합성을 억제하며, 대사작용을 억제한다. 제초제의 성분은 토양교질과 유기물입자에 약이온 결합, 음이온 결합, 약한 물리적인 결합을 한다.

제초제에 저항성인 잡초에 대한 대책으로는 혼합제 사용, 윤작, 순환식 농법 등이 있다. 제초제의 사용량 많이 해야 하는 경우는 토양유기물 함량이 많을 때, 점토질 토양일 때 등이고, 사질토양에 사용할 경우에는 제초제의 사용량을 줄여야 한다.

식물체의 큐티클층의 구성요소는  섬유소, 펙틴, 큐틴 등이고, 큐티클층은 광도와 비례하여 증가하며한다. 경엽처리 제초제의 경엽 흡수를 방해하는 가장 중요한 요소는 수분 결핍시와 상대습도가 낮을수록 두꺼운 큐티클층을 형성하여 흡수를 방해한다. 또한 식물큐티클의 발달순서는  Wax -> Cutin -> Pectin 순이다.

토양처리 제초제의 유효성분을 흡수하는 부위는 유아(어린 싹)이고, 제초제의 경엽 흡수를 방해하는 것은 큐티클층리며, 잡초 체내(뿌리, 종자, 유아, 경엽 등)에 흡수된 제초제 성분이 살초작용을 나타내기 위해서는 작용점으로 이행되어야 한다. 살초작용의 1차 작용점은 생장점, 엽록체, 미토콘드리아 등이고, 광합성 억제형 제초제의 작용점은 엽록체이며, 살아 있지 않은 조직을 통하여 이동하는 것을 apoplastic 이행이라고 한다. 제초 성분의 단거리 이행은 apoplastic, symplastic 이행이 모두 가능하다.

제초제의 분해 반응중 수소와 결합하거나 산소가 이탈하는 반응으로 담수상태에서 처리된 제초제 등에서 미생물의 촉매로 일어나는 반응을  환원반응이라고 한다. apoplastic 이행은 세포막을 통한 이행이고, symplastic 이행은 세포와 세포 사이의 살아있는 조직을 통한 이행이며, 장거리 이행은 물관부, 체관부를 통한 이행이고, 토양처리 제초제의 이행은 대부분 물관부 이행이다.

혼합제초제는 약효의 상승작용을 이용하고, 제초제에 대한 식물의 형태적 반응은 상편생장, 막의 파괴 및 큐티클 형성의 저항, 잎의 황화현상, 생장의 억제 등으로 나타난다.

제초제 성분의 두 화합물간의 길항작용은 생화학적 길항작용, 생리적 길항작용, 경합적 길항작용 등이 있으며, 생리적 선택성은 식물체 내에 흡수, 이행되는 정도의 차이에 의해 나타나는 선택성을 의미하며, 제초제의 선태성은  작물적 요인, 환경적 요인, 농약적 특성에 따라 다르다. 화본과 잡초의 고도의 선택성은  원싸이드(fluazifop-butyl)가 알려졌으며, 비선택성 제초제는 글리포세이트(Glyphosate)가 유명하다. 극상의 식생은 자연방치된 최후의 식생이다.