제초제 저항성

제초제 저항성은 원래 개체군이 민감했던 제초제에도 살아남는 잡초의 생물형이 유전적으로 가지는 능력을 말합니다. 생물형이란 한 종 내에서 전체 개체군에는 없는 생물학적 특성(예: 특정 제초제에 대한 저항성)을 가진 식물 집단을 의미합니다.

제초제 저항성은 노스캐롤라이나 재배 농가에 매우 심각한 문제를 야기할 수 있습니다. 전 세계적으로 100종 이상의 잡초 생물형이 하나 이상의 일반적인 제초제에 저항성을 보이는 것으로 알려져 있습니다. 노스캐롤라이나에서는 현재 디니트로아닐린 계열 제초제(Prowl, Sonalan, Treflan)에 저항성을 보이는 개밀의 생물형, MSMA와 DSMA에 저항성을 보이는 도꼬마리의 생물형, 그리고 호엘론에 저항성을 보이는 한해살이 라이그래스의 생물형이 존재합니다.

최근까지 노스캐롤라이나에서는 제초제 저항성 발달에 대한 우려가 크지 않았습니다. 특정 제초제에 저항성을 보이는 생물형을 가진 작물이 세 종 발견되었지만, 이러한 생물형의 발생은 단일 작물 재배로 쉽게 설명될 수 있었습니다. 윤작을 하는 재배자들은 저항성에 대해 크게 걱정할 필요가 없었습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 동일한 작용 기전을 가진 여러 제초제가 개발되고 널리 사용되면서 상황이 달라졌습니다(표 15 및 16). 작용 기전이란 제초제가 감수성 식물을 죽이는 구체적인 과정을 말합니다. 오늘날 동일한 작용 기전을 가진 제초제는 윤작으로 재배되는 여러 작물에 사용할 수 있습니다. 특히 우려되는 것은 ALS 효소 시스템을 억제하는 제초제입니다(표 15). 우리가 가장 흔히 사용하는 제초제 중 상당수가 ALS 억제제입니다. 또한 향후 5년 이내에 등록될 것으로 예상되는 많은 신규 제초제도 ALS 억제제입니다. ALS 억제제들은 공통적으로 식물 저항성 발달에 취약하게 만드는 몇 가지 특징을 가지고 있는 것으로 보인다.

제초제는 다른 잡초 방제 방법보다 효과적이거나 경제적이기 때문에 작물 생산에 사용됩니다. 특정 제초제 또는 제초제 계열에 대한 저항성이 발생하면 적절한 대체 제초제가 없을 수 있습니다. 예를 들어, 현재 호엘론 저항성 라이그래스를 방제할 수 있는 대체 제초제는 없습니다. 따라서 제초제는 보호해야 할 자원으로 간주해야 합니다. 우리는 저항성 발현을 억제하는 방식으로 제초제를 사용해야 합니다.

저항성 진화 과정을 이해하는 것은 저항성 발생을 예방하는 방법을 이해하는 데 필수적입니다. 제초제 저항성 진화에는 두 가지 전제 조건이 있습니다. 첫째, 저항성을 부여하는 유전자를 가진 잡초 개체가 자생 개체군에 존재해야 합니다. 둘째, 이러한 드문 개체가 저항성을 보이는 제초제를 광범위하게 사용함으로써 발생하는 선택압이 개체군에 작용해야 합니다. 저항성 개체는 존재하더라도 전체 개체군의 매우 낮은 비율을 차지합니다. 일반적으로 저항성 개체는 10만 마리 중 1마리에서 1억 마리 중 1마리 정도의 빈도로 존재합니다. 동일한 작용 기전을 가진 동일한 제초제를 지속적으로 사용하면 감수성 개체는 죽지만 저항성 개체는 손상되지 않고 종자를 생산합니다. 이러한 선택압이 여러 세대에 걸쳐 지속되면 저항성 생물형은 결국 개체군의 높은 비율을 차지하게 됩니다. 이 시점에 이르면 특정 제초제로는 더 이상 만족스러운 잡초 방제를 할 수 없게 됩니다.

제초제 저항성 발생을 방지하기 위한 관리 전략에서 가장 중요한 요소는 작용 기전이 다른 제초제를 순환 사용하는 것입니다. 고위험군 제초제는 두 작물에 연속해서 사용하지 않아야 하며, 같은 작물에 고위험군 제초제를 두 번 이상 사용하지 않아야 합니다. 중간 위험군 제초제 또한 두 작물에 연속해서 두 번 이상 사용하지 않아야 합니다. 저위험군 제초제는 복합적인 병해를 방제할 수 있을 때 선택해야 합니다. 작용 기전이 다른 제초제를 혼합 살포하거나 순차적으로 살포하는 것은 저항성 관리 전략의 핵심 요소로 자주 언급됩니다. 혼합 살포 또는 순차 살포에 사용되는 제초제를 현명하게 선택한다면, 이 전략은 저항성 발생을 지연시키는 데 매우 효과적일 수 있습니다. 그러나 안타깝게도 저항성 발생을 방지하기 위한 혼합 살포 또는 순차 살포의 여러 요건들이 일반적으로 사용되는 혼합물에서는 충족되지 않는 경우가 많습니다. 저항성 발생을 효과적으로 예방하려면 순차적으로 또는 혼합 살포에 사용되는 두 제초제 모두 동일한 방제 범위와 유사한 지속성을 가져야 합니다.

가능한 한 경작과 같은 비화학적 방제 방법을 잡초 관리 프로그램에 통합하십시오. 향후 참고를 위해 각 경작지의 제초제 사용 기록을 잘 보관하십시오.

제초제 저항성 잡초 탐지. 잡초 방제 실패의 대다수는 제초제 저항성 때문이 아닙니다. 제초제 살포 후에도 살아남은 잡초를 저항성 잡초라고 단정하기 전에, 방제 실패의 다른 가능한 원인을 모두 제거해야 합니다. 잡초 방제 실패의 잠재적 원인으로는 잘못된 살포(예: 부적절한 살포량, 불충분한 살포 범위, 불량한 혼합, 보조제 미사용), 제초제 활성에 불리한 기상 조건, 제초제 살포 시기의 부적절성(특히, 잡초가 너무 커서 방제 효과가 없을 때 발아 후 제초제를 살포하는 경우), 잔류 기간이 짧은 제초제 살포 후 발생한 잡초 등이 있습니다.

방제 불량의 다른 가능한 원인을 모두 제거한 후에도 다음과 같은 현상이 나타나면 제초제 저항성 생물형이 존재할 가능성이 있습니다. (1) 해당 제초제로 일반적으로 방제되는 모든 종 중에서 하나만 제외하고 모두 잘 방제됩니다. (2) 문제의 종이 건강하게 자라면서 같은 종의 죽은 식물들 사이에 섞여 있습니다. (3) 방제되지 않는 종은 일반적으로 해당 제초제에 매우 민감합니다. (4) 해당 포장은 이전에도 문제의 제초제 또는 동일한 작용 기전을 가진 제초제를 광범위하게 사용한 이력이 있습니다. 저항성이 의심되는 경우, 문제의 제초제와 동일한 작용 기전을 가진 다른 제초제의 사용을 즉시 중단하십시오.