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Fact-Finding Survey of Herbicide Use at Farmer's Level and Distribution of Herbicide Resistant Weeds in Paddy Field of Jeonbuk Province, Korea
Fact-Finding Survey of Herbicide Use at Farmer's Level and Distribution of Herbicide Resistant Weeds in Paddy Field of Jeonbuk Province, Korea
Weed & Turfgrass Science. 2014. Dec, 3(4): 312-317
Copyright © 2014, The Korean Society of Weed Science and The Turfgrass Society of Korea
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  • Received : November 14, 2014
  • Accepted : December 08, 2014
  • Published : December 31, 2014
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Seung-Hyun Cho
shcho0360@korea.kr
Seog-Ju Kwon
Young-Eun Song
Deok-Ryeol Lee
Young-Ju Song
Chung-Kon Kim1
In-Yong Lee

Abstract
전라북도 지역 논에서 발생되고 있는 저항성잡초와 문제잡초의 발생 모니터링을 통하여 효율적인 논 잡초 방제기술을 확립하기 위한 기초자료로 활용하고자 시험을 수행하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 전북지역 논에서의 잡초발생 분포와 재배농가들이 선호하는 제초제 등을 설문조사한 결과, 우점초종은 피, 올방개, 올챙이고랭이, 물달개비등이었으며 재배농가들이 선호하는 제초제는 초·중기처리 제초제(48.0%)>이앙전처리 제초제(36.7%) >경엽처리 제초제(15.3%) 순이었다. 논 토양조사에 의해 전북지역 제초제 저항성잡초 발생정도를 조사한 결과, 제초제 저항성잡초 발생면적은 총 재배면적의 18.4%인 24,413 ha 였으며 발생초종은 4초종으로 올챙이고랭이(39.0%)>물달개비(27.8%) >강피(16.6%), 알방동사니(16.6%) 순으로 발생비율이 높았다. 이러한 정보를 이용하여 전북지역의 제초제 저항성잡초 발생을 예측하고 이에 맞는 제초제 저항성잡초 관리 방안을 수립할 수 있을 것으로 판단된다.
Keywords
서 론
Sulfonylurea계 제초제들은 식물체내에서 valine, leucine 그리고 isoleucine 같은 분지아미노산 생합성에 관련하는 첫번째 효소인 acetolactate synthase (ALS)를 억제하여 활성을 나타내는 제초제로 약효와 선택성이 다른 계통의 제초제들에 비하여 상대적으로 긴 특성을 가지고 있으며, molinate, esprocarb, mefenacet 등의 화본과 전용 제초제들과 혼합되어 일발처리제로 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 이러한 특성을 지닌 제초제들의 연속적인 사용은 저항성 잡초발생의 주요 원인이 되어 새로운 문제점으로 대두되고 있는 실정이다.
Park et al. (2002) 은 제초제 저항성 잡초에 대한 정의를 ‘잡초를 방제하기 위하여 제초제를 살포하여도 생존하여 종자를 맺어 후대까지도 유전되는 것’이라 하였는데, 이러한 유전능력을 가진 sulfonylurea계 제초제에 대한 저항성 잡초의 발생면적과 종수가 빠른 속도로 증가하고 있다. 우리나라 논에서는 1999년에 sulfonylurea계 제초제에 대한 저항성 물옥잠이 충남 서산 간척지에서 처음으로 발생 (Park et al., 1999) 된 이후 물달개비, 미국외풀, 마디꽃, 알방동사니, 올챙이고랭이 등이 계속적으로 보고되었다 (Im et al., 2003 ; Kwon et al., 2002 , 2009 ; Park et al., 2001 , 2002 , 2009) . 또한 2010년에는 전북 김제에서 화본과 잡초 방제용인 ACCase 제초제에 저항성을 나타내는 강피가 출현하여 제초제 저항성잡초의 발생기작이 다양해졌으며 (Im, 2009 ; Lim et al., 2009 , 2010 ; Park et al., 2010) , 현재까지 11초종이 공식적으로 확인되었다.
우리나라 논에서 발생하고 있는 잡초는 총 22과 76종으로, 지역 및 초종별 잡초발생 특성은 물달개비는 전남, 북지방뿐만 아니라 전국적으로 비교적 높은 우점도를 보이고 올방개는 경기도, 강원도 등 중부지방에서 발생비율이 특히 높았으며 피, 벗풀, 가막사리 등은 전국적으로 고른 분포를 보였다 (Park et al., 2002) . 그러나 제초제가 보급되기 이전인 1970년도에는 마디꽃, 쇠털골, 물달개비 등의 일년생잡초가 우점하였고 (Kim, 1974) , 주로 일년생잡초 방제용 제초제가 보급되기 시작한 1980년도에는 올미, 벗풀 등 다년생잡초가 급증하였다 (Oh et al., 1981) . 이와 같이 과거의 손제초에 의존한 잡초방제, 제초제에 의한 화학적 잡초방제 및 특정 제초제 연용, 벼 재배양식의 변화 등으로 잡초 군락이 변화하고 있으므로 효과적이고 경제적인 잡초방제 방법을 연구하고 문제 잡초에 대한 적정 방제기술을 개발하기 위해서는 주기적으로 변하는 잡초의 군락을 조사, 분석하는 것이 매우 중요하다.
따라서 본 연구는 전라북도 지역 논에서 발생되고 있는 저항성잡초와 문제 잡초의 발생 모니터링을 통하여 효율적인 논 잡초 방제기술을 확립하기 위한 기초자료로 활용하고자 수행하였다.
재료 및 방법
- 논 잡초 발생현황 설문조사
본 시험은 2011년에 익산, 김제, 정읍, 부안 등 전북 13개 시, 군 80농가를 대상으로 직접 설문지를 작성하여 배포한 후 수거하여 분석하였으며 전북쌀연구회 회원들과 시·군 벼 재배 농가를 대상으로 1:1 면담을 실시하여 조사하였다. 주요 조사문항은 벼 재배면적 등 일반현황과 조사대상 논에서 발생되고 있는 우점잡초 및 저항성잡초, 그리고 농가가 선호하는 제초제 등으로 이루어졌다. 면담 및 설문조사 자료는 통계처리 프로그램인 SAS (Statistical Analysis Systems)를 이용하여 빈도분석과 요인 사이의 상호관계를 분석하였다.
- 제초제 저항성잡초 발생 모니터링
본 시험은 2012년 3월부터 4월까지 2개월간에 걸쳐 전북 14개 시·군에서 논 토양시료 1,000점을 채취하여 수행하였다. 논 토양시료는 시·군별로 지점당 2-3 kg씩 50-90점을 채취하였으며 채취방법은 표토 0-20 cm의 토양을 3-4군데에서 일정량씩 채취한 후 혼합하였다. 제초제 저항성잡초 검정은 4각 포트(40×50×10 cm)에 채취한 토양을 넣고 물로 진탕한 다음 10일 후에 sulfonylurea계 제초제인 피라조설푸론에틸·피리미노박메틸 입제를 기준량인 30 kg ha -1 처리하였다. 그리고 약제처리 후 20일에 생존한 잡초를 지점별로 확인하여 제초제 저항성잡초 발생면적으로 환산하였다.
결과 및 고찰
- 논 잡초 발생현황 설문조사
전북지역 벼 재배농가의 일반적인 경종현황을 조사한 결과, 벼 재배양식은 기계이앙이 91.3%로 대부분을 차지하였으며 담수직파가 8.7%정도 이었다( Fig. 1 A). 재배면적은 1 ha 미만이 13.7%, 1-5 ha가 약 41.3%, 5 ha이상이 약 45.0%정도로 넓은 면적의 벼농사를 짓는 농업인들이 응답했음을 알 수 있었다( Fig. 1 B). 답전윤환 작부체계는 수도 단작이 75.0%, 맥류와 수도병행이 25.0%로 수도 단작이 주를 이루고 있었으며( Fig. 1 C), 경운은 추경과 춘경이 21.2%, 추경이 28.8%, 춘경이 50.0%정도로 춘경을 많이 하고 있는 것으로 조사되었다( Fig. 1 D). 추경은 다년생잡초의 괴경을 노출시켜 동사 및 건조사에 의해 이듬해에 발생밀도를 60%이상 감소시킨다는 보고 (Kim and Choi, 1976) 가 있어 전북지역에서는 추경하는 빈도가 낮아 다년생잡초의 발생이 많아질 것으로 판단된다.
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Comparisons of cultivation methods, paddy rice area, cropping system and tillage methods of rice cultivation farm in Jeonbuk province, Korea. Survey targeting was 80 rice farmers. Survey period was from April to July, 2011. A: Cultivation methods; B: Paddy rice area; C: Cropping system; D: Tillage methods.
전북지역 조사대상 논에서 발생되는 주요 잡초로는 일년생잡초 7초종, 다년생잡초 5초종 등 총 12초종이 발생된다고 응답하였다( Table 1 ). 일년생잡초 중에서는 피가, 다년생잡초 중에서는 올방개가 가장 높은 발생비율을 보였는데 이는 우리나라 논에서 가장 문제되는 잡초는 피였으며 다음으로 올방개, 올미, 벗풀 순으로 발생빈도가 낮아졌다는 보고 (Lee et al., 1998) 와 유사하였으며 피의 경우 전북 김제에서 화본과 잡초 방제용인 ACCase 제초제에 저항성을 나타내는 강피가 출현되었고 (Im, 2009 ; Lim et al., 2009 , 2010 ; Park et al., 2010) , 또한 기후온난화에 따른 제초제 처리시기의 일실 등으로 후기에 발생이 많아졌기 때문이며 올방개의 경우 앞에서 언급한 바와 같이 경운방법 중 추경의 빈도가 낮고 출현시기가 다양해 일괄처리제로는 방제가 어려웠기 때문으로 판단된다. 초종별로는 피 24.6%, 올방개 18.4%, 올챙이고랭이 15.8%, 물달개비 14.0%, 벗풀 9.6%의 발생비율을 보여 상위 5초종의 발생비율이 82%정도로 발생잡초의 대부분을 차지하였다.
Distribution of weed occurrence on paddy field in bromobutide, bensulfuron- Jeonbuk province, Korea.
Order Weed species Ratez (%)

1 Echinochloa spp. 24.6
2 Eleocharis kuroguwai 18.4
3 Scirpus juncoides 15.8
4 Monochoria vaginalis 14.1
5 Sagittaria trifolia 9.6
6 Cyperus difformis 3.9
7 Sagittaria pygmaea 3.5
8 Ludwigia prostrata 3.1
9 Aneilema keisak 2.2
10 Scirpus planiculmis 1.8
11 Aeschynomene indica 1.8
12 Rotala indica 1.3
zSurvey targeting was 80 rice farmers. Survey period was from April to July, 2011.
전북지역 벼 재배 농업인들이 제초제 저항성으로 여기는 논 잡초로는 올챙이고랭이, 물달개비, 피, 벗풀, 알방동사니, 새섬매자기, 올미, 마디꽃 등 8초종 이었으며( Table 2 ) 이 중 올챙이고랭이가 31.0%로 가장 많이 발생된다고 응답하였으며 다음으로 물달개비 21.7%, 피 17.0%, 벗풀 13.0% 순으로 발생된다고 하여 이들 상위 4초종의 발생비율이 80%정도 되었다. 또한 저항성잡초가 발생되지 않는다고 응답한 농가는 10.8%정도였다.
Distribution of herbicide resistant weed occurrence on paddy field in Jeonbuk province, Korea.
Order Weed species Ratez (%)

1 Scirpus juncoides 31.0
2 Monochoria vaginalis 21.7
3 Echinochloa spp. 17.0
4 Sagittaria trifolia 10.1
5 Cyperus difformis 5.4
6 Scirpus planiculmis 1.6
7 Sagittaria pygmaea 1.6
8 Rotala indica 0.8
Weed free 10.8
zSurvey targeting was 80 rice farmers. Survey period was from April to July, 2011.
전북지역 조사대상 농가의 제초제 처리방법 및 선호제초제는 Table 3 과 같다. 제초제 처리방법별로는 이앙전처리 36.7%, 초·중기처리 48.0%, 경엽처리 15.3%정도로 초·중기처리 제초제를 가장 많이 사용하고 있었다. 이앙전처리 제초제로는 oxadiazon, butachlor, oxadiargly, pretilachlor, pretilachlor · simetryn 등을, 초·중기처리 제초제로는 bensulfuron-methyl · benzobicyclon · mefenacet, pyrazosulfuron-ethyl · mefenacet · daimuron, pyrazosulfuron-ethyl · mefenacet, Imazosulfuron · pyriminobac-methyl · bromobutide, bensulfuron-methyl · benfuresate 등을, 경엽처리 제초제로는 bentazone, Bentazone · MCPA, penoxsulam, metamifop, cyhalofop-butyl등을 선호하였다. 이와 같은 결과는 Lee et al. (1998) 의 보고와 같이 많은 종류의 논 제초제 중 일부 특정 제초제가 집중적으로 사용되고 있는 것은 사용자의 약제사용 기술이나 약제에 대한 지식부족, 새로운 약제에 대한 부담감 등 상대적 차이에서 기인된 것으로 판단된다.
Fact-finding survey on paddy field herbicides use at farmer's level in Jeonbuk province, Korea.
Application time Ratez (%) Preference herbicide

Treatment before transplanting 36.7 Oxadiazon, Butachlor, Oxadiargyl, Pretilachlor, Pretilachlor + simetryn
Early and middle treatment 48.0 Bensulfuron–methyl + benzobicyclon + mefenacet, Pyrazosulfuron–ethyl + mefenacet + daimuron, Pyrazosulfuron–ethyl + mefenacet, Pyriminobac–methyl + imazosulfuron + bromobutide, Bensulfuron–methyl + benfuresate
Foliar treatment 15.3 Bentazone, Bentazone + MCPA, Penoxsulam, Metamifop, Cyhalofop-butyl
zSurvey targeting was 80 rice farmers. Survey period was from April to July, 2011.
전북지역 조사대상 농가의 제초제 처리횟수 및 체계처리 방법을 조사한 결과, 제초제 처리횟수는 2회 처리가 60%로 가장 많았으며 1회 처리가 21.2%, 3회 처리가 18.8%였다( Fig. 2 A). 또한 제초제 체계처리 방법으로는 이앙 전+초·중기 처리가 65.1%, 이앙 전+경엽 처리가 3.2%, 초·중기+경엽 처리가 7.9%, 이앙 전+초·중기+경엽 처리가 23.8%로 이앙 전+초·중기 처리를 가장 선호하고 있었다( Fig. 2 B). Lee et al. (1998) 은 1회 처리가 38%, 2회 처리가 46%, 3회 이상 처리가 11% 이었다고 보고하여 이와 비교해보면 1회 처리는 줄어들고 2회 처리가 늘어나 문제 잡초를 방제하기 위하여 제초제 체계처리가 정립되어 가고 있음을 알 수 있었다. 그러나 3회 처리하는 농가도 18.8%나 되어 아직도 일부에서는 제초제를 무분별하게 사용하고 있거나 제초제 저항성잡초의 발생 등으로 제초제를 여러 번 살포했다는 것을 시사하고 있다.
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Percent distribution of herbicide application frequency and weed control system on paddy field in Jeonbuk province, Korea. Survey targeting was 80 rice farmers. Survey period was from April to July, 2011. A: Herbicide application frequency; B: Weed control system.
- 제초제 저항성잡초 발생 모니터링
논 토양조사에 의한 지역별 제초제 저항성잡초 발생비율은 Table 4 와 같다. 전북지역 제초제 저항성잡초 발생비율은 18.4%로 조사되었으며 지역별로는 전주를 제외한 13개 시·군에서 발생되었다. 주로 익산, 군산, 김제, 정읍, 부안, 고창등 재배면적이 많은 평야부에서 발생비율이 높았으며 평야부 중에서도 고창에서 34.4%로 가장 높게 발생되었다. 또한 산간부인 장수에서도 28.0%의 높은 발생비율을 보여 재배면적이 많은 평야부뿐만 아니라 재배면적이 적은 중 산간부에서도 제초제 저항성잡초가 빠른 속도로 확산될 것으로 판단되었다.
Occurrence rate of herbicide resistant weeds in paddy field of Jeonbuk province, Korea.
Province Occurrence ratez (%) Province Occurrence rate (%)

Iksan 23.3 Imsil 1.7
Gunsan 20.0 Sunchang 16.7
Gimje 21.1 Namwon 11.7
Jeongeup 27.8 Wanju 8.3
Buan 22.2 Jinan 8.3
Gochang 34.4 Muju 16.0
Jeonju 0 Jangsu 28.0
Mean 18.4
zSurvey targeting was 1,000 soil sample of paddy field. Data collection was on July 5, 2012.
전북지역 논에서는 올챙이고랭이, 물달개비, 강피, 알방동사니 등 4종의 제초제 저항성잡초가 발생되고 있었다( Table 5 ). 지역별로 발생되고 있는 저항성잡초는 익산, 군산, 김제, 정읍, 부안, 고창, 남원 등 7개 지역의 경우 올챙이고랭이, 물달개비, 강피, 알방동사니 등 4초종이 모두 발생되고 있었고, 순창지역에서는 올챙이고랭이, 강피, 알방동사니 등 3초종이, 무주와 장수지역에서는 올챙이고랭이, 물달개비, 강피 등 3초종이, 완주지역에서는 올챙이고랭이, 물달개비 등 2초종이, 진안지역에서는 올챙이고랭이, 강피 등 2초종이, 임실지역에서는 강피만 발생되고 있었으며 전주에서는 발생되지 않았다. 초종별로는 올챙이고랭이의 경우 김제지역에서, 물달개비의 경우 부안지역에서, 강피의 경우 익산지역에서, 알방동사니의 경우 정읍지역에서 가장 높게 발생되고 있었으며 발생비율은 각각 16.7%, 17.8%, 8.9%, 12.2%였다.
Occurrence rate of herbicide resistant weed species in paddy field of Jeonbuk province, Korea.
Province SJv MVw EOx CDy Province SJ MV EO CD

Iksan 12.2z 11.1 8.9 5.5 Imsil 0 0 1.7 0
Gunsan 10.0 10.0 3.3 5.5 Sunchang 13.3 0 3.3 3.3
Gimje 16.7 3.3 7.8 6.7 Namwon 6.7 5.0 3.3 3.3
Jeongeup 10.0 7.8 3.3 12.2 Wanju 6.7 8.3 0 0
Buan 8.9 17.8 2.2 2.2 Jinan 10.0 0 5.0 0
Gochang 11.1 10.0 5.5 17.8 Muju 10.0 6.0 4.0 0
Jeonju 0 0 0 0 Jangsu 16.0 14.0 8.0 0
vSJ: Scirpus juncoides. wMV: Monochoria vaginalis. xEO: Echinochloa oryzicola. yCD: Cyperus difformis. zOccurrence rate (%): Survey targeting was 1,000 soil sample of paddy field. Data collection was on July 5, 2012.
전북지역에서 발생되고 있는 제초제 저항성잡초 가운데 가장 발생비율이 높은 초종은 올챙이고랭이로 39.0%를 차지하였으며 물달개비는 27.8%, 강피와 알방동사니는 16.6%가 발생되고 있었다( Table 6 ). 저항성잡초 발생면적은 전북지역 총 재배면적 132,678 ha 중 18.4%인 24,413 ha 였으며 초종별로는 올챙이고랭이의 경우 9,521 ha, 물달개비의 경우 6,788 ha, 강피와 알방동사니의 경우 각각 4,053 ha씩 발생되고 있었다. Park et al. (2011) 은 2008년도에 제초제 저항성잡초는 전국적으로 약 107,000 ha에서 11종이 발생되었다고 보고됨에 따라 전북지역에서도 제초제 저항성 초종 및 발생면적이 지속적으로 늘어날 것으로 판단되었다. 따라서 제초제 저항성잡초의 확산방지를 위해서는 전문방제 약제의 추가 선발 및 제초제 체계처리 기술들에 대한 집중적인 교육과 홍보가 필요할 것으로 생각된다.
Occurrence area of herbicide resistant weeds in paddy field of Jeonbuk province, Korea.
Weed species Occurrence ratez (%) Occurrence area (ha)

Scirpus juncoides 39.0 9,521
Monochoria vaginalis 27.8 6,786
Echinochloa oryzicola 16.6 4,053
Cyperus difformis 16.6 4,053
Total 100 24,413
zSurvey targeting was 1,000 soil sample of paddy field. Data collection was on July 5, 2012.
Acknowledgements
This study was carried out with the support of "Research Program for Agricultural Science & Technology Development" (Project No. PJ007798), National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration, Republic of Korea.
References
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