Simulated glyphosate drift influences nitrate assimilation and nitrogen fixation in non-glyphosate-resistant soybean.
J Agric Food Chem · 2006 · 54:3357-64 · PMID 16637696 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 환경과 생태 > 토양생물·미생물 · 식물 · 환경
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글리포세이트계 제초제 비표적 피해는 비내성(non-GR) 품종을 사용하는 재배자들 사이에서 우려되는 문제이다. 본 연구에서는 글리포세이트가 비내성 대두의 질산염 동화 및 질소 고정 잠재력, 결절물량, 수확량에 미치는 영향을 현장 시험을 통해 평가하였다. 비내성 대두 품종인 'Delta Pine 4748S'를 사용하여 글리포세이트가 실제로 이동하는 상황을 모사하기 위해 파종 후 3주(V2), 6주(V7), 그리고 8주(R2, 만개기)에 각각 사용량의 12.5%인 0.84 kg 활성 성분/ha로 처리하였다. 무처리 대두를 대조구로 사용하였다. 질산염 동화 및 $\text{N}_2$ 고정 잠재력을 평가하기 위해 각 글리포세이트 처리 후 2주 동안 매주 대두 샘플을 채취하였다. 질산염 동화는 잎, 줄기, 뿌리, 결절에서 생체 내(in vivo) 질산환원효소 분석법을 이용하여 평가하였다. 질소 고정 잠재력은 아세틸렌 환원 분석법(ARA)을 사용하여 질소분해효소 활성을 측정함으로써 평가하였다. 잎, 지상부, 종자 및 대두 수확물의 질소 함량도 측정하였다. 첫 번째 샘플링일(파종 후 4주)에 글리포세이트 이동은 잎(60%), 줄기(77%), 결절(50%)의 $\text{NRA}$를 유의하게 감소시켰으나 뿌리는 감소하지 않았다. 이후 생육 단계에서는 잎의 $\text{NRA}$가 줄기와 뿌리보다 글리포세이트 이동에 더 민감하였다. 질소분해효소 활성은 파종 후 3주 또는 6주의 글리포세이트 처리로 인해 36-58% 감소하였다. 그러나 파종 후 8주의 글리포세이트 처리는 질소분해효소 활성에 영향을 미치지 않았다. 질소 함량은 첫 번째 처리 이후 지상부에서만 글리포세이트 적용에 의해 영향을 받았다. 수확량, 종자 질소, 단백질 또는 오일 농도 차이는 감지되지 않았다. 이러한 결과는 질산염 동화 및 질소 고정 잠재력이 글리포세이트 이동에 의해 유의하게 감소하였으며, 특히 초기 영양 생장기에 가장 민감함을 시사한다. 대두는 글리포세이트 이동으로 인한 생리적 스트레스로부터 회복할 수 있는 능력을 가지고 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Nontarget injury from glyphosate drift is a concern among growers using non-glyphosate-resistant (non-GR) cultivars. The effects of glyphosate drift on nitrate assimilation and nitrogen fixation potential, nodule mass, and yield of non-GR soybean were assessed in a field trial at Stoneville, MS. A non-GR soybean cultivar 'Delta Pine 4748S' was treated with glyphosate at 12.5% of use rate of 0.84 kg of active ingredient/ha at 3 (V2), 6 (V7), and 8 (R2, full bloom) weeks after planting (WAP) soybean to simulate glyphosate drift. Untreated soybean was used as a control. Soybeans were sampled weekly for 2 weeks after each glyphosate treatment to assess nitrate assimilation and N2 fixation potential. Nitrate assimilation was assessed using in vivo nitrate reductase assay in leaves, stems, roots, and nodules. Nitrogen fixation potential was assessed by measuring nitrogenase activity using the acetylene reduction assay (ARA). Nitrogen content of leaves, shoots, and seed and soybean yield were also determined. In the first sampling date (4 WAP), glyphosate drift caused a significant decrease in NRA in leaves (60%), stems (77%), and nodules (50%), with no decrease in roots. At later growth stages, NRA in leaves was more sensitive to glyphosate drift than stems and roots. Nitrogenase activity was reduced 36-58% by glyphosate treatment at 3 or 6 WAP. However, glyphosate treatment at 8 WAP had no effect on nitrogenase activity. Nitrogen content was affected by glyphosate application only in shoots after the first application. No yield, seed nitrogen, protein, or oil concentration differences were detected. These results suggest that nitrate assimilation and nitrogen fixation potential were significantly reduced by glyphosate drift, with the greatest sensitivity early in vegetative growth. Soybean has the ability to recover from the physiological stress caused by glyphosate drift.| 저자 | Bellaloui, N.; Reddy, K. N.; Zablotowicz, R. M.; Mengistu, A. |
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| 저널 | Journal of agricultural and food chemistry |
| 권·호·쪽 | 54(9), 3357-64 |
| PMID | 16637696 |
| DOI | 10.1021/jf053198l |
| MeSH | Drug Resistance; Glycine; Herbicides; Nitrates; Nitrogen Fixation; Nitrogenase; Glycine max; Glyphosate |