Response of invasive Solidago canadensis to foliar application of natural herbicide and glyphosate.
J Environ Manage · 2025 · 394:127522 · PMID 41061534 · 등급8 기타 원저 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 사람 · 직업
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생물 침입은 침입된 생태계의 생태학적 및 생리적 기능을 변화시킨다. 경운, 파기, 소각 및 화학 처리 등 다양한 방제 방법이 침입 식물종 관리를 위해 시험되어 왔다. 흔히 사용되는 광범위 제초제인 글리포세이트는 원치 않는 식물 통제에 자주 적용된다. 그러나 이는 지하수, 퇴적물 및 식수원에 상당한 잔류 영향을 미쳐 최대 70 μg/L 수준에 도달한다. 이는 수생 생물, 미생물군 및 인간 건강에 위험을 제기한다. 본 연구에서는 자연 제초제인 수수(Sorghum bicolor) 뿌리 추출물에서 유래한 물질을 다양한 농도(0, 20, 40, 60, 80, 및 100 %)로 잎 살포하였으며, 낮은 농도와 높은 농도의 글리포세이트와 함께 사용하여 솔리다고 카나데시스(Solidago canadensis)의 성장을 억제하였다. 이 자연 제초제는 고농도 조건에서 S. canadensis의 형태, 생리 및 생화학적 변화를 유도하는 상당한 잠재력을 보였으며, 글리포세이트 의존도를 최대 60 %까지 감소시켰다. 이는 뿌리 바이오매스를 26 %에서 81 %까지 감소시키고, 잎 면적을 11 %–60 % 감소시켰으며, 광계 II 효율의 감소를 초래하였다. 카탈라아제 및 아스코르브산 과산화효소 활성도 또한 유의하게 영향을 받아 각각 49 %–77 %의 감소를 보였고, 기공 크기는 58 %에서 91 %로 감소하였다. 이는 식물과 주변 환경 간의 기체 교환을 방해할 수 있다. 자연 제초제를 낮은 농도의 글리포세이트와 조합하여 사용하는 것은 시키미산 경로를 저해함으로써 S. canadensis를 관리하고, 생물 침입을 통제하며, 글리포세이트의 잔류 영향을 완화할 잠재력을 가진다.ORIGINAL ABSTRACT
Biological invasion changes the ecological and physiological functions of invaded ecosystems. Various control methods, including tillage, digging, burning, and chemical treatments, have been tested to manage invasive plant species. The commonly used broad-spectrum herbicide glyphosate is often applied for unwanted plant control. However, it has a significant residual impact on underground water, sediments, and drinking water, reaching levels of up to 70 μg/L. This poses risks to aquatic species, microflora, and human health. In this study, a natural herbicide derived from Sorghum bicolor root extract was foliar sprayed at different concentrations (0, 20, 40, 60, 80, and 100 %) along with low and high concentrations of glyphosate to control the growth of Solidago canadensis. The natural herbicide demonstrated significant potential to change the morphology, physiology, and biochemistry of S. canadensis under high concentrations, reducing the reliance on glyphosate by up to 60 %. It led to a decrease in root biomass ranging from 26 % to 81 %, leaf area reduction of 11 %-60 %, and a decrease in photosystem II efficiency. Catalase and ascorbate peroxidase activities were also significantly affected, showing a decrease of 49 %-77 %, and stomatal pore size was reduced from 58 % to 91 %. This may impede the gaseous exchange between the plant and its surroundings. The use of the natural herbicide, in combination with low concentrations of glyphosate, holds the potential to manage S. canadensis, control biological invasion, and mitigate the residual effects of glyphosate by inhibiting the shikimate pathway.| 저자 | Anas, M.; Huang, Z. Y.; Xiong, H.; Imran, M.; Yan, M. T.; Javed, Q.; Ren, G. Q.; Qi, S. S.; Li, J.; Dai, Z. C.; Du, D. L. |
|---|---|
| 저널 | Journal of environmental management |
| 권·호·쪽 | 394, 127522 |
| PMID | 41061534 |
| DOI | 10.1016/j.jenvman.2025.127522 |
| MeSH | Herbicides; Glycine; Glyphosate; Solidago; Introduced Species; Plant Leaves; Plant Roots |