호주에서 사용되는 충격 분쇄기, 임팩트 밀이 대두류의 잡초도 효과적으로 제거할 수 있다고 밝혀졌다.
빌트빌농업연구센터와 일리노이대학 연구진은 임팩트밀이 미국의 잡초 종자에 얼마나 효과적으로 기능하는지 연구를 진행했으며, 대두류의 잡초 종자를 최대 100% 제거할 수 있다는 것을 알아냈다.
충격 분쇄기, 임팩트 밀은 작은 입자로 분쇄하기 위해 고안된 기기다. 제분기 즉, 그라인딩 밀과는 달리, 충격 분쇄기는 해머나 핀, 고속 회전자 같은 부품을 사용해 중력을 가하거나 역동적인 분쇄 동작을 가해 가루로 만든다. 중력 충격 분쇄기는 분쇄할 대상이 회전실에 들어가면 작동하는 반면, 동적 충격 분쇄기는 분쇄 대상이 충격 전달 부품이 설치된 기기실에 들어가면 작동한다.
충격 분쇄기에는 여러 유형이 있다. 예를 들어, 회전자 충격 분쇄기는 회전자 부품에 따라 3가지 유형으로 나뉜다. 그 중 첫 번째는 기계적 충격 분쇄기로 고속 회전자가 대상을 가루로 만든다. 두 번째는 전통 회전자 충격 분쇄기로 평평한 실린더와 수평 날이 회전자를 지탱한다. 세 번째는 핀형 분쇄기로 두 개의 핀 모양 디스크가 서로 다른 방향으로 움직여 분쇄한다.
유형과 관계없이, 충격 분쇄기는 한 가지 공통적인 용도가 있다. 바로 대상을 작은 입자로 파쇄하는 것이다. 농업 부문에서 충격 분쇄기는 제초제에 내성이 생긴 잡초 종자를 분쇄할 수 있어 관심을 모으고 있다.
일리노이대학 연구팀은 호주에서 사용되는 충격 분쇄기 효과를 테스트했다. 연구는 잡초 종자에 대한 충격 분쇄기를 평가한 이전 연구의 후속으로 진행됐다. 호주에서 광범위하게 사용되는 기기는 해링턴 시드 디스트럭터(HSD)다. 이 기기는 미국의 농경 잡초를 완전히 제거할 수 있을까?
연구팀은 미국 중서부 지역과 동부연안 지역에서 볼 수 있는 잡초종 10가지에서 씨앗을 채취했다. 그 후 HSD 충격 분쇄기를 설치해 2015~2016년, 2017~2018년 두 기간 기기를 테스트했다. 기기의 효과를 판단하기 위해 기기를 설치한 인근에 잡초 종자를 심었다.
연구 결과, 기기는 모든 종류의 잡초 종자 파쇄에 매우 효과적이었다. 2015년 충격 분쇄기의 잡초 종자 파쇄율은 93.55~99.8%였으며 2017년에는 85.6~100%였다. 그러나 잡초 종자 크기나 종과 관계없이 손상되지 않은 것처럼 보이는 잡초종도 15% 존재했다. 하지만 연구팀이 종자를 다시 심자 생존율은 10% 미만이었다.
“한 장소에 고정시킨 기기의 성능과 대두 밭에 임시로 설치한 기기 간의 파쇄 정도에는 차이가 있었다”고 연구를 진행한 아담 데이비스 박사는 말했다. 이어 “멀쩡해 보이는 잡초 종자 대다수가 자라지 못한 것은 종자 껍질에 미세한 손상을 입은 것과 연관이 있다”고 설명했다. 즉, 배아 종자까지 손상을 입어 다시 성장할 수 없다는 것이다.
미국 잡초 종자에 충격 분쇄기는 전망이 있어 보였지만, 농가에서는 이 기계가 잡초를 완전히 제거할 수 있을 것으로 기대하지 않는다. 데이비스 박사 연구팀이 5년에 걸쳐 충격 분쇄기를 테스트했지만 효과는 70~80%였다.
하지만 농가에서 기기의 용도를 무시할 수는 없다. 더 많은 농가에서 이 기기를 설치한다면 잡초 성장을 억제하기 위해 비화학적 방법을 더 많이 도입할 수 있기 때문이다. 즉, 잡초종의 제초제 내성 진화 속도를 둔화할 수 있다.
지난 몇 해에 걸쳐 다양한 제초제가 개발됐다. 각 제초제는 내성에 효과적으로 대처하기 위해 서로 보완적으로 기능한다. 일부 특정 잡초종은 다수의 제초제에 내성이 생겨 문제가 되고 있다. 내성이 생긴 잡초를 효과적으로 제거하려면 비화학적 방법이 필요하다.
주로 적용되는 제초제는 ALS 억제제로 잡초의 ALS 아미노산을 서서히 고갈시킨다. ACCase 억제제는 잡초의 지질생합성의 핵심 효소를 억제하는 기능을 한다. ALS 억제제 내성은 모든 유형의 제초제에서 지속해서 늘고 있다. 2019년, 165종의 잡초종이 ALS 억제제에 내성이 생겼으며 74종은 트리아진 내성, 49종은 ACCase 억제제 내성, 41종은 합성 옥신에 내성이 생겼다.
농가에서는 농작물의 잡초 관리에 보다 역동적으로 조처해야 한다. 가령 계절별로 대처 방법을 바꾼다면 잡초는 제초제에 적응할 시간이 부족해진다. 잡초에 혼란을 줄 방법을 고안할 필요가 있다.