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문제 정의
- 잎에 주로 부착된 thifluzamide가 침투이행되어 줄기로 이동하거나, 분무량과 전착력을 증대하여 농약이 흘러내리게 함으로써 줄기를 적실 수 있다면 병 방제효고]를 증대하는 동시에 농약 사용량을 절감할 수 있을 것이다. 따라서 thifluzamide의 침투성 증대와 부착량 증진이 벼 잎집무늬마름병의 예방효과에 미치는 영향을 조사하였다.
- 본 연구에서는 침투성 증진제 혹은 전착제로서 계면활성제를 사용하여 벼 경엽을 통한 thdfluzamide의 침투이행성을 강화하거나 벼 부착량을 증진함으로써 벼의 줄기에 주로 발생하는 잎집무늬마름병에 대한 방제 효과를 증진할 수 있는지 조사하였다.
제안 방법
- Thifluzamide 수화제를 물로 희석하고 벼 잎 부착량 증진용 계면활성제와 Congo Red를 첨가하여 유효성분 50 mg L-1 계면활성제 500 mg U1 및 Congo Red 50 mg I인 분무용 현탁액을 조제하였다. 농약의 엽면 침투율 측정시와 같은 방법으로 spray booth를 이용하여 이 농약 현탁액을 벼에 살포하고 살포 직후 지상부를 acetonitrile 수용액으로 씻어내어 세척액을 얻은 다음 벼 잎 부착량 측정용 시료로 사용하였다.
- Thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 비이온성 계면활성제로 heptaethylene glycol monoisododecyl ether(iCi2E7) 와 heptaethylene glycol monotridecyl ether(Ci3E7)를 음이온성 계면활성제 sodium dioctylsulfosuccinate(SDSS)와 각각 1:1의 비율로 첨가하고 혼합하여 유효성분 250 mg U1, 계면활성제 500 mg I인 농약 현탁액을 조제하였다. 이것을 다시 계면활성제 수용액(500 mg !)으로 희석하여 유효성분이 50, 10, 2 및 0.
- 벼 유묘가 3-4엽기까지 자랐을 때 벼 잎집무늬마름병에 대한 검정을 수행하였다. Thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 전착제(카바)와 C16E12를 첨가하여 유효성분 250 mg전착제 500 mg L1 및 Ci6Ei2 1, 000 mg인 농약 현탁액을 조제하였다. 이것을 다시 전착제 500 mg L과 C16Ei2 1,000 mg L을 함유하는 수용액으로 희석하여 유효성분이 50, 10 및 2 mg L인 분무용 농약 희석액을 조제하였다.
- 농약의 벼 잎에 대한 침투율과 부착량 측정에는 Congo Red 방법을 사용하였다(Yu, 2009). Thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 침투성 증진물질로 dodecaethylene glycol monohexadecyl ether(Ci6Ei2), 추적물질로 Congo Red를 첨가하여 유효성분 100 mg L-1, Congo Red 50 mg L1 및 C16E12 0 내지 2,000 mg 인 수화제 현탁액을 조제하였다. 벼 10폿트를 spray booth(Model SB-6, 8001VS 수압 노즐, R & D Sprayers Inc.
- Thifluzamide 원제를 미분쇄된 탈크와 납석 혼합분말(1:1, w/w, 평균입경 10미크론)과 혼합하고 분산제(polyoxyethylene nonylphenyl sulfonate+polyoxyethylene nonylphenyl ether, 3+2)를 첨가하여 유효성분이 20%이고 분산제가 5%인 수화제를 조제하였다. 농약의 벼 잎에 대한 침투율과 부착량 측정에는 Congo Red 방법을 사용하였다(Yu, 2009).
- 이것을 다시 전착제 500 mg L과 C16Ei2 1,000 mg L을 함유하는 수용액으로 희석하여 유효성분이 50, 10 및 2 mg L인 분무용 농약 희석액을 조제하였다. 대조구용 약제로는 thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 전착제만 첨가하여 유효성분 250 mg L와 전착제 500 mg 인 농약 현탁액을 조제한 다음 다시 전착제 500 mg U1 수용액으로 희석하여 50, 10 및 2 mg I인 분무용 농약 희석액을 조제하였다. 벼 폿트를 spray booth에 5 개씩 넣고 1,000 L ha, 로 분무한 다음 온실에 두어 1일 동안 풍건 하였다.
- 4 mg I인 분무용 농약 희석액을 조제하였다. 대조구용 약제로는 thifluzamide 수화제를 물에 희석하여 50, 10, 2 및 0.4 mg I인 분무용 농약 희석액을 조제하였다. 벼 폿트를 spray booth에 5개씩 넣고 1,000 L ha』로분무한 다음 온실에 두어 1일 동안 풍건 하였다.
- 4). 따라서 각각의 계면활성제를 동량씩 혼합하고 수화제 현탁액에 첨가하여 벼잎집무늬마름병에 대한 예방 효과를 측정한 다음 무처리구와 비교하였다(Table 3).
- 밀기울 배지에 배양한 R/wZoc solani AG-1 균의 균사 덩어리를 잘게 마쇄하여 약제 처리한 벼 폿트에 고르게 접종하였다. 습실상(25℃)에서 3일간 배양한 후 꺼내어 상대습도 80% 이상인 항온항습실에서 4일간 둔 뒤에 잎집무늬마름병 발생을 조사하였다.
- 습실상(25℃)에서 3일간 배양한 후 꺼내어 상대습도 80% 이상인 항온항습실에서 4일간 둔 뒤에 잎집무늬마름병 발생을 조사하였다. 발병도는 벼의 잎집에 형성된 병반의 높이에 따라 0부터 10까지 11단계로 조사하였으며, 방제 가는 다음과 같은 식에 따라 계산하였다.
- 4주간 재배하였다. 벼 유묘가 3-4엽기까지 자랐을 때 벼 잎집무늬마름병에 대한 검정을 수행하였다. Thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 전착제(카바)와 C16E12를 첨가하여 유효성분 250 mg전착제 500 mg L1 및 Ci6Ei2 1, 000 mg인 농약 현탁액을 조제하였다.
- 벼 지상부에 부착된 thifliiMamide의 양은 세척액 중의 Congo Red 농도를 수화제 현탁액 처리구와 비교함으로써 상대적인 부착량 지수를 산출하였다.
- 습실상(25℃)에서 3일간 배양한 후 꺼내어 상대습도 80% 이상인 항온항습실에서 4일간 둔 뒤에 잎집무늬마름병 발생을 조사하였다. 발병도는 벼의 잎집에 형성된 병반의 높이에 따라 0부터 10까지 11단계로 조사하였으며, 방제 가는 다음과 같은 식에 따라 계산하였다.
- 어린 낙동벼를 화분(직경 66 mm, 높이 66 mm)에 3주씩 옮겨 심고 온실에서 4엽기까지 재배한 다음 생육상태가 균일한 시료만을 골라서 thifluzamide 의 엽면 침투율과 부착량 측정 실험에 사용하였다.
- 이것을 다시 계면활성제 수용액(500 mg !)으로 희석하여 유효성분이 50, 10, 2 및 0.4 mg I인 분무용 농약 희석액을 조제하였다. 대조구용 약제로는 thifluzamide 수화제를 물에 희석하여 50, 10, 2 및 0.
- Thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 전착제(카바)와 C16E12를 첨가하여 유효성분 250 mg전착제 500 mg L1 및 Ci6Ei2 1, 000 mg인 농약 현탁액을 조제하였다. 이것을 다시 전착제 500 mg L과 C16Ei2 1,000 mg L을 함유하는 수용액으로 희석하여 유효성분이 50, 10 및 2 mg L인 분무용 농약 희석액을 조제하였다. 대조구용 약제로는 thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 전착제만 첨가하여 유효성분 250 mg L와 전착제 500 mg 인 농약 현탁액을 조제한 다음 다시 전착제 500 mg U1 수용액으로 희석하여 50, 10 및 2 mg I인 분무용 농약 희석액을 조제하였다.
- 일회용 폿트(직경 45 mm)에 수도용 상토((주)부농 제품, 경주, 한국)를 넣고 낙동벼 종자 4개를 파종하여 25±5℃의 온실에서 4주간 재배하였다. 벼 유묘가 3-4엽기까지 자랐을 때 벼 잎집무늬마름병에 대한 검정을 수행하였다.
- 잎 세척액 중의 농약 유효성분과 Congo Red의 농도를 HPLC [검출기: Waters(USA) Model 2487 Dual X Absorbance Detector, 주입기: Waters 717pius Autosampler, 펌프: Waters 510]로 측정하였다. 이때 컬럼은 Nova-Pak® Ci8 3.
- 침투성 증진 물질로 C16EI2< thifluzamide 수화제 현탁액에 가용하여 유효성분의 벼 침투이행성을 높일 경우 벼의 줄기에 발생하는 벼 잎집무늬마름병에 대한 예방 효과가 증진될 수 있는지 알아보기 위해서 전착제(카바)와 Cl6E12t 함유하는 thifluzamide 수화제 현탁액을 벼의 잎 부분에 분무 처리하고 벼 잎집무늬마름병에 대한 예방 효과를 측정한 결과는 Table 2와 같았다. 수화제 현탁액에 전착제만 가용한 시험 구는 10 mg L1 이하에서 벼 잎집무늬마름병에 대한 예방효과가 조금씩 감소하였지만 2 mg I에서도 50%의 방제 가를 유지하였다.
대상 데이터
- Thifluzamide 원제(순도 94.0%)는 (주)경농 중앙연구소 (경주 한국)에서 분양받았으며, Congo Red(97%)는 Sigma-Aldrich Korea(서울, 한국), 음이온성 계면활성제는 Tokyo Kasei(도쿄, 일본)로부터 구입하였다. 비이온성 계면활성제는 한농화성(서울, 한국)에서 분양 받았다(Table 1).
- 조제하였다. 농약의 엽면 침투율 측정시와 같은 방법으로 spray booth를 이용하여 이 농약 현탁액을 벼에 살포하고 살포 직후 지상부를 acetonitrile 수용액으로 씻어내어 세척액을 얻은 다음 벼 잎 부착량 측정용 시료로 사용하였다.
- 0%)는 (주)경농 중앙연구소 (경주 한국)에서 분양받았으며, Congo Red(97%)는 Sigma-Aldrich Korea(서울, 한국), 음이온성 계면활성제는 Tokyo Kasei(도쿄, 일본)로부터 구입하였다. 비이온성 계면활성제는 한농화성(서울, 한국)에서 분양 받았다(Table 1). 전착제로서 카바액제(동방아그로 제품, 서울, 한국)는 시중 농약상에서 구입하였다
- 비이온성 계면활성제는 한농화성(서울, 한국)에서 분양 받았다(Table 1). 전착제로서 카바액제(동방아그로 제품, 서울, 한국)는 시중 농약상에서 구입하였다
이론/모형
- 조제하였다. 농약의 벼 잎에 대한 침투율과 부착량 측정에는 Congo Red 방법을 사용하였다(Yu, 2009). Thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 침투성 증진물질로 dodecaethylene glycol monohexadecyl ether(Ci6Ei2), 추적물질로 Congo Red를 첨가하여 유효성분 100 mg L-1, Congo Red 50 mg L1 및 C16E12 0 내지 2,000 mg 인 수화제 현탁액을 조제하였다.
성능/효과
- 시험용 thifluzamide 수화제를 물에 희석하고 부착력 증진용 계면활성제를 500 mg U, 첨가하여 분무용 현탁액을 조제한 다음 낙동벼에 분무하고 부착량을 측정하였을 때 C16E12) tetradecaethylene glycol monooctadecyl ether(CisEi4)및 heptaethylene glycol monooctadecenyl ether(Ci8=9E7) 등 농약의 침투성 증진에 효과적인 지방족 알콜계 polyoxyethylene 비이온성 계면활성제에 의한 부착량이 계면활성제 무 첨가 구의 2배 내외로 작았다. 반면에 heptaethylene glycol monoisododecyl etherCiCuE?) 등 Ci3 이하의 지방족 알콜을 소수기로 가지는 polyoxyethylene계 비이온성 계면활성제와 sodium dioctylsulfosuccinate(SDSS) 등 음이온성 계면활성제는 부착량 증진에 매우 효과적이어서 thifluzamide 부착량이 무 첨가 구에 비해 최고 5.5배까지 증가하였다(Fig. 3).
- 큰 효과를 거두지 못하였다. 그 원인으로 thiHuzamide의 침투성 증진이 오히려 벼 잎집무늬마름병의 예방효과를 저해하였다는 것과, 잎에 대한 농약의 부착량을 증대하더라도 줄기에 대한 영향은 한정적 일 수 있다는 것을 들 수 있다. 다른 한 가지 가능성으로는 과습조건에서 벼 잎집무늬마름병의 발생과 진전이 줄기 외피에서 주로 이루어지므로, 직접 벼 줄기에 농약을 분무하는 조작 이외에 벼 조직을 통한 농약의 이행과 같은 간접적인 농약의 살포효과는 병 방제에 덜 효과적일 수 있다는 것이다.
- 그러나 줄기 전체에 고루 퍼지기 보다는 대부분 불특정한 부위만를 경유하는 것으로 보였다. 벼 잎집무늬마름병에 대한 예방효과를 측정하였을 때 전착제 첨가구가 전착제 무처리구보다 방제가가 약간 증가하여 EC50가 각각 4.4 mg I과 3.4 mg으로 나타나서 수화 제 처리 구보다 감소하였으나 큰 차이를 보이지는 않았다.
- 수화제 현탁액에 전착제를 첨가하여 벼 경엽에 대한 부착량이 4 내지 5배 증가하였지만 농약이 부착된 벼의 부위는 대부분 잎이며, 부착된 농약용액 중 일부분이 줄기를 경유하여 흘러내렸다 하더라도 농약용액에 직접적으로 접촉한 부위는 면적이 작을 것으로 추정되었다. 또한 전착력 증진을 위해 첨가한 계면활성제도 침투성 증진용으로 첨가하였던 dodecaethylene glycol monohexadecyl ether와 유사한 물질이므로 유효성분이 벼 조직 내로 침투하는 것을 촉진하였을 것으로 추정되는데, 줄기부위에의 부착량이 다소 증진되었다 하더라도 의도하지 않은 침투성 증대가 thifluzamide의 예방효과 증진에 역으로 작용했을 가능성도 배제할 수 없었다.
- 수화제 현탁액으로 처리된 thifluzamide는 250 mg L” 에서 벼 잎집무늬마름병을 완전히 예방하는 효과가 있었지만 그 이하의 농도에서는 점차 예방효과가 감소하였으며, 약제 농도를 자연로그로 변환한 후 회귀계산하였을 때 병을 50% 예방하는 유효성분 농도 EC”가 5.8 mg I인 것으로 나타났다. 전착제 용도로 비이온성 계면활성제와 음이온성 계면활성제 혼합물이 첨가된 thifluzamide 수화제 현탁액은 1, 000 L ha1 수준으로 지면에 대하여 수직방향으로 벼 잎에 살포되었을 때 잎을 모두 적시고 여분의 농약용액이 줄기를 타고 흘러내리는 모습을 보여 주었다.
- 시험용 thifluzamide 수화제 현탁액(100 mg L‘)을 벼 잎에 분무하였을 때 thifluzamide는 처리 24시간 후에 벼 지상부에서 전량(1007.1%) 회수되어 침투성이 거의 없는 것으로 나타났다(Fig. 2). 반면에 오이, 토마토 및 밀 등 여러가지 작물에 dimethomorph, azoxystrobin 및 KNF-1001 등 여러가지 살균제의 엽면 침투성을 증진하는 계면활성제 dodecaethylene glycol monohexadecyl ether(C]6Ei2)(Yu 등 2001; 유와 최, 2009; 유 등 2010)를 250 mg L1 내지 2,000 mg I로가용하였을 때 벼 지상부에 대한 thifluzamide의 침투율이 CkEu의 농도에 비례하여 증가하였다.
- 이러한 현상이 농약의 침투성 증진에 의해 일어났으므로, 잎에 떨어진 유효성분이 침투성 증진용 계면활성제에 의해 쉽게 조직 내로 흡수되더라도 줄기부위로 이행되지는 않으며, 오히려 줄기 표면에 소량 부착된 유효성분이 빠른 시간 내에 조직 내로 침투함으로써 표면에 잔류하는 농약량의 감소로 인한 예방효과의 감소:가 더 현저하게 나타나는 것으로 추정되었다. 또한 Klittich 등의 보고(2008)에서 보리잎을 통하여 침투한 thifluzamide가 처리부위로부터 다른 부위로 이동하기는 하지만 그 양이 극히 적었다는 사실과 관련지어 볼 때 침투성 증진제에 의해 유효성분의 잎 조직 내 침투량이 증가하여도 이행력이 약하여 병이 발생하는 줄기부위에서 병 방제에 유효한 농도에 이를 수 없을 기능성도 생각할 수 있었다.
- 8 mg I인 것으로 나타났다. 전착제 용도로 비이온성 계면활성제와 음이온성 계면활성제 혼합물이 첨가된 thifluzamide 수화제 현탁액은 1, 000 L ha1 수준으로 지면에 대하여 수직방향으로 벼 잎에 살포되었을 때 잎을 모두 적시고 여분의 농약용액이 줄기를 타고 흘러내리는 모습을 보여 주었다. 그러나 줄기 전체에 고루 퍼지기 보다는 대부분 불특정한 부위만를 경유하는 것으로 보였다.
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