[논문]침전·훈증처리 소나무재선충병 피해목의 휨강도성능 및 경도에 관한 연구

윤석락; 정성호; 서동진; 원경록; 박한민; 김종갑; 변희섭

doi:10.5658/wood.2012.40.1.53

침전·훈증처리 소나무재선충병 피해목의 휨강도성능 및 경도에 관한 연구
The Effect of Soaking and Fumigation Treatments on Bending Properties and Hardness of Pine Wilt Disease Infected Wood 원문보기

목재공학 = Journal of the Korean wood science and technology, v.40 no.1, 2012년, pp.53 - 59

윤석락 (경상대학교 농업생명과학대학, 농업생명과학연구원) , 정성호 (산림청 산림교육원) , 서동진 (경상대학교 농업생명과학대학, 농업생명과학연구원) , 원경록 (경상대학교 농업생명과학대학, 농업생명과학연구원) , 박한민 (경상대학교 농업생명과학대학, 농업생명과학연구원) , 김종갑 (경상대학교 농업생명과학대학, 농업생명과학연구원) , 변희섭 (경상대학교 농업생명과학대학, 농업생명과학연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

This study used pine wilt disease damaged trees as raw materials. The damaged woods were subjected to soaking treatment using wood vinegar, nematicide and sea water, fumigated treatment using fumigation, and the bending strength and hardness of the timber were measured at different points of time after the treatment. In soaking treatment, the highest bending strength was obtained from wood vinegar (100 fold dilution)-soaked specimens of Pinus densiflora and the nematicide-soaked specimens of Pinus thunbergii. The highest hardness in cross section was gained from the nematicide-soaked specimens of Pinus densiflora and Pinus thunbergii, the highest hardness in radial section was obtained from the nematicide-soaked specimens of Pinus densiflora and wood vinegar (100 fold dilution)-soaked specimens of Pinus thunbergii, and the highest hardness in tangential section was obtained from the nematicide-soaked specimens of Pinus densiflora and Pinus thunbergii, and there were not significantly different among the treatments. When fumigated treatment was applied, bending strength, hardness was somewhat lower in the control but were not significantly different between the treatments.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 침전 및 훈증처리 후 목재의 휨강도 및 경도시험을 실시, 분석하여 소나무재선충병 피해목의 활용에 관한 기초자료를 제공하고자 수행하였다.

제안 방법

Brinell 경도시험은 40 mm × 40 mm × 40 mm 크기의 시편을 만능강도시험기를 이용하여 KS F 2212규정에 따라 지름 10 mm의 쇠구슬을 0.5 mm/min의 하중속도로 횡단면, 접선 및 방사단면의 표면에 1/π mm의 깊이까지 압입하여 측정하였다.
소나무재선충병 피해지역에서 피해목과 산림에 방치되어 있는 훈증무더기 내의 훈증목의 활용을 위해서는 목재강도성능시험을 통하여 검정할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 피해목을 목초액과 살선충제 및 바닷물의 침전처리와 훈증처리 후 기간에 따른 목재강도를 측정하였다.
또한 동적탄성계수는 홍과 변(1995)이 개발하여 사용하고 있는 Sine generator (B & K, 1023), Universal counter timber (GSP, 5001)와 Oscilloscope (HP, 1,740 A)로 구성된 양단 자유 진단장치를 사용하여 공진주파수를 측정하여 동적탄성계수를 구하였다.
Metam-sodium의 훈증방법은 약제원액을 쌓아놓은 나무 위에 뿌리는데 1 m³당 1 ℓ를 사용하였다. 약제 처리 후에는 신속히 비닐로 밀봉한 후 1개월, 3개월, 6개월, 1년, 2년 경과 후의 휨강도 성능 및 경도를 분석하였다.
침전처리는 선행연구(윤 등, 2009)의 결과를 바탕으로 대조구에서도 소나무재선충의 밀도가 급격하게 감소한 60일까지 실시한 후, 원목상태에서 2주간 실내 방치 후 절삭가공 하여 4주 이상 실내에서 천연 건조 실시한 후 시편을 재가공하여 항온항습조건 (20℃ ± 1, 65% ± 3) 2주일 이상 조습 후 휨강도성능 및 경도를 측정하였다.

대상 데이터

3)에 4주 이상 방치 건조시킨 후, 20 mm (T) × 20 mm (R) × 320 mm (L)의 크기로 가공하여, 다시 항온항습실에서 1주일 이상 조습시켜 평행상태에 도달하였을 때 사용하였다. 각 조건당 시험편은 10개로 하였고, 기건밀도를 측정한 후 휨성능 시험을 실시하여 휨탄성계수와 휨강도를 구하였다. 또한 동적탄성계수는 홍과 변(1995)이 개발하여 사용하고 있는 Sine generator (B & K, 1023), Universal counter timber (GSP, 5001)와 Oscilloscope (HP, 1,740 A)로 구성된 양단 자유 진단장치를 사용하여 공진주파수를 측정하여 동적탄성계수를 구하였다.
경남 진주시 금산면 용아리 야산에서 2009년 5월부터 10월까지 6개월 동안 조사지에서 소나무재선충병 감염이 확인된 평균 직경 18 ± 2 cm의 소나무와 해송을 각각 10주를 선정하여, 주당 수고의 중간부위를 1 m 길이로 3개씩 절단하여 사용하였다.
소나무재선충병 피해목의 침전처리 약제로는 살균 및 살충효과가 있는 친환경소재인 참나무 목초액 50배액과 100배액, 현행 소나무재선충병의 예방을 위하여 수목 근처의 토양에 처리하는 살선충제(포스치아데이트 10%, 동부한농화학), 소나무재선하여 바닷물(경남 사천시 실안동 근해에서 채취)을 선정하였으며, 대조구는 소나무재선충의 검경에 이용하는 일반적인 수돗물을 사용하였다.
훈증처리는 산지에서 소나무재선충병에 의해 고사된 소나무 및 해송을 1～2 m³ 크기로 쌓아놓고 비닐을 씌운 후 훈증처리한 각 훈증무더기에서 수종별로 1개월, 3개월, 6개월, 1년, 2년의 경과 기간에 따라 각 훈증무더기에서 1개씩 총 36개를 선정하였다. 일반적으로 사용되는 훈증제는 Metam, Methyl bromide, Metam-sodium 등이 있으나 우리나라에서는 Metam-sodium이 주로 사용되므로 본 연구에서도 Metam-sodium을 훈증제로 선정하였다.
휨성능 시편은 소나무재선충이 있는 목질부에서 채취하였으며, 시편은 기건상태의 조건으로 일반적으로 사용하고 있는 항온항습실(20℃ ± 1, 65% ± 3)에 4주 이상 방치 건조시킨 후, 20 mm (T) × 20 mm (R) × 320 mm (L)의 크기로 가공하여, 다시 항온항습실에서 1주일 이상 조습시켜 평행상태에 도달하였을 때 사용하였다.

이론/모형

소나무 및 해송재의 휨성능 및 경도는 KS F 2208, KS F 2212 (한국산업규격, 2004)에 따라 시료를 제작한 후 측정하였다.

성능/효과

시간 경과에 따라서 큰 차이는 크게 나타나지 않았는데, 이것은 훈증처리 기간이 다소 경과하여도 목재의 강도에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료되다. 따라서 훈증처리목의 24개월의 처리기간은 휨성능에는 많은 영향을 미치지 않고, 산림에 방치되어 있는 훈증목은 3개월이 지나면 소나무재선충이 없는 선행 연구 결과(윤 등, 2009) 및 목재 휨성능 분석 결과 산림에 훈증처리된 소나무재는 목재 재료로써의 활용이 가능하며 최대 24개월이 지난 훈증목도 충분히 활용할 수 있다는 것이 확인되었다.
0 kgf/cm²으로 가장 높게 나타났다. 방사단면 경도는 소나무가 살선충제에서 80.1 kgf/cm², 해송이 목초액 100배액에서 79.0 kgf/cm²으로 가장 높게 나타났으며, 접선단면 경도는 소나무에서 살선충제에서 74.5 kgf/cm², 해송에서는 살선충제에서 82.6 kgf/cm²으로 가장 높게 나타났다. 전반적으로 약제 처리 조건에 따른 차이는 크게 나타나지 않았다.
0 kgf/cm²로 살선충제에서 가장 높았으며, 대조구에서 가장 낮게 나타났다. 방사단면 경도는 소나무의 살선충제에서 80.1 kgf/cm², 해송의 목초액 100배액에서 79.0 kgf/cm²으로 가장 높게 나타났으며, 접선단면 경도는 소나무의 살선충제에서 74.5 kgf/cm², 해송의 살선충제에서 82.6 kgf/cm²으로 가장 높게 나타났다(Table 2).
소나무의 횡단면 경도는 목초액 50배액에서 233.1 kgf/cm², 목초액 100배액에서 246.4 kgf/cm², 살선충제에서 278.7 kgf/cm², 바닷물처리에서 247.0 kgf/cm², 대조구에서 226.5 kgf/cm²로 살선충제에서 가장 높았으며, 목초액 50배액에서 가장 낮게 나타났다. 해송은 목초액 50배액에서 236.
소나무의 휨강도는 목초액 50배액에서 768 kgf/cm², 목초액 100배액에서 732 kgf/cm², 살선충제에서 731 kgf/cm², 바닷물처리에서 720 kgf/cm², 대조구에서 726 kgf/cm²로 목초액 100배액에서 가장 높았으며, 바닷물처리에서 가장 낮게 나타났다. 해송은 목초액 50배액에서 744 kgf/cm², 목초액 100배액에서 839 kgf/cm², 살선충제에서 884 kgf/cm², 바닷물처리에서 786 kgf/cm², 대조구에서 716 kgf/cm²로 살선충제에서 가장 높았으며, 대조구에서 가장 낮게 나타내어 침전처리로 인한 강도성능에 미치는 영향이 거의 없는 것으로 판단된다.
소나무재선충병 피해목의 목재활용을 위하여 훈증 처리한 후의 소나무의 휨강도는 휨강도에서 1개월 경과에서는 811 kgf/cm², 3개월 경과에서는 845 kgf/cm², 6개월 경과에서는 777 kgf/cm², 12개월 경과에서는 820 kgf/cm², 24개월 경과에서는 834 kgf/cm²로 3개월 경과에서 가장 높게 나타났으며, 6개월 경과에서 가장 낮게 나타났다. 해송은 1개월 경과는 882 kgf/cm², 3개월 경과에서는 797 kgf/cm², 6개월 경과에서는 864 kgf/cm², 12개월 경과에서는 812 kgf/cm², 24개월 경과에서는 779 kgf/cm²로 1개월 경과에서 가장 높게 나타났으며, 24개월 경과에서 가장 낮게 나타났다(Table 3).
4 kgf/cm²으로 가장 높게 나타났다. 처리 기간에 따른 큰 차이가 나타나지 않았으며, 침전처리보다는 훈증처리목에서 분석 수치가 다소 높게 나타났다.
침전처리를 통한 휨강도는 소나무가 목초액 100배액에서 732 kgf/cm², 해송은 살선충제에서 884 kgf/cm²으로 가장 높았다. 횡단면 경도는 소나무가 살선충제에서 278.
로 목초액 100배액에서 가장 높았으며, 바닷물처리에서 가장 낮게 나타났다. 해송은 목초액 50배액에서 744 kgf/cm², 목초액 100배액에서 839 kgf/cm², 살선충제에서 884 kgf/cm², 바닷물처리에서 786 kgf/cm², 대조구에서 716 kgf/cm²로 살선충제에서 가장 높았으며, 대조구에서 가장 낮게 나타내어 침전처리로 인한 강도성능에 미치는 영향이 거의 없는 것으로 판단된다. 산림과학원(2008)이 보고한 우리나라 소나무의 휨강도 747 kgf/cm²와 Nakai와 Yamai (1982)가 조사한 758 kgf/cm²와 비슷한 값을 나타내었다.

후속연구

따라서 현행 소나무재선충병의 방제법인 훈증처리는 소나무재를 1 m의 길이로 절단하여 활용도가 적지만 피해목의 침전처리는 휨강도 성능에는 거의 영향을 미치지 않으므로 침천처리 할 수 있는 입지조건 및 피해목의 조건에 따라서는 침전처리를 실시하면 길이가 긴 소나무재를 다양한 용도로 활용이 가능할 것으로 생각된다.
이번 연구의 결과로 소나무재선충병 피해목의 침전처리 및 산림에 방치되어 있는 훈증처리목의 목재 재료로써의 활용가능성은 검증되었으며 보다 확실한 검증을 위하여 추후 인장강도 등에 대하여 검토 할 필요가 있을 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	소나무재선충병을 발생시키는 원인은?	우리나라에서는 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)에 의해 발생하는 소나무재선충병(Pine Wilt Disease)에 의해 소나무와 잣나무가 심각한 피해를 입고 있다. ‘소나무에이즈’라고도 불리우는 이 식물병은 한번 감염되면 치료가 되지 않고 거의 모든 소나무가 고사된다(Yang et al.
	소나무재선충병 피해목에 관한 연구는 어떤 것이 있는가?	소나무재선충병 피해목에 관한 연구는 Dwinell(1990)이 소나무재선충병에 감염된 소나무를 여러 열기건조와 천연 건조시킨 후 사멸여부를 조사하여 열기건조에서 목재온도가 60°C 이상이면 소나무재선충이 완전히 사멸된다고 보고하였고, Kinn (1986)는 소나무재선충에 감염된 12～29 mm 길이의 목재칩을 여러 온도와 시간에 따라 열처리한 결과 스팀가 열이 소나무재선충 사멸에 효과적이라고 보고하였다. 하지만 소나무재선충병 피해목을 활용하기 위해서는 피해목의 강도성능에 대한 많은 연구가 반드시 필요한데 이에 관한 연구는 거의 없는 실정이다.
	소나무재선충병에 감염된 소나무는 어떻게 되는가?	우리나라에서는 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)에 의해 발생하는 소나무재선충병(Pine Wilt Disease)에 의해 소나무와 잣나무가 심각한 피해를 입고 있다. ‘소나무에이즈’라고도 불리우는 이 식물병은 한번 감염되면 치료가 되지 않고 거의 모든 소나무가 고사된다(Yang et al., 1989; Han et al.

참고문헌 (11)

윤석락, 박정환, 박한민, 김종갑, 변희섭. 2009. 소나무 재선충병 피해목의 침전？훈증처리를 통한 재선충밀도 및 압축강도성능에 관한 연구 I. 목재공학회지 37(3): 200-207.
산림과학원. 2008. 한국산 유용수종의 목재성질. 산림과학원 연구신서 제29호: 30-35.
한국산업규격. KS F 2208, KS F 2212 (한국산업규격, 2004).
황원중, 권구중, 이찬용, 김남훈. 2001. 솔잎혹파리 소나무재의 해부 및 물리학적 특성. 강원대학교 산림과학연구 17: 37-46.
홍병화, 변희섭. 1995. 열처리 죽재의 동적점탄성. 목재공학회지 23(4): 67-73.
Dwinell L. D. 1990. Heat-treating and drying southen pine lumber infested with pine wood nematodes. Forset products J. 40: 53-56.
Han, Z. M., Y. D. Hong, and B. G. Zhao. 2003. A study on pathogenicity of bacteria carried by pine wood nematodes. J. Phytopathol. 151: 683-689.

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Hyun, M. W., J. H. Kim, D. Y. Suh, S. K. Lee, and S. H. Kim. 2007. Fungi isolated from wood nematode, its vector Japanese pine sawyer, and the nematode infected Japanese black pine wood in Korea. Mycobiol. 35: 159-161.

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Kinn, D. N. 1986. Heat-treating wood chips a possible to pine wood nematode contamination. Tappi 69: 97-98
Nakai T. and Yamai. 1982. Properties of the important Japanese woods- The mechanical properties of 35 important Japanese woods. Bull. For. & For. Prod. Res. Ins. No. 319: 13-46.
Yang, B. and Q. Wang. 1989. Distribution of the pine wood nematode in China and susceptibility of some Chinese and exotic pine to the nematode. Can. J. For. Res. 19: 1527-1530.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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