커피박 퇴비와 벨벳콩을 이용한 호박의 고구마 뿌리혹선충 방제효과 Control Effect of Coffee Ground Compost and Velvet bean Against Root-Knot Nematode, Meloidogyne incognita in Pumpkin원문보기
본 연구는 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리에 따른 고구마뿌리혹선충 살충효과를 평가하였다. 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리중, 1% 벨벳콩 식물체 분말 처리가 뿌리혹선충의 살충율이 83.2%로 가장 높게 나타났다. 또한 실내에서 호피무늬 벨벳콩 추출물 농도별로 처리한 시간의 경과에 따라 뿌리혹선충 유충의 치사율이 증가하였다. 호피무늬 벨벳콩 추출물 처리 24시간 후, 1.2%와 2.4% 농도에서 뿌리혹선충 유충의 치사율이 가장 높게 나타났다. 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리가 호박유묘의 생육에 미치는 영향을 조사하였더니 20% 커피박 퇴비 처리구는 호박 유묘의 생육을 억제하였으나 1% 호피무늬 벨벳콩 분말 처리구가 호박 유묘의 생육촉진효과가 가장 뛰어났다. 하지만 유기성 자원인 벨벳콩과 커피박 퇴비를 이용하여 유기농 호박 재배토양에서 발생하는 고구마뿌리혹선충을 효과적으로 방제하기 위한 재료로 사용하기 위해서는 처리농도와 방법에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다.
본 연구는 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리에 따른 고구마뿌리혹선충 살충효과를 평가하였다. 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리중, 1% 벨벳콩 식물체 분말 처리가 뿌리혹선충의 살충율이 83.2%로 가장 높게 나타났다. 또한 실내에서 호피무늬 벨벳콩 추출물 농도별로 처리한 시간의 경과에 따라 뿌리혹선충 유충의 치사율이 증가하였다. 호피무늬 벨벳콩 추출물 처리 24시간 후, 1.2%와 2.4% 농도에서 뿌리혹선충 유충의 치사율이 가장 높게 나타났다. 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리가 호박유묘의 생육에 미치는 영향을 조사하였더니 20% 커피박 퇴비 처리구는 호박 유묘의 생육을 억제하였으나 1% 호피무늬 벨벳콩 분말 처리구가 호박 유묘의 생육촉진효과가 가장 뛰어났다. 하지만 유기성 자원인 벨벳콩과 커피박 퇴비를 이용하여 유기농 호박 재배토양에서 발생하는 고구마뿌리혹선충을 효과적으로 방제하기 위한 재료로 사용하기 위해서는 처리농도와 방법에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다.
The purpose of this study was to control root-knot nematode, Meloidogyne incognita on pumpkin seedling with 10%, 20% coffee ground compost and 1% plant velvet bean powder (plain skin bean, leopard skin bean, hole plant, bean pod). Among the root-knot nematode insecticide treatments, the velvet bean ...
The purpose of this study was to control root-knot nematode, Meloidogyne incognita on pumpkin seedling with 10%, 20% coffee ground compost and 1% plant velvet bean powder (plain skin bean, leopard skin bean, hole plant, bean pod). Among the root-knot nematode insecticide treatments, the velvet bean plant powder was the highest mortality rate with 83.2% in greenhouse condition. In addition, the root-knot nematode second juvenile mortality significantly increased with the lapse of processing time for each concentration of leopard skin velvet bean extract in vivo. After 24 hours, the mortality rate of root-knot nematode showed the highest at 1.2% and 2.4% of leopard skin velvet bean extract. The growth promoting effect of seedlings pumpkin, 20% of coffee ground compost treatments inhibited the growth of pumpkin seedlings and 1% the tiger pattern velvet beans powder was the most to promote the growth of pumpkin seedlings. However, the results indicated that the organic materials of velvet beans and coffee ground compost are expected to be able to effectively control the root-knot nematode and further studies will be needed for the concentration and application methods.
The purpose of this study was to control root-knot nematode, Meloidogyne incognita on pumpkin seedling with 10%, 20% coffee ground compost and 1% plant velvet bean powder (plain skin bean, leopard skin bean, hole plant, bean pod). Among the root-knot nematode insecticide treatments, the velvet bean plant powder was the highest mortality rate with 83.2% in greenhouse condition. In addition, the root-knot nematode second juvenile mortality significantly increased with the lapse of processing time for each concentration of leopard skin velvet bean extract in vivo. After 24 hours, the mortality rate of root-knot nematode showed the highest at 1.2% and 2.4% of leopard skin velvet bean extract. The growth promoting effect of seedlings pumpkin, 20% of coffee ground compost treatments inhibited the growth of pumpkin seedlings and 1% the tiger pattern velvet beans powder was the most to promote the growth of pumpkin seedlings. However, the results indicated that the organic materials of velvet beans and coffee ground compost are expected to be able to effectively control the root-knot nematode and further studies will be needed for the concentration and application methods.
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문제 정의
본 연구의 목적은 유기농 호박재배시 문제가 되는 고구마 뿌리혹선충을 방제하기 위해 벨벳콩과 커피박 등을 포함한 식물성 유기자원을 이용한 방제기술을 개발하여 토양 건전성을 증진시키고, 토양 내 뿌리혹선충의 밀도를 점진적으로 줄여 경제적 피해를 지속적으로 경감시킬 수 있는 방법을 적용해보기 위하여 수행하였다.
제안 방법
4종류의 벨벳콩 식물체 부위별 분말 재료와 커피박 퇴비의 처리농도는 처리하고자 하는 토양의 작토층을 10 cm로 추정하고 부피로 환산하여 벨벳콩 식물체는 1% 농도로, 커피박 퇴비는 10%와 20% 농도로 개량한 후, 소량의 토양에 혼화 처리한 후 다시 토양의 양을 증가시켜 혼화하여 처리하였다.
대부분의 식물추출물은 지용성 물질을 추출하고자 메탄올이나 에탄올을 사용하지만(Kim et al., 2014), 유기농업에서 사용되는 농업자재들은 유기용매로 추출하여 사용하는 것을 제한하고 있어 본 실험에서는 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 수용성 추출물을 시험재료를 희석액 농도(0, 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.4%)별로 500 ml 삼각플라스크에 넣고 멸균증류수 200 ml을 부어 진탕교반기(EYELA, MMV-100W, JAPAN) 에서 200 rpm에서 4시간 동안 교반 후 여과지(Advantec No.2, JAPAN)에 걸러 4℃ 냉장보고하면서 실험에 사용하였다. 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 수용성 추출물의 농도별 뿌리혹선충에 대한 살충율을 확인하기 위해 Kim et al.
1 mm)로 분쇄하여 이용하였다. 벨벳콩 식물체는 크게 벨벳콩(아이보리색 민무늬(plain pattern)콩, 호피무늬(tiger pattern)콩), 벨벳콩의 줄기와 잎을 포함한 식물체전체(plant of velvet bean)와 벨벳콩을 감싸고 있는 콩꼬투리(sprout of velvet bean) 등 4가지로 나누어 처리하였다.
식물성 유기물인 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말이 호박 생육에 미치는 효과를 알아보고자 커피박 퇴비(10%, 20%)와 1% 벨벳콩 식물체 부위별 분말을 처리한 후 30일 째에 호박 유묘의 뿌리길이, 뿌리 생체중, 지상부 생체중을 조사하였다.
실내 포트에서 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말의 고구마뿌리혹선충에 대한 처리별 방제효과에 대한 시험은 직경 16.0 cm 높이 13.5 cm 플라스틱 포트에 4~5엽기의 호박(제일애호박, 제일종묘) 유묘를 상토(바로크, 서울바이오)가 담겨 있는 포트에 심었다. 그리고 처리방법에 관계없이 정식과 함께 각각의 증식된 뿌리혹선충의 유충을 분리하여 포트당 1,000마리를 접종하였다.
실험은 처리별로 뿌리혹선충 종에 따라 3개의 포트를 1반복으로 하여 10반복으로 조사하였다. 조사는 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 농도별 처리 후 15일과 30일째 포트내의 상토 중 100 g을 개량깔때기법(Kaya and Stock, 1997)으로 선충의 밀도를 조사하여 살충효과를 처리간 비교, 분석 하였다.
대상 데이터
벨벳콩(Mucuna pruriens)은 경상북도농업기술원 유기농업연구소로부터 2014년 분양받아 온실에서 증식하여 종자와 콩꼬투리를 확보하였고, 2015년 전북 완주군의 국립농업 과학원 유기농업과 유기농격리포장에 5월 말경 벨벳콩 유묘를 정식하여 벨벳콩의 지상부와 지하부 부위별로 개화기에 예취하여 그늘에서 풍건하여 건조시켰으며, 균일한 시험을 위하여 농업용 분쇄기로 절단 후 식물분쇄기를 이용하여 고운 분말(< 0.1 mm)로 분쇄하여 이용하였다. 벨벳콩 식물체는 크게 벨벳콩(아이보리색 민무늬(plain pattern)콩, 호피무늬(tiger pattern)콩), 벨벳콩의 줄기와 잎을 포함한 식물체전체(plant of velvet bean)와 벨벳콩을 감싸고 있는 콩꼬투리(sprout of velvet bean) 등 4가지로 나누어 처리하였다.
실내 포트 검정에 이용된 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita)은 국립원예특작과학원 원예특작환경과에서 토마토 유묘를 이용하여 증식한 자원을 분양 받아 증식하였다. 고구마뿌리혹선충의 증식은 직경 16.
커피박 퇴비는 커피전문점으로부터 커피박 추출 후 버려 지는 커피박을 수거한 후 풍건하여 수분을 제거한 후 사용하였으며, 질소원으로 사용한 깻묵은 충북 영동군 재래시장에서 확보하여 커피박과 7:3의 비율로 혼합한 후, 수분함량을 30%로 조절하여 50 L의 플라스틱 원통에 넣고 공기를 주입하고 2주간격으로 1회 정도 뒤집기를 하여 커피박 퇴비의 부속온도를 50℃ 이상 2개월간 유지하면서 부숙시켜 제조하였다. 커피박 퇴비의 완성도는 커피박 퇴비의 온도가 더 이상 올라가지 않은 시점에서 다시 최소 30일 간 후숙과정을 거쳐 커피박 퇴비를 제조하여 시험에 사용할 수 있도록 결정하였다.
그리고 뿌리 혹이 형성된 뿌리를 1 cm 길이로 잘라서 새로운 토마토 유묘를 심을 포트에 상토(바로크, 서울바이오)와 함께 섞은 후 토마토 유묘를 정식한 다음 누대 증식하였다. 포트 검정에 사용된 뿌리혹선충은 누대 증식 중이던 고구마뿌리혹선충 유충을 사용하였다. 온실에서 (온도 26 ± 5℃) 선충을 접종한 토양과 새로운 상토를 1:1비율로 혼합한 뒤 포트에 채워넣고, 30일 된 방울토마토 유묘를 포트당 4주씩 파종하였다.
데이터처리
y Values denoted by the same letter are not significantly different by Duncan’s multiple range test (P< 0.05).
커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말의 뿌리혹선충에 대한 방제효과 및 생육촉진 효과에 대한 비교는 Duncan test로 처리평균간 차이로 분산분석 하였다(SAS Institute, 2008).
이론/모형
커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 수용성 추출물의 농도별 뿌리혹선충에 대한 살충율을 확인하기 위해 Kim et al. (2014)이 사용한 96-wel microplate법을 개량하여 12 well microplate에 고구마뿌리혹선충 유충 50마리를 넣고 3시간 간격으로 각 처리별로 광학현미경을 통해 선충의 생존 수를 확인하여 살충율을 구하였다.
그리고 처리방법에 관계없이 정식과 함께 각각의 증식된 뿌리혹선충의 유충을 분리하여 포트당 1,000마리를 접종하였다. 뿌리혹선충의 알 분리는 누대증식 중이던 토마토 뿌리를 수거하여 깨끗이 씻어서 뿌리속의 알을 분리하기 위하여 개량된 sodium hypochloride 방법 (Baker et al., 1985)을 사용하였다. 분리방법은 깨끗이 씻은 뿌리를 1 cm 간격으로 잘라서 200 ml의 1% NaOCl 용액이 들어있는 믹서기에 넣고 고속으로 1분간 회전시켰다(Kim and Lee, 2008).
성능/효과
12셀 세포배양플레이트에서 1/2씩 희석한 호피무늬 벨벳콩 추출물의 농도별(0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.4%)로 고구마뿌리혹선충의 유충 치사율에 미치는 영향을 조사하였더니, 처리후 시간의 경과에 따라 무처리에 비해 벨벳콩 추출물 처리에서 급격히 치사율이 증가하였다. 벨벳콩 추출물 처리 3시간 후에는 치사율이 27% 이하로 낮게 나타났으나 6시간 후에는 1.
0%로 가장 높게 나타났다. 처리 30일 후, 커피박 퇴비(10%, 20%)의 살충률은 크게 증가하지 않았으나, 1% 벨벳콩 처리구는 뿌리혹선충의 살충률이 83.2%로 가장 높게 나타났다(Table 1, Fig. 2).
커피박 퇴비(10%, 20%)와 1% 벨벳콩 식물체분말(민무늬콩, 호피무늬 콩, 식물체, 콩꼬투리)처리에 따른 고구마뿌리혹 선충 유충의 살충률을 조사한 바, 처리 15일 후 모든 처리구가 52.4% 이상의 높은 살충률을 나타내었으며 그 중에서도 20% 커피박 퇴비의 뿌리혹선충의 살충률이 61.0%로 가장 높게 나타났다. 처리 30일 후, 커피박 퇴비(10%, 20%)의 살충률은 크게 증가하지 않았으나, 1% 벨벳콩 처리구는 뿌리혹선충의 살충률이 83.
8% 이상)이 증가하였으나 20% 커피박 퇴비 처리구의 호박유묘 뿌리와 지상부 생체중등 호박유묘의 생육이 감소하는 것으로 나타났다. 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리중에서 1% 호피무늬 벨벳콩 분말 처리구의 생육이 가장 우수한 것으로 조사되었다 (Table 3).
호박 뿌리혹선충 방제에 유용한 유기물 자원을 선발하고 자 처리한 커피박 퇴비(10%, 20%)와 벨벳콩 식물체 분말 (민무늬 콩, 호피무늬 콩, 식물체, 콩꼬투리)에 따른 호박유 묘의 생육을 조사한 바, 무처리에 비해 10% 커피박 퇴비와 1% 벨벳콩 분말(민무늬 콩, 호피무늬 콩, 식물체, 콩꼬투리) 처리구 호박유묘의 뿌리 길이(22.2% 이상), 뿌리 생체중 (22.7% 이상), 지상부 생체중(33.8% 이상)이 증가하였으나 20% 커피박 퇴비 처리구의 호박유묘 뿌리와 지상부 생체중등 호박유묘의 생육이 감소하는 것으로 나타났다. 커피박 퇴비와 벨벳콩 식물체 분말 처리중에서 1% 호피무늬 벨벳콩 분말 처리구의 생육이 가장 우수한 것으로 조사되었다 (Table 3).
후속연구
, 2000; Kim, 2001) 토양 중 초기 선충 밀도가 높을수록 토양 및 뿌리속의 최종 밀도가 높은 경향을 보이는 것으로 보고하였다(Kim and Lee, 2008). 따라서 작물 정식 전후로 토양 내 뿌리혹선충의 밀도를 경감할 수 있는 방제기술의 개발이 필요하다. 토마토 재배기간 중 선충 방제를 위해 퇴비, 토탄, 커피과육, 우분, 액비, 지렁이분변토와 같은 유기물 토양개량제에 대한 효과를 검정한 바, 여름재배 기간 중 커피과육 토양처리에 의해 토마토의 뿌리혹 발생이 감소되었으며 가을재배 기간에는 여름재배보다 뿌리혹 생성뿐만 아니라 선충의 난낭수도 86%감소하는 것으로 보고하였다.
이상의 결과를 종합해 보면 호박 뿌리혹선충을 방제하기 위해 적용한 커피박 퇴비(10%, 20%)와 벨벳콩 식물체 분말(민무늬 콩, 호피무늬 콩, 식물체, 콩꼬투리)은 토양 및 실내 시험에서 살선충 효과가 있는 것으로 나타났으나, 금후 농가포장에서 보다 효과적으로 이용되기 위해서는 살선충 효과를 증진시킬 수 있는 처리방법에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
페놀성 물질을 다량 함유한 커피박 퇴비는 오히려 뿌리혹선충에 대한 살충 효과가 낮은 편이나 벨벳콩은 식물체 부위별로 살선충 효과가 나타남으로 호박 정식 전 벨벳콩 식물을 녹비작물로 재배하거나 식물체를 직접 유기물로서 처리하면 토양내 뿌리혹선충 초기 밀도를 낮출 수 있어 매우 중요한 방제기술이 될 수 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내에서 서식하는 뿌리혹선충류의 종류는?
뿌리혹선충류(Meloidogyne spp.)는 세계적으로 78종이 분포하며 국내에는 M. arenaria (Choi, 1978; Choi and Choo, 1978), M. crucianai (Choo, 1985), M. hapla (Choi, 1978; Choi and Choi, 1982), M. hispanica (Hirschmann, 1986), M. incognita (Choi, 1978; Choi and Choi, 1982), and M. javanica (Choi, 1978; Choi and Choo, 1978) 등 6종의 뿌리혹선충이 서식하며, 고추, 땅콩, 참외, 당근, 들깨, 토마토, 오이, 호박 등 2,000여종의 식물을 기주로 감염이 가능하며, 식물기생성 선충 감염으로 인한 작물 피해의 절반을 야기하는 것으로 알려져 있다(Cho et al., 2000; Choi and Choi,1982; Gowen et al.
호박을 포함한 과채류에 뿌리혹선충이 감염된 경우 나타나는 증상은?
뿌리혹선충의 침입에 의한 전형적인 피해증상은 작물의 생육이 불량하고, 낮에 시들음증상이 나타나며 심할 때는 잎이 황화되어 진전되면 죽는 경우도 있다(Yeon et al., 1996)특히 호박을 포함한 과채류의 경우 감염시 외부로는 뚜렷한 증상이 나타나지 않으나 생육 중기부터 갑자기 시들기 시작하여 뿌리에 구형 또는 타원형의 혹을 형성하고, 여기에 식물성 병원균이 침입하여 뿌리가 부패하면서 고사한다(Choo et al., 1990).
벨벳콩 뿌리와 잎에 함유된 뿌리혹선충 2령충의 부화를 억제하는 알코올 성분은 무엇인가?
시험재료로 사용한 벨벳콩(M. aterrima)의 뿌리와 잎으로부터 2종류의 알코올성분인 triacontanol과 tricontanyl tetracosanoate 성분이 뿌리혹선충의 부화를 억제하는 것으로 보고되었다(Nogueira et al., 1996).
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