벼 직파재배에서 볍씨에 피복재인 지오라이트와 결합재인 수용성규산(25%)으로 혼합 코팅된 "규산코팅볍씨(SCS)"의 활용에 의한 키다리병 억제효과를 구명하고자 서해안 간척지유래토양에서 담수표면직파된 포장시험과 아울러 시험포장에서 발병된 키다리병 이병주를 접종원으로 하여 변온조건(주야 $18{\sim}26^{\circ}C$)과 항온조건($30^{\circ}C$)에서 실내시험으로 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 담수직파에서 규산코팅볍씨 처리구는 무코팅볍씨 처리구에서 보다 입모분포상태가 균일하였고 분얼중기경 건물생산량이 13% 증가되었다. 2. 무코팅볍씨 처리구에서는 분얼중기 경부터 키다리병이 발생되어 종자감염을 일으키는 출수기 경에 9.9%의 심한 이병경율을 보인 반면에 규산코팅볍씨 처리구에서는 분얼중기까지 거의 발생이 없다가 출수기 무렵에 0.01%의 극미한 발생으로 99.9%의 방제가를 보였다. 이병주의 줄기마디와 이삭영화 감염부위에서는 전형적인 키다리병균의 소형분생자와 대형분생자 및 균사체 등이 확인되었다. 3. 무코팅볍씨와 규산코팅볍씨를 $30^{\circ}C$항온기에 각각 치상하고 시험포장에서 발병된 이병주의 이삭을 2주일간 접종 처리한 결과 무코팅볍씨 처리구의 접종이삭 종자에서는 종자표면에 균총이 형성되었고 종자내에는 소형분생자, 대형분생자 및 균사 발육이 왕성하게 증식된 반면에 규산코팅볍씨 처리구에서는 소형분생자와 균사는 생존하지 못하였고 대형분생자와 균사체 발육은 크게 위축되었다. 이상의 결과로 규산코팅볍씨의 활용으로 직파재배 시 종자소독 없이도 친환경적 키다리병 방제가 가능하며, 향후 종자소독제로의 개발도 가능할 것으로 판단되었다.
벼 직파재배에서 볍씨에 피복재인 지오라이트와 결합재인 수용성규산(25%)으로 혼합 코팅된 "규산코팅볍씨(SCS)"의 활용에 의한 키다리병 억제효과를 구명하고자 서해안 간척지유래토양에서 담수표면직파된 포장시험과 아울러 시험포장에서 발병된 키다리병 이병주를 접종원으로 하여 변온조건(주야 $18{\sim}26^{\circ}C$)과 항온조건($30^{\circ}C$)에서 실내시험으로 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 담수직파에서 규산코팅볍씨 처리구는 무코팅볍씨 처리구에서 보다 입모분포상태가 균일하였고 분얼중기경 건물생산량이 13% 증가되었다. 2. 무코팅볍씨 처리구에서는 분얼중기 경부터 키다리병이 발생되어 종자감염을 일으키는 출수기 경에 9.9%의 심한 이병경율을 보인 반면에 규산코팅볍씨 처리구에서는 분얼중기까지 거의 발생이 없다가 출수기 무렵에 0.01%의 극미한 발생으로 99.9%의 방제가를 보였다. 이병주의 줄기마디와 이삭영화 감염부위에서는 전형적인 키다리병균의 소형분생자와 대형분생자 및 균사체 등이 확인되었다. 3. 무코팅볍씨와 규산코팅볍씨를 $30^{\circ}C$ 항온기에 각각 치상하고 시험포장에서 발병된 이병주의 이삭을 2주일간 접종 처리한 결과 무코팅볍씨 처리구의 접종이삭 종자에서는 종자표면에 균총이 형성되었고 종자내에는 소형분생자, 대형분생자 및 균사 발육이 왕성하게 증식된 반면에 규산코팅볍씨 처리구에서는 소형분생자와 균사는 생존하지 못하였고 대형분생자와 균사체 발육은 크게 위축되었다. 이상의 결과로 규산코팅볍씨의 활용으로 직파재배 시 종자소독 없이도 친환경적 키다리병 방제가 가능하며, 향후 종자소독제로의 개발도 가능할 것으로 판단되었다.
To investigate the effect of soluble silicate zeolite dressing of the rice against bakanae disease, field trial in reclaimed land and in vitro were carried out. The coated rice seeds (SCS) which were dressed with the mixture of 25% silicic acids (binder), and the zeolite (coating powder). In wet dir...
To investigate the effect of soluble silicate zeolite dressing of the rice against bakanae disease, field trial in reclaimed land and in vitro were carried out. The coated rice seeds (SCS) which were dressed with the mixture of 25% silicic acids (binder), and the zeolite (coating powder). In wet direct seeding, uniform scattering of rice seeds on the soil surface and the better seedling establishment were shown in SCS treatment plots. The incidence of bakanae disease began from the mid tillering stage toward the heading stage. Around heading stage, the ratio of infected tillers reached its highest point by 9.9% in non-SCS treatment plots. While, in SCS treatment plots, the ratio of infected tillers was no more than 0.01%. The vitality of the pathogenic fungi of bakanae disease in the SCS and non-SCS samples were assessed. Samples were incubated for one week keeping proper humidity at $30^{\circ}C$ after inoculated with panicles of infected rice plants from experimental field plots. In non-SCS treatment, pinkish colonies were formed on the grain surface of panicle of infected plants, and mycelium, macro-conidia and micro-conidia were developed actively inside part of infected grain inoculated. While in SCS treatment, micro-conidia and mycelium were not survived and the growth of macro-conidia, mycelia were greatly inhibited and withered. Based on the results, it is concluded that the environmental friendly control of bakanae disease by use of SCS is possible and soluble silicate can be applied as agents for replacement of seed disinfection.
To investigate the effect of soluble silicate zeolite dressing of the rice against bakanae disease, field trial in reclaimed land and in vitro were carried out. The coated rice seeds (SCS) which were dressed with the mixture of 25% silicic acids (binder), and the zeolite (coating powder). In wet direct seeding, uniform scattering of rice seeds on the soil surface and the better seedling establishment were shown in SCS treatment plots. The incidence of bakanae disease began from the mid tillering stage toward the heading stage. Around heading stage, the ratio of infected tillers reached its highest point by 9.9% in non-SCS treatment plots. While, in SCS treatment plots, the ratio of infected tillers was no more than 0.01%. The vitality of the pathogenic fungi of bakanae disease in the SCS and non-SCS samples were assessed. Samples were incubated for one week keeping proper humidity at $30^{\circ}C$ after inoculated with panicles of infected rice plants from experimental field plots. In non-SCS treatment, pinkish colonies were formed on the grain surface of panicle of infected plants, and mycelium, macro-conidia and micro-conidia were developed actively inside part of infected grain inoculated. While in SCS treatment, micro-conidia and mycelium were not survived and the growth of macro-conidia, mycelia were greatly inhibited and withered. Based on the results, it is concluded that the environmental friendly control of bakanae disease by use of SCS is possible and soluble silicate can be applied as agents for replacement of seed disinfection.
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문제 정의
본 연구는 “규산코팅볍씨 직파기술”로서 직파재배가 비교적 불리한 간척지유래 논토양에서 입모향상과 기존의 번거로운 온탕침법이나 화학약제에 의존하는 종자소독 및 본답 약제방제 없는 조건에서 키다리병을 친환경적으로 방제할 수 있는 가능성을 검토하였다.
제안 방법
규산코팅볍씨의 키다리병 억제효과를 입증하기 위하여 포장시험에서 파종하고 남은 5개월 묵은 규산코팅볍씨와 무 코팅볍씨에다가 시험포장에서 채취한 이병주의 감염조직을 접종원으로 하여 변온조건(주야 : 18~26°C)과 항온조건 (30°C)에서 습실처리 되었다. 변온조건에서는 250 ml 비커를 이용하여 처리별 볍씨를 각각 100립씩 넣고 이병주의 줄기마디 감염부를 접종한 후 20 ml의 증류수를 채워서 치상 7일째와 14일째 접종원 이병주의 줄기마디에 분포된 병원균의 발육양상을 광학현미경 400배율로 검경하였다.
규산코팅볍씨의 키다리병원균 발육억제 효과를 명확히 하고자 시험포장에서 채취한 이병주의 감염조직을 규산코팅볍씨처리구와 무코팅볍씨구에 접종하여 실온조건(18~26°C) 과 항온조건(30°C)에서 습실처리하여 2주간 발아 생육시키면서 접종 이병조직의 병원균 발육상태를 검경하였다. Fig.
키다리병 조사는 발병이 처음 시작된 분얼중기경인 파종후 56일과 종자감염을 일으키는 출수기경인 파종후 105일에 육안판단으로 가능한 이병증상을 기준으로 1 m2 면적에서 이병분얼수를 조사하여 발병경율로 환산하였다. 이병주의 키다리병원성 확인은 Slide glass에 증류수 1방울(0.
대상 데이터
시험재료는 새턴바이오텍(주)에서 개발한 규산코팅볍씨 제조기술을 활용하여 벼 키다리병에 이병성인 주남벼(Lee et al., 2011)를 이용 종자소독이나 침종하지 않은 마른 종자에 피복재인 다공성이면서 양이온치환능력(CEC)이 높은 분말 지오라이트(300 mesh: 새턴바이오텍 제품명 새빛파우더) 와 결합재인 수용성규산액상(25%: 새빛바인더)을 적합수준(종자 1 kg: 지오라이트 0.5 kg: 규산 180 ml)으로 혼합하여 종자무게의 1.7배 되는 “규산코팅볍씨”를 만들었다. 시험지토양은 간척 후 약 30년 숙답화 된 서해안 서산간척지 유래 토양이었다.
최근에 기업체에서 개발된 “규산코팅볍씨 직파기술”(Kang et al., 2014)이 벼 재배에서 요구되는 규산공급효과와 아울러 입모안정을 기할 수 있는 기술로서 평야지나 중산간지등 전국 여러 지역 농업기술센터(김해, 천안, 이천, 홍천, 태안)의 직파재배시범포장에서 전시재배 되었다. 동 기술의 우수성을 평가하기 위하여 염류장해로 직파재배가 비교적 불리한 서해안 간척지에서 직파적성을 평가하던 중 규산코팅이 안된 볍씨 처리구에서만 이앙재배에서와 같은 수준의 키다리병이 심하게 발병된 것이 주목되어 이것을 기반으로 실내시험을 병행하게 되는 동기가 되었다.
데이터처리
직파적성 평가는 각 처리구마다 조사지점(50x50 cm2)을 선정 4등분으로 분할하여 파종 후 14일에는 육안으로 낙종상태를 달관 조사 하였고 발아와 발근립수로 발아율을 산정하였다. 파종 후 21일에는 본엽 2엽과 토양착근이 완성된 입모수를 조사지점별 분포수를 조사하여 표준편차로 입모균일도를 평가하였고 평균입모수±표준오차로 나타내었다. 파종 후 28일, 42일과 56일에는 달관과 이미지로 생육의 군락상을 나타내었고 파종 후 63일인 분얼중기 경에는 10개체의 지상부생육량(생체중, 건물중)을 측정하여 개체당 중량으로 환산하였다.
이론/모형
파종 후 5일 만에 물 걸러대기를 실시한 다음에는 한발에 의한 염류장해가 우려되어 분얼초기까지는 지속적으로 담수관리 하였다. 기타 재배법은 농촌진흥청 담수직파 표준재배법에 준하였고 농약은 시용하지 않았다. 직파적성 평가는 각 처리구마다 조사지점(50x50 cm2)을 선정 4등분으로 분할하여 파종 후 14일에는 육안으로 낙종상태를 달관 조사 하였고 발아와 발근립수로 발아율을 산정하였다.
성능/효과
또한 Fig. 1에서와 같이 파종 후 28일, 42일, 56일 및 63일의 분얼기간 중 생육이 진전되면서 개체생장과 군락의 Canopy 형성이 양호함을 알 수 있었다. 따라서 분얼중기경(파종 후 63일) 개체당 지상부 생육량은 입모의 공간 확보가 균일하였던 규산코팅볍씨처리구(Ⓐ)가 볍씨단용처리 구(Ⓑ)에서 보다 개체의 균일한 무게변이로 13% 유의한 증가를 보여(Table 2) 직파적성이 높은 것으로 나타났다.
1에서와 같이 파종 후 28일, 42일, 56일 및 63일의 분얼기간 중 생육이 진전되면서 개체생장과 군락의 Canopy 형성이 양호함을 알 수 있었다. 따라서 분얼중기경(파종 후 63일) 개체당 지상부 생육량은 입모의 공간 확보가 균일하였던 규산코팅볍씨처리구(Ⓐ)가 볍씨단용처리 구(Ⓑ)에서 보다 개체의 균일한 무게변이로 13% 유의한 증가를 보여(Table 2) 직파적성이 높은 것으로 나타났다.
, 2011) 담수직파에서도 키다리병 발병 연구보고는 없다. 본 시험의 담수직파에서 심한 키다리병 발병은 재배된 주남벼의 이병성과 무침종, 무소독 종자의 이용 및 파종기부터 심한 한발로 인한 고온경과가 복합적으로 작용된 것으로 보이고 규산코팅볍씨에서 발병 억제효과로 보아 토양전염 보다는 감염종자에 기인된 것으로 판단되었다.
상위2~5절(ⒸⒹⒺⒻ)에는 무성세대의 소형분생자가 주로 분포되어 있었고 벼 줄기의 상위3절(Ⓓ은 논토양 표면에 가까워 통기가 좋고 습하여 병원균이 잘 서식할 수 있는 환경조건으로 균사체와 소형분생자들의 왕성한 밀도를 볼 수 있었으며 토양지제부인 상위5절(Ⓕ)에서는 작은 소형분생자들로 늦은 생장을 볼 수 있었다. 종자전염이 끝난 시기인 벼의 성숙기 그루터기나 볏짚에 잠복한 병원균들은 논토양에 잔류되어 이듬해 토양감염원으로 될수 있을 가능성도 확인되었다.
처리별 이병경율은 Table 3에서와 같이 볍씨단용처리에서는 7월 중순의 분얼중기까지 4.6%, 종자감염을 일으키는 시기인 8월 중순의 출수기 경까지 9.9%의 심한 발병수준에 비하여 규산코팅볍씨에서는 0.01%로서 99.9%의 방제가를보였다. 우리나라 이앙재배에서는 7월 하순 고온기를 발병 적온기로 본 Kim (1981)의 보고에 비하면 7월 중순에서 8월 중순까지에서도 증가되고 있어 금후 온난화에 따른 키다리병의 발병이 직파재배에서도 크게 우려되고 있다.
후속연구
우리나라 이앙재배에서는 7월 하순 고온기를 발병 적온기로 본 Kim (1981)의 보고에 비하면 7월 중순에서 8월 중순까지에서도 증가되고 있어 금후 온난화에 따른 키다리병의 발병이 직파재배에서도 크게 우려되고 있다. 온탕침법이나 약제소독에 의존하던 종래 방제기술에서 종자 소독 없이도 규산질비료의 공급기능을 동시에 만족시킬 수 있으면서 친환경적 방제기술인 규산코팅볍씨의 활용 기술은 금후 종자소독용, 육묘용 및 본답용으로의 방제효과에 관한 연구가 요구되고 있다.
그리고 볍씨단 용처리에서 이병주 이삭의 감염부 비립 표면에 형성된 균 총에서는 대형분생자(Ⓒ좌)와 왕성한 균사의 발육상(Ⓓ좌) 이 검경된 반면에 규산코팅볍씨처리에서는 발육 정지 위축으로 사멸되고 있는 대형분생자(Ⓒ우)와 소멸되고 있는 연쇄상 소립자 소형분생자의 나열군(Ⓓ우)이 검경되었다. 이상의 결과로 보아 규산코팅볍씨의 키다리병원균 억제기작은 종자와 피복재를 결합시키는 강알칼리(pH 12.03)성 규산 (25%)에 의해서 감염종자 조직내에 서식하는 호기성 병원균을 서식환경이 다소 유리한 다공성 담체인 지오라이트 (종자피복재)로 유인 이동시켜 종자배유로부터 영양원공급이 차단됨으로서 발육이 억제된 것으로 보이나 금후 키다리병원성과 알칼리도 및 담체와의 관계를 밝히는 연구가 필요하다.
포장시험에서 육안으로는 전형적인 키다리병 이병증상으로 나타났지만 다양하고 유사한 병해증상이 혼재하므로 이병주 병원성의 존재양식을 확인할 필요가 있었다. 출수 개화 시에 이삭의 영화 내로 들어가서 종자감염을 일으키는 출수기 생존이병주와 성숙후기 경 이병주에 대한 감염부위별 병원포자의 분포양상을 보았다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
규산코팅볍씨 직파기술이란 무엇인가?
최근에 기업체에서 개발된 “규산코팅볍씨 직파기술”(Kang et al., 2014)이 벼 재배에서 요구되는 규산공급효과와 아울러 입모안정을 기할 수 있는 기술로서 평야지나 중산간지등 전국 여러 지역 농업기술센터(김해, 천안, 이천, 홍천, 태안)의 직파재배시범포장에서 전시재배 되었다. 동 기술의 우수성을 평가하기 위하여 염류장해로 직파재배가 비교적 불리한 서해안 간척지에서 직파적성을 평가하던 중 규산코팅이 안된 볍씨 처리구에서만 이앙재배에서와 같은 수준의 키다리병이 심하게 발병된 것이 주목되어 이것을 기반으로 실내시험을 병행하게 되는 동기가 되었다.
벼 키다리병에 대해 알려진 효과적인 방제법은 무엇인가?
우리나라에서는 종자감염에 의한 육묘 과정에서 발병하여 고사되거나 육안으로 구분이 안 될 정도의 약하게 감염된 건전묘일지라도 본답이앙으로 이동되어 조기고사에서 이삭불임 등 전 생육기간동안 발병이 다양하게 진행되고 있다(Kim, 1981). 키다리병에 대한 효과 적인 방제법으로는 온탕침법이나 약제소독(Park et al., 2003; Park et al., 2008)에 의한 종자소독제에 의존되지만 키다리 병원성의 새로운 균주의 분화로 기존 종자소독제에 대한 내성(Choi et al., 2009; Kim et al.
벼 키다리병이 유발되는 과정은?
벼 키다리병은 1828년 일본(Furuka, 1970)에서 알려져 세계 3대 작물병해로 심하면 수확개무상태까지 이르게 하는 호기성 곰팡이 병원균으로서 종자나 토양으로부터 벼 뿌리로 침투해 성장촉진 호르몬인 Gibberellin을 분비시켜 웃자람 등 다양한 증상으로 육묘과정부터 수확기까지 지속적으로 발병되고 있다. 우리나라에서는 종자감염에 의한 육묘 과정에서 발병하여 고사되거나 육안으로 구분이 안 될 정도의 약하게 감염된 건전묘일지라도 본답이앙으로 이동되어 조기고사에서 이삭불임 등 전 생육기간동안 발병이 다양하게 진행되고 있다(Kim, 1981).
참고문헌 (20)
Choi, D. H. 1994. Determination of Critical Early Seeding Date for Seedling Emergence in Dry-Seeded Rice Based on Statistical Analysis of Daily Mean Air Temperature in Korea. Korean J. Crop Sci. 39(5) : 437-443.
Choi, H. W., J. M. Kim, S. K. Hong, W. G. Kim, S. C. Chun, and S. H. Yu. 2009. Mating types and optimum culture conditions for sexual state formation of Fusarium fujikuroi isolates. Mycobiology. 37 : 247-250.
Dehkaei, F., S. H. Padasht, J. Mansouri, and H. Rouhani. 2004. Effects of Paddy Soil Antagonistic Microorganisms of Guilan on the Causal Agent of Rice Bakanae Disease. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. 8(1) : 213-222.
Furuka, T. 1970. Problems on the infection and control of rice bakanae disease. Plant prot. Japan. 24 : 141-144.
Garnache, C., J. T. Rosen-Molina, and D. A. Sumner. 2010. Economics of carbon credits from voluntary practices on rice farms in the Sacramento valley. University of california agricultural issues center. AIC Rice Report. p. 33.
Johnkutty, I., G. Mathew, and J. Mathew. 2002. Comparsion between transplanting and direct-seeding methods for crop establishment in rice. Journal of Tropical Agriculture 40 : 65-66.
Kang, Y. S. 1985. The influences of silicon on growth of rice plant. Res. Rept. RDA(P.M & U) 27(1) : 57-72.
Kang, Y. S., W. J. Kim, Y. J. Kim, K. H. Jung, and U. S. Choi. 2014. Control of bakanae disease (Gibberella fujikuroi) by rice seed coated with silicate in wet direct seeding. Advanced crop science research young scientist. Korean J. crop sci. p. 24.
Kim, C. K. 1981. Ecological studies of bakanae disease of rice, caused by Gibberella fujikoroi. Kor. Pl. Prot. 20(3) : 146-151.
Kim, J. M., S. K. Hong, W. K. Kim, Y. K. Lee, S. H. Yu, and H. W. Choi. 2010. Fungicide resistance of Gibberella fujikuroi isolates causing rice Bakanae disease and their progeny isolates. Kor. J. col. 38(1) : 75-79.
Ko, J. C., M. K. Baek, W. J. Kim, J. Y. Shon, K. Y. Ha, H. J. Kang, M. S. Shin, and J. K. Ko. 2011. Analysis of low temperature germination ratio in rice cultivars for breeding of direct seeding variety. Korean J. Intl. Agri. 23(1) : 89-94.
Lee, Y. H., M. J. Lee, H. W. Choi, S. T. Kim, J. W. Park, I. S. Myung, K. S. Park, and S. W. Lee. 2011. Development of in vitro seedling method for selection of resistant rice against bakanae disease. Res. plant disease. 17(3) : 288-294 (In Korean).
Park, H. G., H. R. Shin, Y. Lee, S. W. Kim, O. D. Kwon, I. J. Park, and Y. I. Kuk. 2003. Influence of water temperature, soaking period, and chemical dosage on bakanae disease of rice(Giberella fujikuroi) in seed disinfection. Kor. J. of Pesticide Science. 7(3) : 216-222.
Park, S. H., S. Y. Kim, C. D. Hwang, H. P. Moon, and S. Peng. 2001. Rice Seedling Establishment and Early Growth Affected by Seeding Depth of Pre - germinated and Soaked Seeds in Wet Soil. Kor. J. Intl. Agri. 13(3) : 193-198.
Park, W. S., H. W. Choi, S. S. Han, D. B. Shin, H. K. Shim, E. S. Jung, S. W. Lee, C. K. Lim, and Y. H. Lee. 2009. Control of Bakanae disease of rice by seed soaking into the mixed solution of procholraz and fludioxnil. Res. Plant Dis. 15 : 94-100 (In Korean).
Park, W. S., W. H. Ye, S. W. Lee, S. S. Han, J. S. Lee, C. K. Lim, and Y. H. Lee. 2008. Eletronic microcopic study for the influence of soaking in hot water and prochloraz solution on spore and mycelium of fusarium fujikuroi infected in rice seed. Res. Plant Dic. 14(3) : 176-181 (In Korean).
Shon, J. Y., C. K. Lee, J. H. Kim, Y. H. Yoon, W. H. Yang, K. J. Choi, M. G. Choi, H. K. Park, J. C. Ko, Y. G. Kim, C. K. Kim, and W. H. Yang. 2012. Comparisons of Growth, Heading and Grain Filling Characteristics between Wet-hill-seeding and Transplanting in Rice. Kor. J. of Crop Sci. 57(2) : 151-159.
Sung, C. K. and J. H. Choi. 2004. The disinfective effect of garlic extract against Bakanae disease. Jour. Agri. Sci. Chungnam nat'l. Univ. Korea. 31(1) : 45-52.
Wulff, E. G., J. L. Sorensen, M. Lubeck, K. F. Nielsen, U. Thrane, and J. Torp. 2010. Fusarium spp. associated with rice Bakanae: ecology, genetic diversity, pathogenicity and toxigenicity. Environmental Microbiology 12 : 649-657.
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