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Kafe 바로가기주관연구기관 | 순천대학교 SunChon Natinal University |
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연구책임자 | 고영진 |
참여연구자 | 김경희 , 조경연 , 차주훈 , 강석민 , 허재선 , 김정아 , 유난희 , 왕의 , 류연풍 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2012-01 |
과제시작연도 | 2011 |
주관부처 | 농촌진흥청 |
사업 관리 기관 | 농촌진흥청 Rural Development Administration |
등록번호 | TRKO201200009839 |
과제고유번호 | 1395021318 |
DB 구축일자 | 2013-05-20 |
1. 미생물살균제의 효능 평가와 혼용 및 교차살포에 의한 현장 활용증진 기술개발
화학농약 절감을 위한 미생물농약, 친환경유기농자재, 화학농약 혼용살포에 의한 오이 흰가루병과 노균병 방제 프로그램은 오이 흰가루병 방제를 위한 단독살포인 경우에 화학농약인 페나리몰 유제가 가장 높은 방제과를 나타내었으나 오이 흰가루병 발병전 • 후에 미생물농약 “슈팅스타”와 친환경유기농자재 “석회보르도액”를 각각 50%씩 혼용하여 살포하면 오이 흰가루병 방제용 화학농약 "페나리몰 유제" 단독처리와 대등한 방제효과를 얻을 수 있었으며 화학농약 100
1. 미생물살균제의 효능 평가와 혼용 및 교차살포에 의한 현장 활용증진 기술개발
화학농약 절감을 위한 미생물농약, 친환경유기농자재, 화학농약 혼용살포에 의한 오이 흰가루병과 노균병 방제 프로그램은 오이 흰가루병 방제를 위한 단독살포인 경우에 화학농약인 페나리몰 유제가 가장 높은 방제과를 나타내었으나 오이 흰가루병 발병전 • 후에 미생물농약 “슈팅스타”와 친환경유기농자재 “석회보르도액”를 각각 50%씩 혼용하여 살포하면 오이 흰가루병 방제용 화학농약 "페나리몰 유제" 단독처리와 대등한 방제효과를 얻을 수 있었으며 화학농약 100%를 절감시킬 수 있었다. 오이 흰가루병 발병전 • 후에 미생물농약 “슈팅스타”와 화학농약 “페나리몰 유제”를 각각 50%씩 혼용하여 살포하면 오이 흰가루병 방제용 화학농약 "페나리몰 유제" 단독처리와 대등한 방제효과를 얻을 수 있었으며 화학농약 50%를 절감시킬 수 있었다. 또한 오이 흰가루병 발병전 • 후에 친환경유기농자재 “석회보르도액”와 화학농약“페나리몰 유제”를 각각 50%씩 혼용하여 살포하면 오이 흰가루병 방제용 화학농약 “페나리몰 유제" 단독처리와 대등한 방제효과를 얻을 수 있으며 화학농약 50%를 절감시킬 수 있다.
오이 노균병 발병전 • 후에 미생물농약 “슈팅스타”와 화학농약 “디메토모르프 수화제”를 각각 50%씩 혼용하여 살포하면 오이 노균병 방제용 화학농약 “디메토모르프 수화제" 단독처리와 대등한 방제효과를 얻을 수 있었으며 화학농약 50%를 절감시킬 수 있었다. 또한 오이노균병 발병전 • 후에 친환경유기농자재 “석회보르도액”와 화학농약 “디메토모르프 수화제”를 각각 50%씩 혼용하여 살포하면 오이 노균병 방제용 화학농약 “디메토모르프 수화제" 단독처리와 대등한 방제효과를 얻을 수 있었으며 화학농약 50%를 절감시킬 수 있었다.
2. 미생물살균제 현장실증 및 신규 미생물살균제 탐색
잔디 주요병인 잔디 브라운패치 (병원균 R hizoctonia solani AG-2-2(ⅢB), KACC 40151)와 피시움성 병해 (Pythium blight) (병원균 P ythium graminicola, KACC 40155)를 대상으로 개발된 미생물농약 홀인원(잔디 브라운패치: 갈색잎마름병)와 그린올(피시움마름병)에 대한 약효 및 약해 평가를 실시하였다. 그린올에 의한 병방제를 효과를 살펴 본 결과 P ythium graminicola 병원균 접종에 의해 전체 잔디 면적의 약 81%에서 피해가 발생한 반면 그린올을 처리한 잔디에서는 이병 면적이 29.4%로 조사되어 병방제 효과는 약 63.4%로 나타났다. R hizoctonia solani 병원균 접종에 의해 전체 잔디 면적의 약 14.41%에서 피해가 발생한 반면 홀인원을 처리한 잔디에서는 이병 면적이 9.4%로 조사되어 병방제 효과는 약 32.4%로 나타났다. 발아 후 30일 경과된 잔디에 그린올과 홀인원 미생물농약을 권장 사용농도로 4일 간격으로 5회 저리한 경우, 공시 잔디에서 고사나 발명 및 생장 이상은 확인되지 않아 약해는 없는 것으로 판정되었다. 신규 미생물을 이용한 미생물제제 개발을 위하여 제주도에서 재배 중인 13종의 작물 뿌리와 전국 골프장 잔디 뿌리로부터 총 10개의 DSE (dark septaed endophytes) 균주를 분리하였으며 순수 분리된 10개의 DSE 균주에 대한 ITS 및 5.8S r DNA 염기서열 분석 결과, 콩과 메밀에서 분리된 7개 균주는 병원성 곰팡이인 M acrophomina phaseolina과 99%의 상동성을 보여 병원성 곰팡이일 가능성이 매우 높았으며, 실제로 병원성 검정을 위하여 콩종자에 접종하여 발아 실험을 실시한 결과 모두 병을 유발하였다. 하지만 잔디에서 분리된 3개의 DSE 균주는 검색 결과, 상동성 비율이 96 -100 %로 Uncultured endophytic fungus로 검색되어 이들 3개 균주를 미생물농약 개발용 신규 미생물자원으로 선발하였다. 분리된 DSE 균주의 인공접종을 통한 잔디뿌리의 재감염 여부를 조사한 결과, DSE 균주가 접종된 토양에서 2주 생장한 잔디 뿌리에서 DSE 균사가 관찰되어 성공적으로 기주식물에 재감염되는 것을 확인할 수 있었다. DES 균주에 감염된 잔디에서 식물체 고사나 갈변, 반점, 시들음 등과 같은 전형적인 병증들이 관찰되지 않아, 일단 외관적으로 선발한 DSE 균주는 식물병원성 균이 아님을 확인할 수 있었다. DSE를 처리한 잔디에서 병저항성 유도 반응을 확인하기 위해, PR1 gene (pathogen related gene 1)의 발현 양상을 비교한 결과, DSE를 처리한 잔디에서 병 저항성 기작이 일어나는 것을 확인할 수 있었으며 이에 따라 병원균 감염시에 병방제 유도 효과가 나타날 수 있는 가능성이 확인되었다. DSE에 감염된 잔디와 비감염 잔디에 병원균을 접종한 후 조사한 결과, DSE 감염 잔디와 비감염 잔디 모두에서 발병이 확인되었으며 발병 정도는 비감염 잔디에서 심하게 나타났으며 DES 비감염 잔디의 이병면적율은 87.2%, DSE 감염 잔디의 이병면적율은 40.4%로 조사되어, 약 53.7%의 병방제 효과를 보였다. 미생물제제 시제품 개발을 위한 배지 선발 결과, DSE 균주의 생장과 포자생성이 가능한 배지로 V8 배지가 적합한 것으로 조사되었지만 미생물농약 개발에 더욱 중요한 포자생성과 배지 제조의 편의성 및 비용측면에서 SNA (Synthetic nutrient-poor agar medium) 배지가 더욱 바림직한 것으로 조사되었다. 기존에 개발된 길항곰팡이 포자분말 제조 방법을 바탕으로 DSE 균주 포자분말 시제품 제작을 시도하였으며, 물성이나 가격, 제조 편이성 등을 고려하여 kaoline을 주요 증량제로 선택하여 DES 균주 포자분말 미생물제제의 시제품을 성공적으로 개발하였다.
3. 미생물살균제의 효과 개선과 활용증진을 위한 사용매뉴얼 개발
가. 국내 미생물살균제의 상품성 평가
현재 등록된 미생물살균제 13종은 이들 제품에 표기된 미생물종과 함유된 미생물종이 모두 일치하였으며 함유된 미생물의 밀도도 분리가 어려운 곰팡이를 제외하고는 대등하거나 오히려 밀도가 더 높게 나타났으므로 상품성이 인정되며 가열안정성 조사 결과 대부분이 1년 또는 그 이상의 shelf-life를 보여 상품으로서의 가치를 있는 것으로 판단된다. 또한 이들 미생물살균제에서 분리한 미생물들은 P hytium aphanidermatum을 제외하고는 여러 가지 곰팡이 병원균에 대해 항균활성을 나타냈고, 미생물제를 종자코팅하였을 때 탑시드 등은 작물에 약해 발생이 없었고 식물에 정착도 양호하였다.
나. 국내 미생물살균제의 방제 mechanism과 방제효과 조사
고추 역병 방제용으로 등록된 탑시드와 에코센스 및 무화과 역병 방제용으로 등록된 씰러스를 비교 분석한 결과 pot 실험에서 고추 역병 방제용 미생물살균제가 고추 역병 방제에보다 효과적인 것으로 나타났다. 병발생과 관련된 유주자 형성, 분출 및 유주자 발아 등을 조사하였을 때 이들 간에 큰 차이를 발견할 수 없는 반면 고추가 식재된 토양에서 탑시드와 에코센스의 미생물 밀도가 씰러스의 미생물 밀도보다 현저히 높고 또 휴면 난포자 비율이 탑시드와 에코센스의 처리시 높게 나타났다.
다. 미생물제 처리방법별 고추 역병 방제효과 조사
고추역병 방제용 미생물살균제의 적정 처리방법을 도출하기 위해 처리약량, 처리시기, 처리회수 등을 조사한 결과, 미생물살균제 제품에 표기된 권장농도(기준농도)와 그 전후(2배 또는 1/2배)농도에서는 유의성 있는 방제효과의 차이를 볼 수 없었으나 대체로 2배 및 기준농도에서 1/2배 농도보다 방제효과가 큰 경향을 보였다.
약제의 농도와 약제 노출 시간의 곱으로 표시되는 약량노출총량이 같을 경우 저농도에서 장시간 노출되는 쪽이 효과가 다소 높은 것으로 나타났으며 농도를 크게 달리했을 때(100배, 10배, 기준농도) 높은 농도(100배)에서 방제 효과가 가장 크게 나타났고, 전처리에서 유의성 있는 방제효과가 인정되었고, 동시처리와 후처리는 효과가 떨어졌으며 처리회수에는 큰 영향을 관찰할 수 없었다.
라. 신규 미생물제의 인삼 뿌리썩음병 방제 효과 조사
산지토양에서 분리한 두 종의 세균(Bacillus subtilis I4와 B. amyloliquefaciens yD16)는 인삼의 생육적온 범위 내에서 증식과 인삼 뿌리썩음병균인 Cylindrocapon destructans에 대한 항균활성이 양호하였으며, 인삼 뿌리썩음병 방제효과는 고농도에서보다 오히려 저농도에서 2배 정도 높게 나타났고, 저농도로 처리하였을 때 길항미생물 단독으로 있을 때는 정착과 증식이 불량하였으나 병원균을 접종하였을 때 고농도로 처리하였을 때와 유사한 정착력을 나타내어 목표물 특이적 활동을 나타내었다.
4. 미생물살균제를 활용한 고추 주요 병해 방제용 화학농약 절감모델 개발
가. 미생물살균제의 약효평가
(1) 토마토 잿빛곰팡이병 등록 미생물농약의 약효평가
잿빛곰팡이병에 등록되어 있는 미생물농약 2종에 대한 약효를 평가한 결과 Bacillus subtilis GB0365가 49.0%, Bacillus subtilis QST713 55.9%의 방제가를 나타내는 것으로 조사되었다.
(2) 고추 흰가루병 등록 미생물농약의 약효평가
흰가루병에 등록되어 있는 미생물농약 3종에 대한 약효를 확인한 결과 Bacillus subtilis DBB1501의 경우는 62.9%, Bacillus subtilis QST713는 62.5%, Bacillus subtilis Y1336는 66.2%의 방제효과를 나타내는 것으로 조사되었다.
나. 미생물살균제 혼용 및 교호살포에 의한 고추 주요 병해 방제효과 증진 실내검정
(1) 고추 등록 미생물농약 5종의 잎 표면에서의 생존율 조사
Bacillus subtilis DBB1501, Bacillus subtilis QST713, Bacillus subtilis Y1336는 처리후 72시간(3일)까지 미생물의 밀도가 감소하다가 72시간 후에 증가하는 추세를 나타내었다. Bacillus pumilus QST2808는 48시간일 때 최고 밀도를 나타내다가 72시간 이후 감소하는 경향을 나타냈으며, P aenibacillus polymyxa AC-1의 경우는 72시간 일 때 최고 밀도를 나타내다가 그 이후 급격히 감소하는 경향을 나타내었다.
(2) 화학농약이 미생물농약의 유효미생물 생장에 미치는 영향 조사(실내실험)
고추 흰가루병에 등록된 화학농약 6종과 미생물농약 5종과의 혼용 실내실험결과 화학농약 6종 중 클로로탈로닐 계통의 화학농약이 미생물농약의 유효미생물 생육을 억제하는 것으로 확인되었다. 역병에서는 등록된 화학농약 10종 중 디티아논·메탈락실엠, 클로로탈로닐 등 2종의 화학농약이 미생물농약의 유효미생물 생육을 억제하였다.
(3) 화학농약과 미생물농약(살균제)의 교호살포에 따른 유효미생물의 생육조사(온실검정) 배지실험시 유효미생물의 생장에 영향을 미치지 않는 화학농약의 대부분이 온실실험에 서도 미생물의 생존에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
다. 미생물농약과 화학농약 혼용 및 교호살포에 의한 고추 역병 방제효과 증진 실험
(1) 혼용에 따른 고추 역병 방제효과 구명(온실)
혼용처리구의 경우 바실루스푸밀루스큐에스티2808 액상수화제+디메토모르프.에타복삼 액상수화제 0-10%, 패니바실루스폴리믹사에이시-1 액상수화제+디메토모르프.에타복삼 액상수화제 0%, 바실루스푸밀루스큐에스티2808 액상수화제+만코제브.옥사딕실 수화제 10-80%, 패니바실루스폴리믹사에이시-1 액상수화제+만코제브.옥사딕실 수화제 10-70%의 발병주율을 나타내었다
(2) 혼용 및 교호살포에 따른 역병 방제효과 구명 포장시험
바실루스푸밀루스큐에스티2808 액상수화제(50%)+디메토모르프.에타복삼 액상수화제(50%) 처리구가 3회 처리 시 85.0%, 4회 처리 시 78.8%, 5회 처리 시 80.2% 방제가를 나타내었으며, 패니바실루스폴리믹사에이시-1 액상수화제(50%)+디메토모르프.에타복삼 액상수화제 (50%) 처리구가 3회 처리 시 90.6%, 4회 처리 시 82.0%, 5회 처리 시 75.3%의 방제가를 나타내어 화학농약이나 미생물농약 단용 처리구의 방제가보다 높게 조사되었다.
라. 미생물농약과 화학농약 혼용에 따른 고추 흰가루병 방제효과 증진 실험
(1) 혼용에 따른 고추 흰가루병 방제효과 구명(포트실험)
바실루스서브틸리스디비비1501 수화제(50%)+트리플록시스트로빈 입상수화제(50%)는 품종에 따라 71.8-87.9% 그리고 바실루스서브틸리스큐에스티713 수화제(50%)+트리플록시스트 로빈 입상수화제(50%)는 74.3-82.1%의 방제가를 나타내었다. 이 두 조합의 방제가는 화학농약 단용 처리구와 유사한 방제효과를 나타내었다.
(2) 혼용에 따른 고추 흰가루병 방제효과 구명 포장시험
바실루스서브틸리스디비비1501 수화제(50%)+트리플록시스트로빈 입상수화제(50%)가 70.3%, 그리고 바실루스서브틸리스큐에스티713 수화제(50%)+트리플록시스트로빈 입상수화제 (50%)가 70.9%의 방제가를 나타내어 화학농약 단용 처리구인 트리플록시스트로빈 입상수화제 (100%)의 방제가 72.7%와 유사한 방제효과를 가지는 것으로 확인되었다.
마. 미생물농약, 유기농자재, 화학농약 교호살포에 따른 고추 탄저병 방제효과 실험
(1) 미생물농약의 고추 탄저병 억제효과 조사(실내시험)
13종의 미생물농약 중 바실루스서브틸리스큐에스티713 가 대치배양 실험과 생물검정 실험에서 가장 우수한 탄저병 병원균 생육 억제효과가 있는 것으로 확인되었다.
(2) 유기농자재를 이용한 고추 탄저병 억제효과 조사(실내시험)
고추 과실을 이용한 생물검정에서는 해조류추출물, 유황제, 보르도액 등이 다른 유기농 자재들 보다 발병율 및 평균발병직경이 낮아서 탄저병에 대해 억제효과가 있는 것으로 조사되었다.
(3) 선발 미생물농약, 선발 유기농자재와 화학농약 교호살포에 따른 고추 탄저병 방제효과 실험
선발한 미생물농약 바실루스서브틸리스큐에스티713 액상수화제의 이병과율은 평균 11.3% 방제가 33.2%의 낮은 효과를 나타냈으나 화학농약과의 교호살포(7일 간격)시에는 68.6% 방제가를 나타내었다. 보르도액의 경우도 단용살포시에는 방제가가 49.7%정도지만 화학농약과 교호살포시에는 81.7%로 방제효과가 높아졌다. 해조류 추출물인 유기농자재 B도 단용살포시에는 65.1%이지만 화학농약과 교호살포시에는 87.1%로 화학농약 단용살포 방제가 89.5%와 유사한 결과를 확인할 수 가 있었다
바. 유기농자재 처리에 따른 고추 세균성점무늬병 방제효과 실험
보르도액 단용처리가 전체적으로 효과가 우수하였으며, 7일 간격으로 5회 처리하였을 때가 방제가 98%로 가장 우수하였으며, 10일 간격 4회 처리와 14일 간격 3회 처리도 93.6% 의 우수한 방제효과를 나타내었다.
5. 미생물살균제를 활용한 인삼 주요 병해 방제용 화학농약 절감모델 개발
인삼 모잘록병균의 일종인 R hizoctonia solani와 P ythium의과 인삼 잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea)의 균사 생장억제 효과가 모두 인정된 미생물농약은 B. subtilis QST713 WP(에코제트), B. subtilis QST713 SC(에코스마트), B. subtilis KBC1010 WP(재노탄)였지만, 인삼 점무늬병균(Alternaria panax)의 경우 B. subtilis KEBC1010 WP(재노탄)을 제외한 모든 미생물살균제가 비교적 강한 항균활성을 나타내었다. 인삼 탄저병균(Colletotrichum sp.)의 경우 대부분의 미생물살균제가 비교적 강한 항균활성을 나타내었으나, B. subtilis DBB1501 WP(테라스)와 Ampelomyces quisqualis AQ94013 WP(큐펙트)는 비교적 낮은 항균활성을 나타내었다.
미생물제제에 대한 실내 검증 결과, R hizoctonia solani에 의한 모잘록병에 대해 가장 우수한 방제효과를 나타낸 미생물살균제는 B. subtilis QST713 SC(에코스마트)로 방제가 21.4%였다. P ythium sp.에 의한 모잘록병에 가장 우수한 방제효과를 나타낸 미생물살균제는 B. subtilis DBB1501 GR(홀인원)으로 80.76%의 방제가를 나타내었다. Botrytis cinerea에 의한 줄기지제부 잿빛곰팡이병 방제효과를 조사한 결과 가장 우수한 방제효과를 나타낸 미생물 살균제는 B. subtilis GB365 WP(그린올)로 28.57%의 방제가를 나타내었다. 인삼 점무늬병 방제용으로 등록 사용 중인 B. subtilis QST713 WP(에코제트) 처리구에서 96.37%의 방제가를 나타내었고, QST713 SC(에코스마트), QST2808 SC(에코센스) 처리구에서 각각 81.88%와 75.78%의 방제가를 나타내었다.
미생물살균제의 살포농도별 방제효과를 조사한 결과 탄저병에 대해 B. subtilis QST713 WP(에코제트) 및 QST713 SC(에코스마트)의 경우 250배 희석액 살포시 비교적 높은 방제효과를 나타내었으며 1,000배 희석액 살포시 방제효과가 없었다. 반면 B. subtilis DBB1501 WP(테라스)의 경우 모든 처리 희석농도에서 85% 이상의 방제가를 나타내었다. 선발 미생물 살균제의 탄저병에 대한 약효지속기간을 조사한 결과 모든 처리구에서 시간이 경과함에 따라 방제효과는 급속히 낮아졌으며 B. subtilis QST713 WP(에코제트)와 QST713 SC(에코스마트)는 살포 15일 후 무처리의 병 발생율과 차이가 없었다. 화학농약 권장량 50%에 미생물 농약 권장량을 섞어서 점무늬병 접종 후 살포한 결과 화학농약만 살포한 것과 비교된 Azoystrobin과 혼용한 에코젯트는 유의성 있는 차이는 없었고, Copper sulfate basic은 단독처리보다 미생물 농약인 에코젯트와 혼용시 방제효과가 증가하는 경향을 보였다. 난황유는 점무늬병을 억제하는 경향은 보였지만, 난황유의 미생물 농약 에코젯트 및 copper sulfate basic과의 혼용이 점무늬병 억제 효과를 증대시키지 못했다. 실제 인삼 포장에서 미생물 농약 에코젯트를 단독 또는 난황유와 혼합하여 살포한 결과 난황유 혼합에 의한 효과 증대는 관찰되지 않았지만, 에코젯트 단독으로 탄저병 억제 효과가 나타났다. 에코제트와 테라스에 유화제를 혼용하여 처리 전에 점무늬병 병원균을 접종한 경우, 미생물 단용과 유화제와의 혼용 모두 유의성 있는 억제 효과를 보였으나 유화제의 혼용이 점무늬병 발병 억제 효과를 증진시키지는 못했다. 반면에 자재 처리 후 점무늬병 병원균을 접종한 경우에도 병원균만 처리한 대조구의 발병율 11%와 비교하여 2%의 발병율을 보인 테라스 +유화제 처리구만 유의성 있는 억제 효과를 보였다. 따라서 에코제트는 처리시기와 관계없이 억제 효과가 있지만 테라스는 유화제와 혼용하여 병원균의 균사가 발아하기 전에 미리 예방차원에서 살포하는 것이 효과적으로 보였다.
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