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Kafe 바로가기주관연구기관 | 고려대학교 산학협력단 Korea University |
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-10 |
과제시작연도 | 2013 |
주관부처 | 환경부 Ministry of Environment |
등록번호 | TRKO201500001386 |
과제고유번호 | 1485011579 |
사업명 | 차세대에코이노베이션기술개발사업(환경산업선진화기술개발사업) |
DB 구축일자 | 2015-05-16 |
키워드 | 가시박.친환경방제.친환경매트.바이오매스.외래종.Burcucumber.eco-friendly weed control.eco-friendly mat system.biomass.invasive species. |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO201500001386 |
1. 가시박의 특성평가, 발생 양상 분석 및 위해성 평가
- 가시박의 발아는 4월 하순부터 9월 중순까지 연속적이며, 개화는 일장에 영향을 받아 8월 말부터 10월 중순까지 무한화서의 경향을 가짐. 가시박은 발생양과 분포지역이 함께 늘어나고 있으며, 주로 하천변(40%)을 따라 대발생하고, 도로변(27%), 공한지(21%), 농경지(12%) 등에 분포함. 가시박이 분포하는 식생군락은 대조구에 비해 1.5-2배 정도 낮은 종다양도지수를 보임. 토양내 질소의 경우 대조구에 비해 가시박 군락지에서 1.3-4배의 높은 함량을 보임
1. 가시박의 특성평가, 발생 양상 분석 및 위해성 평가
- 가시박의 발아는 4월 하순부터 9월 중순까지 연속적이며, 개화는 일장에 영향을 받아 8월 말부터 10월 중순까지 무한화서의 경향을 가짐. 가시박은 발생양과 분포지역이 함께 늘어나고 있으며, 주로 하천변(40%)을 따라 대발생하고, 도로변(27%), 공한지(21%), 농경지(12%) 등에 분포함. 가시박이 분포하는 식생군락은 대조구에 비해 1.5-2배 정도 낮은 종다양도지수를 보임. 토양내 질소의 경우 대조구에 비해 가시박 군락지에서 1.3-4배의 높은 함량을 보임
2. 가시박의 생리 생태 연구
- 가시박은 과습한 조건에서 발아 및 생장이 저하되어 일반적으로 건조한 조건(토양수분 10%내외)인 사면에 발생이 많은 것과 일치함. 발아는 차광과 관련이 없고, 60% 차광에서 초기 생육이 가장 왕성하며, pH4 범위에서 발아 및 생육이 억제고, pH7에서의 생육이 가장 왕성함.
3. 가시박의 물리적 방제
- 발아생리와 개화 결실을 고려할 때 9월 초순 및 10월 중순의 2회에 걸친 제거가 가장 효과적임. 가시박 종자는 700-1300립/㎡ 정도 분포하며, 약 9년에 걸쳐 소멸되나 토양내 수명은 2-6년 정도로 판단되어 한번 발생시 최대 6년 정도의 방제가 이루어져야함. 멀칭을 이용한 방제는 2mm 정도 크기의 메쉬를 가지는 망이 효과적이며, 발생량을 98% 이상 억제함
4. 가시박의 화학적 방제
- 초산, 정향유, d-Limonene, Pelargonic acid 등에 대한 검정결과 d-Limonene 과 Pelargonic acid로 최종 선발. d-Limonene은 높은 농도에서 살초력이 나타나 경제성부분에서 약점이 있음. Pelargonic acid는 비교적 낮은 농도(2%)에서 살초력이 나타나고, 환경 및 인체 유해성도 매우 낮아 적합함.Pelargonic acid와 소금(NaCl)의 합제에서 유의한 시너지가 나타났으며, Pelargonic acid의 함량을 낮추어 경제성을 더욱 높일 수 있음
5. 가시박의 생물적 방제
- Cercospora citrullina, Pseudocercospora cantuariensis, Stagonosporopsis cucurbitacearum의 3종을 국내에서 분리 동정하였으며, 해당 3종의 가시박발병을 세계 최초 보고함. 원인균의 기주특이성이 확인되고, 종자감염 형태로 효과가 나타난다면 생태계교란외래식물의 선택정 방제 방법으로서 매우 효과적일 것으로 판단됨. 균사 현탁액을 이용한 접종에서 전형적인 병징이 확인되었으나 현재까지 적용에 무리가 있음
6. 가시박의 바이오매스 이용
- 가시박의 신규 플라보노이드 7종 발견 및 보고. 가시박 바이오매스로부터 오븐을 이용하여 고농도의 시킴산(타미플루 원료) 추출법 개발 및 특허출원. 가시박 바이오매스를 이용한 퇴비는 상추 유묘 검정에서 무처리구에 비해 17% 수량증가를 보이며, 작물에 대한 피해는 없음
7. 가시박의 종합 방제 체계 구축
- 친환경 매트 시공 가능 지역은 가시박 선택적 발생량의 획기적인 감소(98%) 및 기타 다른 식물의 생육이 가능하여 년 2-3회 정도의 가벼운 제거 만으로 가시박을 효과적으로 방제할 수 있을 것으로 판단됨
- 친환경 매트 시공 불가능 지역 중 화학적 방제가 가능한 지역에서는 9월 초순 및 10월 중순을 반드시 포함하는 2회 이상의 처리가 필요함
- 친환경 매트 시공 불가능 지역 중 화학적 방제가 불가능한 지역에서는 9월 초순 및 10월 중순을 반드시 포함하여 제거하되 잦은 제거는 오히려 가시박을 조장하므로 기존의 식생을 건전히 유지하는 것이 바람직함
Ⅳ. Results
1. Characteristic evaluation, occurrence analysis and risk assessment of burcucumbers
- Germination was successional from late April to mid-September and flowers showed the characteristic of indefinite inflorescence and came out from late August to mid-October by day length
- Bot
Ⅳ. Results
1. Characteristic evaluation, occurrence analysis and risk assessment of burcucumbers
- Germination was successional from late April to mid-September and flowers showed the characteristic of indefinite inflorescence and came out from late August to mid-October by day length
- Both occurrence amount and distribution area of burcucumbers have been increased as compared with 2011 that the project has been started. They have shown outbreaks near the stream (40%) and distributed near the streets (27%), vacant lands (21%), farmlands (12%) and so on.
- Vegetation community including burcucumbers showed lower biodiversity of 1.5-2 folds than control
- Nitrogen in soil showed higher content of 1.3-4 folds than control
2. Physiological and ecological research of burcucumbers
- Germination and growth of burcucumbers were degraded in excess moisture condition and these results were corresponded with their common distribution in dry condition of slope (soil moisture around 10%)
- Germination was not related with shading. the initial growth stage was the best in shading of 60% and growth inhibition was taken place in shading of 80% compared with no-shading
- Growth inhibition was observed in mulching with ryes of 3cm
- Germination and growth were inhibited at pH 4 and growth was the best at pH 7
3. Physical control of burcucumbers
- Optimal time for physical control is from early september to mid-october according to germination physiology, flowering and fruitage and twice ofphysical control is the most effective during this period
- Burcucumber seeds of 700-1300 numbers/㎡ were distributed in soil. These seeds were dissipated over 9 years but their life span was estimated about 2-6 years in soil. So, control of them should be conducted over maximum 6 years if they are occurred
- Mulching with 2mm mesh was effective to control burcucumber and inhibited occurrence of them over 98%
4. Chemical control of burcucumbers
- D-limonene and pelargonic acid were selected as final candidates after analysis of various candidates such as an acetic acid
- D-limonene needed high concentration to remove burcucumbers and this result was a disadvantage in economical department
- Pelargonic acid showed effects on them at lower concentration (2%) and risk assessment was also low on environment and body. So, pelargonic acid was suitable for chemical control
- There was a synergistic effect of pelargonic acid and NaCl mixtures. Using this mixtures, pelargonic acid content could be decreased and economical feasibility could be increased
5. Biological control of burcucumbers
- Cercospora citrullina, Pseudocercospora cantuariensis, Stagonosporopsis cucurbitacearum were separated and identified in Korea and effects of these 3 species as pathogens on burcucumber were presented at first time
- if the host specificity of causative fungus is identified and effects of them are showed as seed infection, it will be effective for selective control against ecological disturbance plants
- Typical symptoms of disease were observed at the injections using the fungus suspension but it is difficult to apply for biological control yet
6. Biomass utilization of burcucumbers
- Seven flavonoids were seperated form burcucumber at first time
- Large-scale extraction method of shikimic acid (material of Tamiflu) was developed using microwave and there was a patent applicaton of the extraction method
- Growth of lettuce seedling increased 17% compared with control after treatment of compost made by burcucumber biomass and there was no damage on crops
7. Building of the total management system
- In the applicable area of eco-friendly mats, selective occurrences of burcuccumbers was dramatically decreased (98%) and it was possible to grow for other plants. Therefore, it will be possible to control them effectively by 2-3 times of simple elimination per year
- If it is possible to use chemical control in the unusable area of eco-friendly mats, at least twice of chemical treatments are needed during the period including early September or mid-October
- In the unusable area of eco-friendly mats and chemical controls, physical control is needed during the period including early September or mid-October. Because frequent remove encourage growth of burcucumbers, it is desirable to maintain the exiting vegetation
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