현재까지 살포선충제로서 효과가 높아 널리 이용하고 있는 메틸브로마이드는 오존층 파괴의 원인으로 알려져 사용규제가 강화되고 있다. 따라서 일본에서는 대체농약이나 대체기술의 확립을 위해 노력하고 있다.
유해선충의 증식률과 증수효과
기생선충의 숙주가 되는 식물 다양한데 선충의 증식률에 가장 크게 관여하는 것이 숙주이며 그 외의 요인에는 온도, 수분, 환경조건 등이 있다.
최근 10년간 일본농업시험장에서의 주요 선충의 증식률(작물재배전 토양중의 선충수에 대한 수확시의 선충수 비율)과 증수효과(무처리구 수량에 대한 약제처리구의 수량비율)를 종합하면 다음과 같다.
● 뿌리혹선충
11개 작물을 비교 실험한 결과 증식률은 22.9∼1.9배로 다양하게 나타났는데 높은 순서부터 멜론, 토마토, 고구마, 곤약(구약나물), 피망, 가지, 당근, 땅콩, 수박, 오이, 생강이었다. 증수효과는 159∼99%로 당근, 피망에서 높았다.
● 뿌리썩이선충
딸기, 양상추, 우엉, 국화, 당근, 무의 처리구에서 증식률은 순서대로 43.7∼2.2배로 나타났으며 증수효과는 169∼108%로 토란, 우엉에서 높았다.
● 시스트선충
감자와 팥에 대해 각각의 증식률, 기생정도 및 증수효과를 시험한 결과 증식률은 감자 5.5배, 팥 3.6배로 나타났으며 시스트기생정도 및 증수효과는 감자는 79%, 131%로 나타났고 팥은 79%, 360%였다.
화학적방제의 문제점
일본에는 등록된 살선충제가 여러 가지 있는데 선충의 종류와 작물의 조합에 맞춰 효과적으로 사용하고 있으며 훈증성인 클로르피크린, D-D, DCIP, 카밤, 메칠이소티오시아네이트, 다조메트, 메칠브로마이드 및 비훈증제인 스타렉스 등이 밭작물이나 채소류에서 많이 이용되고 있다.
훈증제와 비훈증제(접촉형 입제)는 각각 장단점이 있는데 일반적으로 훈증제는 가스빼기를 해야 하고 비훈증제는 그럴 필요가 없으며 파종, 정식직전 처리가 가능하므로 한냉지 혹은 연간재배가 반복되는 채소재배지대에서 이용되고 있다.
작용기작면에서 훈증제는 살선충성이 높지만 비훈증제는 선충이 숙주로 침입하거나 생육하는데 이상을 준다.
한편 비훈증제의 경우 토양확산성은 훈증제에 비해서 떨어져 선충은 약제와 접촉 혹은 작물에 침입한 후 작물내에 침투한 약제를 흡수하여야 영향을 받는다.
그러므로 심근성인 우엉, 무의 경우에는 약제가 도달하지 않은 심부에서 피해를 입는 일이 많다. 그래서 심경혼층로타리를 병행하기도 한다.
훈증성제는 살선충효과와 함께 토양확산성이 우수하고 가격도 비교적 저렴하여 지금까지 널리 이용되었다.
또한 천적이 되는 미생물도 소멸시켜 약제를 처리하지 않은 경우보다도 선충밀도의 회복이 빨라 증식이 높아지기도 한다.
생물농약의 현황
일본의 경우 도시와 농촌이 혼재한 곳이 많다. 대기중에 확산하는 자극성 훈증제의 사용은 인접 주민의 반대를 받아 각지에서 규제를 하고 있다. 그래서 최근 환경보전을 배경으로 등장한 것이 천적생물을 이용하는 방제법이다.
생물적방제는 천적을 방사하여 농업생태계 속에 정착시켜 이후 천적과 균형을 맞춰 해충밀도를 피해허용수준 이하로 유지해 나가는 방제법이다. 즉, 천적생물을 해충발생에 맞춰 일정시기에 야외 혹은 시설안에 대량방사를 하여 해충을 방제하는 것으로 이미 실용화되어 등록된 것도 있고 아직 시험단계인 것도 있다.
선충을 대상으로 한 생물농약의 경우에도 등록된 것부터 현재 검토가 진행되고 있는 것까지 다양하다.
대표적인 것은 담배의 뿌리혹선충을 대상으로 한 천적사상균인 모나크로스폴리움균제이다. 담배의 육묘배토에 이 균을 혼합하여 담배를 파종하면 육묘중 뿌리부근에 균이 만연하여 본포장에 정식한 후에도 뿌리혹선충의 침입을 억제한다.
그러나 등록된 생물농약은 담배, 잔디에 불과하고 채소재배 등에서 문제가 되고 있는 선충을 대상으로 한 생물농약은 없으며 현재 검토중인 생물농약은 다음과 같다.
● 파스토리아제
이 세균은 우수한 특성을 가지고 있는데 우선 환경내성이 높은 점을 들 수 있다. 건조, 고온, 저온에 강하고 또 훈증성 살균제를 제외하면 보통 농도범위의 농약에서는 거의 영향을 받지 않는다. 또한 숙주특이성이 높아서 여러 종류의 뿌리혹선충에 각각 기생하는 계통이 있어 동종 안에서도 균계통에 따라 증식에 차이가 있다.
현재 일본식물방역협회에서 생산하는 제제는 고구마뿌리혹선충에 기생하는 계통으로 포자밀도 109/㎡ (104/g토양)의 처리로 단독처리 혹은 입제와 병용처리를 검토하고 있다. 시험연구기관의 결과에 의하면 토마토를 3∼4작 연속재배한 포장에서는 토양중 균의 포자밀도가 높아져 선충에 대한 포자의 부착률 및 부착수가 상승하는 등 방제률이 향상됨이 증명되었는데 포자부착률이 80%를 넘으면 현저한 증식억제효과가 나타난다고 한다.
토양중 선충의 초기밀도(파종시 혹은 정식시)가 높은 경우는 입제와 병용처리하는데 먼저 입제로 선충밀도를 억제하고 나서 이 세균으로 선충을 지속적으로 억제해 가는 것이 중요하다. 이 경우 입제의 사용량은 보통의 반량이면 충분하다.
앞으로 보다 효과적인 방제를 위해서는 파스토리아와 숙주선충과의 관계에 대한 기초적 연구가 이루어져야 하며 과수와 같은 영년생 작물에 적용하는 방법도 검토할 필요가 있다.
● 알기생균
알기생균의 경우 대두시스트선충의 알에 기생하여 알단계에서 선충을 줄일 수 있는 천적미생물의 탐색과 실용화를 향한 실험이 이루어지고 있다.
Paecilomyces, Verticilium, Fusarium, Dactirella속의 사상균을 포트에 접종하여 시험한 결과 각 균에 따라 생육에 적합한 온도 혹은 pH범위가 있음이 밝혀졌는데 Fusarium속 균의 경우 비교적 그 범위가 넓어 20∼30℃, pH는 6.5이하에 최적범위가 있고, 알의 기생균이 8%로 높아지면 비기생시의 50%로 증식이 억제되는 높은 효율이 있다.
경종적방제법
선충방제의 기본은 윤작이다. 그러나 현실적으로는 연작이 이루어져 각지에서 선충에 의한 연작장해가 일어나고 있다.
● 대항식물이나 저항성품종의 이용
국화과, 콩과, 벼과식물 중에는 유해선충의 밀도를 저하시켜 증식을 억제하는 식물이 있다.
북해도에서는 지난 94년 무, 당근포장을 매리골드 국화로 대체했다. 북해도 지역에서는 근채류재배가 활성화되면서 연작에 의한 뿌리썩이선충의 밀도가 증가하여 피해가 컸다. 그래서 이 선충의 대항식물로서 방제효과가 실증된 매리골드로 대체한 것이다. 매리골드의 뿌리에 함유된 물질은 뿌리주변이나 뿌리에 침입한 선충을 유효하게 사멸시키는 작용을 한다.
매리골드 자체는 상품가치가 낮지만 약제방제에 필요한 비용이 전혀 들지 않아 장기적으로 보면 매우 경제적인 방법이다.
벼과식물로는 야생귀리인 헤이오쓰가 뿌리썩이선충을 방제하는데 탁월한 효과가 있고, 기니어그래스도 선충밀도를 저하시키므로 녹비를 겸해서 대항식물로 많이 이용된다. 콩과식물로는 뿌리혹선충의 대항식물로서 C. spectabilis가 유명하고 안정된 효과를 얻을 수 있다.
고구마, 감자, 콩, 토마토 등의 경우 각종 선충에 대한 저항성 품종이 육성·재배되고 있는데 장기간에 걸친 저항성 품종의 연작은 그 저항성을 타파하는 선충계통을 만들 위험성이 있으므로 저항성 품종의 경우에도 합리적으로 다른 작물과 조합하여 재배해야 한다.
● 가축분에 의한 대두시스트 방제
건조우분을 대두시스트선충에 오염된 토양에 처리한 후 콩을 파종하면 콩잎의 황화가 현저하고 암컷성충이 뿌리에 기생한다. 건조우분에는 이 선충알의 부화를 촉진하는 효과가 있는 것이다. 이를 응용하여 콩의 파종시기와 가축분 처리시기에 시간차를 두면 부화한 유충은 숙주인 콩에 기생할 수 없어 굶어죽는다. 일본에서는 이 점을 방제에 응용하려고 검토하고 있다. *
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일 반 명 |
적 용 선 충 |
작 물 |
사용량(kg/10a) |
사용방법 |
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아조포유제 에토프입제 카두사포스입제 카보입제 타보입제 포스치아제이트입제 |
뿌리혹선충 뿌리혹선충 뿌리혹선충 뿌리혹선충 뿌리혹선충 뿌리혹선충 |
당 근 땅 콩 수 박 당 근 땅 콩 수 박 |
500ℓ(250배) 9 3 2 6 6 |
파종전 토양관주 파종전 전면살포 정식전 토양처리 파종전 토양처리 파종전 토양처리 파종전 토양처리 |
유기물 시용에 따른 선충방제 효과는
첫째, 퇴비가 많은 토양에서는 선충의 이동이 장애를 받는다.
둘째, 천적 미생물 및 비기생선충이 증식하여 기생선충의 증식을 억제한다.
셋째, 유기물의 분해과정에서 발생되는 화학물질은 살선충 효과가 있다
넷째, 작물의 생리적조건에 영향을 주어서 선충 저항성이 향상된다는 점 등을 들 수 있다.
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처리전 밀도(선충수/토양300㎖) |
처리 후 밀도(선충수/토양300㎖) | ||
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뿌리혹선충 |
비기생선충 |
뿌리혹선충 |
비기생선충 |
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668 (100%) |
1,519 (100%) |
10.1 (1.5%) |
32.5 (2.1%) |
마늘 구근선충 방제는 49℃에서 20분, 작약의 뿌리혹선충 방제는 49℃에서 30분간 감염된 뿌리나 구근을 침지한다. 살선충효과는 우수하지만 농가에서는 정확한 온도유지에 어려운 점이 있다.
당밀은 오일이나 화학물질 유출로 인한 오염 토양이나 매립용 낙후 화학공장 부지를 처리하는데 사용될 수 있다.
당밀 희석 용액을 펌프로 바로 토양으로 공급하면 휴면 상태의 토양 박테리아의 성장을 촉진하고, 성장한 박테리아가 유해한 화학 오염물질을 소멸시킨다. 오염 토양으로부터 중금속 오염을 방지하기 위해 당밀이 사용된다. 박테리아가 성장하면 이용가능한 산소가 감소하여 국소적으로 혐기 상태가 된다.
토양 개량제로서 당밀은 토양에 탄수화물을 공급하고 C/N 비율을 변경시킨다. 이는 토양의 미생물 생태에 영향을 미치고 식물의 생육에 유리한 영향을 미치면서 식물 기생 선충의 개체수를 줄여준다.
요소와 함께 당밀이나 헤미셀루로오스와 같은 탄소원을 공급해주면 식물에 유해한 독성이 제거되고 선충의 개체수가 감소된다. 일부 미생물의 토양 개체수와 미생물의 효소활동 또한 토양 개량제로 증가된다.
당밀과 같은 유기 개량제는 토양에서 이산화탄소와 무해한 유기물로 급격히 분해되므로 화학 살충제처럼 환경에 위협을 가하지 않는다.
<<비료원료로 당밀 사용시 장점>>
K의 훌륭한 공급원
다양한 미량원소 공급
토양의 유기물 함량, 미생물 활동 증가 및 질소 고정 강화. *
● 수용성 유황을 이용한 토양 선충 방제
뿌리혹선충 방제에는 수용성 유황을 이용한 신태양열 소독이 효과적이다.
우선 비닐하우스를 밀폐시키고 기비및 밑비료 살포후 관수호스를 깔고 그위에 비닐 멀칭을 하고 300평당 수용성유황1kg, 수산화칼슘1kg, 황산구리200g을 물에 녹여 관수하는 방법
○효과
토양선충은 물론 검은점 뿌리썩음병, 탄저병, 모잘록병, 덩굴쪼김병, 균핵병, 역병등 다양한 병해나 진딧물, 응애등
다양한 충들도 방제가 용이하다.
비닐멀칭전 볏짚을 300평당 100여단 썰어 넣으면 더욱 효과적이다.
○주의사항
10일간 실시하고 10일 동안3~4회 관수 할것
충분한 수분 공급과 열을 가둘것
소독후 바실러스 균을 300평당 2리터 정도 관수해 주면 효과 극대화됨
○방제비용
300평당 (3회기준): 수용성 유황45000원, 황산구리6000원
한반도 식물기생선충 방제 길 열려
□ 국립생물자원관(관장 김종천)은 “한국산 선형동물의 분류학적 연구”를 통해 식물에 기생하며 생장저하 또는 고사의 원인이 되는 식물기생선충에 대한 신속하고 정확한 분류 동정(Identification, 同定)의 토대를 마련하였다고 밝혔다.
□ 식물기생 선충은 수백 μm에서 수 mm 까지로 크기가 다양하고 분류키(key)가 복잡하여 특히 전문가들조차 감염여부 판단 및 종동정이 어려웠다.
○ 이로 인해 선충에 의한 피해 여부 및 감염여부를 빠른 시간 내에 규명하기가 어려워 선충의 피해가 지역적, 집단적으로 빈번하게 발생하였다.
○ 이에 따라 선충피해를 최소화하기 위해서는 보다 빠르고 정확한 새로운 동정방법개발이 절실한 실정이었다.
※ 참외의 경우 뿌리혹선충으로 인해 매년 570억의 농가손실 발생(경상북도농업기술원)
※ 멜론의 경우 뿌리혹선충으로 인해 10%의 생산량 감소(전라북도농업기술원)
□ 이에 따라 국립생물자원관 유전자분석팀은 2008년부터 소나무 등 묘목류와 오이 등의 작물 생장에 피해를 일으키는 주요 식물 기생선충 4과 22종에 대한 염기서열을 국내최초로 분석하고 종 구분이 가능한 마커를 밝혀냈다.
○ 본 연구를 통해 확보한 종들의 유전정보를 국내 최초로 NCBI(미국국립생물정보센터)에 등록하여 국내 자생생물의 실체를 규명하고 선충 발생을 초기에 진단 가능하게 함으로써 향후 선충방제를 위한 새로운 길을 열었다.
※ NCBI (National Center for Biotechnology Information) : 염기서열 데이터 베이스 GenBank를 운영중인 미 국립보건원 산하조직
○ 이번 연구에 사용된 선충의 종에는 봄 들판에 피어나는 쑥의 잎 뒷면에 기생하는 쑥 선충, 양파의 뿌리에 기생하는 마늘줄기선충 등 실제로 우리 식탁에 자주 오르는 주요 식량자원들에 기생하는 선충들이 포함되어 있다.
□ 특히, 유전자분석팀은 토마토, 참다래 등 과일 채소류의 뿌리에 기생하여 생육에 막대한 피해를 끼치는 뿌리혹선충들에 대해 고도의 분석기술이 필요한 분자동정기법을 개발하였다.
○ 이번 결과로 기존의 DNA 염기서열 방법을 이용할 경우 3일 이상 소요되던 분류시간이 하루 이내로 대폭 단축 되었다.
○ 금번연구에 의해 개발된 동정기법은 지난해 식물병리학회지 (Plant Pathology:SCIE)에 발표 공개 되었다.
□ 국립생물자원관 유전자분석팀의 배창환 박사는 “금번에 개발된 식물기생선충의 분자생물학적 진단법 개발은 앞으로 선충 방제, 외래선충 유입 차단 등 자생식물 보호 및 농산물 수출입검역에 폭 넓게 활용 될 수 있어, 이로 인해 농가 수입증대와 농약사용 절감으로 인한 건전한 생태계 보존이 가능할 것으로 기대된다고 밝히고, 향후 환경오염의 지표가 될 수 있는 선충 종들에 대한 발굴사업도 수행할 것”이라고 밝혔다.
○ 방제분야 활용 : 본 연구에서 개발된 기법은 토양 등에 선충발생을 신속하게 진단하여 사전 대응함으로써 선충발생과 확산을 방지하고 농약대체 효과에 기여
○ 검역분야 활용 : 수입 농산물의 뿌리 등에 부착되어 발견하기가 곤란한 선충을 신속하고 정확하게 진단함으로써 외래 선충 유입차단 및 국내 자생식물 보호
- 문의 : 국립생물자원관 배창환 연구사(032-590-7247)
