KR100192659B1 - 키틴 또는 키토산 소재를 이용한 사과원의 병해충 방제법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키틴이나 키토산, 가수분해물, 또는 키틴유도체를 기본소재로 이용하는 고분자 코팅법을 이용하여 농약 살포량 및 회수를 경감시키는 새로운 사과원 병해충 방제법에 관한 것이다. 발명의 특징은 사과나무 가지에 형성되는 겹무늬썩음병과 같은 병원균의 자실체 형성 부위 또는 응애, 진딧물과 같은 해충의 월동 부위를 키틴이나 키토산, 저분자 키틴, 저분자 키토산, 올리고 키틴, 올리고 키토산, 콜로이달키틴과 같은 가수분해물, 또는 카복시메틸키틴, 에틸렌글리콜키틴, 글리콜키틴, 황산화키틴과 같은 키틴유도체 용액으로 코팅하여 병해충의 증식과 확산을 방지하고, 소멸시키는 새로운 병해충 구제법이다.

본 발명에 의한 사과원의 병해충 구제법은 연 14~16회가 필요한 기존의 사과원의 살균제 살포 회수를 9-10회로 경감시킬 수 있어 농약의 잔류에 의한 문제점의 경감, 환경 오염원의 감소, 품질 향상 등의 효과를 기대할 수 있다. 특히 농약 살포에 필요한 노동력과 농약비가 절약되고 또한 병충해 방제로 사과의 수확량을 향상시킴으로써 생산가를 절감할 수 있고 WTO체재하에서 사과의 국제 경쟁력을 재고시킬 수 있다.

Description

키틴 또는 키토산 소재를 이용한 사과원의 병해충 방제법

본 발명은 키틴 또는 키토산을 기본 소재로 이용하는 고분자 코팅법에 의하여 겹무늬썩음병의 전염원 및 월동해충의 밀도를 낮춤으로써 농약의 살포량 및 회수를 경감시키는 새로운 사과원의 병해충 방제법에 관한 것이다.

발명의 특징은 고분자의 키틴이나 키토산, 또는 저분자 키틴, 저분자 키토산, 키틴 유래 올리고당과 같은 가수분해물, 그리고 카복시메틸키틴, 에틸렌글리콜키틴, 글리콜키틴, 황산화키틴, 콜로이달키틴과 같은 키틴유도체를 단독으로 용해시켜 사용하거나, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리카프로락톤과 같은 수용성 고분자 물질과 혼합용해시켜 사과나무 가지에 형성되는 겹무늬썩음병균의 자실체 형성 부위 또는 응애, 진딧물과 같은 해충의 월동 부위에 도포하여 막을 형성하여 줌으로서 병해충의 증식과 확산을 방지하고, 소멸시키는 새로운 병해충 구제법이다.

이 방법을 사용하면 현재 사용되고 있는 사과원의 병해충 방제법보다 농약 살포량 및 회수를 경감시킬 수 있으며, 농약의 잔류에 의한 부작용의 감소, 환경 오염원의 감소, 노동력 절감, 품질향상, 그리고 수율 향상에 따른 사과 생산비의 절감 등의 효과를 얻을 수 있다.

사과원에는 통상 11~12종의 병해가 발생하는데 그 중에서도 겹무늬썩음병, 점무늬낙엽병, 갈색무늬병, 붉은별무늬병, 및 검은별무늬병 등 5종류의 병해에 의한 피해가 매우 크며, 적극적인 방제 대책이 요구되고 있다. 겹무늬 썩음병이외 4종의 병은 농약의 살포로 방제가 가능하다.

그러나 겹무늬썩음병은 6월초·중순부터 수확기까지 감염이 가능하며 발생 정도는 해에 따라 그리고 과수원에 따라서 편차가 매우 크기는 하나 10~30% 정도가 이 병에 이병되어 수확 전에 썩게 된다. 또한 수확 당시에 이 병이 잠복 감염된 사과는 수확후 저장 및 유통 과정에서 발병하며, 그 비율은 총생산량의 40% 이상이다.

현재 사과 재배농가에서는 연간 14~16회까지 살균제를 살포하고 있으며, 2종의 살균제를 복합 처방하는 경우도 많아 농약 및 노동력의 소모가 막대한 실정이다. 이러한 농약의 과다 살포는 사과의 생산비의 상승 요인이 되어 현재 국내 사과 생산비 중 방제비요이 차지하는 비율은 20%나 되고 있으며, 적과 이후에는 방제 작업이 농작업의 상당 부분을 점하게 되며, 많은 노동력이 농약 살포에 소요되고 있다.

사과 겹무늬썩음병은 병원균인 보트리오스페리아 도티디아(Botryosphaeria dothidea)가 사과나무 가지에 감염되어 사마귀 또는 종양(canker)이 형성되고 여기에서 병포자 또는 자낭포자를 형성하여 과실 감염의 제1차 전염원이 된다. 자낭포자의 비산시기는 4월 하순부터 시작되며 병포자는 5월경부터 비산되는 것으로 알려져 있다. 이들 비산된 초자가 사과열매에 부착, 발아하여 감염이 이루어지는데 병포자에 의한 감염은 6월 중순이후부터 본격적으로 이루어지는 것으로 알려져 있다.

이와 같은 겹무늬썩음병의 발생생태로 볼 때 이 병의 방제법으로는 약제에 의한 방제법과 병원균의 감염최성기 이전에 과실에 봉지로 씌워서 포자가 과실에 부착하지 못하도록 하는 방법, 그리고 제1차 전염원을 형성하는 사마귀 및 조피를 제거하는 방법등이 있을 수 있다.

현재 겹무늬썩음병의 방제는 첫 번째 방법인 약제 방제에 거의 전적으로 의존하고 있으나, 연간 8~10회의 살균제를 살포해도 평균 10%이상의 발병을 피할 수 없으며 경우에 따라서는 30% 이상이 발병되고 있다.

이러한 막대한 피해의 원인은 현재 우리나라에서 사용되는 농약의 약효지속 기간과 살포간격의 한계 등에 있는 것으로 판단되고 있다. 즉 농가에서는 살균제를 통상 10일 간격으로 살포하고 있는데 장마철에는 그 간격이 지켜지지 않을 뿐만 아니라 많은 종류의 보호 살균제의 포자 발아억제 가능 기간이 장마철에는 10일에도 미치지 못하고 있다.

또한 겹무늬썩음병의 감염 최성기인 6~7월은 사과의 비대 생장이 급격히 일어나는 시기이므로 약제살포 후 과실의 비대 생장에 의하여 약제가 묻지 않은 부분이 넓게 형성되게 한다. 만약 이 시기에 단 한차례의 농약 살포를 지연하거나 또는 약제 선택의 오류는 대발병으로 이어지며, 따라서 정기적으로 약제를 살포하는 것만으로는 각종 병해에 대한 적절한 최선의 대책이 될 수 없다.

따라서 가장 좋은 방법은 병원균의 전염원 밀도를 근본적으로 줄이는 방법이 될 것이며, 이를 효과적으로 이룰 수 있는 방법을 개발한다면 발병을 감소시킬 수 있는 근본적인 대책이 될 것으로 생각된다.

본 발명자들은 위와 같은 병해 발생 양상을 고려하여 겹무늬썩음병에 감염되어 사마귀나 조피가 다량 형성된 사과나무 가지 부위에 고분자 물질을 코팅 또는 도포하고 건조시켜 고분자 코팅막을 형성시킴으로써 병원균의 증식 및 포자의 비산을 방지하여 농약 살포량 및 회수를 획기적으로 경감 시키는 새로운 사과원 병해충 방제법을 발명한 바 있다.(한국특허출원 94-10703)호.

즉 겹무늬썩음병에 감염되어 사마귀나 조피가 다량 형성된 사과나무 가지를 이른봄 전정이 끝난 직후부터 여러 가지 생분해성 고분자물질로 도포 한 결과 사과나무의 생육에 전혀 영향이 없으면서도 포자의 비산을 거의 완벽하게 억제한다는 사실을 알았다.

본 발명은 여러 가지 고분자물질 중 항균성, 막형성능, 그리고 생분해성 등의 설질을 갖고 있는 천연소재인 키틴 또는 키토산을 기본 소재로 이용하여 단독 혹은 다른 고분자물질과 혼합사용하여 사과나무 가지의 겹무의 썩음병 감염부위에 도포함으로서 병원균의 생육억제 및 전염원의 비산방지 효과를 얻을 수 있어 농약살포 회수 및 사용량, 그리고 노동력을 대폭 절감할 수 있는 새로운 사과원의 병해충 방제법이다.

사용하는 키틴은 갑각류나 곤충의 껍질,연체동물의 기관, 그리고 균류의 세포벽 등에 존재하며, 게껍질의 70%, 곤충류 껍질의 30~60% 전후를 이루고 있다. 키토산은 키틴을 산처리하여 탈아세틸화시켜 제조하며, 폐수처리의 응집제, 화장품, 의학용 소재, 식품용 소재, 효소고정화제등으로 사용되고 있으며, 몇몇 곰팡이에 대하여 항진균활성이 알려져 있다.

그리고 키틴이나 키토산의 물리화학적 성질을 개선하기 위하여 여러 가지 유도체가 생산되고 있다. 그 종류로는 산 또는 효소로 처리하여 저분자의 키틴이나 키토산, 콜로이달키틴, 또는 올리고당과 같은 가수분해물과 카복시메틸기, 글리콜기, 에틸렌글리콜기 등과 같은 화학반응기를 결합시킨 키틴유도체등이 있다.

본 발명을 좀 더 상세히 설명해보겠다.

먼저 키틴이나 키토산, 가수분해물, 또는 키틴유도체를 농도가 0.5~30%되게 물에 분산시키고, 경우에 따라 초산을 소량 첨가하여 교반시켜 완전히 녹인다. 제조된 용액을 3월~4월경 전정이 끝난 후 또는 발아가 시작되는 무렵, 사과나무의 겹무늬썩음병균과 같은 병원균이 감염된 부위 또는 응애, 진딧물등 해충이 월동하고 있는 부위에 적절히 도말 또는 분무하여 코팅(도포)한 후 건조시켜 감염된 사과나무 부위에 고착시킨다.

피막의 접착성, 용해성, 안정성과 같은 물성을 더욱 향상시키기 위하여 제조된 키틴 또는 키토산 용액에 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리카프로락톤, 폴리락티드, 폴리글라이콜리드, 지방족 폴리에스테르, 풀루란, 덱스트란, 카라기난, 알기네이트, 산탄검 등과 같은 수용성고분자 또는 생분해성 고분자 물질을 각각 농도가 0.5~50%정도 되도록 혼합할 수도 있다.

고착된 고분자 필름은 병원균의 증식을 억제할 뿐만 아니라 병원균의 포자의 비산을 방지하여 병원균의 확산을 현저하게 감소시킨다. 따라서 살균제 살포 회수를 현재의 16~20회에서 8~10회 정도로 현저히 경감시킬 수 있다. 또한 부착 기간은 6개월 이상이 이상적임이 판명되었으며, 특히 형성된 피막은 일정한 기간 이후 고착된 부위에서 분해되었고, 또한 토양에서도 쉽게 분해되어 환경오염을 일으키지 않았다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명할 수 있는 실시예를 들어 열거한다.

[실시예 1]

3월 중순 전정이 끝난 직후, 겹무늬썩음병균이 감염되어 사마귀 및 조피가 형성된 사과나무가지 부위에 키토산 2%농도가 되도록 물에 녹인 수용액을 도포하여 고착시킨 후 사과의 수확기까지 농약을 뿌리지 않고 일정기간 간격으로 겹무늬썩음병균의 증식과 포자분산 여부를 조사하였다. 피막처리 1개월 후까지는 매우 효과적이어서 포사분산 억제율이 95%까지 이르렀으며, 포자발아를 저해하는 효과가 있음을 알았으며, 병원균 감염 부위의 키토산코팅은 사과나무의 개화, 결실 및 신초 발육에 전혀 영향이 없음을 확인하였다. 형성된 피막은 약 3개월간 안정하였으며, 시간이 경과함에 따라 서서히 분해되는 양상을 보였다.

[실시예 2]

사과나무의 발아가 시작된 4월 초순, 겹무늬썩음병균의 감염에 의해 사마귀 및 조피가 형성된 사과나무 가지에 키토산과 수용성 고분자인 폴리비닐알코올을 각각 5%, 1%되게 녹인 후 부위에 따라 0.5mm 두께로 코팅하여 11월 추수때까지 농약을 뿌리지 않고, 가지로 부터의 겹무늬썩음병균의 증식과 포자분산수를 조사하였다. 막의 도포에 의하여 균의 증식이 현저히 억제되었고 포자의 분산도 거의 일어나지 않아, 포자분산 억제율은 피막 도포 후 1개월 후에는 98%에 이르렀으며, 6개월 후까지도 97%에 달하였다. 또한 코팅재 도포는 사과나무의 개화, 결실 및 신초 발육에 전혀 영향이 없음을 확인하였다. 형성된 코팅막은 재료에 따라 약간의 차이는 있었으나 초기 도포량의 약 80% 정도가 나무에 부착되어 있었다.

Claims (2)

1. 사과원의 병충해 방제를 위하여 키틴이나 키토산, 각각의 가수분해물, 또는 카복시메틸키틴, 글리콜키틴, 에틸렌글리콜키틴, 황산화키틴과 같은 키틴유도체를 물 또는 약산용액에 각각 0.5~30%농도가 되게 용해시킨 용액을 사과나무의 병충해 감염부위에 분무 또는 도말하여 고분자 코팅막을 형성시켜 사과 겹무늬썩음병과 같은 병원균의 증식과 포자의 비산을 방지하고, 또한, 응애, 진딧물과 같은 해충의 번식 및 확산을 방지하는 키틴 또는 키토산을 고분자 코팅소재로 이용한 사과원의 병충해 방제법.
2. 제1항에 있어서, 제조된 각각의 용액에 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리카프로락톤, 폴리락티드, 폴리글라이콜리드, 지방족 폴리에스테르. 풀루란, 덱스트란, 카라기난, 알기네이트, 산탄검등과 같은 수용성고분자 또는 생분해성 고분자 물질을 0.5~50% 농도가 되게 혼합하여 용해시킨 용액을 사용하는 키틴 또는 키토산을 고분자 코팅소재로 이용한 사과원의 병충해 방제법.