KR100998863B1 - 미생물 및 천연 추출물을 포함하는 식물 해충 및 식물병방제용 살균 및 살충 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 살충 활성을 갖는 균주 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii)를 유효성분으로 포함하는 식물 해충 및 식물병 방제용 살균 및 살충 조성물 및 상기 조성물을 이용한 식물 해충 및 식물병 방제 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 살충 활성을 갖는 균주 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis), 은행잎 추출물, 은행 열매 추출물, 커피 추출물, 마늘 추출물, 고추 추출물을 주성분으로 하는 소나무 재선충을 비롯한 식물 해충 및 식물병 방제용 살균 및 살충 조성물 및 상기 조성물을 이용한 식물 해충 및 식물병 방제 방법에 관한 것이다.

소나무 재선충, 삼림 해충, 농작물 해충, 페니실리움 왁스마니, 아트로보트리스 브로초파가, 아트로보트리스 무시포미스, 방제용 조성물

Description

미생물 및 천연 추출물을 포함하는 식물 해충 및 식물병 방제용 살균 및 살충 조성물{Microbicidal and insecticidal composition for preventing plant pest and plant disease containing microorganisms and natural extracts}

본 발명은 살충 활성을 갖는 균주 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii)를 유효성분으로 포함하는 식물 해충 및 식물병 방제용 살균 및 살충 조성물 및 상기 조성물을 이용한 식물 해충 및 식물병 방제 방법에 관한 것이다.

일명 소나무 재선충병이라 불리는 소나무 시들음병(pine wilt disease)은 일본, 중국, 미국, 나이지리아, 포르투갈 등에서 보고되어 심각한 피해를 유발하고 있다. 우리나라에서도 1988년에 최초로 보고된 이후 최근 심각한 문제가 되고 있다. 소나무 시들음병은 급속히 확산되어 우리나라 산림과 산림경관을 짧은 시간 내에 파괴할 심각한 요인으로 경제적, 사회적 문제로 떠올랐다.

소나무 시들음병은 소나무속(Pinus) 뿐만 아니라 전나무속(Abies), 가문비나무속(Picea), 잎갈나무속(Larix)의 일부 수종과 더글라스 전나무, 히말리야시다 등도 가해하며 시들음 증상을 나타내고, 진전되면 수목이 죽게 되고 전염성이 있어 확산되는 것으로 알려져 있다. 아직까지 병원성 요인에 대해서는 불분명한데 이 식 물병의 주요 원인은 소나무 재선충(pine wood nematode; Bursaphelenchus xylophilus)으로 알려져 왔으며, 이 선충이 기주 식물체 내에 침투하여 증식한 후 물관을 막아 수분 상승을 차단함과 동시에 식물의 조직을 파괴하여 기주식물을 고사시키는 것으로 여겨졌다.

그러나 최근 연구결과, 선충 표면에 묻어있는 세균과 그 세균이 생산하는 독소인 페닐아세트산이 소나무 시들음 증상에 중요하다는 것이 입증되었다. 일본 연구진들은 병든 조직과 배지에서 독소를 생산하며 선충 표면에서 검출되는 세균인 바실러스 세레우스(Bacillus cereus), 바실러스 서틸리스(B. subtilis) 및 바실러스 메가테리움(B. megaterium) 등을 보고하였다. 반면, 중국의 연구진은 선충과 슈도모나스 플루오레슨스(Pseudomonas fluorescens), 슈도모나스 퓨티다(P. putida), 벅홀데리아 세파시아(Burkholderia cepacia) 등의 세균이 시들음 증상을 유발하는데 소나무 재선충과 동시에 접종하면 그 심각도가 증가한다고 보고하였다. 일본과 중국의 연구결과에 따르면 선충 및 세균이 복합적으로 작용하여 시들음병이 심각하게 발생하며 한 가지 종류의 세균이 아닌 좀 더 다양한 세균이 관여되어 있을 가능성을 확인할 수 있다. 일본과 중국에 있어 다른 세균들이 소나무 시들음병과 관련이 있다는 것은 우리나라의 경우에는 관련 병원성 세균이 이들 나라와 다를 수 있으므로 이에 대한 정확한 연구가 선행되어야만 소나무 시들음병을 효과적으로 방제할 수 있다고 판단된다. 일본 등의 나라에서 소나무 시들음병을 효과적으로 방제할 수 없었던 이유 중의 하나로 재선충만을 목표로 하고 세균을 목표로 하지 않았기 때문이 아닌 가 추측된다.

종래 소나무 재선충병의 예방법으로는 항공 및 지상 약제 살포, 수간주사 등의 방법이 있고, 방제법으로는 고사목을 벌채하여 소각하거나 분쇄 및 훈증 소독하는 방법이 사용되고 있다.

메프 유제를 사용하는 약제 살포방법은 소나무 재선충 매개체인 솔수염하늘소에 대한 살충제로써 넓은 면적의 산림에 적용가능하다는 장점을 지니지만 반대로 광범위한 환경오염을 유발할 가능성이 크다는 단점이 있다. 또한 일본, 대만 등도 항공 방제를 실시하였으나 결국 실패하였다.

훈증소독 방법은 메탐(Metam), 메틸 브로마이드(Methyl bromide), 메탐-소듐(Metam-sodium) 등이 있으며 가장 간편한 방법으로써 방제효과도 높다. 그러나 훈증제가 사람과 가축에 해가 될 수 있다.

소나무 재선충병의 확산을 막는 가장 직접적이고 확실한 방법은 나무에 직접 항선충제를 주입하여 원인체인 소나무 재선충을 박멸하는 것이다. 현재 국내에서 개발된 약제는 없으며, 뿌리혹선충 방제용 화학농약으로 등록되어 사용되어온 포스티아제이트(Fosthiazate) 및 아바멕틴(Abamectin), 에마멕틴 벤조에이트(Emamectin benzoate) 등의 약제를 국내 시험 중인 것으로 알려져 있다(남부지방산림관리청, 소나무 재선충병 방제워크숍, 2005년).

일본의 경우는 레바미스(Levamis), 메슬펜포스(Mesulfenfos), 모란텔 타트레이트(Morantel tartrate) 3종류가 시판되고 있으나, 고가로 인하여 관상수 등에 제한적으로 사용되고 있다. 모란텔 타트레이트 제제는 일본에서 수입되어 2005년 3월 국내 등록을 마쳤으나 직경 10cm의 소나무에 1회 투여하는데 약 5만원 정도의 많은 비용이 소요되어 예방 차원에서 널리 사용되기에는 어려움이 있다.

현재 일본에서 딱정벌레목의 기생천적 다스타르쿠스 롱귤러스(Dastarcus longulus)로 중국에서는 벌목의 기생천적 온트시라 팔리아투스(Ontsira palliatus)와 스클러로더마 구아니(Scleroderma guani)를 이용해서 생물학적 방제를 시도하고 있으나 아직 성공하지 못하였다.

국내에서도 소나무 재선충을 이동시키는 매개인 솔수염하늘소의 천적에 대해 연구가 진행 중에 있으나 사안의 중요성과 천적을 이용한 생물 방제가 오랜 시간을 요구함을 감안하면 다면적인 접근이 필요하다.

아래 표 1, 표 2는 종래 소나무 시들음병의 방제 목적 등으로 사용되는 약제들과 그 사용방법, 단점 등을 정리한 것이다.

약제명	유효함량(%)	상표명	회사명	처리방법	제품가격 (원/100mL)	처리비용 (원/주)	단점
아바멕틴 유제	1.8	올스타	신제타	원액2 mL/직경cm 수간주사	35,000	7,000	수입완제품($61.9/kg), 유제
에마멕틴 벤조에이트 유제	2.1	에이팜	신젠타	원액3 mL/직경cm 수간주사	19,500	5,850	수입완제품($91.2/kg),유제
포스티아제이트 액제	30.0	선충탄	한농	원액20 mL/직경cm토양관주	8,000	16,000	처리 3개월후 약효 감소, 추가 방제 필요
모란텔 타트레이트 액제	8.0	그린가드 에이트	일본화이자	원액1 mL/직경cm수간주사	500,000	50,000	솔수염하늘소에 효과 없음, 고가

주성분	구분	독성	사용여부	사용방법	특징
메탐 소듐 Metam-sodium	합성농약	3급 독성 휘발성 눈피부자극	사용중	감염목 벌채/훈증	토양 소독제. 방호장비필요 예방/치료가 불가능한 사후처리제, 소각작업 필요
페니트로틴 Fenitrothion (메프유제)	합성농약 유기인계	4급 독성 꿀벌/조류독성	사용중	항공 살포	매개층 방제용, 치료 불가능한 예방약제 강우, 바람에 따라 약효변화, 양봉농가 피해 발생됨
티아클로프리드 Thiacloprid	합성농약 클로로니	3급 독성 누에장기독성	시험중	항공 살포	재선충이 아닌 매개충 방제용 치료가 불가능한 예방용 약제
포스티아제이트 Fosthiazate	합성농약 유기인계	4급 독성, 꿀벌 누에장기 독성	시험중	토양 관주	재선충에 대한 약효매우 낮음 토양관주시 흡수 효과 감소
아바맥틴 Abamectin	추출농약	3급 독성 1급 어독성	시험중	수간주사	일반독성 이외에도 강력한 어독성 소유
에마멕틴 벤조에이트 Emamectin benzoate	반합성 농약	4급 독성, 꿀벌 누에장기독성	시험중	수간주사	Abamecin 유도체, 살충효과 떨어짐. 양봉농가피해 발생됨

애버멕틴(Avermectin) 제제는 소나무 재선충 방제 효과가 상용화된 항선충제제 모란텔 타트레이트(Morantel tartrate)보다 약 150배 정도 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 수간주사로 투입되는 재선충 방제제는 나무 내 수관을 이용하여 침투해야 하므로 수분 용해도가 관건인데, 애버멕틴 제제는 수분 용해도가 매우 낮은 것으로 알려져 있어 효과는 뛰어나나 침투성에서 한계를 나타내고 있다.

침투성 한계는 투여 용량을 높이는 방법으로도 해결할 수 있으나, 환경에 대한 영향 문제나 경제성 측면에서 문제가 될 수 있다. 따라서 수분 용해도를 높여서 나무 내 침투성을 증대시켜 최대한의 약효를 발휘할 수 있는 침투력 개선 제형 개발이 필요하다.

기존 애버멕틴 유도체를 유효 성분으로 하는 재선충 방제 약제들은 유제로 제형화되어 있다. 그러나 이러한 유제들은 유기용매를 사용하고 있으며 이로 인하여 환경 및 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 또한 성상 및 안정성에 문제가 생겨 유제 구체(globules)의 증대, 상 분리가 생길 수 있고 이로 인해 유효 성분의 침투력이 저하될 수 있다.

기존 애버멕틴 유도체를 포장에서 사용할 때 다른 제품들과 일정 비율로 혼합하여 사용하고 있으며, 이때 제형의 조성, 희석액의 종류, 제품의 품질 등의 영향으로 성분간 상호작용에 의한 재결정이 생길 수 있으며 이때 약효 활성에 상당히 큰 영향을 초래한다. 따라서 이런 문제점들을 해결할 수 있는 친수성 액상 방제제의 개발이 필요한 실정이다(표 3).

항목	기존 유제
침투성	침투력 낮음
안정성	성상 변화 가능
생태계 영향	환경 오염
사용 편이성	나쁨(타 제품과 혼합하여 사용)
살균효과	없음
방제 비용	높음

표 4는 소나무 재선충 방제 약제의 주성분과 그 약효를 정리한 것이다.

약제	주성분	약효(살충률, %)
		200ppm	300ppm
DB-1	DB-1	90.36	100
선충탄	포스티아제이트 Fosthiazate	19.37	17.50
에이팜	에마멕틴 벤조에이트 Emamectin benzoate	61.79	64.65
버티맥	에마멕틴 벤조에이트 Emamectin benzoate	67.90	71.80
CTLm	-	4.62	0.93

최근에는 화학합성농약이 생태계 파괴, 지하수 오염, 잔류독성 및 해충의 저항성 증가 문제로 대체농약의 연구와 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 이 중 곤충병원성 곰팡이와 천적곤충, 식물추출물 등을 이용한 해충방제가 대안으로 떠오르고 있다. 특히 곤충병원성 곰팡이를 이용한 해충방제는 환경친화적인 방제수단으로 기주 특이성으로 표적 해충에만 해를 미치며, 해충의 저항성 문제가 없다. 또한, 환경과 인축에 대한 독성이 없고 잔류 독성이 없어 양질의 농산물 생산이 가능하며, 생물공학적으로 대량 생산이 용이하다. 반면, 이러한 생물 방제제는 화학농약에 비하여 방제효과가 매우 낮아 작물재배농가는 화학농약을 선호하는 경향이 있다. 본 발명은 상기 종래 기술이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위하여 연구된 것으로 그 목적은 선충에 대한 살충효과가 매우 높아 소나무 등에 처리할 경우 소나무 재선충병의 예방과 치료를 할 수 있어 삼림보호를 위해 매우 유용한 살선충제를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 위에서 살펴본 바와 같이 기존 소나무 재선충병 예방법인 항공 및 지상 약제 살포, 수간주사 등의 방법, 방제법인 고사목을 벌채하여 소각하거나 분쇄 및 훈증 소독하는 방법은 안전성, 경제성 등이 문제가 되며, 기존의 방제용 화학농약들은 인체 등에 안전하지 않으며, 약제내성을 유발할 수 있는 등의 문제점을 나타낸다.

또한, 소나무 재선충 자체 외에도 바실러스 등의 세균이 생산하는 독성물질이 소나무 시들음병의 원인이 되고 있어 해충과 세균에 동시에 유용한 방제제가 요구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 소나무 재선충과 병원성 세균을 동시에 치사시키는 천연 방제물질을 개발하려는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 소나무 재선충 등 식물 해충의 방제를 목적으로 사용되며, 환경과 인축에 안전한 약제 조성물을 개발하기 위한 것이다.

그러므로, 본 발명은 페니실리움 미생물 계열의 항재선충 균주와 함께 소나무 시들음병의 원인이 되는 슈도모나스 속과 바실러스 속 균주에 유효한 항균제를 유효성분으로 한 복합제제 개발을 목표로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 참나무, 관상용 나무 등을 포함하는 삼림에 해를 끼치는 해충 및 배추좀나방유충, 파밤나방, 아메리카잎굴파리, 응애, 진딧물 및 토양선충을 비롯한 농작물 해충의 방제를 목적으로 사용되며, 환경과 인축에 안전한 약제 조성물을 개발하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 신갈나무, 떡갈나무 등 참나무류 수종에 감염되는 참나무시들음병과 매개충인 광릉긴나무좀의 방제를 목적으로 사용되며, 환경과 인축에 안전한 약제 조성물을 개발하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 천연식물에서 추출된 추출물 등을 포함하는 위 조성물을 각종 해충방제 약제 등에 첨가시키는 첨가제로도 사용하려는 것이다.

이에 본 발명자는 소나무 재선충에 대해 어떠한 화학 약제보다 강력한 살선충 활성을 나타내는 균주 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis)와 솔잎혹파리에 대해 강력한 살충효과를 나타내는 균주 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 은행잎 추출물 및 은행열매 추출물, 커피 추출물, 마늘 추출물, 고추 추출물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 천연물질의 추출액을 유효성분으로 하는 소나무 재선충 및 광릉긴나무좀, 솔잎혹파리 등의 삼림해충, 관상용 나무 등을 포함하는 해충, 그리고 배추좀나방유충, 파밤나방, 아메리카잎굴파리, 응애, 진딧물 및 토양선충 등을 포함하는 과채류에 관한 해충에 대한 살충효과가 높은 혼합 조성물을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 유효성분으로 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii)를 포함하는 식물 해충 및 식물병 방제용 살균 및 살충 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 이용한 식물 해충 및 식물병 방제 방법을 제공한다.

본 발명의 조성물은 살충효과가 높은 조성물로서 액제나 분말제 등으로 제조되어 해충을 효과적으로 퇴치하는 특징을 가진다.

또한, 본 발명은 천연물 유래의 살선충 물질을 이용함으로서 화학합성농약과는 다른 새로운 개념의 소나무 재선충 방제제를 개발하였다. 안전성이 입증된 천연물의 유효성분을 이용하는 방제약제의 개발로 화학합성농약 사용에 의하여 유발되는 환경오염 및 인축에 대한 부작용과 사용상의 제한을 극복할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 수용성 약제로서 유제의 문제점들을 해결하였다.

또한, 본 발명의 조성물은 음식으로 섭취 가능한 식물 추출물을 이용한 것이므로 인축 및 환경에 무해하다.

또한, 본 발명의 조성물은 소나무 재선충뿐만 아니라, 소나무 시들음병의 원인으로 알려지고 있는 세균들에 대하여 길항작용을 나타내는 미생물을 함유함으로써 소나무 시들음병 등 해충이 원인이 되어 발생하는 해충피해의 방제약으로 유용하다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 소나무 재선충 등 해충에 대하여 다양한 식물 추출물 및 곰팡이 균주들의 방제 효과를 시험, 선발하여 본 발명에 이르게 되었다.

본 발명은 유효성분으로 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii)를 포함하는 식물 해충 및 식물병 방제용 살균 및 살충 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물은 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 은행잎 추출물, 은행 열매 추출물, 커피 추출물, 마늘 추출물 및 고추 추출물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis) 및 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga)를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 은행잎 추출물, 은행 열매 추출물, 커피 추출물, 마늘 추출물 및 고추 추출물 8종을 모두 포함하는 것이다.

또한, 본 발명의 조성물은 상기 8종의 각각을 유효성분으로 포함하거나, 또는 이들의 조합을 포함하는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물은 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis), 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 균주 10~15중량%, 은행잎 추출물 10~20중량%, 은행 열매 추출물 15~30중량%, 고추 추출물 10~25중량%, 마늘 추출물 20~45중량% 및 커피 추출물 10~20중 량%로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물에서, 상기 식물 해충은 소나무 재선충, 솔잎혹파리 유충, 광릉긴나무좀, 배추좀나방 유충, 파밤나방, 담배나방, 아메리카잎굴파리, 응애, 진딧물 또는 토양선충일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물에서, 상기 식물병은 소나무 시들음병, 참나무 시들음병, 솔잎혹파리병, 또는 토양선충병일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물에서, 상기 은행잎 추출물은 징코민일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물에서, 상기 마늘 추출물은 알리신일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물에서, 상기 고추 추출물은 캡사이신일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 또한, 본 발명의 식물 해충 및 식물병 방제용 살균 및 살충 조성물을 식물에 살포하는 단계를 포함하는 식물 해충 및 식물병 방제 방법을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 식물 해충은 소나무 재선충, 솔잎혹파리 유충, 광릉긴나무좀, 배추좀나방 유충, 파밤나방, 담배나방, 아메리카잎굴파리, 응애, 진딧물 또는 토양선충일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 식물병은 소나무 시들음병, 참 나무 시들음병, 솔잎혹파리병, 또는 토양선충병일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 은행잎 추출물은 징코민일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 마늘 추출물은 알리신일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현예에 따른 방법에서, 상기 고추 추출물은 캡사이신일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 명세서에서 식물 해충이라 함은 삼림 해충과 과채류 해충을 의미하는 것인데, 구체적인 예를 들자면 삼림 해충은 소나무 재선충, 솔잎혹파리, 광릉긴나무좀, 솔나방, 전나무잎 응애, 소나무 굴깍지벌레, 솔노랑잎벌, 진딧물류, 잣나무 넓적잎벌, 전나무잎 응애, 솔껍질 깍지벌레, 소나무 좀, 솔수염하늘소, 노랑무늬 솔바구미, 풍뎅이류, 거세미 나방, 미국흰불나방, 오리나무잎벌레, 밤바구미, 복숭아 명나방, 어스렝이 나방, 독나방, 매미나방, 풍뎅이류, 깍지벌레류, 박쥐나방, 하늘소 등을 의미하는 것이고, 과채류 해충이라 함은 예컨대 응애류, 진딧물류, 총채벌레류, 배추좀나방, 담배나방, 파밤나방 등의 나비목 해충, 멸구류, 노린재류, 가루이류를 의미하는 것이다.

또한, 본 발명의 명세서에서 식물병이라 함은 소나무, 참나무, 신갈나무, 떡 갈나무, 잣나무, 포플러, 오리나무, 밤나무 등의 나무와 배추 등의 십자화과 작물 및 과채류에 발생하는 상기 식물 해충에 의한 식물병을 의미하는 것으로서, 다양한 식물의 잎, 줄기, 뿌리에 발생하는 잎떨림병, 잎녹병, 잎마름병,소나무 재선충병, 피목가지 마름병, 모잘록병, 리지나 뿌리썩음병, 털녹병, 아밀라리아 뿌리썩음병, 갈색무늬병, 잎녹병, 겹둥근무늬병, 점무늬 잎떨림병, 줄기마름병, 뿌리혹병, 갈색무늬병, 흰가루병 등을 의미한다.

또한, 본 발명의 명세서에서 "균주"라 함은 솔잎혹파리 유충이나 소나무 재선충, 진딧물 등에 살충 효과를 나타내는 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis), 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii)를 의미하는 것이며, 이 세 가지 균주를 통칭할 때는 "3종 균주"라는 표현을 사용하였다.

또한, 본 발명의 명세서에서 "8종 혼합 조성물"이라 함은 상기 3종 균주 외에 은행잎 추출물 및 은행열매 추출물, 커피 추출물, 마늘 추출물, 고추 추출물을 모두 포함하는 혼합 조성물을 의미한다.

또한, 본 발명의 명세서에서 은행잎, 은행열매, 커피, 마늘, 고추와 같은 식물의 추출물은 수용성 유기용매나 물, 수용성 완충액을 이용하여 얻어진 액상의 추출액이나 또는 이를 감압 증류하여 얻어진 분말과 같은 고체를 의미하는 것이며, "추출액"이라는 표현과 "추출물"이라는 표현을 혼용하였다.

본 발명의 조성물은 살충활성을 갖는 균주 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii)를 유효성분으로 포함하는 것으로서, 여기에 아트로보트리스 브로초파 가(Arthrobotrys brochopaga), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis)와 천연식물인 은행잎 추출액, 은행열매 추출액, 커피 추출액, 마늘 추출액, 고추 추출액으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 천연물질의 추출액을 포함할 수 있으며, 활성 균주는 각각의 배지인 PDA(Potato Dextrose Agar)와 PDB(Potato Dextrose Broth), OA(Oatmeal Agar)에 7~10일 정도 배양한 액체 배지의 균주를 사용하였다.

천연식물 추출물은 유기용매추출법에 의하여 수득하였고 이때 사용되는 유기용매는 특별히 한정되는 것은 아니나, 친수성인 아세톤이나 메탄올, 에탄올 등을 사용하는 것이 바람직하다. 유기용매 대신 물을 사용하여 추출하는 것도 가능하다.

예컨대, 은행잎과 열매로부터 추출물을 얻는 방법은 은행잎, 은행 열매에 증류수 또는 유기용매를 가하여 착즙기를 이용하여 착즙하거나 추출 분리된 액상성분을 감압 증류하여 추출물을 제조하였다. 증류수 추출의 경우 은행잎(생 은행잎 및/또는 건조 은행잎)을 녹즙기로 착즙하여 원심분리기로 분리하고 고형성분과 액상성분을 분리하여 액상성분을 사용하였다.

위와 같이 착즙기를 이용하는 방법 대신 은행잎과 열매를 잘게 부수어 유기용매에 충분히 녹인 후 액상성분을 사용하는 방법도 있고, 열수 추출 방법을 이용하여 추출액을 얻을 수도 있다. 또한, 유기용매 추출의 경우 충분한 시간 동안, 바람직하게는 3일간 실온에서 메탄올에 냉침시킨 후, 그 여과액을 감압 농축하여 메탄올 조추출물을 제조한다. 또한 성분의 활성은 HPLC-MASS로 분석하고 각 성분별로 처리, 비교하여 살충성분이 가장 높은 분획들을 모아 감압 농축한다.

이와 같은 추출 방법은 아래의 다른 식물 추출물을 얻는 데에도 똑같이 응용할 수 있다. 본 발명의 은행잎 추출물은 녹색 생은행잎, 노란색 생은행잎, 건조 은행잎으로부터 추출법에 따라 성분비가 조금씩 다르게 제조되었으나, 녹색이나 노란색 생은행잎 또는 건조 은행잎 어느 것으로도 제조 가능하고, 식물 해충 방제 및 식물병 방제용 조성물의 구성성분으로 이용할 수 있다.

커피 추출물은 통상 온수를 커피 분쇄물이나 분말 커피에 가하여 추출된 것을 사용할 수 있고, 인스턴트 커피 분말 희석액을 이용할 수도 있는데, 예컨대 분말 커피에 증류수를 가하여 희석하고 원심분리기로 분리하여 상등액을 수득하여 농도별로 처리한다.

마늘 추출물과 고추 추출물도 유기용매 추출법에 의하여 수득하였으며, 이때 사용되는 유기용매는 아세톤이나 메탄올, 에탄올 등을 사용할 수 있다. 증류수를 이용하여 마늘과 고추 추출물을 수득하는 것도 가능하다. 마늘이나 고추를 분쇄한 것을 압착하여 즙을 얻는 방법, 분쇄한 마늘이나 고추를 물에 충분히 침지하여 알리신, 캡사이신 성분이 우러나도록 한 후 원심분리하여 상등액을 추출물로 사용하는 방법 등이 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 식물 해충에 효과를 나타내는 성분들 외에도 바실러스 등 소나무 시들음병의 원인이 되는 세균에 대하여 항균효과를 나타내는 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii) 등의 균주 및 대사산물을 포함하여 소나무 시들음병, 참나무 시들음병 등 식물병의 방제에 더 효과적으로 대처할 수 있다.

균주 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii) KCTC6263은 한국생명공학 연구원 미생물 분양센터에서, 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga) KACC41206과 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis) KACC41208은 농촌진흥청 한국 농업미생물 자원센터 KACC에서 각각 분양을 받아 실험에 사용하였다.

아래에서 본 발명의 조성물 구성성분의 효능 등에 대해 살펴본다.

마늘은 사람, 가축 및 유용동물에 독성이 전혀 없으면서 저항성 해충에는 효과가 우수한 것이 특징이다. 기존의 유기인계, 카바메이트계 살충제는 사람, 가축과 곤충에 모두 존재하는 신경전달계 관여하여 효소 활성을 막아 곤충을 죽이기 때문에 독성이 높은 큰 문제점이 있었다. 이에 대하여, 본 발명은 상기 문제점을 극복하기 위하여 살선충 활성물질로 천연물에서 마늘을 선발하였다.

따라서 본 발명의 방제물질 중 한 구성요소인 마늘은 소나무 재선충 감염의 방제에 효과적인 활성물질이며 환경과 인축에 안전성이 높은 물질로서 방제의 큰 효과를 목적으로 한다. 마늘의 주요성분인 알리신에는 강력한 살균력과 항균력이 있는데 마늘은 식품이기 때문에 그 안전성이 높게 평가, 검증되고 기존의 유해성이 높은 화학농약과는 달리 친환경물질로 재선충 방제를 목적으로 하는 물질로서 이를 사용하기 위한 해충의 범위는 배추 좀나방 유충, 진딧물, 토양선충 등 매우 광범위하다. 오늘날에 와서는 마늘의 구근 추출물과 오일은 광범위한 농업해충 종류에 대하여 살충, 기피, 살선충과 살균의 특성을 지니는 것으로 알려져 있다. 한국 공개특허공보 10-2005-265, 10-2003-61244 등에는 마늘의 살충효과가 개시되어 있다.

고추는 잘 알려진 바와 같이 캡사이신(Capsaicin) 성분을 함유하고 있으며 이 캡사이신 성분은 포유류, 조류 등의 동물 및 곤충들의 퇴치제로서 사용될 수 있고 캡사이신을 원료로 제조된 퇴치제는 카펫이나 가구류 등의 보호제는 물론이고 채소류, 곡류 등을 곤충으로부터 보호하는데 사용될 수 있음이 1992년 미국 환경보호청에서 공시하는 R.E.D.FACTS로부터 발표된 바 있다. 또한, 캡사이신은 같은 방충제로서의 역할을 하는 알리신(Allicin), 머스터드 오일, 산초 등과 혼합되어 사용되기도 하며 혼합 사용함으로써 그 효과를 한층 더 높일 수 있음이 알려져 있다. 한국 공개특허공보 10-2004-64006 등에는 고추의 살충 효과가 개시되어 있다.

은행은 해충이 없는 나무로 알려져 있지만, 은행잎과 은행 열매를 해충 방제용으로 사용한 기록은 없다. 은행잎의 주요 성분은 징코민으로서 혈액순환을 개선시키는 약제로 널리 인체에 사용되고 있으며, 은행 열매는 기침을 멎게 하는 작용을 가진 민간 약재로 사용되어 왔고, 식품으로도 이용된다.

커피는 이산화염소와 혼합하여 모기 기피제 용도로 사용된 바는 있으나(일본 특허공개공보 2000191422), 식물 해충 방제제로 사용된 바는 없다.

상기 식물에서 얻어진 추출물들은 감압증류나 동결건조를 거쳐 분말과 같은 고체상으로 된 추출물을 사용할 수 있으며, 액상의 추출액을 사용하더라도 고체상의 추출물과 같은 살충 효과 및 방제효과를 거둘 수 있음을 밝힌다.

또한, 상기 식물에서 얻어진 추출물들은 조추출물을 사용할 수 있으며, 또는 은행잎의 징코민, 마늘의 알리신, 고추의 캡사이신 등과 같은 식물 해충이나 식물병 방제에 유효한 성분을 추출하여 사용하는 것도 가능하다.

페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 브로초파 가(Arthrobotrys brochopaga), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis)는 토양에서 발견되는 일반적인 곰팡이 종으로서 식물에 전혀 피해를 주지 않으며 많을수록 다양한 종류의 유기물을 분해하여 토양을 비옥하게 만드는 특성을 가지고 있어 생물농약으로 사용할 수 있다. 페니실리움 속은 식품의 발효와 의약용으로 많이 사용된다. 이 3종의 균주들은 소나무 시들음병과 같은 식물병의 방제제로서 지금까지 사용된 적이 없다. 아트로보트리스 무시포미스와 아트로보트리스 보로초파가는 특히 소나무 재선충을 사멸시키는데 효과적이며, 페니실리움 왁스마니는 삼림해충으로 널리 알려져 있는 솔잎혹파리에 매우 높은 살충효과가 있음을 본 발명에서 전 세계를 통하여 최초로 밝혀내었다.

본 발명에서 제조된 조성물은 살균, 살충용 성분으로, 경우에 따라서는 다른 살충성분들과 적당한 비율로 혼합하여 사용할 수 있으며, 냄새를 제거하기 위해서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있는 일반적인 천연물에서 추출된 소취제 등을 극소량 첨가하여 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 조성물은 식물 해충 방제용 약제 조성물로 사용할 수 있으나, 다른 해충 방제 약제 조성물의 첨가물로도 사용할 수 있다.

위 마늘, 고추, 은행 잎, 은행 열매, 커피와 같은 천연식물 추출물과 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis) 균주를 혼합하여 조성물로 제조하고 해충에 처리하는 경우, 동물과 식물에 전혀 독성을 나타내지 않으면서 소나무 재선충 등의 해충에 살충효과가 가장 우수한 것으로 조사되었다.

본 발명의 식물 해충 방제용 조성물에서 상기 세 가지 균주와 은행 잎, 은행 열매, 커피, 마늘, 고추 추출물의 혼합비는 특별한 제한이 있는 것은 아니나, 10~15중량%의 3종 균주, 10~20중량%의 은행잎 추출물, 15~30중량%의 은행 열매 추출물, 10~25중량%의 고추 추출물, 20~45중량%의 마늘 추출물, 10~20중량%의 커피 추출물로 처리할 경우 살충효과가 가장 우수하였다. 그러나, 위 구성성분들이 모두 함유된 8종 혼합 조성물 외에도 한 가지 또는 두 가지 이상의 구성성분 조합으로도 우수한 방제 효과를 얻을 수 있었다(도 1a 내지 도 9 및 아래 표 5 내지 표 9 참조).

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실험재료>

(1) 미생물: 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis)

(2) 천연식물: 은행잎, 은행열매, 커피, 고추 및 마늘

<실시예 1: 페니실리움 왁스마니의 살충활성 검정>

솔잎혹파리에 대한 살충활성 검정을 위하여 2×10⁸ conidia/㎖의 농도로 현탁액을 만들고 유충에 처리하여 26℃의 항온기 내에서 보관하고 살충률을 조사한 결과 다음과 같이 조사되었다. 처리 24시간 후의 살충률은 98%이었고, 처리 48시간 후의 살충률은 100%로서 매우 높은 살충효과를 나타내었다.

균류	실험충수	24시간 후 살충률(%)	48시간 후 살충률(%)
페니실리움 왁스마니 (P.waksmanii)	300	98	100

또한 접종 후 균사의 출현율을 조사한 결과 2~5일 후에는 유충의 표피 내부에서 많은 균사들이 분출되었고, 5~7일 후에는 충체가 완전히 균사에 감염되는 것이 관찰되었다(도 25).

(1) 실험재료

솔잎혹파리유충의 확보는 솔잎혹파리에 의해 형성된 충영을 채집한 뒤 이들 속의 유충을 사용하였다. 채집된 솔잎은 플라스틱 상자(60×40×10cm)에 톱밥층을 만들어 수분을 공급하여 그 위에 담고 저온 냉장고에 보관하여 충영으로부터 빠져나온 충을 실험에 사용하였다.

(2) 균주의 고체배양

PDA(Potato Dextrose ager, Difco) 배지에 분양 받은 페니실리움 왁스마니 균주의 현탁액 1㎖을 접종하여 26℃의 항온기 내에서 배양하여 실험에 사용하였다.

(3) 충의 처리

멸균한 tween 80 0.05% 용액으로 균주 현탁액을 만들고(5.6×10⁸ conidia/ ㎖), 87×15mm 페트리 디쉬에 여과지(Whatman No.2)를 깔고 멸균수 2㎖을 처리한 다음 각 실험구 당 충을 20마리씩 넣고 균주 현탁액을 1㎖씩 분무하였다. 충은 26℃의 항온기 내에서 보관하고 대조구와 비교하여 살충률을 조사하였다. 3회 반복한 값의 평균값을 살충률로 기재하였다.

<실시예 2: 각 구성성분의 수득>

본 발명에서 사용된 홍고추, 마늘, 은행잎, 은행열매의 4종 식물은 메탄올로 추출하여 그 조추출물을 사용하였다.

(1) 홍고추 300g을 믹서기로 곱게 마쇄하고 메탄올 200㎖을 가하여 3일간 실온에서 냉침시킨 후 여과하고, 그 여과액을 감압하에서 40℃ 이하로 감압농축기를 사용하여 용매를 완전히 제거하여 메탄올 조추출물 13.3g을 얻었다.

(2) 마늘 300g을 믹서기로 곱게 마쇄하고 메탄올 200㎖을 가하여 3일간 실온에서 냉침시킨 후 여과하고, 그 여과액을 감압하에서 40℃ 이하로 감압농축기를 사용하여 용매를 완전히 제거하여 메탄올 조추출물 16.5 g을 얻었다.

(3) 건조 은행잎 500g을 메탄올 2ℓ에 가하여 3일간 실온에서 냉침시킨 후 여과하고, 그 여과액을 감압하에서 40℃ 이하로 감압농축기를 사용하여 용매를 완전히 제거하여 메탄올 조추출물 34.6 g을 얻었다.

(4) 씨를 제거한 은행열매 300g에 메탄올 1ℓ을 가하여 3일간 실온에서 냉침시킨 후 여과하고, 그 여과액을 감압하에서 40℃ 이하로 감압농축기를 사용하여 용매를 완전히 제거하여 메탄올 조추출물 18.6 g을 얻었다.

(5) 커피 분말 25g에 증류수 500g을 가하여 희석하고 원심분리기로 분리하여 그 상등액을 수득하였다.

(6) 아트로보트리스 무시포미스 등 3종의 각 균주는 -70℃에 냉동보관된 것을 일정량(5×5mm의 5조각)으로 200㎖의 PDB(Potato Dextrose Broth)에 접종하고 25℃, 180rpm에서 7일 정도 진탕배양기를 이용하여 배양하고, 배양된 균주는 Tissue Grinder(O.D.×H 30×185mm, IWAKI)로 파쇄하고 증류수를 사용하여 100g/350㎖ DW로 제조하였다.

<실시예 3: 소나무 재선충에 대한 살충활성 실험>

(1) 소나무 재선충 감염목 시료채취는 소나무 재선충 다발지역인 경북 구미 선산에서 하였고, 선충의 분리는 감염목을 전정 가위로 잘게 잘라서 15g 정도를 킴와이프스(Tissue paper)로 싸서 바에르만(Baermann) 깔대기에 넣었다. 정제수를 부어두면 선충이 깔대기의 아래로 빠지고, 이와 같은 방식으로 소나무 재선충을 분리하여 24시간 이상 경과하면 침지된 시료를 들어내고 현탁액을 해부현미경 20~40 배율로 검경하였다. 충은 1 처리구당 약 500마리씩을 접종한 다음 처리 30분 후, 24시간 후의 살충률을 대조구와 비교하여 조사하였다.

(2) 상기 실시예 2에서 얻어진 식물 추출물 및 균주들에 대하여 원액에서 100~1,000배까지의 농도로 희석(살충활성에 따라서 증류수를 사용하여 10만 배까지 희석하여 사용)하고 약 500마리 정도의 충을 접종 처리하였다.

(3) 25℃의 배양기에서 24시간 동안 배양하였다.

(4) 24시간 후 소나무 재선충의 살충률을 조사하였다.

이와 같이 실험하여 얻은 결과는 하기 표 5 내지 표 11에 나타내었다.

살충 활성은 소나무 재선충, 솔잎혹파리, 진딧물 등의 해충을 대상으로 실시하였다. 소나무 재선충의 분리는 처리 하루 전날 소나무 재선충에 감염된 나무 조각을 깔대기에 넣고 물을 가하여 24시간 경과 후에 소나무 재선충을 분리하여 사용하였다. 처리 충은 25℃ 항온기에 보관하면서 살충효과를 조사하였다. 진딧물은 온도 25±1℃, 상대습도 60~70%, 광주기 16L: 8D의 조건하에서 사육하였다.

이하 표 5 등에서 식물 추출물의 농도는 상기 실시예에서 기재된 바와 같이 얻은 감압 추출물을 증류수 또는 정제수에 희석하여 괄호 안에 표시된 바와 같은 농도로 사용하였다. 또한, 균주들은 상기 실시예 2의 (6)과 같이 준비하여 사용하였다.

성분	처리 선충수	소나무 재선충 살충률(%)
		3시간 후	24시간 후
3종 균주(10g/35㎖)	500	82.3	83.6
은행 잎(4.8g/35㎖)	500	65.0	68.6
은행 열매(16g/35㎖)	500	69.6	72.4
고추(7.5g/35㎖)	500	65.4	68.6
마늘(13.2g/35㎖)	500	80.3	87.5
커피(1.75g/35㎖)	500	68.0	70.8
무처리	500	0	0

상기 표 5는 각각의 단일물질 처리에 대한 결과이다. 각 식물의 메탄올 조추출물과 페니실리움 왁스마니를 비롯한 3종 균주의 현탁액을 소나무 재선충에 처리하여 처리 3시간 후와 처리 24시간 후의 살충효과를 조사한 결과이다. 각 1개 조성물의 살충활성은 3종 균주가 가장 높았고, 그 다음이 마늘의 활성이 높게 나타났다. 위 살충률(%)은 3회 반복한 값의 평균값이다. 상기 표 5에는 나타내지 아니하였으나, 아트로보트리스 무시포미스를 소나무 재선충에 처리한 결과 3시간 경과 후 75.4%, 24시간 경과 후 93.2%의 살충효과를 나타내었다(도 1a 참조).

조성물	처리 선충수	살충률(%)
		3시간 후	24시간 후
3종 균주+은행잎	500	82.7	84.1
3종 균주+은행열매	500	84.2	88.1
3종 균주+고추	500	81.0	82.5
3종 균주+마늘	500	83.4	95.8
무처리	500	0	0

상기 표 6은 3종 균주와 다른 하나의 구성성분을 혼합하여 소나무 재선충에 처리하고 처리 3시간 후, 처리 24시간 후의 살충률을 조사한 결과이다. 이 실험에서는 페니실리움 왁스마니를 비롯한 3종 균주와 마늘의 조성물이 처리 3시간 후에 83.4%, 처리 24시간 후에 95.8%의 살충률로 가장 살충 효과가 높았다. 그 다음이 3종 균주와 은행열매의 혼합물이고, 그 다음이 3종 균주와 은행잎, 그 다음이 3종 균주와 고추의 순으로 살충활성을 보였다.

각 구성성분의 농도는 표 5에 나타낸 것과 같고 혼합 조성물의 처리량은,

3종 균주(10ml)+은행잎 추출물(25ml),

3종 균주(10ml) +은행열매 추출물(25ml),

3종 균주(10ml)+고추 추출물(25ml),

3종 균주(10ml)+마늘 추출물(25ml)과 같다.

조성물	처리 선충수	살충률(%)
		3시간 후	24시간 후
3종 균주 +은행잎+은행열매	500	86.0	96.1
3종 균주 +은행잎+고추	500	83.3	95.7
3종 균주 +은행잎+마늘추출물	500	86.9	97.6
3종 균주 +은행열매+고추추출물	500	85.0	94.7
3종 균주 +은행열매+마늘추출물	500	87.7	98.6
3종 균주 +고추추출물+마늘추출물	500	85.6	97.4
무처리	500	0	0

상기 표 7은 각각 3종 균주와 두 개의 식물 추출물 구성성분을 혼합하고 소나무 재선충에 처리하여 처리 3시간 후와, 처리 24시간 후의 살충률을 조사한 결과이다. 이 실험에서는 3종 균주와 은행열매 추출물, 마늘추출물의 혼합조성물이 처리 3시간 후에 87.7%, 처리 24시간 후에 98.6%의 살충률로 가장 높은 살충활성을 보였다.

각 구성성분의 농도는 표 5에 나타낸 것과 같고, 조성물의 처리량은,

3종 균주(10ml)+은행잎 추출물(10ml)+은행 열매 추출물(15ml),

3종 균주(10ml)+은행잎 추출물(10ml)+고추 추출물(15ml),

3종 균주(10ml)+은행잎 추출물(10ml)+마늘 추출물(15ml),

3종 균주(10ml)+은행열매 추출물(10ml)+고추 추출물(15ml),

3종 균주(10ml)+은행열매 추출물(10ml)+마늘 추출물(15ml),

3종 균주(10ml)+고추 추출물(10ml)+마늘 추출물(15ml)과 같다.

조성물	처리 선충수	살충률(%)
		3시간 후	24시간 후
3종 균주+은행잎 +은행열매+고추추출물	500	88.7	94.9
3종 균주+은행잎 +은행열매+마늘추출물	500	92.3	96.0
3종 균주+은행잎+은행열매+ 고추추출물+마늘추출물	500	95.2	97.7
무처리	500	0	0

상기 표 8은 3종 균주와 각각 3개 또는 4개의 식물 추출물을 혼합하여 소나무 재선충에 처리하고 처리 3시간 후와, 처리 24시간 후의 살충효과를 조사한 결과이다. 이 실험에서는 3종의 균주와 은행잎, 은행열매, 고추추출물, 마늘추출물의 혼합조성물이 처리 3시간 후에 95.2%, 처리 24시간 후에 97.7%의 살충률로 가장 높은 살충효과를 나타내었다.

각 구성성분의 농도는 표 5에 나타낸 것과 같고, 혼합조성물의 처리량은,

3종 균주(5ml)+은행잎 추출물(5ml)+은행열매 추출물(10ml)+고추 추출물(15ml),

3종 균주(5ml)+은행잎 추출물(5ml)+은행열매 추출물(10ml)+마늘 추출물(15ml),

3종 균주(5ml)+은행잎 추출물(5ml)+은행열매 추출물(5ml)+고추 추출물(5ml)+마늘 추출물(15ml)과 같다.

조성물	처리 선충수	살충률(%)
		30분 후	24시간 후
3종균주+은행잎추출물+은행열매추출물+고추추출물+마늘추출물+커피분말 희석액	500	100	100
무처리	500	0	0

상기 표 9는 선발된 5종의 식물 추출물과 3종의 균주를 혼합한 8종 혼합 조성물을 만들어 처리구당 35ml을 처리하여 처리 30분 후와, 처리 24시간 후의 살충효과를 조사한 결과이다. 조성된 물질의 살충활성은 탁월한 효과를 나타내어 처리 30분 후에 100%의 살충효과를 나타내었고, 처리 24시간 후에도 살충률은 100%로 조사되었다.

위 표 9에서 혼합 조성물의 처리량은 페니실리움 왁스마니를 비롯한 3종의 균주(5ml)+은행잎 추출물(5ml)+은행열매 추출물(5ml)+고추 추출물(5ml)+커피 희석액(5ml)+마늘 추출물(10ml)과 같다. 각 구성성분의 농도는 표 5에 나타낸 것과 같다. 본 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 각 구성성분은 표 5의 농도 그대로 사용하였음을 밝힌다.

본 발명의 혼합조성물에 의한 살충효과는 단독조성물일 때의 효과보다 2, 3개의 구성요소로 구성된 혼합 조성물을 처리한 경우가 살충활성이 증가하였고, 표 10과 같이 여러 활성물질들을 혼합하여 충에 처리하였을 때 가장 탁월한 효과를 나타내었다.

혼합조성물 희석배수	처리 선충수(마리)	살충률(%)
		24시간 후
기준농도	500	100
2배 희석	500	100
4배 희석	500	100
8배 희석	500	85
16배 희석	500	75
32배 희석	500	65
64배 희석	500	55
128배 희석	500	35
256배 희석	500	20
512배 희석	500	0

상기 표 10은 표 9의 8종 혼합 조성물을 단계별로 희석하여 10개의 농도별로 충에 처리하여 처리 24시간 후의 살충률을 조사한 결과이다. 혼합물의 살충활성은 매우 높아서 4배 희석 농도에서도 100%의 살충효과를 나타내었다.

선발된 혼합조성물의 처리 24시간 후 각 농도별 처리 효과는, 상기와 같고 처리 농도에 대한 Probit 검정 결과,

LC₅₀=0.23±0.15g (95% 신뢰구간)

LC₉₀=1.56±0.82g (95% 신뢰구간)

LC₉₅=2.69±1.24g (95% 신뢰구간)

Regression line : Y=(5.06±0.053)+(1.53±0.17)×(X-9.39)

Slope=1.53±0.18로 나타났다.

혼합조성물 희석배수	처리 감염목	살충률(%)
		24시간 후
4배 희석	감염목-1	100
4배 희석	감염목-2	100

상기 표 11은 표 10의 각 농도 중에서 4배 희석액 농도로 1 처리구당 감염목 30g을 처리하고, 처리 24시간 후의 살충률을 조사한 결과이다. 처리 24시간 후에 100%의 살충효과를 나타내었다.

또한, 본 발명의 방제 조성물이 소나무 재선충과 같은 삼림 해충 외에 과채류의 해충에도 방제 효과를 나타내는지를 확인하기 위하여 진딧물에 대해 실험을 실시하였다. 도 16 내지 도 20은 본 발명의 혼합 조성물, 마늘 추출물, 3종 균주 현탁액 및 대조구로서 증류수를 진딧물에 대해 방제 실험한 결과를 사진으로 나타낸 것이다. 본 발명의 방제용 조성물은 진딧물을 비롯한 과채류 해충에 관하여도 우수한 효과를 나타내었다.

본 발명의 식물 해충 및 식물병 방제용 조성물은 삼림 해충 중 특히, 소나무 재선충, 솔잎혹파리, 광릉긴나무좀, 솔나방, 전나무잎 응애, 소나무 굴깍지벌레, 솔노랑잎벌, 진딧물류, 잣나무 넓적잎벌, 전나무잎 응애, 솔껍질 깍지벌레, 소나무 좀, 솔수염하늘소, 노랑무늬 솔바구미, 풍뎅이류, 거세미 나방, 미국흰불나방, 오리나무잎벌레, 밤바구미, 복숭아 명나방, 어스렝이 나방, 독나방, 매미나방, 풍뎅이류, 깍지벌레류, 박쥐나방, 하늘소 등의 식물 해충 방제에 유용하며, 과채류 해충 중 특히 응애류, 진딧물류, 총채벌레류, 나비목 해충, 멸구류, 노린재류, 가루이류, 배추좀나방 유충, 토양선충 등의 방제에 유용하다.

또한, 본 발명의 식물 해충 및 식물병 방제용 조성물은 소나무, 참나무, 잣나무, 포플러, 오리나무, 밤나무를 비롯한 다양한 식물의 잎, 줄기, 뿌리에 발생하는 잎떨림병, 잎녹병, 잎마름병, 소나무시들음병, 참나무시들음병, 피목가지 마름병, 모잘록병, 리지나 뿌리썩음병, 털녹병, 아밀라리아 뿌리썩음병, 갈색무늬병, 잎녹병, 겹둥근무늬병, 점무늬 잎떨림병, 줄기마름병, 뿌리혹병, 갈색무늬병, 흰가루병 등의 방제에 유용하다.

도 1a는 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis) 균주를 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 소나무 재선충이 사멸하여 현미경으로 거의 관찰되지 않는다.

도 1b는 페니실리움 왁스마니 균주 처리 후 선충의 투명한 몸체(체장: 약 0.6~1.0mm) 내부에 페니실리움 왁스마니 균사가 있는 것을 볼 수 있고, 처리 24시간 후에 80.0%의 살충효과를 나타내었다.

도 2는 은행잎 메탄올 조추출물을 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 68.6%의 살충효과를 나타내었다.

도 3은 은행열매 메탄올 조추출물을 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 72.4%의 살충효과를 나타내었다.

도 4는 고추 메탄올 조추출물과 마늘 메탄올 조추출물을 혼합하여 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 83.2%의 살충효과를 나타내었다.

도 5는 마늘 메탄올 조추출물과 커피분말 희석액을 혼합하여 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 82.6%의 살충효과를 나타내었다.

도 6은 은행잎 조추출물과 3종 균주 현탁액을 혼합하여 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 84.1%의 살충효과를 나타내었다.

도 7은 은행열매 조추출물과 3종 균주 현탁액을 혼합하여 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 88.1%의 살충효과를 나타내었다.

도 8은 마늘 메탄올 조추출물과 3종 균주 현탁액을 혼합하여 소나무 재선충 에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 95.8%의 살충효과를 나타내었다.

도 9는 고추 메탄올 조추출물, 마늘 메탄올 조추출물, 커피분말 희석액을 혼합하여 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 84.7%의 살충효과를 나타내었다.

도 10은 3종 균주 현탁액과 은행잎 메탄올 조추출물 및 은행열매 메탄올 조추출물, 고추 메탄올 조추출물, 마늘 메탄올 조추출물, 커피분말 희석액을 혼합하여 소나무 재선충에 처리한 결과 사진이다. 처리 30분 후 100%의 살충효과를 나타내었다.

도 11은 소나무 재선충에 증류수를 처리한 대조구의 사진이다. 처리 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었다.

도 12는 증류수에 Tween 0.01%를 희석하여 소나무 재선충에 처리한 대조구 사진이다. 처리 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었다.

도 13은 본 발명의 8종 혼합 조성물의 농도실험으로, 소나무 재선충이 포함된 증류수에 혼합 조성물을 각각 기준농도, 2배 희석, 4배 희석, 8배 희석, 16배 희석한 농도로 처리하고 30분 후에 나타난 살충효과이다. 기준농도에 대한 설명은 발명의 상세한 설명 중 표 9에 기재된 바와 같다.

도 14는 본 발명의 방제용 조성물을 처리한 소나무 재선충 감염목의 살충효과 조사한 결과이다. 감염목을 45ml의 증류수에 침지하고 본 발명의 방제용 조성물을 처리구당 2ml씩 처리하여 24시간 후 살충률을 조사하였다. 조사는 3회 반복한 값의 평균값을 기재하였다. 처리 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었다.

도 15는 본 발명의 8종 혼합 조성물을 처리하여 소나무 재선충 감염목의 살충률을 조사한 결과이다. 감염목을 처리구당 30g씩 100ml의 증류수에 침지하고 본 발명의 8종 혼합 조성물 (즉, 3종의 균주 현탁액+커피 추출물+은행열매 추출물+은행잎 추출물+고추 추출물+마늘 추출물)을 3ml씩 처리하여 24시간 후에 살충률을 조사하였다. 조사는 3회 반복한 값의 평균값을 기재하였다. 처리 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었다.

도 16은 진딧물에 본 발명의 방제용 조성물을 처리한 결과 사진이다. 처리 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었다. 조사는 3회 반복한 값의 평균값을 기재하였다.

도 17은 진딧물에 본 발명의 방제용 조성물을 처리한 결과 사진이다. 배추의 잎 뒷면에서 흡즙하던 성충과 약충이 조성물 처리 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었다. 조사는 3회 반복한 값의 평균값을 기재하였다.

도 18은 진딧물에 본 발명의 방제용 조성물을 처리한 결과의 사진이다. 처리 물질이 충체에 접촉되면 행동이 정지되고 치사되었다. 조사는 3회 반복한 값의 평균값을 기재하였다.

도 19는 진딧물에 3종 균주 현탁액을 처리한 결과의 사진이다. 처리 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었고, 충체에 균사의 생장이 빠르게 진행되었다. 조사는 3회 반복한 값의 평균값을 기재하였다.

도 20은 진딧물에 대해 증류수로 처리한 대조구의 사진이다. 처리 30분과 24시간 후 100%의 살충효과를 나타내었다.

도 21은 무(radish)의 유묘이다. 파종 후 20일된 무 유묘에 번식한 진딧물을 대상으로 식물성 조성물(즉, 커피 추출물+은행열매 추출물+은행잎 추출물+고추 추출물+마늘 추출물)을 농도 10ml/300ml 증류수로 희석하여 1회 처리한(5ml) 실험구와 증류수로 처리한 대조구의 비교이다. 대조구는 진딧물의 피해로 유묘가 전혀 자라지 못한 상태이며, 실험구는 싱싱하게 자라는 것을 관찰할 수 있다.

도 22는 도 22의 대조구 사진이다.

도 23은 도 22의 실험구 사진이다.

도 24는 솔잎혹파리유충을 페니실리움 왁스마니 균주로 처리한 후 6일째 관찰한 사진으로 충체가 완전히 균사에 덮여있다(400배 입체현미경으로 관찰).

도 25, 도 26, 도 27은 파종한 무(radish)의 유묘에 3종 균주 현탁액을 처리한 후 72시간 후에 조사된 결과로서 배추좀나방 유충은 100%의 살충효과를 나타내었고, 용의 상태도 그대로 치사되었다.

도 28은 도 25, 도 26, 도 27 의 대조구 사진이다.

도 29는 소나무재선충의 병원성 검정으로 3년생의 건전한 소나무 수피부분에 상처를 낸 다음 분리된 충을 약 1,000마리 정도 인공 접종하여, 3일 후 본 발명의 방제용 조성물을 토양에 50ml(실험구 1)을 처리하고 실온에서 보관하면서, 7일 간격으로 재처리하여 15일 경과된 결과이다. 조성물의 처리후 소나무의 새잎이 돋아 나온 것을 확인할 수 있다.

도 30은 소나무재선충의 병원성 검정으로 3년생의 건전한 소나무 수피부분에 상처를 낸 다음 분리된 충을 약 1,000마리 정도 인공 접종하여, 3일 후 본 발명 의 방제용 조성물 약 10ml(실험구 2)을 30cm 거리에서 2초간 분사하고 실온에서 보관하면서, 7일 간격으로 재처리하여 15일 경과된 결과이다. 조성물의 처리후 소나무의 새잎이 돋아 나온 것을 확인할 수 있다.

도 31은 소나무재선충의 병원성 검정으로 3년생의 건전한 소나무 수피부분에 상처를 낸 다음 분리된 충을 약 1,000마리 정도 인공 접종하여, 토양에 물을 50ml씩 매일 처리하고 실온에서 보관하면서 관찰한 대조구이다.

도 32는 도 29, 도 30에 대한 대조구로서 실온에서 보관하면서 충을 접종하지 않고 토양에 물을 50ml씩 매일 처리하였다.

Claims (14)

1. 유효성분으로 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga), 은행잎 추출물, 은행 열매 추출물, 커피 추출물, 마늘 추출물 및 고추 추출물을 포함하는 소나무 재선충 방제용 조성물.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 아트로보트리스 무시포미스(Arthrobotrys musiformis), 페니실리움 왁스마니(Penicillium waksmanii), 아트로보트리스 브로초파가(Arthrobotrys brochopaga)로 이루어진 균주 10~15중량%, 은행잎 추출물 10~20중량%, 은행 열매 추출물 15~30중량%, 고추 추출물 10~25중량%, 마늘 추출물 20~45중량% 및 커피 추출물 10~20중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 소나무 재선충 방제용 조성물.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항 또는 제3항의 소나무 재선충 방제용 조성물을 식물에 살포하는 단계를 포함하는 소나무 재선충 방제 방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제

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