KR101633290B1 - 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제 및 이를 이용한 방제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 작물병의 방제용 제제 및 이를 이용한 작물병 예방 및 방제 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 본 발명에 따른 친환경 작물병 방제 조성물은 작물병원균에 대한 방제 및 예방 효과가 우수하고, 작물병원균에 대한 방제 효과가 지속적이다.
따라서 상업적으로 매우 유요하게 사용될 수 있는 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제 및 이를 이용한 방제방법을 제공한다.

Description

친환경 작물병 예방 및 방제용 제제 및 이를 이용한 방제방법{Eco-friendly agent for preventing plant disease and crop disease control method of using thereof}

본 발명은 친환경 작물병의 예방 및 방제용 제제 및 이를 이용한 작물병을 예방 및 방제하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토역병, 밀붉은녹병 및 감자역병 등의 작물병의 예방 및 방제에 사용되는 친환경 제제를 제공하는 것이다.

근대 과학의 산물인 농약과 비료는 농업생산성을 증대하여 인류를 기아로부터 해방시키는데 크게 기여하여왔다. 하지만 최근에 합성 농약과 비료의 긍정적인 측면보다는 농약과 비료의 오남용 및 잔류에 따른 인체·축적 독성 및 환경오염 등의 부정적인 측면에 대한 사회적 관심이 크게 증가하고 있고, 인간의 삶의 질을 중요시하는 웰빙 시대가 도래하여 합성 농약 사용을 줄이거나 농약을 사용하지 않고 작물을 재배한 친환경 농산물에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 농민의 입장에서도 수입 자유화로 가격이 저렴한 국외 농산물이 많이 수입되고 있어 그 대안으로 단위 면적 당 소득이 높은 유기농 재배를 선호함에 따라 친환경 농산물 재배 면적이 점차 증가하고 있다.

그러나 실제 포장에서 친환경 농법으로 작물을 재배할 경우 식물병을 방제하지 않고 농산물을 수확하기는 매우 어렵다. 연구에 따르면 작물 보호제를 사용하지 않고 농산물을 재배할 경우, 복숭아와 사과는 각각 100%와 97%의 손실이 있고, 오이, 양배추, 토마토 등의 채소는 39 내지 63%의 수확량 감소가 있었다. 그러므로 친환경 농산물 생산을 위해서는 합성 농약을 대신할 수 있는, 효과가 우수한 생물농약이 필요하다.

생물농약에는 미생물을 이용하여 식물병, 해충 및 잡초를 방제하는 미생물농약과, 식물 혹은 미생물이 생산하는 천연물을 이용하는 생화학농약이 있다.

예를 들어, 바실러스 아밀로리쿠에파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 셀룰로시미크로비움 셀루란스(Cellulosimicrobium cellulans) 등을 이용하는 방법(전옥주, 토마토 잎곰팡이병(Fulvia fulva) 방제 미생물농약의 개발,동아대학교, 2006), 부르크홀데리아 카파시아(rkholderia cepacia)를 이용하는 방법(최기혁, 토마토 잎곰팡이병(Fulvia fulva) 방제 미생물농약의 개발, 동아대학교, 2008) 등이 연구된 바 있다.

이와 관련하여 대한민국 등록특허 제10-0634874호에 토마토 잎곰팡이병균을 포함하는 곰팡이균에 대해 항진균 활성을 갖는 스트렙토마이세스 속 미생물 및 이를 이용한 식물진균병 방제방법이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-0587447호에 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis) EB120 균주 (KCTC 10578BP) 또는 이의 배양액, 추출물 또는 포자를 유효성분으로 함유하는, 보리 흰가루병, 오이 흰가루병, 벼 도열병, 토마토 역병 및 밀붉은녹병으로 이루어진 군에서 선택된 식물병 의 방제용 미생물 제제가 개시되어 있다.

그러나 미생물농약의 경우, 제품의 대량생산 및 제제화가 어렵고, 제품의 보존 안정성이 낮아 화학농약과 같이 표준화, 규격화, 유통 용이성이 확보되지 않아 시장이 크게 확대되지 않고 있다. 그리고 미생물농약을 실제 포장에 사용하였을 경우, 처리한 후 미생물이 상당한 양으로 증식한 후에야 식물병을 방제할 수 있으므로 속효성 있게 식물병을 방제할 수 없는 어려움이 있다. 또한, 적용 병해의 스펙트럼이 좁아서 작물에 발생하는 다른 식물병을 방제하기 위하여 여러 생물농약을 처리해야 하므로 현실적으로 농민에게 경제적인 부담이 되고 있다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 물질을 탐색하고자 예의 연구를 거듭한 결과, 친환경 작물병 방제 조성물을 개발하고, 작물병 중에서도 특히 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토역병, 고추 탄저병, 밀붉은녹병 및 감자역병 등에 대한 효과를 검정함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 작물병 예방과 방제용 제제를 제공하는 것으로써, 친환경 작물병 예방, 방제용 제제 및 이를 통해 작물병 방제방법을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 키토산 100 중량부에 대하여, 올리고키토산 300 ~ 3,000 중량부, 양파추출액 1,000 ~ 4,000 중량부, 마늘추출액 1,000 ~ 4,000 중량부 및 자몽추출액 200 ~ 600 중량부를 포함하며, 활성성분으로서 총 글루코사민을 50,000 mg/L 이상을 포함하는 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 작물병 예방 및 방제용 제제는 상기 총 글루코사민을 130,000 mg/L 이상으로 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 작물병 예방 및 방제용 제제는 키토산 100 중량부에 대하여, 올리고키토산 2,000 ~ 2,800 중량부, 양파추출액 3,000 ~ 3,500 중량부, 마늘추출액 3,000 ~ 3,500 중량부 및 자몽추출액 300 ~ 550 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 작물병 예방 및 방제용 제제는 상기 올리고키토산 100 중량부에 대하여 비타민 C를 150 ~ 500 중량부 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 상기 키토산은 단당이 50 ~ 100당이고, 중량평균분자량이 5,000 ~ 200,000이며, 탈아세틸화가 90% 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예로서, 상기 올리고키토산은 단당이 2 ~ 10당이고, 평균분자량이 1,000 ~ 5,000이며, 탈아세틸화가 50% 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 본 발명에 있어서, 상기 양파추출액 및/또는 마늘추출액 각각은 pH 3.5 ~ 4.5인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 본 발명에 있어서, 상기 양파추출액 및/또는 마늘추출액 각각은 참나무목초액과 현미식초의 혼합액으로 추출한 것일 수 있으며, 또한, 상기 혼합액은 pH 2.8 ~ 3.2인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 작물병은 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토역병, 고추 탄저병, 밀붉은녹병 및 감자역병 중 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 앞서 설명한 다양한 형태의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 이용하여 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토역병, 고추 탄저병, 밀붉은녹병 및 감자역병 중에서 선택된 1종 이상의 작물병을 예방 및 방제하는 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 앞서 설명한 다양한 형태의 상기 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 130 mg/L 이상이 되도록 희석하며, 바람직하게는 활성성분 총 글루코사민이 250 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 250 mg/L ~ 350 mg/L가 되도록 희석하여 작물에 살포할 수 있고, 이 때 상기 작물병은 토마토 잿빛곰팡이병 및 고추 탄저병 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 250 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포할 수 있으며, 바람직하게는 총 글루코사민이 500 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포할 수 있고, 상기 작물병은 벼 도열병, 토마토 역병 및 밀붉은녹병 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 500 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포할 수 있으며, 바람직하게는 총 글루코사민이 1,300 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포할 수 있고, 이때 상기 작물병은 감자역병을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 감자역병 발병 초기에 7일 간격으로 4회를 살포할 수 있으며, 1일 살포량은 총 글루코사민 500 mg/L 이상, 바람직하게는 1,300 mg/L 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 감자역병 발병 초기에 14일 간격으로 3회를 살포할 수 있고, 1일 살포량은 총 글루코사민 500 mg/L 이상, 바람직하게는 1,300 mg/L 이상일 수 있다.

본 발명에 따른 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제는 작물병균에 대한 방제 및 예방 효과가 우수하고, 작물병원균에 대한 방제 효과가 지속적이며, 친환경 방제제로서 매우 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 실험예 1의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 실험예 3의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 실험예 4의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 실험예 5의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 실험예 6의 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.

상술한 바와 같이 종래의 작물병 방제를 위해서는 화학농약을 사용하였다는 문제가 있었고, 또한 친환경 생물농약으로, 미생물농약과 생화학농약이 개발되었지만, 제품의 보존 안정성이 낮고, 속효성 없다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명의 작물병 예방 및 방제용 제제는 친환경 성분으로 이루어진 작물병 예방 및 방제제로서, 올리고키토산, 키토산, 양파추출액, 마늘추출액 및 자몽추출액을 포함하며, 활성성분으로서 총 글루코사민을 50,000 mg/L 이상을, 바람직하게는 70,000 mg/L 이상을, 더욱 바람직하게는 130,000 mg/L 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제는 비타민 C를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제는 예방 및 방제제 성분이 식물에 잘 붙게 하기 위하여 전착제를 더 포함할 수 있다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제는 키토산 100 중량부에 대하여, 올리고키토산 300 ~ 3,000 중량부, 양파추출액 1,000 ~ 4,000 중량부, 마늘추출액 1,000 ~ 4,000 중량부 및 자몽추출액 200 ~ 600 중량부를 포함하며, 활성성분으로서 총 글루코사민을 50,000 mg/L 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제는 키토산 100 중량부에 대하여, 올리고키토산 2,000 ~ 2,800 중량부, 양파추출액 3,000 ~ 3,500 중량부, 마늘추출액 3,000 ~ 3,500 중량부 및 자몽추출액 300 ~ 550 중량부를 포함하며, 상기 총 글루코사민을 130,000 mg/L 이상으로 포함할 수 있다.

본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제의 각 조성에 대하여 설명을 한다.

본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제 조성 중 하나인 키토산에 대하여 설명을 한다.

키토산(β-1,4-D-glucosamines)은 자연계에서 흔하게 존재하는 물질인 키틴을 탈아세틸화하여 만든 고분자 다당체 화합물로 단당인 글루코사민(glucosamine)이 5,000개 이상 연결되어 있는 비수용성 물질로 분자량이 100만이 넘는다. 키토산은 단당의 함량에 따라 수용성키토산, 저분자키토산 및 고분자키토산으로 구분하는데, 수용성키토산은 글루코사민(glucosamine)당이 50 ~ 100개, 바람직하게는 70 ~ 90개일 수 있고, 저분자키토산은 100 ~ 500개, 바람직하게는 300 ~ 400개 일 수 있으며, 고분자키토산은 500개 이상, 바람직하게는 500 ~ 10,000개인 것을 말한다.

이러한 키토산의 특성은 다당체 양이온을 많이 함유하고 있어 항균활성의 특성이 다당체의 연결 길이가 항균 활성의 증가와 큰 연관성이 있다(Hirano과 Nagao, 1989).

한편, 키토산은 병원균의 성장을 저해하는 효과뿐만이 아니라, 병원균의 형태의 변화를 현저하게 유도시키거나, 구조적으로 형태를 변경시켜 곰팡이 세포의 분자배열을 방해하기도 하며(El Ghaouth 등, 1999) 균사의 모양에도 영향을 미치는데, 키토산을 처리한 균사를 현미경으로 관찰한 결과 트리코데르마 롱이브래취아텀(Trichoderma longibrachiatum)의 균사 끝 세포가 두껍게 되었으며((Ben-Shalom 등, 2003), F.옥시포럼(F. oxysporum) f.sp.라디시스-리코페시시(f. sp. radicis-lycopersici), R. 스토로니펄(R. stolonifer) 및 S.스커로티오리움(S. sclerotiorum)은 균사의 가지가 과다하게 많아지고 모양이 기형이 되거나 균사의 크기가 작아지기도 하였다(Benhamou과 Theriault, 1992; Cheah 등, 1997; El Ghaouth 등, 1992).

본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제제 조성 중 키토산은 당이 50 ~ 100당이고, 중량평균분자량이 5,000 ~ 200,000이며, 탈아세틸화가 90% 이상인 것을, 바람직하게는 90% ~ 98%인 것을 사용할 수 있다.

다음으로 올리고키토산에 대해 설명한다.

*N-아세틸글루코사민(N-Acetylglucosamine)이 β-(1→ 4) 결합으로 2 ~ 9개 결합한 올리고당으로, 키틴(chitin)을 산 또는 효소로 가수분해하여 얻을 수 있다.

올리고키토산은 다른 용어로 키토올리고당으로 불리기도 하며, 저분자 키토산을 산으로 당쇄를 더 잘라 단당이 2 ~ 10개 함유한 것으로 수용성이며, 환경적으로 안전하고 독성이 없는 유기물질이다(Kendra과 Hadwiger, 1984). 그리고, 올리고키토산은 식물에서 방어반응, 식물의 신호전달 관련된 유전자 등의 면역 기작을 유도한다(Yin등, 2010). 일산화질소(Nitric oxide)와 식물저항성에서 관련이 있는 식물필수호르몬인 재스몬산(jasmonic acid), 살릭실산(salicylic acid), 아브시스산(abscisic acid) 물질도 활성화시키고, 단백질 키나아제(protein kinase)를 유도하는 물질이다.

본 발명에서는 단당이 2 ~ 10당이고, 중량평균분자량이 1,000 ~ 5,000이며, 탈아세틸화가 50% 이상인, 바람직하게는 탈아세틸화가 50% ~ 70%인 올리코키토산을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 올리고키토산은 키토산 100 중량부에 대하여, 300 ~ 3,000 중량부를, 바람직하게는 2,000 ~ 2,800 중량부로 포함할 수 있는데, 이때, 올리고키토산이 300 중량부 미만이면 액상제형으로 상업용 제품화하기 어려울 수 있고, 3,000 중량부를 초과하는 경우, 총 글루코사민 농도가 불필요하게 높으면서, 투입량에 비해 효과 증대 효과가 없을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 양파추출액은 식물병을 방제하는 효과가 있으며, 상기 양파추출액은 목초액과 현미식초의 혼합액으로 추출할 수 있는데, 이때, 상기 혼합액은 pH 2.8 ~ 3.2일 수 있으며, 바람직하게는 pH 2.9 ~ 3.1일 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 혼합액에 양파를 갈아 넣고, 30일 ~ 60일간 상온(10℃ ~ 35℃)에서 발효하여 추출한 것일 수 있다. 이러한 방법으로 추출한 양파추출액은 pH 3.5 ~ 4.5일 수 있고, 바람직하게는 pH 3.8 ~ 4.2일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 pH 3.9 ~ 4.1일 수 있다.

본 발명에서 사용되는 마늘추출액은 식물병을 방제하는 효과가 있으며, 상기 마늘추출액은 목초액과 현미식초의 혼합액으로 추출할 수 있는데, 이때, 상기 혼합액은 pH 2.8 ~ 3.2일 수 있으며, 바람직하게는 pH 2.9 ~ 3.1일 수 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 혼합액에 양파를 갈아 넣고, 30일 ~ 60일간 상온(10 ~ 35℃)에서 발효하여 추출한 것일 수 있다. 이러한 방법으로 추출한 양파추출액은 pH 3.5 ~ 4.5일 수 있고, 바람직하게는 pH 3.8 ~ 4.2일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 pH 3.9 ~ 4.1일 수 있다.

추출에 사용되는 상기 목초액은 추출 원자재에 따라 주성분들의 함량에 차이는 있지만 알카노이드(alkaloid), 테르페노이드(terpenoid), 페놀(phenol) 및 정유성분과 그들의 유도체를 포함할 수 있고, 사용 농도에 따라서 항산화 효과, 식물생장 및 뿌리생육촉진에 효과가 있으며, 작물 생육증진에 효과가 있지만, 직접적인 병 방제 효과는 없다(Nam과 Kim, 2002). 본 발명에서 상기 목초액은 6개월 숙성된 참나무목초액을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 키토산 100 중량부에 대하여 양파추출액 1,000 ~ 4,000 중량부 및 마늘추출액 1,000 ~ 4,000 중량부를, 바람직하게는 양파추출액 3,000 ~ 3,500 중량부 및 마늘추출액 3,000 ~ 3,500 중량부를 포함할 수 있다.

만약 상기 키토산 100 중량부에 대하여 양파추출액이 1,000 중량부 미만이면, 액상 제품을 만들 수 없을 수 있고, 4,000 중량부를 초과하면, 키토산 및 올리고키토산의 2 가지 제제 조성물이 병을 방제하는 주요 활성성분이 낮아짐으로서 병 방제 효과가 낮아질 수 있으며, 상기 키토산 100 중량부에 대하여 마늘추출액이 1,000 중량부 미만이면, 액상 제품을 만들 수 없고, 4,000 중량부를 초과하면, 2 가지 제제 조성물이 병을 방제하는 주요 활성성분이 낮아짐으로서 병 방제 효과가 낮아질 수 있다.

다음 자몽추출액에 대해 설명한다.

상기 자몽추출액은 병방제 효과를 증진시키고 pH를 조절하는 역할을 하며, 상기 키토산 100 중량부에 대하여 자몽추출액 200 ~ 600 중량부를, 바람직하게는 300 ~ 550 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 키토산 100 중량부에 대하여 자몽추출액이 200 중량부 미만이면, 제제의 병방제 효과, 액상화 및 pH 조절에 문제가 있을 수 있고, 600 중량부를 초과하면, 방제제의 산성화 및 품질이 낮아질 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제는 병 방제 효과 상승 및 작물의 병에 대한 저항성 증대를 위해 비타민 C를 더 포함될 수 있으며, 그 사용량은 키토산 100 중량부에 대하여 비타민 C를 150 ~ 500 중량부를, 바람직하게는 150 ~ 300 중량부를 추가 사용할 수 있다.

본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제는 다양한 작물병에 적용할 수 있으며, 바람직하게는 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토역병, 밀붉은녹병, 고추 탄저병, 감자역병 등의 작물병에 대한 예방 및/또는 방제제로 사용할 수 있다.

상기 나열한 병은 종류가 서로 다른 식물병원성 곰팡이균에 의해서 발생하는 병인데, 구체적으로 설명하면, 병원균의 종류가 달라 병을 일으키는 작물의 종류도 다르며, 병원균이 병을 일으키는 생물학적 특성(종의 분류학적 위치 및 유전적인 특성) 등이 명확하게 다르다.

구체적으로, 작물병에 대해 설명한다.

감자역병 및 토마토역병은 식물병원성 곰팡이에 의해 유발되는데, 감자에서는 잎과 줄기에 발병이 되어 감자지상상부의 식물체를 모두 마르게 하여 감자생산을 할 수 없을 정도로 감자에서 무서운 병으로 1800년경 스코틀랜드에서 감자역병으로 흉년이 들어 1백만이 이주할 정도로 피해가 큰 병이다. 그리고, 토마토역병은 토마토, 잎, 줄기 등에 발생하여 지상부가 마르거나, 토마토가 썩게되어 수확을 못하게 된다. 구체적으로 말하면 역병균은 병원균이 토양이나 병든 식물잔재물에 존재하면서 식물에 감염을 일키는 병으로 생물학적인 특성은 병 발생 온도가 저온인 서늘한 기후와 습한 환경조건에서 병 발생이 잘되면, 병이 심하게 발생하면 병방제 효과가 크게 낮아지는 경향을 보인다.

벼 도열병은 벼에서 병을 일으키는 가장 피해를 크게 주는 중요한 병원균에 의해 유발되며 생육 전 기간에 걸쳐 발병하여 상당한 피해를 입히는 병해이다. 발병 시기 및 발병 부위에 따라 모도열병·잎도열병·마디도열병·이삭목도열병·가지도열병·볍씨도열병 등으로 구분한다.

토마토잿빛곰팡이병은 토마토에서 발생하는 토마토역병, 토마토잎곰팡이병과 병원균의 종류가 다를 뿐만 아니라 생물학적 특성(종의 분류학적 위치 및 유전적인 특성) 등이 다르다. 병원균(학명: Botrytis cinerea)에 의해 발생하는 것으로써, 병원균은 균핵이나 분생포자의 형태로 토양이나 병든 식물체의 잔재(殘滓)에서 월동하여 1차전염원이 되며, 2차전염은 기주작물의 병반 상에 형성된 분생포자가 비산하여 이루어진다. 20℃ 전후의 저온과 다습조건이 가장 중요한 다발생 원인이며, 특히 시설재배지에서 피해가 크다.

밀붉은녹병은 밀에 발생하는 병해로써, 병원균은 곰팡이로서 앞에 설명한 다른 여러 병과 병원균의 종류와 생물학적 특성(종의 분류학적 위치 및 유전적인 특성) 등이 완전히 다르다. 병은 잎 ·잎집 ·줄기 ·이삭에서 볼 수 있으며 기온이 15 ~ 22℃이고 습도가 알맞은 때에 매우 빠르게 진전된다. 처음에는 적갈색의 병반이 생기고 심해지면 표피가 찢어진다. 병원균(학명: Puccinia recondita)은 좀꿩의 다리의 잎에 발생한 정자각(精子殼)과 수자강(銹子腔)에서 비산한 수포자(銹胞子)가 제1차 전염원이 되고 여름포자에 의해 제2차 전염한 후 겨울포자를 형성하여 월동한다. 그러나 월하(越夏) 또는 월동한 여름포자도 전염원이 되는 것으로 알려져 있다.

그리고, 고추 탄저병은 주로 과실에 발생하는 병으로 병원균은 곰팡이로서 앞에 설명한 다른 여러 병들과 병원균의 종류와 생물학적 특성(종의 분류학적 위치 및 유전적인 특성) 등이 완전히 다르다. 병원균이 감염되면 처음에 감염부위가 수침상으로 약간 움푹 들어간 원형반점으로 나타나고, 진전되면 병반이 원형 내지 부정형의 겹무늬 증상으로 확대된다. 병반부위에는 담황색 내지 황갈색의 포자덩어리가 형성되고, 심하게 병든 과실은 비틀어지고 미이라처럼 말라버린다. 성숙과의 병반은 간혹 흑색의 겹무늬증상을 띠는 것도 있으며, 수확 후 건조하는 과정에서 병증상이 나타나는 것도 있다.

한편, 본 발명은 작물병을 예방 및 방제하는 방법에 관한 것으로서,

앞서 설명한 다양한 형태의 친환경 작물병 예방 및 방제제를 이용하여 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토역병, 밀붉은녹병, 고추 탄저병 및 감자역병 중에서 선택된 1종 이상의 작물병을 예방 및 방제할 수 있다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 희석하여 사용할 수 있으면, 바람직하게는 활성성분인 총 글루코사민을 130 mg/L 이상이 되도록 한 후, 작물에 살포할 수 있고, 바람직하게는 활성성분 총 글루코사민이 250 mg/L 이상이 되도록 희석하여, 더욱 바람직하게는 500 mg/L가 되도록 희석하여 작물에 살포할 수 있다.

특히, 작물병이 토마토 잿빛곰팡이병 및 고추 탄저병 중에서 선택된 1종 이상인 경우, 상기 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 250 mg/L ~ 350 mg/L가 되도록 희석하여 작물에 살포하는 것이 가장 효과적이다.

또한, 작물병이 벼 도열병, 토마토 역병 및 밀붉은녹병 중에서 선택된 1종 이상인 경우, 상기 친환경 작물병 예방 및 방제제를 활성성분인 총 글루코사민이 250 mg/L 이상, 바람직하게는 500 mg/L 이상, 더욱 바람직하게는 700 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포하는 것이 가장 효과적이다.

또한, 작물병이 감자역병인 경우에는 상기 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 500 mg/L 이상, 바람직하게는 700 mg/L 이상, 더욱 바람직하게는 1,300 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포하는 것이 가장 효과적이다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 감자역병 발병 초기에 7일 간격으로 4회를 살포할 수 있으며, 1일 살포량은 총 글루코사민 500 mg/L 이상, 바람직하게는 1,300 mg/L 이상일 수 있다.

또한, 감자역병 발병 초기에 14일 간격으로 3회를 살포할 수 있고, 1일 살포량은 총 글루코사민 500 mg/L 이상, 바람직하게는 1,300 mg/L 이상일 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시형태를 실시예를 참고로 보다 구체적으로 설명한다. 하지만 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

준비예

참나무 목초액과 현미식초 1 : 1 중량비로 혼합한 혼합액(pH 3.1)에 분쇄한 양파를 상기 현미식초에 대하여 1:1 중량비로 넣은 후 실온에서 30일 이상 저장 및 발효시킨 후, 추출하여 pH 4.0인 양파추출액을 제조하였다.

참나무 목초액과 현미식초 1 : 1 중량비로 혼합한 혼합액(pH 3.1)에 분쇄한 마늘을 상기 현미식초에 대하여 1:1 중량비로 넣은 후 실온에서 30일 이상 저장 및 발효시킨 후, 추출하여 pH 4.0인 마늘추출액을 제조하였다.

키토산은 저분자 키토산으로 단당이 50 ~ 100당을 함유하고, 평균분자량이 200,000 미만인 비수용성으로 탈아세틸화가 98%(Total glucosamine)인 것을 사용하였고, 올리고키토산은 단당이 2 ~ 10당을 함유하고 평균 분자량이 3,000으로 수용성이며, 탈아세틸화가 50%(Total glucosamine) 이상인 것을 사용하였다.

자몽추출액은 자몽에서 추출하여 식품에서 식품보존용으로 사용하는 원료를 사용(주식회사 미래바이오텍)하였으며, 비타민C(주식회사 미래바이오텍)는 발효 공업용으로 사용되는 것을 사용하였다.

실시예 1 및 실시예 2

준비예에서 준비한 키토산, 올리고키토산, 양파추출액, 마늘추출액, 자몽추출액 및 비타민 C를 표 1의 함량이 되도록 혼합하여 표 1과 같은 총 글루코사민을 포함하는 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 각각 제조하였다.

구분 (중량부)	키토산	올리고 키토산	양파 추출액	마늘 추출액	자몽 추출액	비타민C	총 글루코사민 (mg/L)
실시예 1	100	2,600	3,300	3200	500	300	130,000
실시예 2	100	333	1,160	1270	270	200	70,000

실험예 1 : 균사생장 억제 효과

강릉원주대 김병섭교수의 균주인 감자 역병균으로 균사 생장에 대한 키토산의 효과를 평가하기 위하여 하기와 같이 실험하였다.

V-8 juice agar(V-8 juice 200 ml, CaCO₃ 4.5 g, agar 18 g 및 D.W. 180 ml)에 상기 실시예 1 및 실시예 2를 물로 희석하여 총 글루코사민(glucosamine) 함량이 상이한 총 12개의 키토산 함유배지를 만들었다(실시예 1을 희석하여 75 mg/L, 150 mg/L, 300 mg/L, 600 mg/L, 1,000 mg/L 및 1,500 mg/L 의 키토산 함유배지를 만들었고, 실시예 2를 희석하여 35 mg/L, 75 mg/L, 150 mg/L, 300 mg/L, 500 mg/L 및 750 mg/L의 키토산 함유배지를 만들었다.)

그리고 모두 pH 6.0이 되도록 KOH로 감자한천배지(Agar)를 조절한 후, 120℃에서 30분간 살균하였다.

대조군으로는 실시예 1 및 2의 제약을 첨가하지 않았다.

20℃에서 보관한 감자 역병균을 V-8 juice agar 배지에 계대 배양하였다.

상기 총 12개의 키토산 함유배지 및 키토산을 함유하지 않은 배지(하기 무처리구로 통칭함)에 감자역병균의 생장이 왕성한 가장자리 균사를 5 mm 프러그로 배지에 접종하여 20℃에서 7일간 배양 후 균총의 생장량을 큰 부분과 작은 부분 2곳을 버어니어 캘리퍼로 측정하여 평균값을 사용하였다.

그리고, 감자역병균이 실시예 1 및 실시예 2에 대한 감수성 정도를 비교하기 위하여 병원균의 균사생장을 50% 억제하는 농도(IC50, Inhibition concentration of effectivemycelial growth by 50%)와 균사생장을 완전히 억제하는 농도(MIC, minimum inhibitory concentration)를 구하였다. 시험은 6번 반복으로 두 번 실시하였고, 감자역병균이 배지에서 생장이 억제되는 균사생장억제율을 하기 수학식 1로 계산하였고, 평균값을 사용하였다.

[수학식 1]

측정결과, 실시예 1, 실시예 2 및 무처리구의 배지에서 자라는 균총의 크기를 도 1에 나타냈으며, 실시예 1 및 실시예 2를 함유한 배지에서 균사생장억제 효과가 있었다.

구체적으로 도 1의 a)에서 알 수 있듯이, 실시예 1은 75 mg/L부터, 실시예 2는 35 mg/L부터 농도가 높아질수록 균사생장 억제효과가 높았으나 두 제형 간에는 통계적인 유의성의 차이는 없었다.

그리고 도 1의 b)에서는 실시예 1의 IC50 농도가 104.9 mg/L이고, 실시예 2의 IC50 농도는 93.6 mg/L 이었다. 감자역병균의 균사 생장을 최소억제하는 최소억율을 나타내는 MIC 범위는 실시예 1의 MIC는 93.0 ~ 118.4 mg/L이고, 실시예 2의 MIC는 90.4 ~ 113.9 mg/L 이라는 것을 알 수 있다.

감자 역병균에 대한 균사생장억제 효과는 실시예 1과 실시예 2를 각각 총 글루코사민 함량이 75 mg/L와 130 mg/L 농도가 되게 희석을 하여 실험한 결과, 균사생장이 각각 47% 이상 및 74% 이상의 억제효과가 있었으며, 키토산의 항균활성은 총글루코사민의 농도와 상관관계가 있다는 것을 알 수 있었다.

키토산의 농도가 75 ~ 600 mg/L로 증가할수록 다음과 같이 여러 종류의 식물병원균의 균사생장이 억제되었는데, 알테르나리아 알테르나타(Alternaria alternata), 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea), 콜렉트로디츔그로에오스포리오이드(Colletrotichumgloeosporioides) 및 리조푸스 스톨로니퍼(Rhizopus stolonifer)의 병원균의 균총(균사생장)의 생장이 감소하고 포자발아를 억제하였으며, 농도가 1 ~ 4%로 증가할수록 스클레로티니아 스클레로티오룸(Sclerotinia sclerotiorum)의 균총의 생장이 억제되었다.

실험예 2 : 식물병원균에 대한 예방효과

실시예 1과 실시예 2를 이용하여 7종의 식물병원균(벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토역병, 밀붉은녹병, 보리흰가루병 및 고추 탄저병)에 대하여 실내에서 유묘를 이용한 병 예방효과는 한국화학연구원 김진철박사팀에 의뢰하여 수행되었다(Choi 등, 2011).

실시예 1과 실시예 2를 각각 물로 500배 희석하여 조성물이 식물에 잘 붙게 하기 위하여 전착제(Tween-20, 250 mg/L)를 넣고 혼합하였고, 대조군은 물에 전착제(250mg/L의 Tween 20)만 넣은 것을 각각 온실에서 30일 키운 어린식물체 전체에 분무 살포한 후, 상온에서 24시간 동안 건조시켰다. (각각 희석한 실시예 1의 농도는 총 글루코사민 함량이 260 mg/L이고, 실시예 2의 희석액은 총 글루코사민 함량이 140 mg/L이다.)

그리고 실시예 1, 실시예 2 대조군 처리한 유식물에 1일 후에 식물병원균을 접종한 후 발병을 유도한 다음 발병도를 조사하였다. 시험 반복은 각각의 병원균에 대하여 3번 반복으로 처리하였고, 발병율은 대조군과의 병반 면적율과 비교하여 방제가를 구하였다.

구분	벼도열병	벼잎집무늬마름병	토마토잿빛곰팡이병	토마토 역병	밀붉은 녹병	보리 흰가루병	고추 탄저병	희석 후, 총글루코사민함량
실시예 1	50	5	7	98	33	0	0	260mg/L
실시예 2	44	5	50	95	20	0	17	140mg/L

실험결과는 표 2와 같으며, 실내에서 실시예 1과 실시예 2를 유묘에 살포 후 7종의 주요 식물병원균을 접종 후 예방효과를 조사한 결과이다.

표 2를 구체적으로 설명하면, 토마토 역병은 실시예 1과 실시예 2 모두에서 95% 이상의 예방효과를 보였다. 그리고 벼 도열병은 44% 및 50%의 예방 효과를 보였고, 토마토 잿빛곰팡이병은 실시예 2가 50% 예방효과를 보였고, 밀 붉은녹병은 33%와 20%를 보였고, 고추탄저병 0%와 17%의 병을 예방하는 효과를 보인 반면, 보리흰가루병에 대해서는 실시예 1 및 실시예 2 모두 효과를 나타내지 않았다.

결론적으로, 벼 도열병, 토마토 역병 및 밀붉은녹병은 실시예 1 및 실시예 2에서 모두 우수한 예방효과가 나타났다. 하지만, 실시예 2는 실시예 1과 다르게 토마토 잿빛곰팡이병 및 고추 탄저병에서 예방효과가 있다는 것을 알 수 있었다.

표 2와 같이 실시예 1과 실시예 2의 예방효과가 상이한 이유는 올리고키토산의 함량뿐만이 아니라 저분자 키토산과 올리고키토산의 서로 다른 조합비의 차이 때문이라고 볼 수 있다.

따라서, 실시예 1 및 실시예 2는 상업용으로 생산이 가능하게 개발된 제형은 토마토 잎곰팡이병에서 직접적인 병 방제효과, 병 저항성 증진 효과 및 생육증진 효과가 가장 우수하게 나타난 났다. 그리고 차이가 나는 것은 병원균의 종류가 다르다는 것과, 조성물의 조합의 차이 및 사용방법의 차이에 의한 결과로 볼 수 있다.

실험예 3 : 감자 잎을 이용한 생물 검정

감자 잎이 역병균이 감염된 후, 발달하는 과정에서 본 발명의 친환경 작물병 예방 및 방제제가 미치는 효과를 조사하기 위하여 감자 시험 포장에서 수확기 직전의 성체 잎을 채취하여 생물검정에 사용하였다. 채취한 잎은 아이스박스로 운송하여 실내에서 실시예 1과 실시예 2를 잎 전면에 충분히 살포하고 1시간 동안 자연건조를 시킨 후 V-8 juice agar에서 자란 역병균의 가장자리 균총을 5 mm 크기로 잘라서 잎의 표면 위에 올려놓았다. 실시예 1과 실시예 2의 살포농도는 100배 희석액(실시예 1은 1,300 mg/L; 실시예 2는 700 mg/L)을 살포하였다. 접종된 잎은 발병 유도를 위해 넣었다. 습도 유지를 위해서 플라스틱 바닥에 살균된 종이 키친타월을 깔고 150 ml의 살균수를 부은 후, 살균된 나무젓가락을 놓고 그 위에 병원균을 접종한 잎이 바닥의 물과 닺지 않게 올려놓고 수분유지를 위하여 뚜껑을 닫은 후, 습도가 유지되는 25 × 35cm 플라스틱 상자에 넣었고, 온도 20℃ 배양기에서 병원균을 접종한 플라스틱 상자를 넣은 후 병이 발달할 때까지 7일간 배양하였다. 7일 후 역병균을 접종한 감자잎에서 병반이 발달된 크기는 디지털버어니어 캘리퍼스로 측정을 하여 하기 수학식 2로 계산하였다.

[수학식 2]

실험결과는 도 2에 나타냈으며, 이는 포장에서 채취한 잎에 실시예 1의 희석액(1,300 mg/L)과 실시예 2의 희석액(700 mg/L)을 살포 후 병원균 접종에 의한 병반의 크기를 나타냈다.

실시예 1과 실시예 2의 희석액 살포로 병 발달이 억제되는 효과는 통계적으로 유의성의 차이를 보였으며, 병 발달의 크기는 각각 9.37 mm과 9.98 mm로 대조군의 12.19 mm에 비해 상대적으로 억제되는 효과가 있었다.

이를 통해서, 본 발명의 작물병 조성물은 감자 역병균의 발달을 저지한다는 것을 알 수 있었고, 특히 감자 잎에서 나타날 수 있는 병원균의 발달은 크게 영향을 미쳐서 감소시킨다는 것을 알 수 있다.

실험예 4 : 식물체에 총 폴리페놀 함량

식물병에 대한 저항성을 유도하는 폴리페놀 함량 조사(Benhamou 등, 1994; Walters등, 2005)는 실시예 1과 실시예 2를 감자 포장에서 역병이 발생하기 시작하는 7월 1일부터 감자 지상부 전체에 수동식 분무기를 이용하여 7일 간격으로 4회 살포한 후 8월 10일에 감자의 잎과 잎이 붙은 줄기를 구분하여 채취하여 잎과 줄기에 페놀함량의 차이에 의한 역병과의 상관관계를 조사하였다.

실시예 1과 실시예 2의 살포농도는 포장에서 병 방제효과 시험농도와 동일한 농도인 100배 희석액(실시예 1은 1,300 mg/L이고, 실시예 2는 700 mg/L)을 살포하였고, 대조군은 무처리하였다. 채취한 잎과 줄기는 아이스박스로 운반한 후 흐르는 물에 세척 후 65℃의 건조기에서 충분한 건조를 위해 14일간 건조한 후 분쇄기로 잘게 분쇄하여 폴리페놀 분석용 시료로 사용하였다.

폴리페놀 분석을 위하여 분쇄한 잎과 줄기는 각각 1 g을 취하여 80% 메탄올 10 ml에 넣고 70℃에서 15분간 진탕하였다. 그리고 제조한 메탄올 진탕액을 1 ml에 5 ml의 증류수와 250 mg/L의 폴린-시오칼루 시약(Folin-Ciocaleau reagent(1 N))을 넣은 후 어두운 곳에 3분간 정치하였다. 그리고 포화된 Na₂CO₃용액 1 ml와 1 ml의 증류수를 넣고 25℃에서 1시간 동안 정치 후 스펙트로포토미터(spectrophotometer)의 파장 700 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 전체 페놀 함량은 페놀 표준용액을 근거로 계산하였다(Jayaraj 등, 2009).

실험결과, 포장에서 실시예 1과 실시예 2를 4회 살포한 감자잎과 잎이 붙은 줄기에 총 폴리페놀 함량을 건물중(식물체를 건조한 무게)으로 조사한 결과 도 3과 같았고, 줄기에 총 폴리페놀 함량은 실시예 1과 실시예 2의 살포구와 대조군은 통계적인 유의성의 차이가 있었다. 그러나 잎에 총 폴리페놀 함량은 유의성의 차이가 없었다.

도 3을 해석하면, 줄기에 총 폴리페놀 함량은 실시예 1과 실시예 2의 살포구가 각각 93.2 mg/g(DM)와 90.7 mg/g (DM)로 대조군 85.7 mg/g (DM) 보다 높았다.

이를 통해 키토산과 올리고키토산은 식물병에 대한 저항성물질을 생산하기 때문에 7일 간격으로 4회 살포한 잎과 줄기에서 총 폴리페놀 함량이 증가하였다는 것을 확인할 수 있었다.

그리고, 줄기가 잎보다 많은 양의 폴리페놀을 함유하고 있었는데, 이를 통해 감자역병이 줄기에서 감염된다면, 병 저항성을 나타낼 수 있으며, 따라서 역병에 대한 피해를 줄일 수 있다는 것을 알 수 있었다.

한편, 본 시험에서 잎에 폴리페놀 함량에서 유의성이 없었던 것은 방제제 살포 14일 후에 채취하였기 때문이며, 폴리페놀 함량은 샘플을 채취하는 시간과의 상관성이 있기 때문이다.

실험예 5 : 포장에서 감자역병 방제 효과

감자역병 방제를 위한 포장시험은 대관령에 있는 강릉원주대학교 농장에서 실시하었다. 시험토양은 사양토이며, 감자 품종은 수미로 5월 20일에 씨감자를 심은 후 관행방법으로 재배하였다. 시험구는 임의배치법에 의해 배치하였으며, 각 처리구 당면적은 농촌진흥청 농약 시험구와 동일하게 20 m²로 설계하였다.

공시제형은 실시예 1과 실시예 2를 사용하였으며, 대조군은 감자역병 방제 농약인 포름디수화제를 사용하였고, 무처리구는 물을 사용하여 하였다. 사용농도는 실시예 1과 실시예 2의 100배 희석액(실시예 1는 1,300 mg/L이고, 실시예 2는 700 mg/L)으로 사용하였다. 공시제형과 대조약제 살포시기는 역병이 발생하기 시작한 7월 1일부터 감자 지상부 전체에 골고루 흠뻑 젖게 수동식 분무기를 이용하여 7일 간격으로 4회 살포와, 14일 간격으로 3회 살포하였으며, 대조군의 대조 농약은 사용권장 기준에 따라 10일 간격으로 3회 살포하였다. 병발병 조사는 8월 10일과 8월 20일에 2번 조사하였다. 감자역병의 발병도는 0 ~ 4로 지수화하여 조사를 하였으며, 무 발병은 0, 발병 면적율이 40.1% 이상은 4로 세분하여 각 처리당 30포기 이상 조사하였다. 발병도는 하기 수학식 3으로 산출하였다.

[수학식 3]

수학식 3에서, 계수는 발병도(0-4) 지수이고, N은 조사엽수이다.

실험결과, 여름철 대관령 고령지 포장에서 실시예 1과 실시예 2를 발병초기에 7일 간격 4회 살포와 14일 간격 3회 살포 후 감자역병의 발병도를 10일 간격으로 2번 조사한 결과는 도 4와 같으며, 실시예 1과 실시예 2를 7일과 14일 간격 살포로 역병 방제 효과에서 통계적으로 유의성의 차이가 있었다.

구체적으로 설명하면, 도 4의 a)는 실시예 1과 실시예 2를 7일 간격 살포 후 1차 조사 및 2차 조사한 결과이며, 먼저 1차 조사의 결과는 실시예 1이 실시예 2보다 병 발병율이 2.3%로 낮았고, 무처리구 대비 72% 낮은 병 발생 효과를 보였으며, 이는 농약대조군의 대조약제인 포름 수화제 처리구가 무처리구 대비 78%의 병 방제효과와 유사한 결과였다.

그리고, 실시예 2의 병 발병율은 4.1%로 무처리구 대비 53%의 낮은 병 발병 효과를 보였다. 한편, 농약처리군, 실시예 1 및 2는 통계적인 유의성이 없었다.

지속적인 병 방제 효과를 조사하기 위하여 1차 조사 후 10일 후 실시한 2차 조사결과는 모든 처리구에서 1차 조사보다는 병 발생율이 높았다. 그리고, 실시예 1은 무처리구에 대비 47%로 병 방제 효과를 보였고, 이는 1차 조사에서 무처리구 대비 72%의 병 방제효과보다 크게 낮아진 것을 알 수 있었다. 그리고 실시예 2와 농약처리대조군은 유의성의 차이가 없었다.

한편, 도 4의 b)를 살펴보면, 14일 간격 살포에 의한 역병 방제 효과도 통계적인 유의성의 차이를 보였으며, 8월 10일 1차 발병율은 7일 간격 살포 때 보다 발병율은 높았으나 1차와 2차의 차이가 크게 없는 것으로 보아 병 방제 효과가 높았으며, 실시예 1과 실시예 2는 역시 유의성의 차이가 없었다.

지속적인 병 방제 효과는(1차 조사 후 10일 후 2차 조사) 1차 조사 때 보다 발병율은 높아졌지만 무처리구 대비 병 방제효과에서는 10일전 1차 조사와 유사한 병 방제율을 보였고, 처리간에 유의성의 차이도 있었다. 이를 통해서, 포장에서 병 방제를 위해서는 실시예 1과 실시예 2의 조성물을 사용하여야하며, 또한, 실시예 1과 실시예 2의 사용 농도에 따라서 효과의 차이가 있다는 것을 알 수 있다.

실험예 6 : 감자 생산과 품질

실시예 1과 실시예 2의 직접적인 병방제 효과 이외에 부가적인 효과인 감자 수확량에 미치는 효과를 조사하기 위하여 실시예 1과 실시예 2를 지상부 전면에 엽면 살포를 하였다. 살포시기는 감자 괴경 비대가 시작하는 7월 1일부터 7일 간격 4회 살포하였으며, 살포농도는 실시예 1 및 실시예 2의 조성물을 병방제를 위한 동일한 농도인 100배 희석하여 살포하였다. 시험구의 크기와 배치는 역병 방제효과 시험과 동일한 시험구로 역병조사와 수확량조사를 병행하여 수행하였다. 감자 수확량 조사는 2차 조사 일인 8월 20일에 역병 발병조사 후처리구별 역병이 가장 적게 발생한 감자포기를 선정하여 처리구 당 15포기를 조사하였다. 수확량은 감자 포기당 개수와 개당 생체중량으로 조사하였고, 개당 생체 중을 근거로 등급을 3단계로 구분하였다. 감자 200 g 이상인 것은 상품, 100 ~ 200 g은 중품과 100 g 미만은 하품으로 분류하였다.

실험결과로 실시예 1과 실시예 2를 4회 살포 후 수확한 감자의 생산량과 품질은 도 5와 같으며, 수확한 감자의 개당 생체중량에서 처리구간에 통계적인 유의성의 차이가 있었다. 도 5의 a)를 살펴보면, 실시예 1과 실시예　2에서 수확한 감자의 평균 개당 생체중이 각각 157 g 및 151 g으로서 대조군 128 g 보다 22.6%의 생체 중량이 증가하는 효과가 있었고, 실시예 1과 실시예 2 간에는 유의성이 없었다.

도 5의 b)에서는 감자의 생체중량을 상, 중, 하 3등급 구분하였고, HQ는 200g 이상의 감자, MQ는 100 ~ 200g의 감자, LQ는 100g이하의 감자를 의미하며, 통계적으로 유의성의 차이를 보였다. 상품에 해당하는 200 g 이상인 감자(MQ)의 비율은 실시예 1과 실시예 2 가 높았고, 100 g 이하의 하품(LQ)의 비율은 대조군보다 크게 낮았다.

결론적으로, 키토산은 감자의 수확량을 증가시켰고, 감자의 평균 개당 생체중량을 증가시키고, 품질을 높이는데도 기여하였는데, 구체적으로, 감자의 개당 평균 생체중량에서 유의성의 차이를 보일 정도로 대조군보다 크게 증가 되었을 뿐만 아니라, 생체중량에 따른 등급에서도 200 g이 넘는 상품의 비율이 높았으며, 하품에 해당하는 100 g 미만인 감자의 비율은 현저하게 낮았고, 실시예 1과 실시예 2 간에는 감자 생체중과 품질 면에서 통계적인 차이를 보이지 않았다.

따라서 본 시험을 통해서 실시예 1과 실시예 2는 감자 역병 방제를 위해서 예방 위주 살포나, 발병초기에 살포하는 것이 효과적이고 감자수확량과 품질의 증가에도 효과적이라는 것을 알 수 있었다.

그러므로 친환경 유기농업을 위한 감자역병 방제와 품질 좋은 감자 생산을 위하여 사용하는 것이 좋을 것으로 판단된다.

상기의 실험예들을 정리하면, 본 발명의 조성물은 작물병을 예방하는 효과가 있었으며, 바람직하게는 감자역병의 친환경방제에 효과가 있었다. 특히 실험예에서 실시예 1과 실시예 2를 이용하여 감자역병균의 균사생장, 예방효과, 잎을 이용한 생물검정 및 포장시험을 통해 평가를 통해 명확하게 알 수 있었다.

감자역병은 감자재배에서 가장 중요한 병 중의 하나로써, 실내에서 유묘를 이용한 시험에서 실시예 1과 실시예 2를 살포 후 역병균을 접종 후 예방효과를 조사한 결과 95% 이상 발병을 억제하는 효과가 있었으며, 균사생장 억제 효과는 300 mg/L의 농도에서 균총의 크기를 74% 이상을 억제하였다. 또한, 잎을 이용한 생물검정에서 1%의 실시예 1과 실시예 2를 살포 후 1시간 뒤에 병원균을 접종한 결과 병의 발달을 줄였다.

그리고 감자 줄기에 총 폴리페놀 함량에서는 실시예 1과 실시예 2를 살포한 구에서 증가하였으며, 포장에서 역병방제효과 시험에서 1% 실시예 1과 실시예 2를 7일 간격 4회 살포한 처리구에서 각각 72%와 53%의 역병 방제 효과가 있었고, 14일간 3회 살포한 구에도 유사한 병 방제효과를 보였다.

감자비대기에서도 1%의 실시예 1과 실시예 2 살포는 감자 생체중량을 증가시켰으며, 상품의 비율도 높았다.

따라서 본원발명의 친환경 작물병 예방 및 방제제는 친환경유기농업에서 천연살균제로서 작물병 예방 및/또는 방제에 사용할 수 있으며, 특히, 감자 수확량도 증가시킬 수 있을 것을 판단된다.

Claims (8)

1. 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제로서,
   탈아세틸화가 90% 이상인 키토산 100 중량부에 대하여, 올리고키토산 2,000 ~ 2,800 중량부, pH 3.9 ~ 4.5의 양파추출액 3,000 ~ 3,500 중량부, pH 3.9 ~ 4.5의 마늘추출액 3,000 ~ 3,500 중량부 및 자몽추출액 300 ~ 550 중량부를 포함하며,
   상기 올리고키토산 100 중량부에 대하여, 비타민 C를 150 ~ 500 중량부 더 포함하며,
   상기 키토산은 단당이 50 ~ 100당이고, 중량평균분자량이 5,000 ~ 200,000이며, ,
   활성성분으로서 총 글루코사민을 130,000 mg/L 이상으로 포함하고,
   상기 작물병은 벼 도열병, 밀붉은녹병 및 감자역병을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 올리고키토산은 단당이 2 ~ 10당이고, 중량평균분자량이 1,000 ~ 5,000이며, 탈아세틸화가 50% 이상인 것을 특징으로 하는 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 양파추출액 및 마늘추출액 각각은 참나무목초액과 현미식초의 혼합액으로 추출한 것이며, 상기 혼합액은 pH 2.8 ~ 3.2인 것을 특징으로 하는 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제.
   
6. 제1항, 제3항 및 제5항 중에서 선택된 어느 한 항의 친환경 작물병 예방 및 방제용 제제를 이용하여 작물병을 예방 및 방제하는 방법으로서,
   작물병이 벼 도열병 또는 밀붉은녹병인 경우 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 250 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포하며,
   작물병이 감자역병인 경우 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 500 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포하는 것을 특징으로 하는 작물병을 예방 및 방제하는 방법
   
7. 삭제
8. 제6항에 있어서, 작물병이 벼 도열병 또는 밀붉은녹병인 경우 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 500 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포하며,
   작물병이 감자역병인 경우 예방 및 방제용 제제를 활성성분인 총 글루코사민이 700 mg/L 이상이 되도록 희석하여 작물에 살포하는 것을 특징으로 하는 작물병을 예방 및 방제하는 방법.

Images