KR101827442B1

KR101827442B1 - 알킬아민 및 지방산을 함유하는 선충류 방제용 조성물.

Info

Publication number: KR101827442B1
Application number: KR1020170156053A
Authority: KR
Inventors: 박신찬; 박지웅; 유찬열; 오성윤; 이언동; 박준호; 박찬웅
Original assignee: 비앤에스코퍼레이션 주식회사; 박찬웅
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2017-11-22
Publication date: 2018-02-08

Abstract

본 발명은 알킬아민 및 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있는 지방산을 함유하는 것을 특징으로 하는 선충류 방제용 조성물에 관한 것으로, 알킬아민과 이를 용해시킬 수 있는 지방산을 함유하기 때문에 조성물의 제조가 용이하며 다양한 선충류에 대한 방제 효과를 나타내는 방제용 조성물에 관한 것이다.

Description

알킬아민 및 지방산을 함유하는 선충류 방제용 조성물.{Nematocidal Composition Comprising Alkyl Amine and Fatty Acid}

본 발명은 선충류 방제용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 알킬아민과 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있는 지방산을 함유하는 선충류 방제용 조성물에 관한 것이다.

선충류는 기생충의 대부분이 이에 속하며 동물이나 식물에 기생하는 것과 민물·바다·육상·온천 등에서 자유생활하는 것이 있다. 동물에 기생하는 것은 모두 내부기생성으로, 소화기·근육·혈액 등에 기생한다. 식물에 기생하는 종류는 주로 토양 속에 살면서 뿌리에 해를 끼치는 것이 대부분이나 국화잎선충처럼 잎에 기생하는 것도 있다. 또한, 최근에는 작물에 기생하는 선충으로 뿌리혹선충이나 소나무재선충이 주목받고 있다.

뿌리혹선충은 2013년 현재 전 세계적으로 97종이 광범위하게 알려져 있으며, 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita), 자바뿌리혹선충(M. Javanica), 땅콩뿌리혹선충(M. arenaria), 당근뿌리혹선충(M. hapla) 등이 국·내외에서 시설원예작물에 발생하는 대표종이다. 우리나라에서는 멜론, 참외, 수박, 오이 등 박과작물을 비롯하여 채소류, 화훼류, 약용작물, 인삼, 수목유묘 등 다양한 작물에 피해를 주고 있으며 현재 2,000여종의 식물체에 기생하여 피해를 주는 것으로 알려져 있다.

뿌리혹선충은 작물의 뿌리를 직접 가해하기도 하고 토양 병원균, 세균 등에 매개하여 피해를 가중시키기도 한다. 즉, 토양 중에서 뿌리혹선충 감염충(2령충)이 35일(5월∼9월)∼50일(10월∼4월)을 간격을 두고 뿌리에 침입하는 것을 반복하기 때문에 감염충과 난낭 및 부화유충으로 인하여 뿌리조직에 구멍이 나거나 심하면 조직이 와해된다. 또한 침입의 반복 과정에서 2차적으로 토양에서 생활하던 감염충(2령충)의 몸체나 소화기내에 토양병원균이나 세균에 부착 혹은 그것을 식이(食餌)하여 식물체 조직 속으로 매개되기 때문에 피해는 더욱더 심각해진다.

국내에서는 시설원예작물이 연중 재배되고 있기 때문에 최근에는 뿌리혹선충의 발생과 피해가 어느 한 시기에 국한되지 않고 연중 반복된다고 볼 수 있다. 그러나 그 중에서 12월∼1월에 정식하는 촉성재배 작물과 2월∼3월에 정식하는 반촉성재배 작기 작물 또는 작기가 긴 작물들 중에서 10월과 11월에 정식하여 이듬해 6월까지 재배하는 작형(作型)에서 뿌리혹선충에 의한 피해가 많다.

뿌리혹선충의 피해는 작물의 생육, 수량 및 품질과 매우 밀접한 관련이 있다. 뿌리혹선충이 작물체에 영향을 미치는 첫 번째 단계는 뿌리혹선충이 작물의 뿌리를 뚫고 침입을 반복하기 때문에 뿌리의 본래 기능인 양수분의 흡수가 저해 받고 이로 인하여 작물체의 지상부 잎이 시들거나 생육에 큰 타격을 받는다. 예를 들어 작물 정식 후 뿌리혹선충에 의하여 피해를 입게되는 경우에는 토양 중 뿌리혹선충의 발생밀도에 따라 다양한 피해가 나타나는데 토양 100g당 10마리 이하로 발생하는 저밀도일 때는 정식초기에는 피해가 일어나지 않고, 일반적으로 약 2세대가 경과하는 70일 이후부터 일반적으로 피해가 나타난다. 토양 100g 당 50마리∼200마리 사이로 발생하는 경우에는 작물에 따라 다소의 차이는 있지만, 정식 후 약 35일 전·후에 피해증상이 나타나는데 그 증상은 오전 11부터 오후 4시 사이 자외선이 강할 경우 지상부 잎이 시드는 증상을 보이며 해질녘부터 밤사이에는 다시 건전한 잎으로 되돌아오는 증상을 지속적으로 반복한다. 또한 토양 100g당 뿌리혹선충의 밀도가 200마리 이상일 경우에는 수박, 오이, 애호박, 참외 등 박과류 작물에서 정식 초기부터 작물체가 시들거나 고사되 직접적인 피해가 유발되기도 한다. 그리고 소나무류에 선충으로 인해 피해를 일으키는 병으로 재선충병을 들 수 있다.

소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)을 옮겨주는 매개충은 Monochamus속에는 하늘소류로서 대만, 일본, 우리나라에서는 솔수염하늘소(Mamiya and Enda, 1972; Kishi, 1995), 북미지역에서는 M. carolinensis, M. mutator(Linit, 1988), 포르투갈은 M. galloprovincialis (Sousa et al., 2001)가 중요한 소나무재선충병 매개충으로 알려져 있다. 한편 일본 동북지방의 한랭한 지역에서는 북방수염하늘소(M. saltuarius)도 소나무재선충을 매개하는 것으로 알려져 있으며(Takizawa and Shoji,1982; Sato et al., 1987), 최근에는 국내에서도 잣나무림에서 소나무재선충병이 발생하였는데 이를 매개하는 곤충이 북방수염하늘소로서 밝혀져 소나무재선충병이 전국적으로 확산되고 있다.

감염목 내에서 솔수염하늘소 성충은 몸에 소나무재선충을 보유한 상태로 우화 탈출한다. 우화한 성충은 성적 성숙과 생존을 위하여 건전한 소나무 가지를 후식하게 되는데, 이때 생기는 상처를 통해 소나무재선충이 건전한 나무로 옮겨진다(Mamiya and Enda, 1972; Morimoto and Iwasaki, 1972; Wingfield and Blanchette, 1983; Edwards and Linit, 1992). 또한 피압목이나 고사목, 쇠약목, 벌채목은 솔수염하늘소의 서식처로 이어져 소나무재선충병 확산을 부추기고 있다.

소나무재선충병의 방제방법으로는 소나무재선충을 대상으로 하는 방법과 매개충인 솔수염하늘소를 대상으로 하는 방법이 있다(Kish, 1995) 우리나라 산림 중 많은 면적을 차지하고 있는 소나무는 침엽수를 대표하는 중요한 향토수종으로 총 산림면적의 23.5%인 약 150만ha를 차지하는 중요한 경제수종이다(Shin and Han. 2006). 생태적 적응범위는 매우 넓어 해수면 가까이서부터 해발 1,300m까지도 생육이 가능하나 해발 500m 범위 내에 주로 많이 분포하는 것으로 알려져 있다.

소나무는 목재로서 다양하게 이용되고 있고, 특히 휘는 것이 적으며, 연륜폭이 균일하고 재색이 아름다울 뿐만 아니라 재질이 좋아 우수한 목재자원으로 평가 받고 있다(임업연구원. 1991). 예로부터 소나무 목재는 예로부터 대형목조주택 및 고건축물의 보수재 등의 재료로 호평을 받고 있는 고급수종이다(임업연구원. 1999). 또한 약제, 식품, 관재 등에 많이 사용되며, 소나무림은 송이버섯 생산지로서 중요한 자원으로 자리 매김하고 있다. 최근 소나무재선충병의 발생으로 울창한 소나무림이 큰 피해로 위협을 받고 있으며, 가장 심각한 산림재해로 다루어지고 있다 (국립산림과학원. 2006).

소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)은 매개충인 솔수염하늘소(Monochamus alternatus)나 북방수염하늘소(Monochamus saltuarius) 성충이 후식을 위해 건강한 소나무류를 가해할 때 소나무 수체 내로 침투하여 대량 증식하여 기주를 고사시키는 병이다.

우리나라에서는 1988년 부산 금정산에서 최초로 발견되어 부산, 경남, 경북, 제주, 충남, 전북, 강원, 경기 등 전국적으로 확산되었다(국립산림과학원. 2013) 소나무(pinus densiflora)는 겉씨식물로서 구과목 소나무과 상록 침엽수로서 늘푸른 바늘잎 큰키나무로 가지가 위와 옆으로 뻗어 위쪽이 둥글거나 뾰족한 감각형이다. 봉오리가 벌어지면 노란 송홧가루가 나오며 이런 송홧가루를 햇볕에 말려서 다식을 만들거나 약으로 쓴다. 나무 중의 으뜸이라고 하여(수리<술<소) 소나무라 명명하였다.

이런 우리 고유의 나무인 소나무가 솔잎혹파리, 소나무재선충병 및 각종 산림병해충에 의하여 지속적으로 피해를 받음으로서 몸살을 앓고 있으며 점차적으로 병들어 가고 있다(전권석 등, 2011). 특히 소나무재선충병에 의한 피해는 심각한 수준이다. 소나무재선충병(Pine wilt disease)의 경우 1988년에 우리나라에 최초 발병한 이후 계속 피해면적이 증가 되다가 2005년 소나무재선충병방제특별법을 제정하여 적극적인 방제로 감소 추이를 보였다가 2013년에 고온현상 및 가뭄 등의 기후적인 요인과 고사목 존치 및 피해목 무단이동 등 인위적인 요인이 결합하여 피해가 급속히 확산되는 추세에 있다(산림청, 2015).

소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)은 세계적으로 가장 심각한 소나무류 병해 중 하나이며, 동아시아와 북아메리카, 유럽 등지에서 계속적으로 피해가 보고되고 있다(Ichihara et al., 2000; Tan et al., 2005). 소나무재선충은 전염성이 매우 강하여 소나무재선충에 감염된 소나무류는 급속히 시들며 감염 당년에는 80%, 이듬해 봄까는 거의 100%가 고사한다(김준범 등2001).

소나무재선충병에 감수성이 있는 나무로는 소나무속의 소나무(pinus densiflora), 해송(P. thunbergii), 잣나무(P. koraiensis)가 있으며, 저항성 수종으로는 리기다소나무(P. rigida), 리기테다소나무(P. rigida P. taeda hybrid)가 있다(이상명 등 2006).

소나무재선충은 식물에 기생하는 선충으로 소나무류를 말라 죽게 하는 병으로 멕시코, 캐나다, 미국, 등 북아메리카의 토착종으로 알려져 있다(Dwinell, 1997). 크기는 암컷 0.7∼1.0mm, 수컷 0.6∼0.8mm 이며, 상온에서의 수명은 약 35일이고 산란수는 100개 내외이다. 1세대 경과일 수는 25C에서 4~5일, 30C에서는 3일이며 계속반복하여 번식하므로 1쌍이 20일 후에는 20만 마리로 증식한다(이상명 등 2004).

이러한 선충류를 방제하기 위한 다양한 방제제가 개발되어 있으며, 천연물 추출물도 이용되고 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 10-1728748호, 10-1664818호, 10-1597665호, 10-1597666호, 10-1568123호에서는 아졸 화합물을 이용한 선충류 방제용 조성물이 개시되어 있다. 그러나 아졸 화합물은 쉽게 용해되지 않기 때문에 수성 계면활성제, 침투 증강제, 공용매제 등을 부가하여 분산시킨 후 액제로 사용하여야 하므로 살선충제의 제조과정이 복잡해지는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 10-2017-0020768호에서는 이소옥사졸린 치환 벤즈아미드 화합물과 같은 아미드계 화합물을 함유하는 살선충 조성물이 개시되어 있다. 그러나 상기 선행기술에서는 아미드계 화합물을 활성 화합물로 하여 추가의 활성 화합물을 함유하기 때문에 고체담체 또는 액체담체와 혼합하고, 계면활성제, 침투제 등을 혼합하여야 하므로 제형화할 때의 조건에 의해 살선충제의 품질이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1728748호 대한민국 등록특허공보 10-1664818호 대한민국 등록특허공보 10-1597665호 대한민국 등록특허공보 10-1597666호 대한민국 등록특허공보 10-1568123호 대한민국 공개특허공보 10-2017-0020768호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 알킬아민과 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있는 지방산을 함유하여 선충류의 방제 효과를 나타내는 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 선충류 방제용 조성물은 알킬 아민 및 상기 알킬 아민을 용해시킬 수 있는 용매물질로서 지방산을 함유하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 알킬아민은 탄소수 11개 이상의 알킬아민이며, 상기 지방산은 탄소수 9개 이상의 지방산인 것이 바람직하다.

또한, 상기 지방산은 20℃ 이상의 온도에서 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 선충류 방제용 조성물은 식물성 오일, 용매, 계면활성제, 응결방지제를 추가적으로 함유할 수 있으며, 알킬 아민 10 내지 30 중량%, 지방산 40 내지 60 중량%, 식물성 오일 5 내지 15 중량%, 용매 5 내지 15 중량%, 계면활성제 10 내지 30 중량%, 응결방지제 0.5 내지 2 중량%로 이루어지거나, 또는, 상기 알킬아민, 지방산, 식물성 오일, 용매, 계면활성제, 및 응결방지제를 1 내지 50 중량% 함유할 수 있다.

또한, 상기 선충류는 뿌리혹선충, 재선충, 뿌리썩이선충, 잎선충류 중 어느 하나이며, 상기 선충류 방제용 조성물은 액상제형 또는 입상제형으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 선충류 방제용 조성물은 알킬아민과 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있는 지방산을 함유하여 조성물의 제조가 용이하며 다양한 선충류에 대한 방제 효과를 나타낸다.

도 1은 소나무재선충 증식을 위한 Botrytis cinerea 균 배양 상태를 나타낸 사진이다.
도 2는 배양된 소나무재선충의 전자현미경 사진이다.
도 3은 선충류 치사율 검경 시 사멸된 상태(a)와 살아있는 상태(b)를 판단하는 기준 사진이다.
도 4는 온도변화에 따른 시험물의 성상변화를 나타낸 사진이다.
도 5는 조성물의 온도에 따른 물성변화를 나타낸 사진으로서 0℃(a) 및 25℃(b)의 사진이다.
도 6는 조성물의 응집·응결·층분리·점착 등 물리성 변화된 상태를 나타낸 사진이다.
도 7은 조성물의 용해성 실험방법과 결과를 나타낸 사진이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 선충류 방제용 조성물은 알킬아민 및 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있는 지방산을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 알킬아민은 선충류의 방제에 효과가 있는 화합물인데, 특히, 탄소수가 11개 이상인 알킬 아민에서 선충류의 우수한 방제 효과를 나타내고 있다. 예를 들어, 운데실아민(undecylamine), 도데실아민(dodedylamine), 트리데실아민(tridecylamine), 테트라데실아민(tetradecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 옥타데실아민(octadecylamine) 등의 알킬 아민에 대한 선충류 방제 효과를 실험했을 때 매우 우수한 방제 효과를 나타내고 있다.

그러나 탄소수가 10개를 넘어가는 알킬아민은 상온에서 고체 상태이므로 용해가 곤란하며 용매의 사용에 의해 방제 효과가 감소되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 상기 알킬 아민을 용해시킬 수 있는 지방산을 용제로 사용한다. 상기 지방산은 탄소수 9개 이상의 지방산이 적합한데, 예를 들어, 노난산(nonanoic acid), 데칸산(decanoic acid), 운데칸산(undecanoic acid), 도데칸산(dodecanoic acid) 등을 들 수 있다.

이러한 지방산을 용제를 사용하면 20℃ 이상의 온도에서 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있으므로 상온에서 액상 방제용 조성물을 얻을 수 있게 된다.

또한, 상기 선충류 방제용 조성물은 식물성 오일, 용매, 계면활성제, 응결방지제를 추가적으로 함유할 수 있으며, 알킬 아민 10 내지 30 중량%, 지방산 40 내지 60 중량%, 식물성 오일 5 내지 15 중량%, 용매 5 내지 15 중량%, 계면활성제 10 내지 30 중량%, 응결방지제 0.5 내지 2 중량%로 이루어지거나, 또는, 상기 알킬아민, 지방산, 식물성 오일, 용매, 계면활성제, 및 응결방지제를 1 내지 50 중량% 함유할 수 있다. 상기 함량범위는 모두 실험을 통해 도출된 것으로, 방제용 조성물의 물리화학적 안정성 향상을 위해 사용되는 것이다.

상기 식물성 오일로는 파인오일, 편백유, 캐리어오일, 유칼립투스유, 오렌지유, 계피유 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 상기 용매는 에탄올, 메탄올, 디메틸설폭사이드 중 어느 하나 또는 그 이상을 사용할 수 있고, 응결방지제로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 당 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 계면활성제로는 Tween계 계면활성제, PEG계 계면활성제, 라우릴계 계면활성제 등의 양이온, 음이온, 비극성이온 계면활성제를 사용할 수 있다.

또한, 상기 함량범위를 벗어나 성분이 과도하게 많거나 적은 경우 방제용 조성물의 성상의 안정성이 감소하고 이에 따라 방제 효과도 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다.

본 발명에서 방제용 조성물을 적용할 수 있는 선충류는 뿌리혹선충, 재선충, 뿌리썩이선충, 잎선충류를 들 수 있다. 상기 선충류 방제용 조성물은 액상제형 또는 입상제형으로 제조될 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

<시험물의 종류 및 선충실험 준비>

지방산으로 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도데칸산의 4종의 지방산을 준비했고, 알킬 아민으로 운데실아민, 도데실아민, 트리데실아민, 테트라데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민의 6종의 알킬 아민을 준비했다. 시약은 모두 BNS Co.를 통해 공급받았고, 경상남도 산림환경연구원에서 소나무재선충 감염소나무에서 분리하여 1.5% potatodextrose-agar 배지에 Botrytis cinerea의 균사를 먹여서 증식·배양한 소나무재선충을 이용하였다(도 1). 이와 같이 배양된 소나무재선충은 전자현미경을 통해 활력도가 우수한 것을 확인하였다(도 2).

선충은 배양배지에서 증식을 시켰으며, 약 3,000마리/㎖로 조절하기 위해 적정량의 멸균된 증류수에 현탁시킨 다음 약 5℃ 인큐베이터 내에 보관하였다. 이렇게 제조된 현탁액은 적어도 1개월 동안 사용할 수 있었다.

Immersion test는 플라스틱 바이알(높이 3인치, 넓이 1인치)을 사용하여 수행되었다. 바이알에는 각각의 시험물 수용액 1㎖에 선충현탁액 0.1㎖(약 300마리)를 떨어뜨린 다음 48시간 동안 25℃에서 배양하였다. 48시간 동안 조사한 이유는 약제 처리후 다시 살아나는지에 대한 유무를 확인하기 위한 것이다.

배양 후, 디지털모니터가 연결된 광학현미경 하에서 살아있는 선충 및 죽은 선충의 수를 카운팅하였다. 도 3을 참조하면, 죽은 선충은 움직임 없이 “一”자(날일자)형태로 길게 늘어져 있는 것으로 보이게 되었는데, 이 경우 기계적으로 움직이거나 찌르는 것과 같은 물리적 자극에 아무런 반응을 나타내지 않는다. 반면 살아 있는 선충은 움직임이 없더라도 “S”자형태로 있으며 서서히 움직임을 나타낸다. 따라서 도 3의 사진을 기준으로 선충의 치사(致死) 여부를 확인할 수 있다. 시험을 위해 10종의 시험물에 대한 일련의 화합물을 제조하였다.

시험에 사용될 시험물의 제조는 수-불용성 물질로 액제인 지방산은 전자저울을 이용하여 250㎖ 유리비이커에 35×8㎜의 마그네틱 바를 넣은 다음 각각의 지방산 10g을 계측 후 무수에탄올 99% 10㎖와 Tween 20을 10㎖ 넣고 멸균수로 100㎖를 만들어 전자식 핫플레이트의 온도를 30℃로, 마크네틱 바의 속도를 350rpm 맞추어 1시간 동안 교반하여 충분히 혼합시켰다. 노난산, 데칸산, 운데칸산, 도칸산은 온도가 10℃ 이하로 내려가면 고체 상태로 변하기 때문에 반드시 30℃ 이상의 온도로 세팅해 주어야 한다. 그리고 아민류의 경우 분말 또는 입자의 형태로 전자저울을 이용하여 250㎖ 유리비이커에 35×8㎜ 마그네틱 바를 넣고 6종의 알킬아민류 10g을 계측한 후 무수에탄올 99% 10㎖에 Tween 20을 10㎖ 넣은 다음 멸균수로 100㎖를 만든 후 전자식 핫플레이트의 온도를 80℃로, 마크네틱 바의 속도를 350rpm 맞추어 1시간 동안 교반시켜 완전히 용해된 상태로 만든 후 실험하였다. 알킬아민류를 가온한 이유는 알코올과 계면활성제인 Tween 20에 바로 녹지 않았으며, 반드시 열을 가해야한만 증류수과 혼합이 되는 물리적 성질을 가지고 있기 때문이다. 단, 운데실아민과 도데실아민은 멸균수에 바로 녹여 사용하였다.

이렇게 만들어진 지방산 시험물 4개와 알킬아민류 6개 총 10개의 시험물을 마이크로피펫을 이용하여 10^-2, 10^-3, 10^-4, 10^-5, 10^-6으로 멸균수에 희석한 다음 살충활성을 조사하였고, 각각의 물질에 대한 대조군을 두었다. 살충활성에 조사는 아래 식 1을 사용하여 화합물의 주어진 농도에서의 치사율을 %로 나타내었다.

[식 1]

48시간 동안 25℃의 인큐베이터 내에서 배양 후 디지털모니터 현미경상에서 선충류가 90% 이상이 살아 있고, 사망률(B)이 대조군(C)과 같으면 (B × C = A) 분석 결과는 "-"(효과없음)로 표시 하였으며, 모든 선충이 죽은 것으로 확인이 되면 (A = 0) 그 결과는 "+"(효과있음)로 표시하였다. 그리고 어느 농도에서 치사율의 값이 25% 이상일 경우 소수점 두 자리에서 반올림하여 표시했다. 분석의 모든 결과는 평균 3반복하였다.

<시험물의 생물학적 치사율 검정>

표 1에서와 같이 도데칸산 > 운데칸산 > 데칸산 > 노난산의 순으로 소나무재선충에 대한 활성을 보였으며, 치사율은 10^-4의 농도에서 88.2%, 82.4%, 60.2%, 53.6%로 나타났다. 표 1에서 * 물질은 에탄올과 트윈 20에 용해하여 사용한 것이며, (+)는 100% 사멸된 것, (-)는 25% 이하로 살충물질로서 효과 없는 것이다.

Material’s	Dilution concentration fields
Material’s	10^-2	10^-3	10^-4	10^-5	10^-6
Nonanoic acid^*	+	+	53.6%	-	-
Decanoic acid^*	+	+	60.2%	-	-
Undecanoic acid^*	+	+	82.4%	-	-
Dodecanoic acid^*	+	+	88.2%	-	-

또한, 알킬 아민에 대한 선충의 치사율은 표 2에서와 같이 헥사데실아민 > 옥타데실아민 > 운데실아민 > 테트라데실아민 > 도데실아민 > 트리데실아민으로 나타났다. 치사율 농도는 10^-5에서 72.3%, 63.2%, 58.3%, 52.2%, 43.1%, 28.4% 였다. 표 2에서 * 물질은 에탄올과 트윈 20에 용해하여 사용한 것이며, (+)는 100% 사멸된 것, (-)는 25% 이하로 살충물질로서 효과 없는 것이다.

Material’s	Dilution concentration fields
Material’s	10^-2	10^-3	10^-4	10^-5	10^-6
Undecylamine	+	+	+	58.3%	-
Dodecylamine	+	+	+	43.1%	-
Tridecyamine^*	+	+	+	28.4%	-
Tetradecylamine^*	+	+	+	52.2%	-
Hexadecylamine^*	+	+	+	72.3%	-
Octadecylamine^*	+	+	+	63.2%	-

<시험물의 물리적화학적 특성>

실험에 사용된 시험물은 총 10종으로 그 중 지방산 4종에 대한 물리적화학적 특성은 다음과 같다.

① 노난산은 pelargonium(쌍떡잎식물 쥐손이풀목 쥐손이풀과 양아욱속 펠라르고늄의 총칭)의 기름에 있는 에스테르로 자연적으로 생기는 지방산이다. 그래서 노난산는 펠라르고닉산이라고도 부르며, 노난산의 화학식은 CH₃(CH₂)₇COOH로 9개의 탄소로 구성된 카르복실산이며, 밀도는 900㎏/㎥, 몰 질량은 158.23g/mol, 끓는점은 254℃, 녹는점은 12.5℃의 화학적 특성을 가진 유기화합물이다. 노난산은 불쾌하고 썩은 냄새가 나는 약간의 맑고 액체로는 물에 거의 녹지 않지만, 클로로포름과 에테르 및 헥산에는 잘 녹는다.

② 데칸산은 포화지방산(중쇄 트리글리세라이드, MCT)이다. 화학구조는 CH₃(CH₂)₈COOH으로 데칸산과 에스테르는 decanoates 또는 caprate라고 불린다. Capric acid라는 용어는 라틴어 "caper/capra"(염소)에서 파생된 말로서 땀을 흘리며 불쾌한 냄새가 염소를 연상케하기 때문에 붙여진 이름이다. 카프린 산은 코코넛 오일 (약 10%)과 팜커널 오일(약 4%)에서 자연적으로 발생하며, 인공 과일 향료 및 향료용 에스테르 제조에 사용된다. 또한 화학 합성의 중간체로써 향수, 윤활유, 그리스, 고무, 염료, 플라스틱, 식품 첨가제 및 의약품의 제조에 유기 합성 및 산업적으로 사용된다. 녹는점 31.6℃, 끓는점 269℃, 밀도 893㎏/㎥로 물에는 녹지 않고 유기용매에 잘 녹는 특징을 가지고 있다.

③ 운데칸산은 Undecylic acid로 알려져 있다. 화학식은 CH₃(CH₂)₉COOH를 가진 자연적으로 발생하는 카르복실산이다. 백선이나 무좀 치료에 항진균제로 일반적으로 사용되며, 데칸산 역시 특유의 불쾌한 냄새를 가지고 있다. 물에는 용해되지 않고, 에스테르나 유기용매에는 잘 녹는다. 밀도 890㎏/㎥, 몰질량 186.29g/mol, 끓는점 280℃, 녹는점 28.6℃이다.

④ 도데칸산은 라우린산(lauric acid)으로도 불리며 12개의 탄소 원자 사슬을 가진 포화 지방산으로 중쇄 지방산의 많은 성질을 갖는 백색 분말상의 고체이며 아기 오일이나 비누와 같은 연한 냄새가 난다. 라우르산의 성분으로서 트리글리 세라이드의 지방산 함량이 절반을 포함하는 것으로 코코넛 밀크, 코코넛유, 월계수유 및 팜핵유(일반 팜유와는 다름) 등에 있으며, 인간의 모유 (전체 지방의 6.2%), 젖소(2.9%), 염소 우유(3.1%)에서도 발견된다. 라우린산은 빙점 강하 작용을 가지고 있어 물질의 몰 질량을 조사하는데 사용되고 있다. 화학식은 CH₃(CH₂)₁₀COOH, 녹는점 43.2℃, 끓는점 298.9℃, 몰질량 200.3178g/mol, 밀도 880㎏/㎥이다. 앞서 다른 지방산과 마찬가지로 물에는 녹지 않고 에스테르나 유기용매에는 잘 녹는다. 이들 4종에 대한 물리적인 특징은 10℃이하의 온도에서는 고체가 되어 사용하기 불편하다는 단점을 가지고 있다.

알킬아민 6종의 물질에 대한 물리적화학적 특징은 다음과 같다.

① 운데실아민은 N-Undecylamine, 1-Aminoundecane, 1-Undecanamine, Hendecylamine으로도 표기되며, 화학식은 C₁₁H₂₅N, 몰질량 171.328g/mol, 녹는점 15~16℃, 끓는점 231~232℃로 뜨거운 물, 에탄올에 녹는지만 에테르에 녹지 않는다. 수증기로 증류를 한다.

② 도데실아민은 1-Dodecanamine, Laurylamine, 1-Aminododecane 등으로 표기 되며 백색의 결정형태로 된 물질로서 화학식은 C₁₂H₂₇N, 몰질량 185.355g/mol, 녹는점 25℃, 응고점 28.33℃, 끓는점 247~249℃로 아세톤, 에탄올에 녹는다.

③ 트리데실아민은 1-Aminotridecane, Tridecylamine, 1-Tridecanamine, N-Tridecylamine, Tridecan-1-amine 등으로 표기되며, 화학식은 C₁₃H₂₉N, 몰질량 199.382g/mol으로 물과 에탄올에 녹지 않으며 유기 용매 또는 지방산에 용해된다.

④ 테트라데실아민은 1-Tetradecylamine, Myristylamine, 1-Tetradecanamine, N-Tetradecylamine 등으로 표기되며, 백색 결정의 물질로서 화학식은 C₁₄H₃₁N, 몰질량 213.409g/mol, 녹는점 38.19℃, 37℃, 끓는점 291.2℃/760㎜, 201.1℃/64㎜, 181.4℃/32㎜, 163.4℃/16㎜, 162℃/15㎜, 133.6℃/4㎜, 120.9℃/2㎜, 109.2℃/1㎜. KB 25℃, 4.2×10－4. 용해도 아세톤 0℃, 0.1g/100g ; 20℃, 15.5g/100g ; 30℃, 228g/100g : 95% 에탄올 0℃, 30.2g/100g ; 20℃, 218g/100g ; 30℃, 660g/100g이다. 표면 활성제 또는 특히 양이온 활성제의 제조에 이용되고 있다.

⑤ 헥사데실아민은 1-Hexadecylamine, Cetylamine, 1-Hexadecanamine, 1-Aminohexadecane 등으로 표기되며, 잎 모양의 백색 결정의 물질로서 화학식은 C₁₆H₃₅N, 몰질량 241.463g/mol, 녹는점 46℃(78℃), 끓는점 187℃/15㎜, KB 25℃, 4.1×10^-4. 에탄올, 아세톤, 클로로포름에 녹는다. 용도로는 유화제, 침투 습윤제, 분산제, 부유 선광제 또는 양이온 활성제, 방수제의 원료로 사용되고 있다.

⑥ 옥타데실아민은 물에 거의 녹지 않는 인화성의 흰색 무취의 고체로서 Octadecan-1-amine, 1-Octadecanamine, Stearylamine, Octadecanamine 등으로 표기되며, 화학식은 C₁₈H₃₉N, 몰질량 269.517g/mol, 응고점 72.3℃, 녹는점 72.3℃ K 25℃, 9.9×10^-4. 에탄올, 에테르, 클로로포름, 아세트산에틸, 아세톤에 녹는다. 증류수에 잘 녹지 않는다. 용도로는 유화제, 침윤제, 분산제, 부유 선광제, 양이온 활성제의 제조, 방수제의 원료로 사용된다.

6종의 알킬아민은 대부분 켈상태의 물성 유지를 위한 유화제의 용도로 활용되고 있다. 앞서 4종의 지방산과 6종의 알킬 아민의 선충에 대한 효과는 우수한 것으로 나타났으나, 제조과정에서 반드시 가온을 해야 하고 충분히 용해되었다 하더라도 10℃이하로 온도 내려갈 경우 지방산의 특성상 층분리가 되거나 굳어지는 현상이 나타났다.

알킬아민 중 트리데실아민, 테트라데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민은 콜로이드 상으로 부유하는 현상이 나타났다. 이와 같은 물리적 용해성을 해결하기 위해 계면활성제의 양과 종류를 다양하게 달리하여 실험하였으나, 오히려 점도를 증가시키는 결과를 가져와 증류수에 희석 시 오랜 시간동안 교반을 해야 하는 어려움이 있었다. 그리고 계면활성제에 에탄올을 넣어 적정의 점도와 용해도는 높였으나, 10℃ 이하의 온도에서는 매번 똑같이 굳거나, 층 분리되거나, 콜로이드화 되는 현상이 나타났다. 아무리 좋은 물질이라도 제형상에 문제가 있거나, 특히 온도 변화에 민감할 경우 물질의 효과가 떨어질 뿐 아니라, 실효성도 떨어지게 된다. 이는 온도변화에 따른 시험물의 성상 변화를 관찰하여도 알 수 있으며 온도가 증가할수록 성상의 색상이 진해져 효과가 감소하는 것을 알 수 있다(도 4).

지방산에 대한 선충류에 대한 효과는 국내·외 여러 논문을 통해 발표된 사례가 있다. 지방산의 특징으로 “pH 교란과 표피분해(젤라틴)” 등으로 효과는 빠르게 나타나지만 자연 상태에서 미생물 등에 의한 분해로 효과기간이 짧다는 것과 부패(腐敗) 및 산패(酸敗)로 인해 효과변화가 심하다는 것이 문제점이다. 그리고 동절기에는 굳어지거나 층 분리가 되어 현장에서 제대로 사용할 수 가 없다는 단점을 가지고 있다.

알킬 아민은 화학물질로서 미생물에 의해 분해가 어렵고 장기간 보관하여도 물성이 쉽게 변하지 않는 장점을 가지고 있다. 실험을 통해 알킬아민은 표피호흡저해작용에 의한 선충치사효과가 있는 것으로 확인되었다. 이같은 효과에 대한 판단으로 선충처리 시 최소 24시간 이후에 치사되었고, 보통 24시간 전후 격렬한 반응 후 죽는 현상이 나타내었다. 이처럼 알킬 아민은 효과는 늦게 나타나지만 화학물질의 결합 및 구조적 특성상 자연분해 기간이 길고 안정적이다.

따라서 알킬아민과 지방산을 혼합한 조성물은 알킬 아민과 지방산 각각에 따른 문제점을 해결하면서도 높은 선충 방제 효과를 나타낼 것으로 보인다.

<조성물의 물리적화학적 물성변화 실험>

조성물의 물리적화학적 물성변화를 확인하기 위하여 지방산과 알킬아민을 다음과 같이 준비하였다.

① 상기 4종의 지방산에 대해 전자저울을 이용하여 250㎖ 유리비이커에 35×8㎜ 마그네틱 바를 넣고 각각의 시험물 10g을 계측한 후 무수에탄올 99% 10㎖와 Tween 20을 10㎖ 넣은 다음 멸균수로 100㎖을 만든어 전자식 핫플레이트의 온도를 30℃로, 마크네틱 바의 속도를 350rpm 맞추어 1시간 동안 충분히 교반하여 시험물을 준비하였다.

② 상기 6종의 알킬아민을 전자저울을 이용하여 250㎖ 유리비이커에 35×8㎜ 마그네틱 바를 넣고 각각의 시험물 10g을 계측한 후 무수에탄올 99% 10㎖에 Tween 20을 10㎖ 넣은 다음 멸균수로 100㎖을 만든 후 전자식 핫플레이트의 온도를 80°C로, 마크네틱바의 속도를 350rpm 맞추어 1시간동안 교반하여 완전히 용해된 상태로 만들었다.

③ 4종의 지방산과 6종의 알킬아민을 250㎖ 유리 비이커에 35×8㎜ 마그네틱 바를 넣고 각각 10g씩(총 20g)을 계측 후 무수에탄올 99% 10㎖와 Tween 20을 10㎖ 넣은 다음 멸균수로 100㎖을 만들어 전자식 핫플레이트의 온도를 80℃로, 마크네틱 바의 속도를 350rpm 맞추어 1시간 동안 충분히 교반시켜 24종의 시험물을 만들었다. 이렇게 만들어진 각각의 시험물은 10^-4의 농도로 멸균수에 희석하여 200㎖ 삼각플라스크에 100㎖씩 넣은 다음 20일간 25℃ 인규베이터에 보관하였다.

관찰결과 지방산 4종은 부패(미생물 오염) 및 산패(불쾌한 냄새)하였고, 알킬 아민은 아무런 변화가 없었다. 그리고 지방산 4종과 알킬아민류 6종으로 조성된 24개의 시험물에서도 아무런 변화가 없었다. 이를 통해 볼 때, 알킬아민류는 지방산의 부패 및 산패를 막을 뿐만 아니라, 장기 보관 시 미생물 등에 의한 오염 저해효과가 있는 것으로 나타났다.

<시험물의 물리적·화학적 안정성>

전술한 실험에서 알킬아민은 10^-5(100,000배액)에서 지방산은 10^-4(10,000배액)이라는 낮은 농도에서도 선충에 대한 치사율은 높을 것으로 검증되었으나, 저온 시 굳어지는 단점을 가지고 있었다. 저온에 의한 굳어짐 현상은 빙점이 높다는 것으로 빙점을 낮출 수 있는 물질의 적절한 혼합이 반드시 필요하다. 이와 같은 보조 원료로서 식물성오일(파인오일, 편백유, 캐리어오일, 유칼립투스유, 오렌지유, 계피유등)은 10℃에서도 안정적인 액상상태를 유지할 수 있어 이를 혼합하여 이 같은 문제를 해결할 수 있을 것으로 생각되었다. 그리고 에탄올(메탄올, DMOS 등)과 응결방지제(에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 당 등)는 더욱 빙점 낮출 수 있다. 또한 에탄올과 동해방지제는 식물성오일 첨가로 인해 점도가 높아지는 것을 막아주고 유화도를 높일 수 있다. 여기에 친수성을 높이기 위해 계면활성제(Tween계, PEG계, 라우릴계 등의 양이온, 음이온, 비극성이온 등)와 등을 첨가하였다.

이러한 조성물의 조합은 다음과 같은 결과를 추론할 수 있었다. ① 지방산의 빠른 효과와 알킬류의 지효적인 효과 ② 지방산의 부패 및 산폐를 막을 수 있는 안정성 ③ 시너지스트로서 식물성오일의 전착성과 계면활성제의 침달효과

또한, 각각의 지방산을 용매제로 6종의 알킬 아민을 녹인 결과 20℃ 이상의 온도, 바람직하게는 30~40℃의 온도에서 안정적으로 용해시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 그리고 여러 실험과정을 통해 다음과 같은 최적의 방법을 찾게 되었다.

① 알킬 아민과 지방산을 혼합하여 30~40℃에서 가온하여 용해시켜야 하며, 용해시 충분히 교반해야 한다.

② 가온된 상태에서 식물성오일(파인오일, 편백유, 캐리어오일, 유칼립투스유, 오렌지유, 계피유등)을 첨가해야 한다.

③ 계면활성제, 에탄올, 응결방지제 순으로 첨가해 가며 서서히 온도를 낮춘다.

①과 ②는 같이 혼합한 후 가온하여도 무방하지만, ③ 계면활성제, 에탄올, 응결방지제는 최소 1시간이상 충분히 용해시킨 후 첨가해야만 한다. 만일 30℃ 이상 가온되지 않은 상태에서는 ①과 ②가 완전히 용해되어 섞이지 않을 뿐만 아니라 층분리 현상이 나타나거나 굳게 된다. 그리고 30℃ 이상 가온되고 있지 않은 상태에서 식물오일을 넣을 경우 응집·응결·층분리·점착 등이 나타나게 된다. 또한 계면활성제, 에탄올, 응결방지제를 넣고 충분히 교반되지 않으면 응집·응결·층분리·점착 등이 나타나게 된다. 지방산 4종을 용매제로 알킬아민 6종을 이용하여 여러 가지의 혼합비율로 조성물을 만들어 본 결과, 알킬 아민 10 내지 30 중량%, 지방산 40 내지 60 중량%, 식물성 오일 5 내지 15 중량%, 용매 5 내지 15 중량%, 계면활성제 10 내지 30 중량%, 응결방지제 0.5 내지 2 중량%로 할 때 최적의 조성물이 얻어졌다.

상기 조성물에 대하여 온도에 대한 물성 변화(도 5), 응집·응결·층분리·점착 등 물리성 변화(도 6) 및 용해성(도 7)을 관찰하였다.

상기 조성물을 0℃ 및 25℃에 각각 10일 간 방치했으나 침전 등이 발생하지 않아 용해된 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있었다(도 5).

또한, 상기 조성물을 0℃, 25℃, 및 50℃에 각각 10일 간 방치한 후 응집·응결·층분리·점착이 나타나는지 확인한 결과 물성 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다(도 6).

또한, 상기 조성물을 0℃와 50℃에 각각 10일 간 방치한 후 용액의 상태를 관찰한 결과, 조성물이 응집·응결·층분리·점착 등이 없이 완전히 용해된 상태를 유지하는 것을 확인할 수 있었다(도 7).

실시예에서는 지방산 50 중량%(비중 0.9~1.0), 알킬 아민 20 중량%(비중 0.5~0.6), 식물성 오일 10 중량%(비중 0.9~1.0), 에탄올 10 중량%(비중 1.0), 계면활성제 20 중량%(비중 1.0~1.1), 응결방지제 1 중량%(비중 1.1~1.2)로 조성물을 제조했으며 전체 함량은 111g 이었다. 이렇게 만들어진 조성물을 200㎖ 메스실린더에 넣고 부피를 확인한 결과 대략 100~110㎖이었으며, 비중은 1.05였다.

그러나 시험물의 조성물에 따라 물리적 특성을 실험한 결과 지방산에 따라 알킬아민류와 계면활성제, 에탄올의 양에 대한 변화가 있었다. 각 조성물에 대하여 ① 원액상태로 0℃, 25℃, 50℃에서 10일동안 공기가 차단된 용기내에서 응집·응결·층분리·점착등을 관찰하였고, ② 멸균수에 고농도(100배액)로 희석하여 0℃와 25℃의 온도에서 유화성(乳化性)을 실험한 결과 대략 30분 후 응집·응결·층분리·점착 등을 확인하였으며, ③ 72시간 경과후 광학현미경으로 400배액에서 에멀션상태를 육안 관찰한 결과 불용해된 콜로이드성 입자를 확인하였다. 이와 같은 방법으로 혼합조성물에 대하여 개별실험을 하였고, 이를 통해 표 3과 같은 최적의 조성물을 만들게 되었다. 그리고 여기에 사용된 식물성 오일은 파인오일(이지켐, 070-4130-7700)로 지방산의 특유의 냄새를 없애기 위해서 사용하였다. 식물성 오일은 향이 강한 유칼립투스오일이나 편백오일, 계피유 등의 사용이 바람직하다. 표 3은 앞서 제시된 여러 실험을 통해 지방산 4종을 용매제로한 알킬아민류 6종에 대한 조성비이다. 각 조성물은 무게비(w/w%)로서 환산하였고, 각 조성물의 부피는 100㎖±10%내외로 비중은 대략 1.0~1.1±0.5 였다.

표 3에서 지방산은 중량비 50w/w%에서 알킬 아민의 비중에 따라 함량을 조절함에 따라 점도변화가 나타나 계면활성제와 에탄올을 이용해 용해성 조절을 하였다. Pine oil과 Propylene Glycol은 변화를 두지 않았다.

	지방산		알킬아민		pine oil (95%)	Tween20	에탄올 (99%)	프로필렌글리콜
	w/w(%)
A	노난산	50	운데실아민	25	10	23	8	1
			도데실아민	25	10	23	8	1
			트리데실아민	23	10	22	9	1
			테트라데실아민	22	10	21	9	1
			헥사데실아민	21	10	20	10	1
			옥타데실아민	20	10	20	10	1
B	데칸산	50	운데실아민	24	10	22	9	1
			도데실아민	23	10	21	9	1
			트리데실아민	23	10	20	10	1
			테트라데실아민	23	10	20	10	1
			헥사데실아민	21	10	20	11	1
			옥타데실아민	21	10	20	11	1
C	운데칸산	50	운데실아민	23	10	21	9	1
			도데실아민	23	10	21	9	1
			트리데실아민	22	10	21	9	1
			테트라데실아민	21	10	20	10	1
			헥사데실아민	21	10	20	10	1
			옥타데실아민	20	10	20	10	1
D	도데칸산	50	운데실아민	23	10	21	10	1
			도데실아민	23	10	21	10	1
			트리데실아민	22	10	21	10	1
			테트라데실아민	22	10	21	10	1
			헥사데실아민	22	10	21	10	1
			옥타데실아민	22	10	21	10	1

<조성물에 대한 생물학적 치사율 검정>

실험에 이용된 선충은 경상남도 산림환경연구원 소나무재선충 감염소나무에서 분리하여 1.5 % potatodextrose-agar 배지에 Botrytis cinerea의 균사를 먹여서 증식배양한 선충을 이용하였다. 선충은 배양배지에서 증식을 시켰으며, 약 3,000마리/㎖로 조절하기 위해 적정량의 멸균된 증류수에 현탁시킨 다음 약 5℃ 인큐베이터 내에 보관하였다. Immersion test는 플라스틱 바이알을 사용하여 수행되었다. 마이크로피펫을 이용하여 10^-2, 10^-3, 10^-4, 10^- ⁵ ,10^- ⁶ 으로 멸균수에 희석한 다음 각각의 시험약제를 1㎖씩 바이알에는 넣고 선충 현탁액 0.1㎖(약 300마리 선충)를 떨어뜨린 다음 48시간 동안 25℃에서 배양하였다. 48시간 동안 조사한 이유는 약제 처리 후 다시 살아나는지 여부를 확인하기 위한 것이다. 배양 후, 디지털모니터가 연결된 광학현미경 하에서 살아있는 선충 및 죽은 선충의 수를 카운팅하였다. 죽은 선충은 움직임없이 “一”자(날일자)형태로 길게 늘어져 있는 것으로 보이게 되었는데, 이 경우 기계적으로 움직이거나 찌르는 것과 같은 물리적 자극에 아무런 반응을 나타내지 않았다. 반면 살아 있는 선충은 움직임이 없더라도 “S”자형태로 있으며 서서히 움직임을 나타낸다. 실험방법은 각 조성물을 살충활성을 조사하였고, 각각의 물질에 대한 대조군을 두었다. 살충활성에 조사는 식 1을 사용하여 화합물의 주어진 농도에서의 치사율은 %로 나타내었다.

48시간동안 25℃의 인큐베이터 내에서 배양 후 디지털모니터 현미경상에서 선충류가 90% 이상이 살아 있고, 사망률(B)이 대조군(C)과 같으면 (B × C = A) 분석 결과는 "-"(효과없음)로 표시 하였으며, 모든 선충이 죽은 것으로 확인이 되면 (A = 0) 그 결과는 "+"(효과있음)로 표시하였다. 그리고 어느 농도에서 치사율의 값이 25%이상일 경우 소수점 두 자리에서 반올림하여 표시했다. 분석의 모든 결과는 평균 3회 반복하였다. 표 4 내지 7은 표 3의 혼합비로 만든 24종 조성물에 대한 선충 치사율을 분석한 결과이다.

노난산과 알킬 아민에 대한 농도에 따른 선충치사율은 표 4와 같다. 표 4에서 A는 노난산이다.

	Dilution concentration fields
	10^-2	10^-3	10^-4	10^-5	10^-6
A + 운데실아민	+	+	+	+	25.8%
A + 도데실아민	+	+	+	73.6%	-
A + 트리데실아민	+	+	+	65.3%	-
A + 테트라데실아민	+	+	+	+	29.4%
A + 헥사데실아민	+	+	+	+	55.4%
A + 옥타데실아민	+	+	+	+	38.6%

다음으로 데칸산과 알킬 아민에 대한 농도에 따른 선충치사율은 표 5와 같다. 표 5에서 B는 데칸산이다.

	Dilution concentration fields
	10^-2	10^-3	10^-4	10^-5	10^-6
B + 운데실아민	+	+	+	+	42.5%
B + 도데실아민	+	+	+	+	30.2%
B + 트리데실아민	+	+	+	63.8%	-
B + 테트라데실아민	+	+	+	+	32.6%
B + 헥사데실아민	+	+	+	+	54.9%
B + 옥타데실아민	+	+	+	+	52.6%

다음으로 운데칸산과 알킬 아민에 대한 농도에 따른 선충치사율은 표 6과 같다. 표 6에서 C는 운데칸산이다.

Material’s	Dilution concentration fields
Material’s	10^-2	10^-3	10^-4	10^-5	10^-6
C + 운데실아민	+	+	+	+	53.6%
C + 도데실아민	+	+	+	+	53.4%
C + 트리데실아민	+	+	+	+	52.5%
C + 테트라데실아민	+	+	+	+	64.3%
C + 헥사데실아민	+	+	+	+	76.4%
C + 옥타데실아민	+	+	+	+	73.2%

다음으로 도데칸산과 알킬 아민에 대한 농도에 따른 선충치사율은 표 7과 같다. 표 7에서 D는 도데칸산이다.

	Dilution concentration fields
	10^-2	10^-3	10^-4	10^-5	10^-6
C + 운데실아민	+	+	+	+	54.8%
C + 도데실아민	+	+	+	+	50.5%
C + 트리데실아민	+	+	+	+	43.6%
C + 테트라데실아민	+	+	+	+	71.4%
C + 헥사데실아민	+	+	+	+	82.2%
C + 옥타데실아민	+	+	+	+	78.6%

이상의 실험결과로부터 다음과 같은 결론을 얻었다.

지방산과 알킬아민류 단독에 의한 실험은 지방산보다는 알킬 아민이 높은 방제가를 나타내었다. 지방산의 경우 도데칸산 > 운데칸산 > 데칸산 > 노난산의 순으로 소나무재선충에 대한 활성을 보였으며, 치사율은 10^-4의 농도에서 88.2%, 82.4%, 60.2%, 53.6% 이었다. 이에 대하여, 알킬 아민은 헥사데실아민 > 옥타데실아민 > 운데실아민 > 테트라데실아민 > 도데실아민 > 트리데실아민으로 나타났으며, 치사율의 농도는 10^-5에서 72.3%, 63.2%, 58.3%, 52.2%, 43.1%, 28.4% 였다. 10^-4과 10^- ⁵은 10,000배액과 100,000배액으로 토양 처리 시 버퍼현상과 수간주사 시 자체수분에 의한 희석농도를 고려하더라도 우수한 방제물질로서 활용이 가능하다.

그러나 두 종류의 물질 모두 온도변화에 민감하고, 앞서 언급되었듯이 물질의 물리(점성, 유화성등)·화학적(응집·응결·층분리·점착등) 안정성에 문제를 가지고 있다. 이같이 물질이 가지고 있는 고유의 특성을 개선하기 위해 식물성 오일과 에탄올, 계면활성제, 동해방지제등을 이용하여 최적의 조성물을 조성하게 되었다.

또한, 방제 효과를 얻기 위해 ① 지방산을 용매제로 알킬아민류 용해시 30 내지 40℃로 가온하여야 하며, 이때 충분히 교반해야 한다. ② 가온된 상태에서 식물성오일(파인오일, 편백유, 캐리어오일, 유칼립투스유, 오렌지유, 계피유 등)을 첨가해야 한다. ③ 계면활성제, 에탄올, 응결방지제 순으로 첨가해 가며 서서히 온도를 낮추어야 하는 것으로 나타났다.

만일 30℃ 이상 가온되지 않은 상태에서는 ①과 ②가 완전히 용해되어 섞이지 않을 뿐만 아니라 층 분리 현상이 나타나거나 굳게 된다. 그리고 30℃ 이상 가온되지 않은 상태에서 식물오일을 넣을 경우 응집·응결·층 분리·점착등이 나타나게 된다. 또한 계면활성제, 에탄올, 응결방지제를 넣고 충분히 교반되지 않으면 응집·응결·층 분리·점착등이 나타나게 된다.

위와 같이 제조된 조성물 24종에 대한 물리성과 화학성을 실험하였고, 물리·화학적으로 안정성에는 아무런 문제점이 없었다. 그리고 선충에 대한 치사율검정 실험에서 지방산과 알킬아민류 단독보다 10배 이상의 높은 치사율을 보였다.

그 결과로서 노난산과 알킬아민 조성물의 농도별 선충에 대한 치사율은 노난산 + 헥사데실아민 10^-6, 55.4% > 노난산 + 옥타데실아민 10^-6, 38.6% > 노난산 + 테트라데실아민 10^-6, 29.4% > 노난산 + 운데실아민 10^-6, 25.8% > 노난산 + 도데실아민 10^-5, 73.6% > 노난산 + 트리데실아민 10^-5, 65.3%의 순서로 나타났다.

또한, 데칸산과 알킬아민 조성물의 농도별 선충에 대한 치사율은 데칸산 + 헥사데실아민 10^-6, 54.9% > 데칸산 + 옥타데실아민 10^-6, 52.6% > 데칸산 + 운데실아민 10^-6, 42.5% > 데칸산 + 테트라데실아민 10^-6, 32.6% > 데칸산 + 도데실아민 10^-6, 30.2% > 데칸산 + 트리데실아민 10^-5, 63.8%의 순서로 나타났다.

또한, 운데칸산과 알킬아민 조성물의 농도별 선충에 대한 치사율은 운데칸산 + 헥사데실아민 10^-6, 76.4% > 운데칸산 + 옥타데실아민 10^-6, 73.2% > 운데칸산 + 테트라데실아민 10^-6, 64.3% > 운데칸산 + 운데실아민 10^-6, 53.6% > 운데칸산 + 도데실아민 10^-6, 53.4% > 운데칸산 + 트리데실아민 10^-6, 52.5%의 순서로 나타났다.

또한, 도데칸산과 알킬아민 조성물의 농도별 선충에 대한 치사율은 도데칸산 + 헥사데실아민 10^-6, 82.2% > 도데칸산 + 옥타데실아민 10^-6, 78.6% > 도데칸산 + 테트라데실아민 10^-6, 71.4% > 도데칸산 + 운데실아민 10^-6, 54.8% > 도데칸산 + 도데실아민 10^-6, 50.5% > 도데칸산 + 트리데실아민 10^-6, 43.6%의 순서로 나타났다.

상기 실험에서 노난산 + 도데실아민 10^-5(치사율 73.6%), 노난산 + 트리데실아민 10^-5(치사율 65.3%) 제외한 모든 조성물에서 10^-6 즉 1000,000배액(ppm 농도)에서도 최소 30.2%(데칸산 + 도데실아민 10^- ⁶)에서 최대 82.2%(도데칸산 + 헥사데실아민 10^- ⁶)의 높은 치사율을 나타내었다. 그리고 물리·화화적으로 안정적일 뿐만아니라, 효과적인 면에서도 지방산과 알킬아민류의 물질 단독처리보다 우수한 것으로 입증되었다. 따라서 알킬 아민을 용해하기 위해 지방산을 용매제로 한 본 발명의 조성물은 선충 방제제로서의 활용성이 높을 것으로 보인다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims

탄소수 11개 이상의 알킬아민 및 상기 알킬아민을 용해시킬 수 있는 탄소수 9개 이상의 지방산을 함유하며,
조성물 전체에 대하여 상기 알킬 아민 10 내지 30 중량% 및 상기 지방산 40 내지 60 중량%를 함유하며,
상기 알킬아민은 30 내지 40℃에서 상기 지방산에 의해 용해되는 것을 특징으로 하는 선충류 방제용 조성물.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
식물성 오일, 용매, 계면활성제, 응결방지제를 추가적으로 함유하는 것을 특징으로 하는 선충류 방제용 조성물.
청구항 5에 있어서,
알킬 아민 10 내지 30 중량%, 지방산 40 내지 60 중량%, 식물성 오일 5 내지 15 중량%, 용매 5 내지 15 중량%, 계면활성제 10 내지 30 중량%, 응결방지제 0.5 내지 2 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선충류 방제용 조성물.
청구항 5에 있어서,
상기 알킬아민, 지방산, 식물성 오일, 용매, 계면활성제, 및 응결방지제를 1 내지 50 중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 선충류 방제용 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 선충류는 뿌리혹선충, 재선충, 뿌리썩이선충, 잎선충류 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 선충류 방제용 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 선충류 방제용 조성물은 액상제형 또는 입상제형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 선충류 방제용 조성물.