KR102667955B1 - 식물병 방제 조성물 제조방법 및 이를 이용한 종자침지용 식물병 방제 방법 - Google Patents
식물병 방제 조성물 제조방법 및 이를 이용한 종자침지용 식물병 방제 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 바이러스에 감염된 식물의 종자에 침지하는 식물병 방제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 상기 식물병 방제 조성물은 유기질소, 인산, 산화칼륨,망간, 몰리브덴, 아연, 붕소, 구리 및 계면활성제를 포함한 조성물이며, 박과 작물 또는 가지과 작물의 식물병에 효과를 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 종자침지용 식물병 방제 방법은 질소(N), 무수인산(P2O5), 산화칼륨(K2O), 붕소(B), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 계면활성제를 포함하는 식물병 방제 조성물을 종자에 침지하여 식물병을 방제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 종자침지용 식물병 방제 방법은 질소(N), 무수인산(P2O5), 산화칼륨(K2O), 붕소(B), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 계면활성제를 포함하는 식물병 방제 조성물을 종자에 침지하여 식물병을 방제하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 바이러스에 감염된 식물의 종자에 침지하는 식물병 방제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 상기 식물병 방제 조성물은 유기질소, 인산, 산화칼륨,망간, 몰리브덴, 아연, 붕소, 구리 및 계면활성제를 포함한 조성물이며, 박과 작물 또는 가지과 작물의 식물병에 효과를 나타내는 것을 특징으로 한다.
식물 ADIS로 불리는 식물바이러스는 살아있는 식물 세포에서만 증식하며 병을 일으키는 핵단백질로, 강력한 감염력과 증식력을 바탕으로 농업 생산성에 커다란 경제적 손실을 일으키고 있다. 2014년 기준, 식물바이러스는 세계적으로 약 1,200여종이 보고되었고 주요 농작물의 생산량 및 품질저하 등 세계적으로 약 60조원 이상의 경제적 손실을 끼치고 있다. 국내에서도 150여종의 식물바이러스에 의한 연간 9,000억 원 이상의 피해를 받고 있다. 자유무역협정(FTA)으로 인한 국가 간의 농식물 무역량의 증가 및 기후온난화 현상으로 열대 및 아열대 작물의 도입 및 재배가 증가되면서 새로운 바이러스 유입가능성이 높아지고 있으며, 이로 인해 기존에 문제되지 않았던 피해가 증가할 가능성이 있다.
곰팡이나 세균과는 달리, 식물 바이러스에 감염되면 실질적으로 치료가 불가능하고 세계적으로 방제할 수 있는 약제가 없다. 따라서 본 발명은 작물에 전염되는 병해 중 바이러스의 복제를 억제하고 종자의 내종피 및 외종피에 오염된 바이러스로부터 유묘로의 이동을 저지하는 정바이러스 작용효과가 있고, 식물 바이러스 치료효과 및 식물의 생장을 촉진하는 효과를 포함하는 토바모바이러스 속(Tobamovirus genus) 방제용 백신 조성물을 제공하고자 한다.
종자 생산 및 유통은 한 나라에 국한되어 있지 않고, 전 세계적으로 교역이 이루어지고 있다. 이러한 상황에서 Seed-borne plant viruses는 세계 농업에 중요한 위협요소 중 하나로, 토바모바이러스 속(Tobamovirus genus) 속에 속하는 종(species)은 특히 가지과(Solanaceae) 및 박과(Cucurbitaceae) 작물 종자전염바이러스의 주요 원인으로 여겨지고 있다.
토마토, 담배, 고추와 같은 가지과(Solanaceae) 작물에는 담배모자이크바이러스(Tobacco mosaic virus, TMV), 담배 마일드 그린 모자이크 바이러스(Tobacco mild green mosaic virus, TMGMV), 토마토 모자이크 바이러스(Tomato mosaic virus, ToMV)와 고추 마일드 모틀 바이러스(Pepper mild mottle virus, PMMoV) 등이 발생한다. 특히 2015년 이후 유럽을 중심으로 토마토 브라운 루고스 프루트 바이러스(Tomato brown rugose fruit virus, ToBRFV)도 큰 문제로 대두되고 있다.
오이, 수박, 멜론 등이 속한 박과(Cucurbitaceae) 작물에는 오이모자이크바이러스(Cucumber Mosaic Virus, CMV), 오이녹반모자이크바이러스(Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV), 큐리녹반모자이크바이러스(Kyuri green mottle mosaic virus, KGMMV), 쥬키니녹반모자이크바이러스(Zucchini green mottle mosaic virus, ZGMMV) 등이 발생한다.
Avgelis, A.D. and V.I. Manios. 1992. Elimination of cucumber green mottle mosaic tobamovirus by composting infected cucumber residues. Acta Hort. (ISHS) 302:311-314.
Choi, G.S. 2001. Occurrence of two tobamovirus diseases in cucurbits and control measures in Korea. Plant Pathol. J. 17:243-248.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 1차 전염원으로 큰 비중을 차지하고 있는 바이러스의 종자전염 비율을 획기적으로 낮출 수 있는 방제용 조성물을 제공하고자 한다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명인 종자침지용 식물병 방제 조성물 제조방법은,
질소(N), 무수인산(P2O5), 산화칼륨(K2O), 붕소(B), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 계면활성제를 전착하여 종자침지용 식물병 방제 조성물을 제조하되,
상기 종자침지용 식물병 방제 조성물은,
35 내지 45 ℃의 산성 수에 붕소(B) 및 몰리브덴(Mo)을 용해시킨 1차 수용액을 형성시키는 1단계;
상기 1차 수용액을 20 내지 60 ℃의 온도에서 1,700 내지 1,750rpm/min-1 의 속도로 교반시키며 구리(Cu)와 망간(Mn)을 용해시켜 2차 수용액을 형성시키는 제2단계;
상기 용해된 2차 수용액에, 산화칼륨(K2O)과 질소(N)를 30 내지 40 ℃의 온도에서 용해시킨 후 20 내지 25℃의 온도에서 교반하여 3차 수용액을 제조한 후, 8 내지 12시간 동안 자연 침지하고 원심 분리하여 1차순수원액을 제조하는 제3단계;
30 내지 40℃의 온도에서 무수인산(P2O5)과 아연(Zn)을 별도로 교반하여 용해시킨 후 4차 수용액을 형성시키는 제4단계;
상기 무수인산(P2O5)과 아연(Zn)을 혼합한 4차 수용액을 자연 침지한 후, 원심 분리하여 2차순수원액을 제조하는 제5단계;
상기 2차순수원액을 10 내지 15 ℃에서 저온숙성하는 제6단계;를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 바이러스 복제 억제 및 식물체 내에서의 바이러스 이동을 저지하고, 이병주의 병징을 완화하고 기계적 접촉을 통한 건전주로의 바이러스 감염을 억제하는 정바이러스 작용 효과가 있다.
또한, 본 발명은 바이러스 발병 전부터 사용 시, 바이러스 발병을 예방하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 작물 생육을 촉진시켜 식물 생장을 촉진하는 효과가 있다.
도 1(a)는 식물체내 일반적인 바이러스 복제기작을 나타낸 모식도이고, 도 1(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 정바이러스 효과를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라, 종자전염바이러스 발병억제효과에 대한 결과 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라, 종자 처리 과정을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라, CGMMV, WMV, ZYMV, CMV 및 CABYV을 진단한 RT-PCR 전기영동 결과이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, CGMMV에 단독 감염된 무처리구 오이 잎과 과일의 병징을 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라, 종자 처리에 따른 오이 식물의 CGMMV 감염률의 재배기간을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 1.5시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 2시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 3시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 6시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 9시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라, 종자전염바이러스 발병억제효과에 대한 결과 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라, 종자 처리 과정을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라, CGMMV, WMV, ZYMV, CMV 및 CABYV을 진단한 RT-PCR 전기영동 결과이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, CGMMV에 단독 감염된 무처리구 오이 잎과 과일의 병징을 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라, 종자 처리에 따른 오이 식물의 CGMMV 감염률의 재배기간을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 1.5시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 2시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 3시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 6시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라, 식물 방제용 조성물의 농도를 달리하여 9시간 동안 종자를 침지한 유묘출원율을 나타낸 그래프이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
박과(Cucurbitaceae) 작물에는 118개 속(genera)에 약 800종(species)이 존재하며, 대부분 1년생 초본과로 온화한 기후나 열대지방에서 생육한다 (Jeffrey, 1980). 박과에 속하는 주요 작물로는 수박(Citrullus lanatus (Thumb.) Matsum. & Nakai.), 호박(Cucurbita spp.), 오이(Cucumis sativus L.), 메론(Cucumis melo L.) 등이 있다. 박과 주요 작물들의 2013년 전 세계 생산량을 보았을 때 수박은 109 million ton, 오이는 71 million ton, 멜론은 29 million ton, 호박은 24 million ton으로 전체 채소생산량의 약 30%를 차지함으로서(FAO, 2013) 생산에 따른 농가의 수익뿐만 아니라 종자 산업에도 큰 수익을 창출해 내는 작물들이다. 박과작물은 우수한 품종 및 재배기술 개발로 현재까지 수량과 품질 측면에서는 꾸준한 향상을 보여 왔으나 지속적으로 병해충이 발생하여 문제시 되고 있다.
박과작물에 전염되는 병해충 중에서 바이러스 종류만 30종 이상인데 데 (Povvienti, 1993), 오이모자이크바이러스(Cucumber Mosaic Virus, CMV), 오이녹반모자이크바이러스(Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV), 큐리녹반모자이크바이러스(Kyuri green mottle mosaic virus, KGMMV), 쥬키니녹반모자이크바이러스(Zucchini green mottle mosaic virus, ZGMMV) 등이 알려져 있다.
그 중 Tobamovirus genus에 속하는 오이녹반모자이크바이러스(Cucumber green mottle mosaic virus, 이하 CGMMV)는 매우 안정적인 구로의 300 nm정도의 막대형 바이러스로, 영국에서 1935년 Ainsworth에 의해 처음 보고된 이래 유럽, 인도, 일본, 사우디아라비아 등 여러 나라에 분포하고 있다. CGMMV는 종자, 토양, 즙액전염을 하고 종자전염이 1차 전염원이 되는 바이러스이다(Choi, 2001; Liu et al., 2013; Wu et al., 2011). 종자전염은 초기단계의 작물을 감염시키고, 재배 기간 동안 전염원의 역할을 한다. 2차 전염은 주로 접촉 전염으로 재배작업을 통해 포장전체로 확산되므로 CGMMV 1차 전염원인 종자오염을 차단하는 것이 중요하다. CGMMV에 오염된 박과작물의 오염비율은 84 ~ 100% 정도이고, 오염된 종자에서 유묘로 전반되는 비율은 0.9 ~ 8%로 오염종자비율에 비해서는 유묘전반비율이 극도로 낮은 편이다(Garcia-Randez A et al, 2007; Reingold V et al., 2015; Shargil D, et al., 2017). 하지만, 상기에서 기술한 바와 같이 CGMMV의 구조적 및 전반특성으로 인해 낮은 종자 오염율로도 실제 포장 시 전체로 확산될 수 있다.
오이녹반모자이크바이러스(Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV)를 예방하기 위해 원천적으로 무병종자를 생산 이용하는 것이 가장 이상적이나 실제로 많은 외부요인에 노출되어 있는 채종지의 환경 상 100% 무병종자의 생산은 매우 어렵기 때문에 종자처리를 통한 병원균의 불활성화가 불가피하다. 건열처리는 박과작물의 종자전염 바이러스의 불활성화에 가장 효과적인 처리방법 중 하나로 알려져 있다(Kim et al., 2003; Nakamura, 1982). 72 ℃에서 2일간 건열처리 시 CGMMV가 불활성화 된다는 보고(Avegelis and Manios, 1992)에 따라 대부분의 종묘회사에서는 72 ℃에서 3일간 처리하고 있으며, 되도록 안전한 CGMMV 불활성화를 위하여 75 ℃에서 3일간 처리하는 것이 권장되고 있다(IPET, 2003). 하지만 75 ℃와 80 ℃에서는 종자발아가 지연되거나 발아 후 생육에 영향을 미친다는 보고가 있다(Fletcher et al, 1969). 또한 작물 또는 품종에 따라 건열처리 동안의 급격한 온도변화로 발아세와 발아율이 저하되거나 비정상묘 발생이 증가하기도 한다.
또한, 중국을 비롯한 중동, 인도 등지의 주요 해외채종지에서 CGMMV의 대량 발생이 보고되면서(Kim et al., 2010; Nematollahi et al., 2013; Yoon et al., 2008; Zhang et al., 2009) CGMMV 발병억제를 위한 기존의 종자처리방법은 효과적이지 않다는 것을 입증하고 있다(Rast ATB, 1987). 무병종자 생산을 위한 비오염 채종지 선택 등의 종자생산 관리가 쉽지 않은 것이 현실에서 종자 소독과 종자 처리 방법이 지속적으로 연구 개발되고 있으나 완벽한 처리는 없으며 단지 병원균의 활성을 떨어뜨리거나 밀도를 감소시키는 수준이다(Kim and Lee, 2000).
또한, 진화 과정에서 종 분화가 가장 다양하게 일어난 식물분류군 중의 하나인 가지과(Solanaceae) 식물은 현재 지구상에 3천종 이상이 존재하는 것으로 알려져 있다. 이러한 가지과 작물은 고추, 감자, 담배, 토마토 등 중요 경제작물들이 많이 포함되어 있고, 음식, 향신료, 의약품의 중요한 요소로 사용되고 있다. 이 중 토마토는 연간 세계 교역량이 10조원에 달하는 경제적으로 중요한 채소이다.
가지과 작물 재배 중 생육 지장을 초래하는 가장 큰 문제는 종자로 전염되는 세균과 바이러스 병으로서 초기 생육단계부터 문제가 되어 결과적으로 수확에 지장을 초래함으로써 경제적으로 막대한 피해를 입히게 된다. 가지과 작물의 종자전염병원균 중 주요 바이러스 병원균으로는 담배모자이크바이러스(Tobacco mosaic virus, TMV), 담배 마일드 그린 모자이크 바이러스(Tobacco mild green mosaic virus, TMGMV), 토마토 모자이크 바이러스(Tomato mosaic virus, ToMV)와 고추 마일드 모틀 바이러스(Pepper mild mottle virus, PMMoV) (Kim et al, 2006) 등이 존재하는 것으로 알려져 있다. 또한, 2016년 요르단에서 처음 보고되고 2021년 현재 유럽에서 가장 문제가 되고 있는 토마토 브라운 루고스 프루트 바이러스(Tomato brown rugose fruit virus, ToBRFV)(Salem N. et al., 2016)도 종자전염 바이러스이다.
상기 바이러스는 토바모바이러스 속(Tobamovirus genus)에 속하는 RNA 바이러스로써 토양과 종자로 전염하고 전 세계적으로 가지과 작물 생산 및 수확에 문제를 일으켜 세계적으로 막대한 경제적 손실을 입히고 있다(Kim et al, 2006).
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명인 종자침지용 식물병 방제 조성물 제조방법은 아래 단계에 의해 수행된다. 본 발명은 질소(N), 무수인산(P2O5), 산화칼륨(K2O), 붕소(B), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 계면활성제를 용해하여 종자침지용 식물병 방제 조성물을 제조한다. 보다 구체적으로, 상기 종자침지용 식물병 방제 조성물은 상기 질소(N) 0.1 중량부에 대하여, 상기 무수인산(P2O5) 0.1 내지 5.0 중량부, 상기 산화칼륨(K2O) 0.1 내지 3.0 중량부, 붕소(B) 0.05 내지 3.0 중량부, 망간(Mn) 0.05 내지 3.5 중량부, 몰리브덴(Mo) 0.0005 내지 0.0015, 아연(Zn) 0.05 내지 3.0 중량부 및 구리(Cu) 0.05 내지 4.5 중량부를 혼합하여 제조한다. 보다 바람직하게는 상기 질소(N) 0.1 중량부에 대하여, 상기 무수인산(P2O5) 0.2 내지 3.5 중량부, 상기 산화칼륨(K2O) 0.1 내지 1.0 중량부, 붕소(B) 0.05 내지 1.5 중량부, 망간(Mn) 0.05 내지 1.5 중량부, 몰리브덴(Mo) 0.0005 내지 0.0015, 아연(Zn) 0.05 내지 3.0 중량부 및 구리(Cu) 0.05 내지 3.0 중량부를 혼합하여 제조한다.
먼저, 제1단계(S10)는 35 내지 45 ℃의 산성 수에 상기 붕소(B) 및 몰리브덴(Mo)을 용해시킨 수용액을 형성한 후, 3 내지 7시간 자연 침지하고 상등 수 70%를 수거하여 1차 수용액을 형성시킨다.
상기 제1단계(S10)에서 35 ℃ 미만의 산성 수에 상기 붕소(B) 및 몰리브덴(Mo)을 용해하는 경우 용해가 미미할 수 있고, 45 ℃를 초과한 산성 수에 상기 붕소(B) 및 몰리브덴를 용해하는 경우 금속 산화 반응에 의해 발열되거나 가스가 발생하여 안전상의 문제점이 발생할 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1단계(S10)에서 3시간 미만으로 침지하는 경우 침지가 미미할 수 있고, 7시간 초과하여 침지하는 경우 효율이 낮아지므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제2단계(S20)는 상기 1차 수용액을 20 내지 60 ℃의 온도에서 연속 교반시키며 상기 구리(Cu)와 망간(Mn)을 용해시켜 2차 수용액을 제조한다. 보다 구체적으로, 상기 제1단계(S10)의 1차 수용액을 20 내지 60 ℃의 온도를 유지하면서 1,700 내지 1,750rpm/min-1 의 속도로 교반시키며 상기 구리(Cu)와 망간(Mn)을 용해한다.
상기 제2단계(S20)에서 20 ℃ 미만의 온도에서 교반하는 경우 온도가 낮아 용해가 미미할 수 있고, 60 ℃를 초과한 온도에서 교반하는 경우 금속 산화 반응에 의해 발열되고 가스가 발생하여 안전상의 문제점이 발생할 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계(S20)에서 1,700 rpm/min-1 미만의 속도로 교반하는 경우 원차수용액이 응고되는 문제점이 발생하며, 1,750 rpm/min-1 초과한 속도로 교반하는 경우 제조된 식물 방제용 조성물의 전착효과가 미미하여 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제3단계(S30)는 상기 2차 수용액에 상기 산화칼륨(K2O)과 질소(N)를 30 내지 40 ℃의 온도에서 용해시킨 후 20 내지 25℃의 온도에서 교반하여 3차 수용액을 제조한 후, 8 내지 12시간 동안 자연 침지하고 원심 분리하여 1차순수원액을 제조한다. 보다 구체적으로, 상기 제2단계(S20)의 교반 속도를 유지하면서 상기 산화칼륨(K2O)과 질소(N)를 용해한다.
상기 제3단계(S30)에서 8시간 미만으로 침지하는 경우 침지가 미미할 수 있고, 12시간 초과하여 침지하는 경우 효율이 낮아지므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로 4단계(S40)는 30 내지 40 ℃의 온도에서 상기 무수인산(P2O5)과 아연(Zn)을 별도로 교반하여 용해시킨 후, 4차 수용액을 형성시킨다.
보다 구체적으로, 상기 4차 수용액에 상기 무수인산(P2O5)과 아연(Zn)이 용해되면 20 내지 25℃의 온도에서 상기 제2단계(S20)와 동일한 교반속도를 유지하면서 60 내지 70분 동안 교반시킨다. 상기 조건을 통해 작물이나 병해의 표면에 균일하게 잘 퍼지고 잘 붙어 있도록 하고, 본 발명인 식물 방제용 조성물에 전착 기능을 증가시킨다.
다음으로, 제5단계(S50)는 상기 무수인산(P2O5)과 아연(Zn)을 혼합한 4차 수용액을 자연 침지한 후, 원심 분리하여 2차순수원액을 제조한다. 보다 구체적으로, 상기 제4단계(S40)에서 교반이 완료되면 8 내지 12 시간 동안 자연 침전되도록 방치한 후 원심분리하여 침전 된 불순물들을 교반 용기에서 제거하고, 상등액 70%를 수거하여 2차순수원액을 제조한다.
상기 구리(Cu)는 식물체 내의 중요한 에너지원으로써, 불순물이 제거된 2차 순수원액에 0.2 ㎖/sec 씩 천천히 추가로 투입하면서 상기 2단계(S20)와 동일한 속도를 유지하여 60분 이상 연속 교반하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제5단계(S50)에서 8시간 미만으로 침지하는 경우 침지가 미미할 수 있고, 12시간 초과하여 침지하는 경우 효율이 낮아지므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제6단계(S60)는 상기 2차순수원액을 10 내지 15 ℃에서 저온숙성하여 식물병 방제 조성물을 제조한다. 보다 구체적으로, 상기 2차순수원액은 10 내지 15 ℃에서 저온에서 24 내지 72시간 동안 숙성하여 본 발명인 식물병 방제 조성물을 제조한다.
상기 제6단계(S60)에서 10 ℃ 미만에서 숙성하는 경우 온도가 너무 낮아 숙성이 미미할 수 있고, 15 ℃를 초과하여 숙성하는 경우 숙성 효율이 낮아질 수 있으므로 상기 조건으로 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제3단계(S30)에서 제조한 1차순수원액과 제6단계(S60)에서 제조한 2차순수원액을 각각 만든 후 혼합하여 종자를 침지한다. 상기 1차순수원액과 2차순수원액은 동량으로 혼합하여 침지하는 것이 바람직하다.
상기 식물병 방제 조성물은 계면활성제를 포함하고 있어 침투이행성이 높아 상기 나머지 조성물들을 식물의 외종피 및 내종피에 존재하는 바이러스에 용이하게 도달시켜 상기 바이러스의 활성을 잃게 한다. 상기 계면활성제는 건조하거나 습한 조건에서도 상기 무수인산(P2O5)인 킬레이트화합물이 분산 상태를 균일하게 유지시킨다. 또한, 상기 조성물은 수 친화성이 뛰어나므로 활성 성분인 이온들을 식물 전체와 종자에 균일하게 분산시키고 침투시킬 수 있다.
상기 종자침지용 식물병 방제 조성물 제조방법에 의해 제조된 상기 식물병 방제 조성물은 pH를 0.5 내지 4.5인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 pH 0.5 내지 2.5이다. 본 조성물의 안정된 pH 밸런스가 식물의 생육을 유지하며 바이러스 발병을 예방하기 위해서는 반드시 적정한 pH를 유지 해야하며, 동식물에 대한 안전성 확보를 위해 반드시 비 독성화(NON-TOXIC)하여야 한다. 상기 혼합된 조성물들의 완전한 용해와 전착기능을 위해 적정 온도와 pH는 매우 중요한 부분이므로 조성물이 투입된 용해액의 pH를 1.0 내지 4.5로 유지시켜 안정화 하는 것이 바람직하며, 버퍼(Buffer)화를 통해 조성물들이 안정적으로 유지되고, 킬레이트화 될 수 있다.
또한, 본 발명인 종자침지용 식물병 방제 방법은 상기 기재된 식물병 방제 조성물의 구성과 동일하다.
보다 구체적으로, 질소(N), 무수인산(P2O5), 산화칼륨(K2O), 붕소(B), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 계면활성제를 포함하는 식물병 방제 조성물 1 중량부에 대하여 물 200 중량부로 혼합한 후, 작물의 씨앗(종자)을 90분 동안 침지하는 것이 바람직하다.
본 발명은 박과 또는 가지과 작물에 효과적이나, 수박 (Citrullus lanatus (Thumb.) Matsum. & Nakai.), 호박 (Cucurbita spp.), 오이 (Cucumis sativus L.), 메론(Cucumis melo L.) 등을 포함하는 박과(Cucurbitaceae) 작물의 식물병에 가장 효과적이다.
본 발명은 상기 박과 작물에 전염되는 병해 중에서 종자전염 바이러스 종류인 오이녹반모자이크바이러스 (Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV), 큐리녹반모자이크바이러스 (Kyuri green mottle mosaic virus, KGMMV), 쥬키니녹반모자이크바이러스 (Zucchini green mottle mosaic virus, ZGMMV), 메론괴저바이러스(Melon necrotic spotirus, MNSV) 식물병에 효과적이며, 보다 바람직하게는 오이녹반모자이크바이러스 (Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV)에 침지하여 예방하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가지과 작물에 전염되는 병해 중에서 종자전염 바이러스 종류인 담배모자이크바이러스(Tobacco mosaic virus, TMV), 담배 마일드 그린 모자이크 바이러스(Tobacco mild green mosaic virus, TMGMV), 토마토 모자이크 바이러스(Tomato mosaic virus, ToMV)와 고추 마일드 모틀 바이러스(Pepper mild mottle virus, PMMoV) 또는 토마토 브라운 루고스 프루트 바이러스(Tomato brown rugose fruit virus, ToBRFV) 식물병에 효과가 있다.
본 발명은 종자를 침지함으로써 작물의 바이러스 발생을 예방할 수 있다. 상기 식물병 방제 조성물을 작물의 씨앗(종자)에 처리하는 경우 토양 이식 전 씨앗(종자) 전염 바이러스인 경우 바람직하며, 바이러스에 감염된 씨앗(종자)에 대한 침지법을 이용해 정상적인 성장과 발달을 돕는다. 바이러스에 감염된 씨앗(종자)을 본 발명인 식물병 방제 조성물에 침지하면 모종을 이식한 후에도 바이러스 감염 증상이 나타나지 않아 정상적인 농작물 수확에 도움이 되며, 발아한 모종을 이식하고 재배했을 때 식물병 발병률을 더욱 낮출 수 있고 정상적인 성장과 발달을 촉진할 수 있다.
일반적으로 식물 바이러스의 경우 곰팡이나 세균과는 달리, 일단 바이러스에 감염되면 실질적으로 치료가 불가능하였고, 현재까지 방제할 수 있는 약제가 없다. 식물 바이러스는 기주 식물의 세포내에서 대사과정을 공유하며 존재하기 때문에 바이러스만의 선택적 방제가 어렵다. 식물바이러스는 식물의 세포에서 세포로 이동하는데, 본 발명인 식물병 방제 조성물을 이용하여 박과작물 종자의 내종피 및 외종피에 감염된 바이러스 활동을 정지시켜 종자에서 유묘로의 바이러스 이동을 억제하여 유묘로의 바이러스 감염을 저지한다. 즉, 바이러스가 종자에서 유묘로 감염되지 않도록 한다. 또한, 식물 생육을 촉진시켜 바이러스를 극복하도록 한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 식물병 방제 조성물의 작용 기작은, 도 1에 나타난 바와 같이, 원형질연락사(13)을 통한 식물바이러스의 세포 간 이동을 억제시킨다. 도 1(a)는 식물체 내 일반적인 바이러스 복제 기작이고, 도 1(b)는 본 발명인 식물병 방제 조성물에 의해 바이러스 활동을 정지시킨 정바이러스 효과를 나타내었다.
도 1(a)에서 종자의 내종피와 외종피에 감염된 바이러스입자가 유묘 세포를 감염시킨 후 유묘세포의 핵(14)에 침입하여 핵(14)분열 시 바이러스의 유전물질도 같이 복제 되어 새로운 바이러스입자(20)를 형성시킨다. 이후 기주(host) 세포 사이에 형성된 원형질연락사(13)을 통해 세포 간 바이러스입자(20)가 이동하면서 식물체 전반에 바이러스가 감염된다. 한편, 본 발명인 식물병 방제 조성물은, 도 1(b)에 나타난 바와 같이, 기주(host) 세포의 세포질(15) 내에 침투한 바이러스입자(20)의 활동을 정지시켜 바이러스입자(20)의 복제를 막고 세포 간 바이러스입자(20)의 이동을 최소화 한다.
또한, 본 발명의 식물병 방제 조성물의 작용 기작은, 도 2에 나타난 바와 같이, 식물 사부(Phloem)를 통한 식물바이러스의 이동을 억제시킨다. 도 2(b)는 종자전염 바이러스의 일반적인 유묘로의 전반 기작이고, 도 2(a)는 본 발명인 식물병 방제 조성물이 내외종피에 존재하는 바이러스에 정바이러스 효과를 나타내어 유묘로의 전반을 막아준다. 이는 종자 전염 될 수 있는 모든 바이러스들은 상기 식물병 방제 조성물에 주어진 시간대로 침지하면 정바이러스 작용을 통해 내종피 및 외종피내의 바이러스의 활동이 정지되어, 유묘로의 전반과 감염을 예방시킬 수 있다는 것을 의미한다.
아래는 상기 기재된 종자침지용 식물병 방제 조성물 제조방법을 이용하여 제조된 종자침지용 식물병 방제 조성물의 실시예를 기재하였다.
실시예
먼저, 40 ℃의 산성 수에 붕소(B) 및 몰리브덴(Mo)을 용해시킨 1차 수용액을 제조하였다. 상기 1차 수용액을 40 ℃의 온도에서 1,730 rpm/min-1 의 속도로 교반시키며 구리(Cu)와 망간(Mn)을 용해시켜 2차 수용액을 제조하였다. 상기 용해된 2차 수용액에, 산화칼륨(K2O)과 질소(N)를 35 ℃의 온도에서 용해시킨 후 23 ℃의 온도에서 교반하여 3차 수용액을 제조한 후, 8 내지 12시간 동안 자연 침지하고 원심 분리하여 1차순수원액을 제조하였다. 35 ℃의 온도에서 무수인산(P2O5)과 아연(Zn)을 별도로 교반하여 용해시킨 후 계면활성제를 첨가하여 4차 수용액을 제조하였다. 상기 4차 수용액을 자연 침지한 후, 원심 분리하여 2차순수원액을 제조하였다. 이후, 상기 2차순수원액을 10 내지 15 ℃에서 저온숙성하였다. 상기 제조된 1차순수원액과 2차순수원액을 각각 병입하여 보관하다가 상기 1차순수원액과 2차순수원액을 1:1로 혼합한 후 식물의 종자를 침지한다.
아래는 본 발명인 식물병 방제 조성물의 처리가 식물의 활력에 미치는 영향을 알아보기 위해, 건열 처리와 비교하여 식물병 방제 조성물 (이하, Johnni-der V2 SEI) 을 처리한 종자 발아능 검정을 실시하였다.
1. 종자처리 및 종자 발아능 검정
Johnni-der V2 SEI 처리 종자의 활력에 미치는 영향을 알아보기 위하여 다음의 실험을 수행하였다.
1.1. 공시재료 (종자)
종자는 실제포장에서 CGMMV 발병이 빈번하기 일어나는 반백계 1품종, 청창계 1품종을 사용하고, 본 발명에 사용 된 오이 종자의 품종을 표 1에 기재하였다.
| Crop | Types | Cultivars |
| Cucumber | Banbag | Baekdadagi |
| Cucumber | Cheongjang | Smcheok |
1.2. 종자처리
종자는 a. Johnni-der V2 SEI 처리, b. 증류수 대조 처리, c. 70℃ 72시간 건열처리 d. 70℃ 72시간 건열처리 및 e. 무처리로 나뉘어 처리하였다. 도 3에 나타난 바와 같이, Johnni-der V2 SEI 처리구(a)는 Johnni-der V2 SEI 200배 희석액에 종자를 90분 침지하고, 대조 시험구(b)는 증류수에 90분 침지 후 room temperature에서 24시간 건조시킨 후 시험에 사용하였다.
1.3. 종자 발아능 검정
1.3.1. 시험방법
묘 출현검정은 원예용상토를 162공 트레이에 채운 뒤, 배수구로 물이 빠질 정도로 충분히 관수한 상태에서 처리당 72립 3반복으로 상토표면에서 1cm 깊이로 파종하였으며, 18~28℃, 상대습도 40~70%로 유지되는 육묘실에서 재배하였다. 관수는 매일 상토의 건조 상태를 관찰하면서 상토 표면이 살짝 건조되었을 때 재차 관수하였다.
묘 출현은 파종 3일 후 자엽이 상토 위로 완전히 출현한 것을 기준으로 계수하였으며, 묘 출현율(percent emergence ; PE)을 아래의 기준으로 분석하였다.
Percent emergency (PE) = Total number of emerged seedlings / Total number of seeds used X 100
1.3.2. 시험결과
건열소독이 종자발아에 미치는 영향을 검정하기 위해 2종의 오이종자를 70℃와 73℃에서 72시간 동안 건열소독 후 발아율 조사를 실시하였다. 그 결과, 70℃에서의 발아율은 무처리와 거의 차이가 없었고 73℃에서는 다소 발아율이 저하되는 경향을 나타내었다. 발아율에 대한 종자 처리의 영향은 표 2에 나타내었다.
| Cultivar | Seed treatment | PE (%) | |
| Treatment | Time | ||
| Baekdadagi | Johnni-der V2 SEI treated | 90min | 98.1a** |
| Water treated | 90min | 98.1a | |
| Dry-heat treated at 70℃ | 72hr | 89.8b | |
| Dry-heat treated at 73℃ | 72hr | 86.1b | |
| Untreated* | - | 96.3a | |
| Samcheok | Johnni-der V2 SEI treated | 90min | 98.6a |
| Water treated | 90min | 98.1a | |
| Dry-heat treated at 70℃ | 72hr | 89.4b | |
| Dry-heat treated at 73℃ | 72hr | 88.9b | |
| Untreated* | - | 97.7a | |
| * 처리되지 않은 종자는 종자 패키지에서 가져 옴 | |||
| **Duncan의 다중 범위 테스트에 의해 열의 평균이 구분 됨(P=0.05.) | |||
Johnni-der V2 SEI를 처리한 종자는 건열처리종자보다 통계적으로 유의미하게 발아율이 높게 나타났고, 무처리구 종자나 증류수처리종자와는 통계적으로 차이가 없었다.
따라서 Johnni-der V2 SEI 종자처리가 증류수처리구나 무처리구와 비교하여 발아율이 낮아지지 않아 실용성이 있다고 판단된다.
2. Johnni-der V2 SEI의 CGMMV 종자 감염 억제 효과 검정
CGMMV의 종자오염율은 80~100%로 보고되어 있고, 이에 의한 유묘전반율은 1~3%정도로 낮다고 보고되어 있으나, 기계적전반이 용이한 CGMMV 특성 상 오이재배기간 중 행해지는 농작업에 의해 쉽게 전반되는 특성을 보이고 있다.
이에 종자처리가 CGMMV 유묘전반 및 재배포장에서 발병억제효과를 검정하기 위해, Johnni-der V2 SEI로 종자처리 후 일반관행재배하면서 실제포장에서의 CGMMV 발병억제율을 검정하였다.
이는 실제 재배자들에게 가장 안정적이고 효과적인 CGMMV 관리방법을 제안하기 위해 수행되었다.
2.1. 공시재료 및 종자처리
Johnni-der V2 SEI의 CGMMV 발병억제를 위한 시험 종자로는 CGMMV가 발병했던 포장에서 채종한 감수성 오이(Banbag, Baekdadagi) 품종을 선정하였다. 종자는 a. Johnni-der V2 SEI 처리, b. 무처리로 구분하여 사용하였다.
Johnni-der V2 SEI 처리구(a)는 Johnni-der V2 SEI 200배 희석액에 종자를 90분 침지, 대조 시험구(b)는 증류수에 90분 침지 후 room temperature에서 24시간 건조시킨 후 시험에 사용하였다.
2.2. 시험포에서의 CGMMV 발병율 조사
2.2.1. 시험방법
Johnni-der V2 SEI의 CGMMV 종자감염억제효과를 조사하기 위해 포장검정을 수행하였다. 포장검정은 2020년 10월 15일부터 2021년 5월 15까지 7개월간 일반농가 관행에 준하여 재배하며 수행하였다. 시험구 및 배치는 a. Johnni-der V2 SEI 처리구, b. 무처리구로 처리당 1,000 주 이상으로 난괴법 3반복 수행하였다.
각각의 종자는 32공 연결포트에 파종하여 육묘온실에서 재배, 파종 30일 후 30×100㎝ 간격으로 비닐하우스에 정식하였다.
매개충으로 전반되는 바이러스의 감염을 방지하기 위해 시설하우스 측창과 출입문은 한냉사를 설치하여 외부로부터의 매개충 침입을 방지하였으며, CGMMV 이외의 병해충 발생방지를 위해 정식 후 7일 간격으로 살균, 살충제를 살포하였다.
표 3에 나타난 바와 같이, 정식 20일 후 무처리구에서 바이러스 병징이 최초로 확인되었다. 모자이크, 얼룩, 퇴록, 괴사, 엽맥녹대 등 전형적인 바이러스 병징이 나타나는 오이의 잎이나 과일은 RT-PCR (Reverse transcription polymerase cahin reaction)법을 사용하여 오이녹반모자이크바이러스 (Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV) 발병을 확인하였고, 다른 종류의 바이러스 이병유무도 확인하였다.
감염율은 각 시험구별로 바이러스 병징을 달관 조사하였다. Johnni-der V2 SEI는 종자발아 시 유묘에 바이러스 감염을 억제하는 감염억제제(예방제)이므로 약효는 감염주(1)을 조사하여 아래와 같이 방제가를 산출하였고, 신뢰성제고를 위한 무처리 최소발병율은 10%로 설정하였다. 이후 조사는 오이 생육단계에 맞춰 30일 간격으로 6회 실시하였다.
| Seed treatment | Sowing date | Transplant | First symptom appeared |
Date of final investigation |
| Johnni-der V2 SEI treated | 2020. 9.15 | 2020. 10.15 | 2020.01.23 (110 DAT*) |
2021. 4. 23 (200 DAT) |
| Untreated | 2020. 9.15 | 2020. 10.15 | 2020.11.04 (28 DAT) |
2021. 4. 23 (200 DAT) |
| *이식 후 기간 | ||||
2.2.2. 시험결과
종자전염에 의한 CGMMV 감염양상 및 Johnni-der V2 SEI의 CGMMV 종자전염 억제효과를 규명하기 위해 2.1항에 처리된 종자를 정식하여 각 시험구별 CGMMV 감염율을 조사하였다.
무처리구 바이러스 병징 최초확인은 정식 20일 후였다. 무처리구에서 바이러스 병징을 보이는 잎과 과일을 RT-PCR 진단 실시하였고, Johnni-der V2 SEI 처리구 잎과 과일의 바이러스 감염여부 또한 진단 실시하였다.
바이러스 병징이 뚜렷하게 나타나는 무처리구 잎과 과일의 RT-PCR 동정결과 CGMMV로 동정되었으며, 이에 대한 결과는 도 4와 같다. 도 4는 RT-PCR 아가로스겔(agarose gel) 전기영동 결과로, 레인 1은 Johnni-der V2 SEI 처리 된 처리구의 잎 이고, 레인 2는 Johnni-der V2 SEI 처리 된 플롯의 열매이고, 레인 3은 무처리 된 플롯의 잎 및 레인 4는 무처리 된 플롯의 열매이다. 도 4에서 M은 size marker, N(negative control)은 시료를 넣지 않은 부분, P(positive control)는 바이러스를 판단하는 지표로, P의 밴드와 동일한 밴드가 확인되면 각 바이러스에 감염되었다고 판단한다.
도 4에 나타난 바와 같이, CGMMV 이외의 진딧물에 의해 매개되는 WMV(Watermelon mosaic virus), ZYMV(Zucchini yellow mosaic virus), CMV(Cucumber mosaic virus), CABYV(Cucurbit aphid-borne yellows virus) 동정결과 무감염으로 확인되었다. 이는 시설하우스 측창과 출입문에 한냉사를 설치하여 외부로부터의 매개충 침입을 방지한 것이 유효했던 것으로 판단되었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 정식 20일 후 CGMMV에 단독 감염된 무처리구 오이 잎과 과일의 병징은 매우 다양하게 나타났다. 오이 잎의 주요 병징은 모자이크 (도 5(a)), 엽맥 퇴록 그리고 엽맥 쭈그러짐(도 5(b))이었다. 오이 과일에서는 대부분 모자이크 증상과 길게 신장하지 못하는 위축기형 증상(도 5(d))이 나타났다. CGMMV는 일반적으로 오이에서 모자이크나 기형 병징을 일으키는 것으로 알려져 있는데 이와 동일한 병징을 나타내었다. Johnni-der V2 SEI 처리구에서는 바이러스 병징이 확인되지 않았다.
재배 기간 동안 무처리구 감염율은 지속적으로 증가하였다. 무처리구의 CGMMV 감염율은, 도 6 및 표 4에 나타난 바와 같이, 경엽 신장기인 정식 20일 후에는 13.9% 및 착과기인 50일후에는 24.9% 이고, 도 6 및 표 5에 나타난 바와 같이, 80일후에는 35.6%까지 증가하였다.
| Seed treatment | Infected plant rate (%) | Control value (%) |
|||
| Rep.1 | Rep.2 | Rep.3 | Mean* | ||
| Johnni-der V2 SEI treated | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0a | 100.0 |
| Untreated | 12.0 | 13.8 | 16.0 | 13.9b | - |
| * Duncan Multiple Range Test에 의해 결정된 열 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 값은 유의 한 차이 (p≤0.05)가 아님 | |||||
| Seed treatment | Infected plant rate (%) | Control value (%) |
|||
| Rep.1 | Rep.2 | Rep.3 | Mean* | ||
| Johnni-der V2 SEI treated | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0a | 100.0 |
| Untreated | 25.0 | 23.1 | 26.7 | 24.9b | - |
| * Duncan Multiple Range Test에 의해 결정된 열 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 값은 유의 한 차이 (p≤0.05)가 아님 | |||||
정식 110일 후, Johnni-der V2 SEI 처리구에서 CGMMV 병징이 최초로 확인되었다. 정식 110일 후 Johnni-der V2 SEI 처리구 감염율은, 도 6 및 표 6에 나타난 바와 같이, 0.3%, 무처리구 감염율은 49.2%였다. 도 6 및 표 7에 나타난 바와 같이, 정식 140일 후 Johnni-der V2 SEI 처리구 감염율은 1.2%, 무처리구 감염율은 58.6% 이었고, 도 6 및 표 8에 나타난 바와 같이, 정식 170일 후 Johnni-der V2 SEI 처리구 감염율은 2.5%, 무처리구 감염율은 64.5%이었다. 정식 200일 후 최종 결과 조사를 실시하였는데, 도 6 및 표 9에 나타난 바와 같이, Johnni-der V2 SEI 처리구 감염율은 4.9%, 무처리구 감염율은 82.4%로 나타나 무처리구에서 CGMMV의 전염속도가 급속함을 보여주었다. 이에 반해, Johnni-der V2 SEI 처리구의 감염율은 아주 완만하게 증가하는 양상을 나타내었다.
| Seed treatment | Infected plant rate (%) | Control value (%) |
|||
| Rep.1 | Rep.2 | Rep.3 | Mean* | ||
| Johnni-der V2 SEI treated | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 0.3a | 99.39 |
| Untreated | 46.7 | 50.1 | 50.9 | 49.2b | - |
| * Duncan Multiple Range Test에 의해 결정된 열 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 값은 유의 한 차이 (p*?**?*0.05)가 아님 | |||||
| Seed treatment | Infected plant rate (%) | Control value (%) |
|||
| Rep.1 | Rep.2 | Rep.3 | Mean* | ||
| Johnni-der V2 SEI treated | 1.0 | 1.1 | 1.6 | 1.2a | 99.98 |
| Untreated | 56.7 | 59.2 | 59.9 | 58.6b | - |
| * Duncan Multiple Range Test에 의해 결정된 열 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 값은 유의 한 차이 (p≤0.05)가 아님 | |||||
| Seed treatment | Infected plant rate (%) | Control value (%) |
|||
| Rep.1 | Rep.2 | Rep.3 | Mean* | ||
| Johnni-der V2 SEI treated | 1.2 | 2.5 | 3.7 | 2.5a | 96.12 |
| Untreated | 68.5 | 63.7 | 61.2 | 64.5b | - |
| * Duncan Multiple Range Test에 의해 결정된 열 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 값은 유의 한 차이 (p≤0.05)가 아님 | |||||
| Seed treatment | Infected plant rate (%) | Control value (%) |
|||
| Rep.1 | Rep.2 | Rep.3 | Mean* | ||
| Johnni-der V2 SEI treated | 4.5 | 5.2 | 5.1 | 4.9a | 94.05 |
| Untreated | 79.5 | 82.6 | 85.1 | 82.4b | - |
| * Duncan Multiple Range Test에 의해 결정된 열 내에서 동일한 문자 뒤에 오는 값은 유의 한 차이 (p≤0.05)가 아님 | |||||
결론적으로, CGMMV는 종자, 토양, 즙액전염을 하고 종자전염이 1차 전염원이 되는 바이러스로(Choi, 2001; Liu et al., 2013; Wu et al., 2011), 종자전염은 초기단계의 작물을 감염시키고, 재배 기간 동안 전염원으로서의 역할을 한다. 2차 전염은 주로 접촉전염으로 재배작업을 통해 포장전체로 확산된다.
무처리구에서 정식 20일후부터 CGMMV 병징이 확인된 것은 종자전염에 의한 것으로 판단되고, 이후 재배 기간 동안 1차 전염원으로 작용하면서 계속 전반이 확산되어 감염율이 급증한 것이다. 이에 반해, Johnni-der V2 SEI 처리구에서는 정식 80일까지 CGMMV 병징이 육안으로 확인되지 않았다. 이는 Johnni-der V2 SEI 종자처리가 CGMMV 종자전염을 억제하여 건전육묘생산에 효과적이라는 것을 필드에서 확인한 결과이다.
정식 110일 후 Johnni-der V2 SEI 처리구에서 CGMMV 병징이 확인되었다. 이는 무처리 시험구와 난괴법으로 시험구가 혼재해 있는 상황에서 재배기간 중 작업으로 인한 기계적 감염이 주원인으로 판단된다.
일반적으로, CGMMV에 오염된 종자는 유묘전반율이 낮다고 하더라도 1차전염원으로 작용하여 실제포장에서 바이러스 감염율을 급증시킬 수 있으므로 효율적인 종자처리 방법이 요구된다. 상기 시험결과는 CGMMV의 1차전염원인 종자를 Johnni-der V2 SEI 처리를 통해 유묘로의 바이러스 전반을 억제하고 7개월 재배기간동안 감염율을 5% 미만으로 억제하여 정상적인 재배를 가능하게 한다는 것이다. 이에, CGMMV의 효과적인 방제를 위해서 Johnni-der V2 SEI로 종자처리를 반드시 수행해야 할 것이다.
아래는 식물 방제용 조성물의 종자처리 농도조건 및 처리시간이 종자발아, 육모 및 생장에 미치는 영향을 조사하여 식물 방제용 조성물의 적정 처리방법을 구명하고자 실시하였다.
상기 식물 방제용 조성물의 종자처리 농도조건 및 최적처리시간을 선발하기 위한 시험을 수행하였다. 농도조건은 조성물의 50배(20g·L-1), 100배(10g·L-1) 및 200배(5g·L-1)의 3개 농도처리구와 각 농도별로 1.5시간, 2시간, 3시간, 6시간 및 9시간 종자를 침지하는 처리구로 시험구를 설계하였다. 무처리는 증류수로 같은 시간을 침지 처리하였다.
각 처리구별로 종자 50개씩 3반복 침치 저리하였다. 침치처리 후 원예용상토가 충진된 플러그묘판에 1립씩 파종 후 1일, 5일 및 10일 후 유묘출현율을 조사하였다. 결과는 표 10 및 도 7 내지 도 11에 나타내었다.
| Concentration (g·L-1) | Soaking hours | Germination Rate (%) | ||
| 1 DAS* | 5 DAS | 10 DAS | ||
| Water treated | 1.5 | 0.0 | 34.7 | 99.0 |
| 2 | 0.0 | 35.0 | 99.3 | |
| 3 | 0.0 | 32.0 | 99.3 | |
| 6 | 0.0 | 34.3 | 97.3 | |
| 9 | 0.0 | 33.3 | 100.0 | |
| 20 | 1.5 | 0.0 | 20.7 | 80.3 |
| 2 | 0.0 | 18.0 | 79.7 | |
| 3 | 0.0 | 16.7 | 75.0 | |
| 6 | 0.0 | 2.0 | 70.7 | |
| 9 | 0.0 | 1.0 | 63.3 | |
| 10 | 1.5 | 0.0 | 29.0 | 87.3 |
| 2 | 0.0 | 21.0 | 86.3 | |
| 3 | 0.0 | 11.7 | 80.7 | |
| 6 | 0.0 | 1.0 | 79.3 | |
| 9 | 0.0 | 0.3 | 78.7 | |
| 5 | 1.5 | 0.0 | 37.0 | 99.7 |
| 2 | 0.0 | 36.3 | 97.7 | |
| 3 | 0.0 | 30.3 | 93.3 | |
| 6 | 0.0 | 30.3 | 89.3 | |
| 9 | 0.0 | 29.3 | 87.7 | |
| *Days after sowing. | ||||
표 10 및 도 7 내지 도 11에 나타난 바와 같이, 조성물의 처리농도가 높고, 침지시간이 길수록 유묘출현율이 낮아지는 경향이 나타났다. 20 g·L-1 농도에서 1.5시간 침치한 시험구의 유묘출현율은 80.3%였고, 20 g·L-1 농도에서 9시간 침치한 시험구의 유묘출현율은 63.3%였다. 10 g·L-1 농도에서 1.5시간 침치한 시험구의 유묘출현율은 87.3%였고, 9시간 침치한 시험구의 유묘출현율은 78.7%로 나타났다. 5 g·L-1 농도에서 1.5시간 침치한 시험구의 유묘출현율은 99.7%이고, 9시간 침치한 시험구의 유묘출현율은 87.7%로 나타났다. 5 g·L-1, 10 g·L-1 20 g·L-1 농도처리구에서 침지시간이 길수록 유묘출현율이 낮아지는 경향이 나타났다.
즉, 식물 방제용 조성물의 처리농도가 높고 침지시간이 길면 전반적으로 유묘출현이 낮아지는 경향이 나타났다. 이에, 식물 방제용 조성물의 종자처리 농도조건 및 시간은 무처리구와 유의차가 없는 유묘출현율을 보인 5 g·L-1 농도에서 1.5시간 처리로 선발하였다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명은 바이러스 복제 억제 및 식물체 내에서의 바이러스 이동을 저지하고, 이병주의 병징을 완화하고 기계적 접촉을 통한 건전주로의 바이러스 감염을 억제하는 정바이러스 작용 효과가 있다.
또한, 본 발명은 바이러스 발병 전부터 사용 시, 바이러스 발병을 예방하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 작물 생육을 촉진시켜 식물 생장을 촉진하는 효과가 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1. 감염주
2. 건전주
10. 식물세포
11. 세포벽
12. 원형질막
13. 원형질연락사
14. 핵
15. 세포질
20. 바이러스입자
2. 건전주
10. 식물세포
11. 세포벽
12. 원형질막
13. 원형질연락사
14. 핵
15. 세포질
20. 바이러스입자
Claims (5)
- 질소(N), 무수인산(P2O5), 산화칼륨(K2O), 붕소(B), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 계면활성제를 전착하여 종자침지용 식물병 방제 조성물을 제조하되,
상기 종자침지용 식물병 방제 조성물은,
산성 수에 붕소(B) 및 몰리브덴(Mo)을 용해시킨 1차 수용액을 형성시키는 1단계;
상기 1차 수용액을 1,700 내지 1,750rpm/min-1 의 속도로 교반시키며 구리(Cu)와 망간(Mn)을 용해시켜 2차 수용액을 형성시키는 제2단계;
상기 용해된 2차 수용액에, 산화칼륨(K2O)과 질소(N)를 용해시킨 후 1,700 내지 1,750rpm/min-1 의 속도로 교반하여 3차 수용액을 제조한 후, 8 내지 12시간 동안 자연 침지하고 원심 분리하여 1차순수원액을 제조하는 제3단계;
무수인산(P2O5)과 아연(Zn)을 별도로 교반하여 용해시킨 후 계면활성제를 첨가하여 4차 수용액을 형성시키는 제4단계;
상기 형성된 4차 수용액을 자연 침지한 후, 원심 분리하여 2차순수원액을 제조하는 제5단계;
상기 2차순수원액을 10 내지 15 ℃에서 저온숙성하는 제6단계;를 포함하여 pH가 1.0 내지 4.5로 제조하는 것을 특징으로 하는 박과(Cucurbitaceae) 작물 또는 가지과(Solanaceae) 작물의 종자침지용 오이녹반모자이크바이러스 (Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV) 식물병 방제 조성물 제조방법.
- 질소(N), 무수인산(P2O5), 산화칼륨(K2O), 붕소(B), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 계면활성제를 포함하고, pH가 1.0 내지 4.5 인 식물병 방제 조성물에 박과(Cucurbitaceae) 작물 또는 가지과(Solanaceae) 작물의 종자를 침지하여 식물병을 방제하는 것을 특징으로 하는 종자침지용 식물병 방제 방법.
- 삭제
- 제 2항에 있어서,
상기 식물병은,
오이녹반모자이크바이러스 (Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV)인 것을 특징으로 하는 종자침지용 식물병 방제 방법. - 삭제
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| KR1020210145422A KR102667955B1 (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 식물병 방제 조성물 제조방법 및 이를 이용한 종자침지용 식물병 방제 방법 |
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| KR1020210145422A KR102667955B1 (ko) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 식물병 방제 조성물 제조방법 및 이를 이용한 종자침지용 식물병 방제 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2011184207A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Fukuei Hiryo Kk | 珪素含有液体肥料 |
| KR102021370B1 (ko) | 2018-03-05 | 2019-09-16 | 인바이오 주식회사 | 식물 병해 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물 병해의 방제 방법 |
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| KR102021370B1 (ko) | 2018-03-05 | 2019-09-16 | 인바이오 주식회사 | 식물 병해 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물 병해의 방제 방법 |
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