KR20030069803A - 식물 병원체를 제어하기 위한 방법 및 조성물 - Google Patents

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Abstract

식물에서의 병원성 생물체의 성장을 제어하기 위한 조성물로서, 1종 이상의 금속 이온; 1종 이상의 킬레이트제; 및 인산 및/또는 그의 염 또는 수화물을 유효량 포함하고, 농업적으로 적합한 담체 또는 매개체 내에 존재하는 조성물.

Description

식물 병원체를 제어하기 위한 방법 및 조성물{METHODS AND COMPOSITIONS FOR CONTROLLING PLANT PATHOGEN}
살충제, 특히 관리되지 않거나 관리가 필요치 않은 살충제 잔류물에 관해 범세계적인 규제 요구가 점점 가중되고 있다. 따라서 파괴적인 병원체를 제어할 필요성으로 인해 더 많은 살충제의 사용이 요구되는 반면 규제 기관으로부터는 보다 적은 살충제의 사용을 요구하는 압력이 증가되고 있는 점에서 농부에 대해 서로 모순된 요구 조건이 존재한다. 이러한 규제에 대한 요구는 농업 인부들과 일반 대중의 안전 및 건강을 보호하는 것을 목표로 한다. 또한 일반 대중이 과일과 채소에 보다 적은 화학적 잔류물을 원하는 것은 주지의 사실이다. 이러한 상황의 구체적 결과로서 과일 및 채소와 같은 식물을 보호하는 보다 효율적인 방법에 대한 필요성이 점증하고 있다.
식물 병원균(phytopathogenic fungi)의 제어는 식물 또는 식물의 일부분에서의 병원균의 성장이 잎, 과실 또는 종자, 및 재배된 수확의 전반적 품질을 억제하기 때문에 경제적으로 매우 중요하다. 농업 및 원예 재배에서의 병원균 번식의 막대한 경제적 세분화로 인해, 일반 용도 및 특수 용도를 위해 광범위한 살균성 및 정균성(fungistatic) 제품이 개발되어 왔다.
대규모 수확 보호에 사용되는 첫번째가 병원균에 대항하는 것을 목표로 한 무기 물질(inorganic substance)이었다. 이들 중 두드러진 것은 분말 형태로 적용되는 황 원소 및 수계 가성 칼륨 혼합물[보르도액(Bordeaux mixture)] 형태로 적용되는 황산동이다. 보다 복합적인 합성 유기 화합물 및 금속과 유기 화합물의 조합체가 활성 물질의 단위 중량당 특정 효과의 부수적인 상승과 함께 지난 세기 동안에 개발되었다. 그러나, 그러한 화합물은 종종 환경적으로 재활용될 수 없거나 그 유도체 중 일부는 심지어 환경에서의 야생 생물에 유독한 것으로 밝혀졌다. 또한, 병원체는 종종 그러한 합성 살충제에 대한 내성을 일으키고, 그 사실은 새로운 수확물 보호제의 개발을 위한 지속적 노력을 촉진하고 있다.
살충제에 대한 유기 화학의 발달에도 불구하고, 단순한 구조의 항병원체 화합물의 사용이 감퇴되지 않고, 이러한 경향을 갖는 지속적 새로운 아이디어 및 제품이 발표되고 있다. 구리, 아연 또는 망간을 기재로 한 살균 조성물이 광범위한 식물 병원균 및 박테리아에 대해 효과적인 것으로 알려져 있다. 여기에는 수산화동(Kocide), 황산동(보르도액), 옥시염화구리 및 산화동이 포함된다. 예를 들면 1995년도에 미국에서의 수산화동 사용량의 추정치는 약 5백만 kg이었다. 식물 병해의 제어를 위해 단순한 무기 화합물을 사용하는 이유는 두 가지이다: 첫째로, 이범주의 살충제는 대부분 환경적으로 재활용될 수 있는 점과 둘째로, 해충이 그러한 살충제에 대한 면역성을 발달시키는 경향이 없다는 점이다. 이들 화합물은 접촉 시 작용을 나타내며 주로 잎에 분무하여 적용된다. 이러한 종래의 무기 살균제를 토양 처리용으로 사용하는 것은 토양 입자로의 금속 이온의 흡수로 인해 제한된다.
킬레이트제는 농업에서 수십년간 식물 성장에 필수적인 미량 원소(microelement), 즉 철, 아연, 망간, 구리 등을 함유하는 비료로서 사용되어 왔다. 킬레이트 분자는 토양 내에서 미량 원소의 이동도(mobility)를 향상함으로써 뿌리 구역으로 미량 원소가 전달될 수 있게 한다. 또한, 킬레이트 분자는 식물 뿌리에 의한 섭취에 미량 원소의 활용도를 보호한다.
이스라엘 특허 IL 97676의 청구의 범위에 제시된 바와 같이, 식물 병해의 제어를 위한 효과적인 살균제로서 금속 이온과 킬레이트제의 조합(킬레이트된 금속)이 사용될 수 있다. 그러나 킬레이트된 금속 살균제는 최적 살균 투여량에서 식물 독성이 있으며 따라서 상업적으로 실용성이 없다.
인산(H3PO3) 또는 인산염(포스파이트 또는 포스포네이트)은 난균류(Oomycetes fungi)에 대해 활성을 갖는 것으로 알려져 있다. 항균제로서의 포스파이트의 작용 방식은 직접적 균 억제 및 유도된 내성을 모두 내포한다. 식물 병해의 제어를 위한 포스파이트 함유 조성물의 용도는 미국 특허 제5,674,536호에 기재되었다. 상기 특허는 활성 물질이 아인산염, 레시틴(lecithin) 및 소듐 메타실리케이트와 소다 물유리(soda waterglass)로부터 선택되는 두 가지 화합물 중 최소한 하나인 살균 조성물을 제시하고 있다. 미국 특허 제4,075,324호는 식물의 균에 의한 병해를 제어하기 위한 효과적인 살균제로서 인산 또는 인산염의 이용을 제시하고 있다.
앞에 기재한 아인산염을 기재로 한 조성물 및 방법의 단점은 다른 합성에 의한 유기 살균제에 비해 병해 정도(disease severity)를 감소시키는 효율이 제한되는 점에 관련된다. 또한, 전술힌 조성물은 분무 형태이며, 아인산염을 기재로 한 화합물은 토양 입자에 의해 흡수되는 경향이 있기 때문에 토양에 직접 적용할 수 없고, 따라서 식물 뿌리에 의한 섭취가 감소된다.
따라서, 효율적이고 비용 효과적이며 잎과 토양 유래의 병원체에 대해 식물을 처리하고 보호하는 안전하고 환경적으로 재활용되며 사용자 친화적인 식물 병원체 제어를 위한 조성물 및 방법을 갖는 것이 매우 유익할 것이다.
본 발명은 유효량의 금속 이온을 최소한 1종, 킬레이트제(chelating agent)를 최소한 1종 및 인산, 그의 염 또는 수화물을 최소한 1종 포함하는 조성물을 식물 또는 식물을 둘러싼 토양에 접촉시킴으로써 식물 병원체를 제어하는 조성물 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 첨부하는 도면과 함께 이하의 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해되고 평가될 것이다.
도 1은 파이토프소라 인페스탄스(Phytophthora Infestans)의 포자낭(sporangia)에 대한 시험관 내 살균제의 활성을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 조성물 50 ppm에 의한 토마토 엽반(leaf disc)에서의 만발성 마름병(late blight) 억제를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 조성물 100 ppm에 의한 토마토 엽반에서의 만발성 마름병 억제를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 조성물에 의한 총체적 병해 억제를 나타내는 그래프이다.
도 5는 슈도페로노스포라 큐벤시스(Pseudoperonospora cubensis)의 메탈랙실 내성(metalaxyl-resistant) 분리체로 접종한 멜론 엽반에서의 노균병(downy mildew) 발생 근절을 나타내는 그래프이다.
도 6은 피시움 아파니데르마툼(Pythium aphaniderrmatum)의 콜로니 성장에 대한 여러 가지 농도의 AG3가 나타내는 효과를 예시하는 그래프이다.
도 7은 AG3의 여러 가지 수준으로 피시움 아파니데르마툼을 접종한 오이 모종의 생존 퍼센트를 나타내는 그래프이다.
"식물 주위의 토양"이란 용어는 식물이 성장하고 있는 반경 약 2 m 이내의 토양을 의미한다.
"금속 이온"이란 용어는 제2 주요군의 원소, 특히 구리, 아연 및 마그네슘, 또는 제3 및 제4 주요군의 원소, 특히 알루미늄, 주석 및 납의 이온, 및 제1 및 제8 하부군, 특히 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 기타 원소의 이온과 같은 금속 이온을 의미한다. 특히 바람직한 것은 제4 주기의 하부군 원소의 금속 이온이다. 상기 금속은 자신이 가질 수 있는 다양한 원자가로 존재할 수 있다.
앞에서 언급하고 청구의 범위에서의 "킬레이트제"란 용어는 금속 이온에 결합된 합성의 또는 자연산 분자를 의미한다. 킬레이트제는 용액 중의 2가 및 다가 금속 이온을 유지하기 위해 사용된다. 킬레이트제는 예를 들면 EDTA, EDDHA, HEDTA, DTPA, 시트레이트, 사카레이트, 글루코네이트, 글루코헵토네이트 또는 글리신일 수 있다.
"인산 또는 그의 염 및 수화물"이란 용어는 예를 들면 K2HPO3, KH2PO3, Na2HPO3, NaH2PO3또는 H3PO3를 의미한다.
상세한 설명 및 실시예 항목에서의 "ED90"이란 용어는 대조군 엽반 또는 식물에 비하여, 처리된 엽반 또는 식물 전체에서의 병해 정도를 90% 억제시키는 데 필요한 농도를 의미한다.
본 발명은 식물에서 병원성 생물체(organism)의 성장을 제어하기 위한 조성물로서, 1종 이상의 금속 이온; 1종 이상의 킬레이트제; 및 인산 및/또는 그의 염 또는 수화물의 유효량을 포함하고, 농업적으로 적합한 담체(carrier) 또는 매개체(vehicle) 내에 존재하는 조성물을 제공하는 것이다.
바람직한 실시예에서, 상기 조성물은 pH가 낮은 용액을 형성하기 위한 산성화제(acidifying agent)를 추가로 포함한다. 낮은 pH는 용해도를 증가시키고 식물 뿌리로의 금속 이온의 흡수를 증가시킨다.
킬레이트제는 금속 이온에 보호 피막을 제공하고 토양 입자 내에 금속 이온이 흡수되는 것을 방지하며, 수중에서의 금속의 용해도 및 습윤 토양 중의 금속의 이동도를 모두 증가시킨다.
본 발명은 또한 식물에서의 병원성 생물체의 성장을 제어하는 방법으로서, 1종 이상의 금속 이온; 1종 이상의 킬레이트제; 및 인산 및/또는 그의 염 또는 수화물을 포함하며 농업적으로 적합한 담체 내에 존재하는 조성물의 유효량을 상기 식물 또는 식물을 둘러싸는 토양에 접촉시키는 단계를 포함하고, 그 접촉 결과 상기 식물에서의 상기 병원성 생물체의 성장이 제어되는 방법을 제공한다.
상기 조성물의 성분들은 식물에서의 병원성 생물체의 성장을 제어하는 예상 외의 상승적 상호작용(synergistic interaction)을 갖는다. 따라서, 본 발명의 조성물의 성분들이 갖는 놀라운 상승 작용은 보호성인 동시에 치유력이 있는 병해 제어 처리로서 적용할 수 있는 환경적으로 재활용되는 해결책을 제공한다. 상승 작용을 갖는 조성물 중의 세 가지 상이한 성분의 존재는 병원체에 의한 내성의 발생을 방지하고, 부가적으로 영양이 되는 식물 성장 혜택을 제공하며, 인간 및 포유류에 대해 살균제의 세포독성을 감소시키고 관개(irrigation) 시스템을 통한 적용이라는 사용자 편의의 투여 방법을 가능하게 한다.
본 발명은 식물 병원체를 제어하기 위한 조성물 및 방법을 제공한다. 본 발명은 식물 병원체의 제어에서 금속 이온, 킬레이트제 및 인산 및/또는 그의 염 및 수화물 사이의 상승적인 상호작용에 기초한다. 그러한 상승적 상호작용은 각 성분의 보다 낮은 농도를 이용할 수 있게 하며, 이것은 경제적으로 바람직하다.
바람직한 일 실시예에서, 상기 착체에 산성화제를 첨가한다. 산성화제의 첨가에 의해 용액의 pH가 낮아진다. 낮은 pH는 예를 들면 비제한적으로 구리, 아연 및 망간과 같은 이온성 미량원소의 용해도에 기여한다. 또한, 낮은 pH에서는 식물 뿌리에의 이온성 미량원소의 활용도가 증가된다. 따라서, 조성물 중의 산성화제는 용해도, 토양에서의 이동도 및 식물에 대한 구리 및 아연과 같은 살균성 또는 살세균성(bacteriocidal) 이온성 금속의 활용도를 향상시킨다.
상기 조성물은 액상 혼합물의 토양 내 또는 식물 내부로의 흡수를 증가시키도록 성분 중 어느 것도 침전시키지 않는 용해성 착체를 가능하게 하고, 따라서 식물에 활용될 수 있는 형태로 되어 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은 식물 병원체에 의해 야기되는 병해에 대해 식물을 치료하는 방법에 관한 것이다. 식물 병원체는 진균(fungus) 및 세균(bacterium)과 같은 미생물이다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 조성물은 인산 및/또는 그의 염 또는 수화물이 습식 조성물에 대해 약 10 중량% 내지 약 70 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 조성물은 금속 이온이 습식 조성물에 대해 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 조성물은 킬레이트제가 습식 조성물에 대해 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 조성물은 산성화제가 습식 조성물에 대해 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에서, 본 발명의 조성물 중에 구리:아연의 비(W/W)가 각각 1:2이다. 인산 및/또는 그의 염 또는 수화물과 금속 이온 및 킬레이트제의 비가 5:1 내지 1:5의 범위에 있을 수 있다.
토양 살포용으로 적용되는 본 발명의 조성물 총량은 1000 ㎡당 0.1 내지 10kg의 활성 성분인 범위일 수 있다. 잎에 분무하는 데 적용되는 조성물의 투여량은 01. 내지 2 중량%이고, 총량은 1000 ㎡당 10 내지 100 L일 수 있다. 실제 적용률은 식물, 병원체 및 매트릭스(matrix) 상황에 따라 변동됨을 알아야 한다.
상기 조성물은 적합한 담체를 추가로 포함한다. 상기 담체는 활성 화합물이 결합하여 식물 내부로의 적용을 용이하게 하는 자연산 또는 합성의 유기 또는 무기 물질일 수 있다. 상기 매개체는 고체(예들 들면, 점토, 자연산 또는 합성 실리케이트, 실리카, 수지, 왁스 또는 고체 비료)일 수도 있고, 액체(예를 들면, 물, 알콜, 케톤, 석유 유분, 방향족 또는 파라핀족 탄화수소, 염소화 탄화수소, 또는 액화 가스)일 수도 있다.
상기 조성물은 또한 예를 들면 보호성 콜로이드, 접착제, 증점제, 요변성제(thixotropic agent), 침투제(penetrating agent), 안정화제, 격리제(sequestering agent) 비료, 동결방지제, 방수제(repellent), 색 첨가제, 부식 억제제, 발수제(water-repelling agent), 건조제, UV-안정화제, 안료, 염료 또는 폴리머와 같은 임의의 종류의 다른 적합한 성분을 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물 형태는 고체, 가루 살포 또는 분산용 분말(활성 화합물의 함량이 최대 100%에 달할 수 있음), 습윤성 분말 및 분산성 또는 용해성 과립일 수 있다.
습윤성 분말(또는 분무용 분말) 및 분산성 과립은 일반적으로 약 20% 내지 95%의 활성 물질을 함유하고, 고체 매개체에 부가하여 0% 내지 약 5%의 습윤제, 약 3% 내지 약 10%의 분산제, 및 필요할 경우, 0% 내지 약 10%의 하나 이상의 안정화제 및/또는 안료, 염료, 침투제, 접착제 또는 군집방지제(anticlumping agent)와 같은 다른 첨가제를 함유한다. 이들 조성물 중 습윤성 분말 또는 분산성 과립과 같은 일부 조성물은 사용 시에 액상 조성물을 구성하도록 되어 있음을 잘 이해할 수 있다.
상기 조성물의 형태는 액상 조성물, 특히 수용성 농축물, 현탁 농축물 또는 페이스트(paste)일 수 있다.
용해성 농축물은 대부분 약 10% 내지 약 80%의 활성 물질을 함유한다. 즉시 사용하기 위한 용액은 약 0.01% 내지 약 20%의 활성 물질을 함유한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 수계 분산액, 예를 들면 본 발명에 따른 습윤성 분말을 물로 희석하여 얻어진 조성물은 본 발명의 일반적 범위에 포함된다.
분무 방식으로 사용할 수 있는 현탁 농축물은 안정한 액상 제품으로서, 저장 후에도 점도가 높아지거나 침강물을 형성하지 않으며, 일반적으로 약 10% 내지 약 75%의 활성 물질, 약 0.5% 내지 약 15%의 표면활성제, 요변성제 및 안료, 염료, 포말방지제, 부식억제제, 안정화제, 침투제, 및 접착제와 같은 약 0.1% 내지 약 10%의 적합한 첨가제, 매개체로서 상기 활성 물질이 용해되지 않거나 거의 불용인 물 도는 유기 액체를 함유한다. 침강을 방지하는 데 도움을 주기 위해 매개체에 특정 유기 고체물질 또는 무기염을 용해시킬 수 있다.
따라서, 분무시킬 분말 또는 습윤성 분말을 얻기 위해서, 적합한 믹서에서 활성 물질을 부가적 물질과 완전히 혼합하고, 혼합물을 밀(mill) 또는 다른 분쇄기로 미분한다. 이로써 바람직한 습윤성 및 현탁성을 가진 분무용 분말이 얻어지고,이들은 임의의 소망하는 농도로 물에 현탁될 수 있고 이들 현탁핵은 매우 유리하게 이용될 수 있다.
습윤성 분말 대신에 페이스트 또는 현탁 농축물을 제조할 수 있다. 이들 페이스트의 제조 조건 및 형태 그리고 용도는 습윤성 분말 또는 분무용 분말의 경우와 유사하며, 필요한 미분 조작의 일부가 단순히 액상 매질 중에서 행해진다.
본 발명의 조성물의 성분들 사이의 상승적 상호작용은 광범위한 식물 병원균 및 세균에 대한 활성, 특히 피시움(Pythium)속, 파이토프소라(Phytophthora)속, 페로노스포라(Peronospora)속, 슈도페로노스포라(Pseudoperonospora)속, 브레미아(Bremia)속 및 알부고(Albugo)속을 포함하는 난균류(Oomycetes fungi)에 대한 활성을 증가시킨다.
본 발명의 조성물의 성분들 사이의 상승적 상호작용은 식물 특히 재배 식물을 보호하기 위해 유리한 치유성, 보호성 및 침투성 살균 활성을 가진다. 본 발명의 조성물은 미생물에 의해 감염되거나 병해를 받거나 파괴된 식물, 또는 예를 들면 재배 식물의 열매, 꽃, 화초, 잎, 줄기, 뿌리, 덩이줄기(tuber)와 같은 식물의 부분을 보호하는 데 이용할 수 있고, 그 결과 뒤에 성장하는 식물의 부분이 그러한 미생물로부터 보호될 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 침투성 활성을 나타낸다. 또한 상기 조성물은 종자(열매, 덩이줄기, 곡물 낱알)의 살균에 이용될 수 있고 식물 절단을 치유하고 토양에서 발생하는 식물 병원균에 대항하는 데 이용될 수 있다. 본 발명의 조성물은 식물 포용성이 양호하고 환경 문제가 없는 점(적용 비율이 낮음)으로 인해 특히 선호된다.
본 발명에 따른 활성 성분의 조합이 사용될 수 있는 다양한 재배 식물의 예로서 들 수 있는 것은, 밀, 보리, 호밀, 귀리, 쌀, 사탕수수 등과 같은 곡류; 사탕무, 사료 비트(fodder beet)와 같은 비트류; 사과, 배, 플럼, 복숭아, 아몬드, 버찌, 딸기, 나무딸기 및 검은 딸기와 같은 이과(梨果) 및 씨있는 열매 및 딸기류; 강낭콩, 렌즈콩, 완두, 대두 등의 콩과 식물; 평지(rape), 겨자, 양귀비, 올리브, 해바라기, 코코넛, 피마자유 나무, 코코아, 땅콩 등의 유성 식물; 호박, 작은 오이, 멜론, 오이, 스쿼시 응의 박과류(cucurbitaceae); 목화, 아마, 대마, 황마 등의 섬유질 식물; 오랜지, 레몬, 포도, 만다린 귤 등의 감귤류 실과; 시금치, 상추, 아스파라거스, 양배추 및 순무와 같은 유채과류, 당근, 양파, 토마토, 감자, 핫 페퍼 및 스위트 페퍼 등의 채소류; 아보카도, 계피, 캠퍼 나무 등의 월계수류 나무; 도는 옥수수, 담배, 견과, 커피, 사탕수수, 차, 포도 나무, 홉, 바나나, 고무 나무 등의 나무; 및 화초, 관목, 낙엽성 나무와 같은 장식용 나무 및 침엽수와 같은 상록수가 포함된다. 재배 식물의 이러한 목록은 본 발명의 예시를 목적으로 제시되는 것이며 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.
실시예
실시예 1-8에 예시된 제1 세트의 실험은 파이토프소라 인페스탄스(P. infestans) 및 피시움 울티멈[Pythium ultimum(P. ultimum)]을 이용하여 평가되었다.
재료 및 방법
메탈랙실에 민감하거나 내성인 여러 개의P. infestans의 분리체 접종에 사용했다. 오이로부터 분리한P. infestans의 분리체 중 하나를 사용했다.P. infestans의 포자낭을 감염된 감자 덩이줄기 슬라이슬글 수집하였고, 한편 (Potato Dextrose Agar; PDA) 배지를 진균과 함께 균질화함으로써P. ultimum의 접종원(inoculunm)을 제조했다.
P. infestans의 포자낭을P. infestans로 인해 유발되는 만성고조 병해의 제어를 평가하기 위해 감자 또는 토마토의 엽반 상에 도포하거나, 오이에서P. ultimum으로 인해 유발되는 마르는 병해의 제어 효능을 평가하기 위해 화분 내의 토양 혼합물에 적용했다.P. infestans를 사용한 시험은 18-21℃의 생육 쳄버에서 실행하였고,P. ultimum을 사용한 시험은 20-33℃의 온실에서 실행하였다.
실험 결과
실시예 1
엽반의 생물학적 정량에 의해 시험한 시험관 내 금속 이온 및
킬레이트제의 살균 작용
금속 이온 및 킬레이트제(본 명세서에서 "AG 조성물"이라 칭함)의 농도는 다음과 같다(단위는 g/L): ZnO, 66; 시트르산, 254; CuSO4ㆍ5H2O, 104.
AG 조성물은 도 1에 에시된 바와 같이,P. infestans in vitro의 포자낭에 대해 강한 살균 작용을 나타냈다. AG 조성물을 0.06%의 활성 성분이 되도록 희석했을 때, 포자낭의 발아는 2개의P. infestans분리체, US-7 및 Reem에서 각각 82%및 93%로 감소되었다.
토마토 엽반에서의 만발성 마름병 병해의 정도가P. infestans분리체 367 및 317에서의 AG 조성물 50 ppm을 사용하여 각각 86% 및 79% 만큼 억제되고(도 2), AG 조성물 100 ppm을 사용하여 각각 81% 및 87% 만큼 억제되었다(도 3). 분리된 미브타힘(Mivtahim)을 사용하여 조성물 62 ppm으로 완전한 억제가 얻어졌다(데이터 제시되지 않음). 도 4는 AG 조성물의 활성 성분 0.12%에서 병해가 완전히 억제됨을 보여준다. AG 조성물을 0.25%의 활성 성분으로 사용하였을 때 약간의 식물병독이 나타났다. 슈도페로노스포라 큐벤시스의 메탈랙실 내성 분리체로 접종한 멜론 엽반에서 AG 조성물 50-100 ppm이 노균병의 발생을 거의 완전히 억제했다(데이터 제시되지 않음).
실시예 2
시험관 내 진균의 제어에서 인산(PA) 또는 아인산칼륨(PP)을 사용하여 적용한
AG 조성물의 상승 효과
토마토 엽반에서의 만발성 마름병의 제어에서 인산(PA) 또는 아인산칼륨(PP)과 조합한 AG 조성물의 효과를 다음과 같이 평가하였다: AG 조성물, PA 및 PP를 별도로 적용했을 때, 그리고 AG 조성물을 PA 또는 PP와 조합하여 적용했을 때 투여량 반응 곡선을 실행했다. Wadely에 따른 상승 인자(synergy factor; SF)를 얻기 위해 ED90값(대조-접종 엽반에 상대적으로 처리된 엽반에서 병해의 90% 억제를 유발하는 데 필요한 농도)을 이용했다. SF 값이 1보다 큰 것은 상승 작용이 있음을 나타낸다. 하기 표 1은 AG 조성물 + PA 및 AG 조성물 + PP 조합 모두에서 1:1 또는 2:1 비율에서 상승 효과가 있음을 명확히 보여준다. 따라서, 엽반의 생물학적 정량에서 AG 조성물 및 PA 또는 PP의 상승 효과가 충분하다는 것이 입증된다. 이 예는 AG 조성물과 함께 투여된 H3PO3및 KH2PO3가 모두 각 성분 단독의 ED90보다 낮은 ED90을 가지는 것을 가리킨다.
표 1: 토마토 엽반에서의 P. infestans 제어에서 AG 조성물과 인산(PA) 또는 아인산칼륨(PP) 사이의 상승적 상호작용
화합물 또는 혼합물 ED 90 상승 인자(SF)
AG* 101
H3PO3 45
K3PO3** 130
AG+H3PO3(1:1) 31 2.0
AG+H3PO3(2:1) 40 1.8
AG+K3PO3(1:1) 102 1.1
AG+K3PO3(2:1) 41 2.7
* 고형분 49%
** KH2PO316%
실시예 3
전 식물 분석에서의 균류 제어에서 아인산칼륨(PP)과 함께 적용한
AG 조성물의 상승 효과
온전한 단지에 담긴 토마토와 감자에서P. infestans에 의해 유발된 만발성 마름병 제어에 인산(PA) 또는 아인산칼륨(PP)과 조합한 AG 조성물의 효과를 실시예2와 같이 평가했다. 하기 표 2는 AG 조성물 및 PP가 토마토의 경우 1:3의 비율 및 감자의 경우 1:1의 비율에서 상승적 상호작용을 하는 것을 명백히 보여준다.
표 2: 토마토 및 감자에서의 P. Infestans 제어에서 AG 조성물과 PP 사이의 상승적 상호작용
화합물 또는 혼합물 ED 90 상승 인자(SF)
토마토 -
AG 0.71 -
K3PO3 1.10
AG+K3PO3(1:1) 0.98 0.9
AG+K3PO3(1:3) 0.66 1.4
AG+H3PO3(3:1) 0.91 0.9
감자
AG 0.54
K3PO3 0.52
AG+K3PO3(1:1) 0.35 1.5
AG+K3PO3(1:3) 0.68 0.8
AG+K3PO3(3:1) 0.59 0.9
실시예 4
균류 제어에서 분무에 의해 식물에 투여했을 때 아인산칼륨(PP)과 함께 적용한
AG 조성물의 상승 효과
균류의 제어에서 분무에 의해 식물에 투여했을 때 아인산칼륨(PP)과 조합한 AG 조성물의 효과를 실시예 2와 같이 평가했다. 하기 표 3은 AG 조성물 및 PP가 토마토의 경우 1:3의 비율 및 감자의 경우 1:1과 1:3의 비율에서 상승적 상호작용을 하는 것을 명백히 보여준다.
표 3: 감자 및 토마토에서 AG 조성물+K 3 PO 3 40%(Australia)를 사용한 P. infestans 의 제어
처리 토마토 감자
AG (활성성분%) 억제 (제어 %) ED 90 상승 인자 (SF) ED 90 억제 (제어 %) 상승 인자 (SF)
0.12 0 75
0.25 13 78
0.5 25 78
1.0 44독성 1.73 ---- 85독성 0.88 ----
K 3 PO 3 (활성성분%)
0.12 50 83
0.25 63 63
0.5 86 85
1.0 98 0.55 ---- 90 0.70 ----
AG+K 3 PO 3 (1:1 비율)
0.12 38 70
0.25 56 78
0.5 76 80
1.0 94 0.73 1.1 98 0.55 1.4
AG+K 3 PO 3 (1:3 비율)
0.12 81 78
0.25 85 78
0.5 86 93
1.00 99 0.43 1.5 100 0.35 2.1
AG+K 3 PO 3 (3:1 비율)
0.12 38 70
0.25 38 70
0.5 38 85
1.00 69 1.47 0.8 63 0.94 0.9
실시예 5
균류 제어에서 분무에 의해 식물에 투여했을 때 인산(PA)과 함께 적용한
AG 조성물의 상승 효과
균류의 제어에서 분무에 의해 식물에 투여했을 때 인산(PA)과 조합한 AG 조성물의 효과를 실시예 2와 같이 평가했다. 하기 표 4는 AG 조성물 및 PA가 토마토의 경우 1:1, 5:1 및 10:1의 비율 및 감자의 경우 1:1의 비율에서 상승적 상호작용을 하는 것을 명백히 보여준다.
표 4: 감자 및 토마토에서 AG 조성물+H 3 PO 3 사용한 P. infestans 의 제어
처리 토마토 감자
AG (활성성분%) 억제 (제어 %) ED 90 상승 인자 (SF) ED 90 억제 (제어 %) 상승 인자 (SF)
0.12 25 62
0.25 50 75
0.5 50 82
1.0 63독성 1.49 ---- 97 0.57 ----
H 3 PO 3 (활성성분%)
0.01 13 25
0.02 13 37
0.05 19 49
1.0 31 2.52 ---- 62 1.50 ----
AG+H 3 PO 3 (1:1 비율)
0.12 83 ----
0.25 83 85
0.5 100 독성 85
1.0 94 독성 0.32 5.8 100 0.45 1.8
AG+H 3 PO 3 (5:1 비율)
0.12 58 62
0.25 75 68
0.5 81 독성 75
1.00 94 독성 0.79 2.0 77 1.09 0.6
AG+H 3 PO 3 (10:1 비율)
0.12 58 62
0.25 75 82
0.5 81 독성 82
1.00 94 독성 0.66 2.4 97 독성 0.56 1.2
실시예 6
P. ultimum 제어에서 인산(PA) 또는 아인산칼륨(PP)과 함께 적용한
AG 조성물의 상승 효과
P. ultimum을 사용하여 다른 일련의 실험을 행하였다. 균류를 10 ml의 상기 화합물 또는 그 혼합물(1:1 비율에 한함)로 침지시킨 기재(토탄+펄라이트, 1:1 비율, v/v)와 혼합하고 오이 종자를 심었다. 잘록병(damping-off disease)의 발생을 1주일 후에 모니터하였다. 그 결과 병해를 완전 제어하는 데 AG 조성물 단독인 경우 0.5%가 필요하였고, 반면에 0.06%+0.06%+의 AG+PA 또는 0.12%+0.12%의 AG+PP를 함유하는 혼합물은 동일한 수준의 병원체 제어를 달성하기에 충분하였다(데이터 제시되지 않음).
따라서, 이상과 같은 모든 실시예는 난균류의 병원균이 AG 조성물, 인산 및 아인산칼륨 화합물 각각에 대해 감수성을 가지는 것을 나타낸다. 그러나, 난균류는 AG 조성물과 인산 또는 아인산칼륨의 조합에 대해 더욱 민감하다. 이러한 감수성은 이들 화합물이 토마토 엽반에서의 만발성 마름병, 토마토와 감자 식물에서 잎에 적용한 후의 균류 병해, 및 토양 침지 후 오이에서의 잘록병을 제어하는 능력으로 표현되었다.
실시예 7-10에 예시된 또 다른 일련의 실험은 다음과 같은 성분(단위: g/L)을 포함하며 이하에서 "AG3"로 칭하는 조성물을 사용하여 행하였다: H3PO3101.4; KOH 145.5; 시트르산 46.8; ZnSO3ㆍ7H2O 9.2; CuSO4ㆍ5H2O 4.0(pH=6.8, 활성 성분 15%).
실시예 7
AG3 조성물에 의한 시험관내 Pythium aphanidermatum 균사체 성장의 억제
콜레스테롤 1.5%를 보충한 희석된 V-8 쥬스 아가(juice agar)에서 병원균Pythium aphanidermatum(P. aphanidermatum)을 배양했다. 상기 배지에 활성 성분 0 내지 0.3% 범위의 상이한 농도로 AG3 조성물을 보충했다.P. aphanidermatum의 균사체 디스크를 9 cm 판의 에지에 놓고 암소 내 25℃에서 24시간 배양한 후, 직교하는 콜로니 직경을 측정했다. AG3 조성물의 효과를 시판되는 살균제 Fosetyl-Al(Aliette 80% WP)와 추천 농도인 활성 성분 0.07%에서 비교했다. 그 결과(도 6)는 활성 성분 0.006% 또는 0.1%로 희석한 AG3 조성물이 시험관 내P. aphanidermatum방사상 성장을 50% 만큼 억제한 것을 나타내며, 이는 시판되는 살균제 Fosetyl-Al(Aliette)의 추천 투여량인 활성 성분 0.07%에 의한 억제와 동일한 수준이다.
실시예 8
AG3 조성물에 의한 오이 모종에서의 Pythium 잘록병의 억제
시판되는 분식 믹스(potting mix)(ProMix)를 모래와 혼합하고(1:5) ProMix-모래 혼합물 1 kg당 3 L의 표준이 되도록 수도물로 적셨다. 가압멸균되고 수계 침지액으로서 적용한 2×103cfu/ml의 난포자로 이루어진 V-8 쥬스-콜레스테롤 배양액에서 인위적 감염을 위한P. aphanidermatum접종원을 제조했다. AG3 조성물을 수도물로 상이한 농도가 되도록 희석하고 식재하기 전에 침지액으로서 첨가했다. AG3 조성물의 효능을 마찬가지로 추천 농도 0.07% 활성 농도로 적용된 시판 살균제Fosetyl-Al(Aliette)와 비교했다. ProMix 플랫(30×15×8cm)을 오이 종자로 파종하고(cv. Straight Eight), 생육실에서 배양했다. 10일 후, 잘록병으로부터 생존한 모종의 수를 기록하고 생존(모상체) 퍼센트를 계산했다. 각 처리의 세 가지 복체(replicate)를 완전히 무작위 구도로 배열하고 상기 실험을 최소한 1회 반복했다.
그 결과(도 7)는Pythium-접종 플랫에서 살균제 처리 안된 플랫에서는 식물이 생존하지 않았음을 나타낸다. 반면에, 활성 성분 0.1%의 AG3 조성물로 침지시킨Pythium-접종 플랫에서는 모든 식물(100%)이 생존했다. 추천 농도 0.07% 활성 농도로 적용된 시판 살균제 Aliette로 침지시킨Pythium-접종 플랫에서는 70-80%만 생존했다.
실시예 9
AG3 조성물에 의한 토마토 모종에서의 Rhizoctonia 잘록병의 억제
병원균Rhizoctonia solani의 균사체 바이오매스를 여과하고, 해리시킨 균사체(2×104cfu/ml)를 플랫 내의 ProMix에 첨가했다. 파종하기 전에 AG3 조성물을 수계 침지액으로서 세 가지 투여량, 즉 활성 성분 0.025%, 0.05% 및 0.1%로 적용하였다. 잘록병 징후를 나타내는 토마토 모종(cv Bonny Best)의 수효를 온실 내 25℃에서 21일간 배양한 후 헤아리고, 7일 후 발생된 모종의 수에 의거하여 잘록병 퍼센트를 계산했다.
R. solani에 의한 토마토 모종에서의 잘록병 발생은 인위적으로 감염시킨ProMix에 수계 AG3 조성물의 파종전 침지 적용에 의해 현저히 감소되었다. 활성 성분 0.1%의 AG3 조성물을 사용하여 달성한 병해 억제 수준은 미처리 대조군(예시되지 않음)에 비해 92%였다.
실시예 10
감귤류 모종에서의 Phytophthora 뿌리 병해의 억제
감귤류 모종(cv Walkmarina)을 플랫 내에서 발아시켰다. AG3 조성물을 1개월된 모종에 수계 침지액으로서 세 가지 투여량, 즉 활성 성분 0.1%, 0.5% 및 1%로 적용하였다. 오직 물(0%)로 처리한 것을 대조군으로 삼았다. 24시간 후 모든 모종을 꺼내고, 세척하여 뿌리를 접종원 현탁액 중에 8시간 동안 침지하였다. 5일된 배지의 유주자(zoospore)를 멸균 냉수로 세척하여 병원균Phytophthora citrophthora(P. citrophthora)의 접종원을 제조했다. 접종된 모종을 물로 포화시킨 모래가 채워진 6인치 화분에 심었다. 세 가지 상이한 투여량의 AG3 조성물 또는 물만 사용한 대조군을 수계 침지액으로서 식재 후 화분에 적용했다. 접종 후 6주째에 모종을 꺼내고 건강한 잔 뿌리의 수와 잎의 수를 기록했다.
표 5는P. citrophthora에 감염되고 활성 성분 0.1%의 AG3 조성물로 처리된 감귤류 모종은 감염되고 살균제 처리 안된 모종보다 11.3배 많은 뿌리 및 9.8배 많은 잎을 발생시킨 것을 나타낸다.
표 5: AG3 조성물을 사용한 감귤류 모종의 Phytophthora citrophthora 뿌리 병해의 제어
처리 뿌리의 평균 수효 잎의 평균 수효
미감염 대조군 6.9 4.3
감염 대조군 1.2 0.9
AG3 0.1% 13.5 8.8
AG3 0.5% 10.2 3.9
AG3 1% 12.3 8.2

Claims (35)

  1. 식물에서의 병원성 생물체의 성장을 제어하기 위한 조성물로서,
    1종 이상의 금속 이온; 1종 이상의 킬레이트제(chelating agent); 및 인산 및/또는 그의 염 또는 수화물을 유효량 포함하고, 상기 조성물이 농업적으로 적합한 담체(carrier) 또는 매개체(vehicle) 내에 존재하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 산성화제(acdifying agent)의 유효량을 추가로 포함하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 1종 이상의 보호성 콜로이드, 접착제, 증점제(thickening agent), 침투제(penetrating agent), 안정화제, 격리제(sequestering agent), 비료, 동결방지제, 방수제(repellent), 색 첨가제, 부식 억제제, 발수제(water-repelling agent), 건조제(siccative), UV-안정화제, 안료, 염료 및 폴리머를 추가로 포함하는 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 이온이 구리, 아연, 망간, 칼슘, 철 또는 알루미늄인 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 킬레이트제가 아미노폴리카르복실레이트, 하이드록시카르복실레이트 또는 아미노산인 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아미노폴리카르복실레이트가 EDTA, EDDHA, HEDTA 또는 DTPA인 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하이드록시카르복실레이트가 시트레이트, 사카레이트, 글루코네이트 또는 글루코헵토네이트인 조성물.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 아미노산이 글리신인 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인산염이 K2HPO3, KH2PO3, Na2HPO3또는 NaH2PO3인 조성물.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 산성화제가 시트르산(citric acid), 풀브산(fulvic acid), 리그노설포네이트(lignosulfonate) 또는 황산인 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인산, 그의 염 또는 수화물이 습윤 상태의 상기 조성물의 약 10 내지 약 70 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 금속 이온이 습윤 상태의 상기 조성물의 약 1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 킬레이트제가 습윤 상태의 상기 조성물의 약 1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 산성화제가 습윤 상태의 상기 조성물의 약 1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 고체, 분말, 액체, 페이스트(paste) 또는 스프레이(spray)의 형태인 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 병원성 생물체가 균류(fungi) 또는 박테리아인 조성물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 균류가 파이토프소라(Phytophthora), 페로노스포라(Peronospora), 슈도페로노스포라(Pseudoperonospora), 피시움(Phythium), 리족토니아(Rhizoctonia), 브레미아(Bremia) 및 알부고(Albugo)로부터 선택되는 조성물.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 박테리아가 슈도모나스(Pseudomonas), 크산토모나스(Xanthomonas) 및 에르위니아(Erwinia)로부터 선택되는 조성물.
  19. 식물에서의 병원성 생물체의 성장을 제어하기 위한 방법으로서,
    1종 이상의 금속 이온; 1종 이상의 킬레이트제; 및 인산 및/또는 그의 염 또는 수화물을 포함하며, 농업적으로 적합한 담체 내에 존재하는 조성물의 유효량을 상기 식물 또는 상기 식물을 둘러싼 토양에 접촉시키는 단계를 포함하고,
    그 접촉 결과 상기 식물에서의 상기 병원성 생물체의 성장이 제어되도록 하는
    병원성 생물체의 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 조성물이 산성화제를 추가로 포함하는 병원성 생물체의 제어 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 금속 이온이 구리, 아연, 망간, 철, 칼슘 또는 알루미늄인 병원성 생물체의 제어 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 킬레이트제가 아미노폴리카르복실레이트, 하이드록시카르복실레이트 또는 아미노산인 병원성 생물체의 제어 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 아미노폴리카르복실레이트가 EDTA, EDDHA, HEDTA 또는 DTPA인 병원성 생물체의 제어 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 하이드록시카르복실레이트가 시트레이트, 사카레이트, 글루코네이트 또는 글루코헵토네이트인 병원성 생물체의 제어 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 아미노산이 글리신인 병원성 생물체의 제어 방법.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 인산염이 K2HPO3, KH2PO3, Na2HPO3또는 NaH2PO3인 병원성 생물체의 제어 방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 산성화제가 시트르산, 풀브산, 리그노설포네이트 또는 황산인 병원성 생물체의 제어 방법.
  28. 제19항에 있어서,
    상기 인산, 그의 염 또는 수화물이 습윤 상태의 상기 조성물의 약 10 내지 약 70 중량%의 양으로 존재하는 병원성 생물체의 제어 방법.
  29. 제19항에 있어서,
    상기 금속 이온이 습윤 상태의 상기 조성물의 약 1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 병원성 생물체의 제어 방법.
  30. 제19항에 있어서,
    상기 킬레이트제가 습윤 상태의 상기 조성물의 약 1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 병원성 생물체의 제어 방법.
  31. 제20항에 있어서,
    상기 산성화제가 습윤 상태의 상기 조성물의 약 1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하는 병원성 생물체의 제어 방법.
  32. 제19항에 있어서,
    상기 조성물이 고체, 분말, 액체, 페이스트 또는 스프레이의 형태인 병원성 생물체의 제어 방법.
  33. 제19항에 있어서,
    상기 병원성 생물체가 균류 또는 박테리아인 병원성 생물체의 제어 방법.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 균류가 파이토프소라, 페로노스포라, 슈도페로노스포라, 피시움, 리족토니아, 브레미아 및 알부고로부터 선택되는 병원성 생물체의 제어 방법.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 박테리아가 슈도모나스, 크산토모나스 및 에르위니아로부터 선택되는 병원성 생물체의 제어 방법.
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