KR20130134294A

KR20130134294A - 고추병해 방제용 조성물 및 이를 이용한 고추병해의 방제방법

Info

Publication number: KR20130134294A
Application number: KR1020120057715A
Authority: KR
Inventors: 이영근; 김용균; 홍용표; 전미현; 천원수
Original assignee: 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2013-12-10
Also published as: KR101407191B1

Abstract

본 발명은 곤충병원세균으로부터 분리한 살충활성 물질의 새로운 용도에 관한 것으로, 특히 이를 이용한 고추병해 방제용 조성물 및 고추병해 방제방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 제노랍두스 네마토필라 K1의 살충성 대사물질로 알려진 인돌의 새로운 효능을 확인하고, 이러한 결과를 토대로 고추역병 또는 고추탄저병의 방제제로서의 인돌의 새로운 용도를 제공한다. 본 발명의 고추병해 방제용 조성물은 고추역병 또는 고추탄저병을 방제하는 유효성분으로 인돌(indole)을 포함한다. 또한, 본 발명에서는 고추역병 또는 고추탄저병을 방제하기 위해, 고추가 정식될 또는 정식된 근권토양이나 고추의 지상부에 인돌(indole)을 처리하는 것을 포함하는 고추병해의 방제방법이 제공된다. 본 발명은 고추역병 또는 고추탄저병을 예방 및 치료할 수 있는 효과적인 방법으로서 널리 사용될 수 있으며, 특히 효과가 저조하고 내성 발생 등 많은 문제가 있던 기존의 화학농약을 대체하여 널리 이용될 수 있다.

Description

고추병해 방제용 조성물 및 이를 이용한 고추병해의 방제방법{Composition for controlling the diseases of red pepper plants and control method using it}

본 발명은 곤충병원세균으로부터 분리한 살충활성 물질의 새로운 용도에 관한 것으로, 특히 이를 이용한 고추병해 방제용 조성물 및 고추병해 방제방법에 관한 것이다.

한국 고추산지에서 매년 10여종의 병이 발생하고 있지만(Seo 등, 2011), 이 가운데 역병과 탄저병에 의한 피해가 가장 큰 것으로 알려져 있다. 고추역병(Phytophthora capsici)은 고추 재배 시 생산량을 크게 저하시키는데, 일단 발생되면 치료가 거의 불가능하여 현재로서는 병 발생을 예방하는 것이 최선의 방책으로 알려져 있다. 역병방제를 위해 현재 저항성품종의 재배, 윤작 등의 방법도 행해지고 있으나, 그다지 효과를 거두지 못하고 있다. 고추탄저병은 고추역병과 더불어 고추 생산에 커다란 장애가 되는 요인으로, 잎, 줄기, 과일에 병을 일으키며, 주로 성숙한 과일에 발생하는 과일탄저병에 의한 피해가 95% 이상으로 가장 크다. 고추탄저병은 병든 부위를 일찍 제거하고 수확 후 병든 식물체의 잔재물을 모두 제거하여 이듬해의 전염원을 줄여 병 발생을 예방하는 것이 방책으로 알려져 있다.

70여종과 40여종의 식물보호제들이 탄저병과 역병을 대상으로 품목고시(Korea crop protection association, 2011) 되어 있지만, 그 방제효과가 크지 못하다. 또 고추탄저병과 역병을 대상으로 등록된 생물농약도 별로 없다(Industrial evaluation agency for Gyeongbuk province, 2007). 이들 병에 대해 지금까지 가장 효율적인 것으로 알려진 방제법은 유기합성된 살균제를 이용한 화학적 방제방법이다. 그러나 이러한 화학적 방제는 화학농약의 과다 사용으로 인한 저항성 획득, 잔류독성, 토양의 산성화, 인축의 독성, 천적에 미치는 영향과 식수원의 오염 및 생태계 파괴 등의 많은 문제를 불러오고 있어, 이를 대체하여 고추병해에 적용할 수 있는 저 독성이고 친환경적인 농약의 개발이 절실하게 요구되고 있다.

제노랍두스 네마토필라 K1(Xenorhabdus nematophila K1)은 곤충기생선충 슈타이너네마 카르포캅사에(Steinernema carpocapsae)에서 분리된 곤충병원세균이다(Park 등, 1999). 이 세균이 생성하는 대사산물 벤질리덴아세톤의 식물병원균에 대한 항균력이 보고되었다(Yi 등, 2007). 그 후, 제노랍두스 네마토필라 K1(X.nematophila K1)이 생성하는 또 다른 물질 인돌이 분리되어 그 살충효과가 알려졌다(Seo, 2012). 인돌 화합물은 자연상태에서 식물체 또는 세균의 대사산물로 많이 보고되어 있으며(Kim 등, 1991; Pedras와 Hosain, 2011), 인체 병원균에 대한 항균작용(Sung, 2008; Lee and Wood, 2009)은 물론 인돌화합물의 식물병원균에 대한 항균작용과 인돌화합물을 이용한 식물병 방제효과도 보고되고 있다(Kim 등, 2005; Kim 등, 2007; Pedras와 Hosain, 2011).

대한한국 등록특허공보 제10-0946633호에서는 미생물 유래 대사물질의 하나로 3-아세틸-1-프로파놀, 3-메틸-1-부타놀 등과 함께 인돌을 제시하고, 이들을 유효성분으로 하는 조성물의 식물생장촉진 및 식물병 방제 효과를 개시하고 있다.

그러나 선행논문이나 특허문헌 어디에서도 인돌이 고추역병이나 고추탄저병에 대해 직접적인 방제효과가 있음을 개시 또는 시사하고 있지 않다.

대한한국 등록특허공보 제10-0946633호

Industrial evaluation agency for Gyeongbuk province. 2007. Industrial road-map for bio-health in Kyeungbuk province(revised.). Daegu, Korea. 324pp. Kang, Y. and Chung, Y. 2003. Chemical screening for control of metalaxyl-resistant tobacco black shank disease. Res.PlantDis. 9:224-228. Kim, D., Kim, J., Shim, J. and Hwang, I. 2005. Synthesize indolederivates for control of tomato bacterial wilt. Program and abstract. 2005 Fall meeting of the Korean society of pesticide science. p.43. (abstract). Kim, H., Hong, K., Choi, G., Jang, K. and Rhyu, C. 2007. Control effect of indolebutylic acid(IBA) on rice blast. Kor. J. Pesti. Sci. 11: 313-319. Kim, J., Lee, E., Park, S. and Sin, G. 1991. Indole contents and microorganisms producing indole of traditional korean soybean paste. Environ. Research 11: 31-36. Korea crop protection association. 2011. Aguide to agrochemical usage. Seoul, Korea. 1,311pp. Lee, J. and Wood, T. 2009. Roles of indole compounds in pathogenic biofilm and virulence. 2009 KSBB spring meeting and international symposium. Kor. society for biotechnol. bioengineering. P.81. (abstract). Park, S., Jun, M., Chun, W., Seo, J., Yi, Y. and Kim, Y. 2010. Control effects of benzylidenacetone isolated from Xenorhabdus nematophila K1 on the diseases of red pepper plants. Res. PlantDis. 16:170-175. Park, Y., Kim, Y. and Yi, Y. 1999. Identification and characterization of a symbiotic bacterium associated with Steinernema carpocapsae in Korea. J. Asia-Pacific Entomol. 2:105-111. Pedras, S.and Hosain, S. 2011. Interaction of cruciferous phytoanticipins with plant fungal pathogens: indole glucosinolates are not metabolized but the correponding desulfo-derivatives and nitriles are. J. Phytochemistry 72: 2308-2316. Seo, J., Yi, Y., Kim, B., Hwang, J. and Choi, S. 2011. Disease Occurrence on red-pepper plants surveyed in northern Kyeungbuk province, 2007-2008. Res. PlantDis.17:205-210. Seo, S. 2012. Chemical identification and biological characterization of Phospholipase A2 inhibitors synthesized by entomopathogenic bacteria, Xenorhabdus nematophila and Photorhabdus temperata subsp. temperata. M.S.Thesis. Andong National Univ., Andong.(inpress). Sung, O. 2008. Antimicrobial effects and the mode of indole-3-carbinol against human pathogenic microorganisms. M.S. Thesis. Dept. microbiol. Kyungpook National Unive. 59 pp. Yi, Y., Park, H. W., Sony, S., Seo., J., Kim, Y. O., Shin, C. S. and Kim, Y. 2007. Identification of two entomopathogenic bacteria from nematode pathogenic to the oriental beetle, Blitopertha orientalis. J. Microbiol. and Biotech.17:968-978.

본 발명은, 제노랍두스 네마토필라 K1의 살충성 대사물질로 알려진 인돌의 새로운 효능을 확인하고 그에 따른 용도를 제공하고자 하는 것으로, 특히 인돌의 고추역병과 탄저병에 대한 방제효과를 확인하고, 이를 이용한 고추병해 방제용 조성물 및 고추병해 방제방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서는 제노랍두스 네마토필라 K1의 배양액으로부터 분리한 성분이 인돌(indole)임을 확인하고, 고추 역병균, 탄저병균에 대한 인돌의 항균력을 조사하였으며, 그 결과 인돌이 고추 역병균과 탄저병균의 균사신장을 강하게 억제하는 것을 확인하였다. 그리고 이러한 항균력은 자연상태의 태양 조사 조건 아래에서 60일 이상 유지되었으며, 토양수에서도 상실되지 않았다. 인돌의 고추 역병균 및 탄저병균에 대한 방제효과는 포트실험을 통해 확인되었으며, 또한 실제 고추밭에서 행해진 현장 방제실험에서도 고추를 밭에 정식하기 전에 인돌 현탁액을 토양에 살포하고 10일 간격으로 고추의 지상부에 살포한 결과 약 30%의 주요 병해 발생 감소를 가져오는 것으로 확인되었다.

상기와 같은 실험결과를 토대로 본 발명에서는,

고추역병 또는 고추탄저병을 방제하는 유효성분으로 인돌(indole)을 포함하는, 고추병해 방제용 조성물이 제공된다. 바람직하게는, 상기 조성물은 방제제로 사용시 인돌(indole)을 50~1,000 ㎍/㎖의 유효량으로 포함하며, 여기에는 소비자에게 제공되는 조성물이 상기 범위로 인돌을 포함하는 것은 물론, 최종 소비자가 사용시 상기 범위로 희석하여 사용하는 경우도 포함한다. 또한, 본 발명의 조성물은 농용전착제를 더 포함할 수 있다. 이때 전착제는 공지된 사용량의 범위 내에서 본 발명의 조성물에 포함될 수 있다. 이밖에도 본 발명의 조성물에는 농약에 사용가능한 통상의 첨가제가 더 포함될 수 있다.

또한, 상기와 같은 실험결과를 토대로 본 발명에서는,

고추역병 또는 고추탄저병을 방제하기 위해, 고추가 정식될 또는 정식된 근권토양이나 고추의 지상부에 인돌(indole)을 처리하는 것을 포함하는 고추병해의 방제방법이 제공된다. 본 발명에서 용어 "처리"는 특별히 한정하지 않는 한, 관주, 살포, 혼합 등 공지된 방제제의 처리방법을 모두 포함하는 의미이다. 용어 "고추의 지상부"는 고추의 잎, 줄기, 열매를 포함한 지상부를 모두 포함하는 의미이다.

본 발명에서 제공하는 고추병해의 방제방법은, 바람직하게는 상기 고추가 정식될 또는 정식된 근권토양에, 10~100 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 처리하는 것을 포함한다. 이때 처리는, 특히 정식 전 토양에 조성물을 살포 등의 방법으로 혼합처리하는 것과 정식 전후의 관주 및 살포를 포함한다. 또한, 본 발명의 고추병해의 방제방법은, 바람직하게는 정식된 고추의 지상부에, 100~1,000 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포하는 것을 포함하며, 더욱 바람직하게는 고추의 지상부에 200~500 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포한다. 본 발명의 고추병해 방제방법의 바람직한 실시 예는, 고추가 정식될 근권토양에 50~100 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 처리하고, 고추를 정식한 후, 고추의 지상부에 5~20일 간격으로 200~500 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포한다. 이때 더욱 바람직하게는 상기 고추가 정식될 근권토양에 80~100 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 처리하고, 고추를 정식한 후, 고추의 지상부에 7~15일 간격으로 200~300 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포한다. 또한, 바람직하게는 상기 인돌을 함유하는 조성물은 농용전착제를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서는, 제노랍두스 네마토필라 K1의 새로운 살충성 대사물질로 알려진 인돌이 고추역병과 탄저병에 대한 방제효과를 있음을 확인하고 인돌을 고추역병과 탄저병에 대한 방제제로 제공한다. 지금까지 고추역병과 탄저병은 고추병해 중에서도 가장 피해가 크면서도 방제가 어려웠다. 본 발명은 곤충병원세균으로부터 분리 동정한 살충물질인 인돌의 고추역병과 탄저병에 대한 방제효과를 현장적용을 통해 확인함으로써 실제 농업현장에서 적용이 가능한 새로운 방제제 및 방제방법을 제공할 수 있다. 특히, 현재 토양전염성 병인 담배 역병을 방제하기 위해 사용되는 침투성 살균제인 matalaxyl 수화제가 고추에 대해서는 약해 발생으로 근권토양에 관주법을 적용하지 못하고 경엽처리에만 의존하는데 비해, 인돌을 유효성분으로 하는 본 발명의 방제제 조성물은 인돌 100 ㎍/㎖ 처리에서 약해를 발생시키지 않으면서 역병을 방제할 수 있기 때문에, 경엽살포에만 의존하는 metalaxyl 수화제보다 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 방제제 조성물은 자연 일조조건 아래에서 인돌의 항균력이 60일 이상 유지될 수 있기 때문에 잦은 살포를 하지 않고도 높은 방제효과를 유지할 수 있다.

도 1은 인돌을 함유한 배지의 방제효과 실험 결과로, a는 고추 역병균, b는 탄저병균, c는 고추 풋마름병균, d는 무름병균, e는 세균성점무늬병균, 그리고 f는 궤양병균을 각각 배지에 접종하고 28℃에서 배양을 실시한 결과이다.
도 2는 인돌을 함유한 배지를 자연 태양광선 아래에서 보존한 후 고추 역병균과 탄저병균에 대한 방제효과를 실험한 결과이다. 도 2의 a, b는 배지를 자연 태양광선 아래에서 15일과 60일간 각각 보존한 후 고추 역병균을 접종하고 배양한 결과이며, c, d는 배지를 자연 태양광선 아래에서 15일과 60일 간 각각 보존한 후 각각 고추 탄저병균을 접종하고 배양한 결과이다.
도 3은 밭 토양을 통과시킨 각 농도의 인돌 현탁액을 함유한 배지에서 고추 역병균에 대한 방제효과를 실험한 결과이다.
도 4는 인돌의 약해효과에 관한 것으로, 도 4의 a, b은 각각 200 ㎍/㎖ 및 250 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 토양에 관주한 경우이며, c는 1,000 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 고추 잎과 줄기에 살포한 경우이다.
도 5는 인돌의 고추 역병 방제효과에 관한 것으로서, a는 토양에 인돌을 처리하지 않은 무처리 대조군의 사진이고, b는 토양에 인돌 현탁액을 혼합한 후 고추 모를 이식하고 고추 역병균 현탁액을 관주한 시험군의 사진이다.
도 6은 탄저병균이 접종된 고추 열매에 100 ㎍/㎖ 내지 500 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 살포하고 고추 열매의 병반 형성 정도를 관찰한 실험결과이다.
도 7은 인돌 및 벤질리덴아세톤(benzylidenacetone, BZA)을 고추 정식 전에 토양에 살포하고, 고추를 상기 토양에 이식한 뒤 10일 간격으로 이식한 고추의 지상부에 상기 인돌 및 벤질리덴아세톤을 살포한 실험결과로, a는 고추 역병, b는 탄저병, c는 무름병, d는 검은곰팡이병 방제실험 결과이다.
도 8은 인돌 현탁액을 살포한 시험군에서 수확한 고추 열매의 건조 무게를 대조군 및 BZA 처리군과 비교한 결과이다.

이하 구체적인 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[재료 및 방법]

고추품종, 사용병원균 및 시약

고추 모는 시판되고 있는 종자(품종: 임금님)를 파종하고 육묘하여 사용하였다. 인돌(Aldrich, USA)은 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO, Hayashi Pure Chemical Ind.)에 용해시켜 100,000 ㎍/㎖의 용액으로 만든 후, 증류수로 희석하여 사용하였다. 고추 역병균(Phytophthora capsici, KACC40483)과 탄저병균(Colletotrichum acutatum, KACC43125), 풋마름병균(Ralstonia solanacearum, KACC11171), 무름병균(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum, KACC11131), 세균성점무늬병균(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, KACC11158), 궤양병균(Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, ATCC20883)은 농촌진흥청 농업유전자원정보센터로부터 분양받았으며, 감자한천평판배지(PDA, Difco, USA)에서 28℃로 일주일간 배양하여 사용하였다.

인돌의 동정

X. nematophila K1(KACC 91136) 배양액을 에틸아세테이트(ethyl acetate, EtOAc)로 추출, 농축하여 얻은 잔류물을 관크로마토그래피로 1차 정제한 후 박막크로마토그래피로 2차 정제하여 Rf= 0.47 (EtOAc:hexane=9:1)인 단일 성분을 분리하였다. 이 미지의 성분을 NMR과 원소분석으로 구조를 확인한 결과 인돌(indole)로 동정 되었으며, Aldrich사에서 구입한 시약 인돌과 비교분석 한 결과 동일 물질임을 확인하였다.

¹HNMR (400MHz, CDCl₃) δ= 8.0 (br s, 1H), 7.6 (d, J= 8.0 Hz, 1H), 7.3 (dd, J=8.0, 0.8Hz, 1H), 7.2-7.1 (m, 2H), 7.05 (td, J=8.0, 0.8Hz, 1H), 6.50-6.47 (m, 1H); ¹³CNMR (400MHz, CDCl₃) δ= 135.9, 127.9, 124.3, 122.1, 120.9, 119.9, 111.2, 102.7; Elemental Analysis: calcd C 82.02%, H 6.02%, N 11.96%; found C 82.01%, H 6.27%, N 11.72%.

항균력 조사

각각 인돌 250 ㎍/㎖ 및 500 ㎍/㎖가 첨가된 감자한천평판배지의 중앙에 직경 6㎜ 크기의 고추 역병균 또는 탄저병균의 콜로니를 각각 접종하여 28℃로 일주일간 배양하였다. 이렇게 배양된 병원 곰팡이의 콜로니 직경을 인돌이 함유되지 않은 배지에서 자란 병원 곰팡이의 콜로니 직경과 비교하였다. 균주 별 3개의 페트리 접시(petri dish) 씩 3반복으로 조사하였다. 또한, 영양(nutrient)한천평판배지(Difco, USA)에 고추 풋마름병균과 무름병균, 세균성점무늬병균, 궤양병균의 현탁액(10⁹cfu/㎖)를 도말하고, 그 위에 BZAㆍindoleㆍoxindole의 약제현탁액(1,000 ㎍/㎖)을 흡수시킨 여과지(직경 6㎜)를 올려 놓았다. 이 세균들을 30℃로 이틀 동안 배양한 후 형성되는 세균 억제원을 조사하였다. 균주별 3 페트리 접시 씩 3반복으로 조사하였다.

항균력 지속기간 조사

인돌 250 ㎍/㎖를 함유한 감자한천평판배지를 자연 태양광선 아래 각각 15일 및 60일 간 보존한 후, 그 중앙에 직경 6 ㎜ 크기의 고추 역병균 또는 탄저병균의 콜로니를 각각 접종하여 28℃로 일주일간 배양하였다. 이렇게 배양된 병원 곰팡이의 콜로니 직경을 인돌이 함유되지 않은 배지에서 자란 병원 곰팡이의 콜로니 직경과 비교하였다. 균주 별로 3 페트리 접시 씩 3반복으로 조사하였다.

토양 입자에 흡착여부 조사

밭 토양을 넣은 비이커에 인돌 250∼1,000 ㎍/㎖의 현탁액을 토양이 잠길 정도로 붇고 하루 동안 보존하였다. 다음 날 인돌 현탁액을 수거하여 2,000rpm으로 원심분리한 후 상징액을 얻어 세균여과기를 통과시켰다. 이렇게 토양을 통과시킨 인돌 현탁액에 PDA(Difco)를 더하여 감자한천평판배지를 만들고, 그 중앙에 직경 6㎜의 고추 역병균의 콜로니를 접종하여 28℃에서 7일 동안 배양하였다. 배양이 끝난 고추 역병균의 콜로니 직경을 측정하여 무처리 감자한천배지에서 배양한 역병균 콜로니 직경과 비교하였다. 처리별 3 사례 씩 3반복으로 처리하였다.

약해 조사

플라스틱 화분(직경 25㎝, 높이 12.5㎝)에 심겨진 고추의 근권토양에 인돌 200 ㎍/㎖ 또는 250 ㎍/㎖ 의 현탁액을 각각 50 ㎖씩 관주하였다. 또 6 X 6 ㎝의 연결폿트에 심겨진 고추의 잎과 줄기에 인돌 250∼1,000 ㎍/㎖의 현탁액을 충분히 젖도록 살포하고, 일주일 동안 약해 발생 여부를 관찰하였다.

병해 방제효과 조사

1. 프라스틱 바트(60×30×15 ㎝)에 살균된 원예용 상토와 인돌 현탁액(100 ㎍/㎖) 300 ㎖를 혼합하여 넣고, 길이 30 ㎝ 내외의 고추 모를 6 포기 씩 이식하였다. 고추 모의 근권 토양에 고추 역병균의 현탁액을 포기 당 45 ㎖ 씩 관주하였다. 역병균 현탁액은 감자한천배지(직경 9 ㎝)에서 일주일간 배양한 역병균을 믹서에 갈아 살균수를 더해 90 ㎖로 희석하여 조제하였다. 처리별 6포기 씩 3반복으로 접종하였으며, 2 주일 후에 발병 정도를 관찰하였다. 또 충분히 자란 고추 열매의 표면에 곤충핀으로 상처를 준 후 고추 탄저병균 현탁액(10⁸spores/㎖)을 살포하였다. 한 시간 후에 인돌 100 ㎍/㎖, 200 ㎍/㎖, 250 ㎍/㎖ 및 500 ㎍/㎖의 현탁액을 각각 살포하였다. 인돌의 농도 별 고추 열매 6개 씩 3반복으로 처리하였다.

2. 경상북도 안동시 임하면 추월리 소재 고추 밭에서, 고추를 정식하기 전에 인돌 현탁액(100 ㎍/㎖)을 60 포기 당 20ℓ 씩 토양 위에 뿌려 주었다. 고추를 정식한 후 10일 간격으로 인돌 250 ㎍/㎖과 500 ㎍/㎖의 현탁액을 잎과 줄기에 살포하였으며, 인돌 현탁액에 0.05%의 함량으로 농용전착제(polyoxy ethylene alkyl aryl ether 10%, sodiumligno sulfonate 20%)를 넣어 사용하였다. 조사된 주요 병해 발생상황을 벤질리덴아세톤(benzylidenacetone, Aldrich 241091)으로 처리한 비교군 및 무처리 대조군과 비교하였다. 고추 역병은 발병주율(%)로, 고추 탄저병과 무름병은 발병과율(%)로, 세균성점무늬병은 발병 잎율(%)로 조사하였다. 처리별 60포기 씩 난괴법 3반복으로 처리하였다. 처리별로 12 포기에서 충분히 자란 홍고추 열매를 수확하여 건조한 무게를 조사하였다. 병에 감염되어 상품성이 없다고 판단되는 고추는 건조중 조사 대상에서 제외하였다.

[결과]

고추 역병균과 탄저병균에 대한 항균력

고추 역병균과 탄저병균 모두 인돌 500 ㎍/㎖은 물론 250 ㎍/㎖을 함유한 배지에서도 전혀 자라지 못하였다 (도 1의 a,b). 그러나 고추 풋마름병균, 무름병균, 세균성점무늬병균과 궤양병균에 대해서는, 살균증류수와 마찬가지로 1,000 ㎍/㎖의 약제 현탁액을 적신 여과지 주변에서도 생육억제원이 형성되지 않았다 (도 1의 c,d,e,f). 종래의 연구에서, Sung(2008)은 인돌화합물인 인돌-3-카르비놀(indole-3-carbinol, I3C)의 인체 병원세균에 대한 항균력을 조사하고, 그람음성균보다 그람 양성균에 대한 항균력이 강하였다고 하였다. Sung은 그람음성균이 I3C에 대해 저항성인 이유를 세포벽 외막의 LPS가 인돌화합물의 항균력을 억제하기 때문으로 설명 하였다. 그러나 본 발명의 실험에서는 인돌 1,000 ㎍/㎖의 처리에도 그람음성세균 5종은 물론 그람양성균인 고추 궤양병균에서도 억제효과가 나타나지 않았다. 따라서 본 실험을 통해 인돌은 고추 역병이나 탄저병 방제용 살균제로서의 가능성은 있으나, 고추의 세균병에 대한 방제용 농약으로의 가능성은 없다고 판단되었다.

자연조건에서의 항균력 지속기간

인돌 250 ㎍/㎖를 함유한 감자한천평판배지를 자연 태양광선 아래에서 15일 간 보존한 후 접종한 경우에도 고추 역병균과 탄저병균은 전혀 자라지 못하였다 (도 2의 a, c). 또한 태양광선 아래 60일간 보존한 배지에 접종한 경우에도 역병균과 탄저병균의 생육은 극히 부진하였다 (도 2의 b, d). 따라서 비로 인하여 씻겨나가지만 않는다면, 고추의 잎과 줄기에 뿌려준 인돌 현탁액 (250 ㎍/㎖)의 역병균과 탄저병균에 대한 방제효과는 두 달 이상 지속될 것으로 판단되었다.

토양수 속에서의 항균력

밭 토양을 통과시킨 인돌 현탁액으로 조제한 감자한천배지에서 고추 역병균을 배양한 결과, 토양을 통과시킨 인돌 현탁액으로 조제한 배지는 250 ㎍/㎖ 이상의 모든 인돌 농도에서 역병균이 전혀 자라지 못하였다 (도 3). 따라서 인돌은 토양 입자에 흡착되거나 불활성화 되지 않고, 토양수 속에서 활성을 유지하여 역병균의 생육을 억제할 수 있는 것으로 판단되었다.

약해 발생 농도

근권 토양에 250 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 관주한 고추는 잎의 가장자리가 말리기 시작하여 마침내 낙엽되는 약해 증상이 관찰되었다 (도 4의 b). 그러나 200 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 관주한 고추에서는 어떤 약해 증상도 관찰되지 않았다 (도 4의 a). 또 인돌 현탁액을 잎과 줄기에 살포한 경우에는 1,000 ㎍/㎖ 농도로 살포한 경우에도 약해 증상이 관찰되지 않았다 (도 4의 c). 인돌현탁액을 고추의 잎과 줄기에 살포하였을 경우에 비하여 고추의 근권토양에 관주하였을 경우에, 상대적으로 낮은 농도에서 약해가 발생한 이유는 확실하지 않다. 식물보호제 품목고시를 위한 약해시험 방법에 의하면, 식물보호제 사용을 위한 추천농도의 2배 농도로 사용하였을 때 식물에 약해를 발생시키지 않아야 한다. 따라서 인돌 현탁액을 고추의 근권토양에 관주할 경우에는 100 ㎍/㎖ 이하의 농도로, 고추의 잎과 줄기에 살포하기 위해서는 500 ㎍/㎖ 이하의 농도가 적당한 것으로 판단되었다.

병 방제효과

1. 인돌 현탁액(100 ㎍/㎖)을 토양에 혼합한 후 고추 모를 이식하고 역병균 현탁액을 관주한 결과, 인돌 현탁액을 토양에 혼합하지 않은 무처리 대조군의 고추는 90% 이상 역병에 감염되었으나, 인돌을 처리한 토양에 이식한 시험군의 고추는 약 30%만 역병에 감염되었다 (도 5). 따라서 100 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 토양에 관주하여도 역병 방제 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 고추 열매에 탄저병균을 접종하고 인돌 현탁액을 살포한 결과, 인돌 현탁액을 살포하지 않은 무처리 대조군의 고추에서는 100% 탄저병의 병반이 형성되었으나, 100∼250 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 살포한 시험군의 고추 열매에서는 병반 형성이 약 25%로 나타났고, 500 ㎍/㎖의 인돌 현탁액을 살포한 시험군의 고추 열매에서는 병반 형성이 약 10%에 불과하였다 (도 6). 앞의 약해시험에서 인돌 1,000 ㎍/㎖의 현탁액을 살포한 고추 잎에서도 약해 증상이 발생되지 않았기 때문에 (도 4), 적정 사용량인 500 ㎍/㎖ 미만의 인돌 현탁액을 살포하여 좋은 탄저병 방제효과를 얻을 수 있을 것으로 판단되었다.

2. 경상북도 안동시 소재 고추 밭에서 인돌 현탁액을 고추 정식 전 토양과 재배 중인 고추의 지상부에 살포하고, 주요 병해 발생 상황을 조사하였다 (도 7). 그 결과, 인돌 250 ㎍/㎖을 고추 지상부에 살포해 준 고추에서는 무처리 고추에 비하여 역병 발병 주율이 약 35%(도 7의 a), 탄저병 발병엽율은 35%(도 7의 b), 검은곰팡이병 발병엽율(도 7의 d)과 무름병 발병과율은 약 40% 감소하였다 (도 7의 c).

이러한 병 방제효과는 같은 농도의 BZA(benzylidenacetone)을 처리한 고추에서의 병 방제효과와 같은 수준이었다. 인돌 500 ㎍/㎖의 현탁액을 살포한 고추에서는 검은곰팡이병 감염과율이 약 10%로 인돌 250 ㎍/㎖의 처리구보다 우수한 방제 효과가 인정 되었다. 그러나 다른 세 종류의 병에 대한 방제효과는 인돌 250 ㎍/㎖와 500 ㎍/㎖가 같은 수준이었다. 고추 무름병균은 담배나방이 고추과일에 뚫고 들어간 구멍을 통하여 과실에 침입하는 것으로 알려져 있으며, 병원세균이 과실에 침입하는 다른 경로는 보고되어 있지 않다. 따라서 고추 무름병균에 대한 생육억제효과가 인정되지 않았음에도, 인돌을 살포한 고추에서 무름병에 의한 발병과율이 감소된 것은 인돌의 담배나방에 대한 살충효과에 기인되었을 가능성이 있는 것으로 생각되었다. 인돌 현탁액을 살포한 고추에서 수확한 과실의 건조중은 무처리 고추에 비하여 약 30% 증가하였으며 (도 8), 이러한 증수 효과는 병 방제효과에 의한 것으로 생각되었다. 그러나 인돌의 처리 농도에 따른 차이는 인정되지 않았으며, BZA 현탁액을 처리한 고추와의 차이도 인정되지 않았다.

위 실험 결과를 종합할 때, 가장 바람직한 실시예로서 인돌 100 ㎍/㎖ 현탁액을 토양에 살포하고, 고추를 정식한 후, 고추 재배 기간 중에 10일 간격으로 인돌 250 ㎍/㎖ 현탁액을 고추의 지상부에 살포할 경우 약 30%의 역병과 탄저병, 무름병, 검은곰팡이병을 방제할 수 있을 것으로 판단되었다. 그러나 인돌의 사용량이나 처리방법, 간격 등은 상황에 따라 조절될 수 있다. 담배 역병이나 고추 역병은 모두 토양전염성 병이다. 현재 토양전염성 병인 담배 역병을 방제하기 위해서 침투성 살균제인 matalaxyl 수화제를 담배 근권 토양에 관주하는 방법이 이용되고 있다(Kang and Chung, 2003). 그러나 고추에서는 약해가 발생하기 때문에 근권토양에 대한 metalaxyl 수화제 관주법을 사용하지 못하고, 약제 경엽처리에 의한 지상부 보호에 의존하고 있다(Korea crop protection association, 2007). 그러나 본 발명에 따르면 인돌 100 ㎍/㎖ 현탁액을 처리한 토양에서도 고추에 약해를 발생시키지 않고 역병을 방제할 수 있기 때문에, 경엽살포에만 의존하는 metalaxyl 수화제보다 인돌이 고추 주요 병해 방제에 효과적으로 사용될 수 있다. 또한 자연 일조조건 아래에서 인돌의 항균력이 60일 이상 유지될 수 있는 것으로 조사되었기 때문에, 비가 자주 오지 않는다면 약제 살포 간격을 실험에서 적용한 10일 보다 더 연장할 수 있다. 또, 효과를 높이거나 잦은 비 등으로 필요할 경우에는 살포 간격을 줄일 수도 있다.

인돌을 유효성분으로 하는 본 발명의 고추병해 방제용 조성물과 방제방법은 고추역병 또는 고추탄저병을 예방 및 치료할 수 있는 효과적인 방법으로서 널리 사용될 수 있으며, 특히 효과가 저조하고 내성 발생 등 많은 문제가 있던 기존의 화학농약을 대체하여 널리 이용될 수 있다.

Claims

고추역병 또는 고추탄저병을 방제하는 유효성분으로 인돌(indole)을 포함하는, 고추병해 방제용 조성물.
제1항에 있어서, 방제제로 사용시 인돌(indole)을 50~1,000 ㎍/㎖의 유효량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고추병해 방제용 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 농용전착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고추병해 방제용 조성물.
고추역병 또는 고추탄저병을 방제하기 위해, 고추가 정식될 또는 정식된 근권토양이나 고추의 지상부에 인돌(indole)을 처리하는 것을 포함하는 고추병해의 방제방법.
제4항에 있어서, 상기 고추가 정식될 또는 정식된 근권토양에, 10~100 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 처리하는 것을 특징으로 하는 고추병해의 방제방법.
제4항에 있어서, 상기 고추의 지상부에, 100~1,000 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포하는 것을 특징으로 하는 고추병해의 방제방법.
제6항에 있어서, 상기 고추의 지상부에, 200~500 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포하는 것을 특징으로 하는 고추병해의 방제방법.
제4항에 있어서, 상기 고추가 정식될 근권토양에 50~100 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 처리하고, 고추를 정식한 후, 고추의 지상부에 5~20일 간격으로 200~500 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포하는 것을 특징으로 하는 고추병해의 방제방법.
제8항에 있어서, 상기 고추가 정식될 근권토양에 80~100 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 처리하고, 고추를 정식한 후, 고추의 지상부에 7~15일 간격으로 200~300 ㎍/㎖ 농도로 인돌을 함유하는 조성물을 살포하는 것을 특징으로 하는 고추병해의 방제방법.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 농용전착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고추병해의 방제방법.