KR20170031816A - 펠라르곤산을 포함하는 소나무재선충 방제용 조성물, 이를 이용한 방제용 제제 및 방제방법. - Google Patents

펠라르곤산을 포함하는 소나무재선충 방제용 조성물, 이를 이용한 방제용 제제 및 방제방법. Download PDF

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김희주
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경상남도
정주상
박지웅
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Abstract

본 발명은 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산을 포함하는 것을 특징으로 하는 소나무재선충 방제용 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산 및 식물정유를 포함하는 것을 특징으로 소나무재선충 방제용 조성물, 상기 소나무재선충 방제용 조성물을 포함하는 소나무재선충 방제용 제제 및 상기 소나무재선충 방제용 조성물을 적용하여 소나무재선충을 방제하는 방제 방법에 관한 것이다.

Description

펠라르곤산을 포함하는 소나무재선충 방제용 조성물, 이를 이용한 방제용 제제 및 방제방법.{Bursaphelenchus Xylophilus Nematocial Composition Containing Pelargonic acid, Controlling Agent and Controlling Method Thereof}
본 발명은 소나무재선충를 방제하기 위한 방제용 조성물 및 이를 이용한 방제용 제제 및 방제방법에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 펠라르곤산을 포함하는 소나무재선충 방제용 조성물 및 이를 이용한 방제용 제제 및 방제방법에 관한 것이다.
소나무재선충(Bursaphelenchus Xylophilus)은 선충에 속하며, 소나무, 해송, 잣나무, 전나무 등에 기생하면서 기주 식물을 고사시키는 해충이다. 소나무재선충은 매개체인 솔수염하늘소, 북방하늘소를 통해 나무들 간에 전파된다(Kawai et al., Environ. Entomol. 35: 569-579(2006)).
소나무재선충은 수체 내에 곰팡이를 먹으면서 증식하며, 식물의 기도관(물관 및 체관)을 막아 수분 및 양분의 이동을 차단함으로써 단기간 내에 기주식물의 고사를 야기한다(Hasegawa et al., Dev. Growth Differ. 46: 153-161(2004)). 소나무의 재선충에 의한 고사는 전 세계적이며, 특히 서유럽과 한국을 포함한 동북아시아에서 급격히 확산되어 막대한 삼림 피해를 유발하고 있다 (Yi et al., Res. Rep. For.Res. Inst 38: 141-149(1989)).
이러한 소나무 재선충병 방제는 솔수염 하늘소를 대상으로 한 방제, 감염목을 벌채한 후 약물처리 하는 방법, 그리고 살선충제를 소나무에 주입하는 방법이 있다 (Dwinell, Annu. Rev. Phytopathol. 35: 153-166(1997)). 살선충제인 에버멕틴 계열의 약물 (emamectin, abamectin, ivermectin 등)은 무척추동물에만 존재하는 특이한 형태의 glutamate-gated chloride channel을 표적으로 하며, 염소 이온에 대한 세포질막의 투과도를 높임으로써 살충 효과를 나타낸다 (Yates et al., Int. J. Parasitol. 33: 1183-1193(2003)).
여러 선충에 대한 방제약물로서는 신경계에 영향을 주는 아세틸콜린 수용체 agonist와 microtubule 형성을 방해하는 벤즈아미다졸이 사용되고 있는데, 선충은 그 표적 단백질의 돌연변이, 방제약물의 수식과 분해, 또는 방제약물의 세포 외부로의 pumping에 의해 약물저항성을 나타낸다 (Jones and George, Int. J. Parasitol. 35: 555-566(2005)).
아직 재선충의 방제약물에 대한 저항성이 보고된 바는 없으나, 앞으로 방제가 지속됨에 따라 저항성 재선충이 출현할 것으로 예측된다.
이러한 소나무재선충을 방제하기 위한 방제제로는 대한민국 공개특허 10-2009-0057503호에는 봄베이 육두구 과육 유래 살선충물질과 추출물을 이용한 소나무 재선충병 방제용 조성물 및 그의 방제방법이 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허 10-2007-0065931호에는 정향으로부터 분리, 정제한 유제놀을 함유하는 소나무재선충 방제약제 조성물이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허공보 10-0941915호에는 계피로부터 분리, 정제한 시나믹 알데히드를 함유하는 소나무재선충 방제약제 조성물이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 10-1032150호에는 퀴놀론계 물질을 유효성분으로 함유하는 소나무재선충 방제용 조성물이 개시되어 있다.
이와는 별도로, 등록특허공보 10-1061038호에서는 유채 유박 추출물을 유효성분으로 하는 큰빗줄가지나방 또는 큰붉은잎밤나방 방제용 조성물이 개시되어 있다. 상기 선행기술에서는 유채의 유박을 메탄올로 추출한 추출물을 희석하여 분무함으로써 큰빗줄가지나방의 살충 효과를 나타내는 점이 개시되어 있다. 따라서 상기 천연성분을 소나무재선충의 방제용 조성물로 활용할 때 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
대한민국 공개특허 10-2009-0057503호 대한민국 공개특허 10-2007-0065931호 대한민국 등록특허공보 10-0941915호 대한민국 등록특허공보 10-1032150호 대한민국 등록특허공보 10-1061038호
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산을 포함하는 소나무재선충 방제용 조성물을 제공함으로써 소나무재선충의 효과적인 방제를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 친환경 농업에서 화학 방제제의 대용으로 사용할 수 있는 유채씨 기름 유래의 방제용 조성물을 포함하는 방제용 제제 및 방제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소나무재선충 방제용 조성물은 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산을 포함하는 것을 특징으로 하며, 더욱 자세하게는, 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산 및 식물정유를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 소나무재선충 방제용 제제는 상기 소나무재선충 방제용 조성물을 포함하며, 소나무재선충 방제 방법은 상기 소나무재선충 방제용 조성물을 적용하여 방제하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 소나무재선충 방제용 제제는 수관주사제, ULV 항공방제용 살포제, 훈연제, 연막제, 액제 토양처리제 또는 입제 토양처리제인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 소나무재선충 방제용 조성물을 사용함으로써 소나무재선충에 대한 우수한 방제 효과를 나타낸다.
또한, 상기 소나무재선충 방제용 조성물을 사용한 방제용 제제는 기준량과 배량 모두에서 약해가 없어 무독성이며 친환경적인 방제가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소나무재선충 방제용 제제(250, 500, 1000배액)를 재선충에 투여하고 사충율을 관찰한 결과이다.
지금까지 알려진 소나무재선충 방제용 천연물질을 이용한 조성물과는 달리 본 발명에서는 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산을 포함하는 소나무재선충 방제용 조성물을 통해 소나무재선충에 대한 충분한 방제 효과를 얻을 수 있다.
펠라르곤산은 노난산으로 알려져 있으며 자연적으로 발생하는 지방산이다. 펠라르곤산은 유성의 무색 유체이며 낮은 온도에서 고체가 되며, 부티르산과 비교하여 약한 냄새가 있으며, 물에서는 거의 녹지 않는다. 이러한 펠라르곤산은 비선택적 제초제로서 이용되고 있다(기인한다(B. Lederer, T. Fujimori., Y. Tsujino, K. Wakabayashi and P Boger, 2004. Phytotoxic activity of middle-chain fatty acids II: peroxidation and membrane effects. Pesticide Biochemistry and Physiology 80: 151-156).)
또한, 살진균제 및 살세균제로서의 용도로 활용되고 있다. 예를 들어, 미국 공개특허공보 2004/026685에서 하나 이상의 지방산 및 하나 이상의 지방산과 다른 유기산으로 이루어진 농업적 사용을 위한 살진균제를 개시하고 있으며, 상기 유기산과 상기 지방산의 혼합물에서, 유기산은 살진균제로서 작용하는 지방산에 대한 강력한 상승제로서 역할을 한다. 미국특허 제5,366,995호에서는 지방산 및 지방산 유도체의 사용을 통하여 식물 내 진균성 및 세균성 감염을 박멸하고, 식물 내 살진균제 및 살세균제의 활성을 강화하는 방법을 개시하고 있는데, 이들 제형은 식물 진균을 통제하기 위해서 80% 펠라르곤산 또는 이의 염을 포함한다. 사용된 지방산은 주로 C9내지 C18이다. 미국특허 제5,342,630호에서는 식물에 사용하기 위하여 C8 내지 C22 지방산에서 효능이 강화되는 무기염류를 포함하는 새로운 살충제를 개시하고 있으며, 하나의 예로 2% 펠라르곤산, 2% 카프리산, 80% 탈크, 10% 탄산 나트륨 및 5% 탄산 칼륨을 포함하는 분말화된 산물이 기재되어 있다. 또한, 미국특허 제5,093,124호에서는 알파 모노 카르복실산 및 이의 염을 포함하는 식물용 살진균제 및 절지동물 방지제를 개시하고 있는데, 이때, 상기 살진균제는 칼륨과 같은 활성 알칼리 금속에 의하여 부분적으로 중화된 C9 내지 C10 지방산으로 구성된다. 상기 기술된 혼합물은 물에 용해되는 40% 활성 성분으로 구성되고, 10% 펠라르곤산, 10% 카프리산 및 20% 코코넛 지방산을 포함하며, 이들 모두는 수산화칼륨으로 중화된다. 미국특허 제6,103,768호 및 미국특허 제6,136,856호에서는 식물 내에 존재하는 진균 및 세균 감염을 박멸하기 위하여 지방산 및 그 유도체의 고유한 유용성을 개시하고 있다.
또한, 상업적으로 이용할 수 있는 산물인 Sharpshooter는 80% 펠라르곤산, 2% 유화제, 18% 계면활성제와 함께 페니실륨 및 보트리티스 종에 대하여 효과를 나타낸다.
미국특허 제6,638,978호에서는 제1의 지방산(C6 내지 C18) 및 제2의 지방산(C6 내지 C18)의 이중 혼합물인 글리세롤 지방산 에스테르를 포함하는 항미생물성 방부제가 개시되어 있고, 국제특허공보 2001-97799호에서는 항미생물제로서 중간 사슬 지방산의 사용하는 점이 개시되어 있다.
또한, 펠라르곤산은 식품을 다루는 시설에서 위생 처리의 방법으로 식품 접촉면의 성분으로 사용된다. 예를 들어, EcoLab의 산물은 활성 성분으로서 6.49% 펠라르곤산으로 구성되어 모든 식품 접척면에 대해 살균제로 이용된다(12CFR178.1010b). FDA는 합성 식품 방향제(21 CFR 172.515), 식품 접촉 물질 및 세척에 사용되거나 과일 또는 채소의 알칼리 박피를 보조하기 위한 보조제, 제작 보조물 및 살균제로서 펠라르곤산의 용도가 기재되어 있다. 펠라르곤산은 USDA에 의한, USDA 허가 물질 리스트, 1990, 섹션 5.14 하에 과일 및 채소 세척 화합물로 등재되었다.
본 발명에서는 유채씨 기름으로부터 상기 펠라르곤산을 얻어 이를 소나무재선충 방제용 조성물에 적용하는 것을 기술적 특징으로 한다.
유채씨 기름으로부터 추출되는 지방산은 일반적으로 카프릴산(caprylic acid), 펠라르곤산(pelargonic acid), 카프릭산(capric acid), 및 운데칸산(undecanoic acid) 등이 있는데 본 발명에서는 펠라르곤산을 추출하여 이를 소나무재선충 방제용 조성물로 사용한다.
본 발명의 소나무재선충 방제용 조성물은 상기 펠라르곤산 외에 식물정유를 첨가하여 사용할 수 있다.
식물정유는 대한민국 공개특허공보 10-2015-0050906호, 10-2015-0050905호 등에서 항균제로 사용되고 있으며, 병원성 곰팡이 및 세균의 생육억제 활성을 가지는 것으로 알려져 있으므로, 본 발명의 펠라르곤산을 포함하는 조성물의 균일한 혼합 뿐만 아니라 펠라르곤산과 병용함으로써 소나무재선충 방제의 상승된 효과를 얻기 위해 사용될 수 있다.
상기 식물정유로는 유칼립투스유, 계피유, 회양유, 페퍼민트유, 녹차씨유, 겨자유, 시트로넬라유, 피마자유 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 소나무재선충 방제용 조성물은 계면활성제를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 계면활성제로는 Tween-20, Tween-40, Tween-80, Tween-85, Span-60, Span-80 등을 사용할 수 있으며, 1종 이상의 계면활성제를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 소나무재선충 방제용 조성물은 펠라르곤산 50 내지 80 중량%, 식물정유 10 내지 30 중량%, 계면활성제 5 내지 20 중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
펠라르곤산의 함량이 상기 범위에 미치지 못하면 펠라르곤산으로 인한 방제효과를 충분히 얻을 수 없으며, 상기 범위를 초과하면 혼합의 균일성이 떨어져 제제로 만들었을 때 같은 희석배율에서 방제 효과가 떨어지는 문제가 있다.
또한, 식물정유 및 계면활성제의 함량이 상기 범위를 벗어나면 펠라르곤산과의 균일한 혼합이 이루어지지 않아 제제로 만들었을 때 같은 희석배율에서 방제 효과가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산을 포함하는 소나무재선충 방제용 조성물을 제제로 하여 방제에 사용하면 소나무재선충에 대한 방제효과를 얻을 수 있다.
상기 방제용 제제는 수관주사제, ULV 항공방제용 살포제, 훈연제, 연막제, 액제 토양처리제 또는 입제 토양처리제 등의 다양한 방제제를 들 수 있으며, 방제제의 종류에 따라 원액 또는 희석액으로 사용할 수 있다.
희석액으로 사용할 경우, 증류수에 희석하여 방제용 제제로서 사용할 수 있다. 이때 희석량은 방제대상 및 방제효율, 살포량, 적용하는 방제제의 종류 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있으나, 200배 내지 1,000배로 희석하는 것이 바람직하다. 물론 수관주사제 등의 저농도 희석액의 경우 희석 배율을 더 높일 수도 있다.
즉, 희석비율이 상기 범위를 벗어나 지나치게 낮으면 원하는 방제효율을 얻기 위하여 살포량 및 살포주기를 늘여야 하므로 작업효율이 떨어지며, 희석비율이 상기 범위를 벗어나 높아지더라도 방제효율에서 더 이상 변화가 없어 방제용 조성물의 농도가 불필요하게 높아질 뿐이므로 상기 범위 내에서 희석하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방제용 제제는 작물이 생장하는 토양에 분무 또는 분사함으로써 방제작업을 수행할 수 있다. 분무액는 분무기 등을 이용하여 작업자가 직접 살포할 수도 있으나, 자동 분무기를 사용하여 예정된 스케쥴에 맞추어 반복 분무를 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명에 대하여 하기 실시예에서 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
유채씨 기름을 올레인산과 반응한 후 오존 분해반응을 수행하여 지방산을 제조하고, 이를 증류하여 펠라르곤산을 분리한 후, 정류하였다.
상기 펠라르곤산 70 중량%, 유칼립투스유 20 중량%, Tween-20 10 중량%를 혼합하여 소나무재선충 방제용 조성물을 얻었다.
상기 소나무재선충 방제용 조성물을 희석 배수 250, 500, 1,000배액이 되도록 증류수로 희석하여 방제용 제제(약제)를 제조하였다.
또한, 소나무재선충 감염목에서 추출한 소나무재선충을 10일간 25℃의 인큐베이트에서 안정화시킨 후, 무처리구를 포함한 각각의 증류수 100㏄가 들어있는 페트리디쉬에 재선충 100마리씩을 방사하고, 상기 약제 1㏄를 마이크로 피펫으로 정량하여 주입하였다.
상기 약제 주입 후, 현미경을 통해 시간대별 사충율을 관찰하였다.
또한, 90% 이상의 사충율이 확인되면 각각의 시료에 있는 소나무재선충을 순수한 증류수에 넣고 24시간 뒤 희생된 소나무재선충을 조사하였다.
현미경을 통하여 관찰한 결과, 도 1에 기재된 바와 같이, 뛰어난 사충율을 보이는 것으로 파악되었다.
상기 실험은 3회 반복 실시하여 평균 값을 구하였으며, 그 결과를 표 1에 정리하였다.

 소나무재선충 생충개체/시간대별
5분 10분 30분 60분
250배액 15.6 1.3 0 0
500배액 22.1 3.6 0 0
1000배액 39.3 7.2 0 0
무처리 100 100 100 100
상기 표 1을 살펴보면, 본 발명의 방제용 제제로 처리했을 때 희석배율과 관계없이 30분 이상 경과하면 생충개체가 존재하지 않아, 본 발명의 펠라르곤산을 포함하는 방제용 조성물이 소나무재선충의 방제에 특유한 효과를 나타내는 것으로 파악된다.
아울러 본 발명의 소나무재선충 방제용 조성물에 대한 약해시험을 수행한 결과를 아래 표 2에 기재하였다.
시험작물
 약해정도(0~5) 비고
기준량 배량
소나무 0 0 약해없음
약해시험 결과 본 발명의 소나무재선충 방제용 조성물을 포함하는 방제용 제제에 대해서 기준량 및 배량 모두에서 약해가 없는 것으로 파악되어 소나무재선충 방제 제제로서 충분히 사용가능한 것을 확인하였다.

Claims (5)

  1. 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산을 포함하는 것을 특징으로 하는 소나무재선충 방제용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 소나무재선충 방제용 조성물은 유채씨 기름으로부터 얻어진 펠라르곤산 및 식물정유를 포함하는 것을 특징으로 하는 소나무재선충 방제용 조성물.
  3. 청구항 1 또는 2의 소나무재선충 방제용 조성물을 포함하는 소나무재선충 방제용 제제.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 방제용 제제는 수관주사제, ULV 항공방제용 살포제, 훈연제, 연막제, 액제 토양처리제 또는 입제 토양처리제인 것을 특징으로 하는 소나무재선충 방제용 제제.
  5. 청구항 1 또는 2의 소나무재선충 방제용 조성물을 적용하여 소나무재선충을 방제하는 것을 특징으로 하는 소나무재선충 방제 방법.
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