서론
토마토(Lycopersicon esculentum Mill)는 가지과 에 속하는 다년생 식물로 세계적으로 널리 재배되고 있는 중요 과채류 중 하나이다. 2015년 국내 재배 면적은 6,976ha로 2001년 3,348ha보다 109% 증가 하였다(Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, Republic of Korea, 2016). 지금까지 토마 토에 발생하는 병은 약 30종이 보고되어 있으며 (Korean society of plant pathology, 2009), 해충 은 담배가루이, 온실가루이, 잎굴파리, 나방류, 총채 벌레, 작은뿌리파리 등이 가해하는 것으로 알려져 있 다(Lee, 2009). 우리나라 시설토마토 재배지의 단위 면적당 농약사용량(ai/ha)은 4.3kg으로 고추(7.4kg), 오이(6.9kg)에 비해서는 낮았지만 참외(2.2kg), 수 박(1.2kg)에 비해서는 높은 수준으로 생식으로 소비 되는 과채류라는 특성상 농약 사용이 많은 편이다 (Oh et al., 2003). 우리나라에서도 화학살충제 및 살 균제를 대체할 친환경 유기농자재가 2015년 6월 현재 422종이 등록되어 이용되고 있다. 이들 친환경유기농 자재들은 대부분 고삼추출물(matrine, oxymatine), 멀구슬나무추출물(neem oil, azadirachtin), 제충국 추출물(pyrethrin), 데리스추출물(rotenone), 담배추 출물(nicotine), 차나무추출물(saponin), 유황합제물 등으로 진딧물, 응애, 나방류, 파리류, 가루이 방제 에 사용되고 있다(RDA, 2016)
유황은 인류가 작물 재배를 시작하면서 병해충을 방제하기 위하여 사용한 가장 오래된 천연물질 중 하나로 1800년대 포도 흰가루병을 방제하기 위하 여 사용하기 시작하였다(Tabatabai, 1986). 그러나 유황은 비선택성 약제로 인체에 직접 투여될 경우 독성이 강하여 부작용이 나타날 수 있다(Kim et al., 2008). 국내에서의 최근 연구결과로는 유황합 제가 유자 검은점무늬병과 더뎅이병에 방제효과가 있었다고 하였으며(Park et al., 2014), Shim et al.(2014)은 유황에 가성소다(NaOH)와 황토 등으 로 자가제조한 황토유황합제를 토마토에 살포 시 토마토 흰가루병이 70∼95% 방제되었으며, 방제효 과가 있다고 하였다. 또한 유황을 분말형태로 토양 에 처리하였을 때 과채류와 마늘의 품질이 증진되 고 병 방제효과가 있다고 보고되어 있다(Lee et al., 1993; Kim et al., 2011), 유황이 주원료인 유 기농자재를 처리했을 때 배 검은별무늬병이 42.5% 감소하였으며(Yoon et al., 2010), 토마토 잿빛곰팡 이병에서도 90% 이상의 포자발아억제 효과가 있어 예방효과가 매우 우수한 것으로 나타났다(Hong et al., 2015). 이처럼 다양한 병해에 방제효과가 있는 유황은 식물체에 살포하면 표면에 필름형태로 존재 하며 강한 살균력을 가지는 황화수소(H2S)가스를 발생하여 병원균을 억제할 수 있다고 알려져 있다 (Gianessi & Reigner, 2005).
작은뿌리파리(Bradysia difformis)는 파리목 검정 날개버섯파리과에 속하는 소형의 파리류로 딸기, 토 마토 등의 원예작물과 버섯 등에 피해를 주는 기주범 위가 넓은 해충이다. 작은뿌리파리는 유충이 식물의 뿌리나 줄기를 갉아먹거나, 뿌리골무를 뚫고 뿌리의 조직내부로 침투하여 피해를 준다(Kim et al., 2000). 또 2차적으로는 Fusarium oxysporum, Pythium spp.(P. aphanidermatum, P. acanthicum, P. oligandrum) 같은 토양병원균을 섭식하여 기주인 토마토나 기타 과채류 등에 전염시키는 피해를 입힌 다(Gardiner et al., 1990; Gillespie et al., 1993; Kim et al., 2009). 멀구슬에서 추출된 활성물질인 paraisin은 37℃에서도 파괴되지 않으며, 포유류에 부작용이 없는 것으로 알려져 있다(Chauvin, 1946). 또한 곰팡이와 세균에도 살균효과가 있다. 멀구슬 잎과 과일에서는 azadirachtin이 분리되었는데 이 성분은 메뚜기가 섭식 저해를 일으키며(Morgan & Thornston, 1973), 배추좀나방에 대한 방제에 효과 가 있으며(Leskovar & Boales, 1996), 또한 곰팡이 와 세균에도 살균효과가 있다(Girish & Shankara, 2008).
본 연구는 토마토 친환경 재배지에서 문제 될 수 있는 토마토 잎곰팡이병과 작은뿌리파리의 환경친화 적 방제 가능성을 알아보고자 살균효과가 뛰어난 황 토유황합제와 파리류 등에 강한 살충력을 보인다고 알려진 멀구슬나무 추출물인 neem oil을 이용한 해 충 방제방법을 개발하고자 실험을 실시하였다.
재료 및 방법
1.황토유황합제를 이용한 토마토잎곰팡이병 방제
1.1.황토유황합제 제조
순도98% 가성소다(NaOH, 영진화학) 15kg을 110L 내열성 고무통에 넣었으며, 유황(미원화학) 25kg을 잘게 부셔 분말형태로 골고루 섞고 황토분말 500g 과 천일염 1.5kg, 가리장석(가딘) 500g을 추가하였 다. 물 50L를 붓고 발열반응을 일으켜 100℃ 이상 끓은 후 물을 더 부어 100L를 맞춘 다음 20일간 서 늘한 곳에 보관한 후 시험에 사용하였다.
1.2.토마토 재배방법
2013년 4월부터 2013년 8월까지 충남 부여군 규 암면의 단동형 2중 플라스틱온실(길이 30m, 측고 2.5m, 동고 4.0m)에서 시험을 실시하였으며, 도태랑 레드(Takii, Japan) 품종을 사용하였다. 셀 크기가 80㎖인 40공의 연결 포트와 원예용 상토(부농)를 이 용하여 45일간 육묘 후 4월 12일 정식하였다. 정식 밀도는 2.5주/m2였으며 시비 및 관수는 점적호스를 하였다.
1.3.약제 처리 및 조사
Boscalid(칸투스수화제, 경농) 0.05%, neem oil (인도산, 시오비스) 1,000배액, 황토유황합제 1,000 배액을 토마토 잎에 잎곰팡이병이 15% 발생하였을 때인 6월 중순부터 7일 간격 3회 처리하였다. 1차 6월 11일, 2차 6월 18일, 3차 6월 25일 처리 하였 으며 효과조사는 마지막 처리 20일 후 실시하였다. 조사주수는 처리 당 20주였으며, 주당 5엽씩 조사를 실시하였다. 방제가는 다음과 같은 계산식에 의해 산출하였다.
약해 조사는 황토유황합제 살포 후 매회 3일 뒤에 신초를 농촌진흥청 농사시험연구기준에 따라 달관으 로 0부터 5까지 약해정도를 구하였다. 유통에서의 문제점을 조사하기 위해 처리 7일 후 온실 입구에서 의 냄새여부와 과일을 코에 가까이 하였을 때 냄새 가 나는 정도로 조사하였다. 시험구 배치는 완전임 의배치 3반복으로 실시하였다.
2.토마토 수경재배에서 neem oil을 이용한 작은뿌리 파리 방제
2.1.재배방법
2012년 1월부터 2012년 7월까지 충남 논산시 가 야곡면의 연동형 2중 플라스틱온실(길이 100m, 측 고 3.0m, 동고 4.5m)에서 시험을 실시하였으며, 도 태랑골드(Takii, Japan) 품종을 이용하였다. 셀 크 기가 80㎖인 40공의 연결 포트와 원예용 상토(부농) 를 이용하여 45일간 육묘 후 1월 5일 정식하였다. 정식밀도는 2.5주/m2였으며, 재배방법은 수경재배였 고, 배지는 코이어, 배양액은 야마자끼 토마토 전용 액을 사용하였다.
2.2.약제처리 및 조사
인도산 Neem oil(시오비스) 250, 330, 500배액 (Azadirachtin 50, 100, 150mg/L)을 포기당 100ml 씩 6월 25일 관주하였다. Neem oil은 양액기계 혼 합통에 물과 함께 넣은 다음 컴프레셔를 이용하여 20분간 희석하여 즉시 사용하였다. 작은뿌리파리 Fungus gnat) 밀도는 처리 20일 후인 7월 5일 조 사하였으며, 조사방법은 작은뿌리파리 유충이 좋아 하는 감자절편을 이용하였다(Jeon et al., 2004). 직경 10cm의 감자절편을 배지 위에 올려놓고 24시 간 후(Fig. 1) 감자절편에 유인된 작은뿌리파리 유 충의 수를 조사하였다.
방제가는 {(무처리 작은뿌리파리 유충수-처리 구의 작은뿌리파리 유충수)/처리구의 작은뿌리파 리 유충수×100=방제가} 의 방법으로 계산하였으 며 시험구 배치는 완전임의배치 3반복으로 실시 하였다.
결과 및 고찰
1.황토유황합제를 이용한 토마토잎곰팡이병방제 연구
최종 처리 20일 후 neem oil 2,000배 처리에서 잎곰팡이병 발생엽률은 17%, 방제가는 40%이었으며, 황토유황합제 1,000배에서는 잎곰팡이병 발병엽률은 12.3% 방제가는 59%였다. 가장 방제효과가 좋았던 것은 잎곰팡이병과 잿빛곰팡이병 적용약제인 boscalid (47%, 수화제) 2,000배 처리였다(Table 1). 황토유 황합제 1,000배 희석처리는 식물보호제인 boscalid 2,000배보다는 방제가가 낮았으나 님오일보다는 높 은 것으로 나타났다. 유황이 식물의 곰팡이병에 효 과가 보고가 있다는 다양한 보고들이 있다. 황토유 황합제는 토마토 흰가루병에 70.1% 방제효과가 있 다고 하였으며(Shim et al., 2014), 황화합물제제, 황산탄산나트륨 제제가 마늘 잎마름병에 효과가 있 다(Ryu et al., 2015)고 하였는데 이번 연구에서 토 마토 잎곰팡이병에서도 효과가 있는 것으로 밝혀졌 다. Neem oil은 강한 살균력을 갖고 있다(Girish & Shankara, 2008)고 하였으나 토마토잎곰팡이 방제 에서는 방제가가 낮게 나타났다.
황토유황합제는 계란 썩는 냄새가 발생하며 Neem oil에서도 사람들이 기피하는 냄새가 발생한다. Neem oil은 처리 2일까지는 온실 입구에서까지 냄새가 발 생했으며, 3일 후에는 과일 가까이에서 냄새가 났 다. 그러나 4일 후부터는 냄새가 사라졌다. 황토유 황합제의 경우 4일까지는 온실입구에서까지 냄새가 발생했으며, 6일까지는 과일 가까이에서 냄새가 났 다(Table 2). 토마토는 고온기에 2일 간격으로 저온 기에는 4–7일 간격으로 연속적인 수확을 실시하기 때문에 유황이나 neem oil 냄새는 상품성을 저하시 킬 수 있다. 따라서 neem oil은 토마토 수확 최소 4일 이전에 황토유황합제는 7일전까지 처리하여야 하며, 특히 황토유황합제는 수확이 시작되면 사용이 어려울 것으로 생각된다.
황토유황합제 500배, 300배 처리 3일 후 약해를 조사하였다. 잎에 나타나는 외관상 약해는 관찰되 지 않았다(Table 3). 따라서 황토유황합제를 토마 토에 처리하여도 안전성에 문제가 없을 것으로 생 각된다.
2.토마토 수경재배에서 neem oil을 이용한 작은뿌리 파리 방제
Neem oil 희석배수에 따른 방제가는 250배, 330 배, 500배에서 55~60%였으며, 통계적으로 차이는 나타나지 않았다. 대조구의 작은파리유충의 수는 33%, neem oil은 희석배수체 따라 74, 80, 81% 감 소하였다(Table 4). Neem oil을 처리하지 않은 대 조구에서도 작은파리유충의 수가 감소한 것은 온도 가 높아짐에 따라 작은파리유충의 개체수도 감소한 것으로 생각된다.
