Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.53 No.3 pp.27-39
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2019.53.3.27

Effect of Hot Water and Lime-Sulfur Mixture Treatment for Disinfection of Seeds for Organic Lettuce

Min-Jeong Kim, Chang-Ki Shim*, Byeong-Gu Ko, Ju Kim, Jong-Ho Park, Ji-Young Yoon
Organic Agriculture Division, National Institute of Agricultural Sciences, RDA, Wanju, 55365, Korea
Corresponding author: Chang-Ki Shim Tel: 82-63-238-2557 Fax: 82-63-238-3824 E-mail: ckshim@korea.kr
March 16, 2019 May 18, 2019 May 29, 2019

Abstract


The purpose of this study was to investigate the effect of hot water treatment and pH corrected lime sulfur combination treatment on the fungicidal and bacterial disinfection effects and germination rate of organic lettuce seeds. Among the followers, Alternaria sp. was infected 53.3% and Aspergillus sp. and Cladosporium sp. Infected 14.5% and 5.4%, respectively. Bacteria were isolated only Pseudomonas sp., and infected with 16.5%. In order to investigate the effect of disinfection on the temperature of hot water (45°C, 50°C, 55°C and 60°C). The seed germination rate sharply decreased with increasing temperature and treatment time. The germination effect and germination rate of the follower were highest when hot water treatment was carried out for 20 minutes in hot water at 50°C. In the case of combined treatment of 50°C hot water for 10 min and 0.4% pH adjusted lime sulfur mixture, showed the highest sterilization effect and germination rate with 100% and 97.6%, respectively. The results of this study can contribute to the development of technology to sterilize not only seed surface but also fungi and bacteria inside of seed.



유기농 상추 재배를 위한 온탕침지와 석회유황합제의 종자소독 효과

김 민정, 심 창기*, 고 병구, 김 주, 박 종호, 윤 지영
국립농업과학원 농업환경부 유기농업과

초록


본 연구의 목적은 온탕침지와 pH교정석회유황합제 처리에 의한 상추 유기종자의 곰팡이와 세균의 소 독효과 및 발아율에 미치는 영향을 검정하고자 하였다. 상추종자에 Alternaria sp.가 53.3% 감염되어 있었고 Aspergillus sp.와 Cladosporium sp.은 각각 14.5%와 5.4% 감염되어 있었다. 세균은 형태적으 로 Pseudomonas sp., 한 종만 분리되었으며 16.5%가 감염되어 있었다. 상추종자 소독에 효과적인 온 탕침지조건을 탐색하고자 온탕의 온도조건(45°C, 50°C, 55°C, 60°C)에 따른 소독효과를 조사하였다. 온 탕침지 온도와 처리시간이 증가함에 따라 곰팡이와 세균에 대한 살균효과는 증가하였으나 종자의 발아 율은 급격히 감소하였다. 온탕침지 단독처리는 50°C 온탕에서 20분간 처리할 경우 상추종자의 살균효 과와 발아율이 각각 91.1%로 가장 우수하였다. 상추종자 소독을 위한 온탕침지와 pH교정석회유황합제 교호처리는 50°C의 온탕침지 조건에서는 10분간 처리하는 것이 상추종자의 살균효과와 발아율이 각각 100%와 97.6%로 가장 높았다. 본 연구결과는 종자 표면뿐만 아니라 종자내의 곰팡이나 세균을 살균할 수 있는 기술개발에 기여할 수 있을 것으로 생각한다.



    Rural Development Administration
    PJ01248802

    서론

    상추(Lactuca sativa L.)는 아시아 내륙지방이 원 산지로 추정되며, 상쾌한 맛과 씹는 느낌이 좋아 세 계적으로도 중요한 샐러드용 채소이다(Whitaker et al., 1974;Han, 2002). 오래 전부터 우리나라에도 도입되어 신선채소로 많은 소비가 이루어져 왔다. 2016년 기준 약 3,400 ha에서 약 8만 7천 톤이 생 산되고 있으며 다양한 상추품종들이 소비자의 요구 에 맞추어 연중생산을 할 수 있도록 육종되어 왔다 (Lee, 2002;Jang et al., 2003;Jang et al., 2006;Kim et al., 2018).

    상추에 종자전염성으로 전염되는 병해로는 노균병 (Bremia lactucae), 균핵병(Sclerotinia minor) 등의 곰팡이와 세균성썩음병(Pseudomonas cichorii), 세 균성점무늬병(Xanthomonas axonopodis pv. vitians) 등의 세균에 의한 병해 이외에도 Lettuce mosaic virus (LMV), Cucumber mosaic virus (CMV), Tomato spotted wilt virus (TSWV) 등 바이러스에 의한 병해가 있는 것으로 보고되었다(Davis et al., 1997;Barak et al., 2002;Yoo, 2009).

    작물의 종자는 재배기간 중에 다양한 병원체에 의 해 오염 또는 감염될 수 있기 때문에 식물병원균이 오염된 종자의 비율이 낮아도 육묘 또는 재배기간 중에 식물병으로 인해 농작물 생산에 큰 피해를 줄 수 있다(Gitaitis & Walcott, 2007). 따라서 이러한 종자 전염성 또는 감염 병원균을 소독하기 위한 비 화학적인 종자소독 방법으로 물리적 처리(Miller et al., 2005), 미생물 처리(Vannacci & Harman, 1987) 및 식물성 분말 또는 추출물(De Lima et al., 2016;Choi, 2017)과 같은 천연 물질 등을 이용한 친환경 적인 종자소독 연구가 이루어져왔다.

    물리적 처리방법 중, 온탕침지법과 냉수온탕침지 법은 주로 식량작물 종자에 이용되었고 건열처리는 주로 채소작물의 종자 내 바이러스와 곰팡이, 세균 을 불활성화 시키는 방법으로 알려져 있다(Choi et al., 2001;Kim & Lee, 2001;Nega et al., 2003). 이 중에서 온탕침지법은 가장 오래된 물리적인 종자 소독기술로 19세기말부터 보리, 밀의 비린깜부기병 (Ustilago nuda)(Jensen, 1988)과 귀리의 겉깜부기 병(Ustilago avenae)을 예방하기 위해 개발되었다. 국내에서도 온탕침지법은 오래 전부터 식량작물인 벼의 키다리병(Gibberella fujikuroi)과 맥류의 깜부 기병을 방제를 위해 널리 활용되어 왔다.

    원예작물에 대한 온탕침지법 연구는 미국에서 1920년대에 배추뿌리썩음병(Phoma lingam) 방제기 술로 연구되었다(Gabrielson, 1983). 최근까지 온탕 침지법은 당근(Hermansen et al., 2000), 시금치 (Du Toit & Hernandez-Perez, 2005), 토마토 (Kasselaki et al., 2008) 등 다양한 종자소독기술 이 개발되었다.

    유황은 인류가 오래 전부터 작물에 발생하는 병해충을 방제하기 위해 사용한 천연물 중의 하나 이며, 1800년대 포도 흰가루병을 방제하기 위해 본격적으로 사용하기 시작했다(Tabatabai, 1986). Gianessi & Reigner (2005)의 보고에 의하면 유 황은 실온에서 부드럽고 밝은 노란색 고체로 가장 오래된 효과적인 살균제로 알려져 있으며 투명한 필름형태로 식물체 표면에 부착되어 식물체로부터 수증기를 방출하게 한다. 또한 흰가루병원균은 균 체로부터 수소이온(H+)를 생성하는데 이것이 유황 과 반응하면 곰팡이에 독성이 있는 황화수소(H2S) 가스를 형성하여 흰가루병을 방제하는 것으로 알 려져 있다(Bourbos et al., 2000).

    우리나라에서는 친환경 과수재배 농가를 중심으로 분말유황을 석회유황합제와 황토유황합제와 같은 액 상유황의 형태로 만들어 널리 사용하고 있다. 두 종 류의 유황합제 모두 다양한 식물병 방제에 효과가 뛰어난 것으로 알려져 있으나 작물의 신초나 어린잎 에 약해를 발생하는 것으로 나타났다(NIAS, 2011). 이러한 액상 유황합제의 단점을 사용 직전에 일정량 의 현미식초를 첨가하여 약해를 경감시키는 연구결 과를 보고한 바 있다(Shim et al., 2014).

    본 연구는 상추 유기종자를 대상으로 유기농업에 서 활용 가능한 온탕침지법과 pH교정석회유황합제 를 이용한 종자소독 효과를 구명하고 유기농업 실천 농가에 보급하여 유기농산물의 안정적 생산에 기여 하고자 연구를 수행하였다.

    재료 및 방법

    1 시험재료

    본 시험에서 사용한 유기농 상추종자는 2017년 진안군농업기술센터의 유기재배 포장에서 유기농으 로 재배한 상추로부터 채종하여 소독하지 않고 저온 저장한 상추종자를 사용하였다.

    2 석회유황합제 제조 및 pH교정

    본 시험에서 사용한 석회유황합제는 기존에 농가 에서 자가제조하여 사용하던 석회유황합제 제조방법 에 따라 제조하였다(NIAS, 2011). 석회유황합제를 제조하기 위하여 필요한 생석회(Baekwang Mineral Produts Co., Ltd., 95%)와 유황분말(Miwon Chemicals Co., Ltd., 99.9%)을 시약상에서 구입하여 사용하였 다. 석회유황합제의 제조방법은 다음과 같다. 40 L 용량의 스테인렌스 용기에 물 20 L를 넣고 40℃로 가열한 다음 유황분말 5 kg을 넣고 골고루 섞는다. 유황분말 현탁액을 천천히 70℃까지 가열한 다음, 생석회(CaCO3) 2.5 kg을 천천히 첨가한다. 생석회 의 발열반응으로 유황현탁액에서 거품이 발생하고 끓은 후, 30~40분이 경과하면 거품이 없어지면서 자주색으로 변한다. 완전히 끓은 상태에서 약 2시 간 동안 약한 불로 끊인 다음 상온에서 천천히 식 힌 후, 상층액을 수거하여 실온에 보관하면서 실험 에 사용하였다. 석회유황합제는 강알카리성 이므로 식물체에 발생하는 약해를 경감시키고자, Shim et al. (2014)이 개발한 방법에 따라 pH교정석회유황합 제를 제조하여 실험에 사용하였다.

    3 종자감염균 조사 및 분리

    무소독 상추종자에 감염된 미생물의 종류와 감염 정도를 파악하고자 상추종자를 임의적으로 50립씩 3반복으로 추출하였다. 상추종자의 감염균 분리 및 발아율 조사에 사용한 0.2% 물한천배지(WA, Water agar)는 121℃, 1.5기압에서 15분간 고압멸균기(VS- 1321, Vision Scientific Co. Ltd., Korea)로 멸균한 후, 직경 11 cm 멸균 petri-dish (SPL Life Science, Korea)에 일정한 두께로 분주하였다. 선별한 상추 종자를 0.2% WA에 25립씩 3반복으로 균일하게 치상하여 25℃항온기에 두었다. 상추종자를 치상 한 후, 7일간 육안으로 곰팡이나 세균의 발생을 관찰하였으며, 발생한 곰팡이와 세균은 각각 감자 한천배지(PDA, Potato dextrose agar)와 TSA배 지(Trypticase soy agar)에 3회 계대 배양하여 순 수분리 하였다. 곰팡이는 형태적인 특징을 광학현 미경으로 관찰하여 불완전균분류도감을 참조하여 분류하였다(Barnett & Hunter, 1998).

    4 온탕침지 및 pH교정석회유황함제 처리

    온탕침지와 pH교정석회유황합제 처리에 의한 상 추종자 소독효과를 검정하기 위하여 Lee et al. (2007)의 방법을 병행하여 실시하였다. 무소독 상추 종자 20립을 3반복으로 멸균 티백에 넣어서 미리 데워둔 45℃, 50℃, 55℃, 60℃의 항온수조(Vision Sci. Ltd., Korea)에 5분 간격으로 10분에서 30분 까지 침지 처리하였다. 온탕처리가 끝난 종자팩은 즉시, pH교정석회유황합제 원액을 실온의 멸균수에 0.05%(v/v), 0.1%(v/v), 0.2%(v/v), 0.4%(v/v), 1.0%(v/v), 2.0%(v/v)로 희석한 용액에 10분간 침 지 후, 건져내어 무균상 안에서 멸균된 11 cm의 filter paper (Whatman No. 3) 위에 펼쳐놓고 풍건 하여 종자 표면의 물기를 제거한 후 시험에 사용하 였다.

    5 온탕침지 및 pH교정석회유황함제 처리에 따른 소 독효과 및 발아율 조사

    온탕침지 단독 또는 pH교정석회유황합제와 교호 로 소독한 상추종자의 소독효과 및 발아율 검정은 20℃ 항온인큐베이터(LTE-1010, EYELA, Japan) 에서 수행하였다 상추종자의 소독효과는 소독한 상 추종자를 0.2% WA에 10립씩 3반복으로 균일하게 치상하여 20℃ 항온기에 배양하였다. 상추종자를 치상한 후, 육안으로 곰팡이나 세균의 발생을 24시 간 간격으로 관찰하였다. 소독한 상추종자의 발아 율은 살균효과 검정과 동일한 조건에서 10일간 육 안으로 상추종자의 발아율을 조사하였다.

    6 통계처리

    온탕침지 처리조건 및 pH교정석회유황합제의 농 도에 따른 상추종자의 곰팡이와 세균의 살균효과와 소독처리한 상추종자의 발아율은 각 처리마다 3반복 으로 이루어졌다. 조사한 자료의 통계분석은 SAS 프로그램(SAS 9.1, SAS Institute, USA)을 이용하 여 던컨의 다중범위검정(Duncan’s multiple range test)으로 분석하였다.

    결과 및 고찰

    1 종자감염균 조사 및 분리

    무소독 상추종자의 종자감염균을 조사하였더니, 곰팡이나 세균에 감염되지 않은 상추종자는 정상적 으로 발아하여 건전한 떡잎과 뿌리를 형성하였다. 그러나 곰팡이가 심하게 감염된 상추종자의 경우 발 아과정 중에 곰팡이가 생장하면서 종피와 뿌리에 검 정색의 분생포자(Fig. 1A, C, E)를 형성하거나 세균 이 자란 종자 주위에는 투명한 연노란색의 균총을 형성하여 발아하지 못하거나, 발아를 하더라도 곰팡 이와 세균에 의해 유근과 떡잎이 갈변하는 것으로 나타났다(Fig. 1G, H).

    무소독 상추종자에 감염된 곰팡이와 세균의 종 류와 감염 정도를 물한천배지(Water agar)에 치상 하여 확인하였더니, 상추종자로부터 3종의 곰팡이 (Alternaria sp, Aspergillus sp,, Cladosporium sp.) 가 분리되었다. 3종의 곰팡이 중, Alternaria sp.가 시험한 종자의 53.3% 감염되어 있고 Aspergillus sp.와 Cladosporium sp.가 각각 14.5%와 5.4% 감 염되어 있는 것으로 조사되었다(Table 1). 미 발아 한 상추종자로부터 세균을 분리하였으나 형태적으 로 Pseudomonas sp., 단일 종으로 분리되었으며 시험한 종자의 16.5%가 감염되어 있었다(Table 1).

    상추종자로부터 분리한 곰팡이는 광학현미경으로 검 경하여 불완전균분류도감(Barnett & Hunter, 1998) 을 참조하여 분류한 결과 각각 Alternaria sp, Aspergillus sp, 그리고 Cladosporium sp.로 추정 할 수 있다. 또한 상추종자로부터 분리된 세균은 아종(pv.)수준에서 명확하게 구분하기 어렵지만 Pseudomonas sp. 속인 것으로 추정할 수 있다.

    Yoo et al. (1993)에 의하면 국내에서 유통되고 있 는 주요 채소종자에서 전염되는 식물성 병원균을 분 류, 동정한 결과 Alternaria sp., Aspergillus sp., Penicillium sp. 등 11종의 진균이 감염되어 있으며 작물에 따라 차이는 있으나 Alternaria sp. 우점하 는 것으로 보고한 바 있다. 본 연구 결과에서는 무 소독 상추종자에서 진균은 Alternaria sp.가 우점하 는 것으로 나타났다. Yoo et al. (1993)이 보고한 진균의 우점도와 차이가 있는 것으로 보인다.

    2 온탕침지에 의한 상추종자의 소독효과 및 발아율에 미치는 영향

    상추종자의 효과적인 온탕침지조건을 탐색하고 자 온탕침지 온도조건에 따른 곰팡이와 세균의 소 독효과에 미치는 영향을 조사하였더니, 4종(45℃, 50℃, 55℃, 60℃)의 온탕침지 온도조건에서 처리시 간이 증가함에 따라 3종의 곰팡이(Alternaria sp., Aspergillus sp., Cladosporium sp.)와 1종의 세 균에 대한 살균효과는 증가하였으나 종자의 발아 율은 급격히 감소하는 것으로 조사되었다.

    3종의 곰팡이 중에서는 온탕침지에 의해 Alternaria sp.에 대한 살균이 어려운 것으로 나타났으나 50℃ 온탕에서 20분 이상 처리하면 사멸하였다. 45℃ 온 탕침지 조건에서 25분 처리할 경우 곰팡이와 세균의 살균효과가 88.9% 이상이었으며 상추종자의 발아율 은 100%인 것으로 나타났다. 45℃ 온탕침지 조건에 서 30분 처리할 경우 곰팡이와 세균이 모두 사멸하 였으며 상추종자의 발아율은 97.8%인 것으로 나타 났다. 50℃ 온탕침지 조건에서는 20분 이상 처리할 경우 곰팡이와 세균의 살균효과와 상추종자의 발 아율이 각각 91.1%로 가장 높게 나타났다. 그리고 55℃와 60℃의 온탕침지 온도조건에서는 10분 이상 처리할 경우 상추종자의 곰팡이와 세균이 완전히 사 멸하였으나 상추종자의 발아율은 80.0% 이하로 감 소하였으며 60℃의 온탕침지 온도조건에서는 15분 이상 처리할 경우 상추종자가 전혀 발아하지 않는 것으로 나타났다(Table 2).

    Nega et al. (2001)Alternaria dauciAlternaria radicina에 대한 온탕침지 적정조건으로 50~53℃ 에서 10~25분간 침지 처리하는 것이 소독효과가 유의적으로 높았으며, 식물병원성 세균 중의 하나 인 Xanthomonas campestris pv. campestris에 대 한 온탕침지 소독조건으로 50℃ 온탕에서 30분간 침지 처리하는 것이 효과가 우수한 것으로 보고한 바 있다. 그러나 온탕침지 온도가 50℃에서 53℃로 증가함에 따른 살균효과는 증가하지만 종자의 발아 율은 감소하는 것으로 보고하였다. 이러한 연구결과 는 본 연구 결과와 유사하면 50℃ 이상의 온도는 살 균효과는 증가하나 종자의 발아율을 감소시키는 것 으로 보인다.

    따라서 본 연구에서는 상추종자에 대한 적정 온탕 침지소독 조건은 50℃ 온탕에서 20분간 처리하는 것이 곰팡이와 세균의 살균효과와 상추종자의 발아 율이 가장 높은 것으로 생각된다.

    3 온탕침지와 pH교정석회유황합제에 의한 상추종자의 곰팡이 소독효과

    상추종자의 소독효과를 증진하고자 온탕침지조 건(온도, 처리시간)과 pH교정석회유황합제의 농도 (0.05~2%)에 따른 곰팡이의 소독효과에 미치는 영 향을 조사하였다. 4종류(45℃, 50℃, 55℃, 60℃)의 온탕침지 단독 또는 pH교정석회유황합제와 교호로 처리할 경우 온탕의 온도와 처리시간 및 pH교정석 회유황합제의 농도가 증가함에 따라 곰팡이 소독효 과가 상승하는 것으로 나타났다. 45℃ 온탕침지 단 독처리의 경우 20분 이상 처리할 경우 곰팡이의 살 균효과가 88.9% 이상으로 나타났으나 0.4% 이상의 pH교정석회유황합제에 교호 처리할 경우 곰팡이 소 독효과가 93.3%로 상승하였다. 50℃ 온탕침지 단독 처리조건에서는 15분 이상 처리할 경우 곰팡이 소독 효과가 91.1% 이상으로 나타났으나 0.05% 이상의 pH교정석회유황합제에 15분 이상 교호로 처리할 경 우, 곰팡이 소독효과가 93.3% 이상으로 상승하였다.

    상추종자를 55℃나 60℃ 온탕침지에서 10분 이상 단독으로 처리할 경우, 곰팡이 소독효과가 95.6% 이상 이었으나 0.05% 이상의 pH교정석회유황합제 에 15분 이상 교호로 처리할 경우, 곰팡이 소독효 과가 100%로 나타났다(Table 3).

    석회유황합제는 유럽의 유기농 사과재배 농가에서 가장 문제시되는 사과흑성병(Venturia inaequalis) 과 응애 방제에 가장 효과적으로 사용할 수 있는 유 기농자재 중의 하나로 알려져 있으며, 미국에서도 식물병원성 곰팡이 방제를 위해 사용되는 농업자재 중의 하나로 알려져 있다(Trapman & Drechsler, 2000;Daniel et al., 2001).

    Nega et al. (2003)은 온탕침지법에 의해 Alternaria sp., Phoma sp., Septoria sp. 와 같은 종자전염성 곰 팡이의 소독효과를 조사하였더니 50℃에서 20~30분 처리할 경우 80% 이상 방제할 수 있는 것으로 보도 한 바 있다. 본 연구에서도 상추종자에 주요 감염균으 로 분리된 3종의 곰팡이(Alternaria sp, Aspergillus sp, Cladosporium sp.)를 온탕침지법 단독 처리보 다 pH교정석회유황합제를 혼용 처리할 경우 보다 효과적으로 방제할 수 있었다.

    4 온탕침지와 pH교정석회유황합제에 의한 상추종자의 세균 소독효과

    상추종자의 소독효과를 증진하고자 온탕침지조 건(온도, 처리시간)과 pH교정석회유황합제의 농도 (0.05~2%)에 따른 세균의 소독효과에 미치는 영 향을 조사하였더니, 곰팡이의 처리효과와 마찬가 지로 4종류(45℃, 50℃, 55℃, 60℃)의 온탕침지 단독 또는 pH교정석회유황합제와 교호로 처리할 경우 온탕의 온도와 처리시간 및 pH교정석회유황 합제의 농도가 증가함에 따라 세균의 소독효과가 상승하였다.

    45℃ 20분 이상, 50℃ 15분 이상 온탕침지 단독 으로 처리할 경우 세균의 살균효과가 각각 91.1%와 95.6% 이상으로 나타났으며 0.05% 이상의 pH교정 석회유황합제에 15분 이상 교호 처리할 경우 세균 소독효과가 91.1% 이상으로 온탕침지 단독처리보다 동일한 조건에서 처리시간이 단축되고 소독효과가 상승하는 것으로 나타났다.

    50℃ 온탕침지 단독처리조건에서는 15분 이상 처리 할 경우 세균의 소독효과가 95.6% 이상으로 나타났 으며 0.05% 이상의 pH교정석회유황합제와 10분 이상 교호로 처리할 경우, 세균의 소독효과가 93.3% 이상 으로 온탕침지 단독처리보다 동일한 조건에서 처리시 간이 단축되고 소독효과가 상승하는 것으로 나타났다.

    55℃나 60℃ 온탕침지 단독 또는 0.05% 이상 의 pH교정석회유황합제와 교호로 10분 이상 처리 할 경우 세균의 소독효과가 100% 이상으로 나타 났다(Table 4).

    본 연구 결과에서는 무소독 상추종자에서 세균 의 살균효과는 온탕침지 단독으로 처리하는 것 보다 pH교정석회유황합제를 혼용 처리할 경우 살 균효과가 증가하였다.

    5 온탕침지와 pH교정석회유황합제에 의한 상추종자의 발아율에 미치는 영향

    온탕침지와 pH교정석회유황합제 처리에 따른 상 추종자의 발아율에 미치는 영향을 조사하였더니, 45℃의 온탕침지 조건을 제외하고 온탕침지의 온 도와 처리시간이 증가함에 따라 상추종자의 발아율이 급격히 감소하는 것으로 나타났다(Table 5). 45℃에 서 온탕침지 단독으로 처리할 경우 25분간 처리할 경우 상추종자의 발아율이 100%로 가장 높게 나타 났다. 그러나 50℃의 온탕침지 조건에서는 10분간 처리할 경우 상추종자의 발아율이 95.6%로 가장 높 았으며 처리시간이 15~30분까지 증가할 경우 상추 종자의 발아율은 91.1%에서 73.3%로 낮아졌다. 특 히, 온탕침지 온도가 55℃, 60℃로 증가할 경우 처 리시간이 10분에서 30분으로 증가함에 따라 상추종 자의 발아율이 각각 80.0%에서 0%로 17.8%에서 0%로 급속히 감소하는 것으로 나타났다(Table 5).

    Miller & Lewis Ivey (2004)는 박과류뿐만 아니 라 상추도도 온탕침지에 민감하기 때문에 온탕침지 종자소독시 처리온도에 유의해야 하며 상추의 경우 47℃에서 30분간 온탕 침지하는 것이 효과적인 것으 로 보고한 바 있다. 국내에서는 Lee et al. (2007)의 보고에 의하면 상추종자는 45℃ 온탕에서 25분간 처리하는 것이 좋다고 받는 것으로 생각된다. 본 연 구에서는 상추의 종자발아에 pH교정석회유황합제농 도의 변화보다 온탕침지 온도조건과 처리시간이 상 추의 발아에 영향을 더 미치는 것으로 나타났다.

    상추 종자는 전형적인 광발아성이면서 감온성인 종자로서 광의 유무 및 광질의 영향을 크게 받으 며, 저온 발아성으로 20℃ 또는 15~20℃ 내외의 저온에서 발아가 양호하지만 온도에 따라서 발아 정도가 극단적으로 다르게 나타나는 것으로 보고되 어 있다. 25℃의 발아온도나 35℃ 이상의 저장온도 에서는 쉽게 2차 휴면이 유기 되는 것으로 보고되 었다(Mayer & Poljakoff-Mayer, 1982;Lee, 1986).

    종자에 의해 전염 된 Alternaria sp.가 유기농산 물 생산에 상당한 위험을 초래할 수 있다는 보고가 있으므로 친환경적인 종자소독기술의 개발이 필요하 다. 그러나 온탕침지법과 같이 열을 이용한 종자소 독방법은 식물병원균을 죽이거나 활력을 떨어 떨이 지만, 상추와 같은 기주 조직의 활력도 소거하는 것 으로 알려져 있다(Baker, 1972).

    온탕짐지법 이외에 물리적인 종자소독기술 중 건열소독은 열이 종자내로 침투하는 능력이 우수 하여 종피가 두꺼운 수박이나 대목용 박종자의 바이러스 소독에 효과적이다. 그러나 건열소독은 온탕침지 소독에 비해 종장의 이화학적 손상과 thermodormancy와 같은 2차 휴면을 유발할 뿐만 아니라 저장기간이 길어짐에 따라 종자의 발아, 어 린묘 출현을 현저히 저하시키는 것으로 알려져 있다 (Bewley & Black, 1994;Shen et al., 2001)

    본 연구 결과에서는 온탕침지 온도와 처리시간의 증가가 상추종자의 소독효과를 높일 수 있지만 상추 의 발아율을 낮추는 원인이 됨으로 pH교정석회유황 합제와 교호처리 할 경우 소독효과를 높이고 상추의 발아율에 영향을 주지 않는 적정한 온도와 처리시간 을 찾을 수 있을 것으로 생각한다.

    이상의 결과를 미루어볼 때 온탕침지와 pH교정석 회유황합제를 혼용 처리하면 상추종자에 감염된 곰 팡이나 세균의 살균효과를 유의적으로 높여 유기재 배 상추의 생산을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 생각한다.

    감사의 글

    본 연구는 농촌진흥청 국립농업과학원 농업과학기 술 연구개발사업(과제번호: PJ01248802)의 지원에 의해 이루어진 것임

    Figure

    JALS-53-3-27_F1.gif

    Microscopic observation of lettuce seeds were infested with Alternaria sp. (A, B), Aspergillus sp. (C, D), Cladosporium sp. (E, F) and Pseudomonas sp. (G, H).

    Table

    The infection rate of fungi and bacterium in organic lettuce seed

    Effect of hot water treatment on seed germination and infection rate of lettuce seed for organic farming

    Effect of a single- or combined treatment with hot water and lime sulfur mixture on the disinfection rate of fungi in organic lettuce seeds under difference temperature and treatment time

    Effect of a single- or combined treatment with hot water and lime sulfur mixture on the disinfection rate of bacteria in organic lettuce seeds under difference temperature and treatment time

    Effect of a single- or combined treatment with hot water and lime sulfur mixture on seed germination of organic lettuce seeds under difference temperature and treatment time

    Reference

    1. Baker KF. 1972. Seed pathology. In: Seed Biology Vol. 2. Ed. Kozlowski T. pp.317-416. Academic Press, New York, USA.
    2. Barak JD , Koiker ST and Gilberson RL. 2002. Movement of Xanthomonas campestris pv. Vitians in the stems of lettuce and seed contamination. Plant Pathol. 51: 506-512.
    3. Barnett HL and Hunter BB. 1998. Illustrated genera of imperfect fungi. 4th APS Press, USA. pp.218.
    4. Bewley JD and Black M. 1994. Seeds: Physiology of development and germination. pp.199-271. 2nd Eds. Plenum Press, 233 Spring Street, New York, USA.
    5. Bourbos VA , Skoudridakis MT , Barbopoulon E and Venetis K. 2000. Ecological control of grape powdery mildew (Uncinula necator). http://www.landwirtschaftmlr.baden-wuerttemberg.de/la/lvwo/kongress/SULFUR.html.
    6. Choi BH , Hong BH , Kang GY , Kim JK , Kim SH and Min TK. 2001. Shingo Seed Sciences, Hyangmun Co. Ltd., Korea. pp.314.
    7. Choi JS. 2017. Seed-surface disinfection and germination effects of grapefruit seed extract (GSE) on Lactuca sativa seeds. Toxicology and Environmental Health Sciences. 9: 169-175.
    8. Daniel C , Haeseli A and Weibel F. 2001. The side effects of lime sulphur on predaceous arthropods, i.e. Typhlodromus pyri, and other leaf occupying arthropods. (http://www.fibl.net/archiv/pdf/daniel-et-al2001-lime-sulphur.pdf)
    9. Davis RM , Subbarao KV , Raid RN and Kurtz EA. 1997. Compendium of lettuce diseases. American Phytopathological Society Press. USA.
    10. De Lima CB , Rentschler LLA, Bueno, JT and Boaventura AC. 2016. Plant extracts and essential oils on the control of Alternaria alternata, Alternaria dauci and on the germination and emergence of carrot seeds (Daucus carota L.). Cienc. Rural. 46: http://dx.doi.org/10.1590/0103-8478cr20141660
    11. Du Toit LJ and Hernandez-Perez P. 2005. Efficacy of hot water and chlorine for eradication of Cladosporium variabile, Stemphylium botryosum,and Verticillium dahliae from spinach seed. Plant Disease. 89: 1309-1312.
    12. Gabrielson RL. 1983. Blackleg diseases of crucifers caused by Leptosphaeria maculans (Phoma lingam) and its control. Seed Sci. Technol. 11: 749-780.
    13. Gianessi LP and Reigner N. 2005. The value of fungicides in U.S. crop production. Crop Life Foundation, Washington, DC. http://www.croplifefoundation.org/upload/137%20CropLife%20Foundation%20Fungicide%20Benefits.pdf) (Accessed 10 Septembe 2018).
    14. Gitaitis R and Walcott R. 2007. The epidemiology and management of seedborne bacterial diseases. Annu. Rev. Phytopathol. 45: 371–397.
    15. Han DH. 2002. Evaluation of major characteristics in cultivar groups of lettuce (Lactuca sativa). M. S. Thesis. Kyung Hee University, Seoul, Korea.
    16. Hermansen A , Brodal G and Balvoll G. 2000. Hot water treatment of carrot seeds: effects on seedborne fungi, germination, emergence, and yield. Seed Sci. Technol. 27: 599-613.
    17. Jang SW , Jeong BW , Seo MH and Ryu KW. 2006. Lettuce. Herb World, Seoul, Korea.
    18. Jang SW , Kwon YS and Kim WB. 2003. Selection of three promising romaine lettuces for summerseason cultivation in highland regions. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 21 (Suppl. II): 61.
    19. Jensen JL. 1988. The propagation and prevention of smut in oats and barley. J. Royal Agri. Soc. England. 24: 1-19.
    20. Kasselaki AM , Malathrakis NE , Goumas DE , Cooper JM and Leifert C. 2008. Effect of alternative treatments on seed-borne Didymella lycopersici in tomato, J. Appl. Microbiol. 105: 36-41.
    21. Kim DH and Lee JM. 2001. Effects of seed sterilization treatment on germination and seedling growth of bottle gourd (Lagenaria siceraria). J. Kor. Soc. Hort. Sci. 42: 131-136.
    22. Kim TS , Jang YH and Hwang HJ. 2018. Strategies to increase domestic lettuce circulations through improving valuable end-use traits. J. Distribution Sci. 16: 63-68.
    23. Lee JM. 2002. Evaluation of major characteristics in cultivar groups of Lettuce (Lactuca sativa). M. S. Thesis. Gyeong Hee University, Seoul, Korea.
    24. Lee KM. 1986. Effect of light quality and growth regulator treatments on the seed germination of lettuce (Lactuca sativa). M. S. Thesis. Kyunghee University, Korea.
    25. Lee JH , Shen SS , Park YJ , Ryu KY and Jee HJ. 2007. Evaluation of hot water treatment for disinfection of vegetable seeds for organic farming. Res. Plant Dis. 13: 157-163.
    26. Mayer AM and Poljakoff-Mayer A. 1982. The germination of seeds. Pergamon Press. pp.22-197.
    27. Miller SA , Melanie L and Lewis I. 2005. Hot water and chlorine treatment of vegetable seeds to eradicate bacterial plant pathogens. Ohio State University Extension Fact Sheet.
    28. Miller SA and Lewis Ivey ML. 2004. Hot water treatment of vegetable seeds to eradicate bacterial plant pathogens in organic production systems. Ohio State University Extension Factsheet HYG-3086-05. http://onioline.osu.edu/hygfact/3000/pdf/3086.pdf.
    29. Nega E , Ulrich R , Werner S and Jahn J. 2003. Hot water treatment of vegetable seed- an alternative seed treatment method to control seed-borne pathogens in organic farming. J. Plant Dis. and Pro. 110: 220-234.
    30. National Institute of Agricultural Sciences.2011. Organic Farming Technology to Follow Easily 2. Dongjinmuhwasa, Suwon, Korea. pp.72.
    31. Nega VE , Ulrich R , Wrner S and Jahn M. 2001. Effect of hot water treatment against seed borne pathogens on vegetable seed. Gesunde Pflanzen. 53: 177-184.
    32. Shen, ZH , Parrish DJ , Wolf DD and Welbaum GE. 2001. Strafication in switchgrass seeds is reversed and hastened by drying. Crop Sci. 41: 1546-1551.
    33. Shim CK , Kim MJ , Kim YK , Hong SJ and Kim SC. 2014. Reducing phytotoxic by adjusted pH and control effect of loess-sulfur complex as organic farming material against powdery mildew in tomato. Kor. J. Pes. Sci. 18: 376-382.
    34. Tabatabai MA. 1986. Sulfur in agriculture. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin. pp.688.
    35. Trapmann M and Drechler EE. 2000. Die curative Wirkung von Schwefelkalk gegen Apfelschorf. Obstbau. 10: 559-561.
    36. Vannacci G and Harman GE. 1987. Biocontrol of seed‐borne Alternaria raphani and A. brassicicola. Canadian Journal of Microbiology. 33: 850-856.
    37. Whitaker TW , Ryder EJ , Rubatzky VE and Vail P. 1974. Lettuce production in the United States. USDA Agric. Hbdk.
    38. Yoo SH. 2009. List of Plant Diseases in Korea. 5th ed. (in Korea) pp.112-115. Korean Society of Plant Pathology, Korea.
    39. Yoo SH , Kim WG , Cho WD and Lee YH. 1993. Study on the identification of plant pathogens isolated from commercial vegetable seed. pp.726-729. National Institute of Agricultural Sciences, Korea.
    오늘하루 팝업창 안보기 닫기