서 언

건강에 관심이 많아지면서 신선채소에 관한 수요가 증가하 고 있으며(USDA, 1992), 이러한 수요 요구에 맞추기 위하여 폴리에틸렌 멀칭, 화학비료, 합성농약의 사용이 투입이 증가되 고 있다(National Research Council Board on Agricultural, 1989). 미국의 중부 애틀랜타 지역에서는 신선토마토 생산을 위 하여 지상부에서 발생하는 병의 방제를 위한 방제력을 사용하 고 있으며(Sikora et al., 1994) 이러한 방제 모델은 남동지역 의 일반적인 모델로 확산되고 있다(Bauske et al., 1998). 방제 력에 의존한 방제법은 살균제 살포를 정식시기부터 7일에서 10 일 간격으로 수확기까지 살포하는 것인데 효과적이기는 하나 기상환경이나 발생의 여부에 관계없는 약제 살포로 낭비요인 이 발생한다. 특히 우리나라와 같이 시설재배가 일반적인 곳에 서는 비효율적이라 할 수 있겠다.

또 다른 방법은 병발생 예측모델을 이용한 방법이다. FAST (Forecasting Alternaria solanui on Tomatoes)는 Alternaria solani에 의한 겹무늬병(Early blight)의 방제를 위하여 만들어 졌으며 FAST에서 갈라져 나온 TOMCAST(TOMato disease foreCASTing)는 Early blight(by Alternaria solani), Septoria leaf spot(by Septoria lycopersici), Anthracnose fruit rot(by Colletotrichum coccodes)에 효과적인 예측모델이다(Pitblado, 1988; 1992). 이러한 예측모델은 기존의 방제력을 이용하는 것 보다 약제 살포 횟수를 줄이는데 기여하였다.(Gleason et al., 1995; MacNab et al., 1993; Sikora et al., 1994).

우리나라에서 병발생 예측모델 연구의 시작은 1947년 중앙 농업기술원 기초연구과에서 수행한 수도도열병균과 깨씨무늬 병균의 분생포자 비산상황 조사에서 시작되었다(Anonymous, 1947; Kim, 2002).

국내에서 토마토의 지상부에 발생하는 토마토 곰팡이병은 잎곰팡이병(Leaf mold by Fulvia fulva), 잿빛곰팡이병(Grey mold by Botrytis cinerea), 흰가루병(Powndry mold), 검은잎 곰이병(Black leaf mold by Pseudocercospora fuligena), 겹 무늬병(Early blight), 잎마름역병(Late blight by Phytophthora infestance) 등이 알려져 있다(Korean society of Plant pathology, 2009).

토마토에서 발생하는 잎마름역병(Late blight)은 감자에서 발 생하는 역병과 동일한 균주인 Phytophthora infestance 이며 토양전염으로 뿌리썩음병을 유발하는 다른 Phytophthora속의 종들과 달리 잎과 줄기를 통해 침투하여 식물체를 죽이거나 토마토 과일 또는 감자 괴경을 썩게 하는 병이다(Giddings and Berg, 1919).

P. infestance에 의한 감자 역병은 1845-1849년에 아일랜드 감자 기근(Irish Potato Farmine)을 일으켰고, 이로 인하여 백 만 명 이상이 죽었으며, 2백만 명이 이민을 가게 만든 무서운 병으로 전염성이 매우 강한 것으로 알려져 있다. 토마토와 감 자에 Late blight를 유발시키는 P. infestance는 포자가 발이 (Germination)하여 식물조직을 뚫고 직접 침투하며 식물의 잔 재물, 토마토 식물체, 잡초 등이 점염원이 된다. 두꺼운 세포 벽을 갖고 있는 oospore는 장기간 살아남아 번식할 수 있다 (Nelson, 2008).

국내에서 Late blight의 발생 예측에 대한 모델링은 감자에 서 미국에서 주로 사용되고 있는 이동 그래프법을 개량하여 월평균 온도와 7일간 적상 강우량 외에 상대습도와 7일 평균 최저 온도를 가미함으로 개발되었으며(Hahm et al., 1978), Hwang et al(1996)은 감자 역병의 발생이 잎의 젖어있는 시 간과 밀접한 관계가 있다는 사실을 착안하여 기온, 상대습도, 풍속을 이용한 감자 군락내 결로 모델을 만들어 병예측 모델 을 개발하였다. Ahn et al(1998a,b)은 주간 평균기온, 고습도 일수를 근거로 역병의 초발일을 예측할 수 있는 이동 평균 모 델을 고안하였고 감자 역병의 진전 모델이 logit 모델에 적합 함을 증명하였다.

국내에서 토마토는 감자와 다르게 대부분이 시설에서 재배 가 되고 있어 강우나 풍속에는 영향을 받지 않으며 온도와 습 도의 조절이 가능하다. 따라서 예측 모델을 개발하여 역병이 발생하는 환경이 오기 전에 난방장치나 천창을 열어 습도를 낮춤으로써 역병을 환경적으로 방제하고 잎에 결로가 발생하 였을 때에는 적정 방제 스케줄을 제시하여 시설 토마토 재배 에 활용하고자 한다.

재료 및 방법

역병 발생 예측 모델 연구

시험품종 및 육묘 썸머킹(과채연구소, 방울토마토)을 사용하 였으며 40공 연결포트에 원예용상토(부농) 파종 후 본잎 5-6 매인 6주간 육묘 하여 시험에 사용하였다.

시험균주 및 접종방법 충남 청양의 농가포장 토마토에서 수 집한 Phytophthora infestance 균주를 V8 배지에서 10일간 배양하여 포자를 수확하였다. 포자 접종 농도는 104spore/mL 의 현탁액 40mL을 스프레이를 이용하여 40공 연결포트의 토 마토 묘에 접종하였으며 접종 전에 충분이 잎이 젖도록 처리 하였다.

잎결로 및 처리온도 포자를 접종한 토마토 묘를 아크릴 상 자에 완전히 밀봉하여 10, 15, 20, 25, 30°C 인큐베이터에 넣 은 다음 스프레이로 물을 뿌린 후 0시간부터 24시간까지 시 간이 지난 후 아크릴 상자의 뚜껑을 개방하였으며 아크릴 상 자를 열 때까지 토마토는 잎결로 상태에 있는 것으로 가정하 였다.

농가포장에서의 역병발생 조사 충남 부여 및 청양 농가포장 8곳의 역병발생을 조사하였으며 온도는 Watchdog 1450 (Spectrum Tech., USA)를 잎결로는 Leaf wetness(Spectrum Tech., USA)를 이용하여 측정하였다.

역방발생 조사 및 통계 역병 발생은 접종 5일 후 조사하 였으며 역병균을 접종하지 않은 대조구를 활용하여 발생률 을 조사하였으며 통계프로그램은 sigmaplot(Ver.10.0, Systat Software Inc., UK)을 활용하였다.

역병 방제 모델링 연구

시험품종 및 육묘 썸머킹(과채연구소, 방울토마토)을 사용하 였으며 40공 연결포트에 원예용상토(부농)파종 후 본잎 5-6매 인 6주간 육묘 하여 시험에 사용하였다.

시험균주 및 접종방법 충남 청양의 농가포장 토마토에서 수 집한 Phytophthora infestance 균주를 V8 배지에서 10일간 배양하여 포자를 수확하였다. 포자 접종 농도는 10⁴spore/mL 의 현탁액 40mL을 스프레이를 이용하여 40공 연결포트의 토 마토 묘에 접종하였으며 접종 전에 충분이 잎이 젖도록 처리 하였고 토마토 묘를 18°C Dew chamber에서 12, 24시간 처 리 후 18°C 인큐베이터에 옮겨 넣었다.

방제스케줄을 위한 약제처리 플루피콜라이드 5%+프로파모 카브하이드로클라이드 50% 혼합제(인피니트, Fluopicolide 5%+Propamocarb hydrochloride 50%), 사이목사닐 30%+파목 사돈22.5% 혼합제(이카쵸, Cymoxanil 12%+Famoxadone 9%), 디메타모르프8%+디티아논30% 혼합제(포름디, Dimethomorph 8%+Dithianon 30%)를 사용 농도인 1000배로 희석하여 포자 접종 0시간부터 72시간까지 처리하였으며 약제를 처리하지 않 은 대조구를 두었다.

역방발생 조사 및 통계 역병 발생은 접종 5일 후 조사하였 으며 통계프로그램은 sigmaplot(Ver.10.0, Systat Software Inc., UK)을 활용하였다.

결과 및 고찰

역병 발생 예측 모델 개발

역병균 포자를 104spore/mL의 농도로 접종 후 아크릴상자 속에서 0-24시간 동안 10-30°C에서 결로 처리하였다. 접종 10 일 후 조사 결과 역병 발생은 잎결로가 6시간이 지난 후 발 병하기 시작하였으며 발병 적온은 15°C, 20°C였다. 10°C와 25°C에서는 결로 시간이 16시간이 지나도 발병률은 각각 26%, 41%로 낮았으며 30°C 이상에서는 발병이 되지 않았다( 그림 1). 역병발생의 가장 중요한 요소는 잎결로 시간과 온도 이며 토마토의 생육 적온이 15-25°C이므로(Bierhuizen and Wagenvoort, 1977) 역병 발생의 억제를 위한 온도의 조절은 어려우며 잎결로 시간을 제어함으로써 역병발생을 억제할 수 있을 것으로 생각된다. 이 결과는 딸기 윤반병은 잎의 결로시 간이 길어질수록 발병률이 증가한다(Nita et al., 1994)는 연구 결과와 유사하였다. 역병발생 예방을 위해서는 잎결로가 발생 하면 보일러를 이용하여 가온하고 측창이나 천창을 열어 온실 내 습도를 떨어뜨리는 것만으로 충분한 효과를 거둘 것으로 기대된다.

역병균 포자 접종 후 온도에 따른 역병 발생을 조사한 결과 역병 발생은 5일이 지난 후 확인되었으며 잠복기는 5일로 추 정된다. 15°C, 20°C에서 역병 발생률이 높았으며(표 1) 10°C, 25°C와 비교하여 잠복기가 짧았다. 역병의 잠복기는 15°C, 20°C에서 5일로 생각되며 다른 토마토의 병과 비교하여 잠복 기는 짧은 것으로 나타났다.

충남 부여 및 청양 농가포장 8곳을 조사한 결과 잎결로시 간과 역병 발생률은 결정계수값이 0.929로 매우 높은 상관계 수를 나타냈으며 결로 시간이 늘어남에 따라 병발생도 증가하 였다. 이 결과는 실내에서 시험한 내용과 매우 유사하였다(그 림 1). 따라서 추후 연구에서는 농가포장보다 환경조절이 쉬 워 더 많은 데이터를 얻을 수 있는 인큐베이터를 이용한 추가 시험을 실시하는 것이 효율적이라 생각된다. 조사포장에서 평 균 온도는 18-22°C로 역병 발생에 적합한 환경이었다(Data not shown).Fig. 2

역병 방제 모델링 연구

그림 3은 토마토 역병 적용약제인 플루피콜라이드 5%+프로 파모카브 하이드로클로이드 50% 혼합제(인피니티, Fluopicolide 5%+Propamocarb hydrochloride 50%), 사이목사닐 12%+파목 사돈 9% 혼합제(이카쵸, Cymoxanil 12% +Famoxadone 9%), 디메타모르프 8%+디티아논30% 혼합제(포름디, Dimethomorph 8%+Dithianon 30%)를 역병균을 접종하고 잎결로 12시간 후 에 방제가를 조사한 결과이다. 잎결로 12시간 결로 직후 약제 처리를 시작하여 36시간까지는 플루피콜라이드 5%+프로파모 카브 하이드로클로이드 50% 혼합제, 사이목사닐 12%+파목사 돈 9% 혼합제의 방제가가 90%이상으로 매우 높게 나타났으 나 48시간이 지난 후에는 70%이하로 방제가가 떨어졌다(그림 3A, B). 디메타모르프 8%+디티아논30% 혼합제 처리에서는 20시간에서 80%의 비교적 낮은 방제가를 보였으며 48시간 이 후에는 60% 이하로 떨어졌다(그림 3C). 역병은 발병 적온에 서 잠복기가 120시간으로 역병이 보이기 시작할 때에는 방제 를 하여도 큰 효과를 보기가 어렵다. 따라서 온실 내 결로 발 생을 관찰하여 잎결로가 발생하면 선제적으로 즉시 방제하는 것이 효과적인 방제방법이라고 생각된다. 포도 탄저병 발생은 온도와 잎결로시간과 밀접한 관계가 있다(Yun and Park, 1990). Park et al(1992)은 포도 탄저병 방제에서 식물체에 결 로가 발생하는 것을 기준으로 약제 방제시기를 결정하여 관행 보다 농약 사용량을 줄였다고 하였는데 이번 연구에서도 잎결 로 시간을 활용하여 적기 방제를 실시한다면 전체 농약 사용 량을 줄일 수 있을 것으로 생각된다. 특히 결로가 많이 발생 하는 온실의 입구 및 모서리 부분의 센서를 이용한 예찰과 일 교차가 큰 환절기 때 잎결로에 의한 약제살포 시기 결정은 매 우 중요하다.

적 요

10-30°C의 온도와 0-24 hr 잎결로 시간에서 토마토 잎에 10⁴·mL^-1의 역병균 포자를 접종하였다. 역병 발생은 15, 20°C 온도에서 잎결로 시간 6시간 이상이 되어야 발생하였다. 10°C, 25°C에서는 16시간 경과 후 각각 26%, 41% 발생하였으며 30°C에서는 역병이 발생하지 않았다. 토마토가 성장하기 좋은 온도를 벗어나면 결로가 발생하여도 역병 발생은 줄었다. 따 라서 역병 발생의 가장 중요한 환경요인은 온도와 잎결로 시 간으로 생각된다. 역병의 잠복기는 15-20°C 온도에서 5일(120 시간)정도이며 이보다 낮거나 높으면 잠복기가 길어졌다. 플루 피콜라이드 5%+프로파모카브 하이드로클로이드 50% 혼합제 의 방제가는 역병균 접종 36시간 이내에서는 95% 이상으로 높았으나 48시간 이후에는 70% 이하로 떨어졌다. 사이목사닐 12%+파목사돈 9% 혼합제는 역병균 접종 36시간 이후 처리에 서 95% 이상의 방제가를 보였으나 48시간 이후에는 70% 이 하로 낮아져 인피니티와 유사와 경향을 보였다. 디메타모르프 8%+디티아논30% 혼합제 처리에서는 20시간에서 80%의 낮은 방제가를 보였으며 48시간 이후에는 60% 이하로 떨어졌다.