서 론

과수 화상병은 Erwinia amylovora라고 불리는 식물 병원 성 세균에 의해서 발병하며 식물방역법상 6개의 금지 세균병 (과수 화상병, 감귤그린병, 포도피어스병, 사과나무빗자루병, 포 도나무황화병, 제브라칩병)들 중 하나이다. E. amylovora는 바 람, 비, 꽃가루, 곤충 등과 같은 다양한 환경요인에 의해 전파 될 수 있어 전염성이 높고 감염되면 뚜렷한 방제약제가 없다 (Gildemacher et al., 2006;Miller and Schroth, 1972). 기주 식물은 사과, 산사나무 등 장미과 39속 180여종이 보고되어 있 으며, 생육적온은 25~29°C로 4월부터 9월까지 발생하며, 12°C 저온에서도 화기감염에 의한 발생 가능성이 높다(Brenner, 1984). 계통 발생적으로 가까운 종인 Erwinia pyrifoliae는 가 지검은마름병의 원인균으로 한국과 일본에서만 발생되고 있다 (Geider et al., 2009;Kim et al., 1999;Thapa et al., 2013).

과수 화상병은 1780년 미국 뉴욕주의 허드슨 밸리 근처의 배 (Pyrus communis L.), 사과(Malus sylvestris Mill.), 모과(Cydonia oblonga Mill.)에서 처음 발견된 이후로, 발생 국가는 2018년 기준 57개국이며 우리나라는 2015년 발병이 보고되었다(Bark, 1971;CABI/EPPO, 2017;Myung et al., 2016;Park et al., 2016).

과수 화상병 방제 방법으로, 미국은 농가중심의 일반방제를 추진하고 있으며 저항성 품종 재배를 유도하고 있다(Russo et al., 2007;Russo et al., 2006). 호주는 1997년 발생 후 발생 지점 주변의 기주식물과 꿀벌 군집을 제거하여 박멸하였으며, 감염지역 경계에서 반경 2 km를 설정하여 차단 방제하고 있 다(Duffy et al., 2005;Rodoni et al., 2002). 스위스는 미발 생한 보호지역, 발생이 10건 이상이거나 지속 발생하는 오염 지역, 감염지역 반경 3 km 유지하는 제한지역으로 3가지를 구 분하여 관리하고 있다(Shtienberg et al., 2015). 스페인은 집 중예찰, 위험도 평가, 진단 정확도, 전부 혹은 선택적 감염주 의 빠른 제거 등에 의해 박멸에 성공하였다(López et al., 2001;Palacio-Bielsa et al., 2012). 우리나라에서는 과수 화상 병이 발생하면 발병주를 중심으로 과원전체를 매몰하는 박멸 위주의 공적방제를 실행하고 있다.

충북도 사과 재배면적의 약 50% 이상을 차지하고 있는 충 주시와 제천시의 과수 화상병 발생은 지역농업생산 기반 붕괴 와 브랜드 가치 하락에 의한 경제적 손실을 초래할 뿐만 아니 라, 경북도 북부지역의 사과 주산단지로의 확산을 차단하면서 박멸을 하는 것이 매우 중요할 것이다.

따라서, 본 연구는 충북 충주시와 제천시에서 2015년부터 2019년까지 발생한 과수 화상병의 발병, 공적방제 전반을 조 사한 결과를 분석함으로서 과수 화상병의 특성 구명과 효과적 인 방제 방안을 제시하는 자료로 활용하고자 한다.

연구 방법

기상 분석

과수 화상병 발생을 기상환경 조건과의 연관성을 알아보기 위하여 발생지 기상분석은 기상청 방재기상정보시스템(https:// afso.kma.go.kr)을 이용하여 3개 지역의 기상자료를 분석하였 다. 기상을 관측한 각 지역은 충주시 엄정면, 제천시 백운면, 음성군 음성읍이다. 개화기 조사는 농업과학기술연구조사분석 기준(RDA, 2003)과 생물계절 조사기준(RDA, 2017)에 의하여 조사하였다.

조사 및 확진 체계

과수 화상병은 법정 금지병으로 충북지역 11개 시·군 농업 기술센터에서 지역여건에 맞게 과수 화상병이 발생하기 전 시 기인 3월부터 예찰계획을 수립하여 운영하였다. 과수 화상병 예찰 시 사과와 배 과수원의 발생여부를 조사하였으며 의심 증상을 발견 시 발생과원의 발생지점 GPS좌표를 표시하였다. 발병포장의 모든 발병주는 식별이 가능하도록 흰색 스프레이 를 사용하여 표한 후 발병주 별로 보이는 가지를 포장 당 5 개까지 각각 채집하였다. 채집된 시료는 현장에서 신고된 지 역의 농업기술센터 담당자와 함께 과수화상병 간이진단키트 (VDRG E. amylovora Rapid Kit, Median)를 이용하여 간이 진단하였다. 간이진단에서 양성판정 된 시료는 정밀진단을 위 하여 농촌진흥청 국립농업과학원에서 분석하였다. 시료 판정 결과는 국립농업과학원에서 병원균 분류 및 동정을 실시한 후 신고 기관에 통보하였으며, 양성인 경우 공적방제를 실시하였다.

지도 분석

2019년 충북지역 과수 화상병에 대하여 발생 지점의 공간을 분석하기 위하여 QGIS 3.10 버전을 이용하였다. 과수 화상병 의 확진 농가 전체에 대한 GPS좌표를 조사하여 지역별 과수 화상병 발생 농가의 분포지도를 작성하였다.

결과 및 고찰

기상과 발병관계

2019년 충북 충주시, 제천시, 음성군 지역의 시기별 화상병 발생건수는 Fig. 1과 같다. 과수 화상병은 5월부터 발생하기 시작하여 8월까지 발생하였으며, 5월 10건, 6월 105건, 7월 28건, 8월 2건으로 총 145건이었다. 가장 많이 발생한 시기는 6월로 105건이었다. 지역별 발생양상도 충주시, 제천시, 음성 군 모두 6월에 가장 많이 발생하였으며, 음성군 지역은 총 발 생된 7건 모두 6월에 발생하였다. 5월을 시작으로 6월에 확산 되는 경향을 보고 있는데, 이는 Smith & Pusey(2010)가 WSU Decision Aid System for Tree Fruit(DAS) 제공 예측 모델(Cougar Blight 2010 ver. 5.0)에서 예상온도를 기준으로 다음 3일 동안 화상병 감염의 위험을 예측하여, 개화기 방제 는 만개기부터 꽃이 지고 1~2주 후까지 방제를 실시하여야 효 과적이며, 꽃이 늦게 피는 동한 따뜻한 환경으로 인해 화상병 의 감염 위험이 증가할 수 있다고 하였다. 이를 결과로 화상 병이 6월에 확산되기 전 5월 초기 예찰과 약제 방제가 중요하 다고 생각된다.

화상병 발생 건수와 발생 최적 기온과의 관계는 Fig. 2와 같다. 화상병이 첫 발생한 평균기온은 20°C이었으며, 발생순 서는 충주시, 제천시, 음성군 순이었다. 발생을 전후한 강우량 은 적은 편이었며 일교차는 3월 상순, 5월 상순에 가장 크게 나타났으며 7월 하순 이후에는 일교차가 줄어드는 경향을 보 였다. 화상병 발생 건수와 발생 최적 기온과의 관계를 조사한 결과 일 최고기온이 25°C~30°C 범위에 있을 때 화상병 발생 건수가 많았고 30°C가 넘을 때는 발생 건수가 적은 경향을 보였다. 이는 고온에 의한 과수화상병균 활성이 약해진 것으 로 추정된다. 예측모델(Cougar Blight 2010 ver. 5.0)에서 병 원균의 성장률을 고려하여 20°C 이상의 여러 시간에 대한 위 험을 4일 온도를 기준으로 화상병 발병을 예측한 결과와 같은 경향을 보였다(Pusey and Curry, 2004). 화상병균의 생장률은 27~30°C에서 가장 높게 나타나며 27°C 전과 30°C 이후의 온 도에서는 생장률이 낮아지는 결과를 토대로 생각해 보았을 때 8월 14일 이후 평균기온이 25°C 아래로 떨어지면서 화상병균 의 생장률이 낮아짐에 따라 발생건수도 줄어든 것으로 사료되 며, Shrestha et al.(2005)와 같은 경향이다.

이상의 결과로 개화기를 기반으로 과수화상병 전염 시 매개 곤충에 의한 전반, 병 발생까지의 기간은 약 30일 정도로 추 정되어 개화 전 또는 개화기 이후 방제가 중요하며 2019년도 의 경우 첫 발생 일 평균기온이 20°C 내외인 점을 감안 방제 작업이 이루어져야 할 것으로 보인다.

과수 화상병 발생 현황

충북지역 3년간 과수 화상병 발생현황은 Table 1과 같다. 우리나라 최초 발생은 2015년 경기도 안성시 서운면의 배나 무 과원에서 발생되었으며, 충북에서는 2015년 제천시 백운면 도곡리 1농가 7,911 m²에서 사과 홍로, 후지, 감홍 품종 745 주 중 11주가 발병되었다. 2016년도와 2017년은 발생하지 않 았으나, 잠복기간으로 추정하고 있다. 2018년에는 충주 3농 가, 제천 32농가로 총 35농가에서 발생하였으며, 그 주변 매 몰과원까지 합치면 총 74농가였다. 2019년에는 2018년보다 약 2배 많은 145농가에서 발생하였다.

최근 2년간의 과수 화상병 발생지역은 Fig. 3, 4와 같다. 2019년 발생지역은 충주시에서는 산척면 54농가, 소태면 10농 가, 엄정면 2농가이며 총 76농가로 가장 많이 발생하였다. 제 천시에는 백운면 40농가, 음성군 음성읍 1농가, 소이면 6농가 가 발생하였다.

2019년 충북지역 과수 화상병의 의심신고는 Table 2와 같다. 의심신고는 모두 148건 91.1ha이었으며, 이중 145건 88.9ha가 양성, 3건 2.2ha가 음성으로 판정되었다. 지역별 발생은 충주 시에서 의심신고 79건 중 3건이 음성 판정되어 76건 40.8ha 가 확진되었고, 제천시는 62건 45.8ha, 2019년도 처음으로 음 성군은 7건 2.3ha가 확진되었다. 과수 화상병의 2019년 월별 발생은 5월 20일에 충주 산척면 송강리 사과 과원에서 첫 발 생된 후 5월 11건, 6월 107건, 7월 25건, 8월 2건이 추가로 발생하였다. 과수 화상병 전체 발생의 73.8%가 6월 중에 집중 발생하였으며, 7월 17.2%로 급격해 발생이 감소하였다. 5월과 8월에 각각 7.6%, 1.4%가 발생되었으나 8월 이후에는 발생되 지 않았다(Fig. 5). 2019년 충북지역 평균기온과 강수량을 조 사한 결과 첫 발생일인 5월 20일 평균기온은 20°C이었으며 발생을 전후한 강우량은 적은 편이었다.

2019년 충북지역 과수 화상병 발생지역의 재배면적별 발생 현황은 Table 3과 같다. 전체 농가 148농가 중 39농가 26.4% 가 3,000 m²미만의 소규모였고, 10,000 m²이상의 큰 농장은 26 농가 17.6%정도였다. 3,000~10,000 m²의 규모의 농가에서도 56%정도가 발생되어 소규모 농가 뿐 만 아니라 대규모 농장 등 모든 농장에서 예외 없이 발생되는 것으로 나타났다.

과수 화상병 확산거리

연도별 충북지역 과수 화상병 발생지역과 전파거리를 분석 한 결과 Fig. 6와 같다. 2018년도에 제천시, 충주시 지역에서 74농가 51.1ha가 방제 매몰되었는데, 2018년 발생지 기준으로 부터 거리가 충주시 앙성면은 28 km, 동량면은 11 km, 제천시 두학동은 19 km 떨어진 곳이었다. 2019년에는 2018년도보다 매우 크게 확산되었는데, 2018년도 발생지역을 기준으로 2019 년도에는 평균 21 km 정도가 확산되었으며, 음성군 소이면은 발생지역 기준 34 km 거리로 가장 멀었다. 이러한 감염양상은 국외에서도 나타나는데 스페인의 아라곤 지역의 경우 2000년 에 첫 발생하여 2003년까지 지속적으로 과수 화상병이 발생 하였고, 발생 과원의 거리를 분석한 결과 가장 거리가 먼 과 원은 5.4 km 정도였다(Palacio-Bielsa et al., 2012). 이스라엘 의 경우 1985년 북쪽지역인 Jordan Vally 배 과수원에서 발생 된 과수 화상병은 이후 3주 내 주변 지역까지 감염되었으며 가장 멀리는 50 km 떨어진 Yizrael Valley와 200 km 떨어진 남부 연안평야지역까지도 전파된 것으로 조사된 바 있다(Zutra et al., 1986). 이러한 과수 화상병의 확산 원인은 비, 바람, 곤충, 새로 알려져 있으며, 사람을 통해서도 전염되는 것으로 알려져 있다(Van der Zwet et al., 2012). 비나 바람, 곤충을 통한 확산경향은 감염이 매우 심한 발생 주로부터 인근 미발 생 주와 인근 과수원까지 지속적으로 감염시킨다(Choi et al., 2019). 따라서 본 연구에서 분석된 첫 체전시 백운면 지역에 서 2018, 2019년도에 발생된 180농가의 확산 원인은 비, 바 람, 그리고 곤충을 통한 자연적인 조건과 사람에 의한 가능성 에 대한 추가적인 조사가 필요할 것으로 생각된다.

과수 화상병 공적방제

과수화상병 매몰농가 및 면적은 Fig. 7과 같다. 과수 화상병 발생 매몰농가는 2015년에 2농가에서 2018년 74농가, 2019년 에는 145농가로 확대됨에 따라 공적방제 면적이 늘어났으며, 공적방제 매몰면적 또한 2015년에 1ha이었으나 2018년에 51.1ha, 2019년에 88.9ha로 급격히 증가세를 나타냈다. 2015년 부터 2019년까지 충북지역 과수 화상병 피해발생 총 매몰농 가 및 면적은 221농가 141ha 이었으며, 이는 충북지역 사과 재배면적 3,929ha 중 약 3.6%를 차지하였다.

과수 화상병 매몰까지 소요일수

과수 화상병 발생 의심신고 후 확진 매몰까지의 소요 기간 은 Table 4와 같다. 발생에서 확진까지 평균 5.8일, 확진에서 매몰까지 6.1일이 소요되었으며, 발생에서 매몰까지의 기간은 11.9일 정도 소요되는 것으로 나타났다. 발생에서 확진까지 짧 게 걸린 기간은 3일, 가장 오래 걸린 기간은 11일이었으며, 확진에서 매몰까지는 최단 1일, 최장 12일, 발생에서 매몰까 지의 기간은 최단 5일, 최장 19일로 나타났다. 이는 발생 시 료가 채집지로부터 시험기관까지 이동이 택배 지연 및 우천 등과 같은 기상상황 악화에 의한 것으로 매몰지연 요인으로 생각된다. 따라서 과수 화상병원균이 비·바람, 방화곤충(벌, 나 비, 꽃등에 등) 및 출입자 의복 등에 의한 전염의 원인임을 감안할 때, 과수 화상병 발생 후부터 확진까지, 확진 후 매몰 까지의 방역조치 기간을 단축하는 것이 매우 중요할 것으로 판단된다. 확진 후 완전제거까지 호주의 경우 의심 증상의 시 료에 대한 최종 검사 결과는 신고 후 12일 내에 제출되어야 하고 양성일 경우 이 후 48시간 이내 현장 집행이 가능토록 조치되어야 하고, 스위스의 경우 의심 시료에 대하여 72시간 안에 최종 판정 결과가 제출되어야 하며, 15일 이내 완전 제 거하여야 한다. 이와 비교해 보았을 때 국내 발생에 따른 제 거 조치기간이 다소 긴 것으로 생각되며, 발생부터 매몰까지 의 기간을 단축해야 할 것으로 여겨진다.

적 요

화상병균(Erwinia amylovora)에 의해 발생하는 과수 화상병 은 주로 사과, 배 등의 장미과 식물에서 발병한다. 과수 화상 병은 국내에서 금지 병원균으로 지정되어 있으며, 2015년 경 기도 안성의 배과수원에서 최초 발견되었다. 그러나, 현재까지 근본적인 방제약제가 없는 상황으로 발생지는 매몰이 최선의 방법으로 여겨진다. 따라서 본 연구에서는 2019년을 기준으로 충북지역의 과수 화상병 발생 원인 분석을 통하여 발생 경로 차단을 위한 역학조사를 실시하였다.