서 론
‘Shine Muscat’ 포도는 일본 아끼즈과수연구소에서 2003년 에 육성된 품종으로 우리나라에서는 최근 재배면적과 생산량 이 급속히 증가하고 있다(KATI, 2018;KREI, 2019: Yamada et al., 2008). ‘Shine Muscat’ 포도는 고당, 저산, 마스캇향, 아삭한 식감, 얇은 과피 등의 특징으로 껍질째 먹을 수 있으며 지베렐린 처리에 의한 무핵재배가 가능하고, ‘거봉’ 포도와 비 교하여 볼 때 저장성이 좋은 특징을 지니지만, 탄저병, 노균 병, 흰가루병 및 새눈무늬병의 발생이 심하다(Kono et al., 2013, Shiraishi et al., 2007;Yamada & Sato, 2016;Yamada et al., 2008).
2019년에 ‘Shine Muscat’의 국내 재배면적은 1,867ha에 이르 고, 중국, 홍콩, 대만, 싱가포르, 인도네시아, 베트남 등에 1,865 톤이 수출되어 전체 포도 수출액의 72% 정도를 차지하는 것으 로 보고되어 있다(Chae et al., 2020;Korea Agro-Fisheries & Food Trade Corporation, 2019;KATI, 2018;KREI, 2019).
‘Shine Muscat’ 포도의 생산과 수출이 증가함에 따라 고품질 의 ‘Shine Muscat’ 포도를 생산하기 위한 생장조절물질 처리, 적정 착과량, 수확후 관리, 휘발성 향기 변화 등과 관련된 연 구가 활발히 진행되고 있다(Choi et al., 2020;Hou et al., 2018;Kim et al., 2019a;Matsumoto & Ikoma, 2016;Shin et al., 2019;Suehiro et al., 2019;Watanabe et al., 2018;Wu et al., 2016;Wu et al., 2020). ‘Shine Muscat’ 포도에 발생하는 병해에 관한 연구는 virus 병해, 송이썩음병, 만부병 등을 대상으로 진행되어 왔다(Chiaki et al., 2020;Jo et al., 2017b, c;Ito & Nakaune 2018;Kim et al., 2019b;Lim et al., 2020).
‘Shine Muscat’ 포도의 수출을 위해서는 수출 대상국에서 요구하는 검역과 농약 잔류량 등의 기준에 적합한 과실을 생 산해야 하며, 국내에서도 농약허용물질목록관리제도(Positive List System, PLS)를 2019년부터 1월부터 모든 농작물에 적 용하고 있고(MFDS, 2017b), 홍콩도 2014년부터 자국에 등록 되지 않은 농약의 잔류허용량을 0.01 ppm미만으로 관리하고 있으며, 수입포도에는 20종류의 살균제에 대해 농약 잔류허용 한계농도를 설정하고 있다(KATI, 2017;MFDS, 2017a). 대한 민국을 비롯한 많은 국가에서 수입 과실의 안전성 관련 기준 을 마련하여, 포도 재배 과정에서 사용되는 약제에 대한 모니 터링, 농약의 이동성, 수입 과실의 농약 잔류 분석 등에 관한 연구를 진행하고 있다(Choung, 2019a, b;Eissa et al., 2013;Hjorth et al., 2011;Lagunas-Allué et al., 2015;Neff et al., 2012).
수출용 고품질 포도의 생산에 있어 병해 방제를 위한 농약 의 살포는 필수적이나 수입국에서는 수입 포도에 농약잔류허 용기준을 설정하여 엄격하게 관리하고 있어 각국의 허용기준 에 적합한 약제 방제력의 개발이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 ‘Shine Muscat’ 포도의 주요 수출 대상국인 베트 남, 홍콩에서 허용된 살균제를 활용하여 잔류농약을 최소화하 면서 포도 비가림시설재배에 적합한 수출 포도 병해 방제력을 개발하고자 하였다.
재료 및 방법
시험 포장 및 기상조건
본 연구는 간이비가림 시설에서 개량1자형 수형(재식거리: 3.0 m × 3.0 m)으로 관리하는 4-5년생의 ‘Shine Muscat’ 포도 재배 포장에서 2년(2018-2019년)에 걸쳐 진행하였다. 2018년 에는 경북 경산시 남천면과 상주시 모동면에 위치한 재배 농 가에서 시험을 수행하였고, 2019년에는 경북 경산시 동부동에 위치한 재배 농가에서 시험을 수행하였다.
착과량은 주당 60송이 내외로 조절하여 생육 단계에 따라 관행적으로 관리하였다. 시험을 수행한 두 지역의 기온 조건 은 평년이나 연차 간에 큰 차이가 없었고, 강수량은 경산과 상주 지역 모두 2018년이 평년에 비해 8월의 강수량이 많았 으나 모든 시험 포장은 간이비가림 시설로 관리되고 있어 병 발생에 영향을 미치지는 않았다(Fig. 1).
살포 약제 종류, 시기 및 살포 방법
본 실험에 사용된 살균제는 주요 포도 수출 국가에서 공통 적으로 농약잔류허용기준(MRLs: Maximum Residue Limits) 이 설정되어 있는 농약을 위주로 각 약제들의 성분과 작용 기 작 등을 확인하고 적용범위가 넓은 약제를 제형에 따라 선발 하여 사용하였다(Table 1). 사용된 약제는 포도나무 갈색무늬 병, 노균병, 흰가루병, 잿빛곰팡이병, 탄저병, 새눈무늬병 등의 병해에 적용된 살균제로 azoxystrobin(Strobilurin), dimethomorph (Cinamic acid amide), pyraclostrobin (Strobilurin), tebuconazole (Triazole), difenoconazole(Triazole), boscalid(Acetanilid), fenhexamid(Hydroxyanilide), iprodione(Decarboxamide), trifloxystrobin(Strobilurin) 등의 유효성분(계통)을 포함하는 약 제이다.
선발된 살균제의 살포 시기는 포도나무의 생육 단계에 따라 발아전(1회), 개화전(1회), 개화기(1회), 과립비대기(1회), 변색기 (2회), 성숙기(4-5회) 등으로 구분하고, 농가의 관행적 방제 시 기 및 방법을 고려하여 2018년에는 10회, 2019년에는 11회에 걸쳐서 약제를 살포 하였으며, 처리구에 따른 시기별 살포 약 제의 종류는 Table 2와 Table 3에 표기하였다. 작물보호제지 침서에서 제시된 추천 배율로 희석된 농약을 해당 시기에 전 동분무기(ES-15DX, Koshin, Kyoto, Japan, 살포압력 3.0 kg/ cm2)를 이용하여 m2당 0.3리터의 희석액을 시험구에 고르게 살포하였다.
약제 처리별 병해 발생률 및 과실의 특성 조사
예비로 선발된 살균제를 포도나무에 살포하고 병해 방제 효 과를 검증하였다. 2018년과 2019년에 걸쳐 방제 일정에 따라 약제를 살포한 후 발생한 병해에 대해 발생 정도를 조사하고 방제가를 계산하였으며 계산식은 다음과 같다.
약제 살포 후 ‘Shine Muscat’ 과실의 품질 특성을 조사하 기 위하여 시험 처리구별로 무작위로 5개의 과방을 선발하였 다. 과실의 특성 조사는 포도 우량계통 수체 및 과실특성 표 준조사 매뉴얼(RDA, 2019)에 따라 과방중, 과립중, 과립의 당 도 및 산함량을 조사하였다. 가용성 고형물 함량은 디지털 굴 절당도계(Digital Refractometer PAL-1, Atago, Japan)로 측정 하여 °Brix로 표기하였으며, 산함량은 과일 산도측정기(GMK- 835N, G-WON HITECH, Korea)를 이용하였다. 각각의 조사 는 포도 송이를 윗부분, 중간, 아래 부분으로 구분하고 무작위 로 3개의 과립을 취하여 3반복으로 실시하였다.
농약 잔류량 분석
농약 잔류량 분석을 위하여 ‘Shine Muscat’ 과실은 수확 예정 3일 전에 약제 처리별로 5송이씩 3반복으로 수확하여 농 약잔류분석 전문기관((주)분석기술과 미래)에 분석 의뢰하였다. 기기분석조건은 식품의약품안전처의 농약 동시 다성분분석 (MFDS, 2017a)에 사용하는 기기분석방법을 적용하여 설정하 였다(Ahn et al., 2018).
결과 및 고찰
약제 처리에 따른 병해 발생 및 방제가 조사
베트남, 홍콩 등 주요 수출국에서 공통적으로 잔류허용기준 이 설정된 약제를 선발하였고, 선발된 약제는 작물보호제 지 침서에서 제시된 기준 농도로 희석하여 생육단계에 따라 살포 하였다. 수확기에 갈색무늬병(병원균: Pseudocercoapora viticola), 노균병(병원균: Plasmopara viticola), 잿빛곰팡이병(병 원균: Botrytis cinerea), 흰가루병(병원균: Unicinula necator), 탄저병(병원균: Colletotrichum spp.), 새눈무늬병(병원균: Elsinoe ampelina) 등의 발병을 조사하여 병해 방제 효과를 확인하였다.
2018년에 약제를 살포한 결과는 비교적 양호한 방제 효과를 나타내었으며, 경산 지역에서만 갈색무늬병, 노균병, 탄저병이 관찰되었고(Table 4), 상주 지역에서는 병발생이 관찰되지 않 았다. 약제 살포구에서 갈색무늬병의 이병엽률은 2.3-8.7%을 나타내었으며 무처리구는 29.9%의 발병률을 나타내었다. 포도 나무 갈색무늬병 방제 효과가 가장 양호한 약제 조합은 3번 처리구로서 92.4%의 방제가를 나타내었고 다른 처리구에서도 70% 이상의 방제가를 나타내었다. 포도나무 노균병은 무처리 구에서 5.1%의 이병엽률을 나타내었고 전체적으로 병이 거의 발병하지 않았는데, 4번 처리구를 제외한 1번, 2번, 3번 처리 구에서 비슷한 발병률을 보였으며, 방제가는 79% 이상을 나 타내었다. 포도나무 탄저병의 경우, 무처리구의 발병률은 69.4%로 나타났고, 2번, 3번, 4번 처리구의 발병률은 21.1- 28.5% 정도로서 방제가는 66% 이상으로 나타났다. 이상의 결 과로 ‘Shine Muscat’ 포도 생육과정에서 갈색무늬병, 노균병, 탄저병에 대해 2번, 3번, 4번 처리구에서 대체적으로 양호한 방제 효과를 확인할 수 있었다.
2018년도의 약제 처리에 의한 처리구별 방제효과를 구할 수 있었으나, 병해 방제를 위한 처리구의 방제 효과가 뛰어나지 않아 효과적인 방제살포력을 개발하고자 2차년도의 약제 처리 구와 약제 살포 횟수를 조정하였다. 2번 처리구에서는 총 11 회에 걸쳐서 약제를 살포하였으며, 1번과 3번 처리구 에서는 총 10회를 살포하였다.
2차년도인 2019년에 경산 지역에서 약제를 살포한 후 병해 방제 효과를 조사하였다. 처리한 과원에서 포도나무 갈색무늬 병, 노균병, 탄저병이 관찰되었다(Table 4). 포도나무 갈색무늬 병은 무처리에서 16.2%의 이병엽률을 나타내었고 처리구에서 는 0.6-0.9% 정도로 발병률이 미미하였으며, 모든 처리구에서 94% 이상의 방제가를 나타내었다. 포도나무 노균병은 1번과 2번 처리구에서 95% 이상의 방제효과가 나타났으며, 3번 처 리구에서도 90% 이상의 높은 방제가를 얻었다. 포도나무 탄 저병은 전체적으로 6.3-7.6%의 발병률을 나타내었고, 무처리 구는 36.2%의 발병률을 보였으며, 모든 처리구에서 79% 이상 의 방제가를 나타내었다.
‘Shine Muscat’ 포도의 재배과정에서 발생하는 주요 병해는 새눈무늬병, 탄저병, 노균병, 갈색무늬병, 잿빛곰팡이병, 흰가 루병, 흰빛썩음병 등이 보고되어 있으며, 특히 경북지역에서 문제가 되는 병은 노균병과 탄저병이다. 본 연구에서는 갈색 무늬병과 노균병은 발생이 미미하였고 탄저병이 약간 발생하 였으며, 다른 병해는 거의 발생하지 않았다. 이러한 이유는 대 체로 ‘Shine Muscat’이 비록 노균병에는 약한 품종이지만, 국 내에서는 간이비가림시설에서 재배되고 수출을 목적으로 한 농가의 포장에서는 포장 위생이 철저하게 관리되기 때문으로 여겨진다.
2년 동안 진행된 경산과 상주 지역의 모든 처리구에서 약제 살포에 의한 약흔이나 약해 등의 이상 증상은 관찰되지 않았 으며, 기상에 의한 약효 차이도 없었던 것으로 생각된다.
‘Shine Muscat’의 병해충 방제를 위해서는 관행적으로 10- 11회 정도의 약제를 살포하고 있으며, 2년간 수행한 본 연구 에서는 약제 살포 횟수는 10회나 11회로 구분하여 처리하였 으나 약제 살포 횟수 간의 큰 차이는 나타나지 않았다. 따라 서, 년간 10회의 약제 살포로도 효과적으로 병해를 방제할 수 있으며, 살포한 농약의 잔류에 대한 문제도 해결할 수 있을 것으로 생각된다.
Cha et al.(2000)에 의하면 포도 재배 농가의 관행 약제를 사용한 병해충 방제 실태에 대한 연구에서 살균제의 경우 6회 이상 살포한다는 농가는 60% 이상이었으며, 10회 이상 살포 한다는 농가도 40% 이상으로 나타났다. 이는 ‘Shine Muscat’ 보다 생육기간이 짧은 ‘캠벨얼리’나 ‘거봉’을 재배하는 농가에 서 조사된 것이며, 최근에도 ‘캠벨얼리’나 ‘거봉’의 병해충 방 제를 위하여 년간 8-12회의 약제를 살포하는 것으로 나타났다 (Ahn et al., 2018). 다른 식물에서와 마찬가지로 포도나무에 발생하는 병해 방제를 위한 살균제의 오남용은 살균제에 대한 저항성 균주의 출현을 야기할 수 있다(Chen et al., 2007;Frenkel et al., 2015;Lim et al., 1998;Miles et al., 2012;Vielba-Fernández et al., 2020). 그러므로 효과적인 병해 방제 력의 개발은 체계적인 살균제 살포를 통한 효율적인 포도의 병해 방제와 약제에 대한 내성 균주의 출현의 억제에 기여하 고, 국내에서 안전한 농약 사용을 통한 환경친화적인 과실의 생산에도 크게 기여할 수 있을 것으로 생각된다.
본 연구에서는 사용된 약제는 모두 9종의 성분으로 에르고스 테롤(fungal sterol) 생합성이나 튜불린 생합성을 억제하거나, 시 토크롬c 환원 효소의 활성을 저해하는 작용 기작을 가지고 있 다(Casida, 2009). Azoxystrobin, pyraclostrobin, trifloxystrobin 은 전자전달계를 방해하여 미토콘드리아 호흡을 억제하며 (Balba, 2007;Bartlett et al., 2002;Karadimos et al., 2005), boscalid는 병원균 포자의 발아와 발아관 신장을 억제 하는 작용 기작이 있으며(Lagunas-Allué et al., 2015), dimethomorph는 지방 생합성을 저해하고(Casida, 2009), difenoconazole, tebuconazole, fenhexamid는 에르고스테롤 (fungal sterol)의 생합성을 저해하며(AgChem Access, 2020;Casida, 2009;Grabke et al., 2013;Oxon, 2020), iprodione 은 지방과 막의 합성, 균사체의 신장을 방해하는(AgChem Access, 2020) 등 각각의 살균제들이 작용점의 차이를 나타낸 다. 따라서 선발된 약제는 각기 다른 기작의 살균효과를 통해 병해의 발생을 억제하고, 약제 내성균의 출현도 지연할 수 있 을 것으로 생각된다(Macbean, 2012;Sim et al., 2005).
약제 살포에 의한 ‘Shine Muscat’ 포도 과실의 품질 변화 분석
약제를 살포한 후 포도 과실의 품질 특성 변화를 비교하기 위하여 각각의 시험 처리구별로 과실을 수확하고 과실 특성을 조사하였다(Table 5). 경산 지역의 약제별 처리구에서는 과실 의 품질은 과방중과 과립중에서 약간의 차이를 나타내었으나 당도와 산도는 비슷한 경향이었다. 상주 지역의 약제별 처리 구에서는 과실의 품질은 과방중, 과립중, 산도는 비슷한 경향 이었고, 당도는 약간의 차이를 나타내었다. 경산과 상주 지역 에서의 포도 과실의 특성은 약간의 차이가 있었으며 상주 지 역 과실의 과방중과 과립중이 경산 지역의 과실보다 좀 더 큰 경향이었으며 당도와 산도에서도 약간의 차이를 나타내었다. 이러한 농가간의 과실 특성의 차이는 ‘Shine Muscat’ 품종의 재배 역사가 짧기 때문에 재배 기술이 정립되지 않아 지역간, 농가 간의 적용 재배 기술의 차이로 인한 것으로 생각된다.
잔류 농약 분석
약제 처리별 과실의 농약 잔류량을 분석하기 위하여 각각의 처리구에서 과실을 수확한 후 농약 잔류량을 분석하였고, 주 요 수출국인 베트남과 홍콩의 농약별 잔류허용기준(MRLs)도 나타내었다(Table 6). Azoxystrobin 등 약제 처리에 사용된 총 9종의 회수율은 94.1-103.6%로 모두 식품의약품안전처의 단성 분 분석 회수율 범위(70-120%) 기준에 부합하였다(MFDS, 2013).
시험이 수행된 2년 동안의 모든 약제 처리구에 살포된 농약 의 잔류량은 주요 수출국의 농약잔류허용기준보다 대부분 훨씬 적은 양으로 검출되거나 거의 검출되지 않았다. Azoxystrobin은 0.20 mg/kg 정도로 검출되었는데, 이는 베트남(5 mg/kg)과 홍콩 (2 mg/kg)의 농약잔류허용기준에 비해 훨씬 낮게 검출된 값 이다. 두 나라에서 농약잔류허용기준이 모두 2 mg/kg인 pyraclostrobin의 경우에는 약제가 거의 검출되지 않았다.
Azoxystrobin은 포도의 노지와 비가림 재배 조건에서 기준량 을 살포하면 모두 잔류량이 허용 기준치 이하로 검출된다고 보 고하였다(Hammad, 2019;Lee et al., 2011). 포도과원에서 boscalid와 pyraclostrobin, pyraclostrobin과 dimethomorph를 혼합제로 사용한 경우에도 잔류허용기준이하로 검출되었다고 보고하였다(Chen et al., 2019;Jo et al., 2017a;Wang et al., 2018;Yang et al., 2020). Trifloxystrobin+tebuconazole 혼합제나 iprodione, fenhexamid는 포도에서 분해가 빠르며 잔류에 문제가 없는 것으로 보고되었다(Fantke et al., 2014;Jyot et al., 2010;Loutfy et al., 2015;Malhat et al., 2014).
이러한 여러 농약의 잔류 특성이나 잔류 소실, 그에 따른 반감기가 서로 다른 이유는 작물이 재배되는 기간 동안의 온 도 및 광조건, 강우량, 유기물 함량, 토양 조건, 재배 방식 등 환경적인 요인과 농약과 식물의 조합, 농약의 제형 등에 의한 것으로 여겨지고 있다(Chen et al., 2015;Fantke & Juraske, 2013;Fantke et al., 2014;Gros et al., 2006;Khandelwal et al., 2014;Lee et al., 2011). 농약의 잔류 특성 등이 각기 다르다 하더라도 농약의 적정 농도 및 횟수, 농약의 잔류량을 고려한 처리 시기 및 기간 등을 준수하여 사용한다면 수출대 상국의 농약잔류허용기준에 적합할 것이며, 또한 국내에서는 수출용 포도 생산을 위해서는 봉지씌우기를 하므로 안전한 포 도를 생산할 수 있을 것으로 생각된다.
경산과 상주 지역에서 2년의 시험 수행 기간 동안의 기후 조건은 지난 10년 동안의 기후와 비교했을 때 크게 차이를 나 타내지 않았으나 강수량은 차이가 있었다. 2018년 8월은 2019 년과 지난 10년 동안의 8월과 비교하여 강수량이 많았으나 시 험 포장이 간이비가림시설로 관리되어 있어서 병발생에는 큰 영향을 끼치지는 않았을 것으로 생각된다.
본 연구에서 사용된 농약은 총 14종류로 9개의 각기 다른 성분을 포함하며, 다양한 작용기작을 가지고 있다. 모든 처리 구에서 병해의 발생을 억제하는 효과가 있는 것으로 나타났다. 2018년도의 2번과 3번 처리구와 2019년도의 2번 처리구의 약 제 살포가 가장 효과적인 것으로 생각되며, 2018년의 3번 처 리구와 2019년의 2번 처리구는 약제 조합이 비슷한 것으로 확 인되었다. 또한 약제살포로 인한 과실의 약흔과 약해는 발생 하지 않았으며 과실에 대한 피해도 나타나지 않았다. 농약을 살포한 모든 처리구에서 검출된 잔류량은 각국의 MRL 이하 로 검출되었다. 다양한 약제를 적정한 농도 및 횟수로 살포하 면 비슷한 약제 사용에 의한 내성 균주의 출현 가능성을 방지 하고, 아시아의 주요국으로 수출할 수 있는 안전한 포도 과실 의 생산이 가능할 것으로 생각되며, 본 연구에서 선발된 약제 와 처리 시기가 ‘Shine Muscat’ 포도 수출용 방제력 개발에 큰 도움이 될 것으로 생각된다.
적 요
아시아 주요국으로 ‘Shine Muscat’ 포도를 수출하기 위하여 수출대상국의 농약잔류허용기준(MRL)에 적합하며 안정적이고 우수한 품질의 포도를 생산할 수 있는 포도 병해 방제력을 개 발하고자 하였다. 경북 경산과 상주 지역의 간이비가림시설에 서 재배되는 ‘Shine Muscat’ 포장에서 수출 대상국에서 허용 된 약제 중에서 포도 재배에 많이 사용되는 살균제를 선발하 였고, 재배 기간 동안의 병해 발생을 방제하기 위하여 개화전 부터 성숙기까지 10-11회 살포하였다. 2년에 걸쳐 약제를 살 포하고 수확 전 병해 발생 여부를 조사하고 수확 후에는 과실 의 품질 특성과 잔류 농약을 분석하였다. 갈색무늬병, 노균병, 탄저병이 발생하였으며, 2019년 2번 처리구에서 전체적으로 82% 이상의 방제가를 나타내었다. 과실 품질 특성은 지역별 로 약간의 차이를 나타냈고 모든 처리구에서 농약 잔류량은 0.00-0.20 mg/kg 수준으로 주요 수출국의 MRL 이하로 검출되 었다. 본 연구에서는 최근 수출량이 증가하는 ‘Shine Muscat’ 포도 재배에 활용할 수 있으며 안전한 수출용 포도를 생산할 수 있는 병해 방제력을 개발하였으며, 국내의 포도 수출 농가 에 도움이 될 것으로 생각된다.