인삼뿌리썩음병원균 (C. destructans)의 치사온도를 구명하기 위해 항온조건과 변온조건으로 나누어 조사하였다 (Table 1). 35℃, 40℃, 45℃에서 균사체를 3 - 15시간 동안 각각 보관한 다음 20℃ 조건으로 옮겨 생존여부를 확인하였다. 35℃에서는 15시간 경과하여도 생존하였으나 40℃에서는 15시간 경과하면 사멸하였고 45℃에서는 5시간 경과하면 사멸되어 온도가 높아 질수록 사멸시간이 짧아지는 특징을 보였다.

일반적으로 토양병원균의 반치사온도 (sublethal heating)는 38℃ 내외로 알려져 있는데 (Freeman and Katan, 1988), 40℃의 경우 병원균이 사멸되는데 비교적 오랜 시간이 걸리나 45℃의 고온에서는 짧은 시간에 사멸되었다. 그런데 기존의 보 고를 보면 토마토 시들음병원균 (Fusarium oxysporum)은 45℃에서 7일이면 사멸되었고 (Nam et al., 2011), 모잘록병원 균 (Rhizoctonia solani)은 37℃에서 14일이면 사멸되어 (Pullman et al., 1981) 사멸 소요시간은 병원균 종류에 따라 서로 다른 양 상을 보였다.

비닐하우스를 밀폐하여 태양열 소독을 하면 지온은 한낮에 최고를 보이고 밤에 최저를 나타내는 일변화를 보이기 때문에 변온조건에서 병원균의 사멸정도를 조사하는 것이 필요하다. 병원균의 균사체를 38℃, 40℃, 45℃ 조건에서 매일 2시간 보 관한 다음 나머지 22시간은 20℃ 조건으로 옮겨 보관한 후 생존여부를 조사하였다 (Table 2). 매일 2시간 38℃ 처리는 9일이 경과되어도 사멸되지 않았으나 매일 2시간 40℃ 처리는 9일 만에 사멸되었고 매일 2시간 45℃ 처리는 8일 만에 사멸 되었다.

Gamliel 과 Stapleton (1993)은 양배추를 토양에 환원하고 태양열 소독을 했을 때 토양전염성 병원균인 Pythium ultimum 과 Sclerotium rolfsii는 7일후에 사멸되었으며, Tamietti와 Valentino (2006)는 태양열 소독으로 시들음병 (Fusarium wilt) 발생을 90% 억제하기 위해서는 42℃에서 11일이 필요하다고 하여 병원균의 종류와 환경조건에 따라 치사온도와 치사시간 은 달라졌다.

본 실험에서 항온조건에서는 40℃에서 15시간 만에 사멸되 었고 45℃에서는 5시간 만에 사멸되어 온도가 높아지면 사멸 시간이 뚜렷이 단축되었는데 (Table 1), 변온조건에서는 40℃ 에서 18시간이 누적되어야만 사멸되었고 45℃에서는 16시간이 누적되어야만 사멸되어 하루 2시간의 고온조건에서는 온도가 높아져도 사멸시간이 크게 단축되지 않았다 (Table 2). Shlevin 등 (2003)에 의하면 하우스 내의 변온조건 (주간 60℃, 야간 23℃)에서 Fusarium oxysporium f. sp. radicis-lycopersici은 25일 후 사멸하고 Sclerotium rolfsii는 20일 후 사멸되었는데, 44.0℃ 항온조건에서 F. oxysporium은 8일 경과후 치사되었고 S. rolfsii는 5일 경과 후 치사되어 변온조건에서 병원균 사멸 은 항온조건보다 더 오랜 시간이 필요하다고 하였다.

유기물이 썩을 때 발생하는 열을 이용하여 지온을 올리고자 수단그라스를 재배한 다음 토양에 환원하고 하우스를 밀폐하 여 태양열 소독을 하였다. 수단그라스를 토양에 환원하고 하 우스를 밀폐한 다음 토양깊이별 지온을 조사한 결과 (Table 3) 표토에서 20㎝ 깊이까지는 지온이 40℃ 이상 상승하여 뿌리 썩음병원균을 사멸시킬 수 있는 온도에 도달하였으나 30㎝ 깊이에서는 병원균 사멸온도에 도달하지 못하였다. 따라서 지 하 20㎝ 깊이까지는 병원균의 사멸이 가능하나 지하 20㎝ 이하의 심토층에서 지온상승에 의한 병원균 사멸을 기대하기 어려울 것으로 판단된다.

지하 15㎝ 깊이에서 처리별 지온 상승효과를 보면 석회질 소 처리는 무처리 대비 평균지온이 0.2℃ 상승하고 최고지온 이 1.6℃ 상승하였다. 수단그라스 토양환원 처리는 무처리 대 비 평균지온 3.2℃ 상승하고 최고지온 7.6℃ 상승되었다. 수단 그라스 토양환원 +석회질소 처리는 무처리 대비 평균지온이 1.6℃ 상승하고 최고지온이 3.8℃ 상승하였으며, 수단그라스 토 양환원 +요소 처리는 평균지온이 3.0℃ 상승하고 최고지온이 8.2℃ 상승하였다 (Table 4). 따라서 지온 상승에 가장 효과적인 처리는 수단그라스 토양환원 +요소 +태양열 처리이었으며, 수 단그라스 토양환원 +태양열 처리보다 최고지온이 0.6℃ 더 높 았다. Simmons 등 (2013)에 의하면 유기물 혼합토양 (토양 87%, 퇴비 8%, 밀겨 5%)을 투명비닐로 피복하여 태양열 소 독할 경우 지온이 2 - 4℃ 더 상승한다고 하였으며, 토양소독 후 22일이 경과되면 유기탄소의 85%는 없어진다고 하였다.

지하 15㎝ 깊이에서 40℃ 이상 경과된 누적시간을 보면 수 단그라스 토양혼화 단독처리와 수단그라스 토양혼화 + 요소 처리가 각각 65.3시간, 71.7시간으로 지온상승에 효과적이었으 며, 수단그라스 토양혼화 +석회질소 처리는 12.5시간으로 지 온 상승효과가 떨어져 Nam 등 (2011)의 보고와 상반되는 결 과를 보였다. 수단그라스 토양혼원 후 요소를 첨가해주면 질 소원이 추가되어 미생물에 의한 부패가 빨리 진행되어 열 발 생이 많은 것으로 보인다. 석회질소 (CaCN₂) 첨가는 물이산화 탄소의 작용에 의하여 dicyandiamide (CNNH₂)₂태 질소로 분 해되어 미생물에 독성을 나타내고 이로 인해 미생물의 활성이 떨어져 열 발생이 적었던 것으로 보인다.

Table 2에서와 같이 변온조건에서는 40℃에서 하루 2시간씩 보관하여 18시간 경과되면 뿌리썩음병원균이 사멸되었기 때문 에 지온 상승 측면에서 보면 수단그라스 토양환원 단독처리나 수단그라스 토양환원 +요소 처리는 뿌리썩음병원균을 사멸시 킬 수 있는 온도조건이 되었으나 수단그라스 토양혼화 +석회 질소 처리는 지온 상승에 의한 뿌리썩음병원균의 사멸을 기대 하기 어려울 것으로 보인다.

수단그라스 토양환원과 석회질소, 요소 첨가 후 태양열 소 독에 의한 토양이화학성의 변화를 보면 (Table 5) 석회질소 단 독처리는 염류농도, 질산태질소가 증가되었으나 pH, 유기물, 인산, 칼슘, 마그네슘 등은 감소하였고 칼륨과 나트륨은 큰 변 화가 없었다. 수단그라스 토양환원 처리는 염류농도, 유기물, 인산, 칼륨, 마그네슘 등이 증가되었고 pH, 질산태질소, 나트 륨은 감소되었다. 수단그라스 토양환원 +석회질소 처리는 pH, 염류농도, 유기물, 질산태질소, 인산, 칼륨, 마그네슘 등 대부 분의 무기성분이 증가되었고 나트륨은 약간 감소되었다. 수단 그라스 토양환원 +요소 처리는 염류농도, 유기물, 질산태질소, 인산, 칼륨, 마그네슘 등이 증가되었고 나트륨은 약간 감소되 었으며, pH와 칼슘 함량은 큰 변화가 없었다.

이와 같이 수단그라스 토양혼화 처리는 염류농도 증가가 적 고 질산태질소도 증가되지 않아 인삼 생육에 피해가 적을 것 으로 생각되며, 수단그라스 +석회질소, 수단그라스 +요소, 석 회질소 단독처리는 염류농도와 질산태질소를 크게 증가시켜 인삼 생육에 피해를 줄 것으로 생각된다. 다만 염류농도가 높 지 않은 척박한 토양에서는 수단그라스 토양환원 후 석회질소 나 요소처리를 하면 비옥도가 높아져 인삼생육에 효과가 있을 것으로 생각된다. Stapleton 등 (1985)에 의하면 태양열 소독 에 의해 질산태질소와 암모니아태 질소는 6배 증가되고 P, Ca, Mg, EC는 약간 증가되나 K, Fe, Mn, Zn, Cu, pH, 총 유기물 함량은 규칙적인 변화를 보이지 않았다고 하였다. 또 한 Grnzweig 등 (1999)에 의하면 태양열 소독에 의해 토양 속 N, K, Ca, Mg, Na 농도는 증가되었으나 P는 변화가 없 었고 pH, Cl, Mn, Zn, Fe, Cu는 감소되었다고 하였으며, Ahn 등 (2010)에 의하면 수박 시설재배 연작지에 유기물로 생 볏짚을 5 - 10톤/10 a 시용하면 유기물은 증가하고 pH, EC, NO₃, Ca, Mg, Cl 등은 뚜렷이 감소된다고 하였다.

인삼 연작지 토양에서 녹비작물의 토양환원 후 태양열 소독 처리를 한 다음 2년생 인삼을 재배하여 지상부 생육특성을 조 사한 결과 (Table 6), 초장, 경장, 엽장은 수단그라스 +요소, 수단그라스 +석회질소, 수단그라스 단독처리에서 무처리보다 유의적으로 증가되었고 석회질소 단독처리는 무처리와 유의적 인 차이를 보이지 않았다. 엽폭 및 경태는 모든 처리 간에 유 의적인 차이를 보이지 않았다. 지상부 생존율은 수단그라스 단 독처리와 수단그라스 +석회질소 처리에서 가장 높아 잎이 오 랫동안 정상적으로 유지되었으나, 석회질소 단독처리나 수단그 라스 +요소 처리는 무처리보다 지상부 생존율이 다소 증가되 었으나 그 효과는 뚜렷하지 않아 잎이 비교적 일찍 고사되었다.

보통 인삼은 점무늬병, 탄저병과 같은 지상부 병해나 뿌리 썩음병과 같은 지하부 병해 때문에 잎이 일찍 고사되기고 하 고 (Jung et al., 2014), 높은 염류농도에 의해 염류피해가 생 기거나 수분부족에 의한 고온피해가 발생하면 잎이 마르고 지 상부가 일찍 고사되기도 한다 (Lee et al., 2015). 본 실험에 서 수단그라스 단독처리에서 지상부 생존율이 가장 높았던 이유 는 토양염류농도와 질산태질소 함량이 가장 낮았고 (Table 5) 뿌 리썩음병 발생율도 비교적 적었기 때문으로 생각된다 (Table 7). 실제로 Hyun 등 (2009)의 보고에서도 토양염류농도 증가는 질산태질소와 관계가 깊으며, 염류농도와 질산태질소가 많을 경우 생리장해 (황증) 발생이 증가하여 잎이 조기에 낙엽진다 고 하였다.

인삼 연작지 토양에서 녹비작물 토양환원과 태양열 소독처리 를 한 다음 2년생 인삼을 재배하여 지하부 생육 및 뿌리썩음병 발생정도를 조사한 결과 (Table 7), 주당근중의 증가에는 수단 그라스 단독처리가 가장 좋았으며, 그 다음은 수단그라스 +석 회질소 또는 수단그라스 +요소 처리 순이었다. 수단그라스 단 독처리에서 주당근중이 가장 무거웠던 원인은 지상부 생존율과 지하부 생존율이 가장 높았기 때문으로 보인다. 지하부 생존율 과 지하부 무병주율은 수단그라스 단독처리와 수단그라스 +석 회질소 처리에서 가장 높아 토양소독에 효과가 이었다. 석회질 소 단독처리나 수단그라스 +요소 처리도 지하부 생존율과 지 하부 무병주율 증가에 효과가 있었지만 수단그라스 단독처리나 수단그라스 +석회질소 처리에 비해 효과가 다소 떨어졌다.

인삼 뿌리썩음병 발생정도를 고려했을 때 수단그라스 +석 회질소 +태양열 처리가 가장 효과적이었는데, 수단그라스에 석회질소를 첨가하면 뿌리썩음병 발생이 더 억제되지만 염류 농도와 질산태질소 함량 등이 증가하여 인삼의 생육에 피해를 주므로 (Table 5) 인삼 예정지 관리시 적정 염류농도 범위인 0.5 - 1.0 dS/m를 초과하는 경우에는 석회질소 혼합처리 여부를 신중히 고려해야 할 것으로 생각된다.

수단그라스 +태양열 소독처리를 하면 지하부 생존율은 80.8% 로 매우 높았으나 지하부 무병주율은 47.5%로 낮았는데, 이는 인삼 표면에 뿌리썩음병을 유발하는 작은 크기 (직경 2㎜ 내 외)의 갈색 반점이 생긴 개체가 많았기 때문이며 (Lee et al., 2014), 인삼의 연생이 증가할수록 작은 병반이 얼마나 크게 진 전되는지 대해서는 앞으로 지속적인 관찰이 필요할 것으로 보 인다. 또한, 초작지 관행재배의 2년생 지하부 생존율은 보통 90% 수준인데 (Lee et al., 2015), 본 실험에서 지하부 생존율 과 무병주율이 관행보다 낮았던 원인을 보면 토양소독시 지하 20㎝ 이하에서는 지온이 40℃ 이상 올라가지 않아 토양전염성 병원균이 사멸되지 않았고 비록 지온이 40℃ 이상 상승한다고 해도 40℃ 이상의 지온에서도 병원균의 후막포자는 일부 살아 남을 수 있기 때문으로 생각된다 (Freeman and Katan, 1988). 따라서 40℃ 내외의 지온에서는 병원균이 완전히 사멸되지 않 을 수 있기 때문에 병원균의 완전한 사멸을 위해서는 7 - 8월 태양열 소독후 9월경 훈증제를 이용한 2차 토양소독을 하거나 (Eshel et al., 2000), 심토층을 지면으로 끌어올려 다음해 여름 에 2차 소독을 하는 방법을 고려해야 할 것으로 생각된다.

본 연구결과를 요약하면, 인삼 연작지에서 수단그라스를 재 배하여 식물체를 토양에 혼화해 주고 투명비닐을 피복한 다음 하우스를 밀폐하여 7월 중순부터 8월 하순까지 태양열 소독처 리를 하면 지온이 40℃ 이상 상승하여 인삼뿌리썩음병 발생이 크게 억제되었다.