유기농업자재를 이용한 인삼 탄저병의 친환경 방제효과

서 언

인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer)은 오갈피나무과 인삼 속에 속하는 다년생 초본식물로서 한방에서는 그 뿌리를 인삼 이라 하며 (Lee, 1994), 체력증진, 간장보호, 혈압조절, 노화억 제 등 질병의 치료와 예방을 위한 의약품뿐만 아니라 인삼 가 공제품으로 개발되어 많이 사용되고 있는 고소득 약용작물로 서 수요는 매년 꾸준하게 증가하고 있다 (Jeong et al., 2004; Lee et al., 2010a). 그러나 최근에 인삼 재배면적은 2010년 19,010 ha에서 2012년 16,174 ha로 약 15% 감소하였고 인삼 생산량은 2010년 26,944 ton에서 2012년 26,057 ton으로 약 4% 감소하고 있으며, 2008년 이후 인삼 재배면적 및 생산량 이 감소하는 추세를 보이고 있다. 인삼은 재배특성상 동일한 경작지에서 최소 4년 이상 차광조건하에서 재배되는 특성상 인삼 점무늬병, 탄저병, 잿빛곰팡이병 등 병해충으로 농가에 큰 피해를 주고 있다 (Oh, 1981; Kim, 2004; Im et al., 2006; Kim et al., 2007a; Korea Society of Plant Pathology, 2013). 특히 그 중에서 Colletotrichum gloeosporioides에 의해 발생되는 인삼 탄저병은 장마철 이후 7 ~ 8월에 피해가 심하게 나타나며, 병원균은 고온다습한 환경에서 물과 함께 이동하여 전염되고 있는 것으로 알려져 있다 (Cho et al., 1998; Mok, 2000; Kang et al., 2007; Kim et al., 2007b). 그간 인삼 탄저병 방제를 위하여 물리적 방제, 경종적 방제, 화학적 방제 등 여러 방제법이 이용되어 왔지만 매년마다 발생정도가 다르 고 발생기간이 길기 때문에 이에 대한 효과적인 방제는 전적으 로 농약에 의존하고 있는 실정이다 (Lee and Choi, 2009). 그 로인해 국내 농산물의 생산 및 유통단계의 안전성 조사에서 인 삼에 대한 농약의 안전성 문제로 부적합사례가 빈번히 발생하 고 있으며 (Quan et al., 2004), 화학농약의 살포 횟수 및 사용 량이 많아 경영비 상승의 원인이 되고 있다 (Oh et al., 1987).

최근에는 화학농약의 남용으로 인해 토양과 수질을 오염 시 킬 뿐 아니라, 생태계를 교란시키고 농산물의 안전성을 위협 하는 등 부작용이 발생되고, 소비자들도 안전한 친환경농산물 에 대한 요구가 점차 커짐에 따라 생물학적 방제의 연구가 다 양하게 이루어지고 있다 (Ahn et al., 2009; Hyen et al., 2009; Kim and Park, 2013). 이러한 관점에서 국내외에서는 유기합성농약을 대처할 천연물 또는 미생물을 이용한 생물학 적 방제 등 다양한 연구들이 진행되고 있다 (Jung et al., 2006; Lee et al., 2008). 특히 선진국들은 최근 천연물로부터 항균활성물질을 탐색하고 이를 이용한 유기농업자재 개발 연 구가 활발하게 진행되고 있으며 (Lee et al., 2010b, 2011), 더불어 국내에서도 황련, 대황, 식방풍 이나 황련 추출액 등 을 이용한 인삼 탄저병의 항균성식물 탐색과 이를 이용한 방 제 (Doh and Kil, 2001), 국화, 양파, 인동덩굴, 도꼬마리 등 식물추출물을 이용하여 인삼재배법 개선을 위한 생리활성 물 질을 가진 식물 탐색 (Yang, 1998), 인삼 점무늬병균과 탄저 병균 억제를 위한 길항 미생물 선발 (Lee et al., 2012), 석 회보르도액 살포농도 및 시기가 인삼의 생육과 병 방제에 미 치는 효과 연구 (Jung et al., 2013) 등 관련 연구가 활발하 게 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 인삼재배지에서 발 생하는 인삼 탄저병을 친환경적으로 방제할 수 있는 우수한 유기농업자재를 개발하고, 인삼에 등록된 유기농업자재와 비 교시험을 통하여 탄저병 방제효과를 구명하고자 본 연구를 수 행하였다.

재료 및 방법

결과 및 고찰

본 시험은 인삼 탄저병의 친환경적 방제를 위한 유기농업자 재 개발 및 기 개발된 자재에 대한 인삼 탄저병의 방제 효과 를 구명하고자 인삼의 3년생 및 4년생 작물을 대상으로 포장 시험을 수행하였다. 먼저, 인삼 탄저병 방제효과시험에 대하여 공시된 유기농업자재에 대한 인삼 3년생을 대상으로 포장시험 을 수행한 결과 무처리의 발병률 (이병엽율)은 20.9%였으며 대 조약제인 화학농약 (디페노코나졸 수화제, 아족시스트로빈 액 상수화제)은 각각 4.4%, 3.7%의 발병률을 보였다. 반면 공시자 재인 유기농업자재의 발병률을 살펴보면 Wood vinegar • EmodinEthanol (목초액• 에탄올• 대황추출물 혼합액; WVEE) 과 Curcumin • Emodin • Medical Herb (울금•대황•한약재추 출물 혼합액; CEMH)은 각각 7.3%, 7.6%로 비슷하였으며, Eugenol • Curcumin •Wood vinegar (정향 • 울금 • 목초액추출물 혼합액; ECWV)에서는 8.7%로 2종의 식물추출물혼합액에 비 해 높은 발병률을 보였다. 기타 유기농업자재의 발병률을 살펴 보면, 공시자재별로 발병률의 차이를 보였는데 석회보르도액은 6.0%의 낮은 발병률을 보였으나, 광물질 (Sodium Silicate)과 미생물제제 (Bacillus subtilis)는 각각 10.1%, 14.1% 이상의 비교적 높은 발병률을 나타냈다. 공시자재에 대한 약제의 지 속효과를 살펴보면 무처리의 발병률 (이병엽율)은 25.3%였으 며, 대조약제인 화학농약 (디페노코나졸 수화제, 아족시스트로 빈 액상수화제)은 각각 5.0%, 4.7%로 약간 증가하였다. 반면 공시자재인 유기농업자재의 발병률을 살펴보면 WVEE 와 ECWV는 각각 9.6%, 10.0%로 비슷하였으며, CEMH에서는 10.3%로 1차 조사 결과와 비교하여 약제간의 차이를 보였다. 기타 유기농업자재는 1차 조사 결과와 비교하여 약제의 지속 효과는 큰 차이를 보이지 않았으나 미생물제제는 18.0%로 1차 조사결과보다 발병율이 타 유기농업자재에 비교하여 높은 증가률을 나타냈다.

공시자재에 대한 인삼 탄저병의 방제효과를 살펴보면 대조 약제인 화학농약은 각각 79.1%, 82.1%의 방제효과를 보였으 며, 반면 공시자재인 유기농업자재의 발병률을 살펴보면 WVEE 와 CEMH는 각각 65.2%, 63.5%로 비슷하였으며, ECWV에서는 59.8%로 2종의 식물추출물혼합액에 비해 낮은 방제효과를 보였다. 기타 유기농업자재의 탄저병에 대한 방제 효과를 살펴보면, 공시자재별로 방제효과는 차이를 보였는데, 석회보르도액은 71.3%의 높은 방제효과를 보인 반면 광물질 과 미생물제제는 각각 51.8%, 32.4%로 비교적 낮은 방제효과 를 보였다. 각각의 공시자재에 대한 통계적 유의성을 검증 결 과 각각의 공시자재는 통계적으로 유의성이 있음을 알 수 있 었다 (Table 3).

반면, 인삼 4년생 작물을 대상으로 인삼 탄저병에 대한 포 장시험 결과를 살펴보면 무처리에 대한 발병률 (이병엽률) 은 28.5%였으며, 대조약제인 화학농약은 4.6%의 발병률을 보 였다. 공시자재인 유기농업자재의 발병률을 살펴보면 WVEE 와 CEMH는 각각 10.7%, 10.6%로 비슷하였으며, ECWV는 11.5%로 2종의 식물추출물혼합액에 비해 높은 발병률을 보 였다. 기타 유기농업자재에 대한 발병률을 살펴보면, 석회보르 도액은 7.5%의 낮은 발병률을 보였으나, 식물성 오일은 13.7% 이상의 비교적 높은 발병률로 공시자재별로 발병률의 차이를 보였다. 공시자재에 대한 약제의 지속효과를 살펴보면 무처리에 대한 발병률 (이병엽율)은 25.3%였으며 대조약제인 화학농약은 각각 5.1%로 약간 증가하였다. 반면 공시자재인 유기농업자재의 발병률을 살펴보면 WVEE와 ECWV는 각각 11.3%, 12.5%로 비슷하였으며, CEMH에서는 13.0%로 1차 조사 결과와 비교하여 발병률은 2.4% 증가하였다. 기타 유기 농업자재는 1차 조사 결과와 비교하여 약제의 지속효과는 큰 차이를 보이지 않았다. 공시자재에 대한 방제효과를 살펴보면 대조약제인 화학농약은 84.0%의 방제효과를 보였으며, 반면 공시자재인 유기농업자재의 방제효과는 WVEE와 CEMH는 각 각 62.6%, 62.7%로 비슷하였으며, ECWV는 59.8%로 2종의 식물추출물혼합액에 비해 낮은 방제효과를 보였다. 기타 유기 농업자재에 대한 방제효과는 공시자재별로 차이를 보였는데 석회보르도액은 73.8%의 높은 방제효과를 보였으며 식물성 오 일은 51.9%로 비교적 낮은 방제효과를 나타냈다. 각각의 공시 자재에 대한 통계적 유의성을 검증 결과 각각의 공시자재는 통계적으로 유의성이 있음을 알 수 있었다 (Table 4).

이상의 시험결과를 종합해 보면 인삼 탄저병에 대한 인 삼 3년생 및 4년생의 포장시험 결과 WVEE와 CEMH는 62.6 ~ 65.2%로 방제효과를 보였으며, ECWV에서는 59.8%로 2종의 식물추출물혼합액에 비해 낮은 방제효과를 보였다.

반면 약제의 지속효과에서는 WVEE와 ECWV는 각각 62.0 ~ 63.6% 와 59.7 ~ 60.4%로 방제효과를 보였으며, CEMH 에서는 58.1 ~ 59.2%로 2종의 식물추출물혼합액에 비해 낮은 지속효과를 보였다. 본 연구결과에서 3종의 식물추출물혼합제 형을 비교한 결과 대황 추출액이 포함된 혼합제형이 타 자재 가 포함한 혼합제형보다 인삼 탄저병에 대한 방제효과가 우수 한 결과를 보여주고 있다. 이에 대한 시험결과는 Doh 등 (2001)의 인삼 탄저병에 대한 항균성 식물의 탐색과 이용에 대 한 연구결과와 같이 양파추출액 (Allium cepa), 황련 추출액 (Coptis japonica, 주성분: Berberine)과 대황 추출액 (Rheum undulatum, 주성분: Emodin)에서 50% 이상의 균사 생장 억제 효과가 있었다는 연구결과와 비슷하게 나타났으며, 3종의 식물 추출물은 농도에 따라 인삼 잎이나 엽맥이 갈변하는 등의 약 해 징후가 발견되어 농도에 대한 세심한 검토가 필요하다 고 하였다. 기타 공시자재인 석회보르도액의 방제효과는 71.3 ~ 73.8% 이상으로 타 공시자재인 미생물제제 및 식물추 출물 단일제형에 비해 인삼 탄저병에 대하여 우수한 방제효과 를 나타냈으며, 공시자재에 대한 약제의 지속효과에서도 타 공 시자재에 비해 70.9 ~ 72.0%로 우수한 지속효과를 보였으며, 이는 공시자재가 인삼 탄저병에 대하여 치료 및 예방적인 효 과가 있다고 평가할 수 있었다. 이에 대한 시험결과는 Jung 등 (2013)의 연구결과에서처럼 석회보르도액 살포농도 및 시 기가 3년생 인삼의 생육과 병 방제에 미치는 효과에서 석회보 르도액을 6월 중순이후 15일 간격으로 처리시 화학적 방제와 비슷한 수준의 탄저병 예방효과를 보였으며, 화학농약에 대한 잔류가 우려되는 고년생 인삼포장의 화학농약 대용으로 사용 가능할 것으로 보고하였다. 또한 석회보르도액은 6월 이후 사 용해야 약해를 피할 수 있으며, 이는 인삼의 생육초기에 잎 조직이 매우 약하여 석회보르도액에 포함된 구리 성분이 인삼 조직에 침투, 세포 괴사를 유발하여 약해가 발생하는 때문에 처리시기를 신중하게 검토하여야 한다고 하였다. 반면에 미생 물제제인 경우는 인삼 3년생에서 시험한 결과 30%대의 저조 한 방제효과를 나타냈는데, 이는 방제시기, 살포량 등 에 대한 종합적인 검토가 필요할 것으로 판단되어 진다. 최근에 Lee 등 (2012)의 연구결과에서 인삼 점무늬병과 탄저병균 억제를 위한 길항미생물 선발에서 분리된 11종의 길항미생물에서 4종 이 인삼 탄저병에 대하여 우수한 효과를 보인 연구결과와 같 이 미생물제제에 대한 탄저병 방제효과는 치료효과 보다는 예 방효과로 접근하여야 하며, 더불어 농약에 의한 환경오염 발 생 및 약제 안정성 저해 등을 고려한다면 이용가능 할 것으로 보인다. 본 연구에 대하여 향후 유기농인삼 재배농가는 인삼 탄저병 발생의 모니터링을 통한 적기에 방제시기를 판단하여 우수한 유기농업자재를 살포함으로써 인삼 탄저병에 대해 효 과적으로 방제할 수 있을 것이며, 더불어 관행재배 인삼농가 에서도 유기농업자재를 단독, 혹은 혼합 및 교호 살포함으로 써 화학농약의 사용량과 살포횟수를 줄여 화학농약의 잔류 억 제 및 인삼의 안전성 확보에 기여할 것으로 판단된다.

감사의 글

본 연구결과는 농촌진흥청에서 주관하는 소비자 신뢰확보를 위한 친환경 인삼 생산기술 개발 과제(과제번호PJ: 907151)의 연구비지원에 의해 이루어진 결과로 이에 감사드립니다.

REFERENCES

• Ahn, TJ, Shin, YS, Lee, SY, Ahn, YS, Kim, YK, Park, CB, Yu, SH, Antifungal activity of impatiens balsamina against ginseng pathogenAlternaria panax, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2009), 17, p464-469.
• Cho, JS, Mok, SG, Won, JW, Latest ginseng cultivation, Senjinmuwhasa. Seoul. Korea, (1998), p240.
• Doh, ES, Kil, GJ, Screening and utilization of antifungal plant against ginseng Anthracnose(Colletotrichum gloeosporioides), Korean Journal of Plant Resources, (2001), 14, p206-212.
• Hyen, GS, Kim, SM, Song, KC, Yeon, BY, Hyen, DY, Establishment of the suitability class in ginseng cultivated lands, Korean Journal of Soil Science and Fertilizer, (2009), 42, p430-438.
• Im, MH, Kwon, KI, Park, KS, Choi, DM, Chang, MI, Lee, KJ, Yun, WK, Hong, MK, Woo, GJ, Study on reduction factor of residual pesticides in processing of ginseng (1), Korean Journal of Pesticide Science, (2006), 10, p20-27.
• Jeong, YH, Kim, JE, Kim, JH, Lee, YD, Lim, CH, Huh, JH, Recent pesticide science, Sigma Press. Seoul. Korea, (2004), p269-278.
• Jung, GC, Kim, CB, Kim, DG, Kim, BJ, Isolation of antagonistic bacteria against major diseases inPanax ginsengC. A. Meyer, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2006), 14, p202-205.
• Jung, WK, Ahn, DJ, Choi, JK, Jang, MH, Kwon, TR, Effect of spraying lime-bordeaux mixture as concentration and appling time series on growth and disease occurrence of three-year-old ginseng(Panax ginseng C. A. Meyer), Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2013), 21, p174-178. [https://doi.org/10.7783/kjmcs.2013.21.3.174]
• Kang, HS, Park, DS, Hwang, YK, Kim, SM, Survey on pesticide use by ginseng growers at Gangwon farmland in Korea, Korean Journal of Pesticide Science, (2007), 11, p131-218.
• Kim, CH, Review of disease incidence of major crops in 2003, Research in Plant Disease, (2004), 10, p1-7. [https://doi.org/10.5423/rpd.2004.10.1.001]
• Kim, HJ, Jung, SS, Kim, DW, Park, JS, Rhy, J, Bae, YK, Yoo, SJ, Investigation into disease and pest incidence ofPanax ginsengin Jeonbuk province, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2007a), 16, p33-38.
• Kim, JH, Lee, SU, Min, JY, Bae, YS, Shin, MU, Kim, SB, Yeon, CR, Yim, JY, Kim, HT, Development of control system with fungicides against diseases of ginseng plant, Research in Plant Disease, (2007b), 13, p164-169.
• Kim, WS, Park, JS, Selection and control effect of environmental friendly organic materials for controlling the ginseng Alternaria Blight, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2013), 21, p388-393. [https://doi.org/10.7783/kjmcs.2013.21.5.388]
• Korea Society of Plant Pathology(KSPP), List of plant disease in Korea, The Korea Society of Plant Pathology, (2013), Suwon. Korea, p51-157.
• Lee, BH, Park, YC, Lee, SS, Kim, YG, Ahn, YS, Yu, SH, Studies on outreak of disease and pests and effect of environmental friendly control materials inBoxthronorganic cultivation, Korean Journal of Organic Agriculture, (2011), 10, p385-396.
• Lee, HJ, Park, KC, Lee, SH, Bang, KH, Park, HW, Hyun, DY, Kang, SW, Cha, SW, Chung, IM, Screening of antifungalBacillusspp. against Alternaria blight pathogen(Alternaria panax) and Anthracnose pathogen(Colletotrichum gloeosporioides) of ginsengspp, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2012), 20, p339-344.
• Lee, JY, Ginseng and health, (1994), Seoul. Korea, Hollym Corporation Publishers, p104.
• Lee, JH, Shin, KS, Jeon, YH, Kim, HY, Hwang, JI, Lee, BH, Kang, IH, Kang, SJ, Kim, TH, Kim, JE, Suggestion for establishment of temporary MRLs and safe use guideline of the organophorous insecticides in Jinpi, Korean Journal of Environmental Agriculture, (2010a), 29, p66-71.
• Lee, SK, Choi, JE, Development of a system for controlling ginseng Alternaria leaf blight(Alternaria panax) to reduce fungicide application and use, Research in Plant Disease, (2009), 15, p17-22. [https://doi.org/10.5423/rpd.2009.15.1.017]
• Lee, SK, Han, JS, Kim, HK, Yoon, DB, Choi, JE, Control of Alternaria leaf blight of ginseng by microbial agent and fungicides, Research in Plant Disease, (2008), 14, p102-106. [https://doi.org/10.5423/rpd.2008.14.2.102]
• Lee, SW, Kim, GS, Hyen, DY, Kim, YB, Kang, SW, Cha, SW, Effects of spraying lime-bordeaux mixture on yield, ginsenoside, and 70% ethanol extract contents of 3-year-old ginseng inPanax ginsengC. A. Meyer, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2010b), 18, p244-247.
• Mok, SK, Standard cultivation method for ginseng, Rural Development Adminstration. Suwon. Korea, (2000), p166-169.
• Oh, SH, Diseases of ginseng: Environmental and host effect on disease outbreak and growth of pathogens, Korean Journal of Ginseng Research, (1981), 5, p73-83.
• Oh, SH, Yu, YH, Kim, YH, Kim, GH, Lee, JH, To sturdy control of main disease to ginseng, Korea Ginseng Tobacco Research Institute.?Ginseng Research Report. Daejeon, korea, (1987), p144-294.
• Quan, L, Li, S, Tian, H, Xu, H, Lin, A, Gu, L, Determination of organochlorine pesticides residue in ginseng root by orthogonal array design soxhlet extraction and chromatography, Chromatographia, (2004), 59, p89-93.
• Yang, KJ, Allelopathic plants for the cultural practice improvements in ginseng(Panax ginsengC. A. Meyer), Ph. D. Thesis. Konkuk University, (1998), p1-77.