녹비작물로서 녹비보리와 헤어리베치를 환원하고, 토양개량제로서 charcoal을 시용하여 생강연작 재배지에서 생강을 재배한 결과, 토양 pH가 시험 전 6.9~8.1에서 수확 후 6.8~7.6로 감소하였으며, 전기전도도(electrical conductivity, EC)는 한 시험 전 $0.45{\sim}1.25dSm^{-1}$에서 수확 후 $0.30{\sim}0.61dSm^{-1}$로 감소하였다. 토양유기물(soil organic matter, SOM) 함량과 토양 중 총질소(total-nitrogen, T-N) 함량은 증가하였다. 유효인산 함량과 치환성 K, Ca, Mg 함량은 유의성 있는 차이가 나타나지 않았다. 그러나, 토양 pH를 중성화시키고, EC 경감, SOM과 T-N 함량의 증가는 토양 화학성 변화에 있어 긍정적으로 평가할 수 있다. 생강양분의 함량적 차이를 정상근과 이병근의 함량 차이, 토양의 점토함량 별 양분 함량 차이로 조사한 결과, 유의성이 있는 결과를 얻었으며, 처리구별로 차이가 있는 것으로 나타났다. 특히, 망간(manganese, Mn)의 경우, 이병근의 지하부에서 3~4배 정도 높은 것으로 나타났는데, 망간(Mn)은 식물 뿌리에 대한 독성 작용으로 뿌리를 갈변시키고 균열을 일으키는 것으로 보고된바, 뿌리썩음병의 발생으로 Mn이 작용하여 이병근의 Mn 함량이 높은 것으로 보인다. 따라서, 뿌리썩음병과 Mn의 상관관계를 밝히는 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 생강 수확 후 생강 생육 상태와 생산량을 조사한 결과, 녹비보리, 헤어리베치, 녹비보리+charcoal, 헤어리베치+charcoal을 처리한 시험구(Plot 2, Plot 3, Plot 4, Plot 5)에서 생강의 생육상태가 양호하고 생산량이 높아 병발생률이 상대적으로 낮게 나타났다. 특히, Plot 4(헤어리베치+charcoal)-LCC에서는 100%의 생산량을 보였다. 녹비작물과 charcoal의 처리가 생강생육과 생산에 있어 긍정적인 영향을 미친 것으로 판단된다. 그리고, 상대적으로 점토함량이 낮은 처리구가 점토함량이 높은 처리구보다 생육 상태와 생산량에서 우세하였는데, 모래와 점토 함량 차이에 따른 배수와 토양의 수분보유력이 생강생육에 큰 영향을 준 것으로 판단된다.
인삼재배가 가능한 임간의 기후적 특성과 임간재배지내에서의 병해충 발생상황 및 생육상황을 관행재배지와 비교해본 결과는 다음과 같다. 가. 임간재배지의 온도는 관행재배지보다 $1^{\circ}C$ 정도 낮고 습도는 2% 정도 높았으며 토양온도는 $1.9^{\circ}C$ 낮고 토양수분도 11.8%가 낮았다. 임간재배지의 풍속은 관행재배지보다 3배 정도 늦었으며 결로시간은 3.3시간 긴 것으로 나타났다. 특히 일사량은 현저히 부족하였고 강우량도 약간 부족한 것으로 나타났으나 큰 차이는 없었다. 나. 2003년이 2004년과 2005년보다 병해의 발생이 많았고 임간재배지에서의 병해발생이 관행재배지보다 심하였다. 때문에 8월 중순경에 지상부가 거의 다 고사되었다. 임간재배지의 주요 병해충으로는 탄저병, 점무늬병 및 뿌리썩음병이었고, 관행재배지는 위의 병해와 잿빛곰팡이병의 발생이 주를 이루는 것으로 나타났다. 해충으로는 잎별레와 나방류가 가해하는 것으로 조사되었다. 3년근의 생육상황을 비교한 결과 임간재배지에서 자란 인삼의 생육상황이 전반적으로 50% 이상 불량하였고 특히 근중은 87.2% 정도 가벼운 것으로 나타났다.
작약(芍藥) 분주묘(分株苗)의 활착불량(活着不良) 실태(實態)와 원인(原因)을 구명하기 위하여 시험 연구한 결과는 다음과 같다. 1. 작약 분주묘의 농가 포장 활착 실태 조사 결과 활착불량 피해율은 32%에 이르고 외형적 피해 실태는 무출현(無出現) 5.6%, 출현후(出現後) 고사(桔死) 20.7%, 출현후(出現後) 위조가 5.7%였다. 2. 활착불량 피해 정도별 농가 실태는 71%이상 피해를 본 필지가 4%, $70{\sim}41%$ 피해는 13%, $40{\sim}11%$ 피해는 45%로 많은 면적이 활착불량으로 인하여 결주가 된 것으로 나타났다. 3. 농가포장에서 정식시기에 따른 활착불량(活着不良) 피해율(被害率)은 가을 정식의 경우 18.2%인데 비하여 봄정식은 42.9%로 매우 높았고 실생묘(實生苗)보다는 분주묘(分株苗)에서 피해가 더 많았다. 4. 분주후 정식까지의 경과 일수가 길수록 생육과 수량이 크게 떨어졌고 봄정식시는 활착율이 66.7%로서 매우 낮았으며 종근소독과 토양살충제 혼용처리시 생육과 활착이 양호하였으나 무처리는 불량하였다. 5. 작약 분주묘의 활착불량(活着不良) 주원인(主原因)은 뿌리썩음병(Cylindrocarpon sp.)과 불량종(不良種) 묘(苗)로 나타났다.
인삼 연작장해 원인과 경감대책을 수립하고자 2004년에는 2005년까지 작물과학원 증평시험지 연작토양에서 인삼 수확경 과년수와 예정지관리 유무에 따른 시험을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 인삼 연작지 수확경과년수가 짧을수록 생존율이 낮아지며 3${\sim}$4년 경과구 81${\sim}$95%의 뿌리썩음 이병주율을 보였다. 예정지 관리구는 미관리구보다 생존율이 다소 높으며 뿌리 썩음병 피해도 예정지 미관리와 같은 경향으로 예정지 관리효과는 크지 않다. 수확경과년수가 10년이상의 연작지에서도 연작장해를 일으키는 병원균 (C. destructans)이 분리되므로 재작 또는 연작시는 이점을 고려하여 재배지를 재선정하거나 예정지 토양관리대책을 수립해야 할 것으로 판단된다.
하수 슬러지로부터 감자 뿌리썩음병 및 토마토 탄저병을 유발하는 Colletotrichum coccodes에 대해 항진균 활성이 있는 세균을 분리하였다. 분리균의 partial 16S rRNA sequence는 Bacillus methylotrophicus CBMB205 및 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum FZB42와 각각 99%의 상동성을 보여주었다. 분리균은 neighbor-joining phylogenetic tree, BlastN 염기서열 분석, 형태학적 및 배양학적 특성에 따라 Bacillus sp. SW29-2로 동정하였다. 분리균 Baciilus sp. SW29-2는 B. methylotrophicus CBMB205 type strain과 비교시 4% 이상 NaCl에서 생육하는 것이외에 형태학적, 생리학적 특성이 모두 동일하였다. 분리은 호기성, Gram-양성, 내생포자를 형성하는 세균이었다. 실험한 $18-47^{\circ}C$(최적, 약 $38^{\circ}C$)의 온도범위에서, pH 3-9(최적, 약 6.0) 범위의 초기 배지 pH에서 모두 생육이 관찰되었다. Baciilus sp. SW29-2의 C. coccodes에 대한 생육저지환(직경)은 23 mm에서 29 mm의 범위이었다. 분리 세균은 또한 사과 푸른곰팡이병(penicillum rot disease)을 유발하는 Penicillium expansum에 대해 우수한 항진균 활성을 보여주었다. 현재까지, Bacillus속 세균의 C. coccodes에 대한 항균활성 연구는 파악할 수 없었다. 이 결과는 분리균 Bacillus sp. SW29-2가 식물 병원성 C. coccodes에 대해 생물학적 방제제로의 활용 가능성이 있으며, 추후, 식물병을 유발하는 다른 진균에 대해서 적용할 예정이다.
인삼뿌리썩음병에 길항력이 있는 Bacillus amyloliquefaciens GR4-5 균주 처리 전 후의 토양 내 Bacillus spp. 밀도 변화를 qPCR을 이용하여 분석하였다. 실내배양시험에서는 GR4-5 균주 처리 직후부터 4주째까지 Bacillus sp. group의 유전자 수가 무처리구보다 약 100배 이상으로 유지되는 경향이었다. 실외매몰시험과 포장시험에서는 유의차는 없었지만 경향으로 보아 GR4-5 처리구와 무처리구의 B. subtilis group 유전자 수가 비슷한 수준이 되는데 걸리는 시간은 7일 내외로 나타났다. 토양에 접종된 미생물의 생존에는 환경요인이 큰 영향을 미치며 그 중에서도 온도와 미생물의 격리 정도가 가장 큰 인자로 추정된다. 또한 GR4-5 균주의 생존에는 토양의 수분 함량 변화보다는 균주 처리 방법에 의한 영향이 더 크게 작용하는 것으로 보인다. 본 연구결과를 고려하면, B. amyloliquefaciens GR4-5 균주를 생물적 방제제로 사용하고자 한다면 7일 간격으로 관주 처리하는 것이 식물병원균 억제 및 근권 정착에 유리한 환경을 조성할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제작한 실외 마이크로코즘 시스템은 제어하기 어려운 외부 환경 요인을 최소로 하여 유용미생물의 토양 내 생존 패턴을 분석하기 위한 간편한 방법으로서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 9종 식물병원균에 대한 항진균 활성을 나타내는 길항세균을 분리하여 동정한 결과 Bacillus subtilis KYS-10로 명명하였고, sucrose 4%, yeast extract 1.0%, $K_2HPO_4$ 0.2%, pH 7의 최적배지에서 150 rpm, $30^{\circ}C$, 8일간 배양 시 가장 좋은 생육을 나타냈다. B. subtilis KYS-10의 9종 식물병원균에 대한 항진균 활성을 확산법에 의해 생육저지환의 크기를 측정한 결과 G. zeae (맥류 붉은곰팡이병) 70 mm로 가장 높았고, 35~39 mm의 생육저해환을 나타낸 식물병원균은 P. KACC 40439(벼도열병), P. capsici KACC 40177(고추역병균), C. destructans KACC 41077(인삼뿌리썩음병) 40~43 mm, C. gloeosporioides KACC 43520(포도 탄저병균), C. gloesporioides KACC 40003(고추 탄저병균), S. shiraiana KACC 41065(상추 균핵병균), S. shiraiana(오디 균핵병균) 있었으며, F. Oxysporum KACC 44452(인삼 부패병균)은 28 mm로 다종의 식물병원균에 대해 높은 저해활성을 보였다. 이상의 결과들은 추후 포장실험을 통하여 친환경 미생물제제로의 개발 가능성을 시사해 주고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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