KR100505819B1 - 식물의 흰가루병 방제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오배자를 유효성분으로 하는 식물의 흰가루병 방제제에 관한 것으로, 본 발명에서는 오배자의 물 또는 유기용매 추출물을 유효성분으로 함유하는 식물의 흰가루병 방제제가 제공된다. 본 발명의 오배자를 유효성분으로 하는 흰가루병 방제제는 작물들의 흰가루병 방제 및 치유효과가 뛰어날 뿐만 아니라 작물의 생육촉진, 발근촉진, 내병성까지 향상시키는 효과가 있으며, 인축독성 및 환경오염에 대한 위험이 거의 없어 안전하게 사용할 수 있다.

Description

식물의 흰가루병 방제제 {Control Agent for Powdery Mildew of Plants}

본 발명은 오배자를 유효성분으로 하는 식물의 흰가루병 방제제에 관한 것이다.

농업에 있어서 화학농약은 농작물의 대량생산을 위해 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 화학농약은 작물 및 병해충의 종류에 따라 달리 사용되며, 현재 사용되는 것은 수백종에 이르고 있다. 최근에는 화학농약의 연속적인 다용으로 인해 병해충의 저항성이 큰 문제가 되고 있으며, 농산물에서 독성이 강한 농약이 허용치 이상으로 검출되어 식품으로서의 가치가 상실되는 경우도 많다.

따라서, 인축에 대하여 독성이 없으며 환경오염이 적은 식물병해충 방제제의 개발은 연구자들의 최대 과제이다. 이를 해결할 수 있는 방법으로 미생물 제제 및 천연물을 활용한 제제에 대한 연구 개발이 활발이 진행되고, 이미 판매되는 제품들도 있다. 그러나, 현재까지 알려져 있는 이들 미생물 제제 및 천연물 제제는 방제가가 너무 낮아 사용량이 극히 저조한 상태로, 아직까지 방제효과가 탁월하면서 동시에 친환경적인 제품의 개발은 미진한 실정이다.

흰가루병(powdery mildew)의 원인균으로는, Sphaerotheca fuliginea, Sphaerotheca pannosa, Sphaerotheca humuli, Sphaerotheca phaseoli, Sphaerotheca glycines, Leveillua taurica, Eryshipe cichoraeearum 등의 병원균이 알려져 있으며, 300여종의 기주식물에서 11속 80여종이 알려져 있다. 흰가루병(powdery mildew)은 시설재배에서는 물론 노지에서도 많이 발생하며 확산 속도가 빨라 큰 피해를 주고 있는 식물병이다. 흰가루병은 발병적온 17-25℃, 습도 23-99%로 그 범위가 상당히 넓어 피해가 큰 병이다. 노지재배에서는 보통 5-6월과 9-11월에 발생하나 시설재배에서는 여름철 고온기를 제외하고는 연중 발생된다. 흰가루병의 피해 식물은 주로 오이, 멜론, 참외, 호박, 가지, 고추, 토마토, 딸기, 복숭아, 사과, 포도, 장미, 거베라, 구기자, 작약, 보리 등이다. 흰가루병은 작물에 따라 증상은 다소 차이를 보이나 대부분 잎, 줄기, 열매에 흰가루 모양의 곰팡이가 피며, 병이 진전됨에 따라 식물의 광합성과 호흡을 저해하여 병반 조직이 괴사하면서 감염조직이 급속히 기형화되고 결국 고사하게 된다. 따라서 잎에서의 흰가루병 확산은 잎에 형성된 병반과 낙엽에 의한 초세약화, 줄기의 생육저하나 열매의 수확 불가로 수확량의 큰 감소를 초래한다. 흰가루병은 화학약제의 살포로 방제가 가능하나 병원균은 순활물기생성이며 내생균사를 형성하기 때문에 내생균사에서 분생포자의 형태로 공기중에 비산 전파된다. 따라서 주기적인 방제가 필요하며 방제에 실패할 경우 식물의 세력이 떨어지면서 과실이 불량해지고 수량이 크게 감소하게 된다.

오배자(gallnut)는 옻나무과 붉나무(Rhus chinensis)의 벌레혹(진딧물로 생긴 벌레집)으로 불규칙한 주머니 모양이며 속이 비어있다. 오배자의 화학적 구성성분은 갈로탄닌, 수지, 전분 및 탄닌 등이 있으며, 한방에서는 주로 수렴, 지혈, 해독, 설사, 위궤양, 혈변, 혈뇨, 화상, 구내염 등의 질환에 사용된다. 또한 오배자는 황색포도구균, 연쇄구균, 폐렴구균, 장티프스균, 이질간균, 녹농간균 등에 대하여 항균활성이 탁월하며, 독성실험결과 마우스에서는 복강투여시에 독성이 있는 것으로 알려져 있다.

흰가루병을 방제하기 위한 화학약제로는 종래에 Myclobutanil수화제, Fenarimol유제, Thiophanate수화제, Benomyl수화제, Triadimefon수화제, 수화유황, Chinomethionate 등이 사용되고 있다. 이 외에도 최근에는 작물의 흰가루병 방제를 위해서 베이킹소다, 점토, 오일과 합성 계면활성제 등이 사용되고 있으며, 독성이 없는 식물 추출물 및 미생물 등의 적용도 시도되고 있으나 방제효과는 낮은 실정이다.

따라서 본 발명은 오배자로부터 활성물질을 추출하여 흰가루병 방제효과를 밝힘으로써 흰가루병을 효율적으로 방제하는 동시에 환경 친화적인 새로운 방제제를 제공하고자 한다.

본 발명은 식물병원성인 흰가루병의 효율적인 방제에 사용할 수 있는 생약재에 관한 것으로, 흰가루병의 방제효과가 우수할 뿐만 아니라 식물의 내병성을 획득하게 하며, 작물의 약해를 유발하지 않고 인축 독성이 거의 없는 환경 친화적인 제제를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위해, 오배자를 물 및 유기용매로 각각 추출한 추출물에 대해 흰가루병 방제 효과를 확인한다. 확인된 방제효과에 따라 본 발명에서는, 오배자의 물 또는 유기용매 추출물을 유효성분으로 함유하는 식물의 흰가루병 방제제가 제공된다. 오배자의 추출용매로, 본 발명의 실시예에서는 물과 메탄올을 각각 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 이외에도 에탄올, 부탄올, 아세톤, 에테르, 클로르포름, 핵산 등의 유기용매들이 사용될 수 있다. 또, 추출방법 및 추출용매는 작물 특성 및 제제내의 첨가조건에 따라 달리할 수 있으며, 상기 내용에 국한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서는 오배자를 분쇄기로 분쇄한 미세분말이나 상기와 같은 오배자 추출물이 관수용 제제(관수용 액제 또는 관수용 수화제)로 사용된다. 관수용 제제는 구체적으로는 오배자 추출물 또는 분쇄기로 분쇄한 오배자 미세 분말을 단일 성분으로 포함하거나, 여기에 항균효과가 있는 다른 생약(예를 들어, 작두콩)을 혼합 사용할 수도 있다.또한 작물의 정식 전에 사용하기 위해서는 오배자의 분말제제를 직접 살포하는 방법도 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 오배자 추출물이나 분말은 하기 실시예에 나타낸 제조공정에 국한되지 않으며, 다른 방법으로도 제조가 가능하다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 사용되는 오배자는 현재 한약재상에서 쉽게 구할 수 있는 재료로서, 메탄올 및 물로 각각 추출하여 사용하였다.

본 발명에서 흰가루병을 유발하는 진균의 항균활성측정을 위하여 사용된 진균은 흰가루병이 심한 딸기 및 오이의 잎과 과실에서 분리하여 사용하였다.

하기의 실시예는 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위한 것이다. 이들 실시예는 본 발명의 예시에 불과하므로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 오배자의 물 추출물

오배자는 분쇄기를 사용하여 분쇄한 후 그 분말 1kg에 2L 물을 넣고 상온에서 12시간 정도 방치한 후 추출액을 원심분리하여 상등액을 채취한 다음 농축과정을 수행하였다.

오배자 물 추출물의 발아시험을 수행한 결과는 표 1에 나타내었다. 무우씨를 물에 담근 후 꺼내어 배양용기의 거즈 상단에 올려 놓고 항온기에서 발아시켰다. 대조구인 무처리구는 생리식염수를 처리하였으며, 각각의 시험용액은 배양용기의 거즈에 10ml씩을 처리하였다. 원액 및 1/10의 희석액에서는 발아 억제효과가 미약하게 관찰되었으나, 1/100이상의 희석농도에서는 무우씨의 발아에 큰 영향이 없음을 알 수 있었다.

오배자 물 추출물의 무우씨 발아시험

추출물	희석농도
	원액		1/10	1/100	1/200
물 추출물	++		+	-	-

-, 정상적 발아; +, 발아억제 미약; ++, 발아억제 탁월

오배자 물 추출물의 약해시험을 수행한 결과는 표 2와 같다. 추출물을 어린 오이 및 딸기 육모에 농도별로 희석하여 50ml씩 처리하였다. 추출물은 단회 처리한 후 10일 동안 식물의 생육상태를 무처리구와 비교 관찰하였다. 오배자 물 추출물은 오이 및 딸기의 생육과 발근에는 큰 영향이 없는 것을 알 수 있었다. 오배자 물 추출물을 처리한 경우 대조구에 비해 발근촉진에 효과가 있는 것으로 나타났다.

오배자 물 추출물의 약해시험

추출물	작물 및 희석농도
	오이			딸기
	1/100	1/200	1/400	1/100	1/200	1/400
물 추출물	-	-	-	-	-	-

-, 무처리구와 생육이 유사

흰가루병의 피해가 심각한 딸기 및 오이를 농가에서 선별하여 오배자 추출물을 감염된 잎에 살포하여 흰가루병의 치유효과를 관찰하였다. 오배자 물 추출물은 딸기 및 오이의 흰가루병의 포자 증식을 억제시키는 동시에 사멸효과도 관찰되었다.

실시예 2 : 오배자의 메탄올 추출물

오배자의 활성물질에 대한 수율을 높히기 위하여 메탄올을 이용하여 추출하였다. 오배자의 추출방법은 유기용매 추출방법으로 가장 널리 사용되는 80% 메탄올 용액으로 추출하였다. 즉, 오배자는 분쇄기를 사용하여 분쇄한 후 그 분말 1kg에 80% 메탄올 8L를 넣고 상온에서 12시간 정도 방치한 후 추출액을 원심분리하여 상등액을 채취한 다음 농축기를 사용하여 건조하였다. 건조된 시료를 1L의 물에 용해하여 하기 실험을 실시하였다.

오배자 메탄올 추출물의 발아시험을 수행한 결과는 표 3에 나타내었다. 무우씨를 물에 담근 후 꺼내어 배양용기의 거즈 상단에 올려 놓고 항온기에서 발아시켰다. 대조구인 무처리구는 생리식염수를 처리하였으며, 시험용액은 배양용기의 거즈에 10ml씩을 처리하였다. 원액 및 1/10의 희석액에서는 발아 억제효과가 미약하게 관찰되었고, 1/100의 희석농도에서는 무우씨의 발아를 미약하게 억제하였으나 1/200의 희석농도에서는 큰 영향이 없었다.

오배자 물 추출물의 무우씨 발아시험

추출물	희석농도
	원액	1/10	1/100	1/200
물 추출물	++	++	+	-

-, 정상적 발아; +, 발아억제 미약; ++, 발아억제 탁월

오배자 메탄올 추출물의 약해시험을 수행한 결과는 표 3과 같다. 추출물을 어린 오이 및 딸기 육모에 농도별로 희석하여 50ml씩 처리하였다. 추출물은 단회 처리한 후 10일 동안 식물의 생육상태를 무처리구와 비교 관찰하였다. 오배자 메탄올 추출물은 오이 및 딸기의 전반적인 생육과 발근 등의 약해에는 큰 영향이 없는 것을 알 수 있었다. 오히려 오배자 메탄올 추출물을 처리한 경우 대조구에 비해 발근촉진 효과가 있는 것으로 나타났다. 메탄올 추출물을 1/100으로 희석하여 처리한 시험구에서는 딸기 및 오이의 잎이 약간 경화되는 양상을 나타내었을 뿐, 특이한 작물의 약해는 관찰되지 않았다.

오배자 메탄올 추출물의 약해시험

추출물	작물 및 희석농도
	오이			딸기
	1/100	1/200	1/400	1/100	1/200	1/400
80% 메탄올추출물	+	-	-	+	-	-

-, 무처리구와 생육이 유사; +, 무처리구에 비해 잎의 경화증상

흰가루병의 피해가 심각한 딸기 및 오이를 농가에서 선별하여 오배자 메탄올 추출물을 감염된 잎에 살포하여 흰가루병의 치유효과를 관찰하였다. 오배자 메탄올 추출물은 딸기 및 오이의 두 작물 모두에서 흰가루병의 포자 사멸 및 증식을 억제시키는 효과가 탁월한 것을 알 수 있었다. 딸기와 오이의 작물간에는 오이가 딸기에 비해 방제효과가 우수하였는데, 오이의 경우 살포 후 1일 부터 포자의 사멸효과가 관찰되었다.

실시예 3 : 오배자의 열수 추출물

활성물질의 수율을 높히기 위하여 오배자의 추출방법을 열수로 추출하였다. 즉, 분쇄기를 사용하여 오배자를 분쇄한 후 그 분말 1kg에 2L의 물을 넣고 2시간 동안 가온 추출하였다. 추출액을 원심분리하여 상등액 만을 채취하였다. 건조된 시료를 1L의 물에 용해하여 하기 실험을 실시하였다.

오배자 열수 추출물의 발아시험을 수행한 결과는 표 5에 나타내었다. 무우씨를 물에 담근 후 꺼내어 배양용기의 거즈 상단에 올려 놓고 항온기에서 발아시켰다. 대조구인 무처리구는 생리식염수를 처리하였으며, 시험용액은 배양용기의 거즈에 10ml씩을 처리하였다. 원액 및 1/10의 희석액에서는 발아 억제효과가 미약하게 관찰되었고, 1/100 이상의 희석농도에서는 무우씨의 발아에 큰 영향이 없었다.

오배자 열수 추출물의 무우씨 발아시험

추출물	희석농도
	원액	1/10	1/100	1/200
열수 추출물	++	+	-	-

-, 정상적 발아; +, 발아억제 미약; ++, 발아억제 탁월

오배자 열수 추출물의 약해시험을 수행한 결과는 표 6과 같다. 추출물을 어린 오이 및 딸기 육모에 농도별로 희석하여 50ml씩 처리하였다. 추출물은 단회 처리한 후 10일 동안 식물의 생육상태를 무처리구와 비교 관찰하였다. 오배자 열수 추출물은 오이 및 딸기의 전반적인 생육과 발근 등의 약해에는 큰 영향이 없는 것을 알 수 있었다. 오히려 오배자 열수 추출물을 처리한 경우 대조구에 비해 발근촉진 및 생육촉진 효과가 탁월한 것으로 나타났다.

오배자 열수 추출물의 약해시험

추출물	작물 및 희석농도
	오이			딸기
	1/100	1/200	1/400	1/100	1/200	1/400
열수 추출물	+	-	-	+	-	-

-, 무처리구와 생육이 유사; +, 무처리구에 비해 잎의 경화증상

흰가루병의 피해가 심각한 딸기 및 오이를 농가에서 선별하여 오배자 열수 추출물을 감염된 잎에 엽면 살포하여 흰가루병의 치유효과를 관찰하였다. 그 결과 열수 추출물은 딸기 및 오이의 흰가루병의 포자 증식을 억제시키는 효과가 탁월한 것으로 나타났다.

오배자 열수 추출물을 이용하여 흰가루병이 심각한 충남 부여 오이 농가 및 딸기 농가에서 흰가루병에 대한 방제효과 실증시험을 실시하였으며, 그 결과는 표 7에 나타내었다. 오이 및 딸기에 오배자 열수 추출물을 200배로 희석하여 엽면 살포한 결과, 이들 작물에서 흰가루병 방제효과가 탁월한 것으로 확인되었으며, 딸기보다는 오이에서 방제효과가 높은 것으로 나타났다.

오배자 열수 추출물의 작물별 방제효과

처리군	방제율(%)
	오이		딸기
	엽면살포후 2일	엽면살포 후 10일	엽면살포 후 2일	엽면살포 후 10일
대조군	0	0	0	0
열수 추출물	65	70	50	65

오배자 열수 추출물을 이용하여 흰가루병이 심각한 충남 부여, 전남 영암, 충북 청원의 호박, 오이, 딸기 농가에서 흰가루병에 대한 방제효과 실증시험을 실시하였다.

오배자 열수 추출물을 흰가루병에 대해 피해가 심각한 작물에 처리하여 방제되는 정도를 관찰한 결과는 도 1, 도 2, 도 3과 같다. 오배자 열수 추출물은 600배로 희석하여 흰가루병의 피해가 심각한 호박, 오이, 딸기에 관주였고, 동시에 200배로 희석한 추출액을 작물에 엽면 살포한 후 10일 동안 관찰하였다. 호박 및 오이의 경우에는 열수 추출물의 처리 후 1일 부터 탁월한 효과가 관찰되었으며, 딸기 열매에서는 흰가루병의 치유효과가 2-3일 정도에서 입증되었다.

따라서 오배자 추출물을 관수 및 엽면 살포방법으로 병행 처리할 경우, 흰가루병 방제 및 작물의 내병성을 높히는데 그 효과가 탁월함을 알 수 있었다.

실시예 4: 관수용 제제

오배자의 분말을 물로 가온 추출하여 관수용 액제로 사용하였다. 구체적으로는 오배자를 열수 추출한 추출물을 단일 성분으로 사용하였다.

또, 오배자를 분쇄기로 분말화한 다음 여과망으로 거른 미세분말을 관수용 수화제로 사용하였다.

흰가루병 방제효과 및 작물생육의 결과를 볼 때, 제품 제조시 최적 조건은 오배자 열수 추출물을 사용하는 것이다.

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상술한 바와 같이, 본 발명에서는 오배자를 물 또는 유기용매로 추출한 추출물 또는 오배자의 분쇄 분말을 사용하여 살포용 및 관수용 제제를 제조함으로써, 작물들의 흰가루병 방제 및 치유효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 작물의 생육촉진, 발근촉진, 내병성까지 향상시키는 효과가 있으며, 인축독성 및 환경오염에 대한 위험이 거의 없어 안전하게 사용할 수 있다.

도 1은 호박에서 오배자 추출물을 사용한 흰가루병 방제 결과이다.

도 2는 오이에서 오배자 추출물을 사용한 흰가루병 방제 결과이다.

도 3은 딸기에서 오배자 추출물을 사용한 흰가루병 방제 결과이다.

Claims (3)

1. 오배자의 물 또는 유기용매 추출물을 유효성분으로 함유하는 식물의 흰가루병 방제제.
2. 제1항에 있어서, 상기 추출물은 오배자의 열수 추출물인 것을 특징으로 하는 식물의 흰가루병 방제제.
3. 오배자를 분쇄시킨 오배자 분말을 유효성분으로 함유하는 식물의 흰가루병 방제를 위한 관수용 제제.