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건강한 난과 병에 걸리지 않는 난 배양

1. 서론 : 식물병이란 무엇일까?

- 건강한 난이란? 병을 이겨낼 수 있는 힘을 가진 난
- 식물병을 알아야 병을 이길 수 있고 건강한 난을 키울 수 있다.
- 식물병 : 생리 기능 교란, 형태 이상, 괴사

병원체의 끊임없는 공격에 의해 식물체의 생리적 기능이 교란되면서 형태적인 이상을 초래하게 되고 결국 죽게 되는 과정이 식물병이다. 식물도 사람처럼 생로병사(生老病死)를 겪는다. 식물은 말을 할 수 없어 그 아픔을 호소하지 못할 뿐 사람처럼 여러 가지 질병을 앓고 고통을 받는다.

건강한 식물에서 필수적인 기능들을 수행하는 세포의 능력이 어떤 원인에 의해 교란되면 세포의 기능이 정지하거나 방해받아 세포, 조직, 기관 등은 제 기능을 발휘하지 못하거나 파괴되며 심지어 식물체가 죽기도 한다.

이렇게 정상적인 식물에서 제 기능을 수행하는 식물 세포의 능력을 교란시키는 것을 병원체(病原體, pathogen)라 하는데, 병원체에 의한 감염의 결과로 식물체에서 눈에 띄는 이러한 가시적 변화를 병의 증상, 즉 병징(病徵; symptom)이라 한다.

따라서 식물병(植物病, plant disease)은 식물의 형태, 기능, 또는 원상보전에 악영향을 미치거나, 식물체 전체 또는 식물체의 일부분에 부분적 손상이나 죽음 등을 초래하는 병원체에 대한 식물 세포의 가시적 또는 비가시적인 일련의 반응과정이라고 정의할 수 있다.

결국 병원체의 끊임없는 공격에 의해 식물체의 세포, 조직, 기관 등의 생리적 기능이 교란되면서 형태적인 이상을 초래하게 되고 결국 식물체가 죽게 되는 과정이 식물병이다.

식물병을 정의할 때에는 때로는 인간의 경제활동이나 식물을 재배하는 입장에서 보는 경제적인 측면을 고려하여 주관적으로 식물병을 정의하기도 한다. 예를 들면, 대나무는 60-120년을 주기로 하여 꽃이 피고 씨앗이 맺은 후에 죽는다. 대나무는 엄격하게 분류하면 나무가 아니기 때문에 일생에 한 번 꽃을 피우고 씨앗을 맺은 후에 죽는 것이 자연스런 생리현상이지만, 재배자의 입장에서 보면 대나무가 죽게 되어 경제적인 손실을 초래하게 되는 이상 현상이기 때문에 주관적으로 병이라고 판단한다.

따라서 대나무에 꽃이 피는 것을 개화병(開花病)이라고 부르고 있다. 대나무 개화병처럼 객관적으로 병이 아니지만 인간의 주관에 의해 병이라고 정의하는 것을 상대병(相對病, relative disease)이라고 한다. 이와는 반대로, 재배하는 작물에서 병에 걸리면 상품 가치가 떨어지고 건전해야 상품 가치가 높아진다는 고정관념과는 달리 농업상 상품으로서 요구되는 형질이 반드시 작물이 객관적으로 건전하다는 것과 일치하지는 않는다.

튤립에 바이러스가 감염되면 꽃잎에 여러 가지 무늬가 만들어져 희귀한 꽃이 피기 때문에 건전한 튤립보다 가격이 비싸 재배자에게 경제적인 이득을 주기 때문에 튤립 바이러스병은 인간의 주관에 의해 병이 아니라고 판단한다. 비슷하게 줄이라는 식물은 깜부기병균에 감염되면 눈이 비대해져서 채소로서 진귀하게 되고, 병원체의 감염에 의해 대나무의 표면에 여러 가지 무늬가 만들어지는 반죽(斑竹)도 희귀하기 때문에 정상적인 것에 비해 재배상 이익을 준다. 그러나 튤립 바이러스병처럼 인간의 주관에 의해 병이 아닌 것처럼 취급하지만 순수한 학문적 입장에서 보면 병이라고 정의하는 것을 절대병(絶對病, absolute disease)이라고 한다.

식물의 기관 또는 조직의 일부가 급격하게 손실되는 현상을 해(害, injury)라고 하고 원인에 따라 바람에 의한 풍해, 비 또는 홍수에 의한 수해, 가뭄에 의한 한해, 저온에 의한 동해, 서리에 의한 상해, 해충에 의한 충해 등이 있다. 부적당한 토양조건과 같이 비기생성 원인 때문에 생기는 이상을 장해(障害, disorder) 또는 생리적 장해(生理的 障害, physiological disorder)라고 한다.

흔히 볼 수 있는 생리적 장해는 토양에서 미량원소의 결핍에 의해 발생하는 영양결핍증상이다. 병해(病害)는 병과 해를 합친 총칭이 아니라 해충에 의한 피해를 나타내는 충해와 대등한 말로 병적 현상에 의해 작물이 손해를 입는 것을 나타내는데, 병과 병해는 같은 현상에 대한 경제적 고려가 있느냐 또는 없느냐에 따라 다르게 사용해야 한다. 해충에 의해 식물에 생기는 충영(insect gall)은 병원체에 의해 생기는 병과 비슷한 점이 많다. 따라서 충해를 포함한 모든 해를 넓은 의미에서 병으로 해석하기도 한다.

2. 난에 발생하는 병

- 식물 병원균 : 곰팡이(70%), 세균(10%), 바이러스(20%)
- 곰팡이병: 병원균 Fusarium, Colletotrichum, Cercospora 등 구경썩음병(根腐病, 腐敗病), 탄저병, 잎마름병, 역병, 흰비단병(白絹病), 잿빛곰팡이병 등

- 세균병: 병원균 Erwinia, Burkhoderia, Pseudomonas 등, 무름병(軟腐病), 세균성 점무늬병, 세균성 잎마름병 등
- 바이러스병: 바이러스가 CMV, CyMV, ORSV, OFV 등 모자이크병, 위축병, 얼룩무늬, 윤문, 뒤틀림 등
- 방제대상 주요 병해는 1.구경썩음병(=腐敗病, 根腐病), 2.무름병(軟腐病) 3. 탄저병 4. 잎마름 및 잎반점병, 5. 바이러스병 이다.

식물 병원균은 곰팡이, 세균, 바이러스로 대별되며, 이들에 의한 피해는 각각 70% 10%, 20% 정도이다. 병원균은 어디서 오나? 주로 토양 즉, 난실 내 외부 토양과 산석, 병든 신아와 식물 잔재물, 재사용 배양토, 사람, 도구, 장비 등에서 온다.

난에 발생하는 대표적인 곰팡이병은 병원균이 Fusarium, Colletotrichum, Cercospora, Sclerotium, Botrytis 등이고 병해는 구경썩음병(根腐病, 腐敗病), 탄저 병(炭疽病), 잎마름병 (葉枯病), 역병(疫病), 흰비단병(白絹病), 잿빛곰팡이병 등이고 피해는 전체병해의 약 70% 정도이다.

난에 발생하는 대표적인 세균병은 병원균이 Erwinia, Burkhoderia, Pseudomonas 등이고 병해는 무름병(軟腐病), 세균성점무늬병, 세균성잎마름병 이고 피해는 전체병해의 약 10% 정도이다.

난과 식물에 발생하는 대표적인 바이러스병은 바이러스가 CMV, CyMV, ORSV, OFV 등이고 병해는 모자이크병, 위축병, 얼룩무늬, 윤문, 뒤틀림 등이며, 피해는 전체병해의 약 20% 정도이다.

따라서 방제대상 주요 병해는 1. 구경썩음병(=腐敗病, 根腐病), 2. 무름병(軟腐病), 3. 탄저병, 4. 잎마름 및 잎반점병, 5. 바이러스병이라 할 수 있다.

가. 구경썩음병

구경썩음병을 일의키는 병원균은 Fusarium oxysporum이며 토양전염성, 호기성 곰팡이로 거의 모든 토양에 분포하고 있으며 생존력(부생력, 경쟁력)이 매우 강하여 10년 이상 생존한다. 생육 적온은 25-28°C 내외이고, 건조에 매우 강하다. 뿌리와 구경 사이로 침입하여 구경의 도관을 막아 수분 상승을 억제하고 독소를 분비하여 도관세포를 파괴한다.

환경의존성 병해로 악화된 토양과 연약한 식물에 발생 심하다. 초기에는 난의 세력이 약해지고 생장이 불량해지며 활력을 잃다가 잎이 누렇게 되고 서서히 말라 죽는다. 환경이 좋으면 신아 잎의 땅 가까운 부위 부터 검붉게 썩으며 말라 죽는다. 병이 심하게 진전된 후에야 외부로 병 증상을 나타내며 병이 발생된 후에는 방제가 불가능하다.

구경썩음병이 많이 발생하는 이유는 병원균 Fusarium oxysporum이 널리 분포하며 밀도가 높고 생존력과 부생력이 매우 강하며, 번식과 침입에 적합한 환경이 난의 재배환경과 같기 때문이다.

나. 탄저병(炭炭疽疽病病,, AAnntthhrraaccnnoossee)

탄저병을 일으키는 병원균은 Colletotrichum gloeosprioides이고 공기전염성이며, 장마기 이후 고온다습 시 많이 발생하고 발병 적온은 28-30°C 내외이다. 거의 모든 작물에 발생하는 기주범위 매우 넓으며 빗물(물주기)로 튀어 건전한 포기로 전파된다. 공기 중 높은 습도와 환기불량이 주요인이며 검은 괴저 병반이 생겨 약간 움푹해진다. 탄저병을 일으키는 병원균은 Colletotrichum gloeosprioides이고 공기전염성이며, 장마기 이후 고온다습 시 많이 발생하고 발병 적온은 28-30°C 내외이다. 거의 모든 작물에 발생하는 기주범위 매우 넓으며 빗물(물주기)로 튀어 건전한 포기로 전파된다. 공기 중 높은 습도와 환기불량이 주요인이며 검은 괴저 병반이 생겨 약간 움푹해진다.

다. 잎끝마름병 (Cymbidium Tip Burn, Leaf Die-back)

잎끝마름병을 일으키는 병원균은 Botrytis, Glomerella cincta이다. 심비디움속의 난에 일반적으로 가장 많이 관찰되는 것으로서 햇볕에 타거나 과비에 의한 것 또는 선풍기의 바람에 의해 잎 끝부터 아래쪽으로 갈색 또는 검은색으로 타 들 어가는 경우가 있는데 곰팡이 균에 의한 것도 있어 구분이 어렵다. 곰팡이의 경우는 Botrytis의 경우 반점이나 얼룩덜룩한 무늬가 보이면서 말라 들어가고 Glometrella cincta 곰팡이에 의한 경우는 갈색으로 말라 들어간다. 경우야 어떻든 이 경우에는 모두 변색되거나 말라 들어가는 부분을 소독된 가위로 5mm정도 아래까지 잘라 버리고 톱신이나 다이센을 발라준다.

라. 잎점무늬병 (Cercospora Leaf spot)

잎점무늬병을 일으키는 병원균은 Cercospora species Cercospora이다. 병원균은 여러 변종이 있으며 난의 종류에 따라 발병하는 종류가 다르기도 하고 같은 병원균이라 하더라도 난의 종류에 따라 그 병반의 색깔이나 증상이 다소 다르게 나타난다. 한 가지 공통점이 있다면 잎의 뒷면에서 발병하며 해당되는 앞면에서도 어느 정도 관찰이 될 수 있다는 점이다. 잎의 뒷면에 작은 점들이 생기는데 둥글고 다소 패인 듯하며 어두운 갈색으로 흔히 직경이 1mm이하이다. 여러 개의 점들이 합쳐 큰 반점을 형성하기도 한다. 이 점이 생긴 부분에 해당하는 앞면은 처음에는 연두빛 점으로 보이다가 갈색으로 변해 가는데 갈색 주위에는 노란색을 띈다. 이 병은 오래된 촉에서 더욱 심하다. 탄저병의 대책과 동일하다.

마. 기생성 반점병 (Phyllosticta Leaf Spot )
기생성 반점병을 이으키는 병원균은 Phyllosticsta Capitalensis이다. 거의 전 세계적으로 모든 난에서 발병하나 심각한 질병은 아니다. 관상미를 떨어뜨리며 조기 낙엽의 원인이 된다. 초겨울에 환기가 잘 안되는 환경에서 발생하기 쉽다. 작고 약간 패인 황색 반점이 잎이나 위구경 어디에나 발생하는데 반점이 커지며 원형이나 타원형으로 된다. 잎의 황반은 갈색이나 어두운 갈색으로 변하는데 이 주위에는 붉은색이나 자주빛이 섞인 검은색을 띈다. 반점의 평균 직경은 6mm이다. 나중에는 반점의 중심부가 작고 검은 빛으로 다소 튀어나오는데 이 부분에 곰팡이의 포자를 갖고 있다. 탄저병의 대책과 동일하다. 전염이 잘 되므로 감염된 식물체는 잘라서 불태우도록 한다.

바. 연부병(軟腐病,무름병,Bacterial Soft Rot )

연부병을 일으키는 병원균은 Erwinia carotovora and Erwinia chrysanthemi 세균으로 고온 다습한 상태에서 발병한다. 이 세균은 잎의 표면에 착생해 있다가 상처 난 부분을 통하여 침입한다. 식물 사이에서는 빗물이나 관수 시에 물이 튀면서 전염된다. 증상은 주로 여름철 고온 다습 시 신아의 기부와 위구경 근처가 노란색에서 갈색으로 급변하면서 잎의 기부에서부터 위쪽으로 급격히 갈색으로 번져가고 잎을 위로 살짝 잡아당기면 힘없이 쑥 빠지게 된다.

분에서 털어내 보면 뿌리는 변색이 되지 않았는데 위구경은 갈색에서 검은색으로 부패된 것을 볼 수 있으며 위구경이 심하게 물러지고 끈적거리며 심한 악취까지 난다. 백견병이나 부패병을 연부병으로 혼돈하는 경우가 많은데 위구경이 물러지는 것과 악취의 여부로 구분이 가능하다. 발병 시에는 감염된 부분을 잘라내고 Physan(파이산)이나 캡탄(Captan; 상표명으로 캡탄 또는 오소사이드로 팔리고 있음) 같은 세균제제를 살포하고 관수 간격을 늘려 잎이 젖어 있는 시간을 최소화한다.

사. 부패병 (腐敗病, Fusarium Wilt , Fusarium 시듬병)

부패병을 일으키는 병원균은 Fusarium oxysporum이다. 이 곰팡이는 토양전염성으로 뿌리를 통해서 혹은 분주 된 위구경 사이의 자른 부분을 통해서 식물체에 침입 한다. 심하게 감염되면 3~9주 후에 죽게 되는데 일반적으로는 병이 계속 진행되는 상태에서 1년 이상이나 사는 경우도 많다. 이 병에 걸리면 모잘록병 현상이 나타나고 잎이 누렇게 되고 얇아지며 수축된다.

위구경은 다소 뒤틀리게 되고 결국에는 뿌리가 썩게 되는데 위구경까지 썩는 경우도 있다. 지하경의 외피 또는 피하에서 자주빛으로 원형 또는 띠 형태의 변색되는 부위가 관찰 되거나 밝은 분홍 빛이 관찰되면 이 병에 걸린 것을 알 수 있다. 급성인 경우 그 증세가 연부와 비슷하나 연부와 달리 위구경이 물러지지 않고 악취가 나지 않아 구분이 가능하다. 감염된 부분을 모두 제거하고 톱신이나 Iprodione(상표명 : 로브랄) 에 담근 후 물빠짐이 좋은 새 분에 심는다.

아. 백견병 (白絹病, 흰비단병, Southern Blight )

백견병을 일으키는 병원균은 Sclerotium rolfsii (Corticium rolfsii)이다. 이 토양전염성 곰팡이는 토양에 기생하여 악조건에서도 거의 죽지 않고 잠복해 있는 것으로 주로 토양의 표면에서 5~7Cm 정도의 깊이까지만 살고 있다고 한다. 이 병은 섭씨 30도 이상의 고온이 3~5일 이상 계속되다가 비가 오거나 관수 직후에 발병 하는데 처음에는 잎이 세력을 잃고 황변하다가 뿌리와 위구경 그리고 잎의 기부가 급격히 부패해 들어가는데 감염 된 부위는 황색에서 곧 갈색으로 변하며 고사하게 된다. 이 증상 또한 연부와 혼돈하기 쉽다.

분에서 끄집어내어 뿌리를 살펴보면 마치 솜털과 같은 희고 짧은 균사가 뿌리에 촘촘히 피어있고 그 주위의 식재는 거미줄 같은 것이 퍼져 식재들이 달라붙어 있는 것을 볼 수 있으며 자세히 살펴보면 겨자씨와 색깔이나 크기가 비슷한 균핵(Sclerotia)이라는 알갱이 형태의 집합체가 관찰된다. 몬카트 유제를 1000배 희석하여 관주하거나 침지 후 15분~30분 후에 씻어 내도록 한다. 평소 예방관리를 위해 미생물 천적인 트리코더마액을 분에 관주하는 방법도 있다.

자. 흑부병 (黑腐病: Black Rot)

흑부병을 일으키는 병원균은 Pythium ultimate와 Phytophthora cactorum이다. 곰팡이는 섭씨 10-22도 사이의 온도에서 다습할 때 번성하는데 치명적인 질병이다. 주로 소독되지 않은 분이나 식재로 유입되며 감염된 분으로부터 관수 시 물이 튈 때 전염된다. 유묘의 경우 식재와의 경계면에서 식물체에 침입하여 흔적을 남기며 시들어 가는데 급속히 퍼지며 죽게 된다. 성장한 촉에서는 식물체의 임의의 부분에 침입할 수 있다. 감염된 부분은 뿌리나 줄기 또는 잎에 검은 흔적을 남기는데 잎의 감염된 부분은 물러지고 잎의 한 면에만 증상이 나타나는 경우도 있다. 이 병반이 자라서 위구경까지 이르면 식물 전체가 죽게 된다. 증상이 나타나면 격리시킨다. 관수 간격을 늘리고 잎이 젖어 있는 빈도와 시간을 줄이도록 한다. 국내에서 쉽게 구할 수 있는 농약은 리도밀(Metalaxyl의 상표명)이다.

차. 근부병(根腐病, Rhizoctonia Root Rot)
근부병을 일으키는 병원균은 Rhizoctonia solani이다. 이 질병은 토양전염성 곰팡이에 의해 감염되며 신아나 성촉에 관계없이 허약한 난에 발생한다. 모잘록병(Damping-off) 현상이 관찰된다. 이 곰팡이는 갈색으로 뿌리를 마른 상태로 부패하게 하는데 지하경이나 위구경의 아랫부분 또는 신아의 기부에까지 집결하여 부패시킨다. 이 병은 천천히 진행하며 뿌리가 썩어 활기를 잃고 Fusarium 시듬병과 같이 잎과 위구경은 노랗게 되고 수축되고 얇아지며 뒤틀리게 된다. 신아가 나오게 되면 성장이 잘 되지 않아 점점 작은 것이 나오게 되며 죽어간다. 조기에 발견하면 감염된 뿌리를 잘라내고 톱신이나 Iprodione(상표명: 로브랄)에 침지 후 새로운 식재와 분에 다시 심는다.

타. 갈색썩음병 (Brown Rot)

강색썩음병을 일으키는 병원균은 Erwinia cypripedi 세균이다. 섭씨 27도~31도 사이에 많이 발생하며 주로 잎의 중간부에 작고 둥근 수침상의 연갈색 반점이 보이다가 암갈색으로 변해간다. 병반은 모든 방향으로 확대되어 가며 마침내 생장점에 이르면 식물체 내부에 확산 되어 죽게 되는데 암갈색으로 수축되고 마른 형태로 고사한다. 연부병에 대한 방제와 같다.

3. 토양 전염성과 공기 전염성 병해의 비교

- 토양 전염성 발병율의 70% : 역병, 시들음병, 균핵병, 구경 썩음병, 뿌리썩음병, 풋마름병, CGMMV 등
- 토양 내 유해미생물의 방제를 통해 예방조치를 시행

- 공기 전염성 발병율의 30%
- 흰가루병, 노균병, 잿빛곰팡이병, 탄저병, 잎마름병 등
- 급격한 확산을 통해 포장전체에 막대한 피해

토양 전염성 병해는 충해를 제외한 작물병 발생률의 약 70%를 차지하며 토양의 물리, 화학, 생물학적 환경이 병 발생에 결정적인 영향을 미치며, 주로 지하부에서 발병, 전신고사가 되며 완전방제가 불가능하다. 주요병으로는 역병, 시들음병, 균핵병, 구경썩음병, 뿌리썩음병, 풋마름병, CGMMV 등이 있다. 그러므로 작물의 정식에 앞서 토양 내 유해미생물의 방제를 통해 예방조치를 시행하여야만 피해를 줄일 수 있다. 주요 예방조치로는 태양열소독, 이화학적 처리와 더불어 유익한 토양미생물의 공급이 필수적이다.

공기 전염성 병해는 작물병 발생률의 약 30%를 차지하지만 급격한 확산을 통해 포장전체에 막대한 피해를 입힐 수 있으며 온습도, 환기, 통풍, 일조 등의 지상부 기상 환경이 병 발생에 미치는 가장 중요한 요인으로서 주로 지상부에서 발병하며 감염초기 육안식별이 가능한 병반형성이 국부적이며 방제가 상당히 용이하다.
주요 병으로서는 흰가루병, 노균병, 잿빛곰팡이병, 탄저병, 잎마름병 등이 있다.

4. 식물 탄저병과 동물 탄저병

- 식물탄저병 : 잎의 끝 혹은 가장자리 흑갈색/흑색의 원형 반점
- 곰팡이: Glomerella cingulata, 콜레토트리쿰
- 토양전염성, 주로 접촉에 의해 식물체를 감염, 장마기간
- 4월말~5월중순 10일 간격 만코지, 지오판 2회 정도 미리 살포

탄저병이란 병명이 식물에도 있어 혹시 사람에게 피해를 주는 것이 아닌가 오해를 불러일으키고 있다. 그러나 채소를 비롯한 식물에 발생되는 탄저병은 동물 탄저병과 병균이 전혀 달라 사람에게는 피해가 없다. 탄저병이라는 이름은 병의 발생양상과 병징이 비슷하여 붙여진 이름일 뿐, 식물과 동물의 탄저병균이 전혀 다르고 전염되지도 않기 때문에 걱정하지 않아도 된다.

탄저(炭疽,anthrax)란 석탄을 뜻하는 그리스어가 어원이고, 탄저병에 걸리면 피부에 물집이 생기고 까만 딱지가 앉아 탄저라는 이름이 붙었다. 역설적이게도 탄저병은 세균학적으로 매우 중요한 의미를 지닌다. 프랑스의 코흐는 1876년에 탄저병균의 순수배양에 성공한 뒤 동물 실험을 통해 탄저병균이 탄저병의 원인균임을 입증하였다. 그리고 1800년대 파스퇴르가 이 질환에 대한 최초의 동물 백신을 만들었다. 이러한 일련의 연구결과들은 근대 세균학 및 면역학의 기초가 됐다.

사람과 동물에 피해를 주는 탄저병은 세균(박테리아)에 의하여 발생되는 병이며, 이는 식물에 병을 일으키지 않고, 식물에 나타나는 탄저병은 곰팡이가 일으키는 병으로 동물에는 전혀 전염과 발병이 되지 않는다.

동물탄저병은 병원균이 Bacillus anthracis (그람양성의 호기성 세균)이고 공기 중 노출 시 내구포자 (Endospore)를 형성하고 내구포자는 열, 약품, 건조에 강하여 쉽게 파괴되지 않는다. 토양에서 장기간 생존하므로 매몰 후 20년간 발굴 금지를 법으로 규정하고 소, 말, 돼지, 면양 및 사람 등 포유동물에 발생되는 급성 전염병이다. 감염경로는 오염된 흙, 사료, 목초, 물 등에 의한 경구 감염과 상처를 통한 창상 감염, 흡혈곤충에 의한 자상 감염이 있다.

식물탄저병은 주로 잎의 끝 혹은 가장자리로부터 흑갈색 내지 흑색의 원형 반점으로 나타나고, 진전되면 병반이 부정형으로 확대된다. 후에 병반의 내부는 회백색으로 퇴색되고, 잎이 말라죽는다. 식물의 탄저병은 인간의 탄저병과는 달리
Glomerella cingulata, 콜레토트리쿰(gnus Colletotrichum)이란 곰팡이에 의해 일어난다. 발생조건은 생육적온 28℃ (24-30℃)로 7월 초순에 처음 발생하여 7월말부터 9월 초순까지의 급속하게 증가한다. 포자가 과피에 도달하면 5-8시간이내에 발아하여 발아관을 내어서 상처를 통하여 침입하거나 곧바로 부착기를 형성하여 기주체 표면을 뚫고 들어가서 침입한다. 감염경로는 빗방울 등에 의하여 다른 식물체로 전파된다. 역병 등과 마찬가지로 탄저병 역시 대다수가 토양에서 출발해 뿌리로부터 시작되기 때문에 병 발생 자체가 치료를 어렵게 하는 데 초기부터 왕성한 뿌리와 세포가 단단한 뿌리가 예방을 위해 매우 중요하다.

식물 탄저병균은 잎, 줄기, 과일, 꽃 등 부위를 가리지 않고 파괴한다. 우리나라 음식에 빼놓을 수 없는 양념 채소인 고추, 여름철 과일인 수박 등 가지과와 박과 작물에서 특히 심하다. 가장 피해가 심한 작물 중 하나가 박과류 열매이다.

식물체의 토양 위의 어느 부분으로나 침투한다. 잎에 가장 많이 침투하는데 동해를 입거나 햇볕에 상하거나 뿌리가 부실하여 약한 식물체가 많이 감염된다. 초기 증상은 잎이나 위구경이 갈색으로 변하는 것인데 형상은 둥글거나 불규칙적이며 다소 패이고 구분이 뚜렷하다. 질병이 진행함에 따라 감염된 부위에 검은 알갱이 모양의 포자 덩어리가 보인다. 죽은 부분과 건강한 부분 사이에 구분이 뚜렷하다. 보통 산채해 온 난의 구촉에서 가장 흔히 볼 수 있는 병반이며 특히 동해를 입었던 난에서 많이 발견된다. 꽃에서는 작고 둥근 갈색 또는 흑점이 주/부판에서 관찰되며 꽃 전체를 뒤덮는 경우도 있다.

그러면 식물은 어떤 경로를 거쳐 탄저병에 걸릴까. 식물 탄저병은 동물 탄저병과 달리 주로 접촉에 의해 식물체를 감염한다. 병든 식물에 붙어서 겨울을 난 병원균은 포자를 만든다. 바람에 날리거나 빗물에 튄 포자들은 다른 식물의 잎이나 과일 등에 붙어 침입한 뒤 병을 일으킨다. 종자표면에 부착된 채 어린 묘에 병을 일으키니 종자전염이라 한다. 병 발생을 위한 최적온도는 25℃ 내외로 특히 장마기간에 심하다. 비가 많은 해에 특히 심하다. 그것은 병반 위에 포자를 만들고 포자를 옮기고 식물 조직에 침입시키기 위서는 빗물이 필요하기 때문이다. 5~6월에 비가 많이 오면 신아에 빨리 발병하고 9~10월까지 비가 많으면 병이 갑자기 확산된다. 배수가 잘 안되고 햇빛이 잘 들지 않고 질소질 비료를 과다 사용하면 발생하기 쉽다. 특히 통풍과 채광이 잘 안되는 곳에 탄저병 발생이 심하다.

이 병원균은 식물이 스트레스를 받아 약하게 될 때가지 기다리고 있다. 식물이 약하게 되면 병원균은 식물 세포벽으로 움직이기 시작하여 가해하기 시작한다. 이때부터 감염 증상이 나타나기 시작한다. 이 증상은 중심부에서 먼저 구리 빛의 브라운 색으로 나타난다. 그러나 병이 진해됨에 따라 조그만 반점이 크게 증상을 나타내기 시작한다. 궁극적으로 병원균에 감염된 식물은 죽게 되므로 결과적으로 이병은 방제를 하여 발병을 억제하는 것이 좋다. 또한, 질 좋은 칼슘과 미량성분이 골고루 충분히 포함된 시비가 반드시 필요하다.

증상이 초기에 뚜렷이 나타나지 않기 때문에 예방시약을 하기는 쉽지 않다. 그래서 대략 5월 말부터 6월 말에 걸쳐 예방시약을 하는 것이 좋다. 매년 탄저병이 상습적으로 발생하는 경우에는 4월말~5월중순 사이에 10일 간격으로 만코지, 지오판 수화제를 2회 정도 미리 살포하는 것이 좋다. 톱신이나 벤레이트는 2번 이상 연속 사용 시 병균의 저항성을 키우게 되므로 다이센을 교대로 사용하거나 다른 비침투성 농약을 섞어서 사용하는 것이 좋다. 탄저병은 예방 위주로 정기적 약제 살포가 필수적이고 한 해에 그치지 말고 2~3년간 꾸준한 방제를 해야 한다, 감염된 식물을 격리시키고 가능한 잎이 젖어 있는 시간을 줄여 병이 전염되는 속도를 줄이도록 하여야 한다. 스프레이를 금하고 관수 간격을 늘려 약간 건조 하듯이 관리한다.

5. 침투성 농약과 비침투성 농약

가. 침투성 농약 (Systemic Pesticides)

- 잎/뿌리를 통해 식물체 흡수, 토양관주용, 치료/예방의 효과

잎이나 뿌리를 통해 식물체에 흡수되어 체관이나 물관을 타고 이행하며 식물체 내부에 그 약효를 퍼뜨리는 것인데 주로 물관을 타고 아래에서 위로 이행하므로 뿌리에서 흡수하도록 하는 것이 효과적이다. 따라서 토양관주용으로 많이 쓰이며 치료와 예방의 효과를 동시에 갖는다. 엽면 살포 시에는 뿌리에서 보다는 흡수되는 양이 적고 또 흡수된 약제도 아래쪽으로 이행이 되지 않기 때문에 뿌리의 발병을 방제하기는 어렵고 잎의 표면에 집적되어 보호살균제의 역할을 한다.

1) 지오파네이트-메틸Thiophanate-methyl (상표명: 톱신엠70% , 지오판수화제)
광범위한 곰팡이에 방제 효과를 갖는 약제로서는 난에 적용할 수 있는 거의 유일한 침투성 농약이다. 잎에 발생하는 대부분의 곰팡이성 질병 또는 뿌리에 침입하는Fusarium, Rhizoctonia곰팡이의 예방 및 치료에 효과가 높으며 토양에 관주하는 것이 효과적이다. 시중에서 판매되는 상표명으로는 톱신엠이 있는데 유효성분 70%짜리로 1리터의 물에 1g의 비율 (1000배)로 희석한다. 엽면살포 시에는 7~10일 간격, 토양에 관주할 때는 2주~3주 간격이 적당하며 모두 같은 희석 비율이 적용된다. 분갈이 할 때나 산채품의 소독 그리고 치료의 목적으로 난의 뿌리와 위구경을 침지할 때 사용하는 약제로 적극 추천하며 이 때는 15분 정도가 적당하다. 수화제로 되어 있으며 톡 쏘는 듯한 냄새가 난다. 스트렙토마이신 제제와 혼합하여곰팡이와 세균을 함께 방제하기도 한다.

2) 메탈락실 Metalaxyl (상표명: 리도밀수화제, 메타실수화제, Subdue 2E)
흑부병을 일으키는 Phytophthora와 Pythium 같은 卵菌類의 곰팡이에 선택적으로 작용하므로 토양관주용으로 적당하며 이 때 물관부를 통해 식물의 상층부로 이행이 가능하다. 위구경 침지로 사용되기도 하고 수화제의 경우 엽면살포용으로도 널리 쓰인다. 특히 다이센과 혼합하여 엽면살포 시 침투와 보호 살균의 상호 보완으로 인한 상승효과를 얻을 수 있다. 캡탄과 혼합하여 사용되기도 한다. 예방보다는 치료 효과가 강력하며 토양관주 시 6주 이전에 다시 관주하지 말아야 한다. 시중에서는 리도밀수화제(25%)로 통하고 있으며 희석 비율은 2000배 (물 1리터에 0.5g 희석)가 적당하다. 다이센과의 혼합제제인 리도밀엠지도 쉽게 구할 수 있다.

3) 포세틸알루미늄Fosetyl Aluminum (상표명: 알리에테, Aliette 80% WP)
성장기에 있는 일반 화훼에 널리 사용되며 Metalaxyl과 같이 흑부병을 일으키는Phytophthora와 Pythium spp. 등의 卵菌類의 곰팡이에 선택적으로 작용하며 예방 및 치료 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 근절의 효과까지 갖는다. 다른 침투성 농약이 토양관주나 구경침지 시 뿌리에서 흡수되어 물관을 타고 윗부분으로만 이동을 하는 한계를 가진데 비해 이 농약은 엽면을 통해 흡수되어도 식물체의 체관을 타고 상하로 모두 이행을 할 수 있으므로 엽면 살포로도 뿌리의 질병을 효과적으로 방제할 수 있는 장점이 있다. 식물체에 신속히 흡수되며 약효가 4주 이상 4달까지 지속된다. 다이센이나 수용성 비료 또는 전착제 등과 혼합하여 사용하는 것을 금하고 있으며 30일 이전에 재 사용을 금하고 있다.

4) 베노밀 Benomyl (상표명: 벤레이트, 다코스, 베노밀수화제, Benlate,Benomyl)
듀퐁사에서 개발한 것으로 미 환경보호국에 범용성 농약 (GUP;general use pesticide)으로 등록된 저독성의 곰팡이 제제이다. 미국 환경보호국에 범용성 농약으로 등록되었다는 것은 적용 대상 작물의 범위가 넓다는 것뿐만 아니라 인체에의 독성이 극히 적고 잔류 농약으로 인한 환경오염 면에서 비교적 안전하다는 것을 뜻한다. 국내에서는 벤레이트나 베노밀 수화제라는 이름으로 판매되고 있다. 톱신과 같은 곰팡이성 질병의 예방 및 치료에 효과가 있다. 침투성이라고는 하나 엽면살포 시 흡수가 별로 없으므로 토양관주용으로 많이 사용하여 왔으며 엽면살포 시에는 표면에 집적되어 보호살균제로 작용한다. 희석 비율 2000배 (물 1리터에 0.5g)가 적당하다.

나. 비침투성 농약 (Non-systemic Pesticides)

- 식물체 표면에 엷은 피막 형성, 보호살균제, 주로 엽면살포용

비침투성 농약은 식물체 내부로 침투하지 않고 식물체 표면에 엷은 피막을 형성하여 식물을 보호하는 보호살균제의 역할을 하므로 주로 엽면살포용으로 많이 사용되나 토양관주 시에는 뿌리로도 소량 흡수된다. 병원균의 저항성 문제가 거의 없으므로 반복해서 사용하여도 큰 문제가 없고 침투성 농약과 혼합하여 사용 시 상호 보완 작용으로 인한 상승효과와 함께 침투성 농약의 저항성 균 문제도 완화시킬 수 있다. 엽면살포용 농약의 경우는 관수에 의해 씻겨 나가지 않고 표면에 계속 남아 지속적인 약효를 내는 것이 중요하므로 전착제를 같이 사용하는 경우가 많다.

1) 만코제브 Mancozeb (상표명: 다이센M45, 만 코지수화제, Dithane M-45,
Mancozeb, Manzeb)
미국 듀퐁사에서 개발한 것으로 미 환경보호국에 범용성 농약으로 등록된 저독성의 우수한 곰팡이제제이다. 국내에서는 다이센(45%)으로 잘 알려져 있다. 난에서는 잎에 발병하는 대부분의 곰팡이성 질환이나 녹병(rust)에 대한 보호살균제로 작용하며 엽면살포한다. 다른 농약과 양립성이 좋고 혼합 사용시 더욱 효과적인 방제를 할 수 있으며 톱신이나 리도밀과 같은 침투성 농약과 혼합이 가능하다. 노랑과 회색의 중간색을 띈 가루로 수화제이며 전착제가 가미되어 있다. 물1리터에 2g의 비율(500배)로 희석하며 계속 사용시 1주일~10일 후에 다시 살포하도록 한다. 이 약제는 뿌리나 위구경을 감염시키는 곰팡이류에는 큰 효력이 없기 때문에 침지용으로는 그리 효과적인 약제가 아니다.

2) 캡탄Captan (상표명: 캡탄, 오소사이드, Captan 50WP , Orthocide)
탄저병, 잿빛곰팡이병 등 병원성 곰팡이에 대한 방제효과 뿐만 아니라 광범위한 세균에 방제 효과가 있는 농약으로 AOS에서 Physan과 함께 난의 세균 방제용으로 추천하는 농약이다. 국내에서는 세균 방제용으로 주로 항생제를 사용하고 있는데 캡탄은 연속 사용의 부작용을 피할 수 있는 비침투성 세균 방제제로서 약해가 거의 없는 안전한 농약이다. 난에서는 주로 연부병과 뿌리썩음병 등 세균에 기인하는 잎이나 뿌리의 발병을 효과적으로 예방하는 약제이다. 국내에 등록된 것은 캡탄수화제 50%나 오소사이드수화제 50%와 80%가 있는데 오소사이드(50%)를 구할 수 있다. 이 제품의 경우 물1리터에 2g (500배)의 희석 비율이 적당하다. 백색 분말의 수화제이며 톱신처럼 독한 냄새가 난다. 엽면 살포, 종자 소독용 침지 또는 토양관주용으로 다양하게 사용되며 다른 약제와 혼합하여 사용하는 경우도 많다. 엽면살포 시에는 분의 화장토에도 같이 살포하도록 한다. 어독성 1급이라 수질오염의 측면에서 출하량이 제한되어 있다.

3) 에틸 벤질 암모니움 클로라이즈Ethyl Benzyl Ammonium Chlorides
(상표명: Physan 20, Consan 20, Green Shield)
곰팡이나 세균에 직접 접촉하여 살균하며 농약이라기 보다는 소독약이라는 표현이 어울리는 약제이다. 잿빛 곰팡이, Damping-off, Erwinia에 의한 갈색썩음병 및 세균에 의한 질병의 예방 및 치료에 사용하며 식재나 물통 또는 난 뿌리에 끼는 녹조류(algae)의 제거에도 탁월한 효과가 있다. 엽면살포용으로 많이 쓰이며 위구경 침지용으로는 3분이나 5분 담근다. 용액으로 되어 있으며 쉽게 구할 수는 없으나 Physan(파이산)이라는 상품이 있다.(희석비율 주로 500~800배) 난 배양장 주변에 대한 소독이나 작업 전 후의 손의 소독 그리고 분, 가위, 핀 세트 등 배양장 주변 도구의 소독에도 사용된다. 풍란 석부작이나 목부작등 이끼와 더불어 관상미를 높이는 작품에는 사용하지 않는 것이 좋다.

4) 이프로디온 Iprodione
(상표명: 로브랄수화제 ,이프로수화제, Chipco 26019 WP50%)
잎에 생기는 각종 곰팡이병, Fusarium시듬병, Rhizoctonia근부병 등의 뿌리 썩음병 등의 방제로 광범위하게 사용되며 약해가 거의 없다. 토양에 관주하면 효과적이다. 종로에서 500g 로브랄수화제(50%)를 구할 수 있는데 다른 약제보다 다소 비싼 편이다. 엽면살포 시에는 물 1리터에 1g (1000배)로 1주일이나 2주일 간격으로 사용하고 토양관주시에는 물 1리터에 0.5g(2000배)의 희석 비율로 2주일 간격으로 사용한다. 캡탄이나 톱신과 혼합하여 사용할 수 있다.

다. 살균제 및 살충제 사용 비율

1) 스포탁 : 구경썩음병, 곰팡이 소독, 탄저병, 잎마름병, 흰가루병, 구경썩음병
<2,000배> 침투성, 예방, 치료
2) 오티바 : 곰팡이, 엽면살포 무름병(겹무늬썩음병), 점무늬, 탄저병, 잎마름병,
잎곰팡이 <1,500배~2,000배> 침투성, 예방
3) 파이산20 : 곰팡이, 세균성 세균, 곰팡이균, 이끼류, 바이러스, 뿌리부패
<1,500배> 비침투성, 위구경침지용
4) 더마니 : 곰팡이, 반점, 흰가루, 잿빛곰팡이 <4,000배> 예방, 침투성
5) 베노밀 : 곰팡이, 흑부, 탄저, 갈반, 흰가루, 잿빛, 구경썩음병 <1,000배> 예방,
침투성
6) 다이센M45 : 곰팡이, 턴저, 갈반, 반점, 녹병 등 <1,000배> 예방, 비침투성
7~10일 간격
7) 부라마이신 : 세균성, 연부, 근부, 부패, 잎마름 <1,000배> 예방, 침투성 3회
이상 사용금지
8) 비오킬 : 스프레이, 곤충, 벌레, 해충, 진드기, 응애, 민달팽이, 해충 발견 시
9) 코니도 : 각종 해충 깍지벌레(개각충), 진딧물, 응애, 모자이크 등
<1,000배 박멸> 1주일 간격 3회
10) 나메톡스 : 달팽이 1주 간격 과립으로 뿌림 박멸
11) 톱신엠 : 곰팡이, 구경썩음, 뿌리썩음, 탄저 <1,000배>침투성, 예방
12) 켑탄 : 곰팡이, 세균성 탄저, 잿빛, 연부, 뿌리썩음, 세균의 병해< 500배>
비침투성, 세균방제
13) 바리문 : 세균성, 항생제, 연부, 검은무늬, 갈색마름, 세균성 <1,000배>
침투성, 예방, 치료
14) 옥소리닉 : 세균성, 유기합성체, 연부, 세균성 반점, 줄기속마름병 <1,000배>
침투성, 예방, 치료

6. 생물농약

- 화학농약 대신, 병을 일으키는 병원 미생물을 억제
- 각종 모잘록병, 시들음병, 균핵병, 역병 등 주로 토양으로부터
전염되는 식물병 방지(Trichoderma, Gliocladium, Chaetomium
Streptomyces 등 진균류

생물농약은 화학농약을 대신하여 병, 해충, 잡초를 방제하거나 작물의 생장을 돕기 위하여 사용되는 생물과 그 생물들이 생산하는 물질이라고 말할 수 있다. 생물농약 중에서 가장 다양하고 연구개발이 많이 된 것이 미생물 제제들이다. 이러한 제제들은 대부분 식물병균이나 해충, 잡초 등에 기생하여 병을 일으킴으로 방제효과를 나타내는 것이다. 여기에는 바이러스, 세균, 곰팡이, 원생동물 등 다양한 미생물들이 있으며 방제 대상이 무엇이냐에 따라서 미생물 살균제, 미생물 살충제, 미생물 제초제로 나눌 수 있다.

미생물 살균제는 같은 미생물로써 작물에 병을 일으키는 병원 미생물을 억제할 수 있는 미생물을 이용하는 것이다. 이러한 미생물들은 병원균과 경쟁하여 침입 부위를 먼저 점령하거나, 항생물질, 독소, 효소 같은 것을 분비하여 병원균의 생장을 억제하는 것, 또는 병원균의 체내에 기생하는 것 등 다양한 종류가 있다.
미생물 살균제는 각종 모잘록병, 시들음병, 균핵병, 역병과 같이 주로 토양으로부터 전염되는 작물 병을 막기 위하여 많이 개발되었는데 Trichoderma, Gliocladium, Streptomyces, Chaetomium, 등 진균류들이 많이 이용되었다. 또한 방제 효과가 큰 Pseudomonas, Bacillus, Paenibacillus 등과 같은 세균들도 미생물 살균제로 많이 이용되고 있다.

미생물살충제는 해충의 천적미생물인 곤충병원성 세균, 진균, 바이러스, 선충 등을 이용하는 것으로 미국을 비롯한 선진국에서는 비교적 오래 전부터 자국 환경에 적합한 곤충병원미생물을 분리, 대량생산 및 제제화하여 실용화하고 있다. 미생물제초제는 미생물 균주 자체를 직접 이용하거나, 미생물이 생산하는 대사산물을 이용하여 잡초를 방제하는 기술로서, 환경친화적인 잡초 방제법이라 할 수 있다. 미생물 균주 자체를 이용하는 경우에는 주로 식물병원성 곰팡이가, 대사산물의 경우에는 주로 방선균이 많이 이용되고 있다.

자연 생태계에는 서로 먹고 먹히는 천적관계가 이루어져 있으므로 각 생물집단의 수를 조절하는 기능이 있다. 해충을 방제하는데 활용할 수 있는 천적생물은 크게 두 가지로 나누어서 해충을 잡아먹는 포식성 천적과 해충의 몸에 기생하는 기생성 천적으로 구분할 수 있다. 두 가지 모두 해충의 밀도 조절에 기여하지만 실제로 농업에 활용하였을 때 방제 효과를 나타내는 것은 후자이다. 따라서 포식성 천적이 성공적으로 해충을 방제하려면 지속적으로 먹이가 공급되어야 하기 때문에 이동이 적고 한 곳에서 집중적으로 가해하는 해충을 방제 대상으로 하는 것이 좋다. 기생성 천적은 유충의 몸에 기생하거나 알에 기생하여 생활사를 완성하는 것으로 살기 위하여 반드시 기생과정을 거쳐야만 하기 때문에 기생 능력이 아주 높다. 이 중에서도 해충의 알에 기생하는 천적들은 기주를 탐색하는 능력이 뛰어나고 기생율이 매우 높기 때문에 자연 생태계에서 해충의 밀도를 감소시키는데 확실한 역할을 하고 있다.

곤충은 같은 종끼리 서로 신호를 주고받는 방법이 있다는 것이 일찍부터 알려져 왔는데, 이러한 통신물질을 통틀어서 페로몬(pheromone)이라고 하며 페로몬에는 행동양식에 따라서 같은 종을 모여들게 하는 집합 페로몬, 위험을 알리는 경보 페로몬, 이동하는 경로를 알리는 길잡이 페로몬, 교미하기 위하여 다른 성을 유인하는 성 페로몬 등 다양하게 나누어진다. 이 중에서 성페로몬은 같은 종을 특이적으로 유인할 수 있기 때문에 이를 이용하여 대량 포획하거나 유인하여 치사시키고 교미를 교란시켜 제대로 번식을 하지 못하게 하는 방법 등을 써서 해충을 방제하는데 아주 효과적으로 이용되고 있다. (경상대 박창신 교수 논문에서 발췌함.)

7. 토양선충의 친환경방제법

가. 선충이란?

- 투명, 폭 0.05㎜, 길이 2㎜, 현미경 관찰 가능, 10cm 흙 상부
- 식물 기생/감염, 시들고 생장 지연, 꽃과 과실 미숙, 괴사

토양 선충은 투명하고 폭이 0.05㎜ 길이가 2㎜로 작아서 현미경을 사용하지 않고서는 관찰할 수 없다. 자유생활형 선충은 토양의 10㎝ 상부에서 대부분이 발견되고 있다. 원생동물 다음으로 토양에 가장 많은 개체수를 유지하여, 보통 1㎡당 백만 마리 이상이 존재한다. 선충은 약 10,000종이 있지만, 토양에서 일반적으로 발견되는 것은 1,000종에 불과하며 먹이종류와 섭취습관에 의해 병원성, 초식성, 식균성, 잡식성 및 육식성의 5종으로 분류한다.

선충 군락은 환경에 크게 제한을 받지 않으며, 대체로 선충 밀도는 식물 뿌리 근처에서 가장 높다. 일부 종은 식물에 병을 일으켜 주의가 필요하지만, 선충군락이 토양 내에서 어떠한 유익한 역할을 하는지는 잘 알려져 있지 않다. 선충은 작은 벌레로 일부 종은 식물에 기생하며 주요 농작물을 포함한 식물을 감염시킨다. 선충 감염의 전형적인 증상은 식물이 시들고 생장이 심하게 지연되며 꽃과 과실의 발달이 제대로 되지 않는다. 심하게 감염된 식물은 선충에 의한 피해로 죽기도 한다.

나. 선충의 분류

- 뿌리를 먹이로 하는 선충 (식물기생선충) : 파괴, 썩음
- 머리 부분에 주사침 모양의 구침(口針): 세포의 이상비대 또는
증식의 결과 혹 생성

선충은 먹이에 따라 크게 5개의 그룹으로 나누어진다.
1) 세균포식자는 세균을 먹는다.
2) 곰팡이포식자는 곰팡이 세포벽을 뚫고 내용물을 흡입한다.
3) 포식성선충은 선충과 원생생물을 먹으며, 더 작은 생물을 먹거나, 더 큰 선충
의 큐티클에 달라붙어, 먹이의 몸체내부 물질이 빠져나올 때까지 할퀴고 있다.
4) 잡식성의 선충은 여러 종류의 생물을 먹거나 각 생장단계에 따라 각기 다른
것을 먹이로 한다.
5) 뿌리를 먹이로 하는 선충 (식물기생선충)은 식물에 기생하기 때문에 토양내에서 자유롭게 유영하며 살지는 않는다. 식물기생 선충의 크기는 종류에 따라 다르지만 대체로 몸의 길이 0.3~1.0 ㎜ (긴 것은 3㎜), 지름이 15~35㎛으로 매우 작아 눈으로 보기 힘들다. 암컷 중에는 비대해서 레몬, 서양배, 콩팥 등과 같은 모양으로 변형된 것도 있다. 식물기생 선충은 머리 부분에 주사침 모양의 구침(口針)을 가지고 있으며 근육에 의해 이 구침이 앞뒤로 움직이면서 식물의 조직을 뚫고 들어가 즙액을 빨아 먹는다. 그러나 자유생활을 하는 비기생성 선충에는 구침이 없다.

기생선충의 해를 입은 식물은 양분을 빼앗길 뿐만 아니라 구침에 의한 상처와 내부기생성 선충의 침입 때문에 조직이 파괴되어 차차 썩는다. 또 구침을 통해서 분비되는 물질에 의하여 생리적 변화가 일어나거나, 세포의 이상비대 또는 증식의 결과 혹이 만들어지기도 한다. 선충의 기생에 이어 다른 많은 미생물이 침입하여 부패를 촉진하거나 특정의 기생선충과 병원균이 협동하여 발병을 촉진하는 것도 있다.

다. 선충은 어떠한 역할을 하는가?

- 선충 밀도의 차이 : 낮을 때(성장 촉진)/높을 때(발병 원인)
- 식물 호르몬 조절을 파괴하도록 식물 현혹

원생생물과 같이, 선충은 양분 무기화와 방출로 식물이 이용할 수 있게 하는 것이 중요하다. 선충이 세균과 곰팡이를 먹게 될 때 선충이 필요로 하는 것보다 세균과 곰팡이가 함유한 질소의 양이 더 많기 때문에 암모늄(NH4+)이 토양 속으로 방출된다. 선충밀도가 낮을 때는 선충의 먹이가 되는 토양생물의 생육을 자극해서 밀도가 높아진다. 즉, 세균을 잡아먹는 토양생물은 세균의 생육을 촉진하고, 식물을 가해하는 토양생물은 식물의 생장을 촉진하는 것과 같다.

선충의 밀도가 높을 때는 먹이가 되는 생물의 밀도를 낮추게 된다. 이는 식물의 생산성을 떨어뜨리게 되고 균근균에 부정적인 결과를 줄 수도 있으며, 세균과 곰팡이에 의한 분해와 무기화율을 낮출 수 있다. 포식성 선충은 세균과 곰팡이를 섭식하는 선충의 밀도를 조절 할 수 있으며 따라서 이들 그룹에 의한 과도한 섭식을 방지해준다. 선충은 그들 표면과 소화기 속에 붙어살고 있는 미생물을 뿌리와 토양주변으로 퍼지게 해준다. 선충은 상위 단계의 포식자 - 포식성 선충, 토양절지동물, 토양 곤충 등 - 의 먹이가 된다. 또한 세균이나 곰팡이에 기생당하기도 한다. 일부 선충은 질병을 일으킨다. 어떤 종은 질병을 일으키는 토양생물 - 뿌리를 가해하는 선충 등 - 을 잡아먹기도 하며, 뿌리 쪽으로 접근을 막기도 한다. 이들은 생물학적 방제제로 가능성을 갖고 있다.

라. 선충은 어디에서 살아가나 ?

- 뿌리 가해 선충 : 스트레스 받은 뿌리 주위나 감수성 작물
- 선충급식소(nematode feeding site) : 식물의 유관속 초

선충은 먹이가 되는 토양생물 가까이에서 밀도가 높다. 세균포식성 선충은 뿌리근처에 세균이 밀집해 있으므로 이곳에 많이 존재한다. 곰팡이 포식성 선충은 곰팡이가 많은 곳에 풍부하다. 뿌리를 가해하는 선충은 스트레스를 받은 뿌리주위나 감수성 작물에 밀도가 높다. 선충 포식성 선충은 선충의 밀도가 높은 토양에 풍부하다. 선충은 다공성 토양과 토양이 거친 곳에서 일반적으로 존재한다. 선충은 공극의 크기가 50㎛ 정도 되는 수막 사이로 이동한다. 농업토양에서는 일반적으로 건조토양 1 티수픈에 100마리 이내의 밀도이다. 초지에서는 50 - 500마리, 산림토양에서는 수백마리 정도이다. 미생물을 먹이로 하는 선충의 비율은 토양 세균이나 곰팡이의 밀도와 관련이 있다.

일반적으로 토양이 덜 간섭받는 곳에서 포식성 선충이 많은데, 이는 포식성 선충이 여러 가지 인위적인 간섭에 대해 민감하다는 것을 보여준다. 이들 선충 중 일부는 독창적인 방법으로 식물이 그들에게 먹이를 제공하게 한다. 이 선충들은 식물의 뿌리를 통과하여 식물의 유관속 초에 자리를 잡는데, 그곳은 식물이 물, 미네랄, 당 및 다른 양분을 수송시키는 시스템의 일부이다. 선충은 유관속 초 시스템(vascular bundle system)에서 하나의 단일 세포를 선택하여 이 세포에 단백질 칵테일을 주입시킨다. 이들 단백질의 영향으로 그 식물 세포는 주위 세포와 융합하고 선충을 위한 먹이 생산을 시작한다. 이 식물 세포는 200개의 정상적인 식물 세포만큼 커지며 선충급식소(nematode feeding site)로 불린다.

마. 선충의 구제 방법

- 키틴, 키토산 이용 방제 : 키틴분해 미생물(방선균 등) 선충 외피 키틴질 구성 파괴
- 선충에 감염된 토양에서 도구를 사용하지 말아야 한다.
- 친화경적 선충 구제 방법 : 아스파라거스 뿌리는 토마토 선충에 독성을 일으킨다. 메리골드 선충 억제
- 화학적 방제 : 분갈이 2주전, 감염 후 방제 곤란

1) 침수법 (담수법)

실제로 많이 이용되고 있는 방법으로 여름에 벼를 재배하는 것도 침수처리의 한 방법이다. 밭토양에 서식하는 기생선충은 장기간 침수상태에서는 생존이 극히 어렵다. 선충의 종류에 다라 적절한 침수시기와 기간이 다르지만 여름철 1개월 정도면 식물기생선충은 대부분 사멸한다.

2) 하우스 태양열처리법

시설원예지에서 이용되는 방법으로 여름철 휴경기간 동안 토양에 유기물을 넣고 비닐을 피복한 다음 비닐하우스를 완전히 밀폐시키고 1개월 정도 태양광선에 노출시켜 하우스와 토양을 고온상태로 유지시키는 것이다. 실험결과에 의하면 지하 10cm까지 50℃정도의 온도가 유지되므로 대부분의 기생선충 및 병원선 곰팡이 등은 사멸하게 된다. 방제효과는 우수하지만 날씨에 따라 좌우되는 결점이 있다.

3) 온탕처리법

온탕처리는 구근이나 묘목 등에 이용되는 방법으로 처리온도를 낮게하고 처리시간을 길게하는 것이 식물, 종자의 안전성으로 보아 바람직하다. 처리시 온탕내의 온도가 전부분이 일정하도록 순환시켜야 한다. 마늘에 구근 선충이 기생했을 경우 49℃에서 20분간, 딸기의 뿌리에 썩이선충이 기생했을 경우는 49.5℃에서 30분간, 작약에 뿌리혹 선충이 기생했을 경우는 49℃에서 30분간 처리한다.

4) 곰팡이를 이용한 선충의 방제 (선충포식균)

어떤 곰팡이는 식물 기생성 선충에 대한 생물학적 방제제로 유용할 수 있다. 이들 선충포식성 곰팡이는 토양속에 균사를 내어 선충이 감지되도록 설치해 놓는다. 어떤 종은 선충을 감싸는 원형의 균사를 만들기도 한다. 곰팡이는 미끼를 내놓아 선충을 유인한다. 여기에 유인되면 곰팡이에게 잡혀 포식당하게 된다. 이들 곰팡이는 선충포식성 곰팡이와 선충기생성 곰팡이로 구분할 수 있다. 포식성 곰팡이는 주로 Arthrobotrys屬의 것들로서, 이들은 선충 유충 몸체에 Trag(포획망)을 만든 후, 효소를 내어 유충 표면을 녹여냄으로써 사멸시키는 기능을 한다. 그러나 이 포식성 곰팡이는 그 먹이가 되는 선충 유충이 없는 시기에는 토양 내에서 살아남기가 어렵다고 알려져 있다. 기생성 곰팡이의 경우, 그 포자가 주로 선충알에 붙어 기생함으로써 결국 알집내의 모든 선충알을 감염 파괴시키는 특징을 가진다.

5) 깻묵(유박)을 이용한 방제

기비로써 대두박(콩깻묵), 피마자깻묵, 당밀 등을 사용함으로써 선충을 방제할 수 있다고 하는 연구결과가 여러 작물에서 보고되고 있으며 그 방제 기작은 다음과 같다고 한다. 첫째, 처리토양 내 선충길항균의 길항 능력을 높임. 둘째, 깻묵류의 토양 내에서 분해도중 선충독성물질 생성. 셋째, 작물 뿌리 내 특수성분 축적으로 인한 작물 자체의 선충침입에 대한 저항성 획득 또한 최근에는 깻묵류의 토양처리 비용을 절감하기 위하여 깻묵을 종자처리 함으로써 선충억제효과를 거둔 예도 있다. 무처리의 경우 70%이상의 선충이 뿌리 내로 침입하였으나 깻묵류는 살선충농약과 마찬가지로 선충퇴치 효과가 탁월함을 알 수 있다. 한편, 깻묵류 처리구의 뿌리 내 높은 페놀 및 아미노산 함량은 선충유충의 접근을 방지 또는 선충활동에 악영향을 주는 등 작물에 선충내성이 생겼음을 간접 암시한다.

6) 요소비료를 이용한 방제

요소는 토양 내에서 요소분해효소에 의하여 암모니아로 되며 이 암모니아는 다음과 같은 기작으로 살 선충기능을 한다고 알려져 있다. 암모니아는 선충 유충 표피세포의 원형질을 녹여냄으로써 유충을 제거한다. 암모니아는 선충길항 곰팡이의 급격한 증식으로 선충에 기생 및 포식됨으로써 선충 밀도가 격감하게 된다. 이러한 사유로 인하여 요소는 최근 비료뿐만 아니라 살 선충제로도 사용되고 있는 실정이다. 그러나 300평당 30kg(N) 이상 시용해야만 살선충 효과가 있으므로 당밀 또는 섬유질이 다량 함유한 유기물과 병용하여 탄질율을 조절해야 하는 등의 문제점이 있다.

7) 키틴, 키토산을 이용한 방제

키틴(게껍질, 새우껍질)을 토양에 첨가함으로써 후자륨균에 의한 콩뿌리 썩음병과 무우 시들음병을 방제할 수 있으며 또한 토마토, 오이, 감귤 등의 뿌리기생성 선충도 억제할 수 있음이 최근 확인되었다.

선충이 만연된 토양에 키틴 적량을 첨가한 후 토마토를 재배하여 키틴의 선충 억제효과를 확인한 연구결과를 소개하겠다. 재배(1차 재배) 1개월 후 키틴처리 경우는 무처리 경우에 비하여 뿌리혹도 감소하였으나 뿌리 실중량도 감소하였다. 그 토마토를 뽑아 버리고 다시 새로운 토마토를 심어 2개월간 재배(2차재배)한 결과 키틴처리 경우에 있어서 뿌리혹 발생이 거의 없었고 뿌리 실중량도 상당히 증가하였다.

즉 1차 재배기간 중 키틴은 토양미생물에 의하여 분해되면서 다량의 암모니아를 방출하였으며 이 암모니아가 뿌리에 일부 피해를 주어 실중량을 감소시켰으며 또한 뿌리혹 선충의 감염단계인 제1령 유충에 대하여 살선충 기능을 발휘하였기에 뿌리혹도 일부 감소한 것이다. 2차 재배의 경우, 1차 재배동안 어느 정도 분해가 된 키틴은 분해가 계속 진행되면서 암모니아는 계속 휘산되거나 질산으로 뿌리혹 피해가 사라지고, 또한 더욱 중요한 것은 키틴분해 미생물(세균, 방선균 등)의 밀도가 높아지면서 이들 미생물은 그 외피가 키틴질로 되어있는 선충유충, 선충알 등을 감염, 파괴시킴으로써 거의 완전한 방제가 가능했던 것이다.

첫째, 키틴분해 시 방출되는 암모니아에 의하여 선충유충(제2령 유충)을 제거할 수 있고 둘째, 토양내 키틴분해 미생물(특히 방선균, 세균)의 밀도가 급격히 증가하여 선충알을 연쇄적으로 감염 파괴시킴으로써 선충의 증식력이 급격히 저하되고 가해성 선충유충의 전체적인 밀도가 떨어져, 이후 재배기간의 선충 방제효과는 더욱 더 높아지게 되는 것이다.

가) 정식 20여일전 깻묵류, 당밀 등의 유기질 비료를 넣은 후 태양토로 접종하여 비닐멀칭으로 태양열 소독을 실시한다.(태양열 소독이 곤란하면 로타리만 친다)
나) 정식직전 선충 포식균, 선충 기생균 등 미생물을 키틴질(또는 키토산)과 함께 투입한다. 다) 재배기간 중 월 2회 키토산을 관주한다. 라) 극심한 선충피해를 입고 있거나 예상될 경우 요소 + 인산액비를 반드시 적정농도로 희석해서 관주한다.

8) 기타 친화경적 선충 구제 방법

퇴비는 사물기생선충의 먹이이고, 선충포식균의 숙주이다. 퇴비가 내는 지방산은 선충에 독성을 일으킨다. 특히 소나무 잎, 호밀, 티모시 등의 곰팡이가 배양된 퇴비가 효과적이다. 선충에 감염된 토양에서 도구를 사용하지 말아야 한다. 어즙 70% + 유카추출물 30%는 선충을 줄여준다. 해초박과 게 껍질(키틴)은 유익 곰팡이의 생육을 촉진시키고, 이 미생물들은 선충을 먹이로 한다. 1개월 전에 사용하면 밀도를 줄일 수 있다. 옥수수 기름에 10배의 물을 넣어 살수한다. 겨자 기름은 선충을 괴롭힌다. 보리, 옥수수, 목화, 호밀, 참깨, 밀, 조인트 벳치, 아주까리 등으로 피복작물을 심으면 선충이 준다.

땅속에 갈아엎어야 효과적이다. 호밀을 갈아 봄에 갈아엎으면 유기산이 발생되어 선충에 독성을 일으킨다. 아스파라거스 근처토마토를 심는다. 아스파라거스 뿌리는 토마토 선충에 독성을 일으킨다. 부레옥잠 잎 또는 꽃의 추출액을 물 3배로 희석한 용액은 선충을 죽인 경우도 있다(1989, 인도사례). 또한 이 용액에 토마토나 가지 뿌리를 80분간 담가다가 정식한 경우 보통보다 생장이 3배 더 빨랐다. 도움을 주는 작물로는 아스파라거스, 보리, 옥수수, 마늘, 헤어리인디고, 메리골드, 겨자 등이 있다. 연구에 의하면 메리골드를 선충에 감염된 토양에 전면적으로 재배하면 3년 동안 뿌리선충이 억제되었다 혼작의 경우는 효과가 없었다.

9) 화학적 방제법

농약을 토양에 처리하는 방법으로 재배 전 처리와 재배 중 처리가 있다. 현재 이용되고 있는 살선충제는 재배 중 처리도 가능하지만 잔류독성이 매우 높아 식용작물에는 거의 사용되지 않고 있다. 그래도 선충방제는 반드시 작물재배 2주전에 실시하여야 하며 일단 선충이 식물을 가해한 후에는 방제가 극히 곤란하다. 농약에 의한 방제는 방제 효과면에서는 우수하지만 토양 속에 있는 유용미생물까지 전멸시켜서 토양 완충력을 상실시키므로 타지역으로부터 병원미생물이 유입되었을 때 무처리 토양보다 더 심한 피해를 가져올 수도 있다. 선충방제용 농약으로 고시된 약제는 대부분 독성이 강하므로 사용 시 세심한 주의가 필요하다. 현재 선충방제에 주류를 이루고 있는 살선충제는 처리 후 선충의 밀도회복이 급격하게 빨라지고 있어서 문제가 되고 있다. 선충의 급격한 밀도 회복원인은 이어짓기로 초기 시들음 증상, 후기 시들음 증상, 피해 뿌리로 인하여 선충 서식부위가 깊어져서 살선충제의 효과가 제대로 미치지 못하는 점과 천적에 대한 악영향 때문이라고 할 수 있다.

흥미롭게도 Heterodera 알 중 90%가 세로토닌(serotonin) 노출 후 부화하지 못했고, Meloidogyne의 경우는 40%가 부화하지 못했다. 이들 2종 선충들의 유충들에 대한 세로토닌(serotonin) 노출이 섭식 행동을 감소시켰다. 세로토닌(serotonin)은 평온, 쾌적함, 행복을 불러일으키는 뇌(腦) 신경 전달 물질이다. 이러한 연구 결과는 선충의 이런 작전을 무력화시킬 수 있는 물질이나 방법을 통해 선충의 피해를 막을 수 있다는 사실을 의미하고 있다.

현재 이용되고 있는 살선충제는 작물재배 2주 전에 처리하는 약제가 대부분이다. 선충이 식물을 가해한 후에는 방제가 어려우므로 약제처리는 작물재배 전에 실시해야 한다. 입제처리는 기준량을 골고루 뿌려주면 되기 때문에 처리가 간편하지만 방제효과는 훈증제가 우수하다. 훈증제는 휘발성 가스를 방출하여 선충을 사멸시킨다. 따라서 처리 시에는 너무 빨리 휘발되지 않도록 적당한 수분이 있어야 하며 비닐을 피복해야 한다. 훈증제 처리는 토양 속에 있는 모든 미생물을 죽이므로 훈증제 처리 후 새로운 병원 미생물이 들어 왔을 때는 무처리한 경우보다 반드시 더 심한 피해를 가져올 수도 있으므로 훈증제 처리 후에는 반드시 유기물을 충분히 넣어준다. 국내에 선충 방제용 고시 농약은 대부분 독성이 강하므로 사용 시 세심한 주의가 필요하다. 살선충제에는 킬러, 밧사미드 등 독가스를 이용하는 훈증제와 선충의 번식을 저해하는 온콜, 미랄, 호스타치온, 모켑, 옵타놀, 럭비, 후라단, 카운타, 선충탄 등의 비훈증제가 있다.

비훈증제는 부화저해, 발육이나 번식 억제 등 선충의 정상적인 기생활동을 여러 단계에서 저해시켜서 선충의 번식을 방해하기 때문에 살충효과는 훈증제보다 못하다. 대부분의 선충농약은 작물을 심기 전에 토양과 섞어주는 전 처리법이 주가 되는데, 온콜, 미랄, 호스타치온, 옵타놀, 후라단, 리바이짓드 등은 제한적이나마 작물을 심은 후 처리도 가능하다. 선충약들은 대부분이 피부를 통해 인체에 침입됨으로 특히 손이나 발에 묻지 않도록 주의해야한다.