미생물제제의 사용효과
(1) 길항균 Trichoderma
곰팡이병 방제용으로 주로 사용되는 균주는 T. harzianum, T. hamatum이다(트리코마, 제트콤 등). 불완전균에 속하며 보통 푸른곰팡이라고 하며, 근권정착율이 높은 편이다.
다량의 효소(cellulase)를 분비함으로써 섬유질 분해능력이 우수하고 산성과 고온을 좋아하므로 온실 등에서 쌀겨나 볏짚 등의 영양원에 균액과 목초액 등을 살포하면 간단히 증식된다.
트리코데마는
(1)균사 용해효소(lysozyme, chitinase 등)를 분비하여 병원균의 세포벽을 용해하고,
(2)생장억제물질(trichomycin)을 분비하여 병원균 생장을 억제하고,
(3)생리활성물질(효소, 생장호르몬 등)을 분비하여 작물생육을 촉진하고,
(4)균사에 의한 토양입단화 작용도 한다.
시설재배지 등에서 입고병(Pythium, Rhizoctonia), 시들음병(Fusarium), 균핵병(Sclerotinia)등을 억제하고, 토양관수, 포기관주, 종자코팅, 침지 등의 방법으로 사용한다.
분말제는 상토제조시 상토와 혼합하거나 정식전후 토양표면에 살포한다.
토양에 살포한 미생물은 낙하산과 같다.
새로운 땅에 투입되면 먼저 먹이가 충분하고 환경이 알맞아야 할 것이다.
그래야 번식을 해서 병원균의 공격을 차단할 수 있다.
따라서 트리코데마도 영양원으로서 섬유질이 많은 퇴비가 사용되고, 산도 등이 알맞은 토양에서는 대상병원균 억제효과가 높은 편이나, 그렇지 않은 토양조건에서는 번식률이 낮아 효과가 떨어질 것으로 보인다.
(2) 길항세균 Pseudomonas
균주에는 P. cepacia. P. putida, P. fluorescens 등이 있다. 균체 끝부분에 편모가 있는 간상세균으로서 근권 정착율이 높은 편이다. 슈도모나스균은 sideropore(Fe수송체) 생산으로 뿌리표면의 철분과 결합하여 유해세균의 방해한다.
저온에서 생장이 가능한 균주가 많고, 균주중에는 독성물질(HCN 등)을 생산하는 균주가 있으므로 안전성에 유의해야 한다. 용균효소(chitinase)분비로 병원균 세포벽을 용해하고, 항생물질(pyrrolnitrin, pyoluteorin, phenazines)분비로 병원균을 억제한다. 채소류의 묘잘록병이나 시들음병 등을 억제한다.
(3) 길항세균 Bacillus
주로 사용되는 균주는 B. subtilis이다(카리스마, 트리코마 등). 균체 주위에 편모가 있는 간상세균으로서, 번식에 부적합한 환경(과건조, 빈영양, 고온, 유해성분 유입 등)에서는 포자를 형성하여 휴면에 들어가 생명을 유지한다.
내생포자는 불량환경에서 외부로 방출되었다가 생육조건이 좋아지면 발아한다.
영양부족 조건에서도 번식이 양호하고, 내열성포자로서 제제화가 용이하나, 내저온성은 약한 편이다.
항생물질(bacitracin, bacilycin, bulbiformin, fengymycin)을 분비하여 입고병, 흑부균핵병 등의 병원균을 억제한다. 효소를 생산하여 유기물분해를 촉진하고, 유기산을 생성하여 토양중의 난용성 인화합물의 양이온과 킬레이트 결합을 함으로써 인산이온을 가급태로 만들어준다.
생리활성물질(비타민, 핵산, 아미노산 등)을 분비하여 작물생육 촉진 및 내병성을 증진시킨다. 증식속도가 빨라 병원균의 필수영분을 고갈시켜 균생장을 억제한다. 유기물함량이 적은 토양이나 환경이 맞지 않을 경우 생육촉진 및 병해억제 등의 효과가 나타나지 않는 수도 있다.
(4) 길항방선균 Streptomyces
균주로서 S. griseoviridis, S. lydicus 등이 있다.
곰팡이 모양의 세균으로서 균사가 발달한 방사상 세균이다.
토양정착성이 뛰어나고 포자 형성으로 제제화가 용이하고, 독성물질을 생산하는 균주가 있으므로 안전에 유의해야 한다. 방향성물질(geosmin)을 분비하여 독특한 흙냄새가 나게 하고 색소를 분비한다.
항생물질(geldanamycin)을 빠른 속도로 생산하며, 효소(chitinase) 및 생장억제물질을 분비한다. 사상균(Fusarium. Rizoctonia등)의 키틴을 용해하여 병원균을 억제한다.
널리 사용되는 방선균으로서 입고병 등을 경감시킨다.
(5) 살충세균 Bacillus thuringiensis
균주에는 B.t. var. kurstaki(비티사이드, 슈리사이드, 엠페릴, 청킬라 등), B.t. var. aizawai(센타리, 풀로박 등), B.t. var. islaensis(청킬라 등) 등이 있다. 균체 주위에 편모가 있는 간상세균으로서, 대부분의 나비목의 유충을 대상으로 하며 가장 많이 보급되고 있는 제품군이다.
포자형성기의 Bt균에는 살충성 단백질독소가 함유된 결정체(crystalline inclusion body)가 들어 있으며, 살포액이 묻은 잎을 애벌레가 Bt를 삼키면 이 결정체가 중장에서 protease에 의해 부서져 활성독소(delta-endotoxins)를 방출한다. 활성독소는 중장의 상피세포를 분해하고 장을 마비시킴으로써 곤충을 결국 죽게 한다.
벌, 무당벌레, 거미, 무당벌레 등의 익충에는 안전하다.
유전자조작에 의해 작물체에 Bt유전자를 전환시킨 작물이 많다.
유충의 잎 가해시기에 경엽살포한다.
(6) 살충균 Beauveria, Paecilomyces 등
곤충 병원성 사상균으로서 Paecilomyces liliacinus, Paecilomyces marquandii, Dactylella oviparasitica 등이 있으며 뿌리혹선충 방제용으로 개발되어 있다(선킬라 등).
기타 사상균으로서 Beauveria(딱정벌레목, 나비목 감염), Aschersonia (온실가루이 감염), Metarhizium (바퀴벌레 감염), Verticillium (진딧물, 깍지벌레, 뿌리혹선충 감염), Arthrobotrys (선충포식), Dactylaria (선충포식), Diheterospora(선충기생), Meria(선충기생), Hirsutella(선충기생), Mytothecium(선충기생) 등이 개발되어 있다.
토양에 관주하거나(선충 방제용) 경엽에 살포한다. Paecilomyces와 Dactylella균주가 함유된 제제가 비닐하우스 채소재배농가에서 뿌리혹선충 방제에 때로 우수한 효과를 보이는 사례가 있으나 사용방법에 따라 반응이 다르기 때문에 항상 높은 효과는 보지 못하고 있다.
대체로 곤충병원성 사상균은 곤충의 외피에서 발아하거나, 효소작용으로 외피를 관통하거나, 균을 체액에 증식하거나, 독성물질을 생산하여 살충작용을 한다.
(7) 효모균 Saccharomyces, Galactomyces 등
균주에는 Saccharomyces cerevisiae, Galactomyces geotrichum, Hyphopichia burtonii 등이 있다 (황금탄, 카리스마 등). 자낭균류에 속하며, 알콜발효를 촉진하고. 유기산 및 항균물질 등을 생산한다. 과일의 과피, 잎 등 당분이 많은 곳에 서식하고, 쌀겨, 밀기울, 유박, 어분 등의 유기물을 투입하면 처음에는 바실러스가 증식하고 후에는 효모가 활성화된다.
유해가스를 분해하여 가스발생을 억제하고, 퇴비의 수분이 30-50%일 때 분해능력이 활발하다. 아미노산, 비타민, 효소, 유기산 등의 생리활성물질을 분비한다. 분상으로서 퇴비에 살포하거나 정식 및 파종전에 토양에 혼화처리한다. 생육촉진 등에 가시적인 효과를 보이기가 쉽지 않는 미생물이지만 일부 농가에서는 반응이 좋은 편이다.
(8) 광합성세균 Rhodospirillum, Rhodobacter 등
균주로서 Rhodobacter capsulata, Rhodobacter sphaeroides, Rhodobacter rubrum 등이 있다 (골드빅점스, 카리스마, 트리콤 등). 혐기성 세균으로서 다량의 carotinoid가 함유되어 있어 광합성능력이 있으며, 질소고정능력이 우수하다.
아미노산(proline등), 핵산(guanine등), 비타민(biotin등), 생리활성물질(ubiquinone, porpyrin등) 등의 분비로 작물생육을 촉진하고, 암모니아, 황화수소, 퓨트레신, 메칠메르캅탄, 아민류 등의 가스물질을 영양원으로 하여 아미노산, 핵산 등으로 전환함으로써 유해물질 제거효과가 있다. 항균물질, 항바이러스물질 등을 생산하여 유해균의 생장을 억제하고, 알카리성물질을 분비하여 유익균의 번식조건을 조성한다.
액상 또는 분상으로서 토양에 살포한다. 길항균과 여러 종의 광합성세균을 함유한 제제를 사용한 농가로부터 좋은 반응이 있으나, 단일 균주로서는 우수한 효과를 보인다는 것은 쉽지 않을 것으로 보인다.
(9) 유산균 Lactobacillus, Streptococcus 등
균주로서는 Lactobacillus acidophilus, L. bulgaricus, Streptococcus faecalis이다 (카리스마 등). 혐기성세균으로서 절임식품과 요구르트 등에 많고, 유기물 분해효소(protease, cellulase, amylase 등), 비타민(foric acid), 아미노산(proline 등), 생장호르몬, 핵산(uracil, adenine 등) 등을 생산한다. 유산생산으로 산도를 저하시켜 혐기성 유해미생물 증식을 억제한다.
유산균이 활성화되면 종자발아 및 뿌리발육이 촉진되고, 유기산(acetic acid, lactic acid 등)을 생산하여 불용성 인산화합물의 양이온과 킬레이트 결합을 함으로써 인산을 가용화한다.
Bacterioncin, hydrogen peroxide, lactic acid, 항바이러스물질 등을 생산으로 병원균을 억제한다. 주로 발효퇴비 접종균으로 사용되고 있으며, 퇴비를 다량 사용하는 작물에서는 뿌리발육 및 초기생육 등의 효과가 있으나, 일반 밭토양 조건에서는 실용적 효과가 잘 나타나지 않는다