스크랩 미생물 농법

[두올]

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■ ■ ■   친환경 농업 실천기술(미생물 농법) ■ ■ ■

목 차

1. 친환경농업의 필요성

2. 친환경농업 기술

3. 친환경농업의 종류

4. 미생물농법

5. 벌집형 미생물제제의 특징

6. 벌집형 미생물제제의 효과

7. 토양미생물제제의 이해

8. 친환경농산물

1. 친환경농업의 필요성

■ 친환경농업이란 - 농약의 안정사용기준 준수, 작물별 시비 기준량 준수, 적절한 가축사료첨가제 사용 등 화학자재 사용을 적정수준으로 유지하고 축산분뇨의 적절한 처리 및 재활용 등을 통하여 환경을 보전하고 안전한 농축임산물을 생산하는 농업

■ 친환경농업의 필요성

1) 화학비료의 남용에 따른 부작용 - 토양의 산성화, 토양의 단립화(홑알조직화), 화학비료의 유실과 수질오염

2) 농약의 남용에 따른 부작용 - 자연생태계의 파괴, 토양의 오염, 수질 오염, 식품 오염, 농민들의 농약중독,

3) 농약의존형 농업의 문제점 - 저항성 증대, 격발현상, 잔류독성 피해,

4) 시대적 요구 - 자연생태계 보호, 농가소득 증대, WTO와 FTA(자유무역협정), 국민의 건강보호

2. 친환경농업 기술

- 친환경농업을 영위하는데 이용되는 농법이나 이론 또는 자재의 생산방법

■ 작물양분종합관리(INM, integrated nutrient management) - 개도국에서 식물에 의한 토양으로부터의 양분수탈이 심하여 토양비옥도가 악화되므로 토양의 비옥도를 유지하면서 지속 가능한 농업이 수행되도록 양분의 공급이 되어야하며, 선진국의 경우는 자원의 효율적인 관리와 환경영향을 최소화하는 수준에서 양분을 관리하도록 하는 내용

1) 토양정밀검정(시비처방서)에 의한 필지별 적정 시비

2) 가축분뇨 등 퇴비의 적정시용 기준 준수

3) 마을단위의 비료자원 실태조사

4) 시비양분의 수지분석 및 환경영향 평가

* 참고 : 비료와 식물의 영양

1) 비료의 정의 - 식물에 영양을 주거나 식물의 재배를 돕기 위하여 흙에서 화학적 변화를 가져오게 하는 물질

2) 비료의 분류 - 보통비료와 부산물비료

3) 보통비료 - 무기질 질소비료, 무기질 인산비료, 무기질 가리비료, 복합비료, 유기질 비료, 석회질 비료, 규산질 비료, 고토비료, 규인비료, 미량요소비료, 기타비료

4) 부산물비료 - 퇴비, 부숙겨, 재, 분뇨잔사, 부엽토, 아미노산발효 부산비료, 건계분, 건조 축산폐기물, 부숙왕겨 및 톱밥, 토양미생물제제 및 토양활성제제 비료

■ 병해충종합관리(IPM, intergated pest management)

1) 저항성 품종 선택

2) 경종적 방법 및 재배형태

3) 병해충 정밀 예찰에 의한 최소약제 방제

4) 천적이용, 길항미생물 등 생물학적으로 병해충방제

3. 친환경농업의 종류

■ 친환경농업의 표현

저투입농업(low input farming)

환경친화형농업(environment friendly farming)

환경조화형농업(environmentally compatible farming)

환경보존형농업(environmrnt conserving farming)

지속가능한농업(sustainable farming)

■ 친환경농업의 형태

1) 유기농업 - 화학비료, 유기합성농약(농약, 제초제), 가축사료첨가제 등 일체의 합성화학물질을 사용하지 않고 유기물과 자연광석, 미생물 등 자연적인 자재만을 사용하는 농법

2) 자연농업 - 지력을 토대로 자연의 물질순환 원리에 따르는 농업

3) 생태농업 - 지역 폐쇄순환 체계내에서 작물양분과 병해충종합관리기술을 이용한 생태계 균형유지에 중점을 두는 농업

4) 저투입지속농업 - 화학비료, 농약 등을 최소한으로 투입하여 작물의 수량성과 안전성을 다함께 추구하는 농업

■ 친환경농법의 종류

1) 동물이용 농법 - 오리농법, 미꾸라지농법, 우렁이농법, 참게농법, 지렁이농법, 붕어농법, 천적농법

2) 식물이용 농법 - 알레로파시농법, 혼작농법, 경종농법

3) 미생물농법 - 미생물농법, 미생물효소농법

4) 유기물 및 광물질 이용 농법 - 미강농법, 황토농법, 식초농법, 목초액농법, 숯농법, 세라믹농법, EM농법, 분변토농법

5) 기타농법 - 그린음악농법,

4. 미생물농법

■ 토양미생물제제 비료(microbial materials biofertilizer) 란 - 유용한 토양미생물의 기능을 이용하여 토양의 작물 양분공급능력을 증대시키거나, 토양 중 작물양분의 유효도를 증진시길 목적으로 토양에 가해지는 순수 배양된 특정 미생물을 제제화한 비료

■ 토양미생물제제 비료의 특징

1) 토양미생물제제 비료는 함유된 미생물의 기능 또는 미생물이 생성하는 효소나 대사산물에 의해서 작물재배에 도움이 되는 생물자재라고 할 수 있다. 살아 있는 미생물이 기능을 발휘해야하므로 일반비료와는 근본적으로 다른 특징을 가지고 있다. 작물에 필요한 무기영양분을 공급하는 것을 목표로 삼고 있는 일반 비료와 달리 토양미생물제제는 토양 생태계를 작물에 유리하게 개선한다는데 초점을 맞추고 유기물 시용과 함께 체계적으로 시용될 때 비로소 그 효과를 볼 수 있다.

2) 토양미생물제제 비료는 비료의 성분은 ① 세균, 곰팡이, 방선균 등 살아있는 기능 미생물 및 효소 등의 대사산물, ② 버미큘라이트나 제올라이트 등과 같은 미생물의 안정화를 위한 유기영양원 및 기타 보조제 등으로 구성되어 있다.

■ 토양미생물제제 비료의 기능

1) 토양 병해 억제형 - 토양 내에 길항미생물을 투입하여 정착시킴으로써 토양 내의 병원성 미생물의 밀도를 감소시키거나 감염에 취약한 부분을 보호하여 병해를 예방한다. 살포한 길항미생물은 길항, 경합, 기생능력 등으로 병원성 미생물을 가해하거나, 간접적으로 식물에 저항성을 유도하여 최종적으로 발병을 억제한다. 형광성 Pseudomononas와 같은 미생물들은 siderophore와 같은 착화물을 분비하여 병원성 미생물의 생육에 필수적인 철 등의 원소를 결합하여 병원성 미생물이 흡수하지 못하게 함으로써 토양병해를 억제하기도 한다.

2) 퇴비 종균제형 - 퇴비화 과정에 관여하는 미생물들 중에는 강한 유기물 분해 효소활성을 가지는 미생물들이 자연적인 퇴비화 과정(발효)의 시간을 단축시켜준다.

3) 토양개량제형 - 식물이나 일반적인 미생물에 비해서 토양 중 유기물 분해 능력이 뛰어난 미생물은 식물에 의한 토양내 양분 이용성을 증대시키고, 미생물의 증식과 더불어 형성되는 균사체와 미생물이 분비하는 다당류 등의 각종 점성물질 등으로 입단화가 촉진되어 토양내 점토광물 보존, 수분 보유력 및 통기성 유지 등으로 토양의 물리성이 개선하는 효과가 있다. 토양의 물리성 개선 외에도 토양 pH 교정, 염류장해 완화, 가스장해 완화 등의 토양의 화학성 개선효과가 현장에서 발견되고 있다.

4) 식물생장촉진제형

① 인산염 가용화 균은 작물이 이용할 수 없는 토양 중의 난용성 인산염을 가용화시켜 작물이 쉽게 이용할 수 있게 함으로써 식물의 생장을 촉진한다. 인산염 가용화 균으로 알려진 것은 Bacillus megaterium 등의 세균, Aspergillus niger, Penicillium 속과 같은 다양한 사상균이 있다.

② 뿌리혹박테리아(Rhizobium 속)는 작물로부터 탄수화물을 공급받아 공기 중의 질소를 고정하여 작물에 공급한다. 이 외에도 질소를 고정하는 미생물로는 Azotobacter, Azospirillum 속 등이 있다.

③ 균근균(Mycorrhizae)은 사상균의 일종으로서 식물체 조직과 외부 토양환경에 걸쳐 서식하면서 식물 뿌리가 미치지 못하는 영역으로부터 인 등의 무기원소에 대한 식물의 흡수를 촉진한다. 또한 염해와 한발에 대한 저항성과 뿌리혹형성을 촉진하는 효과도 있다.

④ 식물생장촉진미생물(PGPR)은 식물근권에서 다양한 기작에 의해서 식물의 생장을 촉진하며 Bacillus 속과 Pseudomonas 속 등이 PGPR 미생물로 알려져 있다. 이들 근권세균이 식물의 생장을 촉진시키는 기작을 살펴보면 토양 또는 뿌리전염성 병해에 대한 생물학적 방제효과, 미생물이 분비하는 생장촉진호르몬을 포함한 각종 영양물질과 생리활성 물질의 이용, 양수분 흡수촉진 등으로 식물의 생장이 촉진되는 것으로 보고되고 있다.

⑤ 광합성세균은 핵산, 조지방, 조단백질 등을 포함한 다수의 생리활성물질 및 광합성물질을 생산, 이들이 식물의 영양원으로 작용하여 식물의 생장을 촉진하느 것으로 보고되고 있다.

표. 기능별 관련 미생물 종류

■ 미생물비료에 이용되는 주요 미생물

1) 근류균 - 질소고정 세균 가운데 근류균(Rhizobium)이 가장 널리 이용되고 있다. 근류균은 단독으로 생존할 때는 부생성이지만 숙주식물이 있으면 뿌리를 통해 감염된 후 뿌리혹을 형성하는 공생관계를 가지게 된다. 근류균이 기주식물에 감염하여 공생관계를 형성하기 위해서는 일정 수준이상의 근류균이 토양에 존해해야한다. 그러나, 근류균이 비록 우수한 부생성 근권미생물이지만 콩과작물이 재배되니 않은 곳에서는 균이 밀도가 높지 않은 경우가 많다. 이런 경우에는 토양 내 근류균 서식밀도를 임계수준 이상으로 높이기 위한 인위적 균류균 접종이 필요하다. 생물비료의 중요한 부분을 차지하고 있는 근류균에 의한 질소고정작용을 이용하고자 균류균의 생리적 특성 및 고유 토양 근류균 밀도가 조사 되었다. 그리고 접종제로서도 다양한 연구가 수행되었으나 국내에서의 근류균접종제 사용은 거의 없는 편이다. 그 이유는 우리나라 토양에 서식하고 있는 고유 균류균 수가 높아 신개간 토양과 같은 경우를 제외하고는 근류균의 인위적인 접종이 필요하지 않기 때문이댜.

2) 아졸라(Azolla) 및 남조류(Cyanobacteria) - 수도 재배지에서 중요한 미생물비료는 수생양치 식물인 아졸라와 남조류이다. 아졸라는 동남아시아에서 널리 활용되고 있지만, 생육적온이 20∼30℃로 월동이 곤란하여 우리나라에서는 사용에 큰 영향을 받는다. 또한 아졸라는 노동집약적이며, 관개수, 인산비료 및 병해관리 방법 등이 고려되어야 하는 단점을 가지고 있다. 시안세균인 남조류도 일부 아시아 국가에서 이용되고 있다. 남조류에 의해 고정되는 질소량은 80kg N/ha 에 이르지만 평균량은 약 27kg이다. 남조류에 의한 작물 생산성 증대는 질소 고정능에 의한 것이지만 작물생육촉진 작용과 같은 다른 요인도 관여되고 있음이 밝혀지고 있다. 염류집적 혹은 괴불 현상에 관여하는 것으로 알려져 있다.

3) 단서 질소고정세균(free-living nitrogen-fixing bacteria) - 근권에서 분리되는 단서 질소고정 세균에는 아그로모나스, 알칼리제네스, 아쿠아스피릴리움, 아조스피릴리움, 시트로박터, 엔테로박터, 플라보박테리움, 클렙시엘라, 슈도모나스 등이 있다.

4) 인산염 가용화균 - 식물양분의 필수 원소인 인산이 작물에 이용되기 위해서는 유효태가 되어야 한다. 그러나 인산질 비료가 시용되면 칼슘, 알루미늄, 마그네슘 및 철 이온과 화학결합을 하여 불용성 형태로 쉽게 전환된다. 이러한 반응에 의해 유효태 인산은 난용성 인산염이 되어 식물이 이용할 수 없게 된다. 인산염가용화 미생물은 구연산과 같은 다양한 종류의 유기산을 분비하여 나용성 무기태인산을 가용화하거나, 인산가용화 효소에 의해 유기태 인산을 무기화하여 식물이 이용할 수 있게 한다. 이들 작용은 주로 근권에서 이루어지는데, 미생물은 인산을 가용화하여 그들 자신이 흡수하지만 여분의 많은 양의 인산은 식물이 흡수하게 된다. Bacillus firmus 라는 세균은 인돌 초산을 분비하여 다량의 인산염을 가용화하는 세균으로 알려지고 있다. 인산염 가용화작용과 관련된 미생물에는 Bacillus, Pseudomonas 속 등의 세균과 Aspergilis, Penicilluinm, Tricoderma 속 등의 사상균이다.

5) 마이코리자 (VAM) - 식물 대부분은 마이코리자와 공생적 균근을 형성한다. 마이코리자는 서식형태에 따라 외생 및 내생균근균으로 분류되지만, 이 가운데 내생 균근균에 속한 낭상주지체 내생균근균인 VAM이 원예류에 대한 생물비료로 많이 활용되고 있다. 여기에는 Gigaspora, Scutellospora, Glomus, Sclerocystis, Acaulospora 및 Entrophospora 등 6속이 있으며, 약 150 종이 분리되고 있다. 원예작물에 대한 균근균의 효과는 유묘생육촉진, 인산공급, 묘목생존율 및 발달증진, 뿌리병해에 대한 내성증대, 물리적 스트레스에 대한 저항성 증진, 개화 및 응실기 단축, 작물균질성 증진, 삽목의 발근률 개선 및 과일생산성 증가 등이다.

6) 식물생육촉진 미생물 - 미량원소 공급 및 식물생육 조절자로서 Pseudomonas 속은 시데로포아(sideropore)라는 착화합물을 분비하여 철과 같은 미량원소를 결합하여 병원성 미생물의 생육을 억제하거나 작물의 생육을 촉진하는 기능을 가지고 있다.

7) 고온성 미생물을 이용한 규격 퇴비 생산 - 환경농업 및 집약재배를 위한 농경지 관리방법으로 유기물 수요가 급증함에 따라 다양한 종류의 유기물이 퇴비자원으로 활용되고 있다. 볏짚과 같은 식물잔사는 전통적인 퇴비자원으로 많이 활용되고 있으나, 이것만으로는 공급량이 부족하여 축분 및 산업 부산물 등이 이용되고 있다. 그러나 일부에서는 품질관리 부실로 인한 문제가 발생하고 있다. 실제 퇴비공장에서 생산된 퇴비의 유기물/질소의 평균값이 50.2로 부숙상태가 불량하다고 보고되고 있는데 이는 부숙 단계별 미생물 작용이 정상적을 완료되지 않았기 때문이라 할 수 있다. 한편, 유기자원으로 활용되는 산업부산물이라도 일부는 그 자체 내에 미생물이 크게 부족하여 부숙을 돕고자 다양한 종류의 미생물 부숙제가 생산되고 있으나 그 효과가 뚜렷하지 못한 경우가 있는데, 이는 부숙공정에 관련되어있는 생물학적 작용이 고려되지 않고 있기 때문이다. 고온성 미생물은 일반적으로 55℃ 이상의 고온에서 생육할 수 있는 다양한 미생물을 의미한다. 고온성미생물에는 Thermus, Bacillus, Thermoactinomyces, Streptomyces, Saccharomonospora, viridis, Thermoascus, Thermomyces, Talaromyces, Chaemium, Lactobacillus, Cladosporium 속 등이 다양한 서식 환경에 분포하고 있다. 이들 고온성 미생물의 활용은 신대사물질, 내열성 효소, 폐자원이나 생체이물질 분해, 버섯재배를 위한 퇴비생산, 유전자 조작에 대한 cloning host, 발효산물 등 그 적용영역이 매우 다양하다.

5. 벌집형 미생물제제의 특징

■ 벌집형(Beehive-form) 미생물제제란 - 벌집형 미생물제제는 아주 값싼 재료인 농산폐기물을 주로 사용하여 환경공해가 안되는 각종 천연 영양재료들을 쓰며, 미생물을 벌집형 보호막 속에 피막화 시킴으로써 미생물의 아파트같은 역할을 하여 독립적인 미생물의 주거공간을 마련해 주므로서 유용한 길항미생물의 생육을 보호해 주는 주요한 특성을 가지고 있다.

또한 벌집형 미생물제제는 주변 환경이 좋아지면 길항미생물은 증식을 계속하여 미생물이 지하부 토양속으로나 또는 지상부 엽권환경에서 사멸되지 않고 우점해가며 독립적으로 삶을 유지하여 환경이 개선되면 바로 증식을 계속할 수 있도록 고안하는데 주안점을 두었다. 그러므로 벌집형 미생물제제는 작물의 생육환경에서 각종 병해 유발원의 주요원인인 병원균의 생육을 저해하거나 사멸하며, 근본원인인 숙주식물의 감수성과 저항성을 증가시키며, 유발원인인 환경조건으로부터 피해를 경감시켜 작물을 보호하는 미생물제제이다.

또한 벌집형 미생물제제는 토양 환경이 중성에서 알카리성으로 변화되거나 산성으로 변화되는 것을 막을수 있으며, 주변의 온도의 변화에도 급변되지 않기 때문에 흙속에 존재하는 유용 타 미생물의 생육도 지킬 수 있는 장점을 가지고 있을 뿐만아니라 연작으로 인한 염류의 장해를 해소하며 발아촉진 및 선충의 억제효과 등 상승효과와 더불어 천연적 양분의 공급없이도 유용 길항미생물이 토착미생물 보다 오래 살 수 있기 때문에 쉽게 우점이 가능하며 식물주변 환경의 영양분의 고갈에 의한 문제도 해결 가능하리라 본다. 주변 잡초 뿌리의 생리적 활성물질의 분비에도 벌집화로 보호될 수 있는 공간이 있으므로 쉽게 사멸되지 않으며 연작의 피해로 인한 미량 요소의 보급이 가능할 것이다. 벌집형 제제 제조시에 사용되는 코팅물질은 식물의 뿌리나 엽권에 부착하기 용이하도록 적당한 수분이 공급되면 부분 가용화 되면서 쉽게 부착이 되며 이로 인하여 근부환경과 엽권환경이 유용 길항미생물로 우점될 가능성이 크다.

특히 점도가 있어 피막화 재료가 비가 와도 식물체 표면에 붙어 있으며 그 속에서 미생물들이 수분을 흡수한 후 성장한다. 길항 미생물들은 벌집형 피막화막 속에서 피막화 전에 첨가한 영양물질을 먹고 자라면서 독립적으로 생육이 가능하여 길항미생물이 생산하는 각종 유용물질을 식물에게 전달하면서 식물병 방제에 필요한 생체활성물질을 서서히 생산하므로 약효가 오래 지속된다. 또한 생산되는 물질은 벌집형 막 속에서 고정화되어있어 천천히 밖으로 흘러나오므로 기존의 미생물제제보다 약효가 우수하며 오래 지속된다.

6. 벌집형 미생물제제의 효과

■ 벌집형 미생물제제의 효과 - 벌집형 미생물제제는 기존 미생물농약으로서의 기능과 미생물비료로서의 기능을 동시에 다 가지고 있으며 제조 단가가 아주 저렴하며 그 효과가 우수하므로 친환경 농업에 아주 유용하리라 본다.

(1) 벌집형 미생물제제를 사용하므로서 제제화 길항미생물이 지하부 토양 근권환경이나 지상부 엽권환경에서 독립적으로 생존이 가능하여 유용 길항미생물의 우수한 특성을 그대로 적용 받을 수 있다.

(2) 제제화 미생물로 길항미생물을 사용하므로서 지상부나 지하부 모두 각종 세균성 병원균 및 진균성 병원균의 생육을 억제시켜 미생물농약의 기능을 수행할 수 있다.

(3) 살충성 길항미생물을 이용하므로서 선충 및 해충의 부화를 억제하여 미생물 살충제로서의 기능을 수행한다.

(4) PGPR(작물생육촉진미생물, plant growth promotion rhzobacteria) 균을 이용하여 작물의 생육을 촉진할 수 있다.

(5) 불용성 영양원을 가용화시키는 토양미생물을 이용하여 연작지 염류장해를 해소할 수 있는 미생물비료로서 기능을 수행한다.

(6) 근류균을 이용하여 질소 고정 능력을 증가시키며 광합성 효율을 증가시킬 수 있다.

(7) 환경호르몬 분해 미생물을 이용하여 농약성분 등의 호르몬을 분해시킬 수 있다.

(8) 온도변화, pH의 변화에 적응성이 높아 유용미생물의 생존력이 우수하다.

(9) 종자의 피막화에 이용할 수 있으며, 종자의 발아 촉진과 면역성을 증가시킨다.

(10) 각종 유기물의 분해능이 우수하며 산성토양의 중성화 및 내병성을 증가시킨다.

(11) 수확후 과일의 저장성을 연장시킬 수 있다.

7. 토양미생물제제 이해

■ 미생물제제는 두 종류가 있다 - ① 병해를 직접 방제하기 위한 미생물농약으로 병원균의 생육을 억제하거나 용균하는 길항미생물을 이용하는 경우이다. ② 병해를 간접적으로 방제하기 위한 미생물비료로 유기물의 발효를 촉진하고 미생물을 활성화하므로써 병해를 간접적으로 방제하는 제제로 길항미생물과 각종 유용미생물을 혼합하여 이용하는 경우이다.

■ 미생물제제에 사용되는 자재는 토양환경을 고려해서 사용해야 한다 - 미생물제제를 사용할 경우에는 우선 발생하는 병해를 밝히고 그 병해의 특징을 잘 이해하는 것이 중요하며, 또 대책에는 어떠한 방법이 있는가를 잘 알고 미생물제제를 사용해야 한다. 예를 들면, 병원균은 그 세포막이 키틴질로 되어 있는 것과 셀룰로오스질로 되어 있는 것의 두 종류가 존재하는데 토양병원균인 푸자리움균(만고병, 만활병 등)의 세포막은 키틴질로 되어 있어 토양속에 게껍질과 같은 키틴질을 투입하면 키틴을 먹이로 하는 스트렙토마이세스 등의 방선균이 번식하여 키티나제를 토양 중에 확산시키므로 세포막이 키틴질로 되어 있는 푸자리움이 키티나제에 의행 용균되어 방제된다. 오동나무, 오리나무, 호두나무 밑에는 강력한 방선균이 서식함.

차이톱소라(역병균)나 피시움(모잘록병균) 같이 물을 좋아하는 토양병원균의 세포막은 셀룰로오스질로 되어 있기 때문에 키티나제로 살균되지 않을 뿐만아니라 토양중의 사상균(푸자이움, 파이톱소라 등)의 비율은 그 토양에 따라 거의 결정되어 있기 때문에 푸자리움이 감소하면 파이톱소라(역병균)가 역으로 증가하게 된다. 이 때문에 푸자리움병에 효과가 있는 키틴을 포함한 미생물제제를 역병 포장에 사용하면 역병이 많아지기도 한다.

방선균에 의한 감자 더뎅이병은 알카리성을 좋아하기 때문에 알카리성 자재를 사용하고 있는 미생물제제를 사용하면 발병이 많아지게 된다. 역으로 십자화과 뿌리혹병은 알카리성을 싫어하기 때문에 알카리성 자제를 사용하면 발병을 억제할 수 있다. 기생성 병원균인 녹병균, 흰가루병균, 노균병균은 실험실에서 인위적으로 배양이 곤란하여 실험에 어려움이 많음.

■ 미생물제제에 사용되는 자재는 선별이 중요하다 - 유용한 길항미생물을 단순히 토양에 투입하면 토착미생물과의 사이에서 먹이와 거처 등을 둘러싸고 여러 가지 경합이 생기게 된다. 이 경우 밖에서 들어온 미생물에게는 거처가 없어 먹이가 없다는 것 때문에 힘을 발휘하지 못하고 토착미생물과의 경합에서 져 버린다. 우량한 길항미생물을 분리 선발하여 실험실에서는 시험효과가 높게 나타나지만 포장에서는 좀처럼 효과가 나기 어려운 것은 이 때문이다.

따라서 미생물제제를 만들 경우 길항미생물의 먹이와 거처를 함께 투입해야한다. 토착미생물이 이용하기 어려운 난분해성 재료가 좋고 거처고 토착미생물에게는 살기 어렵고 영양원이 되지 않는 재료가 좋다. 숯, 제올라이트, 코랄 등이 길항미생물에게는 아주 좋은 거처가 되며, 토착미생물이 살기 어렵고 영양원이 되지 않는 소재이다.

■ 근권 정착 능력이 우수한 것이 좋은 미생물제제이다 - 대부분의 토양 병원균은 뿌리에서 침입하여 병을 발생시킨다. 또한 식물의 뿌리는 신장할 때에 이미 역할을 마친 뿌리 표면세포는 탈락되어 토양으로 배출된다. 이때 이 탈락한 세포나 배출물질을 먹이로 사는 미생물이 근권미생물이다. 근권미생물은 토양 병원균에 대해 길항작용을 가지고 있어 병원균으로부터 뿌리를 지키는 작용이 있는데 유용 길항미생물을 투입하여 근권에 정착시키는 것이 중요하다. 작물에 따라 분비되는 물질도 다양하며 근권미생물의 종류도 다양하다. 따라서 아무리 좋은 미생물제제라도 뿌리 근권에 부착되지 못하면 큰 효과를 얻지 못한다.

■ 길항미생물을 이용한다 - 토양 중에는 매우 많은 종류의 미생물이 서식하고 있으며, 토양 1g 당 수십억 마리가 존재한다. 이들 중 현재과학으로 해명되어 있는 토양미생물 중에서 부과 0.1%이고 나머지 99.9%는 미지의 미생물이다. 미생물은 모든 유기물을 분해하여 무기화 시키고 결국 흙으로 돌아가게 하는 순환자이다. 수많은 미생물은 서로 살아가기 위하여 다양한 것을 먹이로 섭취하기 때문에 미생물 끼리 서로 생육을 억제하려고 물질을 생산하여 자기의 생육환경을 만들어 낸다. 이것이 미생물끼리의 알렐로파시(Allelopathy)라고 하며, 또 미생물을 먹이로 하는 미생물이 있는데 이것이 기생이라는 현상이다. 먹이의 경합, 물질의 생산, 기생 등에 의해 병원균을 살균하거나 억제하는 작용을 길항이라고 하며, 이와 같이 모든 미생물은 살아가기 위하여 다른 미생물에 대해 영향을 주고 있는데 이 중에서 방제에 도움이 되는 미생물을 우리 인간은 길항미생물이라고 부르고 있다.

■ 병해 발생 요인을 알아야 한다 - 병해가 발생하기 위해서는 주요원인(병원균), 근본원인(식물의 감수성), 유발원인(환경조건)이 필요하다.

주요원인은 병원미생물인데 모든 미생물은 자기가 좋아하는 물질(기호)이 있고, 같은 작물을 오랫동안 재배하면 선택의 원리가 작용하여 그 식물에 즐겨 서식하는 미생물의 비율이 많아진다. 즉, 미생물상이 단순해진다. 미생물상이 단순해지면 미생물끼리의 경쟁이 없어지고 오로지 병원균이나 유해한 미생물의 활약의 장이 만들어지면 발병의 한 조건이 된다.

근본원인은 작물의 생육시기에 따라 변동하는 저항력을 들 수 있다. 발아-자엽 전개 시간에는 통상의 발아력이 있으면 전혀 병해에 감염하지 않는 시기에 해당되며, 이것은 어버이로부터 계승된 저항성을 갖고 있는 기간이기 때문이다. 자엽전개-본엽3매 전후는 병원균에 대한 저항성이 가장 약한 시기이다. 본엽4매 이후에는 자립하여 살게되며 뿌리에서는 그 종에 특유한 근권미생물상이 미생물의 기호에 따라 형성되기 때문에 병원성에 대한 저항성이 강하다. 정식시에는 식물의 뿌리가 상하게 되고 또 묘상에서 포장으로 환경이 변화되기 때문에 체질도 변하여 감염이 비교적 쉬운 시기가 된다.

유발원인은 주로 발병까지의 환경조건으로 온도, 습도, 수분, pH 등의 급변으로 인하여 병해가 발생되거나 온도에 따라 수분, 습도, pH에 따라 미생물의 기호가 다르기 때문에 병해가 발생되기 쉽다.

■ 길항미생물의 병해 방제 구조 - 길항미생물의 병해 방제 메카니즘은 항생, 기생, 경쟁, 저항성 유도, 알렐로파시 로 나눈다.

① 항생 - 항균물질을 생산하여 병원균의 생육을 억제, 세포막의 용해, 세포전체의 용해 등의 작용을 하여 방제효과를 발현한다. Bacillus(바실러스)가 발비포르민, 바실러신, Streptomyces(스트렙토마이세스)가 메칠페닐케톤, 메칠에칠케톤, 스트렙토마이신, Pseudomonas(슈도모나스)가 피롤니트룰린, 피오르테오린, 슈단, 사이더포아, Trichoderma(트리코델마)가 그리오톡신, 비리딘, 트리코데르민, Agrobacterium(아그로박테리움)이 아그로신 84 등의 항생물질을 생산한다.

② 기생- 식물병원균이 식물에 기생하여 병을 유발시키듯이 이 병원균에 기생하여 병을 일으키는 작용이 기생이다. Trichoderma(트리코델마, 녹색곰팡이)가 표고버섯균에 기생, Trichoderma와 Gliocladium(그리오크라디움)은 Rhizoctonia(라이족토니아), 균핵병균 등에, 스포리데스미움은 균핵병균에 기생하여 균사를 분해한다. 파스퇴리아는 시스트선충에 기생하여 시스트를 붕괴한다.

③ 경쟁 - 미생물은 토양 중에서는 식물의 뿌리에서 배출되는 양분과 토양 중에서 철, 탄소, 질소, 산소와 기타 영양원을 이용하게 된다. 이 영양흡수와 경합하는 미생물의 작용을 이용하는 것이 경쟁이다. 특히 근권미생물을 활성화하기 위하여 유기물과 토양개량제를 투입하는데 주로 게껍질, 조대유기물(왕겨, 볏짚, 톱밥 등), 퇴비, 석회 등이 있다. 그러나 톱밥이나 잡목을 대량으로 토마토나 딸기밭에 투입하면 곰팡이병이 많아지며, 게껍질을 많이 시용하면 감자더뎅이병이 많아진다. Pseudomonas (슈도모나스 플로렌센스)가 밀 뿌리에 정착하여 잘록병균과의 사이에서 철성분의 이용 문제로 경합하여 siderophore(사이더포아)를 생산하므로 병을 방제하는 경우가 경쟁이다.

④ 저항성 유도 - 식물은 동물과 달리 면역기구가 없어 예방접종을 할 수 없다. 그러나 식물에 병을 발생시키지는 않으나 약하게 기생이나 공생하는 균을 이용하면 식물이 자극하여 파이토알렉신(병원균에 저항성을 발현하는 물질)을 생산시켜 식물이 병에 저항성을 유도하게되어 방제효과를 발현한다. 비병원균으로서 푸자리움 및 Pseudomonas(슈도모나스)가 있고, 약독 바이러스로서는 감귤 트리스테자바이러스 및 토마토 모자이크바이러스가 있고, 조직내 공생균으로는 크산토모나스 및 Pseudomonas(슈도모나스)가 있고, 균근균으로는 크롬즈 및 기가스폴라 등이 알려져 있다.

⑤ 알렐로파시(Allelopathy) - 생물(미생물 포함)이 다른 생물에 영향을 주는 현상을 말한다. 샐비어속(Salvia leucophylla)이나 국화속(Artemisia californica)이 메귀리를 배제하고 관목의 군락을 형성하는 현상(샐비어 현상)으로 관목이 터핀류를 방출하므로써 메귀리의 생육이 억제되기 때문이다. 호두나무 아래 다른 식물이 자라지 않는 것은 유글론을 생성하기 때문이며, 붉은 소나무 아래 일년생 잡초가 자라지 않는 것은 탄닌과 P-쿠마르산이 종자의 발아를 억제하기 때문이다. 곤약에 연맥을 혼파하면 건부병이 방제되고, 감초나 샐비아, 모란의 에탄올 추출물은 감자 더뎅이병균을 항균한다. 파와 박의 혼식에서 파의 뿌리에 슈도모나스 글라디올라이나 슈도모나스 세파시아가 공생하여 피롤니트룰린이라는 항균물질을 생산하므로 방제효과가 생기며, 또 파가 알리신 같은 항균물질을 방출하여 병원균의 생육을 억제한다. Asparagus(아스파라거스) 뿌리조직은 양상치의 발아를 저해하고 토마토의 성장을 지연시킨다. Celery(셀러리) 잔사는 양상치의 성장을 저해, Alfalfa(알팔파) 뿌리는 오이 종자의 발아 억제효과가 있다. 대파 수확후 박과(오이, 박, 수박), 장미과(딸기), 가지과(토마토, 가지, 감자) 및 명아주과(시금치) 작물을 재배하면 병 방제효과가 있으며 생육이 양호하지만 무, 양상추를 재배하면 생육이 불량하다. 특히 국화, 상추, 만수국, 과꽃 종자를 파종한 결과 생육이 억제되었다. 그러나 반대로 화본과 식물인 벼를 재배하였을때는 오히려 수량증대와 생육촉진현상이 인정되었다.

알칼로이드, 플라보노이드, 테르페노이드, 스테로이드화합물, 안트라퀴논 물질, 배당체물질, 탄닌질, 함유황 화합물, 산아미드형, 쿠마린 화합물, 염소 함유 화합물, 리그난, 페닐에타노이드, 폴리아세틸렌 등이 다양한 알렐로파시역활을 함

8. 친환경농산물

- 친환경농업을 영위하는 과정에서 생산된 농산물

■ 인증 목적 - 품질이 우수하고 안전한 농산물 생산과 공급, 우리 농산물의 품질 경쟁력 제고, 생산조건에 따른 인증으로 안전농산물에 대한 신뢰구축, 소비자의 입맛에 맞는 농산물 생산 공급 체계 확립

■ 친환경농산물의 종류

1) 유기재배 농산물 - 3년 이상을 유기합성농약과 화학비료를 사용하지 아니하고 재배 (전환기간 : 다년생 작물은 3년, 그 외 작물은 2년)

2) 전환기유기재배 농산물 - 전환기간 동안 유기합성농약과 화학비료를 사용하지 않고 재배 (1년 이상 농약과 화학비료를 사용하지 아니하고 재배한 농작물)

3) 무농약재배 농산물 - 유기합성농약을 사용하지 아니하고 화학비료는 가급적 권장 시비량의 1/3이내 사용 (즉 농약을 사용하지 아니하고 재배한 농산물)

4) 저농약재배 농산물 - 유기합성농약 살포횟수는 『농약안전사용기준』의 1/2이하 있어야 하며, 사용시기는 안전사용기준 시기의 2배수를 적용하고, 화학비료는 가급적 권장 시비량의 1/2이내 사용 (농약사용시기 적용예시 : 수확 3일전까지 사용 → 수확 6일전까지 사용, 제초제 사용을 금함)