2019~2020년 동안 강원도 강릉지역의 아마란스 포장에서 진딧물류 3종(잠두진딧물, 목화진딧물, 복숭아혹진딧물), 노린재류 12종(애긴 노린재, 각시장님노린재, 풀밭장님노린재 등), 나방류 4종(흰띠명나방, 파밤나방, 담배거세미나방, 도둑나방) 등 총 7과 18종의 해충을 확인하였다. 이 가운데 발생량이 많아 경제적으로 큰 피해를 주는 종류는 잠두진딧물, 애긴노린재, 각시장님노린재, 파밤나방, 흰띠명나방 등 5종이었다. 진딧물류는 4월 하순부터 발생하기 시작하여 6월 초순에 최대 발생을 보였다. 애긴노린재는 5월 중순부터 발생하여 8월 하순에 최대 발생량을 보이다가 9월 초순부터 밀도가 감소하였고, 각시장님노린재는 9월 중순부터 밀도가 급격히 늘어나서 10월 하순까지 지속적으로 발생하는 경향을 보였다. 흰띠명나방과 파밤나방은 8월 중순부터 유충 발생이 시작되어 10월 중순까지 아마란스에 피해를 주었다. 각각의 해충에 대한 방제구와 무방제구의 수량을 비교한 결과, 진딧물류와 노린재류에 의한 종실 수량 감소율은 각각 51.9%, 69.8%였다. 또한 흰띠명나방과 파밤나방에 의한 잎 생체량 감소율은 각각 72.5%, 36.5%였다.

토양 콘의 무게를 기반으로 한 간단한 토양 수분 측정 방법이 개발되었다. 토양 콘은 토양으로 채워진 원추형 다공성 세라믹 컵이다. 세 가지 토양 샘플에서 코어 방법과 FDR (Frequency Domain reflectometry) 방법에 의한 토양 수분 함량은 직선 회귀식의 결정계수가 각각 0.92－0.98 및 0.97－ 0.99였으며, 선형 관계였다. 토양 세라믹 콘 내부 토양의 체적 수분 함량과 콘 내부 토양 수분 중량 및 FDR의 센서 값의 회귀 결과 결정계수가 각각 0.96 및 0.97였다. 토양 콘 중량과 FDR 센서 값(r 2 = 0.99, p < 0.001) 사이는 높은 유의한 상관관계가 있었다. 따라서 토양 콘의 무게를 측정하여 토양 수분 함량을 측정할 수 있었다.

해발 600~1,000 m에 위치한 고랭지에서 주로 재배하는 여름배추는 매년 다양한 병해충의 발생으로 안정적 생산에 어려움을 겪는 실정이다. 최근 기후변화에 따라 벼룩잎벌레, 무테두리진딧물, 배추좀나방 등의 발생이 증가하고 있는 추세지만 대부분 고랭지권이 상류수계에 위치한 특성 때문에 농자재 저투입 농법에 대한 요구가 높다. 현재 친환경농업에서 해충 유인용으로 많이 사용하고 있는 점착판(sticky card, 350×250 ㎜) 트랩을 색깔과 모양을 달리하여 고랭지배추 해충 방제용에 적용하였다. 점착판(노랑, 파랑, 노랑+파랑+노랑, 파랑+노랑+파랑, 노랑+파랑, 파랑+노랑) 트랩 6종을 배추밭 3곳에 설치하고 1주일 간격으로 해충과 천적의 유인 밀도를 조사하였다. 그 결과 무테두리진딧물은 노랑+파랑, 노랑+파알+노랑 트랩에, 벼룩잎벌레는 노란색이 하위에 배치된 트랩에서 유인력이 높았다. 배추좀나방은 생육 초기에 노랑+파랑+노랑 트랩에서 유효하였다. 진딧물의 천적인 등에류는 초기에 발생한 진딧물을 억제하는 효과를 보였으나 파란색의 점착트랩에 많이 유인되는 것으로 나타났다.

강원도 고랭지권(해발 700~1,200m)의 여름배추는 5,140 ha 면적에서 184만 톤 정도가 생산된다(2014). 최근 기후변화, 연작 등의 영향으로 수량성이 조금씩 떨어지고 있는 실정이지만 감자, 무와 더불어 고랭지 농가의 중요한 소득작물이다. 주요 병해충은 뿌리혹병(Plasmodiophora brassicae), 무름병(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum), 그루썩음병(Pythium ultimum), 밑둥썩음병(Rhizoctonia solani), 배추좀나방(Plutella xylostella), 무잎벌(Athalia rosae ruficornis) 등이다. 고랭지 배추 재배농가의 75%가 포전매매를 하기 때문에 병해충 방제를 위한 농약 의존도가 매우 높아서 매년 7~10회의 농약살포가 이루어지고 있다. 이에 병해충 방제를 위해 경종적, 물리적 및 생물적 기술을 활용하여 고랭지 여름배추의 무농약 재배· 수확을 위한 몇 가지 시험을 수행하였다. 적용한 기술로는 비닐멀칭, 피복작물 도입, 성페로몬 트랩, 황색점착 트랩, 천적 방사, 천적 유인작물 도입, 유기농업자재의 살포 등이다. 본 발표에서는 개별 방제기술에 의한 병해충 방제효과와 이들을 병용했을 때의 효과 및 초래되는 부작용 등에 관해 논하고자 한다. 특히 천적을 유인하고 토양 피복 효과를 가진 개화식물을 배추와 혼작할 경우 좋은 효과를 보였는데, 해충 밀도가 높아지는 경우 천적에 대한 저독성 농자재를 병용하면 해충을 경제적 방제밀도 이하로 유지시 킬 수 있었다.

작물에 발생하는 해충을 생물적으로 방제하는 방법에는 천적의 도입, 천적의 대량방사 및 천적의 보호가 있다. 특히 천적의 보호는 서식처(habitat) 관리를 위주로 실행되는데 윤작체계 도입, 피난처 및 월동처 제공, 천적 유인작물 재배 등이 있다. 천적 기생봉은 활동에 필요한 먹이를 주로 꽃에서 얻는다. 따라서 작물을 재배하는 밭에 천적 기생봉이 선호하는 꽃 피는 작물을 재배하면 천적 기생봉의 유인 및 기생활동의 향상 효과를 볼 수 있다. 이를 위해 고랭지 배추밭 주위에 6종의 꽃 피는 작물을 재배한 후 유인되는 천적과 해충의 종류를 조사하였다. 그 결과 메밀에는 무당벌레(Harmonia axyridis) 등 5종의 천적이 유인되었다. 매리골드에는 꼬마꽃등에(Sphaerophoria menthastri), 별넓적꽃등에(Eupeodes corollae)가 유인되었고, 백겨자에는 배세줄꽃등에(Temnostoma bombylans), 꽃등에(Eristalis tenax), 무당벌레(H. axyridis)가, 잠두에는 무당벌레(H. axyridis), 칠성풀잠자리(Chrysopa pallens)가 각각 유인되었다. 그러나 천적 유인작물 종류별로 해충도 유인되었는데, 배추과에 속하는 백겨자에서 배추좀나방(Plutella xylostella), 무잎벌(Athalia rosae ruficornis), 북쪽비단노린재(Eurydema gebleri), 벼룩잎벌레(Phyllotreta striolata), 장님노린재류 등이 다수 확인되었다. 나머지 유인작물은 배추의 비기주 해충을 유인하였다. 따라서 천적 유인작물의 선발을 위해서는 기주가 중복되는 작물은 피하는 것이 유리하며, 본 실험에서 천적 유인과 해충 격퇴를 동시에 고려할 때 메밀과 매리골드가 효과적인 것으로 판단된다.

2009~2011년 동안 국내 주요 배추 재배지 5개 지역(평창, 홍천, 봉화, 무주, 제주)에서 살충제에 대한 복숭아혹진딧물의 저항성 발달 정도를 조사하고, 야외 개체군에 적용 가능한 살충제 저항성 마커를 개발하기 위해 본 연구를 수행하였다. 조사된 5개 지역 개체군 모두 여러 살충제 종류에 대하여 다양한 저항성을 보였다. 다양한 저항성을 보인 5개 지역 야외 개체군으로부터 여라 살충제에 대하여 복합적으로 저항성을 보이는 복합저항성 계통(MR)을 선발하였고, 이 MR과 모든 지역 채집 개체군에 대해 등전점전기영동과 정량염기서열분석(quantitative sequencing, QS)을 통하여 에스터레이즈 과발현과 살충제 작용점 내 돌연변이를 확인하였다. MR을 포함한 모든 야외 개체군에서 에스터레이즈의 과발현과 아세틸콜린에스터레이즈 1 유전자(ace1)의 StoF 돌연변이를 확인할 수 있었다. 넉다운 저항성 돌연변이로 잘 알려진 파라 타입 나트륨 채널 유전자(para)의 LtoF 돌연변이는 모든 지역 채집 개체군은 물론 비펜스린에 대해 3,461배 저항성을 보이는 MR에서도 발견되지 않았다. 그 외에 MtoL 돌연변이를 발견하였는데, 생물검정 결과 저항성 수준과 돌연변이 발생 빈도가 일치하였다. 따라서 생물검정 대신, 이러한 분자 마커를 활용 한다면 더 효율적으로 살충제 저항성 평가가 가능할 것이다. 이러한 분자 마커들(ace1의 StoF, para의 MtoL)은 정량염기서열분석, PCR amplification of specific alleles (PASA) 등의 진단 방법에 쉽게 응용이 가능 하고, 이러한 방법은 야외 복숭아혹진딧물 저항성 관리에 적용이 가능 할 것이다.

왕담배나방은 옥수수, 콩, 토마토, 담배 등 매우 넓은 범위의 작물을 가해하는 전 세계적인 해충으로 최근 평창 등 고랭지 지역에서의 피해가 점차 늘어나고 있는 실 정이다. 특히 옥수수에서 큰 피해를 주고 있는데, 이삭의 윗부분을 주로 가해한다. 현재까지 고랭지의 왕담배나방에 대한 연구가 거의 없는 실정이라 종합적인 방제 체계를 구축하고자 페로몬 트랩과 육안 조사를 통해 발생 패턴을 조사하였으며, 방 제제를 선발하였다. 평창군 대관령면(해발 800m), 대화면(700m), 홍천군 내면 (600m), 두촌면(300m)에서 조사 한 결과 연 2~3회 발생하며, 초발생은 5월 중순경 으로 옥수수 가해 시기는 주로 7~8월 경 이삭이 여물기시작하는 시점이었다. 즉, 다 른 기주에서 살다가 이삭이 여물기 시작하기 전 산란하여 가해하는 양상을 보였다. 추천 농도에서 95% 이상 방제가를 보인 약제는 indoxacarb, spinosad, emamectin benzoate 등이었다. 이러한 결과는 종합적인 왕담배나방 방제 체계 구축에 반드시 필요 할 것으로 사료된다.

Soil microorganism activity in an agricultural field is affected by various factors including climate conditions, soil chemical properties, and crop cultivation. In this study, we elucidate the correlation between microorganism activity and agricultural environment factors using the dehydrogenase activity (DHA) value, which is one of the indicators of soil microbial activity. As a result, the various factors noted above were related to the DHA value. Annual rainfall, soil Mg2+, bacterial and fungal diversities, types of crops, developmental stages, seasons, and cultivation status were highly correlated with the DHA value. Furthermore, next-generation sequencing (NGS) analysis was used to identify that the type of crop affected soil microbial compositions of both bacteria and fungi. Soil used for soybean cultivation showed the highest relative abundance for Verrucomicrobia, Planctomycetes, and Acidobacteria but Actinobacteria and Firmicutes had the lowest relative abundance. In the case of soil used for potato cultivation, Actinobacteria had the highest relative abundance but Proteobacteria had the lowest relative abundance. Armatimonadetes showed the highest relative abundance in soil used for cabbage cultivation. Among the fungal communities, Mortierellomycota had the highest relative abundance for soybean cultivation but the lowest relative abundance for cabbage cultivation; further, Rozellomycota, Chytridiomycota, and Cercozoa had the highest relative abundance for cabbage cultivation. Basidiomycota had the highest relative abundance for potato cultivation but the lowest relative abundance for soybean cultivation.

In this study, microorganism community characteristics of organic managed soil which applied rye (Secale cereal L.) as green manure for 25 years, were determined. The chemical properties of organic soil showed high level of organic matter and available P2O5, while the level of exchangeable cation was low. The analysis of dehydrogenase activity and carbon source utilization indicated that the values in on organic soil were significantly higher than those of the control. It suggested that the microorganism community of organic soil had high microorganism activity, compared to the control. In addition, when the 16S rRNA genetargeted NGS (Next generation sequencing) analysis was conducted to estimate the class of bacterial community, the class level of bacterial taxon composition on organic soil showed higher portion of Sphingobacteriia, Acidobacteriia, Gammaproteobacteria, Solibacteres and Planctomycetia. By base on the results of various reports in which organic managed soil had high portion of Acidobacteriia and Planctomycetia, the characteristic of taxon composition in organic soil, which showed the high percentages of Ktedonobacteria, Sphingobacteriia, Acidobacteriia and Gammaproteobacteria, was resulted from the application of rye as a green manure for the long term. However, further researches were needed because the crop effect was not considered in this study.

Soyasaponin group B함량의 재배지대간 비교에서는 고랭지와 평난지에서 상이한 차이를 보였으며 품종 간에는 대부분 자엽색이 녹색이고 종피색이 검정색인 콩의 soyasaponin group B함량이 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 soyasaponin성분의 함량은 재배종의 종류 즉 유전적인 요인뿐만 아니라 고랭지와 평난지처럼 환경적 요인이라고 것을 확인할 수 있었으며 이는 식물이 환경적인 스트레스에 대한 생명유지 및 공격방어물질(Secondary matabolites, 이차대사산물)이 식물내 생합성과정 중에서 변이를 보이는 것으로 사료되어 진다.