Southern root-knot nematode (SRKN, Meloidogyne incognita) is known to be responsible for annual economic losses of 38.2 million USD in cucumber cultivation in Korea. Nematicides are frequently used to manage SRKN in plastic greenhouses. A field experiment was conducted to assess the effect of a soil fumigant (dimethyl disulfide, DMDS) and a non-fumigant (fluopyram, FL) against SRKN during the winter fallow season in a greenhouse from October to December. Nematicidal efficacy was assessed at 43 days after treatment, and the root gall index was measured 4 months after transplanting cucumber seedlings. DMDS effectively reduced second-stage SRKN juvenile density with 91% control efficacy, while FL showed no control efficacy against SRKN. Root gall index values were significantly different (p=0.020) in DMDS treatment and controls at 1.0±0.00 and 4.3±0.58, respectively. This study showed that DMDS could be considered an effective nematicide for controlling SRKN in the fallow period in winter.

관엽식물체에서 분리된 병원성 곰팡이류인 Myrothecium P10-008 균을 발효조 를 이용하여 45일 동안 배양한 후 120℃ 온도에서 균을 살균하고 남은 배양액을 고 구마뿌리혹선충의 방제효과 시험에 이용하였다. 시험은 실내 포트와 소면적 포장 시험을 수행하였다. 배양액의 처리농도는 포트와 소면적 포장시험에서 각각 100 배, 500배, 1,000배 였으며, 배양액 처리 후 45일째 토양 100g 내의 선충수를 조사 하였다. 포트 시험 결과 100배, 500배, 1,000배 농도에서 방제효과는 각각 62.2%, 40.8%, 0%였다. 소면적 포장시험에서는 100배, 500배, 1,000배 농도로 처리한 구 에서 방제효과는 각각 88.5%, 33.7%, 0%를 나타내었다.

뿌리혹선충의 화학적 방제를 대체할 수 있는 친환경적 선충방제제 개발을 위해 아미노산의 활용 가능성을 검토하고 케라틴 단백질로 구성된 닭우모 단백질로부터 추출한 가수분해물(chicken feather protein hydrolysate, CPH)의 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita)에 대한 증식억제 효과를 검정하였다. 고구마뿌리혹선충 2령 유충을 대상으로 19종의 아미노산을 이용하여 유충 치사력을 실내 검정한 결과, L-asparagine, L-aspartic acid, L-methionine, L-tyrosine 및 L-cysteine은 50 mM 농도에서 50% 이상의 유충 치사율을 나타내었다. 케라틴 단백질 분해세균 Chryseobacterium sp. FBF-7 균주는 실험실 규모의 6ℓ 발효조에서 배양 3일 후 75%의 닭우모분을 분해하였으며, CPH에 함유된 17종 아미노산의 총 함량은 1,661 μmol/㎖ 이었다. CPH의 고구마뿌리혹선충 알 부화 억제율과 2령 유충 치사력을 실내 검정한 결과, 1/100 희석액 처리 시, 24일 후 61%의 알 부화 억제율, 72시간 후 67%의 유충 치사력을 나타내었다. 토마토 포트 재배시험 토양에 CPH 1/100 희석액을 15일 간격으로 4회 처리한 결과, 토양 내 유충밀도 64%, 난낭수가 61% 감소되었다. 수박시설재배지에서 고구마뿌리혹선충에 대한 방제효과 시험을 수행한 결과, CPH 1/100 희석액 처리구에서는 토양 내 유충밀도와 난낭수가 무처리구에 비해 50% 억제되었으며, CPH 1/50 희석액 처리구에서는 토양 내 유충밀도와 난낭수가 60% 억제되었다. 따라서 Chryseobacterium sp. FBF-7에 의해 생산된 닭우모 단백질 가수분해물은 작물 생육기간에 사용가능한 고구마뿌리혹선충 방제제로 활용 가능하리라고 판단된다.

국내에서 시설원예작물에 발생하는 대표적인 뿌리혹선충은 고구마뿌리혹선충, 당근뿌리혹선충, 땅콩뿌리혹선충 등이다. 시설토마토에서 피해가 심한 고구마뿌리혹 선충을 대상으로 51 계통의 토마토 품종과 대목의 저항성 정도를 알아보았다. 온실에서 증식한 고구마뿌리혹선충의 알을 분리하여 부화시킨 후 1,300g의 사질양토가 들어있는 포트에 유충을 1,000마리씩 접종한 후 45일째에 난낭수를 조사하였다. 저항성 정도는 토마토 뿌리에 형성된 난낭수가 감수성 품종(가장 난낭수가 많은 품종)과 비교하여 10% 이하이면 저항성, 11～25% 사이이면 중간 저항성, 25% 이상이면 감수성으로 판정하였다 (Fassuliots, 1985). 그 결과 일반 토마토의 홈런킹, 방울토마토의 레드체리, 대목의 부킹하계 및 스페셜이 주당 난낭수가 32.6개 미만인 저항성 품종으로 나타났다. 일반 토마토의 레젠드썸머, 레전드, 선명, 핑크탑, TPO3, 델리스, 타샤, 릴리앙스, 그리고 방울토마토의 텐텐, 디저트, 레드스타, 베리킹, 아리가또, 대목의 B-블로킹, 솔류션, 동반자, 그린파워 등이 주당 난낭수가 33.0～81.6개인 중간 저항성 품종으로 밝혀졌다. 로꾸산마루, 호용, 서광 등 30개 토마토 및 대목 품종은 주당 난낭수가 81.8개 이상인 감수성으로 판명되었다. 따라서, 고구마뿌리혹선충이 발생하는 포장에서 모종에 접을 붙이지 않고 토마토를 재배할 경우에는 홈런킹과 레드체리를, 접을 붙여 재배할 경우에는 대목인 부킹하계와 스페셜을 활용하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.

과채류 및 엽채류의 후작지 중간작물 재배에 의한 병해충 관리 기술을 개발하기 위한 일환으로 전작물인 오이, 토마토 및 상추 재배 후 중간작물로 헤어리벳치, 네마장황, 수단그라스를 20～30일 동안 재식하였다. 오이의 후작 중간작물로는 헤어리벳치(5kg/10a)를, 토마토는 네마장황(6kg/10a)을, 상추는 각각 헤어리벳치와 수단그라스(5kg/10a)를 재배한 다음 고구마뿌리혹선충과 당근뿌리혹선충의 밀도 경감 효과를 조사하였다. 헤어리벳치와 네마장황을 30일 동안 간작한 오이와 토마토 시설하우스에서 고구마뿌리혹선충의 밀도 감소 효과를 조사한 결과 헤어리벳치가 79.5%, 네마장황이 80.8%로 담수보다 선충의 밀도 경감 효과가 높았다. 시설상추 재배지에서 수단그라스와 헤어리벳치를 간작한 후 당근뿌리혹선충의 밀도 감소효과를 조사한 결과 수단그라스 재배구에서 64.6%, 헤어리벳치 재배구 에서 63.1%의 효과를 나타내었다. 특히 상추재배지의 경우 수단그라스를 30일 이상 재배하면 다음 작기의 상추 정식을 위해 로터리 작업을 여러번 해야하는 번거로움과 함께 로터리 작업 후에 비닐멀청을 하게 되면 잘게 부숴지지 않는 뿌리, 줄기, 잎으로 인하여 비닐이 찢어지거나, 정식 작업시 애를 먹는 것을 볼 수 있었다. 따라서 오이, 토마토, 상추 재배 후 휴작기인 20～30일 동안 헤어리벳치, 네마장황, 수단그라스를 이용하여 토양속 뿌리혹선충의 밀도를 감소시킬 수 있었다.

본 연구는 유용물질인 수박, 토마토, 참외 등의 각종 경제작물에 피해를 주고 있는 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita)의 환경친화적 방제 가능성을 알아보기 위하여 국내 자생식물인 된장풀(Desmodium caudatum)을 이용하여 살선충 효과를 검정하였다. X-plate에서 H2O, BuOH, Hexane, EtoAC로 추출한 된장풀을 고구마뿌리혹선충 2령충에 500 ppm으로 처리한 결과, Hexane과 H2O 추출물에서 48시간 후 100%의 치사율을 보였다. 그리고 BuOH와 EtoAC 추출물에서도 72시간 후 각각 92.5%와 89.4%의 높은 치사율을 보였다. Hexane과 H2O 추출물의 농도별 효과 실험 결과, Hexane 추출물은 5,000 ppm에서 24h 후 100%의 치사율을 보였지만 1,000 ppm보다 낮은 농도에서는 살선충 효과가 미미하였다. 그러나 H2O 추출물은 1,000 ppm과 5,000 ppm에서 24시간 후 100%의 높은 치사율을 보였으며 50 ppm의 농도에서도 72시간 후 100%의 높은 치사율을 나타내었다.

본 연구는 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita) 피해 억제 효과가 있는 대항식물을 탐색하기 위하여 경상대학교 부속농장 시설하우스에서 수행하였다. 55㎝×35㎝×25㎝인 pot에 고구마뿌리혹선충의 발생이 높은 경남 함안의 수박 재배지에서 토양을 채취하여 15㎏씩 담은 후, 토양을 각각 300g씩 채취하여 선충의 사전밀도를 조사하였고, pot를 임의로 4등분하여 왼쪽은 대항식물 씨앗을 파종하였고, 오른쪽은 기주식물인 수박 씨앗을 파종하였다. 후보 대항식물은 20종의 식물을 선발하였으며, 수박은 고구마뿌리혹선충에 감수성인 금보수박을 사용하였다. 조사는 60일 후 토양 300g 당 선충 수, 기주식물과 대항식물의 뿌리피해지수, 뿌리무게, 지상부의 생중량으로 나누어 조사하였다. 피해지수는 Netscher과 Sikora(1991)의 방법에 따라 선충의 피해가 없는 뿌리를 0으로 시작하여 피해가 증가함에 따라 10까지 나누어 조사하였다. 조사결과, 토양 내 선충수는 참깨(Sesamum indicum)를 심은 pot의 밀도감소율이 77.1%로 가장 많이 감소하였으며, 나팔꽃(Pharbitis nil)과 참깨는 고구마뿌리혹선충으로부터 전혀 피해를 입지 않았다. 또한, 나팔꽃의 경우, 기주식물의 뿌리피해지수가 다른 대항식물과 대조구(RI=9~10)에 대비하여 낮은 피해지수(RI=1)를 나타내었다. 그리고 봉선화(Impatiens balsamina) 씨앗을 파종한 pot에서는 기주식물과 대항식물의 생중량 평균이 각각 101.4g과 74.9g으로 다른 처리구와 대비하여 생장이 가장 활발한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 나팔꽃, 봉선화, 그리고 참깨가 대항식물로써 고구마뿌리혹선충에 살선충활성 및 억제효과를 나타내는 것으로 판단되었다.

신나몬 속에서 추출한 식물체 정유 6종의 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita) 유충(J2)에 대한 살선충력을 9개 농도(ppm) 수준에서 24웰플레이트를 이용하여 실내검정 하였다. 그 결과 카시아오일류(cassia oils)에서 높은 살선충력이 확인되었는데, 그 중 가장 강한 활성을 보인 cassia oil의 구성 성분들을 GC-MS로 분석하였다. 이 오일에 함유된 주요 성분들은 (E)-cinnamaldehyde, benzaldehyde, α-terpenen, ρ-cymene, limonene, linalool, α-terpineol, cinnamyl alcohol, eugenol, salicylaldehyde, α-copaene, (E)-cinnamic acid, cinnamyl acetate, β-caryophyllene 등이었다. 각 성분들의 살선충력을 조사하였는데, (E)-cinnamaldehyde가 15 ppm과 10 ppm 농도에서도 99%와 57%의 살선충력을 보였다. 그래서 이것과 유사한 구조를 갖고 있는 화합물들 42종을 대상으로 200, 100, 50, 25, 10 ppm 농도에서 구조에 따른 살선충력을 비교 검정하였는데, vinyl cinnamate와 (E)-methoxcycinnamaldehyde가 10 ppm에서 각각 83%와 44%의 살선충력을 나타냈다. 이는 살선충력을 갖는 화합물들이 기본 골격으로서 C6-C3를 필요로 하고 더불어 방향성을 갖는 알킨(alkene) 또는 알데하이드 그룹을 갖고 있어야 함을 알 수 있었다. 이상의 실내실험을 통해 신나몬 속 식물체 정유들 또는 함유 화합물들이 토양 내 뿌리혹선충을 방제할 수 있는 잠재성이 매우 높은 식물군임을 확인하였다.

Total of 36 sweet potato field soils were sampled to survey the occurrence of the root-knot nematodes (RKN). The 61% of sweet potato fields in Haenam, 40% in Iksan and 31% in Yeju were infested with RKN, respectively. Average population density of RKN was 324 juveniles per 300 g soil. The resistance screening of sweet potato cultivars against RKN was carried out by using clay pots in a greenhouse. Average temperature under ground 10 ㎝ in pot was 21.5℃ during the test. There was no difference in number of egg sacs among different inoculation methods, however the egg-inoculation method was easy for treatment and had stable for results. The multiplication ratio of Melioidogyne incognita differed from 6.3 times (Jeungmi) to 63.2 times (Yulmi) by sweet potato cultivars. There were no cultivars showing resistance to M. incognita, but Jinmi, Jeungmi and Borami had resistance to M. arenaria, M. hapla and M. javanica.

1995년 전국 8개도 37개점의 밭토양으로부터 분리한 52균주의 선충 포식성곰팡이를 이용하여 실내 및 온실에서 부식성선충과 뿌리혹선충을 이용하여 포식력을 비교하였다. 실내검정에서 부식성선충에 대하여 91% 이상의 포식력을 보인 균주는 51균주였고, 부리혹선충에 대하여는 26균주였으나, 온실 검정에서는 81%의 포식력을 보인 균주가 3균주로 온실검정과 실내 검정간 상관 유의성은 없었다. 선발된 3균주는 부식선충 및 뿌리혹선충에 대하여 실내 및 온실실험에서 모두 높은 포식력을 나타내었다. 이 실험으로 미루어 볼 때, 천적 포식성곰팡이 선발 시험은 반드시 포장 조건과 가장 유사한 상태에서 실시되어야 할 것으로 보인다.

토양중 유기물 함량 차이에 따른 토양내에서 carbofuran과 ethoprophos의 약효 변화, 수직 이동성 및 잔효성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 고구마뿌리혹선충 (Meloidogyne incognita)을 공시하여 실험하였다. 두 약제 모구 토양중 유기물 함량이 많을수록 약효는 감소였다. 약제의 수직이동성은 토양 표면에서 0~2cm층에서는 유기물의 함량에 관계없이 두 약제 모두 80%이상의 높은 방제가를 보였으나, 2~4cm층에서는 유기물의 함량에 관계없이 두 약제 모두 80%이상의 높은 방제가를 보였으나, 2~4cm 층에서는 두 약제의 방제가가 다르게 나타났다. Carbofuran의 경우 유기물 함량에 따라 10~30%의 방제가를 나타냈으나, ethoprophos는 0.4% 유기물 토양에서만 약 30%의 방제가를 나타냈으며, 나머지 유기물 토양에서는 효과가 거의 없었다. 또한 4cm 이하의 토양에서는 carbofuran은 대부분의 토야에서 5~20%의 내외의 약효를 나타냈으나, ethoprophos은 거의 나타내지 않았다. 따라서 , 두 약제 중에서 토양중 이동성은 carbofuran이 더 큰 것으로 나타났다. 토양중 유기물 함량은 두 약제의 잔효지속기간에 큰 영향을 주었으며, 유기물 함량이 증가함에 따라 약효지속기간이 감소하였다. 약효의 반감기는 carbofuran의 경우 유기물 함량이 0.4%인 토양에서는 2~3주로 나타났으나, 0.8%, 1.6% 토양에서는 1주 정도였다. 한편, ethoprophos의 경우 0.4%, 0.8%의 토양에서는 3~4주, 1.6%인 토양에서는 1~2주로 나타났다. 그러나 두 약제 모두 3.2%의 유기물함량 토양에서 약제의 효과가 거의 나타나지 않았다.

최근 고구마의 연작, 병해충에 감수성인 품종의 재배면적 확대 및 이상기상 등으로 인해 고구마의 단위면적당 생산량이 ’00년 2,136kg/10a에서 ’13년 1,484kg/10a으로 30% 이상 감소하였다. 특히 고구마뿌리혹선충(Meloidogyne incognita)에 감염된 고구마는 뿌리에 혹이 발생하거나 괴근의 표피가 갈라지고 심하면 부패될 수도 있어 고구마의 수량과 상품성을 현저히 저하시킨다. 따라서 고구마의 생산성과 상품성을 향상시키기 위해서는 선충 등 병해충에 강하고 수량성이 높은 품종의 개발 및 보급이 필요하다. 2014년에 육성된 ‘풍원미’(Pungwonmi)는 육색이 담주황색이고 껍질색은 홍색이며 괴근의 모양은 방추형이다. ‘풍원미’는 ‘베니사쯔마’(IT232278)를 모본, ‘Luby3074’(IT232216)를 부본으로 하여 2006년에 교배하였으며 고구마뿌리혹선충에 강하고, 덩굴쪼김병(Fusarium oxysporum) 저항성도 ‘중’ 이상으로 주요 병해충에 저항성인 품종이다. 생산력검정시험에서 ‘풍원미’의 상품괴근수량은 표준품종인 ‘율미’ 대비 42%가 많았다(’10~’11). 지역적응시험 보통기재배 시 상품괴근수량이 24.1MT/ha으로 ‘율미’ 대비 26% 증수하였고, 주당상저수는 2.8개로 ‘율미’의 2.2개보다 유의적으로 많았다(’12~’14). 조기재배 시 ‘풍원미’의 상품괴근수량이 24.3MT/ha으로 ‘율미’ 대비 46%가 많아 조기재배용으로도 적합하였다. ‘풍원미’의 찐고구마 총유리당 함량과 감미도(sweetness)는 각각 31.6g/100g, 16.5로 ‘율미’의 26.1g/100g, 12.7보다 높아 단맛이 더 강하였다. 베타카로틴 함량은 9.1mg/100g으로 높은 편이었으며, 전분의 호화개시온도는 70.0℃로 ‘율미’의 75.3℃보다 5.3℃ 낮아 ‘풍원미’의 전분이 ‘율미’보다 낮은 온도에서 호화되는 것으로 나타났다. ‘풍원미’는 고구마뿌리혹선충과 덩굴쪼김병이 상습적으로 발생하는 포장에서 재배될 경우 수량 증대 및 상품성 향상으로 농가소득 증대에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.