An organophosphorus pesticide, ethoprophos, has been widely used in agriculture to control major insect pests. As ethoprophos is a well-known neurotoxin, its accumulation in soils and groundwater is concerning worldwide. In this study, we constructed an artificial ethoprophos-enrichment soil system, and its active concentration in soils was measured by gas chromatography on 15-days intervals during 90 days after ethoprophos treatment. Furthermore, the changes in bacterial community and microorganisms responsible for efficient bioremediation were investigated while ethoprophos was degraded in soils. From 15 to 60 days after the treatment, ethoprophos was actively degraded in soils and members of genera Collimonas and Sphingobium appeared dominantly in a natural microbial community especially in 60-days-after-treatment soil. We isolated a bacterium EP60845 from this soil sample, showing significant ethoprophos biodegradation activity in vitro. When we challenged EP60845 strain into ethoprophos-enrichment soils (250 mg/kg of soil), most ethoprophos was removed within 5-days. Phylogenetic 16S rRNA gene sequence analysis and biochemical properties by API 20GN kit demonstrated that the EP60845 strain was a novel Sphingobium sp., which could be used as an efficient ethoprophos- degrading agents for bioremediation purposes.

곤충병원세균(Bacillus thuringiensis: 비티)의 살충효과를 증가시킨 미생물살충제 “비티플러스”가 개발되었다. 그러나 수화제 형태의 비티플러스는 농가나 산업체에서 높은 단가로 선호하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 액상 제형의 비티플러스를 개발하는 연구 목적을 두었다. 이러한 목적에 따라 먼저 비티플러스 제조에 포함되는 두 세균 배양액의 최적 혼합 비율을 결정하였다. 이 최적 혼합액은 10%의 에탄올을 보존제로 사용되었으며, 비티와 또 다른 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 배양액 비율이 5:4 (v/v)로 제조하게 했다. 또한 이 액상제형이 1,000 희석배수에서 효과를 보이기 위해 비티 배양액을 10 배 농축하여 최적 비율로 혼합하였다. 이렇게 해서 얻어진 액상 제형을 발육 후기 유충의 배추좀나방(Plutella xylostella)이 가해를 하는 배추밭에 처리하여 7일 후 약 77%의 방제 효과를 보였는데, 이 처리 효과는 현재 상용화되는 배추좀나방 적용 생물농약들과 비등한 효과를 나타내는 것으로 판명되었다. 저온 및 상온의 저장 분석에서 본 액상 제형은 최소한 한 달 동안 안정된 방제효과를 나타내는 것으로 분석되었다. 이 액상 제형의 안정된 방제 효과를 보장하여 주는 품질관리 기술을 개발하기 위해 제형 내비티 포자 밀도와 Xn 유래 유용물질의 농도를 판별하였다. 본 연구 분석은 최적의 방제 효과를 나타내기 위해서는 비티플러스 액상 제형에 비티 포자 밀도가 최소 5 × 1011 spores/mL 이고, Xn 세균 대사물질들 가운데 8 종 유효물질의 농도가 품질관리 판별 기준으로 제시되었다.

국내에는 가루이류와 총채벌레에 방제를 위해 곰팡이(뷰베리아바시아나)를 원료로한 미생물살충제가 등록이 되어 있으나 현재 효과적인 활용 기술에 대한 연구가 부족하여 곰팡이성 미생물살충제의 사용이 미미한 상태이다. 뷰베리아바시아나는 인축에 해가 없고 목표해충만 방제하는 장점이 있으나 사용시 적절한 환경을 조성해 주어야 하고 효과가 늦게 나타나는 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 화학농약 또는 친환경농자재와 함께 활용하는 기술이 필요하다. 본 시험에서는 효과적으로 곰팡이성 미생물살충제를 여러 농자재와 함께 사용할 때 필요한 기술을 연구하였다. 뷰베리아바시아나를 순수분리하여 농자재(화학농약, 친환경농자재)를 처리한 뒤 고체배지에 배양하면서 균사의 생장 억제효과를 조사하였다. 화학살균제의 경우 성분별로 뷰베리아바시아나에 영향이 크게 다르게 나타났는데 만디프로파미드 수화제등 일부는 균사 생장을 완전히 억제하였다. 대부분의 살충제는 균사 생장에 거의 영향이 없었고 피리다벤 수화제의 경우 약간의 억제효과가 발견되었다. 친환경자재에서는 유황이 곰팡이 생육을 상당히 억제하였다. 뷰베리아바시아나를 농자재와 혼용하여 온실가루이에대한 살충력을 검사해 본 결과 살충제를 혼용했을 때 감염률에는 크게 영향 없이 살충효과는 증가했으며 유황과 만디프로파미드와의 혼용에서 가장 낮은 살충력과 감염률을 보여주었다. 온실에서 토마토에 미생물살충제와 살충제를 교호처리한 결과 살충제의 살포횟수가 많아질수록 온실가루이에 대한 방제효과가 높아졌다.

Bacillus thuringiensis(B.t.)는 해충방제용으로 가장 많이 사용되고 있는 미생물제이며, 배추재배 농가현장에서 B. thuringiensis를 제형화한 미생물 살충제와 함께 배추 병 방제를 위하여 화학살균제를 사용하고 있다. B. thuringiensis의 미생물 살충제를 안정적으로 사용하기 위하여 이들 농약과 B. thuringiensis간의 상호작용을 규명하고 혼용 및 교호살포하기에 적절한 농약을 선발하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 현재 유통되고 있는 B. thuringiensis 살충제 7종에 대하여 수행되었으며, 화학살균제는 배추에서 노균병과 무름병에 등록되어 있는 코퍼하이드록 사이드 수화제 등 12종을 대상으로 수행하였다. 추천농도의 화학농약을 첨가한 TSA배지에 대상미생물살충제를 도말하여 형성된 콜로니를 비교하였으며, 대상 미생물살충제 7종과 화학살균제를 각각 추천농도로 혼합하여 30분 shaking 한 후 배추 잎침지하여 배추좀나방에 대한 살충력을 petri-dish에서 조사하였다. 7종의 B. thuringiensis 살충제는 화학농약을 함유한 배지에서의 B. thuringiensi의 콜로니는 옥시테트라사이클린 수화제, 스트렙토마이신 수화제, 발리다마이신에이 수화제, 옥솔린산 수화제를 함유한 TSA배지에서 콜로니가 형성되지 않았다. 미생물 살충제와 화학살균제의 혼합액을 배추좀나방에 처리한 결과 5종의 B. thuringiensis 살충제(TB-WP, SC, SB, BG)는 12종의 화학살균제의 혼합에 따른 살충력에 차이가 없었으나, TB-SO와 플루오피콜라이드 ․ 프로파모카브하이드로 클로라이드 액상수화제, TH와 코퍼하이드록사이드 수화제의 혼합액처리에서 배추좀나방의 살충력이 유의하게 감소하는 결과를 보였다.

유기농 토마토 시설재배에서 온실가루이가 대량 발생하지만 친환경적인 방제 방법이 부족한 상황이다. 온실가루이 방제를 위하여 곰팡이(뷰베리아바시아나)를 원료로한 미생물 살충제가 개발되어 있으나 현재 국내에서는 효과적인 활용 기술에 대한 자료가 부족하여 미생물 살충제의 현장 활용이 미미한 상태이다. 미생물 살충제로 사용되는 뷰베리아바시아나의 생육과 곤충에 대한 감염은 온도와 습도에 영향을 받는다. 상용화된 두 가지의 미생물제에서 원균주를 순수분리하여 PDA 배지에 15℃, 20℃, 25℃, 30℃, 35℃에서 배양하여 균사의 생장을 확인한 결과 25℃까지 생육속도가 증가했으나 이후 30℃부터 감소하여 35℃에서는 거의 성장을 하지 못했다. 온실가루이에 대한 미생물제(뷰베리아바시아나) 의 효과를 습도조건을 달리하여 검사한 결과 포화습도에서 100% 65.5%의 감염살충률을 보여주었던 두 제제가 60%의 상대습도에서는 10%미만의 감염 살충률을 보여주었다. 온도와 습도가 다른 온실가루이가 발생한 토마토 두 하우스에서 곰팡이성 미생물제의 효과를 비교하였을때 높은 습도와 30도 미만의 최고온도를 보인 온실에서는 미생물제가 온실가루이에 대해 81.4%의 감염률을 보였으나 낮은 습도와 높은 최고온도를 보인 온실에서는 감염된 온실가루이를 발견하지 못했다.