친환경 농약/비료 미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요성

박경석 ( Kyung Seok Park ) 한국공업화학회 2011 공업화학전망 Vol.14 No.4

최근 유기합성농약의 오남용으로 인한 농업생태계 오염에 대한 우려는 친환경 안전농산물에 대한 소비자의 관심을 증폭시키고 있다. 따라서 농작물의 생산에 사용되는 화학농약을 대체하기 위한 노력으로 자연계에 존재하는 토착미생물을 직접 이용하거나 이들의 유용기능을 활용한 생물농약이 속속 개발되고 있다. 이들의 기능을 작물생육을 촉진하는 식물 호르몬 생산, 항생물질 생산, 식물방어기작의 활성화 등 작물보호를 위한 유용한 기능을 갖는다. 그러나 생물농약은 화학농약에 비하여 약효가 떨어지고 약효가 균일하지 않은 단점이 있다. 이러한 단점에도 불고하고 바실러스속 유용미생물을 중심으로 한 많은 미생물제들이 산업화되고 있으며 국내에도 31종의 생물농약이 등록 시판되고 있다. 미국의 아그라퀘스트에서 개발한 미생물농약인 세레나데는 전세계 25기국에서 시판되고 있으며 가장 산업화에 성공한 미생물제로 평가받고 있다. 미생물농약은 지구환경 생태계 오염에 대한 우려의 증가와 친환경 안전 농산물에 대한 수요증가에 힘입어 21세기 유망산업으로 떠오르고 있다.

친환경 농업을 위한 농업 분야 유용미생물 확보·연구 현황 및 이에 따른 농산물 선도관리 방안 탐색

박종명,박종한,유영현 경상대학교 농업생명과학연구원 2016 농업생명과학연구 Vol.50 No.1

In this study, the securing state of nationally indicated beneficial microbial resources wasevaluated in an aspect of bio-diversity using their taxonomical information. Depending on theanalysis result with the Margalef's richness or the Mehinick’s index which are representativebio-diversity analytical indices, species diversity values was revealed as 8.537, 3.546 withinbacterial resources, 3.349, 2.167 within fungal resources. Several developed or researchedbeneficial strains and spoilage microbes showed relative taxonomical relationship withcomparation of their biological information. As a result, we propose the necessity orcountermeasure method for preventing the microbial spoilage with the overhauling considerationof advanced research on agricultural microbiology covering crop endophyte beneficial/spoilagemicroorganisms. 본 연구에서는 농업 분야 유용미생물 자원의 국가적 확보 현황을 파악하기 위해 이들의 생물분류학적정보를 수집하였으며 이들에 대해 생물 종 다양성 지수를 도입하여 평가하였다. 대표적인 생물다양성평가방법인 Margalef’s richness 및 Mehinick’s index를 각각 적용한 경우 세균은 각각 8.537, 3.546,진균은 각각 3.349, 2.167의 값을 나타내었다. 높은 수준의 다양성을 가지고 연구·개발되고 있는 이들농업 분야 유용미생물 및 농산물의 수확 후 선도저하를 유발한다고 보고된 주요 미생물들의 분류학적위치를 비교하였을 때 일부 미생물이 유사한 분류학적 위치를 보이는 것이 확인되었다. 따라서 친환경농업 분야 유용미생물의 연구개발 및 작물 내생 미생물에 관한 연구 등 농업 분야 미생물에 대한 전반적인 연구현황을 고찰하여 농산물의 수확 후 선도관리를 위한 보완책을 제시하고자 하였다.

친환경 농업을 위한 농업 분야 유용미생물 확보·연구 현황 및 이에 따른 농산물 선도관리 방안 탐색

박종명,박종한,유영현 경상대학교 농업생명과학연구원 2016 농업생명과학연구 Vol.50 No.1

본 연구에서는 농업 분야 유용미생물 자원의 국가적 확보 현황을 파악하기 위해 이들의 생물분류학적 정보를 수집하였으며 이들에 대해 생물 종 다양성 지수를 도입하여 평가하였다. 대표적인 생물다양성 평가방법인 Margalef’s richness 및 Mehinick’s index를 각각 적용한 경우 세균은 각각 8.537, 3.546, 진균은 각각 3.349, 2.167의 값을 나타내었다. 높은 수준의 다양성을 가지고 연구·개발되고 있는 이들 농업 분야 유용미생물 및 농산물의 수확 후 선도저하를 유발한다고 보고된 주요 미생물들의 분류학적 위치를 비교하였을 때 일부 미생물이 유사한 분류학적 위치를 보이는 것이 확인되었다. 따라서 친환경 농업 분야 유용미생물의 연구개발 및 작물 내생 미생물에 관한 연구 등 농업 분야 미생물에 대한 전반 적인 연구현황을 고찰하여 농산물의 수확 후 선도관리를 위한 보완책을 제시하고자 하였다. In this study, the securing state of nationally indicated beneficial microbial resources was evaluated in an aspect of bio-diversity using their taxonomical information. Depending on the analysis result with the Margalef's richness or the Mehinick’s index which are representative bio-diversity analytical indices, species diversity values was revealed as 8.537, 3.546 within bacterial resources, 3.349, 2.167 within fungal resources. Several developed or researched beneficial strains and spoilage microbes showed relative taxonomical relationship with comparation of their biological information. As a result, we propose the necessity or countermeasure method for preventing the microbial spoilage with the overhauling consideration of advanced research on agricultural microbiology covering crop endophyte beneficial/spoilage microorganisms.

배추좀나방에 대한 프루텔고치벌과 미생물농약의 통합생물방제

김규순,김현,박영욱,김길하,김용균,Kim, Kyusoon,Kim, Hyun,Park, Young-Uk,Kim, Gil-Hah,Kim, Yonggyun 한국응용곤충학회 2013 한국응용곤충학회지 Vol.52 No.1

국내 배추좀나방(Plutella xylostella) 집단은 피레스로이드 농약에 대해서 저항성을 보이며, 이는 이 살충제의 작용점인 소듐이온채널 유전자의 돌연변이에 기인된다. 더욱이 배추좀나방은 대부분 상용화된 살충제에 대해서 저항성을 발달시킬 수 있다. 본 연구는 배추좀나방을 효과적으로 방제하기 위해 내부기생성 천적인 프루텔고치벌(Cotesia plutellae)과 미생물농약인 Bacillus thuringiensis의 혼합처리 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 프루텔고치벌이 감수성과 저항성 배추좀나방에 대한 기생 선호성에 차등이 있는 지 조사하기 위해 다섯 개 서로 다른 집단에 대해서 살충제 감수성과 프루텔고치벌 기생성 차이를 비교하였다. 이들 배추좀나방 집단들은 피레스로이드, 유기인계, 네오니코틴계 및 곤충성장조절제를 포함하는 세 종류의 상용 살충제에 대한 약제 감수성에서 뚜렷한 차이를 보였다. 그러나 이들 집단들은 프루텔고치벌에 의한 기생률에서는 차이를 보이지 않았다. 더욱이 기생된 배추좀나방은 B. thuringiensis에 대해서 감수성이 증가되었다. 프루텔고치벌이 갖는 면역억제인자 가운데 바이러스 유래 ankyrin 유전자(vankyrin)를 비기생된 배추좀나방에 발현시켰다. Vankyrin의 발현은 배추좀나방 3령충의 B. thuringiensis에 대한 감수성을 현격하게 증가시켰다. 즉, 프루텔고치벌에 의해 야기된 면역저하가 B. thuringiensis의 살충력을 증가시켰다. 이러한 결과들은 프루텔고치벌과 미생물농약인 B. thuringiensis의 혼합처리가 살충제 저항성 배추좀나방을 효과적으로 방제할 수 있다고 제시하고 있다. All tested Korean populations of the diamondback moth, Plutella xylostella, are known to be resistant especially against pyrethroid insecticides by mutation in its molecular target, para-sodium channel. Moreover, P. xylostella is able to develop resistance against most commercial insecticides. This study was performed to develop an efficient control technique against P. xylostella by a combined treatment of an endoparasitoid wasp, Cotesia plutellae, and a microbial insecticide, Bacillus thuringiensis. To investigate any parasitism preference of C. plutellae against susceptible and resistant P. xylostella, five different populations of P. xylostella were compared in insecticide susceptibilities and parasitism by C. plutellae. These five P. xylostella populations showed a significant variation against three commercial insecticides including pyrethroid, organophosphate, neonicotinoid, and insect growth regulator. However, there were no significant differences among five P. xylostella populations in their parasitic rates by C. plutellae. Moreover, parasitized larvae of P. xylostella showed significantly higher susceptibility to B. thuringiensis. As an immunosuppressive agent, viral ankyrin genes (vankyrins) encoded in C. plutellae were transiently expressed in nonparasitized larvae. Expression of vankyrins significantly enhanced the efficacy of B. thuringiensis against the third instar larvae of P. xylostella. Thus an immunosuppression induced by C. plutellae enhanced the insecticidal efficacy of B. thuringiensis. These results suggest that a combined treatment of C. plutellae and B. thuringiensis may effectively control the insecticide-resistant populations of P. xylostella.

Endosulfan으로 오염된 현장토양의 복합미생물제제를 이용한 생물학적 정화

박찬호(Chan-Ho Park),이주영(Joo-Young Lee),조민지(Min-Ji Cho),성금화(Jinhua Cheng),염규진(Kyu-Jin Yum) 대한환경공학회 2020 대한환경공학회지 Vol.42 No.11

목적: 잔류성 유기염소계 농약의 사용은 금지 되었지만 여전히 많은 농경지에서 검출되고 있다. 본 연구에서는 다양한 후보 미생물 중에서 최종 선발된 Phanerochaete chrysosporium Y-2 (KCCM-10725P) 및 Streptomyces sp. MJM14747 (KACC 81078BP) 균주를 복합미생물 형태로 현장토양에 적용하여 endosulfan 제거율을 평가하였다. 방법: 현장 시험용 부지는 대조구 및 시험구로 각각 3 m × 3 m 면적으로 설정하였다. 두 site에 35% endosulfan 유제를 살포하여 최종 농도가 약 20 ㎍/g이 되도록 하였다. 그 후 아무 처리를 하지 않은 톱밥 12 kg 및 복합미생물이 담지된 톱밥 12 ㎏을 두 site 토양에 각각 혼합하였다. 총 100일 동안의 실험 기간 중 시료는 30일 단위로 채취하였다. 채취된 토양 시료는 QuEChERS AOAC 방법에 따라 추출 및 전처리하였고 gas chromatography로 분석하였다. 결과 및 토의: 대조구 및 실험구에 endosulfan 유제를 처리한 직후의 농도는 각각 21.2 ㎍/g 및 21.9 ㎍/g으로 분석되었다. 미생물을 처리하지 않은 대조구 사이트의 endosulfan 제거율은 30일까지 약 21.9%를 나타냈고, 100일째에는 54.4%를 나타냈다. 반면, 복합미생물을 처리한 사이트의 100일째 endosulfan 제거율은 89.5%로 대조구에 비하여 1.6배 높게 나타났다. 30일째의 제거율은 56.8%였고 이후 endosulfan의 제거율이 빠르게 증가하는 경향을 보였다. Endosulfan의 주요 성분 중 α-endosulfan의 제거율이 β-endosulfan보다 높게 나타났다. 100일 경과 시 α-endosulfan과 β-endosulfan의 제거율은 각각 98.0% 및 83.5%로 확인되었다. 결론: 미생물복합제제로 선발된 Streptomyces sp. MJM14747은 100 ㎍/g 내외의 고농도 endosulfan 존재하에서도 분해능이 우수하였고, Phanerochaete chrysosporium Y-2은 endosulfan의 분해속도가 느린 β-endosulfan의 제거에 우수하였다. 복합미생물제제는 앞으로 잔류농약 문제에 직면해 있는 국내외 농경지 토양뿐만 아니라 생물학적 정화사업 전반에 응용 가능할 것으로 기대된다. Objectives : The use of risky and persistent organochlorine pesticides was prohibited, but is still detected in many agricultural lands. In this study, Phanerochaete chrysosporium Y-2 (KCCM-10725P) and Streptomyces sp. MJM14747 (KACC 81078BP), which were finally selected among various candidate microorganisms, were applied to field soil and estimated the endosulfan removal rate. Methods : The field testing sites were set to an area of 3 m × 3 m, respectively. A 35% endosulfan emulsion was sprayed on both sites so that the final concentration was about 20 ㎍/g. Thereafter, 12 ㎏ of original sawdust and 12 ㎏ of sawdust loaded with microbial consortia were mixed at each of the two sites. During the test period for a total of 100 days, samples were taken every 30 days. Soil samples were extracted according to the QuEChERS AOAC method and analyzed by gas chromatography. Results and Discussion : The concentrations immediately after endosulfan emulsion treatment at both sites were detected as 21.2 ㎍/g and 21.9 μg/g, respectively. The removal rate of endosulfan at the site without microbial consortia treatment (Control) was about 21.9% until the 30th day, and 54.4% on the 100th day. On the other hand, the endosulfan removal rate on the 100th day of the site treated with microbial consortia was 89.5%, which was 1.6 times higher than that of the control site. On the 30th day, the removal rate was 56.8%, and the rate of degradation of endosulfan increased thereafter. Among the major components of endosulfan, the removal rate of α -endosulfan was higher than that of β-endosulfan. After 100 days, the removal rates of α-endosulfan and β -endosulfan were 98.0% and 83.5%, respectively. Conclusions : Streptomyces sp. MJM14747 showed good degradation ability in the presence of endosulfan at a high concentration of around 100 ㎍/g. Moreover, Phanerochaete chrysosporium Y-2 has a good performance in the removal of β-endosulfan, which is slow degrading components of endosulfan. Microbial consortia are expected to be applied not only to domestic and foreign agricultural land but also to overall bioremediation projects.

미생물농약과 유기합성 살균제 혼용에 따른 고추 역병 방제 효과

홍성준(Sung-Jun Hong),김정현(Jung-Hyun Kim),김용기(Yong-Ki Kim),지형진(Hyeong-Jin Jee),심창기(Chang-Ki Shim),김민정(Min-Jeong Kim),박종호(Jong-Ho Park),한은정(Eun-Jung Han),구형진(Hyung-Jin Goo),최광영(Kwang-Young Choi),윤종철(Jong-C 한국농약과학회 2013 농약과학회지 Vol.17 No.4

This study was conducted to reduce the using amount of chemical fungicides for the control of red-pepper Phytophthora blight. Effect of combination application of two microbial fungicides and two chemical fungicides for the control of red-pepper Phytophthora blight was examined in vitro, in greenhouse and under field conditions. Each microbial fungicides and chemical fungicides was two-fold diluted and mixed-soil drenched. In the greenhouse pot assay, the mixed application of B. pumilus QST2808 and a mixture of dimethomorph + ethaboxam (De) among four mixed applications of two microbial fungicides (B. pumilus QST2808, P. polymyxa AC-1) and two chemical fungicides showed the highest control effect against Phytophthora blight. Also, control effect of mixed application of B. pumilus QST2808 and De was similar to that of single application of De (dimethomorph + ethaboxam) or Mo (mancozeb + oxadixyl). In the field test, when the microbial fungicides (B. pumilus QST2808, P. polymyxa AC-1) and the chemical fungicide(De) for the control of Phytophthora blight of red pepper were mixed-soil drenched four times at 7~10 day-intervals, the control values were in the range of 78.8% to 82.0%. On the other hand when each of the two chemical fungicides (De, Mo) were soil drenched four times at 7~10 day-intervals, the control value were 65.7% to 85.8%. Consequently, the mixed application of the microbial fungicides and chemical fungicides could be recommended as a control method for reducing the using amount of chemical fungicides.

오이 흰가루병 방제용 미생물농약의 혼용에 의한 오이 주요 곰팡이병의 방제 효과

김경희(Gyoung Hee Kim),박재영(Jae Young Park),차주훈(Ju Hoon Cha),전치성(Chi Sung Jeon),홍성준(Sung Joon Hong),김영호(Young Ho Kim),허재선(Jae-Seoun Hur),고영진(Young Jin Koh) 한국농약과학회 2011 농약과학회지 Vol.15 No.3

Control efficacies of mixing of powdery mildew biofungicides with other control agents against major fungal diseases of cucumber were investigated. Control efficacies against cucumber powdery mildew were quite different according to the kinds of biofungicides applied but those of powdery mildew biofungicides were increased by mixing application of two biofungicides. More than 80% of control efficacies on powdery and downy mildews of cucumber were obtained by mixing application of a powdery mildew biofungicide Bacillus subtilis KB-401 and a downy mildew chemical fungicide dimethomorph, Similarly, control efficacies on powdery and downy mildews of cucumber were 95% and 70% by mixing application of a powdery mildew biofungicide Bacillus subtilis KB-401 and cooking oils and yolk mixture, respectively.

저장기간 및 저장온도에 따른 미생물농약 및 친환경 유기농자재 유효미생물의 밀도변동

김용기(Yong-Ki Kim),홍성준(Sung-Jun Hong),지형진(Hyung-Jin Jee),심창기(Chang-Kee Shim),박종호(Jong-Ho Park),한은정(Eun-Jung Han),안난희(Nan-Hee An),이승돈(Seong-Don Lee),유재홍(Jae-Hong Yoo) 한국농약과학회 2011 농약과학회지 Vol.15 No.1

To work out quality control methods of environmental-friendly organic materials (EFOMs), the reason and basis for EFOM-selection and farmer's favorite formulation type of EFOMs, etc were investigated on farmers who had been practicing environmental-friendly agriculture. EFOMs used were soil amendments, control agents of plant diseases and insect pests, plant growth promotion formulations, in turns. In EFOMs application time, 22.7% of farmers sprayed EFOMs without delay after they were bought, in other hand, 77.3% of farmers used EFOMs which had been bought and stored for some period. Microbial density on seventeen environmental-friendly microbial formulates (EFMFs) including microbial pesticides, a microbial fertilizer, and environmental-friendly organic materials was investigated at different storing temperature and shelf life. When the microbial density of EFMFs was investigated without delay after they were bought, all used microbial pesticides and a microbial fertilizer was confirmed to be optimal for the certified density but two of environmental-friendly organic materials was confirmed not to be optimal. When microbial density of 17 EFMFs were investigated after storing them for six months at 4 ℃, only one of 9 microbial pesticides was confirmed not to be optimal, the other hand four of seven environmental-friendly organic materials not to be optimal, which each of their microbial density was less than the certified density. Population dynamics of microbial agents was much more influenced in fluctuated temperature (room temperature) than in static temperature condition (5℃ and 25℃). Shelf life of microbial agents according to microbial formulation type were high in granule type, liquid wettable type and liquid type in turns.

글로벌 생물농약 시장 현황과 연구 동향

최성환,송유진,진명수,김진효,곽연식,김진 한국농약과학회 2023 한국농약과학회 학술발표대회 논문집 Vol.2023 No.11

농약의 환경육상생물에 대한 위해성평가 및 미생물농약 시험방법 개선 필요성

민석기,이윤하,손산호,송은희,이유진,이영준,김평열 한국농약과학회 2022 한국농약과학회 학술발표대회 논문집 Vol.2022 No.11