The Korean Society of Pesticide Science

Current Issue

The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 24 , No. 2

[ ORIGINAL ARTICLES ]
The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 23, No. 4, pp.251-256
Abbreviation: Korean J. Pestic. Sci.
ISSN: 1226-6183 (Print) 2287-2051 (Online)
Print publication date 31 Dec 2019
Received 18 Oct 2019 Revised 06 Nov 2019 Accepted 08 Nov 2019
DOI: https://doi.org/10.7585/kjps.2019.23.4.251

생강 뿌리썩음병의 경제적 방제수준 설정
김병련* ; 권미경 ; 함수상 ; 김윤정 ; 이순계 ; 이상범1
충청남도농업기술원 친환경농업과
1국립농업과학원 농자재평가과

Determination of Economic Thresholds for Rhizome Diseases of Ginger (Zingiber officinale)
Byung Ryun Kim* ; Mi Kyung Kwon ; Soo Sang Hahm ; Yun Jeong Kim ; Sun Gye Lee ; Sang Bum Lee1
Environmentally-Friendly Agriculture Division, Chungnam Agricultural Research and Extension Services, Yesan 32418, Korea
1Agromaterial Assessment Division, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration, Wanju 55365, Korea
Correspondence to : *E-mail: brkim@korea.kr

Funding Information ▼

초록

이 연구는 생강 뿌리썩음병의 경제적 방제수준 설정을 목적으로 수행하였다. 뿌리썩음병의 발생과 수량에는 고도의 부의 상관이 있었고 상관계수는 –0.98이었다. 발병이 증가함에 따라 수량은 직선적으로 감소하였고 발병수준(x)과 수량(y)사이의 회귀방정식 y = -31.29x + 1818.6 (R2= 0.9642)을 발병 예측모델로 이용하였다. 발병에 따른 수량예측모델에 따르면 생강 뿌리썩음병의 경제적 피해수준은 발병주율 4.1%로 나타났고, 경제적 방제수준은 3.3%로 설정되었다.

Abstract

This study was carried out to develop the economic thresholds for the control of rhizome diseases of ginger. The investigations revealed highly significant correlations between disease severity (diseased plants) and yields. The correlation coefficients between rhizome diseases severity and yields was −0.98. The yield was inversely proportional to the diseased plants increased. The regression equation, yield prediction model, between disease severity (x) and yield (y) was obtained as y = -31.29x + 1818.6 (R2 = 0.9642). Based on the yield prediction model, economic injury level and the economic threshold level could be set at 4.1% and 3.3% of diseased plants of rhizome diseases on ginger.


Keywords: Economic threshold, ginger, rhizome diseases, yield loss
키워드: 경제적 피해수준, 뿌리썩음병, 생강, 수량감소

서 론

생강(Zingiber officinale)은 여러해살이식물로 아시아 남동부가 원산지로 추정되며 우리나라의 대표적인 조미채소이다. 우리나라 생강은 경북, 충남, 전북에서 주로 재배되고 있으며 재배면적은 2,573 ha로 년간 41,147톤을 생산하고 있고(MAFRA, 2018), 생강의 생산량은 10a당 평균 1,418 kg으로 660여 만원에 이르는 고소득 작물이다(RDA, 2019). 또한 생강은 식재료뿐만 아니라 약재로도 이용되고 있는데, gingerol 등과 같은 페놀성 화합물에 의한 pancreatic lipase 저해활성(Bae and Kim, 2011), 항산화활성(Jung and Park, 2013; Kim and Ahn, 1993; Lee et al., 2014)이 보고되었으며, Yang et al. (2006)은 생강 추출물로부터 피부염 치료효과를 확인하였다. 생강에는 모두 10종의 병해가 보고되어 있는데(KSPP, 2009), 이 중 가장 큰 피해를 일으키는 병은 뿌리썩음병이다. 생강 뿌리썩음병은 생강의 지하부에 발생하는 부패증상을 통칭하여 사용되는 것으로 Pythium myriotylum에 의한 근경썩음병(Kim et al., 1997), Fusarium oxysporum f. sp. zingiberiF. solani에 의한 마른썩음병, Erwinia carotovora subsp. carotovora, Pseudomonas marginalis pv. marginalis, Ralstonia solanacearum에 의한 세균땅속줄기썩음병 등이 보고되어있으며, Rhizoctonia solani에 의한 잎집무늬마름병도 근경의 부패에 관여하는 것으로 보고되어 있다(KSPP, 2009; Kim, 2004). 이러한 지하부 썩음증상을 일으키는 P. myriotylum, F. o. f. sp. zingiberi의 발생은 우리나라뿐만 아니라 생강이 재배되는 외국에서도 그 피해가 보고되었다(Stirling et al., 2004, 2009). 생강 뿌리썩음병은 6월 하순부터 7월 초 처음 병징을 보이기 시작하여, 8월 강우의 양이 많아지고 기온이 상승하면 급격히 증가고 9월 중하순 까지 발생이 되며 그 후 기온이 낮아지고 강우가 적어지면 병 발생 또한 감소하게 된다(Kim et al., 1996, Yang et al., 1988, Lee et al., 1999).

우리나라 대부분의 생강 재배지역은 오랜 기간동안의 연작으로 뿌리썩음병의 발생이 심각하여 평균 25%의 발병율을 보이고 있으며, 최대 30% 이상의 발병율을 보이는 포장도 있고(Kim, 2004) 병의 처음 발생 시기에 따라 그 피해 또한 증가한다. 또한 생육기 중에 발병이 심한 경우 저장 중에도 부패증상이 발생하여 경제적 손실이 매우 크다(Kim et al., 1998).

이처럼 많이 발생하는 뿌리썩음병의 방제를 위해 농가에서는 파종 전 종강소독을 실시하고, 생육기 중에는 2~3회 약제방제가 필요한 것으로 보고되어 있다(Choi, 1999). 그러나 기대만큼의 방제효과가 나타나지 않았을 경우 약제의 살포 횟수를 늘려 사용하기 때문에 무분별한 약제의 과용 및 연용, 방제 노동력의 증가 등 경제적인 방제효과를 얻기 어렵게 된다(Choi et al., 1996). 최근 방제 약제에 대한 병원균의 저항성, 농약잔류 등의 문제들이 강조되면서 과거 경제적 피해(Economic Damage: ED), 경제적 피해수준(Economic Injury Level: EIL), 경제적 방제수준(Economic Threshold Level: ET)의 개념들이 종합방제 개념의 핵심 부분으로 중요시 되었다(Kiritani et al., 1980; Jørgensen et al., 1996). 경제적 피해는 방제비용 범위 내의 피해 정도로서 경제적피해를 일으키는 가장 낮은 발병수준에 의해 경제적 방제수준이 결정된다(Kim et al., 2009). 본 연구는 생강재배에서 뿌리썩음병의 발병수준이 수량에 미치는 영향 등을 조사하여, 이를 기초로 경제적 방제수준을 설정하기 위하여 수행하였다.


재료 및 방법
시험재료 및 시험포장

생강 뿌리썩음병의 발병정도와 수량을 조사하기 위하여 생강을 1년 재배한 충청남도농업기술원 시험포장(N36.73848°, E126.81769°)에서 실험을 실시하였다. 시험품종은 서산 재래종을 사용하였고, 2017년 4월 하순에 파종하였다. 재배환경으로 1,134 m2 면적의 포장에 퇴비(1,500 kg/10a), 요소(24 kg/10a), 인산(9.3 kg/10a), 가리(7.2 kg/10a)를 시비하였으며, 뿌리썩음병 발생을 조장시키기 위하여 요소비료만 표준시비량의 약 1.5배를 시용 하였다. 노지포장의 재식거리는 30×30 cm, 두둑의 넓이는 120 cm로 하고 파종량은 10a 당 180 kg로 하였다. 종강은 파종 전 베노밀·티람 수화제(benomyl 20%, thiram 20%, 한국삼공) 200배액에 4시간 침종하여 소독하였고 파종 후 볏짚 피복 하였다.

발병수준 조절

뿌리썩음병의 발생 수준은 무발병을 포함하여 6수준(발병주율)으로 설정하였고, 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 배치하였다. 발병수준 별 처리구 면적은 63 m2으로 구획하였으며 6수준 처리구의 병발생은 자연발병으로 하였다. 요방제 수준을 결정하기 위하여 발병수준을 발병주율 0, 5, 10, 15, 20, 30%로 정하였고, 그 발병수준을 조절하기 위하여 코퍼옥시클로라이드·메타락실-엠 수화제를 토양관주 하였으며, 이외의 살균제는 살포하지 않았다. 또한 해충 방제를 위하여 터부포스 입제는 파종 전 토양혼화처리, 인독사카브액상수화제는 3회 분무살포 하였으며(Table 1), 제초제는 사용하지 않고 손제초를 실시하였다.

Table 1. 
Used chemicals for control of disease and pests
Diseases and Pests Pesticides Formulationa) Active ingredient (%) Dilution rate Times of treatment
Turnip moth Phorate GR 5 4 kg/10a 1b)
Beet armyworm Indoxacarb SC 5 1,000× 3
Rhizome rot Copper oxychloride + metalaxyl-m WP 35 + 7.5 1,000× 4
a)GR, Granule; SC, suspension concentrate; WP, wettable powder.
b)soil incorporation before seeding.

뿌리썩음병 발생정도 및 수량 조사

생강 뿌리썩음병의 발병이 시작된 이후 처리구의 발병정도를 확인하면서 수확기 1주일 전 발병상황에 따라 처리구내 150주 씩 구획하여 발병수준을 확정하였다(Fig. 1). 발병수준은 농촌진흥청의 표준조사방법(RDA, 2012)에 따라 발병주율로 하였으며, 생산된 근경의 생체중량을 각 발병수준별 수량으로 하고 농가 활용을 용이하게 하고자 10a를 기준으로 환산하여 표기하였다.


Fig. 1. 
Incidence level by diseased plants of rhizome diseases on test fields. A, no disease; B~F, 5, 10, 15, 20, and 30%, respectively.

방제수준설정

생강 뿌리썩음병 발병수준별 수량과의 비교는 R Foundation for statistical computing 프로그램 Ver. 3.4.0 (R Core Team, 2017)을 이용하여 Duncan 다중검정으로 유의성을 검정하고 두 요인간의 상관을 구하였다. 경제성분석을 위하여 수량(y)을 종족변수로, 뿌리썩음병 발병정도(x)를 독립변수로 하여 단순직선회귀식을 산출하였다. 생강 뿌리썩음병의 방제비용은 방제노동력과 방제약제 비용을 합하여 산출하고, 방제비용과 시장가격은 2018 지역별 농산물소득자료(RDA, 2019)를 근거로 하였다. 면적당 방제비용 동가수량(Gain threshold, GT)는 총 방제비용을 시장가격으로 나누어 구하였다. 그리고 경제적 피해수준(EIL)은 GT값을 발병정도와 수량 직선회귀식의 기울기 값인 피해계수로 나누어 결정하였으며, 경제적 방제수준(ET)은 경제적 피해수준(EIL)의 80%에서 결정하였다(Park et al., 2007; Pedigo et al., 1986).


결과 및 고찰
생강 뿌리썩음병 발생

생강 뿌리썩음병은 7월 중순 처음 발생이 시작되었으며, 8월 초부터 급격히 증가하고 방제 횟수가 적은 시험구에서는 10월 까지도 병 발생이 증가하였다. 가장 발생이 심한 처리구에서 26.4%의 발병율을, 방제를 지속적으로 수행한 처리구에서 5.2%의 발병율을 보였는데(Fig. 2), Kim et al. (1996)은 서산, 태안, 완주 지역의 농가포장에서 평균 6.2~22.2%, 최고 30% 이상 발병이 된 것으로 보고하였다. 이러한 발병은 종강의 건전 여부에 영향을 많이 받고, 6월하~7월초의 강우와 관련이 깊은 것으로 기술하였는데, 2017년 6월 하순 충남 예산군 신암면의 강수량은 6월 89.5 ml로 6월 26일 하루 동안 76.5 ml의 집중강우가 있었고, 이후 7월은 1주일 간격으로 비가 내려 총 387.5 ml의 강수량을 보였다. 이는 평년 278.0 ml에 비하여 증가한 것으로 6월 말의 집중강우와 7월의 지속 강우에 의해 병 발생이 증가한 것으로 판단되었다. 또한 Lee and Lee (1998)은 생강 근경부패병의 발병에 종강소독의 영향이 크며, 종강소독을 할 경우 포장발병 20% 수준 이하를 유지한다고 보고하였다. 본 실험에서도 파종된 모든 종강은 베노밀·티람 수화제 200배액으로 파종 전 침지소독을 실시하였는데, 생육기 중 방제 예외구를 제외한 대부분의 처리구에서 20% 이하의 발병율을 보여 종강소독이 포장에서의 발병을 크게 억제 가능한 것으로 확인할 수 있었다. 이와 더불어 생강을 처음 재배하였던 전년도 동일 시험포장에서는 전체 뿌리썩음병 발병율이 5% 미만이었는데(data not shown), 재배 2년차에 26%까지 발병이 증가한 것으로 보아 연작 기간 또한 생강 뿌리썩음병의 발병 증가에 주된 요인으로 판단되었다.


Fig. 2. 
Seasonal prevalence of rhizome diseases on ginger plant at different plot in test field. Average of each treatment plot. Vertical bars are presented the standard error. A to F plot is designed to incidence level 0, 5, 10, 15, 20, and 30%, respectively.

생강 뿌리썩음병 발병수준과 수량과의 상관 및 수량 예측 모델

생강 뿌리썩음병의 발병정도가 증가할수록 수확 근경의 양은 큰 폭으로 감소하였다. 5% 발병 시 수량 16%가 감소되었고 30% 발병 시에는 50% 이상의 수량이 감소되었다(Table 2). 뿌리썩음병 발병과 근경 수량과는 고도의 부의 상관이 있었고, 상관계수는 –0.9819로 통계적으로 고도의 유의성을 나타내었다. 이러한 관계는 생강 뿌리썩음병의 발병은 수확 근경의 크기 또는 무게의 감소 등과 같이 수량구성요소에 변화를 미치는 것이 아니라 발병이 시작되면 곧바로 근경을 수확할 수 없는 부패 상태로 만들기 때문에 발병이 수량에 미치는 영향은 매우 큰 것을 알 수 있었다.

Table 2. 
Yield of rhizome according to the various rhizome diseases levels in field
Incidence level (%) Yieldsa) (kg/10a) Yield indexb) (%)
0 1,921.3 ± 127.0 ac) 100
5 1,613.3 ± 166.6 b 84.0
10 1,437.3 ± 67.2 bc 74.8
15 1,310.0 ± 57.1 cd 68.2
20 1,202.7 ± 127.0 d 62.6
30 924.0 ± 88.0 e 48.1
a)DMRT 5% level.
b)Yield index%=yield of incidence levelyield of no disease×100
c)Values designated by the same letter are not significantly different by Duncan’s multiple range test (P ≤ 0.05).

생강 뿌리썩음병 발생은 근경 수확량과 직접적인 연관이 매우 높다. 발병정도를 무발병, 발병주율 5%부터 30%까지 평균화하고 수량과 비교하여 생강 뿌리썩음병 발병정도(x)에 따른 수량(y) 예측모델을 산출하였다. 그 결과 y(수량) = -31.29x + 1818.6으로 결정계수(R2)는 0.9642이었다(Fig. 3). 따라서 이 수량예측모델을 사용했을 때 생강 뿌리썩음병 발병으로 해석 가능한 수량 변이는 최대 96.4%로 이 관계식을 이용하여 생강 뿌리썩음병 발병에 따른 수량 예측이 가능할 것으로 생각되었다.


Fig. 3. 
Simple linear regressions between yield and rhizome diseases severity in ginger field experiment.

생강 뿌리썩음병의 경제적 방제수준 설정

방제비용과 시장가격은 2018 지역별 농산물 소득자료(RDA, 2019)를 근거로 하여 산출하였을 때, 10a당 방제비용은 685,815원이고, 시장가격은 kg당 5,361원을 기준(Table 3)으로 면적당 방제비용 동가수량(GT)를 구하면 127.9 kg가 되고, GT값 127.9에 수량 회귀식의 기울기 값인피해계수 31.29로 나누면 경제적 피해 허용수준(EIL) 4.1%가 된다. 이러한 결과로 생강 뿌리썩음병의 방제는 발병 초기부터 적극적으로 방제를 하여야 하며, 생강의 가격이 상승할수록 그 방제시기는 더욱 앞당겨져야 한다는 결론을 얻을 수 있었다.

Table 3. 
Cost analysis for control of rhizome diseases on ginger field
Agricultural chemicalsa) Labor costb) Depreciation for a farm machineryc) Sum (won/10a)
496,000 170,000 19,815 685,815
a)Copper oxychloride + metalaxyl-m WP: 6,200 won/100 g × 20 pk × 4 times.
b)17,000 won × 2.5 hours × 4 times.
c)9,908 won/month × 2 month.

위에서와 같이 경제성을 고려하였을 때 방제비용을 보상할 수 있는 생강 뿌리썩음병의 발병주율 한계는 4.1% 정도이었으며, 이 수준 이하의 발병 상태에서 살균제의 살포는 경제적 이익이 없는 것으로 해석할 수 있다. 그러나 병의 진전 속도와 약제 살포 후 약효의 발현 등 방제를 위해 소요되는 시간을 고려할 때 80% 수준에서(Kin et al., 2015; Shim et al., 2013; Moon et al., 2010) 방제하는 것이 합리적이므로 경제적 피해허용 수준(EIL)에 0.8을 곱하게 되면 경제적 방제수준(ET)은 3.3%로 설정할 수 있다(Table 4). 따라서 일반 농가에서는 생강 300주 당 10주 정도 발병이 되었을 때부터 방제를 시작하여야 경제적으로 유리할 것으로 생각된다.

Table 4. 
The economic threshold level between yield and diseased plants in ginger
Control cost (won/10a) Market Price (won/kg) Gain Threshold (GT = Management cost / Market price) Economic Injury Level (EIL=GT/a) Economic Threshold (ET=EIL×0.8)
685,815 5,361 127.9 4.1 3.3

이 연구는 생강 재배 농가에서 지속적으로 문제가 되고 있는 뿌리썩음병을 방제하기 위해 피해를 해석하고 경제성을 고려한 방제전략을 제안한다는데 의미를 부여할 수 있다. 하지만 생강 뿌리썩음병의 피해허용수준과 경제적방제수준은 연차별 생산물 가격의 차이, 환경을 달리하는 지역별 발병수준의 차이에 따라 달라질 수 있다. 그러나 이 연구 결과를 활용한다면 농약 저항성 병원균주의 출현, 농업환경 오염, 농작업자의 건강 문제 등 농약의 과용으로부터 야기되는 문제를 적절히 개선할 수 있을 것으로 판단된다.


Acknowledgments

이 논문은 농촌진흥청 공동연구사업 국책연구과제(PJ01249805)의 지원에 의하여 이루어진 것입니다.


References
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