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Suppression of Rhizome Rot in Organically Cultivated Ginger Using Integrated Pest Management
Research in Plant Disease 2015;21:215-221
Published online September 30, 2015
© 2015 The Korean Society of Plant Pathology.

Chang-Ki Shim, Min-Jeong Kim*, Yong-Ki Kim, Sung-Jun Hong, Jong-Ho Park, Eun-Jung Han, and Suk-Chul Kim

Organic Agriculture Division, National Academic of Agricultural Science, Wanju 565-851, Korea
*Corresponding author Tel : +82-63-238-2558 Fax: +82-63-238-3824 E-mail: kjs0308@korea.kr
Received July 28, 2015; Revised August 16, 2015; Accepted August 28, 2015.
cc This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
Abstract

요약

본 연구는 유기농 생강재배지에서 발생한 생강 뿌리썩음병을 헤어리벳치와 난각칼슘+훈탄을 혼합 처리하여 방제하고자 하였다. 생강의 잎이 황화되고 식물체가 시드는 생강 근경썩음병의 병징은 화학비료 처리구에서 7월 1일부터 시작되었다. 수확기인 10월 2일에 생강 근경썩음병이 더욱 진전되어 생강의 줄기가 갈변하고 식물체가 고사하여 36.7-43.0%의 높은 발병율을 보였다. 반면에 헤어리벳치+훈탄+난각칼슘 처리구는 9월 말까지 근경썩음병이 전혀 발생되지 않았고 10월 초순까지 발생이 지연되어 1.3-1.7%의 매우 낮은 발병율을 보였다. 토양내 Na, Fe, Cu 함량은 헤어리벳치+훈탄+난각칼슘 처리에 의해 처리 전보다 감소하였으나 유기물 함량은 31.6%로 시험 전보다 2배 증가하였다. 토양내 Pythium sp.의 밀도는 헤어리벳치+훈탄+난각칼슘 처리구(0.3-2.0×103 cfu/g)에서 낮았으나, 화학비료 처리구(12.0-12.3×103 cfu/g)에서 유의적으로 높았다. 따라서, 유기농 생강 재배지에 헤어리벳치를 녹비작물로 재배하고

This study was conducted to control ginger rhizome rot treated with the combined treatment, the hairy vetch, carbonized rice husk and eggshell calcium in organic ginger farm. Early symptoms of leaf yellowing and plant wilt began in the chemical fertilizer treatment on July 1. Ginger rhizome rot was more progressed on October 2, and stem browning and dead plant showed a high disease incidence with from 36.7% to 43.0%. On the other hand, the combined treatment did not occur at all until July 1 and delayed the disease incidence to October 2. It showed a low disease incidence of 1.3% to 1.7%. In the combined treatment, the content of soil Na, Fe, Cu was decreased and organic matter was increased twice with 31.6% than previous. Population density of Pythium sp. is lower in the combined treatment (0.3-2.0×103 cfu/g than the chemical fertilizer treatments (12.0-12.3×103 cfu/g). The combined treatment, hairy vetch, carbonized rice husk and the eggshell calcium is able to control the ginger rhizome rot in organically cultivated ginger field.

Keywords : Carbonized rice husk, Egg shell calcium, Ginger rhizome rot, Hairy vetch, Organic farming
서론

생강(Zingiber officinale)의 근경은 특유한 매운맛과 향을 지니고 있어 소화흡수와 살균작용을 촉진하는 효과가 있어 세계적으로 널리 이용되고 있는 향신료중의 하나이며 한약재료로 이용되고 있다(Lee 등, 2006). 생강의 원산지는 동남아, 인도 등 아열대지방이며 생강과(Zingiberaceae)에 속하는 다년생 초본식물로 약 85속(genus), 1,200여종(species)이 있는 것으로 알려져 있다(Hogarth, 2000; Jo 등, 2011). 생강은 고온 다습한 환경에서 자생하고 18°C 이상에서 발아하여 20-30°C 환경에서 잘 자라는 것으로 보고되었다.

우리나라 생강의 주요 생산지는 충남 서산과 전북 완주이며 총 생산량의 90%를 차지하고 있고, 환금작물로 재배되고 있다(국립농산물 품질관리원, 2006).

생강 생육에 피해를 주는 중요 병해인 근경썩음병은 Pythium myriotylum에 의해 발생하며, 생강의 근경뿐만 아니라 잎, 줄기, 뿌리, 관부 등 생강의 전 부분을 침하여 수침상으로 썩히고 초기에는 지상부가 노랗게 색깔이 변하고 후기에는 말라 죽는 특징이 있으며, 역병처럼 토양수분을 따라 전염하여 집단적으 로 발생한다(Kim 등, 1996; 2004). 토양 중 재배기간이 길고 연 작으로 인하여 발병률이 증가하며 낮게는 26.7%에서, 높게는 88.1%로 나타났는데, 생강 재배 중 6월 하순부터 발생하여 9월 중순까지의 고온 다습한 환경에서 가장 발생이 심각하여 재배하기 어려운 작물에 속한다(Kim 등, 1997a; 1997b; Lee and Lee, 1998). 생강 근경썩음병의 발병이 논 재배보다는 밭 재배에서, 사양토보다는 식양토에서 발생이 심하며, 저지대 및 식양토에서 높은 발병률을 보였는데, 저지대로의 수분이동과 저지대의 배수 취약성이 병 발생을 증가시키고, 토양수분 보유력이높은 식양토와 토양의 낮은 pH가 병 발생 증가에 영향을 주는 것으로 보고되었다(Kim 등, 2013; Lee 등, 1990).

관행의 생강재배 농가에서는 근경썩음병을 방제하기 위해 주로 화학적 방제에 의존하고 있으나(Chauhand와 Patel, 1990; Lee 등, 1999) 생강의 특성상 약제가 토양에 도달하기가 매우 어려워 방제 효과가 매우 낮고 토양오염뿐만 아니라 병원균이 약제 내성을 얻게 되면 방제효과가 떨어지며 수확 후 농약 잔류등으로 품질 저하의 원인이 되고(Park, 1997), 저장 중에도 부패하여 경제적 손실이 매우 크다(Kim 등, 1998; Yang 등, 1988).

유기농 생강재배에서 근경썩음병을 방제하기 위해서는 무병포장에서 생산한 건전한 종강을 사용하고, 종강소독, 토양소독 등이 알려져 있으며, 생물학적 방제방법으로는 Trichoderma sp., Gliocladium virens, Streptomyces sp. 등의 길항미생물을 종강에 처리하거나 토양에 혼화하여 처리하는 방법 등이 알려져있다(Park, 1997). 특히, 생강의 연작장해를 극복하기 위하여 녹비작물인 호밀과 오차드글라스를 토양에 처리하였더니 생강근경썩음병원균(P. myriotylum)의 밀도가 감소하는 것으로 보고하였다(Jung 등, 2015). 또한 녹비작물로 보리와 charcoal을 동시에 생강 근경썩음병 상시 발병토에 처리하였더니 처리구 내 생강의 생육이 양호하였으며 근경썩음병 발생이 상대적으로 낮아져 생강의 생산성이 증가하는 것으로 보고하였다(Yang 등, 2014).

따라서 본 연구는 녹비작물인 헤어리벳치와 토양개량제인 난각칼슘과 훈탄을 토양에 혼화 처리하여 유기농 생강 재배시 문제가 되는 근경썩음병을 효과적으로 방제하고자 농가포장에 서 시험했던 연구결과를 보고하고자 한다.

재료 및 방법

시험 재배지

본 시험에 사용된 농가시험포장은 충청남도 서산시 부석면 강수리에 위치한 생강을 4년간 연작 재배한 곳을 선정하였다. 시험 포장 규모는 약 990 m2(10a)이고, 각 처리구의 면적은 165 m2(3×55 m)이며, 각 처리구 사이의 간격은 60 cm로 하여 처리구를 구분하고 배수를 용이하게 하였다. 또한, 시험구는 3반복으로 처리하였으며 난괴법을 적용하여 배치하였다.

녹비 및 토양개량제 처리

시험구의 포장은 2013년도에 전작으로 배추를 재배하였고 관행재배구는 마늘을 재배하였다. 관행재배구는 밑거름을 생강표준시비법에 의거 화학비료를 N-P2O5-K2O를 30:20:10 kg/10a과 석회(200 kg/10a) 시비하였다. 시험구는 2013년 10월 15일 동계녹비작물로 헤어리베치를 4 kg/10a 산파하였고 이듬해 봄(2014년 4월 5일)에 전량(1,713.6±14.5 kg/10a) 예취하여 토양에 환원한 후, 난각칼슘(200 kg/10a)과 훈탄(400 l/10a)을 토양개량제로 처리 하여 경운 하여 생강 밭을 조성하였다.

녹비 생육 및 양분특성 조사

시험포장에서 재배한 헤어리벳치는 토양에 환원하기 전에 생체중과 초장을 조사하였으며 헤어리벳치 식물체 이화학성을 분석을 위하여 생체중 1 kg을 70°C에서 72시간 건조한 후 Wiley miler로 곱게 분쇄하여 시료로 사용하였다. 식물의 화학적 특성은 농촌진흥청 국리농업과학원의 식물과 토양 화학분석법(NIAST, 2000)에 준하여 실시하였다. 식물체 시료를 황산(H2SO4)으로 습식분해 후 전질소는 질소자동분석기(Kjeldahl-Auto, MRK Co., Japan)에 의한 켈달분석(Eastin, 1978)으로, 전탄소는 탄소자동분석기(CHN1000, LECO Ltd., USA)로 분석하였으며 인산 함량은 Ammonium vandate 법으로 발색하여 UV/Vis Spectrophotometer로 측정하였으며 미량원소 및 양이온 함량은 ICP(Integra XL, GBC, Australia)로 측정하였다.

생강재배

시험시험에 사용된 생강 종구는 2013년 농가에 서 재배하여 저온 저장한 것을 선별하여 사용하였으며 관행구는 베노람 1,000배액에 1시간 침지하였고 시험구는 pH 교정황 토유황합제 1,000배액에 10분간 침지하여 생강 종구를 소독한 후 흐르는 물에 세척하여 저온 발아시킨 후, 4월 25일 파종하였다(30 cm 간격으로 3열). 파종 후 관리는 일반적인 생강 관리요령에 의해 실시하였다.

생강 근경썩음병 발생 및 P. myriotylum 밀도 조사

시험 포장에서 생강 근경썩음병 발생정도는 7월 1일부터 10월 2일까지 1개월 간격으로 조사하였으며 생강 근경썩음병 발생률(%)은 처리별로 조사한 생강 100주 중에 시들음 증상이나 지상부가 갈변하거나 고사하는 증상을 보이는 이병주를 조사하여 백분율로 환산하여 산출하였다.

또한 생강 근경썩음병을 일으키는 병원균인 P. myriotylum 의 밀도변화를 조사하고자 7월 1일부터 10월 2일까지 1개월 간격으로 관행재배구와 처리구에서 각각 5개 지점을 선정하여 100 g의 토양을 채취하여 풍건한 후, 이 중에서 10 g을 채취하여 90 ml 멸균 증류수에 넣고 1시간 동안 교반한 후, Shimizu and Ichitani(1984) 개발한 Pythium 선택배양기(MPVM: Pimaricin 5 ppm, PCNB 100 ppm, Rose Bengal 10 ppm, Vamcomycin 300 ppm)에 희석평판분리법으로 분리하였다. 희석한 토양현탁액을 Pythium 선택배양기(MPVM)에 도말 후 35°C에서 2-3일 배양하면서 처리별로 병원균 균총을 조사하였다. 또한 병원균을 순수분리하기 위하여 균총의 선단부위를 멸균된 백금선을 이용하여 CMA(Corn meal agar, corn meal 17 g, agar 20 g, distilled water 1000 ml)나 V8 juice agar(V-8 juice 200 ml, agar 20 g, CaCO3 3 g, distilled water 1000 ml)에 옮겨 순수분리 후 병원균의 특성을 관찰하였다(Kim 등, 1997b).

토양 이화학성 분석

토양시료는 생강 수확 후에 관행재배구와 처리구에서 10개 지점을 선정하여 토양 깊이 20 cm에서 지그재그 형태로 채취 후 잘 혼합하였고, 토양시료는 풍건 후 100 g씩을 쇄토하여 2.0 mm 체에 통과시킨 후 분석에 사용하였다. 토양의 화학적 특성은 농촌진흥청 국리농업과학원의 토양화학분석법(NIAST, 2000)에 준하여 실시하였다. 토양의 pH와 EC는 토양과 증류수를 1:5(w/v) 비율로 1시간 동안 진탕하여 조사하였다. 토양유기물(Organic matter, OM) 함량은 Tyurin’s 법을 이용하였고, 전질소(Total nitrogen, T-N) 함량은 Kjeldahl 증류법을 적용하였으며 유효인산(P) 함량은 Lancaster법으로 발색 후 UV/Vis Spectrophotometer(DU 720, Beckman Co. Ltd., USA)를 이용하여 720 nm 파장에서 측정하였다. 친환성양이온은 1.0 N CH3COONH4(pH 7.0)으로 추출하여 ICP-MS로 측정하였다.

통계분석

녹비작물과 토양개량제 처리가 생강의 생육, 토양 이화학성 변화 및 생강 근경썩음병 억제에 미치는 영향을 조사하고자 각 처리별로 얻어진 시험 결과를 SAS 프로그램 3.1.3 버젼(2006)을 사용하였으며 평균 및 표준편차를 구하고 5% 유의수준에서 Tukey’s 검정으로 유의차검정을 실시하였다.

결과 및 고찰

녹비작물의 생육

2013년 10월 15일에 생강 연작재배 농가포장에 녹비작물인 헤어리벳치의 종자를 4 kg/10a으로 파종하였는데, 파종 후 약 5일부터 출현하기 시작하여 시험포장 전체적으로 고르게 출현하였고 생육기간의 경과에 따라 지속적으로 생장이 이루어졌다(Fig. 1A). 월동한 헤어리벳치는 개화기 직전인 4월 5일경에 예초하여 토양에 전량 환원하였다(Fig. 1B). 헤어리벳치 파종 150일 후 초장과 생체량을 조사하였더니 초장은 평균 72.7±2.3 cm/20주이었고 생체량은 1,713.6 ±14.5 kg/10a으로 녹비작물로서 매우 정상적인 생육을 보였다(Table 1).

Fig. 1.

Suppressive effect of ginger rhizome disease treated with Hairy Vetch, Egg shell calcium, and carbonized rice husk in organic ginger cultivation soil in Seosan. A: Cultivation of green manure, Hairy Vetch (4.0 kg/10a) before sowing ginger rhizome, B: Treatment of egg shell calcium (200 kg/10a) and carbonized rice husk (400 l/10a) mixtures, C: Chemical fertilizer treatment (N-P2O5-K2O, 30:20:10 kg/10a).


Average fresh weight and height of hairy vetch treated as green manure in ginger cultivation field at Seosan in 2014

Fresh weight (kg/10a)zHeight (cm/20 plants)
Hairy vetch1,713.6±14.572.7±2.3

zEach value represents the mean value±standard deviation of three runs with three replicates each.


녹비작물인 헤어리벳치는 재배지역과 파종시기에 따라 다양한 생육을 보이는 것으로 보고되어 있다. 특히, 헤어리벳치의 건물생산량은 파종시기와 파종량에 따라 크게 좌우되는데 헤어리벳치 종자를 3-4 kg/10a을 조파 또는 산파할 경우 파종적기인 8월 이후 파종기가 지연됨에 따라 이듬해 녹비의 수량이 저하되는 것으로 보고되었다(Seo와 Lee, 2000). Jung 등(2015)은 생강 연작재배지에 녹비작물로 2월 초에 헤어리벳치 종자를 10-14 kg/10a로 파종하여 4월 20일경 초장과 생체량을 조사하였더니 각각 107.5±9.8 cm, 1,727±129 kg/10a인 것으로 보고하였다.

본 시험에서는 헤어리벳치의 종자를 4 kg/10a 10월 초순경 추파하여 이듬해 4월 초순에 예취하였을 때, 헤어리벳치의 초장은 다른 결과들(Jung 등, 2015; Lee와 Lee, 2001; Seo와 Lee, 2000)에 비해 작았지만 본 시험에서 조사한 생체량은 녹비작물로서 충분한 양을 토양에 공급할 수 있을 것으로 판단된다.

녹비작물의 양분함량

녹비작물인 헤어리벳치를 토양 환원 전 식물체의 화학적 특성과 양분함량을 조사하였더니, 헤어리벳치의 유기물함량은 14.6 g/kg이었으며 탄소함량은 39.7%이 었고 질소함량은 3.1%로 탈질비(C/N ratio)는 12.8인 것으로 나타났다. 또한 헤어리벳치 식물체의 pH는 5.5이며, 인산(P2O5) 함량은 61.9 mg/kg이었고 규산(SiO2) 108.9 mg/kg이었으며, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 함량은 각각 0.47 cmol/kg, 3.59 cmol/kg, 1.05 cmol/kg으로 조사되었다(Table 2).

Chemical properties of hairy vetch plant treated as green manure in ginger cultivation field at Seosan in 2014

pH (1:5)P2O5 (mg/kg)O.M (g/kg)KCaMgWaterT-CT-NC/N Ratio


(cmol/kg)(%)
Hairy vetch5.5±0.1z61.9±0.914.6±0.70.47±0.023.59±0.11.05±0.0286.7±0.839.7±0.83.1±0.112.8±0.5

zEach value represents the mean value±standard deviation of three runs with three replicates each.


헤어리벳치는 내한성 작물로 월동력이 강한 장점이 있어 10°C 정도의 낮은 온도에서도 생육 및 질소 고정 능력이 높아(Power와 Zachariassen, 1993), 식물체내 질소함량 증가로 타동계 녹비작물보다 1% 이상의 높은 질소함량을(N, 3.6-4.1%) 가지고 있는 것으로 보고되었다(Smith 등, 1987; Utomo 등, 1991). 특히, 같은 콩과 녹비작물인 크림슨클로버나 레드클로버 보다 건물수량과 전질소량이 높아 녹비작물로서 유용성이 매우 높은 것으로 알려져 있다(Seo 등, 2000). 또한 헤어리벳치를 녹비작물로 토양에 환원하면 유기태 질소의 고정량이 높고 토양 중에서 분해가 빨라 토양 이화학성뿐만 아니라 미생물 밀도의 변화에도 중요한 영향을 미치는 것으로 보고되었다(Lee와 Lee, 2001).

본 시험에서는 녹비작물로 재배한 헤어리벳치의 처리 효과로 51.4 kg/10a의 질소를 시용한 것 동일한 양분공급 효과를 거둘 수 있을 것으로 추산된다.

녹비작물과 토양개량제 처리에 의한 생강 근경썩음병 방제효과

충남 서산의 생강재배 농가시험포장에서 자연 발생한 근경썩음병의 발병률을 6월 말부터 10월 초순까지 1개월 간격으로 조사하였더니, 관행재배구에서는 7월 1일부터 생강의 잎이 황화되면서 식물체가 시드는 증상이 나타나기 시작하였다(Fig. 1C). 시간이 경과함에 따라 병 발생이 급속히 진전되어 수확기인 10월 2일에는 관행재배구의 생강은 줄기가 갈변하여 고사하는 증상을 보였으며 36.7-43.0%의 높은 발병주율을 보였다. 반면에 녹비작물인 헤어리벳치를 심고 난각칼슘과 훈탄을 처리한 시험구에서는 6월 말-9월 말까지 전혀 병이 발생하지 않았으며 수확기인 10월 2일경 생강 근경썩음병 초발생이 시작되어 관행재배구에 비해 병 발생이 매우 지연되었고 발병주율도 1.3-1.7%로 매우 낮게 조사되었다(Table 3).

Suppressive effect of rhizome disease and population density of Pythium sp. in the organically cultivated ginger farming fields treated with Hairy Vetch, Egg shell calcium, and carbonized rice husk in Seosan

TreatmentzDays after treatment

Jul. 1Agu. 1Sep. 2Oct. 2
Ginger rhizome rot incidence (%)xGreen+CRH+ESC0.0 by0.0 b0.0 b0.8 b
Con_Chem1.4 a10.8 a29.9 a40.3 a

Population density of Pythium sp. (103 cfu/g)Green+CRH+ESC0.1 b0.1 b0.1 b1.7 b
Con_Chem3.5 a4.7 a6.9 a12.4 a

zGreen+CRH+ESC : Hairy Vetch (3.5 kg/10a), Egg shell calcium (200 kg/10a), Carbonized rice husk (400 l/10a); Con_Chem. : Conventional chemical fertilizer (N-P2O5-K2O, 30:20:10 kg/10a).

xDisease incidence (%)=(Number of diseased ginger plants/100 plants)x100.

yMeans within a column followed by different letters are significantly different (Tukey’s test P<0.05).


근경썩음병은 생강 재배 지역이나 년도에 따라 매우 다양한 발병률을 보이지만, 장마가 집중되는 7월에서 8월 사이에 병 발생이 심한 것으로 보고되었다. 1996년 서산에서 생강을 연작재배한 농가 포장에서는 17.5-51.0%까지 동일한 포장에서도 병 발생률이 다양한 것으로 보고되었으며(Kim 등, 1998), 근경썩음병은 연작년수가 많을수록 발병 정도가 심하였고(Lee 등, 1991) 초년재배, 매 2년 윤작, 답전윤환시 발병이 가장 낮은 것으로 보고하였다(Kim 등, 1996).

녹비작물은 토양물리성 개선과 유기물 공급뿐만 아니라 생물다양성 유지 및 작물수량증대 수단으로써 유한기에 재배가 가능하며 화학비료 대체수단으로 후작물에 대한 질소공급원으로 활용가능하며 토양 건전성 개선효과가 있는 것으로 보고되고 있다(Choi 등, 2010).

본 실험에서도 생강 연작재배지에 전작으로 배추를 원연작물로 재배하였고 헤어리벳치를 녹비작물로 재배하였으며 토양 개량제인 난각칼슘과 훈탄을 토양에 처리하였더니 화학비료를 처리한 관행재배구에 비해 3개월 이상 생강 근경썩음병의 발생이 지연되었고 이병주율도 낮아져 생강의 연작 장해 개선 효과가 클 것으로 사료된다.

녹비작물과 토양개량제 처리에 의한 토양 이화학성 변화

시험 전후, 헤어리벳치+훈탄+난각칼슘 처리구의 토양 이화학성 변화를 조사하였더니, 양이온 중에서 Na(0.1 cmol/kg)와 Fe(17.1 cmol/kg), 미량원소 중에서 Cu(0.5 mg/kg)의 함량이 시험 전보다 감소하였고 pH, EC 등 나머지 조사항목들의 시험 전 값보다 증가한 것으로 조사되었다. 특히 유기물 함량은 31.6% 로 시험 전보다 약 2배 이상 증가한 것으로 나타났다. 또한 관행 재배구의 토양 이화학성은 시험전보다 pH, EC, Ca, Na, Fe, Zn, Mo의 함량은 감소하거나 변화가 적었으나 유기물 함량, 총질소함량, K, Mg, Mn, B, Cu의 함량이 시험 전보다 증가하였다. 특히, 인산함량(485.4 mg/kg)이 헤어리벳치+훈탄+난각칼슘 처리구보다 증가하였다(Table 4).

Comparison of soil chemical property of organically cultivated ginger field treated with hairy vetch, egg shell calcium, and carbonized rice husk at harvesting season in Seosan

TreatmentpH (1:5)EC (dS/m)OM (g/kg)T-N (%)P2O5 (mg/kg)Ex. Cation (cmol/kg)Micro media (mg/kg)


KCaMgNaFeMnBZnMoCu
Before6.7 by0.7 b11.5 c0.5 c380.6 c0.48 c3.3 b1.2 c0.2 a39.5 a9.8 b0.4 c7.3 b2.4 a2.3 b
AfterGreen+CRH+ESCz7.1 a1.6 a31.6 a0.8 a434.1 b0.75 a8.1 a1.3 b0.1 b22.4 b7.7 c0.6 a9.7 a2.5 a1.8 c
AfterCon_Chem.x6.5 c0.6 c14.4 b0.6 b485.4 a0.54 b3.3 b1.5 a0.1 b42.5 a10.3 a0.5 b7.5 b2.4 a3.8 a

zGreen+CRH+ESC: Hairy Vetch (3.5 kg/10a), Egg shell calcium (200 kg/10a), Carbonized rice husk (400 l/10a).

xCon_Chem.: Conventional chemical fertilizer (N-P2O5-K2O, 30:20:10 kg/10a).

yMeans within a column followed by different letters are significantly different (Tukey’s test P<0.05).


생강 연작재배지에 헤어리벳치, 크림손클로버, 오차드글라스를 재배하였더니, 토양의 pH 및 EC가 감소하며 토양내 유기물 함량은 증가하는 것으로 보고하였다(Jung 등, 2015). 당근 연작재배지에서도 두과인 크로타라리아와 화본과인 수단그라스를 녹비작물로 재배하여 토양에 환원하였더니 토양의 pH는 대조구와 별다른 차이가 없었으나 EC는 대조구에 비해 낮아졌으며 토양의 유기물, T-N 및 인산함량은 대조구에 비해 증가하는 것으로 보고하였다(Lee, 2013). 또한 녹비작물인 청보리와 토양개량제인 charchol을 동시에 처리하였더니 생강의 생육이 양호해지고 근경썩음병의 발병율이 낮아져 생강의 생산성이 증가한 것으로 보고되었다(Yang 등, 2014).

그러나 본 시험에서는 녹비작물인 헤어리벳치를 토양에 환원하였을 때 토양내 pH, EC가 처리전보다 증가하는 것으로 나타났으며 유기물 함량은 2배 이상 증가한 것으로 보아 녹비작물과 토양개량제 혼합처리에 의한 생강 연작지 재배토양의 토양 이화학성 변화에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

녹비작물과 토양개량제 처리에 의한 Pythium sp. 밀도 변화

생강재배 포장에서 헤어리벳치+훈탄+난각칼슘 처리와 화학비료처리에 의한 토양내 생강 근경썩음병의 주요 원인균인 Pythium sp.의 밀도변화를 비교 조사하였더니, 조사기간인 7월 1일부터 10월 2일까지 헤어리벳치+훈탄+난각칼슘 처리구는 토양내 Pythium sp.의 밀도가 0.3-2.0×103 cfu/g로 재배기간 중에 큰 변화가 없었으나, 화학비료를 투여한 관행재배구는 근경썩음병이 초 발생한 7월 1일에 평균 3.3-4.0×103 cfu/g 이었다. 수확기인 10월 2일에는 관행재배구의 Pythium sp.의 밀도가 지속적으로 증가하여 평균 12.0-12.3×103 cfu/g으로 높게 나타났다(Table 3).

생강 근경썩음병은 토양내 병원균의 밀도가 1-2×102 cfu/g 일 때 발병이 시작되는 것으로 보고되어 있다(Shim 등, 2000). 특히, 주요 병원균인 Pythium 균은 생강 이외에도 고추, 토마토, 밀, 메밀, 대두, 완두, 팥에서 병을 일으켜 뿌리를 썩히는 매우 기주범위가 넓은 식물병원균으로 토양에 대한 적응력이 높아 방제하기가 어렵다. 생강 연작재배지에 녹비작물인 호밀과 오차드글라스를 재배하였더니 P. myriotylum의 밀도가 상대적으로 감소하는 것으로 보고 하였다(Jung 등, 2015).

또한 화학비료의 지속적인 사용은 토양 환경의 질을 악화시키는 원인이 될 뿐만 아니라 토양 생물상을 해칠 수 있으나 (Tang 등, 2008), 토양내 작물의 잔사나 토양 유기물의 저장은 토양의 물리적 특성 변화뿐만 아니라 토양 병해를 감소시키는 효과가 있다(Pederson과 Hughes, 1992; Scolte, 1987).

본 시험에서는 생강 근경썩음병이 시작되는 6월 말경, 헤어리벳치를 녹비작물로 재배하고 토양 개량제인 훈탄과 난각칼슘을 처리한 처리구에서 관행재배구에 비해 Pythium sp.의 밀도가 10배 이상 현저하게 낮게 나타났으며 이로 인해 다른 결과들(Jung 등, 2015; Yang 등, 2014)과 마찬가지로 생강 근경썩음병의 발병률도 상대적으로 낮게 나타난 것 같다.

따라서 본 시험결과를 종합해보면 유기농 생강재배에 있어 휴한기를 이용하여 녹비작물을 여러 해 재배하면 토양의 연작장해 개선효과뿐만 아니라 토양전염성 식물 병원균의 밀도도 감소시킨다는 보고가 있으므로 녹비작물인 헤어리벳치와 토양개량제인 훈탄과 난각칼슘을 유기재배 토양에 처리하면 생강근경썩음병을 효과적으로 방제할 수 있을 것으로 사료된다.

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December 2019, 25 (4)