Control of Large Patch Disease in Zoysia japonica by Applying a Mixture of Bio-sulfur and Tebuconazole

Research Article
김 영선  Young-Sun Kim1,2*배 은지  Eun-Ji Bae3이 재필  Jae-Pil Lee4이 긍주  Geung-Joo Lee5*

Abstract

This study was conducted to evaluate the control of large patch disease on zoysiagrass (Zoysia japonica) by applying tebuconazole and bio-sulfur (BS). Treatments were as follows: Control (non-treatment), bio-sulfur treatment (BS, 1.0 mL m-2), tebuconazole treatment (T, 0.125 a.i. g m-2), T+BS treatment (T 0.125 a.i. g m-2+BS 1.0 mL m-2), and 0.75T+BS treatment (T 0.094 a.i. g m-2+BS 1.0 mL m-2). After applying BS, T, or their mixtures, damage in the leaves of zoysiagrass was not shown. As compared to control, disease area of large patch in BS treatment was not significantly different. Disease control efficacy of T, T+BS, and 0.75T+BS treatment without vertical mowing and aeration was 55.0-68.3, 50.0-57.9, and 41.4-70.0%, respectively, and with vertical mowing and aeration 21.6-31.0, 44.8-60.8, and 6.9-57.6%, respectively. In the t-test between T and a mixture of BS treatments, disease control of T+BS and 0.75T+BS was not significantly different. These results showed that the BS might be applied as an adjuvant in the control of large patch in the golf course because tebuconazole application with BS decreased by about 25% than without BS.

Keyword



서 언

Rhizoctonia solani AG2-2 (IV)는 난지형 잔디가 식재된 근권층이나 대취층에 서식하면서(Ryu et al., 2014) 주로 봄철(6월경)과 가을철(9-10월경)에 라이족토니아마름병을 일으키는 대표적인 병원균이다(Shim and Kim, 1995; Shim et al., 1994). 국내 골프장의 페어웨이는 약 70% 정도가 난지형 잔디인 한국잔디(Zoysia spp.)로 조성되어 있고(Choi et al., 2012), 한번 조성된 잔디 밭은 초종의 변화가 어렵기 때문에 R. solani AG2-2 (IV)이 오염되면 지속적으로 병이 발생하고, 피해가 나타난다(Shim and Kim, 1995). 한국작물보호협회에 따르면 2022년 현재 라이족토니아마름병 방제를 위해 등록된 약제는 182종이며, 이중에서 tebuconazole을 함유하는 살균제는 52종으로 약 29%에 해당한다(KCPA, 2022).

Tebuconazole은 균사의 sterol 생합성을 억제하는 triazole계 농약으로 선단 침투성 살균제이며(Zarn et al., 2003), 잔디 관리에서 라이족토니아마름병 외에도 갈색잎마름병, 설부소립균핵병, 동전마름병, 녹병 및 탄저병 방제에도 이용되고 있다(KCPA, 2022). 잔디 병해 관리에서 tebuconazole이 다양한 병 방제에 대해 우수한 방제효과를 나타내는 것은 긍정적인 일이나 Kim et al. (2010)은 병이 발생하기 전에 다른 병의 방제에 사용하는 경우 잔디 병원균이 약제에 대한 내성을 갖게 될 수 있으므로 작물보호제 사용에 주의가 필요하다고 보고하였다. 또한 다른 약제를 사용하더라도 작용기작이 동일한 경우 내성을 유발할 수 있으므로 잔디 관리 시 작물보호제의 특성을 고려하여 방제 계획을 세우고, 살균제 사용을 줄이기 위한 종합적 방제 연구가 필요하다(Kim et al., 2019b). 잔디관리에서 병해충의 종합적 방제나 친환경적인 관리를 위해서는 토양 환경 개선, 미생물 활용(Ryu et al., 2014) 및 기능성 추출물(Kwon et al., 2010) 등을 이용하여 살균제 사용을 대체하거나 감소시키는 방법들이 연구되어 왔다(Kim et al., 2019b). 미생물을 처리하여 잔디 병 방제를 위한 연구는 다양하게 진행되었으며, 살균제와 미생물을 함께 처리하는 경우 살균제의 사용이 50% 감소되는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 2021). 이외에도 계면활성제(Kim et al., 2020)나 바이오황(bio-sulfur; Kim et al., 2019a)을 보조제로 이용하는 경우 살균제의 사용을 감소시킬 수 있다.

바이오황은 쓰레기 매립지의 환원조건에서 발생하는 황화수소의 탈황과정 중 발생하는 부산물이다(Lee, 2018). 그동안 바이오황은 건축자재 성능개선에 관한 연구는 진행된 바 있으나 농업적 이용에 관한 연구는 미미하였다(Eom, 2016). 황은 작물의 재배에서 단백질을 구성하는 주요 비료원이며(Li and Kim, 2011), 식물병원균에 대한 살균능력을 나타내는 천연물질로 이용되고 있다(Paik et al., 2012). 현재 바이오황은 유기농업자재로 등록되어 있어 친환경 재배에서 작물의 병해충관리에 이용하고 있으며(NAQS, 2022), Oh et al. (2020)은 감귤(Citrus reticulata)의 더뎅이병 발병 억제에 효과가 있다고 보고하였다. Kim et al. (2019a)는 한국잔디에서 발생하는 라이족토니아마름병원균에 대한 길항성 연구에서 항진균 효과를 나타나지 않았으나 살균제와 혼용 시 상승작용을 나타내어 보조제로 사용이 가능하다고 보고하였다. 보조제는 농약의 종류, 제형 및 그 물리화학적 특성에 따라 그 반응과 약효는 다르며, 농약살포액의 물리성을 개선하고 증진시킨다(Jin et al., 2008). Kim et al. (2019a)은 바이오황을 보조제로 이용하기 위해서는 여러 농약과 혼용하여 처리 후 병해에 대한 방제효과 등을 조사하여야 한다고 보고하였다. 따라서, 본 연구는 한국잔디의 병해관리에서 바이오황의 보조제로서의 이용 가능성을 평가하기 위해 바이오황과 tebuconazole혼용처리 시 라이족토니아마름병의 방제효과를 조사하였다.

재료 및 방법

공시재료

본 연구는 2018년 4월부터 6월까지 3개월 동안 강원도 원주시 소재의 A 골프장과 경기도 여주시 소재의 B 골프장에서 수행되었다. 공시잔디는 한국잔디(Zoysia japonica)를 이용하였고, 시험포장의 토성은 사토였으며, 토양 근권층 깊이는 약 15 cm였다. A 골프장의 근권층은 마사토로 조성되어 있었고, B 골프장은 미국골프협회(United States Golf Association, USGA) 기준에 적합한 모래로 조성되어 있었다. 공시약제는 바이오황(Bio-sulfur; BS)과 살균제(tebuconazole)를 이용하였고, 바이오황은 에코바이오홀딩스(주) (Eco-bio Holdings Co., Ltd., Seoul, Korea)에서 공여 받아 사용하였고, 살균제인 tebuconazole 유제(tebuconazole 25%; T, FarmHannong, Seoul, Korea)은 농자재판매상에서 구매하여 사용하였다.

처리구 설정 및 배치

처리구는 수돗물만 처리한 대조구(control), 바이오황 처리구(BS, 1.0 g m-2), 테부코나졸 처리구(tebuconazole [T] 0.125 g a.i. [active ingredient] m-2), 바이오황과 테부코나졸 혼용처리구1 (T+BS, T 0.125 g a.i. m-2+BS 1.0 g m-2) 및 혼용처리구 2 (0.75T+BS, T 0.094 g a.i. m-2+BS 1.0 g m-2)로 구분하였다. 실험포장의 시험구 단위는 0. 5 m2 (0.5 m×1.0 m) 크기로 전체포장은 7.5 m2였고, 실험구 배치는 난괴법(3반복)으로 배치하였다. 실험 포장은 라이족토니아마름병이 발생했던 지역 중 회복되었으나 병반의 흔적이 남아 있는 지역으로 선택하였고, 육안으로 식별 시 약 50% 정도의 발병흔적이 포함되도록 처리구를 설정하였다. 라이족토니아마름병의 방제 시 토양 갱신 작업에 따른 방제효과를 조사하기 위해 각 처리구는 토양 갱신 작업 처리구와 비처리구로 나누어 수행하였다. 시험을 위해 선정된 두 골프장 모두 시험 전 2년동안 토양 갱신 작업을 수행하지 않은 지역을 선정하여 토양 갱신 작업에 따른 공시약제 처리 후 병 방제 및 회복 효과를 평가하기에 적합하였다. 토양 갱신 작업으로는 버티컬 모잉(5 mm)과 통기작업(직경 10 mm, 깊이 80 mm; 코어링 작업)을 병행 실시하였고, A골프장에서는 4월 13일에, B 골프장에서는 5월 16일 수행하였다. 토양 갱신 작업 후에는 자주식 수동 배토기와 빗자루를 이용하여 약 3 mm 두께로 손배토 작업을 진행하였다.

바이오황과 테부코나졸의 처리는 A 골프장에서는 2018년 4월 20일, 4월 27일, 5월 4일에, B 골프장에서는 5월 23일, 5월 30일, 6월 6일에 각각의 약제를 1,000 mL의 수돗물에 희석하여 물조리개를 이용하여 각각 3회씩 관주 처리하였다. 시험기간 동안 시비와 시약은 이뤄지지 않았으며, 예지는 각 골프장별 코스의 일반관리에 준하여 실시하였다.

약해 및 약효 검정

바이오황과 테부코나졸 처리 후 잔디의 품질 변화를 통해 약제 처리 후 약해를 조사하였고, 라이족토니아마름병 발병면적율 및 방제율 등을 조사하여 바이오황과 살균제 혼용처리에 따른 약효를 조사하였다. 약제처리 후 처리면적 중 라이족토니아마름병의 발병 흔적이 없거나 발병되지 않은 지역의 잔디를 대상으로 약해를 조사하였다. 잔디의 가시적 품질은 National Turfgrass Evaluation Program (NTEP)에서 제시한 방법에 준하여 A 지역에서는 2018년 4월 20일, 4월 27일, 5월 4일, 5월 11일에 총 4회 조사하였고, B 지역에서는 2018년 5월 23일, 5월 31일, 6월 7일, 6월 14일에 총 4회 조사하였다(1=worst, 6=acceptable, 9=best).

라이족토니아마름병 방제효과 조사는 농약의 등록기준에 준하여 약제 3회 처리 후 1주후에 실시하여 A 지역에서는 2018년 5월 11일에, B지역에서는 6월 14일에 각 처리구별 발병면적율과 병방제율을 조사하였다. 발병면적율 및 방제율 조사는 농약의 등록기준에 준하여 실시하였다(RDA, 2010). 라이족토니아마름병의 발병면적율은 시험포장의 처리구에 발생한 라이족토니아마름병의 줄자를 이용하여 병 면적을 측정하고 각 처리구에 발생한 라이족토니아마름병 발병면적을 조사한 후 아래 식에 준하여 계산하였다.

발병면적율(%)=처리구의 발병면적/처리구 면적×100 (1)

라이족토니아마름병의 방제율은 대조구와 처리구의 발병면적율을 이용하여 아래 식에 준하여 계산하였다.

방제율(%)=(1-처리구의 발병면적율 평균/대조구의 발병면적율 평균)×100 (2)

통계처리는 SPSS (ver. 12.1, IBM, New York, USA)를 이용하여 Duncan 다중검정과 T 검정을 통해 처리구간 평균값의 유의차를 검정하였다.

결과 및 고찰

바이오황 및 tebuconazole의 라이족토니아마름병 방제효과

바이오황과 tebuconazole의 처리에 따른 라이족토니아마름병균의 균사생장 억제율은 선행연구에서 각각 효과 없음(Kim et al., 2019a)과 94% (Geon et al., 2005)을 나타내어 바이오황과 tebuconazole의 약효시험은 별도로 진행하지 않았다.

바이오황과 tebuconazole를 처리한 후 시기별 한국잔디의 잔디품질을 조사하였다(Table 1). A 골프장과 B 골프장 모두 시간의 경과에 따라 한국잔디가 그린업이 되면서 잔디의 품질(엽색)은 점차 증가하는 경향을 보였다. 대조구와 비교할 때, A 골프장과 B 골프장의 잔디 품질은 전 생육기간 동안 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 이를 통해 바이오황과 tebuconazole 및 혼합 처리는 잔디품질에 영향을 미치지 않으며, 이들 처리에 의한 약해는 확인할 수 없었다. 이는 Kim et al. (2019a)이 pencycuron과의 혼용 처리에서 잔디품질에 영향을 미치지 않고, 약해가 발생하지 않는다고 보고한 것과 유사한 결과를 나타냈다.

y Treatments were follows. Control: Nonapplication of bio-sulfur (BS), tebuconazole (T) or their mixture; BS: BS 1.0 mL m-2; T: T 0.125 a.i. mg m-2; T+BS: T 0.125 a.i. mL m-2+BS 1.0 g m-2; 0.75T+BS: T 0.094 a.i. mL m-2+BS 1.0 g m-2. Bio-sulfur, two fungicides and their mixture were applied three times in A site on Apr 20, Apr 27, and May 4, and in B site on May 23, May 31, and June 7. A site and B site were located on Wonju-si Gangwon-do and Yeoju-si Gyeonggi-do, respectively.

z DAT represents day after treating BS or T on turfgrass.

a-c: Means with the sample letter within column are not significantly different by Tukey’s multiple comparisons test at P ≤0.05 level

Table 1. Visual quality of zoysiagrass, disease area rate and control efficacy in the tebuconazole or bio-sulfur treatment without vertical mowing and aeration.

http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110306_image/Table_WTS_11_03_06_T1.jpg

바이오황과 tebuconazole을 처리한 후 라이족토니아마름병의 발병면적과 방제율을 조사하였다(Table 1). A와 B 골프장의 발병면적율은 각각 10.0-33.3%와 15.3-48.3%를 나타냈다. A 골프장에서는 바이오황 처리구, T 처리구 및 T+BS 처리구는 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타나지 않았고, 0.75T+BS 처리구는 발병면적이 감소되었다. B 골프장에서는 바이오황 처리구에서는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 T 처리구, T+BS 처리구 및 0.75T+BS 처리구에서 대조구보다 감소하였다.

바이오황과 약제 혼용 처리 후 A와 B 골프장의 방제율은 각각 15.0-70.0%와 17.2-68.3%를 나타냈다. BS의 방제율과 비교할 때, A 골프장은 T 처리구, T+BS 처리구 및 0.75T+BS 처리구에서는 방제율이 증가하였고, B 골프장은 T 처리구와 T+BS 처리구에서 방제율이 증가하였으나 0.75T+BS 처리구에서는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. A 골프장과 B 골프장에서 바이오황의 처리에 의한 약효증진효과를 평가하기 위해 T 처리구와 바이오황 혼용처리구간 t-검정 결과, T+BS 처리구와 0.75T+BS 처리구는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다(자료는 제시하지 않음). 이는 바이오황과 tebuconazole 혼용 처리 시 T+BS 처리구에서는 바이오황의 상승효과를 확인할 수 없었으나 0.75T+BS 처리구에서는 tebuconazole 처리량 감소에도 T 처리구와 유사한 방제율을 나타내어 약효 증진 효과를 나타냈다. Kim et al. (2019a)은 바이오황이 pencycuron과의 혼용 시험에서도 본 연구와 유사한 결과를 나타내어 바이오황의 협력제로서의 가능성을 제시한바 있다. 그러나 상기 내용을 비교하기 위해서는 바이오황이 처리가 되지 않은 75% tebuconazole의 라이족토니아마름병 방제효과에 대한 조사가 부족하여 본 연구만으로 결과를 단정하기 어려우므로 추후 보완 연구가 필요하였다.

갱신작업 후 바이오황 및 tebuconazole의 라이족토니아마름병 방제효과

갱신작업 이후 바이오황과 tebuconazole 처리 후 시기별 한국잔디의 잔디품질을 조사하였다(Table 2). A 골프장과 B 골프장 모두 시간의 경과에 따라 잔디의 품질은 점차 증가하는 경향을 보였다. 조사 시기별 잔디품질 조사에서 A 골프장은 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았고, B 골프장은 약제 처리 후 2주까지는 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 3주에서는 T 처리구에서 감소하는 경향을 나타내어 약간의 약해증상을 보이기도 했으나 NTEP의 가시적 품질 기준에서 잔디 생육으로 수용가능한 수준이었다. 반면에 바이오황과 tebuconazole 혼용처리구에서는 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 이를 통해 갱신작업 이후 바이오황과 tebuconazole의 혼합 처리는 잔디품질에 영향을 미치지 않으며, 이들 처리에 의한 약해는 나타나지 않았다. 이는 갱신작업(버티컬 모잉, 통기작업) 후 라이족토니아마름병 방제를 위해 pencycuron과 바이오황을 혼용처리하였을 때에도 약해가 발생하지 않았다는 Kim et al. (2019a)의 선행연구와 유사한 결과를 나타냈다.

yTreatments were follows. Control: Nonapplication of bio-sulfur (BS), tebuconazole (T) or their mixture; BS: BS 1.0 mL m-2; T: T 0.125 a.i. mg m-2; T+BS: T 0.125 a.i. mL m-2+BS 1.0 g m-2; 0.75T+BS: T 0.094 a.i. mL m-2+BS 1.0 g m-2. Bio-sulfur, two fungicides and their mixture were applied three times in A site on Apr 20, Apr 27, and May 4, and in B site on May 23, May 31, and June 7. Vertical mowing and aeration of root zone were carried out in A site on Apr 13, and in B site on May 16, respectively. A site and B site were located on Wonju-si Gangwon-do and Yeoju-si Gyeonggi-do, respectively.

zDAT represents day after treating BS or T on turfgrass.

a, b: Means with the sample letter within column are not significantly different by Tukey’s multiple comparisons test at P≤0.05 level.

Table 2. Visual quality of zoysiagrass, disease area rate and control efficacy in the tebuconazole or bio-sulfur treatment with vertical mowing and aeration.

http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110306_image/Table_WTS_11_03_06_T2.jpg

갱신작업 진행 후 바이오황과 tebuconazole을 처리한 한국잔디에서 라이족토니아마름병의 발병면적과 방제율을 조사하였다(Table 2). A과 B 골프장의 발병면적율은 각각 26.7-48.3%와 16.3-41.7%를 나타냈다. A 골프장에서는 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타나지 않았다. A 지역에서 각 처리구별 라이족토니아마름병 발병면적은 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 방제효과는 확인할 수 없었다. B 골프장에서는 바이오황 처리구에서는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 T 처리구, T+BS 처리구 및 0.75T+BS 처리구에서 대조구보다 감소하였다.

바이오황과 약제 혼용 처리 후 A와 B 골프장의 방제율은 각각 6.9-44.8%와 0.0-60.8%를 나타냈다. BS 처리구와 비교할 때, A 골프장에서는 T+BS 처리구와 0.75T+BS 처리구는 방제율이 증가하였고, T 처리구에서는 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, B 골프장에서는 모든 처리구에서 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다.

T 처리구와 바이오황 혼용처리구간 t-검정 결과, A 골프장과 B 골프장의 T+BS 처리구 및 0.75T+BS 처리구에서 모두 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다(자료는 제시하지 않음). T+BS 처리구에서 T 처리구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않아 추천량 처리시에는 바이오황의 상승효과를 확인할 수 없었으나 0.75T+BS 처리구에서는 tebuconazole 25% 감소에도 유사한 방제율을 나타내어 살균제의 방제율을 상승시키는 보조제로 활용이 가능하였다. 그러나 A 골프장과 B 골프장의 각 처리구별 라이족토니아병 방제율에 대한 t-검정 시 BS 처리구와 T 처리구 및 T+BS 처리구에서 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 0.75T+BS 처리구에서는 B 골프장의 병 방제율이 높아 처리구별 편차가 있었다(자료는 제시하지 않음). 상기 결과는 갱신작업 직 후 단기간 동안 수행된 결과로 갱신 작업 후 잔디의 생육 변화 및 회복, 토양의 이화학적 특성 변화 및 토양 중 병원균이나 유용미생물등의 미생물 군집변화 등을 조사하여 토양 갱신 작업이 라이족토니아마름병에 미치는 영향에 관한 추가적인 연구가 필요하였다.

Authors Information

Young-Sun Kim, Daegu University, Professor and Institute of Basic Science, Daegu University, Researcher

Eun-Ji, Bae, https://orcid.org/0000-0003-4597-8873

Jae-Pil, Lee, Konkuk University, Professor

Geung-Joo Lee, Chungnam National University, Professor

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