Effect of Triazole Fungicide on the Growth of Creeping Bentgrass and the Number of Fungi in the Soil

Research Article
지 재욱  Jae-Uk Jee1천 세철  Se-Chul Chun1*

Abstract

This study was conducted to determine the effect of a triazole-based fungicide on growth inhibition when used in the summer (period of growth decline) and spring or autumn (period of active growth) of creeping bentgrass in the field. Among all the fungicides tested in the present study, the metconazole and tebuconazole both as liquid formulation showed the most excellent effects on the plant growth inhibition of creeping bentgrass, and the improvement of leaf color and shoot quality. Also, those two fungicides had similar effects each other on the suppression of shoot growth of creeping bentgrass, on the improvement of turfgrass quality in both spring and summer, and on the antifungal effect suppressing the number of fungi in the soil. However, both fungicides showed less quality of leaf color and less ability to suppress the growth of aboveground parts than those of the trinexapac-ethyl as a liquid formulation. The present study indicated that the tebuconazole and metconazole application in the field were effective on suppressing above the ground growth of creeping bentgrass, on reducing the number of fungi in soil, and on the improvement of leaf color regardless of the season.

Keyword



서 언

크리핑 벤트그래스(creeping bentgrass, Agrostis palustris Huds)는 엽색이 연한녹색으로 엽폭이 좁고, 낮은 잔디깎기에 잘 견디며(Beard, 1973), 골프장의 그린에서 많이 사용되고 있는 한지형 잔디 중 하나이다. 크리핑 벤트그래스는 하절기에 광합성 저하 및 호흡 증대, 뿌리의 기능의 저하에 의해 잔디에 저장된 양분이 소모되어 생육이 어려워지게 된다. 특히 장마철에는 배수불량이나 병해 등으로 인해 스트레스가 심화되어 생육이 더욱 악화된다(Hong et al., 2009). 이에 고온기에 크리핑 벤트그래스 퍼팅그린에서는 생육 감퇴를 막고 병해를 예방하거나 치료하기 위해 시약 작업이 늘 실시되고 있다.

골프장에서 사용하는 트리아졸계 살균제는 침투이행성으로 예방과 치료효과 모두 가지며 진균이 세포막 형성함에 있어 필수인 에르고스테롤의 생합성을 저해한다(Bromilow et al., 1999; Sehnem et al., 2010). 트리아졸계 살균제는 가격이 저렴하며 높은 약효로 국내 골프장에서 많이 사용되고 있다. 트리아졸계 살균제는 동전마름병(Chang et al., 2011; Shim et al., 2000; Smith et al., 1989)에 효과적이지만(Burpee et al., 1996; Miller, 2016), 사용했을 때 약해가 발생한다는 보고도 있다(Kim et al., 2010). 트리아졸계 화합물은 지베렐린 생합성 과정 중 isoprenoid에서 지베렐린의 전구물질인 kaurene이 kaurenoic acid로 변하는 과정을 저해시켜(Hedden and Graebe, 1985), 지베렐린의 생합성이나 활성을 저해하여 줄기의 생장을 억제시키는 기작을 갖는다(Upadyaya et al., 1991). 원예 분야에서도 트리아졸계 살균제를 이용해 도장 방지 및 묘의 생육을 억제하는데 이용하고 있다(Davis et al., 1988; Newman and Tant, 1995). 따라서 트리아졸계의 살균제를 크리핑 벤트그래스 생육기에 적용했을 때 생육억제 효과가 있다면 잔디깎기 횟수 절감으로 이어져 노력과 비용을 줄일 수 있다.

본 연구는 현장에서 사용하는 트리아졸계의 살균제가 크리핑 벤트그래스에 약해를 유발한다는 보고(Kim et al., 2010)를 기반으로 크리핑 벤트그래스 퍼팅그린에서 생육억제 효과를 평가하고자 하였다. 현장에서 많이 사용하는 트리넥사팍에틸 액제는 고가이기 때문에 상대적으로 저렴한 트리아졸계의 살균제가 생육억제 효과가 있을 경우 대체제로서 사용 가능하다. 따라서 트리아졸계의 살균제를 크리핑 벤트그래스 퍼팅 그린에서 생육쇠퇴기와 생육최성기에 종류와 농도를 달리하여 생육억제제로서의 효과를 평가하였다. 또한 이들 살균제를 처리하고 난 후 약해 여부와 토양내 진균의 생장억제효과를 조사해 퍼팅 그린 토양 환경에 미치는 영향을 확인하였다.

재료 및 방법

본 연구는 경기도 여주시 소재의 온실에서 2019년 8월 10일부터 2019년 9월 10일 그리고 2019년 10월 27일부터 2019년 11월 26일까지 포트실험을 진행하였다. 실험에 사용된 살균제는 Table 1과 같다. 70 mm×70 mm×100 mm의 포트에 크리핑 벤트그래스 종자(품종명: T-1)를 파종(파종량: 0.1 g pot-1)하여 성체라고 판단되는 12주차인 식물체(Chang et al., 2006)를 대상으로 하였다. 포트실험은 완전임의배치법으로 진행하였다. 살포 농도는 작물보호제지침에서 표시된 농약 회사 권장 기준량으로 하였다(Table 1). 각 실험포트의 살포액량은 프로피코나졸 유제 5.3 mL, 테부코나졸 액상수화제 5.3 mL, 헥사코나졸 유제 5.3 mL, 메트코나졸 액상수화제 5.3 mL, 디페노코나졸 액상수화제 2.65 mL, 트리넥사팍에틸 액제 0.53 mL이다. 잔디 깎기 작업은 가위를 이용하여 예고 10 mm 내외로 실시하였다. 약제처리는 8월 10, 21, 31일, 10월 27일, 11월 6, 16일에 하였으며, 생육조사는 약제 처리 후 10일 간격으로 잔디의 초장, 엽색, 잔디품질 그리고 약해 정도를 평가하였다.

포장실험은 포트실험에서 사용된 트리아졸계 살균제 중, 좋은 효과를 보여준 테부코나졸 액상수화제와 메트코나졸 액상수화제를 선발하여 각각 0.5 mL m-2 (권장량), 1.0 mL m-2 (2배량), 1.5 mL m-2 (3배량) 농도로 살포액량은 m2당 각각 150 mL이며, 트리넥사팍에틸 액제 0.8 mL m-2 (권장량)를 대조약제로 살포액량은 m2당 100 mL씩 봄과 여름에 각각 7일 간격으로 3회 살포하여 평가, 비교하였다. 약제처리는 4월 14, 21, 28일, 7월 6, 14, 21일에 실시하였다. 잔디깎기 작업은 승용식 3갱모어(Greensmaster 3250-D, Toro, Bloomington, USA)를 이용하여 매일 5 mm 내외로 오전에 실시하였으며 약제 처리 후 2일간 잔디 깎기 작업을 실시하지 않고 잔디 초장 변화를 측정하였다. 반복당 면적은 1 m2로 난괴법 3반복 배치하여 실시하였다.

Table 1. Information of chemicals used in the experiment.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110105_image/Table_WTS_11_01_05_T1.png

포장실험에서 잔디 생육조사는 약제처리 후 7일 간격으로 매주 오전 11-12시에 이슬이 마른 후 잔디의 엽색과 약해 정도를 평가하였다. 엽색(시각적평가)은 Munsell plant tissue color book (Munsell, 2017)을 요약한 Table 2를 근거로 평가하였다. 약해 평가기준은 시각적 평가로 진행하였다. 토양미생물의 변화는 처리 전 실험구 주변 6곳 그리고 3차 처리 후 모든 실험구에서 토양시료채집기를 이용해 토양 시료를 채취하여 실험을 진행하였다. 토양 채집 방법은 지제부로부터 깊이 30 mm 이내의 대취 층이 포함된 토양을 채취하여 골고루 섞은 다음 5 g을 정량하였다. 토양을 멸균수 45 mL에 넣고 Test tube mixer (Chang Shin Science, Seoul, Korea)를 이용하여 충분히 분산시킨 다음 순차적으로 희석한 후 감자한천배지(Potato dextrose agar, PDA, KisanBio, Seoul, Korea)배지를 사용하여 배양하였다. 모든 시료는 25℃에서 48시간 배양하여 10-3으로 희석한 배지에 형성된 진균 콜로니의 수를 측정하였다. 포장실험에서는 마지막 조사 시간까지 실험 결과에 영향을 미칠만한 시비, 시약 등의 처리는 실시되지 않았다.

y The index is based on Munsell plant tissue color book (Munsell, 2017) and Munsell color palette (http://pteromys.melonisland. net/munsell/)(Chang and Kim, 2021).

z R: Red; G: Green; B: Brown.

Table 2. Creeping bentgrass color index in golf course putting greenused in this study.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110105_image/Table_WTS_11_01_05_T2.png

통계분석은 컴퓨터 통계 소프트 프로그램인 SigmaStat (Version 2.03, Systat Software INC., San Jose, Ca, USA)을 이용하여 처리 간 잔디의 생육과 토양속 진균의 생장억제효과를 비교 분석하였다. 평균 간 유의성 검정은 Fisher LSD’s multiple comparison procedures (P=0.05)으로 실시하였다.

결과 및 고찰

포트실험에서 사용된 트리아졸계 살균제들은 대체로 크리핑 벤트그래스의 지상부 생육 억제 및 잔디품질 향상에 효과를 보였다. 크리핑 벤트그래스에 메트코나졸 액상수화제와 테부코나졸 액상수화제를 처리했을 때, 무처리구에 비해 크리핑 벤트그래스의 지상부 생육을 최대 약 55% 억제시키고 잔디품질을 최대 약 20% 향상시켰다. 하지만 다른 트리아졸계의 살균제를 처리한 크리핑 벤트그래스의 지상부 생육억제능력과 잔디품질은 메트코나졸 액상수화제와 테부코나졸 액상수화제보다 낮은 효과를 보여주었다. 크리핑 벤트그래스의 생육 활발기에 디페노코나졸 액상수화제를 반복하여 처리 시, 무처리구에 비해 오히려 약 5% 낮은 잔디품질을 보여주었다. 모든 평가 항목의 결과는, 약제(유효성분) 종류에 따라 미치는 영향 정도는 달랐다(Table 3 and 4). 이는 Seong (2002)의 보고와 일치하였다.

yGrowth length for ten days after chemical treatment. Chemical treatment was performed on August 10th, 21th, 31th, October 27th, November 6th and 16th.

za-f: Followed by same letters within column are not significantly different at P =0.05 (LSD).

Table 3. Effect of different chemical treatments on the growth length of creeping bentgrass in the pots measured at ten days after cutting.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110105_image/Table_WTS_11_01_05_T3.png

xBased on 1-9 scale; 1=worst, 9=best.

y Visual quality for ten days after chemical treatment. Chemical treatment was performed on August 10th, 21th, 31th, October 27th, November 6th and 16th.

za-e: Followed by same letters within column are not significantly different at P =0.05 (LSD).

Table 4. Effect of different chemical treatments on the visual quality of creeping bentgrass in the pots measured at ten days after cutting.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110105_image/Table_WTS_11_01_05_T4.png

모든 처리구에서 약해 증상은 관찰할 수 없었다. 조사항목 중 초장은 트리아졸계 살균제가 식물체의 신장을 억제한다는 보고(McDaniel, 1983; Wample and Culver, 1983)와 paclobutrazol을 오이(Cucumis sativas L.)에 처리 시, 초기 육묘기 초장을 감소시킨다는 보고(Cho, 2002)와 비슷한 결과를 보여주었다. 잔디 품질도 Glab et al. (2020)와 Miller (2016)의 트리아졸계 살균제 살포 시, 퍼래니얼 라이그래스(Perennial ryegrass, Lolium perenne L)와 벤트그래스의 품질이 향상된 보고와 비슷한 결과를 보여주었다.

포트실험에서 사용된 트리아졸계 살균제 중 메트코나졸 액상수화제와 테부코나졸 액상수화제가 크리핑 벤트그래스 생육억제에서 가장 우수한 효과를 나타냈다. 하지만 실험에 사용된 모든 트리아졸계 살균제는 대조약제인 트리넥사팍에틸 액제보다 크리핑 벤트그래스의 지상부 생육 억제 효과가 낮았다. 동일한 트리아졸계의 살균제라 하더라도 크리핑 벤트그래스 식물체 생육에 다른 영향을 미친 것은 각각의 유효성분이 다르기 때문으로 판단된다(Kane, 1983). 향후 이에 대한 추가 연구가 더 필요할 것으로 보인다.

xGrowth length for two days after chemical treatment. Chemical treatment was performed on April 14, 21, 28, July 7, 14, and 21 at 1 PM.

y2 weeks after last treatment.

za-d: Followed by same letters within column are not significantly different at P =0.05 (LSD).

Table 5. Effect of different chemical treatments on the growth length of creeping bentgrass in the plots measured after golf course putting green mowing.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110105_image/Table_WTS_11_01_05_T5.png

포장실험에서 트리아졸계 모든 유효성분들은 대체로 크리핑 벤트그래스의 지상부 생육을 억제하였으며, 살포농도가 높아질수록 잔디의 초장이 짧아지는 경향을 보였다(Table 5). 이는 트리아졸계 살균제를 토마토에 처리 시 농도가 높을수록 더 생육억제가 되며(Yun, 2007), 트리아졸계 살균제의 농도가 높을수록 수박의 생장 억제효과가 좋았다(Kim et al., 1998)는 보고와 비슷한 결과를 보여주었다. 또한 트리아졸계 살균제는 처리 시기에 따라 효과가 다르다(El-Khoreiby et al., 1990)는 보고와 비슷하게 트리아졸계 살균제에 대한 크리핑 벤트그래스의 반응은 계절에 따라 다른 반응을 보였다. 봄철 크리핑 벤트그래스에 테부코나졸 액상수화제를 2배량 3배량 처리 시, 트리넥사팍에틸 액제보다 최대 약 15% 지상부 생육을 더 억제하거나 비슷한 결과를 보여주었다. 모든 처리구는 무처리구에 비해 엽색이 최대 약 18% 진해졌으며(Table 6), 농도가 높아질수록 엽색이 진해졌다. 이는 농도에 따라 엽색의 변화는 달랐다(Glab et al., 2020)는 보고와 비슷한 결과를 보여주었다. 크리핑 벤트그래스의 생육쇠퇴기인 여름철에 트리아졸계 살균제를 퍼팅그린에 처리 시, 봄철에 비해 잔디의 지상부 생육억제 정도가 더욱 컸다. 이러한 결과는 생육적온이 15-24℃인 크리핑 벤트그래스가 하고현상(Kim and Nam, 2005)으로 인해 여름철보다 봄철에 생육이 활발해서 덜 억제되었던 것으로 판단된다.

wBased on 1-9 scale; 1=worst, 9=best. The index is based on Munsell plant tissue color book (Munsell, 1977).

xLeaf color for 7 days after chemical treatment. Chemical treatment was performed on April 14, 21, 28, July 7, 14, and 21 at 1 PM.

y2 weeks after last treatment.

za-c: Followed by same letters within column are not significantly different at P =0.05 (LSD).

Table 6. Effect of different chemical treatments on the leaf color(visual score) of creeping bentgrass in the plots.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110105_image/Table_WTS_11_01_05_T6.png

하지만 여름철 모든 트리아졸계 살균제 처리구는 트리넥사팍에틸 액제 처리구보다 지상부 생육억제능력이 낮았다. 이는 트리넥사팍에틸 액제가 식물체내 지베렐린 합성속도를 늦추며 세포신장을 억제하는 등 식물의 생장을 직접적으로 억제하기 때문으로 판단된다(Tae et al., 2010). 모든 트리아졸계 처리구는 무처리구와 엽색이 유의미한 차이를 보이지 않았다.

모든 실험기간 동안 트리아졸 계통의 살균제를 처리하였을 때, 토양의 방선균과 세균은 무처리구와 유의한 차이를 보이지 않았으나(data not show), 진균 개체 수를 평균적으로 약 25% 억제하는 것으로 나타났다(Table 7). 이러한 결과는 트리아졸 계통 살균제들은 스테롤생합성에서 C14 Demethylation을 억제해 항균작용을 한다(Siegel, 1981)는 보고처럼 토양 속 진균에 항균작용을 했기 때문으로 판단된다.

xColony forming unit.

yThe number of fungi was sampled at 7days after chemical treatment. Chemical treatment was performed on April 14, 21, 28, July 7, 14, and 21 at 1 PM.

za, b: Followed by same letters within column are not significantly different at P =0.05 (LSD).

Table 7. Effect of different chemical treatments on the number of fungi in golf course putting green's soil.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260110105_image/Table_WTS_11_01_05_T7.png

본 연구를 통해서 일부 트리아졸계는 크리핑 벤트그래스 생육 억제 효과를 보인 것으로 나타났다. 모든 트리아졸계의 살균제를 크리핑 벤트그래스에 처리했을 때 현장에서 보고되는 트리아졸 계통 살균제의 전형적인 여름철 약해 증상은 관찰할 수 없었다. 이것은 여름철 포장실험 기간 동안 이례적인 잦은 강우와 30℃를 넘는 날이 6일 밖에 안되는 흐린 날씨로 인한 결과(data not shown)로 보인 것으로 판단된다. 향후 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한 트리아졸계 살균제를 자주 사용하면 병원균은 약제 저항성 획득이 있을 수 있으므로, 약제 저항성 관리가 중요할 것으로 보인다(Jo et al., 2008). 이것을 고려하여 크리핑 벤트그래스의 생육최성기인 봄과 가을에 제한적으로 사용하는 것도 좋은 접근으로 판단된다.

Authors Information

Jae-Uk Jee, Konkuk University, graduate student

Se-Chul Chun, http://orcid.org/0000-0003-0845-9783

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