고온온수 처리에 의한 연작토양 병해충 방제

1. 처리토양 준비

연작재배 토양은 모든 측면을 밀폐하여 온도를 최대로 높인 상태에서 처리하는 것이 좋다. 또한, 고온온수가 가능한 토양의 깊은 부분까지 도할 할 수 있도록 충분히 경운한 후 로터리 작업을 2회 정도 실시한다.

2. 고온온수 살균 소독장치

고온온수 소독 장치는 급수 공급펌프, 보일러, 살포노즐로 구성되어 있다. 고온 온수기(48,000kcal/h, 탱크용량 400ℓ)의 보일러를 사용하여 급수펌프(2kw/h)를 사용하고 고온온수의 살포간격은 점적테입(직경40㎜)을 사용하여 32㎝ 간격으로 10줄 50m로 하여 2개를 동시에 사용하여 살포한다. 살포시에는 고온온수의 처리온도를 80℃～95℃까지 최대 3～5시간 처리하는 것이 좋다. 한편, 고온온수의 처리량은 80mm～110mm/10a의 고온온수를 살포하여야 하며, 처리시 고온온수 각각의 처리온도를 유지하기 위하여 위에 비닐로 피복하여 처리한다.

고온온수 처리기                  처리포장 조성

처리포장내 주입노즐 설치       고온온수 주입 토양내 온도측정

<그림 1> 고온온수 처리장치 및 처리포장의 온수 주입상태

3. 고온온수(溫水) 처리토양 관리

고온온수 처리(85～95℃) 토양내 토양의 온도변화는 처리 3시간 후부터 급상승하여 지표면(0～-5㎝)의 온도가 처리 4시간후 초고 84℃에 도달하여 병해충의 사멸이 가능하다.

<그림 2> 고온 온수처리후 경과 시간별 작토층내 온도변화

(처리온도 : 85～92℃)

<표 1> 태양열 및 고온 온수처리별 시들음병 발병정도(생물검정)

토양깊이 (㎝)	태양열 단 독	고온 온수처리				약제처리	무처리
		태양열	80℃	85℃	90℃
표토	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0	4.0
10	8.0	0.0	0.0	0.0	0.0	2.0	12.0
30	24.0	0.0	0.0	0.0	0.0	4.0	36.0
50	28.0	8.0	12.0	0.0	0.0	12.0	40.0

* 태양열 : 2중 비닐멀칭 처리(10일), 고온온수 처리량 : 100ℓ/㎡ 토양관주

** 약제처리 : 다조메입제 3㎏/1a 토양혼화 처리후 비닐멀칭(8일)

한편, 토마토시들음병의 발병억제는 작토층의 범위가 0～-30㎝임을 고려하여 볼때 병원균이 분리되지 않아 고온온수 85～95℃의 처리구 모두에서 발병억제 효과가 매우 높은 것으로 밝혀졌다. 그리고 고온온수 토양처리 3일후 토양깊이별로 매몰된 시들음병 감염토양을 수집하여 수집토양을 건조시킨 후 시들음병 선택배지에 형성된 콜로니수를 측정한 결과 처리전후 작토층에서의 병원균 밀도변화는 뚜렷하였다. 작토층의 -20㎝범위에서는 처리 토양내에서 확실히 병원균이 분리되지 않았으며, -30㎝범위에서도 병원균이 다소 분리되는 것을 알 수 있었으나, 병원균 분리율이 매우 낮았다.

<표 2> 고온온수 처리전후 토양내 토마토시들음병균 밀도변화(’03, 원예연)

구 분	토양깊이 (㎝)	시들음병균(cfu/g.dry soil)
		처리전	처리후
고온처리(85℃)	20	4.1×104	0.0
	30	3.9×104	0.45×102
고온처리(90℃)	20	4.7×104	0.0
	30	4.5×104	0.12×102

* 고온온수 토양처리 3일후 토양깊이별로 매몰된 시들음병 감염토양 채집

* 채집토양을 건조하여 시들음병 선택배지에 형성된 콜로니수 측정

한편, 고온온수 토양처리에 의한 토양깊이별 역병 및 청고병 발생정도를 조사한 결과, 고온온수 처리 토양내 토양깊이 -60㎝의 범위에서도 역병, 청고병에 대하여 매우 높은 발병억제 효과를 나타내었다.

<표 3> 고온온수 처리에 의한 토양내 역병 및 청고병 발생정도(’03,원예연)

구 분	토양깊이 (㎝)	발 병 율 (%)
		역 병	청고병	묘입고병
고온 온수 처리(90℃)	20	0.0	0.0	0.0
	30	0.0	0.0	0.0
	50	0.0	0.0	2.9(2)
	60	0.0	0.0	4.3(3)
무처리	-	45.7	100	54.3

* ( ) : 발병지수, 0 : 건건, 1 : 배축 및 뿌리일부병반, 3 : 위조후 고사

** 처리온수량 100ℓ/㎡ 토양관주처리(2회), 토양깊이별 감염토양 500g 매몰

또한, 병원성이 있는 세균은 전혀 분리되지 않았다. 기타 토양 살균처리구내 미생물상중 선충의 밀도에서는 처리전 0～105/10a 마리에서 처리후 거의 선충이 분리되지 않았거나 분리율이 현저히 낮았다. 연작 토양내에서 선충의 분포는 주로 지표면이나 작토층의 범위에 분포하는 것으로 보고되고 있는데, 이는 고온온수 처리범위에 충분히 도달될 수 있는 범위이므로 효과적으로 선충을 사멸시킬 수 있는 것으로 나타났다.

<표 4> 연작토양내 고온온수처리에 의한 토양미생물상과 선충피해('03,원예연)

구 분	토양 깊이 (㎝)	시들음병(균총수/1g)		세 균(cfu/1g)		선충수(마리/300g)
		처리전	처리후	처리전	처리후	처리전	처리후
고온 온수 (90℃)a)	15	5.77×103	0.3×101	6.15×104	0.0	0～68	0
	30	-	1.2×102	-	0.0	-	0～2
대조약제b)	15	3.2×104	2.1×102	5.1×104	0.0	0～105	0～4
태 양 열b)	15	-	2.9×102	-	0.0	-	0～6
무처리	-	-	8.3×102	-	5.4×104	0～108	0～105

* a)처리온수량 100ℓ/㎡ 토양관주처리(2회), 고온온수 토양처리 3일후 분석토양 수집

** b)전남 장성군 남면 서종리 구서종 농가(9월 1일 토양수집), 오이재배하우스(7년)

라. 토양소독이 후작물의 생육 및 병해충 발생에 미치는 영향

<그림 3> 고온 온수처리에 의한 토양깊이별 토양의 EC 및 pH 측정

고온온수 처리토양내 전체 비료성분(EC)의 함량변화는 처리토양의 지표면에서 0.4～0.5정도 저하되는 좋은 결과를 나타내었다. 그러나, 토양깊이별로는 처리토양이 깊어질수록 EC의 농도변화는 적어지는 경향을 나타내었으며, -30㎝부근에서는 변화의 정도가 극히 적어 처리간 차이가 나타나지 않았다. 한편, 토양내 pH 변화는 처리전후 변화의 정도가 뚜렸하였다. 처리토양내 지표면에서부터 -30㎝부근까지 0.3～0.5정도 처리후 pH가 상승되는 일정한 결과를 나타내었다. 고온온수 처리 토양내 비료성분중 기타 무기원소의 변화는 인산과 질산태 질소 및 칼리의 함량이 크게 저하되는 결과를 나타내었다. 또한, 처리토양이 깊어질수록 농도변화의 정도는 감소하는 경향이었다. 그러나, 미량원소의 변화는 일정하지는 않았으나 토양깊이별로 감소하는 경향이었으며, 감소의 정도는 크지 않았다.

<표 5> 고온 온수처리 토양내 토양깊이별 무기원소의 변화

토양 깊이 (㎝)	석회 (cmol/㎎)		고토 (cmol/㎏)		칼리 (cmol/㎏)		유효인산 (㎎/㎏)		질산태질소 (㎎/㎏)
	처리전	처리후	처리전	처리후	처리전	처리후	처리전	처리후	처리전	처리후
15	5.50	5.41	1.58	1.52	1.05	0.57	434.6	335.2	34.3	4.9
25	5.05	5.01	1.37	1.37	1.00	0.43	204.1	237.3	23.8	2.1
35	5.19	4.95	1.34	1.29	0.25	0.16	294.1	369.4	2.1	2.3
45	5.05	5.12	1.31	1.35	0.16	0.13	22.9	28.4	2.1	1.4

* 처리온수량 100ℓ/㎡ 토양관주처리(2회), 고온온수처리 3일후 분석

전체적으로 고온온수 살균처리 토양내의 유효인산, 질소, 칼리 등 대부분의 무기원소들은 처리후 현저히 낮아지는 결과를 나타내어 처리후 처리토양 분석에 의하여 적절한 시비가 추가로 요구되었다. 따라서, 고온온수 살균처리 토양에서는 반드시 추가적으로 부숙퇴비를 1～2톤/10a 정도의 시비가 필요하다. 한편, 살균처리 토양내 부숙된 퇴비(2톤/10a)를 시비한 후 토마토 작물의 생육특성을 조사한 결과 고온온수 처리에 의한 역효과는 나타나지 않았으며, 수량은 정식 46일까지의 조사에서 주당 19～22개로 비교적 양호한 결과를 나타내었다. 또한, 고온온수 처리후 작물을 달리하여 고추를 재배한 결과, 토마토와 비슷한 결과를 나타내었다.

<표 6> 연작토양내 고온온수 소독이 토마토 생육에 미치는 영향(’03,원예연)

처 리	초장(cm)	엽수(매)	최대엽폭 (cm)	최대엽장 (cm)	수량 (개/주)
고온온수 90℃a)	87.3 a	122.2 a	5.1 a	20.3	22 a
〃 85℃a)	84.8 a	133.9 b	5.0 a	21.9	19 a
대조약제b)	82.2 a	123.4 a	4.7 a	18.2	18 a
태양열b)	86.8 a	128.5 a	5.2 a	19.5	19 a
무처리	83.9 a	121.3 a	5.0 a	20.1	11 b

* a)온실조사, b)농가포장 조사, 조사시기 및 조사주수 : 정식후 46일, 15주