환경농업연구 총설

가. 토양관리분야

  최근 지속가능한 농업환경의 보전 및 이용에 대한 인식이 점차 높아지고 있는 시점에 있어 토양관리에 관한 연구는 청정강원 친환경농업의 확산을 위한 기술개발에 중점을 두고   7과제 11세부과제의 연구사업을 추진하였다.

  최근 우리도에서 인삼 재배면적이 급속히 확대되고 있는 추세여서 우량인삼 생산을 위한 토양 및 미세기상 환경조건 요인분석을 위해 도내 인삼재배지 실태조사를 추진한 결과, 토양산도는 재배년수가 경과함에 따라 증가하였고 인산함량은 대부분 적정함량인 300~500㎎/㎏보다 높은 경향이었다. 토양의 삼상은 기상율이 높았으며 상광의 높이가 높을수록 수량이 증가하는 경향이었다. 또한 관행 인삼과 장뇌삼 재배지의 온도, 습도, 일중광량 등을 비교분석하였으며 금후 인삼재배 최적 양분관리기술 확립을 위한 기초자료로 활용할 계획이다.

  토양내 과다축적된 인산의 유효화를 높이고 인산시비량 절감을 목표로 유기산(Citric acid)을 처리한 결과 수확기 토양중 Al-P, Fe-P, Ca-P등 형태별 인산의 함량은 무처리보다 높은 경향이었으며, 유기산처리에 의한 생육 및 수량의 차이는 없었는데 금후 다양한 유기산 소재를 이용하여 인산시비량 저감기술 개발을 추진할 계획이다.

  고랭지에서 관행적으로 성행하고 있는 성토지에 대한 시비대책을 수립하고자 성토지 20지점의 모재토양의 이화학성을 2년간 채취분석한 결과 성토모재토는 유기물 2.3g/kg, 인산 31㎎/㎏, 점토함량 평균 5.5%(최저 1.7%)으로 매우 척박한 조건이었으며, 성토후 작물 2년차 재배후 EC가 0.27dS/m, 유기물은 8.6g/kg으로 우리도 밭평균의 1/2수준에 근접하였고 인산은 700mg/kg으로 상당히 증가됨을 확인하였다. 성토지 무재배시 년차별 적정 시비기준량을 설정한 바, 성토 당해년도와 2년차에 부산물비료와 화학비료 시비량의 조정이 필요함을 영농활용 자료로 반영하였으며 토양비옥도 개량을 위해 목탄 300㎏/10a, 제올라이트 1,000kg/10a 시용시 각 17, 24% 무 수량이 증가됨을 확인하여 영농활용 결과를 도출하였다. 경사전의 토양보전을 위한 Stubble Mulch농법 기술개발 연구로써 산채류 입식시 적정 시비방법 기술개발을 계속 추진중이며, 고랭지채소 재배시 휴간에 녹비작물을 입식함으로서 토양유실을 현저히 저감시킬 수 있어 농가에서 실천가능한 토사유실 저감기술로 금후 연구내용을 심화하여 추진코자 한다. 고랭지 지력증진을 위한 녹비작물의 이용효과를 검토하고자 헤어리벳치, 호맥, 국내산 맥류 등 두과 6종, 화본과 4종을 공시한 결과 호맥, 그루밀이 월동후 출현율 및 생육이 양호하였으며, 헤어리벳치는 건물율이 33.3%로 가장 높았고 호맥과 그루밀에 비해 질소함량이 2배이상으로 10a당 질소 10kg이상의 공급이 가능하여 화학비료 대체를 위한 녹비효과가 우수할 것으로 전망되었다.

  친환경농업 확산 기조에 부응하기 위해 유기합성농약과 화학비료 사용절감을 위한 연구를 추진한 바, 수종의 친환경농자재와 농약 혼용에 따른 약제성분 분해와 작물에 대한 약해유발은 전혀 일어나지 않는 것으로 확인하여 농가에서 친환경자재의 효율적 사용을 위한 영농활용 자료로 반영하였으며, 화학비료 절감을 위한 천연 유기질소원 5종을 이용한 배추 재배시험에서 유기질비료의 대체 가능성을 확인하여 금후 공시재료를 수집확대하여 계속 검토하고자 한다.

  친환경농업의 기반을 구축하고 안전농산물을 생산할 수 있는 기초 자료를 구축하고자 친환경고품질 쌀 생산단지의 농업환경 및 미질을 조사한 결과, 청정한 토양 및 농업용수의 생산여건을 확인할 수 있었으며, 농업환경 변동양상의 주기적 모니터링을 위해 과수원 토양과 농업용수(지하수, 저수지, 소하천수 등)를 채취 분석한 결과 과수원 토양은 인산이 과다 집적된 곳이 많았고 유기물 함량은 적정범위보다 부족한 지점이 많은 경향이었으며, 02년 대비 토양비옥도의 큰 변화는 없었다. 토양중금속은 전체적으로 낮은 수준으로 청정한 토양환경을 확인할 수 있었다. 농업용지하수는 대부분 1~2급수로 수질기준에 적합하였고, 소하천수의 수질은 39%가 1급수, 54%가 2급수, 7%가 3급수로서 BOD, SS, DO, 중금속 등 농업용수 수질기준에는 모두 적합하였다. CODMn으로 본 저수지 수질은 1~3급수가 95%, 4~5급수가 5%로 수질기준에 부적합한 지점이 일부 확인된 바 농업용수로써 활용되기 위한 관리조치가 필요할 것으로 판단되며, 금후 지속적인 모니터링을 통해 친환경 농업정책의 기초자료를 제공하고자 한다.

  농업 토양환경 정보망운영체계 구축을 위해 논과 밭 등 주요작물 재배지의 필지별 토양정보를 구축하고 이를 지속적으로 보완수정 하기위해 05년부터 5개년간 2차로 년 10,100점의 토양분석을 목표로 사업이 추진되고 있는 바, 필지별 토양정보 구축을 통해 농업과학기술원에서 D/B화 작업을 추진하고 있다.

나. 병리곤충분야

  병리곤충연구실에서는 주요 병해충의 예찰 및 방제연구 그리고 화학농약의 절감 및 안전농산물 생산에 목표를 두고 고랭지농업 안정생산 기술개발, 친환경 생물농약 연구, 고추 친환경 농업기술 모델개발, 그리고 주요 농작물 병해충 요방제 수준 설정연구 등의 사업을 추진 하였다

  금년도 고랭지지역의 기상은 6월 중순, 7월 중순, 8월 중순에 비가 많이 왔으며, 그중 7월 중순에 651mm로 가장 많은 강수량을 보였고, 평균기온은 8월 상순에 23.2℃로 가장 높았다. 조사대상 작물인 배추의 주요 병해로는 무름병, 무사마귀병, 바이러스병, 뿌리마름병이 발생되었고 무름병과 무사마귀병은 7월 하순에 바이러스병은 조사기간 동안 지속적으로 낮은 발생을 보였으며, ’94년부터 ’06년까지 주요 병해의 발생상황을 분석한 결과, 무름병은 7월 하순에서 8월 상순에 무사마귀병은 6월 중순, 7월 하순, 9월 상순에 발생이 많은 것으로 나타났다. 연도별 발생변화를 본 결과, 바이러스병, 뿌리마름병은 감소되었고 무름병과 무사마귀병은 지속적인 발생을 보였다

  배추무사마귀병 방제연구는 저항성 품종, 약제 및 석회시용 등을 동시에 처리하면 무사마귀병균의 오염이 심한 포장에서도 효과적으로 방제가 가능한 것으로 나타났다. 처리방법으로는 저항성 품종을 재배하고, 시아조파미드액상수화제 1,000배액을 관주하는 동시에 노지에 석회(200kg/10a)를 시용(석회시용시 토양의 pH 6.6) 하는 것으로, 기존에는 약제처리, 종이폿트 및 석회시용의 조합을 이용한 방제기술은 되어있으나 저항성 품종이용, 약제처리 및 석회시용 등의 조합을 이용한 방제기술은 없었다.

  천적을 이용한 시설고추 주요 해충의 생물적 방제시험에서는 금년도 시험 중 무당벌레 성충은 4℃ 수분공급 조건에서 162일후 80.5%의 생존율을 보였으며, 1령 유충의 인공먹이 시험에서는 기존의 닭간+설탕 조건에서 16%의 우화율을 보여 가장 좋았고, 진딧물을 이용한 사육조건에서는 3일에 30마리 정도의 종령충을 얻을 수 있었다. 또한 50×50×50cm 케이지 조건에서는 10마리 사육조건이 가장 좋았으며, 30마리까지 80% 이상의 성충을 얻을 수 있었다. 농가실증시험에서 홍천지역 농가의 경우, 진딧물 밀도억제를 위해 무당벌레를 3회 방사하였고, 총채벌레 밀도억제를 위해 애꽃노린재를 2회, 오이이리응애를 1회 방사하였다. 그리고 양구지역 농가에서는 진딧물의 밀도억제를 위해 무당벌레를 4회 방사하였고, 담배나방의 피해를 줄이기 위해 쌀좀알벌을 1회 방사하였다

  고추 시설재배시 농약살포횟수 절감시험에서 시험결과 주요 병해는 발생되지 않았고, 진딧물 등 해충은 발병되어 관행방제 10회, 30%절감구 7회, 50%절감구 5회의 약제를 처리하였다.  대상해충별 방제내용을 보면 진딧물 방제는 관행방제구 4회, 30%절감구 3회, 50%절감구 3회를 살포하였으며, 생물적 방제구에서는 초기 진딧물 밀도가 높아 무당벌레를 4회 방사하여 밀도를 줄일 수 있었고 후기에 2회를 더 방사하였다.  총채벌레를 방제하기 위해서는 관행방제구 5회, 30%절감구 3회, 50%절감구에 2회 농약을 살포하였고, 생물적 방제구는 애꽃노린재를 3회 방사하였다.  또한 담배나방의 방제를 위해서는 관행방제구 4회, 30%절감구 2회, 50%절감구에서 2회 농약을 살포하였고. 생물적 방제구에서는 곤충병원성 선충을 2회, 쌀좀알벌을 1회 방사하였다.  옐로우 트랩을 이용한 진딧물의 발생 관계를 조사한 결과, 관행방제구 등 모든 처리구에서 유사한 발생 패턴을 보였으며, 수량에 있어서는 관행방제구 2,432.3kg/10a에 비해 30%절감구가 98%, 50%절감구가 86%를 보였으며, 생물적 방제구는 초기 진딧물의 발생 밀도를 낮추지 못해 69%로 수량이 감소되었다.

  고추탄저병 저항성 품종 검정을 위하여 갑부고추 외 31종을 폿트 및 노지에서 시험을 수행한 결과 거의 모든 품종이 탄저병에 이병성으로 나타났고, 역강홍장군 외 2품종이 고추역병에 저항성으로 나타났다. 

  콩탄저병 요방제 수준연구에서는 탄저병균 약제 기내시험 결과. 포리옥신디․가벤다수화제의 균사생장억제효과가 우수한 것으로 나타났다.

  옥수수 조명나방 요방제 수준연구에서는 홍천지역(화촌, 두촌)의 시기별 조명나방 피해발생 조사결과, 6월 하순부터 피해주율의 발생은 높았고 피해경율은 6월 하순에서 7월 중순 그리고 9월 중순에 높았으며 피해이삭율은 후반기로 갈수록 높은 경향을 나타내었다.  조명나방의 유충 접종시험에서는 접종밀도가 높을수록 줄기 및 이삭에 많은 식흔수를 보였고, 피해범위별 델타린유제와 카보입제를 처리한 결과 무처리에 비해 약제의 처리효과가 인정되었고, 피해범위별 피해정도 및 수량도 차이를 나타내었으며 델타린 유제의 1회 처리와 2회 처리에서는 처리효과가 인정되지 않았다 피해범위별 약제처리가 피해와 수량과의 관계식은 델타린유제(y=-34.282x+3647.9, R2=0.9546), 카보입제(y=-17.544x+3521.1, R2=0.8617)으로 나타났고 옥수수에 있어서 조명나방의 요방제 수준은 방제비용을 고려하여 피해주율   10～15% 이었다.

  고품질 채소생산을 위한 슈도모나스속 세균이용 기술개발 연구에서는 균체확보를 위한 20ℓ배양용 용기를 제작하였고 Pseudomonas속 2종의 유용균이 무름병 방제에 80%이상의 효과를 보였다

  오이시설재배농가 선충피해 실태조사 및 방제법 연구에서는 저온기에 살선충제 방제효과가 낮았고, 오이재배기간 중 살선충제 관주효과 역시 낮았으나, 금잔화를 발효시킨 퇴비를 토양에 살포하였을때 혹지수가 1.9정도로 낮아졌고,  여름고온기의 태양열과 살선충제 반량처리도 혹지수가 0.7정도로 낮아져 오이를 정상적으로 수확할 수 있었으며, 천연물에서 유래한 살선충제도 선충밀도 증가를 억제하여 재배기간 중 관주효과가 높았다.

  토마토풋마름병 생물적 방제를 위한 농산부산물 이용기술개발에서는 풋마름병 방제용 길항균 액체배지내 포자 유도(Sucrose, 인산, 온도) 조건을 확인하였으며, 유도포자 필터, 점적테이프가 관주에 용이하였고, S. griseus+chitin 3회 관주로 풋마름병 방제가 가능하였다.

  주요 토양병해의 방제를 위한 항균물질 분리연구에서는 고추탄저병 방제물질 생산균주로 Bacillus. polymyxa, B. subtilis, B. licheniformis, Pseudomonas putida  4종을 분리하였고,균핵병 방제물질 생산균주로 Streptomyces griseus, B. cereus 2종을 분리하였으며, 반신위조병 방제물질 생산균주로 P. fluorescens biotype G, B. subtilis,  Trichoderma sp. 3종을 분리하였다.  또한 무름병 방제물질 생산균주로 P. aurenthica, P. marginalis, B. subtilis, B. licheniformis, S. griseus 5종을 분리하였다.

다. 환경생태분야

  환경생태연구실에서는 친환경농업기술 개발을 목표로 중앙공동 1과제, 경상 4과제 등 총 5과제에 대하여 시험연구사업을 추진하였다.

  자연순환농업을 위한 축분 액비 사업이 2012년 해양투기 금지로 인하여 활성화되고 있다.  시설재배에서 돈분뇨 액비의 연용이 토양환경에 미치는 영향을 구명하기 위하여 토마토와 오이를 대상으로 3종의 돈분뇨 발효액비(BMW, SCB, TAO)를 5년 연용한 결과, 토양 화학성의 변화는 처리별 큰 차이가 없었으며, 중금속 함량의 집적 양상도 보이지 않았고, 식물체내 중금속 함량도 처리간 뚜렷한 차이가 없었다. 고추재배지 돈분뇨 액비의 시용기준 설정 연구에서도 토양 중금속 함량, 생육 및 수량은 노지, 시설재배 모두 처리간 유의한 차이가 없었다.  본 연구 결과는 미생물 처리, 폭기 등의 처리로 충분히 발효된 액비는 토양환경 부하가 크지 않음을 보여주며, 축분 액비의 관비재배 기준 정립 및 토양환경 영향평가의 자료로 제공될 수 있을 것이다.

  작물별 유기농업 생산모델 개발을 위한 엽채류 유기재배 현장접목 연구를 수행한 결과, 공기 교반에 의한 온습도 조절로 상추(가을 재배)의 잿빛곰팡이병과 무름병이 감소하여 수량이 30% 이상 증가하였으며, 천적인 무당벌레의 투입은 배추 진딧물을 70% 이상 방제하였다. 상추는 진딧물을 인공 접종하여도 가해 밀도가 매우 낮아 천적 투입 효과를 구명할 수 없었다. 본 결과는 상추의 유기재배 가이드북을 작성하는데 활용되었으며, 다른 작물의 유기재배 모델 개발을 위해 계속 수행한다.

  친환경 논 잡초 방제를 위한 친환경 농자재 개발 연구 결과, 쌀겨를 100-300kg/10a 처리하여 잡초를 46-69% 방제하였으나, 목초액과 현미식초는 2L/10a 수준에서는 잡초 방제 효과가 미미하였다.  쌀겨 처리구의 백미 수량은 관행 제초제 대비 91-95%였으며, 200kg/10a 이상 처리하면 완전미 비율이 떨어지고 단백질 함량은 높으며 도요식미치가 약간 낮아졌다. 제초제를 기준량의 50-75% 처리했을 때 잡초를 75-85% 방제하였으며, 백미 수량은 기준량 대비 91-99%였고, 완전미 비율, 단백질 함량, 도요식미치는 처리간 큰 차이가 없었다.  쌀겨, 목초액, 현미식초 등 친환경 농자재를 종합 처리하여 제초 효과를 증진시킴으로써 제초제 사용량을 절감하는 친환경 잡초방제 기술을 개발할 예정이다.

  관비재배를 통한 시설재배지 염류집적 경감 시비기술 개발에서는 춘천 관내 시설채소 관비재배 실태를 조사하고 관비재배에 적합한 비종 선발시험을 수행하였다.  농가에서는 주로 양액재배용 비료를 써서 0.8-1.2dS/m 수준으로 급액하였으며, 시설하우스 토양은 인산과 칼리가 적정 수준보다 매우 높았다.  질소와 칼리 비종을 달리하여 처리한 결과, 토양 화학성과 토마토 잎의 양분 함량은 처리간 큰 차이가 없었으며, 토마토의 수량은 요소+황산카리 처리시 다른 처리보다 약간 높았다.  이는 1년차 결과로 연차간 변이를 계속 연구하여 시설재배지 염류집적을 낮추고 시설채소의 품질을 높이고자 한다.