수확후 병해충종합관리체계

수확후 병해충종합관리체계

원예연구소 저장이용과

최지원

1. 서언

  

신선 과실과 채소는 비타민과 무기질 같은 필수영양소, 탄수화물, 및 항산화 및 항암 효과성분 등 인류에게 중요한 기능을 갖는 주요 공급원이다.

이러한 유용성으로, 소비자들은 가공식품보다는 신선식품을 선호한다.

그러나, 동시에 화학물질의 잔류 또한 적은 원예산물을 원하는 요구가 증대되고 있다. 한마디로 신선 원예산물의 안전성이 주요 관심이 되고 있다.

이러한 소비자의 압력은 많은 수확전 및 수확후 농약 등록 감소와 함께 수확후 병해관리에 대안적인 방법이 필요함을 시사하게 되었다. 성공적인 병해충종합관리는 정밀한 수확후 관리 과정을 통하여 면밀한 관찰에 의해 적절한 전략을 결정함에 따라 달성될 수 있다.

2. 병해충종합관리는 재배에서부터 시작한다.

 

수확후 병해충종합관리체계는 재배할 품종의 선택과 함께 재배에서부터 시작된다.

대부분의 작물이 품종에 따라 질병이나 해충에 대한 저항성이 다르며, 이러한 차이는 방어기작, 형태적 차이(예. 큐티클 두께)에서 기인한다.

저항성품종의 선택은 병해충방제에 대한 요구를 줄일 수 있다.

작물의 자연발생적 저항성에 덧붙여 재배기술은 작물의 질병과 해충에 대한 감수성에 큰 영향을 준다.

질소시비, 관수, 칼슘성분 등은 병해충 감수성을 결정하는 가장 중요한 수확전 요인이다.

과다한 질소시비와 관수 그리고 칼슘결핍은 결과적으로 작물의 부패에 대한 감수성을 높인다.

또한, 주기적인 포장 관찰을 통한 예찰 방제, 저독성 또는 선택성 농약사용 및 교호살포로 불필요한 농약사용을 절감하는 병해충종합관리체계 기술 실천이 필요하다.

3. 숙기

 

수확시 원예산물의 숙성도와 숙성발달단계는 병해충 감수성에 크게 영향을 준다.

미성숙한 과실은 이미 생성된 진균에 유해한 물질에 의하여 균 감염에 대한 저항성을 갖고 있다.

미성숙한 과실에 균이 침입하였다 하더라도 많은 경우 발병할 수는 없고, 잠복하게 된다.

일반적으로 이러한 높은 저항성은 과실이 성숙하기까지 유지된다.

이 저항성의 손실과 동시에 과실경도는 감소하게 된다. 중요한 것은 수확시 품질은 이후로는 향상되지 못하며 단지 제한된 기간동안 유지될 뿐이라는 것이다.

적정단계, 크기, 숙기에 수확하는 것인 잠재적으로 최고품질과 저장수명을 최대화할 수 있다.

4. 상처

원예산물의 보호막인 표피는 수확후 병해에 대해 가장 큰 보호작용을 한다.

잘린 부위, 멍과 찰과상 등은 직접적으로 균 침입부위를 제공하며, 호흡율 및 에틸렌생성을 증가시키고, 과실연화를 촉진시키며, 수분을 손실시킨다.

에틸렌이 발생되어 과실이 연화되기 시작하면, 주위 과실도 영향을 받아 기계적 손상을 입기 쉽게 되며 따라서, 부패하게 된다.

물리적 상처는 수확 시부터 과실이 소비되기까지 어느 시기에서도 일어나게 된다.

심한 상처나 잘린 부위 등은 쉽게 알 수 있고 주의할 수 있지만, 부적절하고 거친 취급,

부적합한 기구나 포장 등에 의해 찰과상이나 멍이 생기게 되면 쉽게 인지하기 어려우므로. 깨끗하고 적절하게 취급하도록 하는 것이 중요하다

5. 온도조절

 

수확후 가장 중요한 관리기술은 온도이다.

원예산물이 장해 없이 견딜 수 있는 가장 낮은 온도로 유지하여 주는 것이 부패미생물의 생장을 줄이고, 활력을 느리게 하면서 원예산물을 신선하게 유지한다.

저온관리는 과실성숙 및 노화를 느리게 하여 병해충에 대한 감수성을 억제하는 결과를 가져온다.

6. 물리학적 처리

 

물리적 요소의 관리는 부패에 의한 손상 가능성은 줄여주지만 완벽한 방제를 기대할 수는 없다.

열처리, 생물학적 방제 및 CA 등 다양한 물리학적 처리가 효율적인 병해충 관리방법이 될 수 있다.

UV-C 조사는 어떤 종류의 농산물에서 자연방어물질을 증가시킬 수 있다고 한다.

7. 병해충 ․ 기주 ․ 환경 상호관계

 

병해충이 기주를 감염시킬 수 있는 능력은 침입기작의 효율성에 의존하지만,

기주의 감수성과 환경요인에 의존적이다.

병해충 발생량은 환경, 기주, 병해충 세가지 구성요소의 조건에 의존하여 최종적으로 결정된다.

 

 

 

따라서, 이 세가지 구성요소의 조작에 의하여 우리는 병해충으로 인한 손실의 수준을 감소할 수 있다.

기주의 병해충감염에 대한 감수성은 앞서 살펴보았듯 다음 요소에 의해 결정된다.

 

․ 자연적인 저항성

․ 재배기술

․ 상처의 유무

 

환경은 수확후 온도나 공기(산소:이산화탄소)조성 등을 병원균에 불리하고 기주에 유리하도록 쉽게 조절할 수 있다.

각 기술에 대하여 개별적으로 살펴보지는 않았으나 이런 여러 가지 요소의 조합에 의하여 효과적인 수확후 병해충관리가 가능하며

손상되기 쉬운 농산물의 수확후 품질은 유지될 수 있을 것이다.

〔참고문헌〕

Postharvest integrated pest management. Edited by B. Mitcham. University of California. Postharvest horticultural series No. 11. 34pp.

 

 

수확후 병해충종합관리체계 2

- 과실류 병해발생 기작과 제어 -

 

원예연구소 저장이용과 최지원

 

기주침입을 위한 병원균의 전략

 

병원균은 기주 조직을 점령하여 필요한 영양분을 섭취하기 위하여 여러 가지 전략을 사용한다.

병원균의 감염을 위한 가장 중요한 단계는 표피 장벽의 초기침입인데,

대부분 자연개공(기공이나 피목)이나 상처부위로 침입한다.

어떤 병원균은 표피자체를 뚫고 들어가기 위해 식물 큐티클과 세포벽을 소화시키는 다양한 효소를 생산한다.

따라서 품종에 따른 큐티클조성이나 두께의 차이, 성숙에 따른 세포벽의 변화 등은 병해에 대한 감수성에 중요한 영향을 준다.

과실의 초기침입은 개화기나 세포생장이 빠른 재배포장에 있을 때 일어나게 되며,

곰팡이균은 일정기간 잠복할 수 있으며 숙성이 시작되면 활성화하여 부패를 시작한다.

 

표피층을 통과한 균사는 기주세포로부터 빠르게 성장할 수 있어야 병원균의 대사작용을 유지할 수 있다.

이러한 기주내에서 병원균 생장은 물리적 장벽을 붕괴하고 당 함유 세포벽을 분해하는 세포벽 분해효소 작용에 의해 이루어진다.

도움을 받는다. 병원균은 또한 기주식물의 방어 기작(아래)과 경쟁하게 된다.

식물의 이러한 방어반응을 지연하거나 제거하기 위해서 빠른 생장속도(기주의 방어기작이 개시되기 전 생화학적 자원 고갈 위한),

독성화학물질 생산(기주식물의 대사 저해, 막작용 저해, 방어화합물생산 능력 감소 위한), 기주식물의 특별한 방어화합물 불활성화를 위한 효소 생산 등이 있다.

 

기주식물 방어기작

 

기주식물의 방어기작은 병원균의 복잡하고 효과적인 공격기작에서 승리하였을 때 일어난다.

기주식물은 비활성화된 표피층(큐티클과 세포벽)으로 이루어져 있는데,

표피층은 손상되었을 때 대체될 수도 있고 부가물질(코르크층, 분해하기 어려운 리그닌) 첨가로 강화할 수도 있다.

‘노엘’이라는 학자는 과실방어의 중요한 결정요인은 수확후 생긴 상처가 코르크 생산에 의하여 치유될 수 있는 속도라고 하였다.

 

기주식물은 병원균의 세포벽 분해 효소에 의해 분해된 기주세포벽의 조각을 빠르게 감지할 수 있고,

이러한 “인식”은 방어물질인 파이토알렉신(병원균에 유독한 페놀화합물)이나 효소(chitinase, β-1,3-glucanase 등 병원균 세포벽 구성성분 분해) 생산을 유도한다.

 

수확후 처리는 항균성 유도화합물 생산을 유도할 수 있다.

 

수확후 병원균 방제를 위한 특별한 관리 및 처리기술 중 대다수는 직접적으로 부패균을 억제함으로 유리하지만

어떤 것은 처리한 기주식물의 자연저항성의 다양한 측면을 자극하기 때문에 부가적인 이익을 공급한다.

따라서, 수확후 열처리나 UV-C 처리는 파이토알렉신이라고 불리는 항균물질 생산을 촉진하는 것을 보여주었다.

생물학적 방제를 위해 사용된 어떤 효모는 부패균을 직접적으로 공격하거나 과실의 상처부위에서 경쟁하였고,

또한 파이토알렉신 합성을 촉진하는 것이다.

 

자연발생 생장 촉진물질인 자스모닉산(JA)과 살리실산(SA)은 여러 식물체에서 방어기작을 일으키는 것을 보여주었다.

휘발성 메틸자스모네이트(JA 유도체)와 같은 경우는 저장고 공기 중에 처리할 수 있으며 더욱이,

JA처리는 어떤 작물에 있어서는 저온장해를 완화시키는 데도 유용한 결과를 보여주었다.

 

과실숙성의 제어

 

종종 방어기작의 성공과 실패 사이의 차이점은 발달되는 속도와 관련된다.

이는 기주식물의 병원균 인식의 속도향상을 위한 체계 및 자연적으로 미리 존재하는 방어력 체계에 대한 특별한 압력이 된다.

그러나 과실의 진화적인 작용은 종자가 발달하는 동안은 종자를 보호한 후 종자 전파를 촉진하는 것이다.

따라서 숙성은 식물 종이 계속 존재하기 위해 과실 분해가 용이하게 하는 정교한 시도로 보인다.

그러한 종자의 전파를 돕는 것 중에 부패미생물이 있다.

따라서 부패미생물을 격퇴하고자 하는 우리의 임무는 숙성하는 과실의 임무 자체가 병원균 침입을 받기 쉽도록 되는 것이기 때문에 어렵게 된다.

이는 수확후 병원균 억제의 중요한 면이 과실 성숙의 조절임을 의미한다.

숙성은 과실의 자연적인 병원균 방어기작의 소실과 동시에 이루어지기 때문에 만약 적합한 소독기술, 선별, 적합한 온도관리가 동반된다면

가장 중요한 부패미생물 수확후 관리 측면은 성숙관리이다.

 

기주식물 방어력를 향상하기 위한 유전공학

 

유전공학 전략은 방제하고자 하는 병원균과 다루고자하는 산물의 수확후 생리와 맞아야 한다.

상당한 양의 연구가 유전공학의 사용을 효율적으로 하기 위해 남겨져 있다.

진행된 연구는 부패균에 저항성을 갖는 일반화된 혹은 특이한 균을 동정하였으며, 수확후 요구와 관련되어 실험되고 있다.

새로운 유전자의 발현이 다른 원예산물 특성유지와 일치하는 지 결정되어져야 하며,

부패에 대한 저항성을 증가시키면서 저장과실 및 채소의 품질을 적정하게 하는 시도가 있어져야 한다.