KR20060118867A

KR20060118867A - 알킬 지방산 에스터를 함유하는 식물병 방제용 조성물

Info

Publication number: KR20060118867A
Application number: KR1020050041280A
Authority: KR
Inventors: 조광연; 최경자; 김진철; 장경수; 임희경; 손정훈; 최의성; 이응석
Original assignee: 한국화학연구원; 한국생명공학연구원
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-24
Anticipated expiration: 2025-05-17
Also published as: KR100700504B1

Abstract

본 발명은 식물병 방제 효과가 우수한 알킬 지방산 에스터 함유 조성물 및 이를 이용한 식물병 방제 방법에 관한 것으로, C₁₂-C₁₈ 지방산의 메틸 또는 에틸 에스터로 이루어진 군에서 선택된 알킬 지방산 에스터 또는 이들의 혼합물을 활성 성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 식물의 흰가루병 및 녹병에 대하여 우수한 예방 효과 및 치료 효과를 나타낸다. 또한, 인체 또는 가축에 대한 독성이나 환경오염의 위험이 거의 없고, 다른 흰가루병 및 녹병 방제제와 함께 사용함으로써 농약의 사용량을 줄일 수 있다.

Description

알킬 지방산 에스터를 함유하는 식물병 방제용 조성물 {COMPOSITION FOR PROTECTING PLANT DISEASES COMPRISING ALKYL FATTY ACID ESTER}

본 발명은 식물병 방제 효과가 우수한 알킬 지방산 에스터 함유 조성물 및 이를 이용한 식물병 방제 방법에 관한 것이다.

현대 농업에 있어서 농약은 고품질의 농산물을 안정적으로 대량 생산하기 위해서 필수적인 요소이다. 이러한 농약은 식물과 대상 병해충의 종류에 따라서 쓰임새가 달라지므로 현재 흰가루병 및 녹병을 방제하기 위한 살균제도 국내에 수십 종이 제조 및 판매되어 사용되고 있다. 그러나 특이적 작용점을 지니는 살균제는 쉽게 저항성이 발생하는 단점이 있다.

흰가루병 및 녹병 방제용 살균제는 1970년대에 개발된 베노밀 (benomyl) 및 1980년대에 개발된 에르고스테롤 생합성 저해제인 훼나리몰 (fenarimol), 후루실라졸 (flusilazole), 누아리몰 (nuarimol) 등이 등록되어 사용되고 있으나 약제 저항균이 발생하여 방제에 어려움이 있으며, 농민은 약제 저항성이 발생한 흰가루병균 및 녹병균을 방제하기 위하여 약제의 사용량을 높임으로서 잔류 독성 및 환경오염 등의 문제를 야기하고 있다.

최근 정부에서는 2013년까지 2004년 기준으로 농약 사용량을 40 % 감축하기로 결정하였으며, 농산물 수입 자유화에 대한 대안으로 부가가치가 높은 친환경 농산물의 비중을 현재 3.5 %에서 2010년까지 10 %로 올리겠다고 하였다. 따라서 농약이 아닌 천연물 농약 및 미생물 농약과 같은 친환경 방제제 개발이 요구되고 있다.

식물병에 대하여 방제 효과를 나타내는 물질은 농약 외에도 많이 알려져 있으며, 또한 지속적으로 새로운 물질들이 발견되고 있다. 그러나 기존의 농약에 비해 방제 효과가 떨어지거나 제조 비용이 비싸서 상업적으로 유용하지 않은 경우가 많다.

지방산 및 지방산의 칼륨염 및 나트륨 염의 살균 활성은 많이 보고되어 있으며, 특히 올레산 및 그의 칼륨 및 나트륨 염은 상품으로 등록되어 흰가루병 방제제로 사용되고 있다 (문헌 [The BioPesticide Manual 2판, British Crop Protection Council] 참조). 아메드 (Ahmed) 등은 피마자 기름의 리시놀레산 (ricinoleic acid)의 식물병원 곰팡이에 대한 균사 생장 억제 효과를 보고하였으며 (문헌 [JAOCS 62:1578-1580, 1985] 참조), 체이스 (Chase) 등은 살충 비누 즉 지방산 칼륨염의 식물병 방제 효과를 보고하였다 (문헌 [Plant Disease 67:1021-1023, 1983] 참조).

지방산의 칼륨 및 나트륨 등의 염을 제외한 지방산 유도체의 살균 활성에 대하여는, 미사토 (Misato) 등이 수크로즈 지방산 에스터의 식물병 예방 효과를 보고하였고 (미국특허 US 3,983,214호 참조), 오브레로 (Obrero) 등은 글리세롤 지방산 에스터, 폴리에틸렌 지방산 에스터 및 에톡실화된 지방산이 파인애플 병에 대하여 방제 효과를 나타낸다고 보고하였다 (미국특허 US 4,771,571호 참조). 또한, 사비지 (Savage) 등은 퍼라곤산 (perlagonic acid)의 염 유도체, 다이에탄올아민 유도체 및 하이드록시 하이드로카본 유도체가 살균제, 살세균제 및 생물학적 방제제의 활성을 증진시킨다고 보고하였다 (미국특허 US 6,103,768 및 US 6,136,856호 참조).

그러나, 다른 지방산 유도체와 달리 지방산의 메틸 또는 에틸의 알킬 에스터 유도체의 살균 활성은 보고된 적이 없다. 사비지 (Savage) 등은 지방산인 퍼라곤산의 에틸 에스터가 페니실리움 디지타튬 (Penicillium digitatium)에 의한 레몬 푸른 곰팡이병에 대하여 거의 방제 효과가 없다고 보고하였으며 (미국특허 US 6,103,768 및 US 6,136,856호), 카바라 (Kabara) 등은 지방산의 알콜 에스터 반응이 그람 양성균에 대한 지방산의 항균 활성을 없앤다고 보고하였다 (Antimicrob. Ag. Chemother. 2(1):23-28, 1972). 즉 라우르산 (lauric acid)은 그람 양성균에 대하여 우수한 항균 활성을 보이나, 메틸 라우레이트 (methyl laurate)는 거의 활성이 없다고 보고하였다. 그러므로 지금까지 메틸 또는 에틸 지방산 에스터의 식물 병원균에 대한 생체 외 (in vitro) 살균 활성 및 생체 내 (in vivo) 방제 효과를 조사하여 식물병 방제제로서의 효용성을 보고한 예가 없었으며, 특히 메틸 또는 에틸 지방산 에스터가 흰가루병 및 녹병에 대해 우수한 방제 효과를 나타낸다는 보고도 없었다.

알킬 지방산 에스터는 지방산이 알콜과 반응하여 에스터화 됨으로써 제조될 수 있으며, 사용되는 지방산과 알콜의 종류에 따라 생성되는 알킬 지방산 에스터의 종류는 달라진다. 즉, 메탄올을 사용하면 메틸 지방산 에스터가 생성되고, 에탄올을 사용하면 에틸 지방산 에스터가 생성된다.

바이오 디젤은 식물성 또는 동물성 지방을 알콜과 반응시켜, 지방을 구성하고 있는 여러 가지 지방산들을 에스터화 시킴으로써 생성되는 모노 알킬 에스터들의 혼합물을 말한다.

일반적으로, 바이오 디젤은 다양한 지방산을 포함하는 지방을, 강산 또는 강염기 촉매 하에서 저분자 알콜과 반응시키는 화학적 촉매법 (대한민국 특허공개 제 2004-92930호 참조), 또는 리파제 효소와 메탄올 또는 에탄올을 사용하는 생물학적 효소법 (JAOCS, 76(7):789-193, 1999)에 의해 제조될 수 있으며, 지방으로서는 대두유나 카놀라유, 동물의 지방질, 폐식물유, 해조류 등이 사용되고 있다.

이러한 바이오 디젤은 독성이 없고 생분해가 가능하고 인체에 무해하며, 기존의 석유계 경유와 성질이 매우 유사하고 연소시 공해가 거의 발생하지 않아 석유계 경유와 섞어서 사용할 경우 대기오염의 주범인 자동차 공해를 획기적으로 줄일 수 있는 청정 대체 에너지로 최근 그 수요와 필요성이 대폭 증대되고 있다.

본 발명자는 메틸 또는 에틸 지방산 에스터, 및 이들의 혼합물로 구성된 바이오 디젤이 여러 종류의 식물병 중에 특히 흰가루병과 녹병에 대하여 우수한 방제 효과를 나타낸다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 식물에 발생하는 흰가루병 및 녹병의 효율적인 방제에 사용되고, 식물에 약해를 유발하지 않으며, 인체 또는 가축에 대한 독성이 낮고, 값이 저렴하며, 생분해가 용이하고, 다른 농약과 혼용 가능한 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, C₁₂-C₁₈ 지방산의 메틸 또는 에틸 에스터로 이루어진 군에서 선택된 알킬 지방산 에스터 또는 이들의 혼합물을 활성 성분으로 포함하는, 식물병 방제용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명에서는 이들을 이용하여 식물병을 방제하는 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 식물병 방제용 조성물은, 오이, 호박, 밀, 보리 등 식물의 흰가루병 및 녹병 방제에 특히 효과적인 C₁₂-C₁₈ 지방산의 메틸 또는 에틸 에스터, 바람직하게는, 메틸 리놀레이트, 메틸 올레이트, 메틸 팔미테이트, 메틸 리놀레네이트, 메틸 라우레이트, 에틸 리놀레이트, 에틸 올레이트, 에틸 팔미테이트, 에틸 리놀레네이트 및 에틸 라우레이트로 이루어진 군에서 선택된 알킬 지방산 에스터, 이들의 혼합물, 또는 이들을 함유하는 바이오 디젤을 활성 성분으로 포함하는 것을 특징으로 하며, 용제 또는 분말 상태의 무기 물질을 담체로 포함할 수 있다.

본 발명에서 알킬 지방산 에스터로는 메틸 리놀레이트, 메틸 올레이트, 메틸 팔미테이트, 메틸 리놀레네이트, 메틸 라우레이트, 에틸 올레이트 및 에틸 팔미테이트가 특히 바람직하다.

상기의 바이오 디젤은 천연물 유래 지방산의 알킬 에스터의 혼합물로서, 대두유와 같은 식물성 지방뿐만 아니라 동물성 지방을 강산 또는 강염기 촉매 하에서 저분자 알콜과 반응시키는 화학적 촉매법 (대한민국 특허공개 제 2004-92930호 참조), 또는 리파제 효소와 메탄올 또는 에탄올을 사용하는 생물학적 효소법 (JAOCS, 76(7):789-193, 1999)으로 에스터화 반응시킴으로써 제조될 수 있으며, 생성된 메틸 또는 에틸 지방산 에스터의 종류 및 양은 반응에 기질로 사용한 지방의 지방산 비율과 거의 동일하므로, 방제하고자 하는 식물병의 종류에 따라 각 질병에 효과가 있는 알킬 지방산 에스터를 포함하도록 식물성 또는 동물성 지방의 종류를 선택하여 제조한 바이오 디젤을 사용할 수 있다.

예를 들면 대두유에는 리놀레산 (linoleic acid, C18:2) 54.9 %, 올레산 (oleic acid, C18:1) 24.8 %, 팔미트산 (palmitic acid, C16) 11.4 %, 리놀렌산 (linolenic acid, C18:3) 5.3 % 및 스테아르산 (stearic acid, C18) 3.4 %가 함유되어 있는데, 이 대두유를 기질로 하고 리파제와 메탄올로 반응시켜 제조한 바이오 디젤 (지방산 메틸 에스터 혼합물)의 각 지방산 메틸 에스터는 원래 지방산과 거의 같은 비율로 생산된다.

대두유 외에도 옥수수유, 올리브유, 참기름, 팜유, 해바라기씨유 및 들기름 과 같은 식물성 지방에는 식물의 흰가루병 및 녹병의 치료에 효과적인 리놀레산, 올레산, 팔미트산 및 리놀렌산이 다량 함유되어 있으므로, 이를 기질로 하여 매우 효과적인 식물병 방제용 바이오 디젤을 제조할 수 있으며, 돼지기름, 쇠기름 및 쇼트닝과 같은 동물성 지방에도 올레산 및 팔미트산이 다량 포함되어 있으므로, 이를 이용하여 식물병 방제용 바이오 디젤을 제조할 수 있다.

특히, 흰가루병 및 녹병의 예방 및 치료를 위한 바이오 디젤의 제조를 위해서는 리놀레산, 올레산 및 팔미트산이 많이 함유된 지방을 기질로 선택하는 것이 바람직하며, 식물의 흰가루병을 방제하기 위해서는 리놀레산, 올레산, 팔미트산 및 라우르산이 많은 지방을, 녹병의 예방을 위해서는 리놀레산, 올레산 및 리놀렌산이 많은 지방을 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명의 흰가루병 방제용 알킬 지방산 에스터 조성물은 상기 활성 성분 외에 농약 조성물의 제제화를 위해 통상적으로 사용되는 담체를 포함할 수 있다. 그러한 담체로는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알콜, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, N-메틸-2-피롤리돈 등의 수용성 용매 및 메틸나프탈렌 등을 주성분으로 하는 비수용성 용매와 같은 용제, 및 무수황산나트륨, 소디움 벤조에이트, 합성 실리카, 규조토, 카올린 등과 같은 무기 분말을 예시할 수 있다. 본 발명의 조성물은 활성 성분인 메틸 또는 에틸 지방산 에스터, 이들의 혼합물 또는 바이오 디젤을 5 내지 80 중량% 범위의 양으로, 그리고 담체를 20 내지 95 중량% 범위의 양으로 각각 함유할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 농업용 제형 기술분야에서 일반적으로 사용될 수 있는 통상의 유화제 및 분산제, 예를 들면 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 설페이트, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 설포네이트, 폴리옥시에틸렌 라우릴 설페이트 및 소듐 리그노설포네이트 등을 조성물의 총 중량을 기준으로 2 내지 20 중량% 범위의 양으로 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 식물병 방제용 알킬 지방산 에스터 조성물은, 식물에 대해 활성 성분을 기준으로 50 ㎎/ℓ내지 3,000 ㎎/ℓ의 농도를 가진 희석액의 형태로 식물병이 발생하기 전 또는 후의 밀, 보리, 오이, 호박, 딸기, 파, 양파, 포도, 매실, 신선초 등의 식물에 살포함으로써 우수한 예방 효과 및 치료 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 상기 흰가루병 및 녹병 방제용 알킬 지방산 에스터 조성물은 흰가루병 및 녹병에 대하여 방제 효과가 있는 합성 농약, 미생물 농약, 천연물 농약 등의 다양한 생물학적 방제제를 추가로 포함하도록 제제화 하거나 사용 직전에 혼합하여 (탱크 믹스) 처리하면 적은 양의 농약으로도 높은 방제 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명의 알킬 지방산 에스터를 함유하는 살균제를 제조할 때 사용 가능한 식물병 방제용 농약은 특별히 한정되는 것은 아니고 다양한 흰가루병 및 녹병 방제제가 함께 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예 및 시험예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 제한되는 것은 아니다.

실시예 1: 메틸 지방산 에스터 혼합물 (바이오 디젤)의 제조

대두유로부터 바이오 디젤을 생산하기 위해서 리파제 효소를 이용하는 생물학적 효소법을 이용하였다.

먼저, 효모 (Candida antarctica) 유래의 리파제 B (CalB)를 개량한 변이 리파제 CalB14를 사카로마이세스 세레비제 (Saccharomyces cerevisiae)의 효율적 단백질 분비 시스템을 이용하여 재조합 대량생산하고 이를 바이오 디젤 생산 반응에 적합하도록 앰버라이트 흡착 담체에 고정시켜 바이오 디젤 전환 반응에 이용하였다 (대한민국 특허공개 제2004-24074호, PCT/KR2004/003517 및 대한민국 특허출원 제2005-30490호 참조).

수분 및 메탄올 함유량이 각각 5 % 및 3.3 %가 되도록 50 mM 트리스 완충용액 (pH 7.6)과 메탄올을 첨가한 대두유를 반응조에 넣은 후 총 기질의 10 % (w/v)에 해당하는 고정화 효소를 효소 컬럼에 충진하고, 외부에서 펌프를 이용하여 연속적으로 기질 용액을 순환시키면서 에스터화 하여 바이오 디젤 전환 반응을 수행하였다. 반응 중 고농도의 메탄올은 고정화 효소를 불활성화 시키므로, 반응 중 바이오 디젤 전환율이 30 % 및 60 % 정도 될 때 3.3 %의 메탄올을 두 번 더 추가로 첨가하는 단계별 메탄올 공급 방식을 사용하였다.

이때, 반응조의 온도는 물순환 장치를 이용하여 40 ℃를 유지하였으며, 약 40시간 동안 반응시킨 후 약 80 % 이상의 바이오 디젤 전환 반응이 일어난 시료를 원심분리하여 생성된 두층 중 하층에 있는 글리세롤과 수분을 제거하였다.

상기에서 제조한 바이오 디젤의 지방산 에스터 성분은 가스 크로마토그래피 (gas chromatography, Star 3400 CX, Varian Co.)를 이용하여 반응이 종료된 시료의 각각의 지방산 에스터의 농도를 표준 물질 (fatty acid methyl ester, Sigma)의 농도와 비교하여 분석하였다 (표 1). 사용한 컬럼은 HP-5 (Agilent)이며 초기 컬럼 온도를 150 ℃에서 180 ℃까지 분당 15 ℃로 상승시키고 최종 컬럼 온도를 280 ℃로 설정하여 분단 10 ℃로 컬럼 온도를 상승시켰다. 운반 기체로는 고순도 헬륨을 사용하였으며 측정기로는 FID (Flame Ionization Detector)를 사용하였다.

상기 표 1로부터 알 수 있듯이, 대두유를 기질로 하여 생성된 바이오 디젤을 구성하는 메틸 지방산 에스터의 종류 및 양은 대두유에 포함된 지방산과 거의 동일하였다. 따라서, 다른 종류의 지방을 기질로 사용하여 바이오 디젤을 제조하더라도 그 지방의 지방산의 종류와 비율에 따라 생산되는 메틸 또는 에틸 지방산 에스터의 종류 및 비율이 결정됨을 알 수 있다.

시험예 1: 알킬 지방산 에스터의 식물병 예방 효과

실시예 1에서 제조한 바이오 디젤, 대두유로부터 공업적으로 합성한 바이오 디젤 (BD100^R,신한에너지), 및 시약으로 판매되는 메틸 또는 에틸 지방산 에스터 13종 (TCI^R, TOKYO KASEI KOGYO CO. LTD.)의 식물병 예방 효과를 조사하기 위하여 벼 잎집무늬마름병, 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 밀 녹병 및 보리 흰가루병 등의 식물병에 대하여 실험을 실시하였다.

먼저, 지름 4.5 ㎝ 플라스틱 포트에 수도용 상토 또는 원예용 상토를 70 % 정도 담고 벼, 토마토, 보리 및 밀을 파종하여 25±5 ℃의 온실에서 1주 내지 3주 동안 재배한 후, 하기 표 2에 기재된 농도에 따라 원하는 양의 시료를 취하여 아세톤 3 ㎖에 용해하고 트윈 20 (Tween 20) 250 ㎎/ℓ 용액 27 ㎖에 넣고 잘 용해시켜 약제 용액을 준비하였다. 모든 시료에서 최종 아세톤의 농도는 10 %가 되도록 하였고, 대조군에는 10 %의 아세톤과 250 ㎎/ℓ의 트윈 20이 첨가된 증류수를 처리하였다. 각각의 식물병 당 2개의 포트를 이용하였으며, 약제를 각 농도별로 엽면 분무 살포한 후 24시간 동안 풍건하고 각각의 병원균을 하기와 같은 방법으로 접종하였다.

(1) 벼 잎집무늬마름병

5엽기 벼 유묘에 잎집무늬마름병균 (타나테포러스 큐큐메리스, Thanatephorus cucumeris)을 7일 동안 배양한 배지 (밀기울 90 g, 왕겨 15 g, 증류수 100 ㎖)에 분무 접종하고 25 ℃의 습실 상에서 4일 동안 처리한 다음, 25 ℃의 항온실에서 4일 동안 배양하였다.

(2) 벼 도열병

3-4엽기의 벼 유묘에 도열병균 (마그나포르쎄 그리시아 Magnaporthe grisea)의 포자 현탁액 (5×10⁵ 포자/㎖)을 분무하여 접종하고, 25 ℃에서 하루 동안 습실 처리한 다음, 25 ℃의 항온실에서 5일간 두어 발병을 유도하였다.

(3) 토마토 잿빛곰팡이병

2엽기 토마토 유묘에 잿빛곰팡이병균 (보트라이티스 시네리아, Botrytis cinerea)의 포자 현탁액 (1×10⁶ 포자/㎖)을 분무 처리한 후에 20 ℃의 습실 상에서 3일 동안 발병을 유도하였다.

(4) 밀 녹병

1엽기 밀 유묘에 활물 기생균인 녹병균 (퍽시니아 리콘디타, Puccinia recondita)의 포자를 250 ㎎/ℓ의 트윈 20 용액에 0.67 g 포자/ℓ의 양으로 현탁한 현탁액을 분무 처리하여 하루 동안 20 ℃에서 습실 처리하고 20 ℃의 항온실로 옮겨 6일 동안 배양하였다.

(5) 보리 흰가루병

1엽기 보리 유묘에 숙주 식물에서 계대 배양된 흰가루병균 (블루메리아 그래미니스 폼 스페시스 호르데이, Blumeria graminis f. sp. hordei)의 포자를 털어서 접종하고 20 ℃ 항온실에서 발병시켰다.

밀 녹병, 보리 흰가루병은 7일 후에, 벼 잎집무늬마름병은 8일 후에, 벼 도열병은 5일 후에, 그리고 토마토 잿빛곰팡이병은 3일 후에 13종의 메틸 또는 에틸 지방산 에스터 단일 성분, 실시예 1의 바이오 디젤 및 공업적으로 제조한 바이오 디젤의 병반 면적율을 조사하였다. 조사된 병반 면적율로부터 하기 수학식 1에 따라 방제가를 계산하여 식물병에 대한 예방 효과를 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 메틸 또는 에틸 지방산 에스터 13종의 접종 1일 전 처리에 의한 식물병에 대한 예방 효과를 조사한 결과, 각각의 메틸 또는 에틸 지방산 에스터는 식물병의 종류 및 알킬 지방산 에스터의 종류에 따라 다른 예방 효과를 나타내었다. 그러나, 메틸 지방산 에스터 (LIM, OLM, PAM, LNM, STM, LAM)와 에틸 지방산 에스터 (PAE, STE, OLE, LAE, LIE, LNE) 간에는 방제 효과에 큰 차이가 없었다. 상기 13종 알킬 지방산 에스터 중에 LIM, OLM, PAM, LNM, PAE, OLE, LIE 및 LNE는 식물병에 대하여 예방 효과를 나타내었으며, 식물병 중에 밀 녹병과 보리 흰가루병에 대하여 특이적으로 우수한 예방 효과를 나타내었다. 특히, 대두유로부터 제조한 바이오 디젤 성분의 약 80 %를 차지하는 LIM과 OLM은 밀 녹병 및 보리 흰가루병 모두에 대하여 우수한 예방 효과를 나타내었다. 벼 도열병에 대한 예방 효과는 LIM, OLM, LNM 및 OLE가 50 % 내지 75 % 정도로 다른 병에 비해 다소 낮은 예방 효과를 보였다.

시험예 2: 알킬 지방산 에스터 혼합물의 식물병 예방 효과

알킬 지방산 에스터 중에 밀 녹병과 보리 흰가루병에 대하여 우수한 예방 효과를 나타낸 LIM, OLM, PAM, LNM, PAE 및 OLE를 2종 이상 혼합한 시료를 하기 표 3에 기재된 농도로 사용한 것을 제외하고는 시험예 1과 동일한 방법으로 2종 이상의 알킬 지방산 에스터 혼합물의 식물병 예방 효과를 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3으로부터 알 수 있듯이, 밀 녹병 및 보리 흰가루병에 대한 예방 효과가 있는 상기 6종의 알킬 지방산 에스터 (LIM, OLM, PAM, LNM, PAE 및 OLE)가 2 내지 4종 혼합된 시료는 이들이 단독으로 사용되었을 때와 마찬가지로 밀 녹병 및 보리 흰가루병에 대해 우수한 예방 효과를 나타내었다. 또한, 상기 시험예 1의 실험에서 흰가루병에는 우수한 예방 효과를 나타내었지만, 녹병에 대한 예방 효과가 없었던 PAM이 포함된 시료도 시험예 1의 다른 지방산 에스터와 마찬가지로 녹병과 흰가루병에 모두 우수한 예방 효과를 나타내었다. 따라서, 알킬 지방산 에스터 혼합물을 사용하면 이들을 단독으로 처리하는 것에 비해 상승 효과가 있음을 알 수 있다.

시험예 3: 알킬 지방산 에스터의 보리 흰가루병 치료 효과

알킬 지방산 에스터 11종, 실시예 1에서 제조한 바이오 디젤 및 흰가루병용 살균제로 사용되고 있는 후루실라졸 (동양화학)의 보리 흰가루병에 대한 치료 효과를 다음과 방법으로 확인하였다.

일회용 플라스틱 포트 (내경 45 ㎜ × 높이 45 ㎜)에 보리 (품종: 동보리) 및 밀 (품종: 은파) 종자를 포트 당 5립씩 파종하고 온실 (25±5 ℃)에서 1엽기까지 재배하였다.

하기 표 4에 기재된 각 알킬 지방산 에스터 11종 및 실시예 1에서 제조한 바이오 디젤의 무게를 재어 아세톤에 용해하고 트윈 20 250 ㎎/ℓ에 희석하여 333 및 1,000 ㎎/ℓ의 알킬 지방산 에스터 용액을 준비하였으며, 동일한 방법으로 1 및 10 ㎎/ℓ의 후루실라졸 용액을 준비하였다. 대조군에는 10 %의 아세톤과 250 ㎎/ℓ의 트윈 20이 첨가된 증류수를 처리하였다.

시험예 1에서와 같이 온실에서 재배한 1엽기 보리에 흰가루 병원균인 블루메리아 그라미니스 폼 스페시스 호르데이 (B. graminis f. sp. hordei)의 분생 포자를 접종하고 항온 항습실의 생육 상에서 1일 동안 감염을 유도한 후에 준비한 시료 용액을 분무 처리하였다.

각 시료 용액을 처리한 보리와 밀은 다시 항온 항습실의 생육 상에서 7일 동안 발병을 유도한 후에 1엽에 형성된 병반 면적율을 조사하였다. 각 시료의 농도별 방제가를 하기 수학식 1에 따라 계산하여 치료 효과를 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

수학식 1

상기 표 4에서 알 수 있듯이, STM, CAM 및 STE를 제외한 8종 알킬 지방산 에스터와 바이오 디젤은 보리 흰가루병에 대해 우수한 치료 효과를 나타내었다. 보리 흰가루병에 대한 치료 효과 실험에서, 알킬 지방산 에스터와 바이오 디젤은 실험예 1의 예방 효과보다 더 높은 방제 효과를 나타내었다.

특히, LAM과 LAE는 보리 흰가루병에 대한 예방 효과는 거의 없었으나, 치료 효과는 333 ㎎/ℓ 농도 처리 시에도 89 %로서 매우 우수하였다.

시험예 4: 알킬 지방산 에스터의 오이 흰가루병 방제 효과

알킬 지방산 에스터 10종, 실시예 1에서 제조한 바이오 디젤, 공업적으로 합성한 바이오 디젤 (BD100^R), 대두유, 올레산 및 시판되는 살균제인 훼나리몰 (동부한농화학)의 오이 흰가루병에 대한 방제 효과를 다음과 같은 방법으로 실험하였다.

일회용 플라스틱 포트 (내경 45 mm × 높이 45 mm)에 원예용 상토를 넣고 오이 (백다다기 오이, 동부한농화학)를 심고 온실에서 2엽기까지 키운 후에 원예용 상토가 담긴 플라스틱 포트 (내경 20 cm× 높이 25 cm)로 이식하여 온실에서 6엽기 내지 7엽기까지 재배하였다.

하기 표 5에 기재된 10종의 알킬 지방산 에스터, 대두유 및 올레산을 아세톤에 용해하고 트윈 20 용액 (250 ㎎/ℓ)에 희석하여 111, 333 및 1,000 ㎎/ℓ 농도의 시료 용액을 조제하였으며, 동일한 방법으로 750, 1,500 및 3,000 ㎎/ℓ 농도의 바이오 디젤, 및 10 및 30 ㎎/ℓ 농도의 훼나리몰 용액을 제조하였다. 대조군에는 10 %의 아세톤과 250 ㎎/ℓ의 트윈 20이 첨가된 증류수를 처리하였다.

6 내지 7엽기 오이에 손 분무기를 이용하여 흘러내릴 정도로 시료 용액을 분무 처리하였다. 약제 처리는 1주일 간격으로 2회 처리하였으며 2차 약제 처리 1주일 후에 발병도를 조사하였다. 실험은 각 처리 당 3회 반복하였으며, 각 오이 당 약 10개의 잎의 발병도를 조사하였다.

오이 흰가루병의 접종은 이미 흰가루병에 감염된 기주 식물을 주변에 배치하여 자연 감염 되도록 하였다. 발병도는 다음과 같은 지수에 따라 조사하였고, 하기 수학식 2에 따라 방제가 (%)를 계산하여 예방 효과를 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

0: 잎에 흰가루병 발생하지 않음.

1: 1-5 %의 병반 면적율.

2: 5.1-20 %의 병반 면적율.

3: 20.1-40 %의 병반 면적율.

4: 40.1 % 이상 병반 면적율.

상기 표 5에서 알 수 있듯이, LIM, OLM, PAM, LNM, LAM, PAE, OLE는 오이 흰가루병에 대하여 1,000 ㎎/ℓ의 농도에서 60 % 이상의 우수한 방제 효과를 나타내었으며, 바이오 디젤도 750 ㎎/ℓ 처리구에서 60 %의 오이 흰가루병 방제 효과를 나타냈다. 그러나, 대두유와 올레산 처리구에서는 거의 방제 효과가 없었다.

시험예 5: 알킬 지방산 에스터의 보리, 밀, 고추, 및 오이에 대한 약해 조사

수지 포트 (내경 66 mm × 높이 66 mm)에 각각 고추 (향촌 고추, 동부한농화학), 밀 (은파밀), 보리 (동보리) 및 오이 (백다다기, 동부한농화학)를 심고 고추는 분지 직전까지, 오이는 4 내지 5엽기까지, 밀과 보리는 3엽기까지 온실에서 재배하였다. 시험예 1에서와 같은 방법으로 333 ㎎/ℓ, 1,000 ㎎/ℓ 및 3,000 ㎎/ℓ의 알킬 지방산 에스터 및 실시예 1의 바이오 디젤 수용액을 조제하였다.

고추, 밀, 보리, 및 오이에 손 분무기를 이용하여 흘러내릴 정도로 시료 용액을 분무 처리하였다. 약제를 처리한 식물은 온실에서 저면 관수하여 재배하고 약 1주일 후에 약해 정도를 다음과 같은 지수에 따라 조사한 다음, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

0: 약해 없음.

1: 생육에는 전혀 지장 없음.

2: 약간의 생육 저해.

3: 심각한 생육 저해

4: 완전히 고사

상기 표 6에서와 같이, 본 발명에 따른 흰가루병 및 녹병 방제용 알킬 지방산 에스터는 1,000 ㎎/ℓ 이하의 농도에서 4종 식물에 대하여 전혀 약해를 유발하지 않았다. 3,000 ㎎/ℓ의 처리구에서는 밀과 보리에 대한 약해를 관찰할 수 없었으며, 고추와 오이에 대해서는 LIM, PAM, LNM, 및 PAE 처리 시에 드물게 갈색 반점이 관찰되었지만 생육에는 지장을 주지 않는 정도였다.

따라서 본 발명의 식물병 방제용 알킬 지방산 에스터는 고추, 밀, 보리, 및 오이에 대하여 매우 안전함을 알 수 있다.

실시예 2

하기 표 7에 기재된 식물성 및 동물성 지방들에 포함된 지방산의 종류 및 비율을 확인하기 위하여 실시예 1과 동일한 분석 방법을 사용하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

상기 표 7로부터 알 수 있듯이, 대두유, 옥수수유, 올리브유, 참기름, 팜유, 해바라기씨유 및 들기름과 같은 식물성 지방에는 식물의 흰가루병 및 녹병의 방제에 효과적인 리놀레산, 올레산, 팔미트산 및 리놀렌산이 다량 함유되어 있으므로, 이를 기질로 하여 매우 효과적인 식물병 방제용 바이오 디젤을 제조할 수 있으며, 돼지기름, 쇠기름 및 쇼트닝과 같은 동물성 지방에도 올레산 및 팔미트산이 다량 포함되어 있으므로, 이를 이용하여 식물병 방제용 바이오 디젤을 제조할 수 있다.

흰가루병 및 녹병의 예방 및 치료를 위한 바이오 디젤의 제조를 위해서는 리놀레산, 올레산 및 팔미트산이 많이 함유된 지방을 기질로 선택하는 것이 바람직하며, 특히, 식물 흰가루병의 방제를 위해서는 리놀레산, 올레산, 팔미트산, 및 라우르산이 많은 지방을, 녹병의 예방을 위해서는 리놀레산, 올레산 및 리놀렌산이 많은 지방을 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르는 알킬 지방산 에스터, 이들의 혼합물 또는 바이오 디젤을 포함하는 조성물은 식물의 흰가루병 및 녹병에 대하여 우수한 예방 및 치료 효과를 나타낸다.

또한, 흰가루병이나 녹병 방제용 합성 농약과 함께 사용함으로써 합성 농약의 사용량 또한 현저하게 줄일 수 있으며, 천연물 농약 및 미생물 농약과도 혼용하여 방제 효과를 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 알킬 지방산 에스터는 인체 또는 가축에 대한 독성이나 환경오염 위험이 거의 없어 간단히 씻어서 식용으로 하는 과채류의 재배에 안심하고 사용할 수 있으며, 농약보다 저렴하므로 농약의 일부를 대신함으로써 농산물의 생산 비용을 크게 절감할 수 있다.

Claims

C₁₂-C₁₈ 지방산의 메틸 또는 에틸 에스터로 이루어진 군에서 선택된 알킬 지방산 에스터 또는 이들의 혼합물을 활성 성분으로 포함하는 식물병 방제용 조성물.
제 1 항에 있어서,

알킬 지방산 에스터가 메틸 리놀레이트, 메틸 올레이트, 메틸 팔미테이트, 메틸 리놀레네이트, 메틸 라우레이트, 에틸 리놀레이트, 에틸 올레이트, 에틸 팔미테이트, 에틸 리놀레네이트 및 에틸 라우레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,

식물병이 식물의 흰가루병, 녹병 또는 벼 도열병인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,

식물이 밀, 보리, 오이, 호박, 딸기, 파, 양파, 포도, 매실 또는 신선초임을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 따른 조성물을 활성 성분을 기준으로 50 ㎎/ℓ 내지 3,000 ㎎/ℓ 범위의 농도를 가진 희석액 형태로 식물에 살포하는 것을 특징으로 하는 식물병 방제 방법.