방울토마토 시설재배에서 비벡터링(bee-vectoring) 기술을 이용한 Bacillus Subtilis 포장내 전파

Abstract

비벡터링은 벌이 수정활동을 하는 동안에 이들로 하여금 병해충 방제용 미생물 제제를 식물체에 전달하게 하여 생력적으로 병해충 발생을 억제시킬 수 있게 하는 새로운 작물보호 기술이다. 국립농업과학원 시험포장과 농가포장의 방울토마토 시설하우스에서 화분매개충인 뒤영벌(Bombus terrestris), 미생물제제인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 그리고 자체 제작한 분배장치를 이용하여 비벡터링 시험을 수행하였고, 식물체에 전파된 미생물제제의 양과 비율을 측정하였다. 분배장치를 통과한 벌 충체에는 <TEX>$9.0{\times}10^5{\sim}1.9{\times}10^6$</TEX>의 세균이 검출되었다. 농과원 시험포장 방울토마토 꽃에서 측정된 세균수는 꽃당 2,600-8,600개 였으며, 80-100%의 꽃에서 검출되었다. 미생물제제를 주 1회와 주 2회 교체한 경우 처리간에는 유의한 차이가 발견되지 않았다. 농가포장에서는 꽃당 1,800-2,400개를 83-93%의 꽃에서 검출할 수 있었고, 비벡터링시험전에 비해 세균수가 75배 증가되었다. 비벡터링 시험에 따른 벌 사망률은 22% 정도로 무처리구와 차이는 없었고, 따라서 미생물제제가 뒤영벌에 대한 부작용은 거의 없는 것으로 판단되었다. 비벡터링 기술 적용에 따른 방울토마토의 수확량은 무처리구와 비교해서 차이가 없었다. 앞으로 뒤영벌에 안전하면서 병해충에 대한 방제효과가 좋은 미생물 제제들을 선발하고, 병해충 발생에 따라 이 기술의 운용 전략 등을 세심하게 가다듬으면 화분매개곤충을 이용하는 토마토, 딸기 재배에서 이 기술의 실용화는 매우 가까이에 왔다고 볼 수 있다. Bee-vectoring is a new crop protection technology used for suppressing insect pests and diseases in crops by disseminating microbial agents into plants during bee pollination activities. In this study, we conducted bee-vectoring trials in cherry tomato greenhouses by using the bumble bee (Bombus terrestris), a microbial agent (Bacillus subtilis) and a new dispenser, and we measured the delivered quantity of microbial agent. Bacterial colony forming units (CFUs) in bees exiting a dispenser ranged from <TEX>$9.0{\times}10^5$</TEX> to <TEX>$1.9{\times}10^6$</TEX> per bee. At greenhouse trials in the National Academy of Agricultural Science (NAAS) trials, 3,300 - 8,500 CFUs per flower were counted and 80 - 100% of the flower samples contained detectable concentrations. There was no significant difference in CFU density between microbial replacement intervals (once a week vs twice a week) in the NAAS trials. In a commercial greenhouse trial, 1,800 - 2,400 CFUs per flower were found, and 83 - 93% of the flower samples contained detectable concentrations. CFUs detected in bee-vectored flowers increased by approximately 75 times before bee-vectoring. The mortality of bumble bees in the NAAS trials was, on average, 22% and little negative effects were observed on the bumble bee colonies. The yield difference for cherry tomatoes in the NAAS trials was not significant between treatments. When we select additional microbial agents that can be disseminated using this technology and create a detailed plan based on insect pests and disease incidence, we can apply this technology in greenhouses for growing tomatoes and strawberries in the near future.