감수성 테스트는 해충이 피훈증물과 무관하게 드러난 조건에서 처리된다. 훈중효과는 피훈증물에 따라 달라지게 된다. 그러나, 실제훈증에 있어서, 피훈증물은 다양한 용적율로 마대 또는 종이박스 등과 같은 포장상태로 처리된다. 따라서, 가스의 흡착 및 침투는 훈증효과에 중요한 영향을 끼친다. 수용성 훈증제의 경우, 수분이 훈증처리시 고려되어야 한다. 평가되어진 흡착, 침투 영향은 해충 감수성 시험결과를 보완하게 된다.
수착 테스트
일반적으로, 훈증제의 끓는점이 높을수록 피훈증물의 표면적이 클수록 수착률이 높다. 수착은 일반적으로 흡착과 흡수로 구분할 수 있다. 흡착은 낮은 온도일수록 많아지고, 짧은 시간내에 정점에 이르는 반면, 흡수는 높은 온도일수록 많아지는 정반대의 경향을 보인다.
- 연구자는 시험실시 전에 시험목적, 시험형태 및 규모, 시험방법 등 시험 계획을 설계해야 하며, 시험에 필요한 시설, 기구, 장비, 공시충 사육실, 저장시설 등을 준비해야 한다.
- 단계별 연구에 필요한 인원도 확보해야 한다.
- 훈증제를 다루는 연구자는 훈증제의 특성과 다루는 방법 등을 숙지해야 한다.
- 신선 식물은 대개 훈증제의 수착이 많은 종이 박스 또는 나무 상자로 포장된다.
- 이런 포장은 작은 훈증상으로 실험할 수 없다. 0.5㎥ 훈증상 같이 부피가 큰 훈증상을 이용하여 실험해야 한다.
- 수착시험은 침투시험 및 이후 확증시험시 병행될 수 있다.
- 가스 수착량은 다음 식과 같이 투약량, 최종가스농도 및 피훈증물의 부피를 기초로 계산된다.
수착량 =〔투약량-최종가스농도(1-용적율/피훈증물 비중)〕/용적율
- 피훈증물에 대한 가스 수착량은 이 식에 의해 얻어진다. 그러나, 훈증제의 살충효과는 훈증중 가스농도에 직접적으로 더 영향 받는다. 그러므로, Ct적을 조사할 경우는 수챡량을 알 수 있으므로 별도의 수착량 시험을 생략할 수 있다. Ct 적은 가스농도 측정시간을 짧게 하면 좀 더 정확하게 구할 수 있다. 수착은 투약 직후일수록 크다.
따라서, 예시와 같이 초기 농도를 짧은 시간에 여러 번 측정해야 한다.
(예시 3) 훈증시간에 따라, 측정은 밤에도 이루어질 수 있다. 자동 기록기의 사용이 권장된다.
- Ct 적은 다음 식에 의해 계산된다.
(가스침투가 투약후 충분하지 않기 때문에, 짧은 훈증시간에서 최초 10분간, 긴 훈증시간에서 1시간은 계산에서 제외한다.)
Ct 적(mg·h/L) = {(2-1)(C1+C2)+(3-2)(C2+C3)+(6-3)(C3+C6)+(n-6)(C6+Cn)}/2
여기서 C1 : 1시간, C2 : 2시간, C3 : 3시간, C6 : 6시간, Cn : n시간이다.
- 감수성 테스트에서 얻어진 100% 사충율에 대한 Ct적은 수착으로 인하여 Ct의 손실을 보완하는 투약량이 다양한 용적율에 따라 계산되어야 한다.
용적율의 훈증에 대한 투약량 = 수착 농도 × 100% 살충 Ct적 / 용적율별 Ct 적
(예) 다음 조건하에서 훈증처리한 곡물
- - 투약량 : 25g/㎥
- - 훈증시간 : 24시간
- - 수용률 : 0.3t/㎥
- - 온도 : 15℃
투약 후 1, 2, 3, 6, 12, 24시간째 측정한 가스농도는 각각 20, 14, 12, 10, 8, 6mg/ℓ였다. Ct 적은 201이다.
만일 감수성 시험에서 산출된 100% Ct적이 230이라면, 용적율 0.3g/㎥로 채워진 곡물은 다음의 투약량을 넣어야 한다.
25×230/201 ≒ 28.6g/㎥
침투 테스트
가스 침투의 정도는 피훈증물의 종류, 형태, 조건, 포장 형태 등에 따라 다르다. 예를 들면, 종이 박스에 포장된 과일과, 마대 포장된 곡물, 곡물산물, 목재 등간의 가스 침투는 상당히 다르다. 따라서, 침투 테스트 방법은 각 식물별 훈증에 적합하여야 한다.
- 약 4박스의 과일상자가 들어가는 0.5㎥ 훈증상은 침투 테스트에서 필수적인 장치이다. 가스침투력은 훈증상내 순환팬에 영향을 받는다. 따라서, 순환팬은 실제 상업적인 훈증에 적합하도록 용량을 갖추어야 한다. 또한, 훈증상은 가스를 밀폐시킬수 있어야 한다.
- 가스 농도는 테프론 튜브와 같은 비수착성 재질로 된 측정호스를 포장상자 내부에 설치하여 측정한다. 적어도, 2개의 포장상자 및 2개의 고내 농도(상하) 를 측정해야 한다.
- 가스채취량은 훈증상내 가스농도의 변동을 방지하기 위하여 필요량(20~30ml)만 취해야 한다. 동일한 이유로, 직경이 가는 측정호스(내경 1~2mm)를 사용하는 것이 바람직하다.
- 투약량과 용적율은 상업적 규모와 유사하여야 한다. 농도의 측정은 가스 수착시험과 동일하다. 순환팬 가까이의 박스의 가스농도 측정은 피해야 한다.
- 가스 침투 테스트는 고내 농도와 박스내 농도가 균일하게 되었을 때 마친다. 약해를 방지하기 위하여 훈증 후 신속히 배기하여야 하면서, 농도를 측정해야 한다. 또한 배기를 위한 환풍팬 역시, 상업적인 훈증 규모와 유사한 비율을 맞추어야 한다. 일반적으로 포장박스내부에 있는 농도는 30분내에 1%까지 내려갈 수 있어야 한다.
- 신선 식물은 대개 훈증제의 수착이 많은 종이 박스 또는 나무 상자로 포장된다.
- 이런 포장은 작은 훈증상으로 실험할 수 없다. 0.5㎥ 훈증상 같이 부피가 큰 훈증상을 이용하여 실험해야 한다.
- 수착시험은 침투시험 및 이후 확증시험시 병행될 수 있다.
- 사일로내 곡물산물의 가스침투는 사이로 상단 또는 하단을 통하여 투야할 경우 상당히 어렵다. 강제 가스 순환시스템이 사일로 훈증시에 필수적으로 설치되어야 한다. 사일로내 침투는 가스순환시스템의 용량을 테스트 함므로써 이루어진다.
일반적으로 가스순환시스템은 사이로내 가스농도를 2시간 내로 균일화할 수 있어야 한다. 이 시험은 대개 대규모로 이루어질 수밖에 없으므로, 이후에 이루어지는 대규모 시험과 병행하여 수행된다.
- 목재사이로 가스 침투는 문제가 되지 않는다. 그러나, 목질 내부의 가스침투의 조사는 상당히 곤란하다. 목재해충 자체는 목재 내부의 해충에 비해 살충효과가 우수하므로, 최종적인 투약량은 목재내부에 감염된 해충을 대상으로 시험하여 결정되어야 한다.
- 침투력 테스트시 가스의 확산이나 침투를 방해하지 않는 포장재를 사용해서는 안된다.
- 과일 종이박스의 경우, 박스내 가스 침투의 지연은 훈증 후 배기가 늦어져 약해의 요인이 될 수 있다. 가스 침투력은 박스를 천공하는 등의 방법으로 향상시킬 수 있으며 추후 시험을 통하여 검증하여야 한다. 일반적으로 2~3시간의 훈증에서는 15~20분 내에(24~48시간 훈증시 2시간정도) 박스내부로 가스가 침투되어 균일화되어야 한다.
- 곡물 훈증의 경우, 곡물의 크기가 적을수록 침투가 어렵다. 보다 적은 포장단위를 사용하고, 적재시 공간을 충분히 확보해야 한다.
- 침투력이 향상되지 않을 경우, 수착시험과 같은 방법으로 투약량 및 시간을 보충 또는 연장하여야 한다.
약해 시험
- 대상해충의 살충농도는 다양한 약량별 시험을 통하여 밝혀낼 수 있다. 그러나, 어떠한 소독기준도 약해가 발생하면 무의미하다.
이 시험의 목적은 개발된 기준에 의해 소독처리된 식물체에 약해가 나지 않도록 하기 위함이다.
식물체의 약해의 요인으로는 약량, 온도 및 시간과 같은 기본적인 요인 외에, 식물체의 종(품종 및 재배종), 부위, 숙도, 재배조건, 훈증전후의 저장조건 등이 있다.
- 기본 요인에 있어서, 일반적으로 높은 농도, 높은 온도, 긴 처리시간에서 약해가 발생할 가능성이 높다. 기타 요인에 있어서, 약해의 발생은 훈증제의 종류, 피훈증물의 다양한 조건에 의하여 상당한 차이를 보인다.
- 넓은 범위의 식물체를 대상으로 훈증기법을 개발할 경우, 훈증제에 대한 식물체 감수성 예비 시험은 2~3개의 대표적 종을 선택하여 실시한다. 대상작물이 훈증제에 감수성일 경우 새로운 훈증기술 개발은 적용할 수 없다. 그러므로, 예비시험은 해충 감수성 시험만큼 중요하다.
- 해충과 유사하게, 최초에 식물과 식물산물은 약량, 온도, 시간과 같은 기본요인에 대한 감수성 정도를 테스트해야 한다.
농도에 대한 테스트는 대개 일정온도 및 시간에서 3가지 농도로 처리하여 이루어진다. 감수성의 정도는 각 3가지 농도의 차를 크게 함으로써 보다 쉽게 알아낼 수 있다. 약해가 가장 낮은 농도에서 발생된다면, 감수성이 높다라고 할 수 있다. 반대로, 높은 농도에서도 약해가 발생되지 않는다면, 훈증제에 저항성이라고 할 수 있다.
- 약해가 기준 농도에서 발생되지 않으나 기준농도 이상에서 발생된다면, 살충농도와 약해 발생농도의 여유범위가 매우 좁은 것이다. 농도에 따른 약해의 정도를 밝혀낸 이후, 온도 또는 시간 변화에 따른 약해조사도 이루어져야 한다.
- 기본 요인 외의 약해 평가를 위하여 대상작물이 훈증전후에 노출되는 다양한 조건을 가정하여 이루어져야 한다. 예를 들면, 밀감에 대한 메틸브로마이드의 약해는 숙도, 저장기간 및 훈증후 저장온도에 영향을 받는다고 보고되어 있다. 또한, 사과의 약해는 재배방법(유대 또는 무대 재배), 내부수분, 저장기간 및 온도, 훈증후 온도에 영향을 받는다.
예시3) 수착시험에서 가스농도의 측정
수착시험에서 가스농도의 측정
훈증시간(hr) |
측정시간(훈증후) |
측정횟수 |
2 |
10, 30, 60, 90, 120분 |
2 |
3 |
10, 30, 60, 90, 120, 180분 |
6 |
4 |
10, 30, 60, 90, 120, 180, 240분 |
7 |
24 |
1, 2, 3, 6, (12), 24시간 |
6 |
48 |
1, 2, 3, 6, (12), 24, 48시간 |
7 |
72 |
1, 2, 3, 6, (12), 24, 48, 72시간 |
8 |