Effects of microorganism density and mushroom yields according to the sterilization of casing soils at the cultivation of button mushrooms

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J. Mushrooms 2014 June, 12(3):220-225 http://dx.doi.org/10.14480/JM.2014.12.3.220 Print ISSN 1738-0294, Online ISSN 2288-8853

© The Korean Society of Mushroom Science

*Corresponding author E-mail : [email protected]

Tel : +82-43-871-5711, Fax : +82-43-871-5702 Received August 28, 2014

Revised September 19, 2014 Accepted September 25, 2014

복토살균 조건에 따른 양송이 재배과정별 복토내 미생물 밀도 및 수량 특성

이찬중*·유영미·전창성·정종천·문지원·공원식·서장선·김용균¹·이병의²·윤민호³

농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과,

¹

충남농업기술원,

²

순천향대학교,

³

충남대학교

Effects of microorganism density and mushroom yields

according to the sterilization of casing soils at the cultivation of button mushrooms

Chan-Jung Lee*, Young-Mi Yoo, Chang-Sung Jhune, Jong-Chun Cheong, Ji-Won Moon, Won-Sik Kong, Jang-Sun Suh, Yong-Gyun Kim¹, Byung-Eui Lee² and Min-Ho Yoon³

Mushroom Research Division, NIHHS, RDA, Eumseong 369-873, Korea

1

Chungcheongnam-do Agricultural Research & Exteunsion Services, Yesan 340-861

2

Soonchunhyang university, Asan Chungnam 366-745, Korea

3

College of Agriculture and Life Sciences, Chungnam National University, Daejeon, 305-764, Korea

ABSTRACT: This study was conducted to set the proper sterilization standards of casing soil for the stable production of button mushroom(Agaricus bisporus) from mushroom disease that occurs in infection of casing soil material. Changes of aerobic bacteria are increased as the longer grow-out period and sharply increased after second flushes. Fluorescence Psuedomonas showed high density at high sterilization temperature and 100

^o

C treatment has extremely high density at 30 min and 60 min in casing 22 days.

Density of thermophilic actinomyces is sharply increase from casing with soil and the highest density at 22 days of casing and rapidly decrease after first flushes. Sterilizing temperature of casing soil affects quality and quantity of button mushroom.

Treatment of 60 min, 90 min at 80

^o

C and 30 min at 100

^o

C produced the highest mushroom yields, especially mushrooms yields of A grads were the highest at treatment of 90 min at 80

^o

C. Treatment of 60min at 100

^o

C products many yields, however, this treatment has low economic feasibility for its yields. Sterilizing temperature of casing soil has an effect on generating diseases and insect pests. Treatment of 60 min, 90 min at 80

^o

C and 30 min 100

^o

C showed lower incidence than the other treatment. Although treatment of 30 min at 100

^o

C causes low diseases and mushroom fly damage, it has low mushroom yields. Furthermore, although treatment of 60 min at 100

^o

C has high mushroom yields, it causes high diseases and mushroom fly damage. Therefore the best conditions for the sterilization of casing soils was 60 min and 90 min at 80

^o

C.

KEYWORDS: Agaricus bisporus, Casing soil, Disease, Sterilization, Yields.

서 론

양송이(Agaricus bisporus Sing.)는 우리나라의 대표적 인 식용버섯으로 2012년도에는 국내 버섯 총생산량의 6.9%인 13천톤이 생산되었다(MFAFF, 2012). 양송이는 독특한 향과 맛, 조직감 뿐만 아니라 영양소를 고루 함유 하고 있어 식품소재로서 비교적 많이 이용되고 있다 (Hong et al., 1988). 양송이 퇴비배지의 탄소원으로 외국 에서는 주로 마분과 밀짚이 사용하였으나, 국내에서는 볏 짚을 이용한 배지를 개발하여 사용하고 있다. 우리나라의 양송이 재배역사는 짧지만 단기간에 생산성은 크게 향상

수력이 양호해야 한다. 또한 복토시 중압감을 주지 않을 정도로 가벼워야 한다. 그리고 해로운 미생물이 함유되어 있지 않아야 한다. 그러나 양송이 재배농가에서 복토재료 로 사용되는 대부분의 토양은 내열성 부패균의 밀도가 높 고(Koo et al., 1978a), 우리나라 토양에도 상당한 내열성 부패균이 함유되었다(Koo et al., 1978). 그리고 Pizzer (1947)는 복토의 토성이 양송이 수량과 밀접한 관계가 있 으며 복토재료로서는 미사질 식양토와 식양토가 적당하다 고 하였다. Flegg(1953)는 복토의 입자가 세립질이면 관 수후 토양 입자가 뭉쳐서 물리성이 나빠진다고 하였고, 양송이 재배에서 가장 중요한 것은 복토의 토양 구조이다 (Edward and Flegg, 1953). 그러나 자연상태의 토양은 대 부분이 구조가 부적합한 경우가 많다. 그러므로 이 구조 를 개선시키기 위해서는 유기물의 첨가가 필요한 경우가 많다. 유기질원의 구입이 어려운 경우 폐상퇴비와 식양토 를 혼합하여 복토재료로 이용할 때 보수력이 높아지며 가 비중이 낮아지고, 공극량이 증가하여 수량이 증가한다는 보고도 있다(Wuest, 1974). 우리나라의 복토재료로 식양 토 6080%에 토탄을 2040% 범위로 배합한 복토재료가 수량이 높고 개산율이 낮다고 하였으나, 우리나라에서는 서구 양송이 생산국에서 복토재료로 널리 이용되고 있는 토탄자원은 그 양이 극히 적어 보통 전답의 흙을 이용함 이 불가피한실정이다.

본 연구의 목적은 양송이 재배농가에서 복토재료의 감 염으로 발생되는 병발생 피해를 줄여 양송이의 안정생산 을 위한 복토재의 적정 살균기준을 설정하고자 하였다.

재료 및 방법

시험균주 및 종균제조

시험에 사용한 균주는 국립원예특작과학원 버섯과에서 육성한 양송이(Agaricus bisporus) ‘새아’를 시험균주로 사용하였다. 시험균주를 퇴비추출배지에 접종하여 25^oC의 항온기에 15일간 배양하여 사용하였고, 접종원으로는 밀 을 배지로 사용하여 조제하였다.

양송이버섯 복토내 미생물의 밀도는 희석평판법으로 조 사하였다(RDA, 2000). 시료 10 g을 멸균수 90 ml에 첨가하 여 진탕배양기에서 200 rpm으로 30분간 진탕하여 10²~10⁷ 배가 되도록 희석액을 만들어 이를 미생물수 측정에 사용하 였다. 호기성 세균은 R2A agar(Kim and Whang, 2002), 사 상균은 Streptomycin-rose bengal agar(Martin, 1950), 중온 성 방선균은 Starch casein agar(Kster and Williams, 1966) 을 사용하였고, 고온성 방선균은 1/2 Nutrient agar배지(1/2 NA, 0.2% casein, 10 g agar)를 사용하였다. Trichoderma 속은 THSM배지(Williams et. al, 2003)를 사용하였고, Pseudomonas속은 P-1 agar(Kato and Itho, 1983)를 각각 선 택배지로 사용하였다. Bacillus속 검출을 위해서는 희석액을 80^oC열수에서 10분간 처리 후 Yeast glucose agar배지 (James, 1958)에 배양하였다. 폐상퇴비내 미생물수는 3개의 평판배지에 나타난 colony를 계수한 후 평균값을 콜로니형 성단위(colony forming unit, cfu)로 표시하였다. 배양은 세 균과 곰팡이는 28^oC항온기에서 27일간 배양하면서 계수하 였고, 방선균의 경우 중온성(28^oC)과 고온성(45^oC)으로 나 누어 항온기에서 7일간 배양하면서 계수하였다.

재배관리

재배사 관리는 5월 1일 접종 후 실내온도를 21^oC로 유 지하면서 균사 배양을 하였으며, 접종 후 14일째 복토를 하였다. 21일째 복토위에 부상한 균을 고르게 배양하기 위해 균긁기를 하였고, 24일째 첫 관수를 하였다. 25일째 14~15^oC로 온도를 내려 발이를 유도하였고, 27일째부터 는 18^oC로 유지하면서 생육관리를 하였다. 생육조사 방법 은 농촌진흥청농업과학기술 연구조사분석기준(농촌진흥 청, 2003)에 준하였으며 기타 관리는 ‘최신 버섯재배 기 술’을 참조하였다.

결과 및 고찰

복토 살균 온도별 미생물 밀도

양송이 재배농가의 대부분은 복토재료로 흙을 사용하고

있으며, 일부 농가만 약제 훈증 소독 후 복토로 사용하지 만 대부분의 농가는 채취된 그대로 사용하고 있다. 따라 서 흙속에 있는 각종 병원균의 감염으로 버섯재배에 실패 하는 농가가 많다. 복토 살균전 호기성 세균의 밀도는 3.2

×10⁸cfu/g이었으나, 50^oC-90분 살균에서는 0.7×10⁸cfu/g로 줄었고 80^oC 이후로는 급격하게 줄어들었다. 고온성 세균 의 밀도는 살균전 4.4×10³cfu/g이었으나, 80^oC-90분에서 는 14.6×10³cfu/g으로 증가하는 경향을 보였지만, 100^oC 이후에서는 밀도가 낮았다. 그리고 형광성 Pseudomonas 속과 고온성 방선균은 검출되지 않았다. 푸른곰팡이병을 일으키는 Trichoderma속은 살균전 2.5×10²cfu/g이었으나 80^oC에서 30분에서는 검출되지 않았다. 또한 사상균은 50^oC-30분 살균시 무처리보다 증가하였지만 80^oC-90분 및 100^oC-60분 이상에서는 검출되지 않았다(Figs. 1,2,3).

이상의 결과에서 복토처리 전 푸른곰팡이병을 일으키는 Trichoderma속균을 사멸시키기 위해서는 80^oC-30분 이상 은 살균을 하여야 하고 곰팡이병과 관련 있는 사상균의 경우 80^oC-90분 및 100^oC-60분 이상을 살균하면 병해의 발생을 억제할 수 있을 것이다.

복토 8일 후 미생물 밀도

복토 8일 후 미생물의 분포를 조사한 결과 호기성세균 은 무처리에 비해 살균처리구에서 약간 증가하는 경향을 보였고, 전체적으로 밀도는 증가되는 경향을 보였다. 고온 성세균은 무처리보다 모든 처리구에서 증가하였으며, 형 광성 Pseudomonas속은 50^oC와 80^oC처리구에서 높은 밀 도를 보였다. 사상균의 밀도는 무처리구보다 살균처리구 에서 낮았지만, 121^oC 처리구에서는 급격히 증가하였다.

Trichoderma속은 무처리구와 뚜렷한 차이를 보이지 않았 지만, 121^oC 처리구에서는 급격히 증가하였다. 방선균은 무처리구와 살균 처리에서 뚜렷한 차이를 보이지 않았지 만 중온성 방선균은 121^oC에서 검출되지 않았고, 고온성

방선균은 80^oC-90분과 100^oC-60분에서 가장 높은 밀도를 보였다. 이상의 결과에서 복토를 100^oC 이상의 고온에서 살균시 유해미생물뿐만 아니라 유용미생물도 모두 사멸하 므로 상대적으로 생육적응이 빠른 병원균의 밀도가 빠르 게 증가할 가능성이 높다(Figs. 1,2,3).

복토 15일 후 미생물 밀도

복토 15일 후 미생물의 분포를 조사한 결과 호기성세균 은 무처리구와 살균 처리에서 뚜렷한 차이를 보이지 않았 고, 고온성세균의 경우 살균처리구에서 높았으며 특히 80^oC와 100^oC 처리구에서 상대적으로 높은 밀도를 보였 다. 형광성 Pseudomonas속은 80^oC와 100^oC처리구에서 높은 밀도를 보였고, 사상균과 Trichoderma속은 121^oC처 리구에서 가장 높은 밀도를 보였다. 고온성 방선균은 살 균온도가 높을수록 증가하는 경향을 보였다(Figs. 1,2,3).

이상의 결과에서 고온에서 살균할 경우 사상균과 푸른곰 팡이균의 밀도가 무처리구보다 높은 밀도를 보여 고온 살

Fig. 1. Density of bacteria according to the growing stage of

button mushroom.

Fig. 2. Density of fungus and green mould according to the

growing stage of mushroom.

Fig. 3. Density of actinomyces according to the growing

stage of mushroom.

균이 복토 15일까지 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다.

그러나 복토 15일에는 전체적으로 호기성세균의 밀도는 낮아지는 경향을 보였다.

복토 22일 후 미생물 밀도

복토 22일 후 미생물의 분포 조사 결과 호기성세균과 고온성세균의 밀도는 살균 온도와 시간이 길수록 높은 경향 을 보였다. 형광성 Pseudomonas속, 사상균과 Trichoderma 속도 무처리 보다 살균처리구에서 높은 밀도를 보였고 특 히 형광성 Pseudomonas속은 80^oC처리구에서 가장 높은 밀도를 보였다. 그러나 중온성 방선균은 무처리와 뚜렷한 차이를 보이지 않았지만 고온성 방선균은 살균온도가 높 을수록 증가하는 경향을 보였다. 또한 양송이가 발이를 시작하는 복토 22일에는 모든 처리에서 호기성 세균과 고 온성 방선균의 밀도가 높은 경향을 보였다.(Figs. 1,2,3) 이러한 결과는 Siyoum 등(2010)이 피트복토재료를 사용 하였을 때 양송이버섯이 발생될 때 세균의 밀도가 높아졌 다는 결과와 일치하였다. 따라서 복토에 존재하는 다양한 세균이 버섯의 발생과 생육에 영향을 미칠 가능성이 많으 며 이에 대해서는 더욱 세밀한 연구가 진행되어야 할 것 으로 생각된다.

수확주기별 복토내 미생물 밀도

1주기와 2주기 수확 후 미생물의 분포를 조사한 결과 호기성세균과 고온성세균의 밀도가 무처리구와 살균 온도 와 시간이 길수록 높은 경향을 보였고 모든 처리구에서 호기성세균의 밀도는 계속적으로 증가하는 경향을 보였다.

형광성 Pseudomonas속과 중온성 방선균은 2주기에서 높 은 밀도를 보였다가 점점 낮아지는 경향을 보였고, 사상 균과 Trichoderma속의 밀도는 2주기 후부터 급격하게 증 가하였다. 그러나 고온성 방선균의 밀도는 복토 22일 후 부터 급격하게 낮아진 후 계속적으로 낮은 밀도를 유지하 였다(Figs. 1,2,3).

복토 살균 온도별 양송이 수량

복토 살균온도별 양송이버섯의 수량과 품질을 조사한 결과 80^oC-60분, 80^oC-90분 및 100^oC-60분에서 가장 높 은 수량을 보였으며, 특히 80^oC-90분에서는 상품 및 중품 의 수량도 가장 높았다. 그러나 100^oC-60분 처리에서는 수량은 높았으나 하품의 수량이 높아 경제성이 떨어지는 경향을 보였다(Fig. 4). 따라서 양송이 수량 및 품질 확보 를 위한 적정 살균조건은 80^oC-90분이 가장 좋을 것으로 판단된다.

Fig. 5. Disease and pest incidence of button mushroom according to the sterilization of casing soils.

복토 살균 온도별 양송이 병해충 발생정도

복토 살균온도별 양송이버섯의 병해충 발생정도를 조사 한 결과 80^oC-60분, 80^oC-90분 및 100^oC-30분 처리가 다 른 처리구 보다 낮은 발병율을 보였다. 그러나 100^oC-30 분 처리에서는 병해충 발생율은 낮았지만 양송이의 수량 이 적었으며, 100^oC-60분 처리구에서는 양송이 수량은 높 았으나, 병해충의 발생이 높았다(Fig. 5). 따라서 양송이 병해충 발생을 줄이기 위한 적정 살균온도는 80^oC-60분, 80^oC-90분이 가장 좋을 것으로 판단된다.

적 요

양송이 재배농가는 복토재료로 흙을 사용하고 있으며, 대부분의 농가는 채취된 그대로 사용하고 있어 흙속에 있 는 각종 병원균의 감염으로 버섯재배에 실패하는 농가가 많다. 복토 살균온도에 따른 미생물의 밀도변화를 조사한 결과 호기성세균은 양송이 생육주기가 길어질수록 증가하 였으며 2주기 수확후 부터는 급격히 증가하였다. 사상균 은 복토 8일째 무처리에서 급격히 증가하였고, 살균 처리 구에서는 증감을 반복하다가 2주기 수확후 부터 급격히 증가하였다. 푸른곰팡이균도 증감을 반복하다가 2주기 수 확후부터 급격히 증가하였다. 형광성 Psuedomonas속은 살균온도가 높은 처리구에서 높은 밀도를 보였으며, 복토 22일에는 100^oC-30분과 60분에서 다른 처리구보다 급격 히 증가하였다. 중온성 방선균은 복토 15일 약간 증가하 는 경향을 보였다가 1주기 수확후부터 급격히 증가하였다.

고온성 방선균은 복토 15일에 급격히 증가하여 복토 22일 에 가장 높은 밀도를 보였지만, 1주기 수확후 부터 급격 히 감소하였다. 양송이버섯의 수량과 품질은 80^oC-90분에 서는 상품 및 중품의 수량이 가장 높았다. 병해충 발생은 100^oC-30분 처리에서 가장 낮았지만 양송이의 수량이 낮

았으며, 100^oC-60분 처리구에서는 양송이 수량은 높았으 나, 병해충의 발생이 높았다. 따라서 양송이 재배를 위한 복토의 적정 살균조건은 80^oC-60분, 80^oC-90분이 가장 좋 을 것으로 판단된다.

감사의 말씀

본 연구는 농촌진흥청 공동 연구과제 (PJ009961012014) 에 의하여 수행된 연구결과입니다.

참고문헌

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Fig. 6. The fruit body of button mushroom according to the sterilization of casing soils.