미생물로 농약을 만든다고?

미생물로 농약을 만든다고?

대학생신재생에너지기자단 19기 김다빈

 

유기합성 농약의 문제점과 이로 인한 부작용

농약은 농작업에 사용되는 모든 약제들을 포괄적으로 의미하며, 병해충 및 잡초로부터 작물을 보호함으로써 깨끗하고 적정의 수량을 수확하는데 꼭 필요한 농업자재이다. 지금까지 농작물의 보호를 위해서는 유기합성 농약을 기초로 한 화학방제 시스템이 주가 되어 왔으나 농약의 오남용, 독성, 환경오염 및 자연생태계에 미치는 악영향과 약제내성의 출현 등에 의한 약효감소 등의 부작용이 증가하며 많은 사회적 문제를 야기했다. 웰빙(Well being) 혹은 로하스(Lifestyle of Health and Sustainability, LOHAS)라는 용어에서 볼 수 있듯이 자연스럽고 건강한 삶을 위한 멋스러운 소비 문화가 유행하고 있다. 그중에서도 특히 농산물은 민감한 변화를 보이는데, 환경오염에 대한 우려로 신선하고 안전한 식품에 대한 소비자의 관심을 유발하고 차별화된 고품질 안전농산물에 대한 선호도가 높아지고 있다. 이에 따라 친환경농산물 재배에 필수적인 미생물농약의 생산과 사용도 매년 큰 폭으로 증가하고 있다. 또한 최근 토양에 서식하는 미생물들이 생산하는 대사산물로부터 새로운 농약을 개발하려는 시도는 많은 연구자에 의해 보고되어 왔다.

 

미생물 농약이란?

그렇다면 미생물 농약이란 무엇일까? 미생물농약은 농작물에 발생하는 병, 해충 및 잡초를 제거하기 위해 자연환경으로부터 유래한 천연물, 천적 및 유익한 미생물을 골라서 농업용으로 이용할 수 있도록 제품화한 것을 말한다. 미생물농약은 세균, 곰팡이, 바이러스, 선충 등으로 개발되고 있다. 토양 미생물에서 분비하는 물질들은 비교적 환경에 친화력이 있고 타 미생물에 의해 분해가 용이하여 농약으로 개발시 유기합성 농약에 비해 환경에 미치는 영향이 적다. 미생물은 자연환경에 다양한 형태로 존재하며, 미생물농약으로 쓰이는 미생물은 식물의 뿌리 혹은 잎면에 살아가면서 식물과 공생 혹은 영양적 종속관계에 있는 경우가 대부분이다. 미생물은 항생물질생산 등 많은 유용한 기능을 가지며 계속적인 미생물 생태연구를 통해 다양한 기능들이 밝혀지고 있다.

 

미생물 농약의 분류

미생물 농약은 생물적 방제제에 포함된 병해충 방제제라고 할 수 있다. 미생물 농약에는 미생물 자체를 이용하는 방법과 미생물이 분비하는 대사산물을 농약으로 이용하는 방법 및 미생물에 의하여 생산된 물질을 새로운 유기합성 농약의 선도물질로써 이용하는 방법 등이 있다. 크게 두 가지로 분류하면 미생물 농약은 미생물 자체를 이용하는 것과 미생물이 분비하는 대사산물을 이용하는 것으로 나눌 수 있다.

먼저 미생물 자체를 이용한 농약을 살펴보자. 미생물 자체를 이용한 농약은 미생물 살균제, 미생물 살충제, 미생물 제초제 등이 있다. 첫 번째로 미생물 살균제는 각종 식물병원균에 대하여 증식억제작용 및 기생 또는 포식작용을 하는 세균, 곰팡이 및 방선균을 병해 방제용으로 이용한 농약이다. 두 번째로 미생물 살충제는 Fungi, Bacteria 및 Virus가 응애 진딧물, 뿌리혹선충, 배추좀나방 등 각종 해충 방제제로 사용되고 있다. 세 번째로 미생물 제초제는 잡초에 발생하는 병원균을 잡초에 발병 시켜 잡초가 고사가 되는 과정을 이용한 것이다.

그 다음으로 미생물이 생산하는 대사산물을 이용한 농약을 살펴보자. 미생물을 배양하여 미생물이 생산하는 대사산물인 생리활성천연물질을 분리, 정제하여 의약용, 농업용으로 활용하는데 현재까지 약 8,000종 이상이 알려져 있고, 이 중에 실용화 하고 있는 것은 약 600여 종이다. 하지만 현재 농업용으로 활용되고 있는 것은 20여 종에 불과하다. 미생물 농약은 흙 속에 사는 식물병원균으로부터 식물을 보호할 목적으로 많이 적용되어 왔다. 이 균들은 대부분 식물생육에 관여하며 식물병원균을 죽일 수 있는 항생물질을 생산한다. 미생물 농약이 내는 항생물질은 농작물의 뿌리에 침입하는 곰팡이, 세균의 생장을 억제하거나 죽게 한다. 이와 같은 현상을 항생작용이라고 하며 농작물에 이용되는 생물농약 중 가장 많은 부분을 차지한다.

 

미생물 농약의 장점

미생물 농약의 가장 큰 장점은 환경과 농업생태계에 미치는 영향을 최소화할 수 있다는 것이다. 인축과 작물에 무해하고, 유기합성 농약에 비해 환경에 미치는 영향이 적다. 또한 병해충에 선택적으로 작용해 주변 유용생물에 미치는 영향이 거의 없다. 미생물 농약을 사용할 시 화학 잔류물질이 거의 없으며 화학방제가 어려운 토양병이나 해충을 방제할 수 있다. 그 이외에도 토양에 서식하는 미생물은 항생물질뿐만 아니라 비타민, 효소 등 유용한 물질을 생산한다. 또한 개발 비용도 기존 농약보다 저렴하기에 경제력도 보장될 수 있다.

그렇지만 미생물 농약에는 이러한 좋은 점만 있는 것이 아니다. 미생물 농약은 예방 위주로 처리해야 효과적이고, 방제효과가 균일하지 않으며 약효지속기간이 비교적 짧다는 문제점이 있다. 또한, 살아있는 생물체로 상온에서 활력이 저하되기 십상이다. 이러한 부분은 앞으로 더 연구해야 할 과제이다.

 

미생물 농약과 유기합성 농약의 비교

농약은 어떠한 작용에 의한 병해충, 잡초를 방제하게 되므로 많은 문제점이 발생한다. 이는 유기합성 농약의 과도 사용시 독성에 대한 문제점이 발생하게 된다. 그에 비해 미생물 농약은 독성문제에 있어서 비교적 안전하다. 방제대상 범위에서는 유기합성 농약은 광범위한 적용이 가능하지만, 미생물 농약에서는 1~2종에 대해서만 효과를 나타내므로 매우 한정적이다. 동일한 농약을 반복하여 사용할 경우 유기합성 농약에서는 병원균, 해충에 대하여 약제내성을 유발하게 되므로 방제효과가 낮아진다. 그에 반하여 미생물 농약은 내성 발성도가 낮고, 유기합성 농약 사용시 발생하는 약제내성 병해충에 대해서도 효과를 거둘 수 있다. 개발적인 측면에서 살펴보면 유기합성 농약은 신제품 개발에 막대한 비용이 소요되지만, 미생물 농약은 이에 비하여 훨씬 적은 개발비가 소요된다.

	화학농약	미생물 농약
개발: 대상       비용       제제	인공화학 높음 안정, 균일	미생물 및 분비물 낮음 불안정, 불균일
약효: 발현속도 지속성	빠름 일시적	늦음 연속적
생태계영향	있음	적음
약제내성 유발	있음	거의 없음

 

미생물 농약의 보완점과 전망

전 세계 농약 시장의 매출액 중 미생물 농약의 매출액은 약 1% 정도에 불과하다. 또한 사용되고 있는 미생물 농약도 사용범위가 약제저항성 문제로 유기합성 농약으로 방제할 수 없는 병해충 방제와 유기합성 농약으로 방제하기 어려운 뿌리혹 세균병 등의 방제제로 사용되어 왔다. 현재까지 매우 효과적이고 방제효과가 뛰어난 것으로 밝혀졌다.

그동안 많이 사용해 온 화학농약들도 과학기술의 발달로 인하여 이전에는 나타나지 않았던 독성이 밝혀져 사용 제한, 또는 폐기되는 상황이다. 독성이 적고 안전한 미생물 농약을 개발 할 경우 앞으로 유기합성 농약의 사용으로 인한 부작용을 줄이는 데 능동적으로 대처할 수 있으며 환경오염 문제 해결에도 커다란 역할을 할 수 있다. 또한, 생산량이 많은 미생물의 경우 저렴한 가격으로 미생물 농약을 공급할 수 있어서 국민 보건 건강에 커다란 효과가 있을 것이다.

일부의 소비자를 위한 무농약, 무비료의 유기농업이 계속될 수 없는 식량안보의 차원으로 볼 때 독성이 적은 안전한 농약사용에 의한 안전한 농산물 생산은 가장 바람직한 것으로 특히 미생물 농약이 이를 충분히 충족시킬 수 있다. 또한, 국내와 같이 적은 경지 면적에서 많은 작물이 여러 작형으로 재배되고 문제 병해충의 종류도 많은 현실로 볼 때 제한된 미생물 농약만으로는 방제가 곤란하므로 독성이 적은 안전한 화학 농약과 조화를 이룬 방제방법의 개선도 필요할 것으로 생각된다. 국내의 부존 미생물 자원으로 활용할 미생물 농약의 자체개발은 미래의 산업 개발 측면에서도 필히 병행되어야 한다.

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참고문헌

[유기합성 농약의 문제점과 이로 인한 부작용]

[미생물 농약이란?]

1) 한국식물학회, 네이버 지식백과, "농약", 농약 (naver.com)

2) 박경석, "미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요성", 4권, 14호, p.1, 2011,미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요서.pdf

[미생물 농약의 분류]

1) 박경석, "미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요성", 4권, 14호, p.1-2, 2011,미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요서.pdf 

2) 유재홍, 오병렬, 최용철, "미생물 농약의 개발과 전망",p.81-85, 미생물 농약의 개발과 전망.pdf

3) 조근영기자,"진도군, 친환경 농업 조성 유용 미생물 공급 확대", 연합뉴스, 2021.03.15, https://www.yna.co.kr/view/AKR20210315066600054?input=1195m미생물 농약의 개발과 전망.pdf

[미생물 농약의 장점]

1) "다시 각광받는 미생물 농약 BT제", p.23-25, 다시 각광 받는 미생물 농약.pdf

2) 백수봉, "미생물 농약, '안전한 농약사용, 안전농산물생산' 체제 충족시킬 것", 농약정보, 2001.08,미생물 농약, 안전한 농약 사용, 안전노산물 생산 체제 충족.pdf 

3) 박경석, "미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요성", 4권, 14호, p.4, 2011,미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요서.pdf 

[미생물 농약과 유기합성 농약의 비교]

1) 박경석, "미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요성", 4권, 14호, p.5-7, 2011,미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요서.pdf

2) 유재홍, 오병렬, 최용철, "미생물 농약의 개발과 전망",p.85-86, 미생물 농약의 개발과 전망.pdf

3) 한진수기자, "농업에 친환경 미생물 활용해요", 고양신문, 2021.04.01, www.mygoyang.com/news/articleView.html?idxno=63206

[미생물 농약의 보완점과 전망]

1) 박경석, "미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요성", 4권, 14호, p.10-11, 2011,미생물농약의 개발현황과 바실러스 미생물의 중요서.pdf 

2) 백수봉, "미생물 농약, '안전한 농약사용, 안전농산물생산' 체제 충족시킬 것", 농약정보, 2001.08,미생물 농약, 안전한 농약 사용, 안전노산물 생산 체제 충족.pdf 

3) 유재홍, 오병렬, 최용철, "미생물 농약의 개발과 전망",p.112-113, 미생물 농약의 개발과 전망.pdf