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문제 정의
- 딸기의 작은뿌리파리에 등록된 thiamethoxam WG, bifenthrin + clothianidin SC, tefluthrin + thiamethoxam GR은 관주 및 입제로 처리하도록 등록되어 있다. 그러나 thiamethoxam WG, bifenthrin + clothianidin SC는 다른 작물 및 해충에는 분무살포로 등록되어 있어, 농민들이 분무 살포로 딸기에 처리할 수 있기 때문에 딸기에 관주와 분무 처리가 꿀벌 성충에 영향을 주는지 알아보기 위하여 꿀벌의 잔류독성을 평가하였다. 관주처리에서 thiamethoxam WG은 약제처리 28일이 지난 후에 76.
- 본 연구에서는 딸기 해충의 살충제로 등록되어 사용하고 있는 52종의 농약을 계통별로 꿀벌에 대한 급성독성, 엽상 잔류독성, 사용방법에 따른 평가를 수행하여 꿀벌에 안전하게 사용할 수 있는 방법을 모색하고자 수행하였다.
제안 방법
- 30분 후 실험실(25 ± 2°C)로 옮겨놓고, 24시간 후에 사충수를 조사하였다.
- 5 × 1 m의 배드에 딸기 20주를 심고 관주 처리와 분무처리로 구분하였다. 관주처리는 적용농도로 희석된 약액을 주당 100 mL를 관주하였고, 분무처리는 딸기잎에 약액이 흐를 정도로 충분히 살포하였다. 실험방법은 엽상잔류독성 검정과 같은 방법으로 수행하였다.
- 국내에서 딸기에 등록된 52종의 살충제에 대한 꿀벌 성충의 급성독성을 조사하였다. 꿀벌에 해가 없는 약제는 국제생물적 방제기구(IOBC)의 기준에 따라 30% 이하의 독성을 기준으로 삼고 분류하였다(Table 1).
- 엽상잔류독성과 약제 살포방법에 따른 독성검정 결과, 31일 이상 긴 독성을 보인 약제들은 시설하우스내에서 물에 의한 농약성분의 감소가 없어 잔류독성이 길게 나타날 가능성이 있다. 그러나 영양제나 다른 약제의 사용에 의하여 농약 잔류독성에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단하여, 딸기에 실험약제를 살포하고 일정기간이 지난 후 물을 1주당 100 mm를 살포한 다음 1일 후 꿀벌에 대한 독성을 평가하였다(Table 4). Thiamethoxam WG, bifenthrin + clothianidin SC, bifenthrin + imidacloprid WP에 대해 물 분무 처리 후 잔류독성을 평가한 결과, thiamethoxam WG는 처리 21일까지는 100%의 잔류독성을 보였으나 28일 이후는 독성이 없었다(Table 4).
- 꿀벌에 대한 엽상 잔류독성 검정은 분무에 의한 급성독성 검정에서 90% 이상의 사충율을 보인 약제를 대상으로 선발하여 검정하였다. 직경 20 cm의 폿트에 심겨진 딸기에 추천 농도로 약제를 분무 살포한 후 유리온실에 보관하면서 1, 3, 7, 10, 14, 17, 21, 24, 28, 31일에 조사하였다(Ahn et al.
- 5 × 7 × 4 cm의 사육통에 넣는다. 꿀벌은 벌통안의 벌집을 꺼낸 후 50 mL 튜브를 이용하여 꿀벌을 10마리 이상씩 잡은 후 암실 붉은색 불빛 아래서 약제 처리된 딸기잎이 든 사육통에 꿀벌을 넣고, 24시간 후에 사충수를 조사하였다.
- 폿트(Ø20 cm)에 심겨진 딸기에 대상약제를 추천농도로 분무 살포하고, 7일 간격으로 독성을 평가하였다. 독성평가 24시간 전, 딸기잎에 물이 충분히 적시도록 분무하였다(100 mL/딸기 1주). 실험방법은 엽상잔류독성 검정과 같은 방법으로 수행하였다.
- 딸기의 작은뿌리파리에 등록된 thiamethoxam WG, bifenthrin + clothianidin SC, tefluthrin + thiamethoxam GR을 약제 살포방법을 달리하여 약제처리 후 35일차까지 조사하였다. 유리온실에 조성된 1 × 2.
- 30분 후 실험실(25 ± 2°C)로 옮겨놓고, 24시간 후에 사충수를 조사하였다. 먹이로는 딸기 한 잎과 박하사탕을 제공하면서 실험에 이용하였고, 3반복으로 수행하였다. 약제의 실험결과는 Tukey's studentized range test (P = 0.
- 벌의 충체에 약액이 충분히 묻도록 좌우로 살짝 흔들어 주고, 11.5 × 7 × 4 cm의 사육통에 약액이 묻은 벌을 부드럽게 털어 놓은 후, 잘 마를 수 있도록 바람이 잘 통하는 곳으로 옮겨 주었다.
- 엽상잔류독성 검정에서 약제처리 31일까지 100%의 사충율을 보인 약제 중 thiamethoxam WG, bifenthrin + clothianidin SC, bifenthrin + imidacloprid WP에 대해 약제처리 후 물을 분무한 다음 잔류독성을 평가하였다. 폿트(Ø20 cm)에 심겨진 딸기에 대상약제를 추천농도로 분무 살포하고, 7일 간격으로 독성을 평가하였다.
- 유리온실에 조성된 1 × 2.5 × 1 m의 배드에 딸기 20주를 심고 관주 처리와 분무처리로 구분하였다.
- 꿀벌에 대한 엽상 잔류독성 검정은 분무에 의한 급성독성 검정에서 90% 이상의 사충율을 보인 약제를 대상으로 선발하여 검정하였다. 직경 20 cm의 폿트에 심겨진 딸기에 추천 농도로 약제를 분무 살포한 후 유리온실에 보관하면서 1, 3, 7, 10, 14, 17, 21, 24, 28, 31일에 조사하였다(Ahn et al., 2008). 딸기 하위잎부터 차레로 사용하였고, 1잎을 절단한 후 11.
- 폿트(Ø20 cm)에 심겨진 딸기에 대상약제를 추천농도로 분무 살포하고, 7일 간격으로 독성을 평가하였다.
대상 데이터
- 꿀벌(Apis mellifera)은 충북 괴산군 현암양봉원에서 건강한 개체군을 분양받아 충북농업기술원내 곤충사육장에서 꿀벌을 키우면서 실험에 이용하였고, 야외조건에서 사육하였다. 12월부터는 꿀벌이 동사할 가능성이 있어, 유리온실에서 보온덮개로 벌통을 보호하면서 실험에 사용하였다.
- 꿀벌(Apis mellifera)은 충북 괴산군 현암양봉원에서 건강한 개체군을 분양받아 충북농업기술원내 곤충사육장에서 꿀벌을 키우면서 실험에 이용하였고, 야외조건에서 사육하였다. 12월부터는 꿀벌이 동사할 가능성이 있어, 유리온실에서 보온덮개로 벌통을 보호하면서 실험에 사용하였다.
- 딸기의 점박이응애, 목화진딧물, 파밤나방, 작은뿌리파리, 담배거세미나방, 꽃노랑총채벌레, 대만총채벌레의 적용약제로 등록된 살충제 52종의 제품을 사용하였다(Table 1).
데이터처리
- 약제의 실험결과는 Tukey's studentized range test (P = 0.05)로 비교하였다(SAS Institute, 1990).
이론/모형
- 국내에서 딸기에 등록된 52종의 살충제에 대한 꿀벌 성충의 급성독성을 조사하였다. 꿀벌에 해가 없는 약제는 국제생물적 방제기구(IOBC)의 기준에 따라 30% 이하의 독성을 기준으로 삼고 분류하였다(Table 1). 이 기준에 따라 32종(flonicamid, lufenuron, novaluron, acetamiprid 3종, thiacloprid, milbemectin, acequinocyl, TBI-1, chlorfenapyr 2종, chlorfluazuron, cyenopyrafen, cyfumetofen, etoxazole, fenpyroximate, flubendiamide, flufenoxuron, hexythiazox, metaflumizone, methoxyfenozide 2종, DBB-2032, pyridalyl, spiromesifen, tebufenpyrad, teflubenzuron, acetamiprid + methoxyfenozide, acrinathrin + spiromesifen, bifenazate + spiromesifen, cyenopyrafen + flufenoxuron)이 독성이 낮아 딸기에 사용되는 살충제 중 꿀벌에 안전한 것으로 나타났다(Table 1).
- 관주처리는 적용농도로 희석된 약액을 주당 100 mL를 관주하였고, 분무처리는 딸기잎에 약액이 흐를 정도로 충분히 살포하였다. 실험방법은 엽상잔류독성 검정과 같은 방법으로 수행하였다.
성능/효과
- Thiamethoxam WG, bifenthrin + clothianidin SC, bifenthrin + imidacloprid WP에 대해 물 분무 처리 후 잔류독성을 평가한 결과, thiamethoxam WG는 처리 21일까지는 100%의 잔류독성을 보였으나 28일 이후는 독성이 없었다(Table 4). Bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 약제처리 49일까지 100%의 사충율을 보여 매우 높은 잔류독성을 보였다(Table 4). Thiamethoxam WG는 1주일에 1회 물 분무하여 농약 잔류기간이 줄어들었으나, bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 물 분무처리에 영향을 주지 못하거나 꿀벌에 대한 잔류독성이 49일 이상의 매우 긴 것으로 판단된다.
- Abamectin EC는 약제처리 10일까지 높은 독성을 보였으나 14일차에는 독성을 보이지 않았다(Table 2). Dinotefuran WP는 약제처리 17일까지 80% 이상의 높은 독성을 보였으나, 제형이 다른 dinotefuran WG는 약제처리 7일부터 잔류독성이 낮아지기 시작하여, 약제처리 14일에는 독성을 보이지 않았다(Table 2). Spinetoram SC와 spinetoram WG는 약제처리 10일까지 100%의 살충독성으로 보였고, 각각 약제처리 14일, 21일 후에는 잔류독성을 보이지 않았다(Table 2).
- 엽상잔류독성 검정결과, 약제처리 1일후에 emamectin benzoate EC, indoxacarb SC를 제외한 모든 약제에서 100%의 사충율을 보였다(Table 2). Emamectin benzoate EC는 약제처리 3일에 꿀벌독성을 보이지 않았고, indoxacarb SC는 약제처리 7일에 독성을 보이지 않았다(Table 2). Abamectin EC는 약제처리 10일까지 높은 독성을 보였으나 14일차에는 독성을 보이지 않았다(Table 2).
- IGR약제는 모두 꿀벌 성충에 독성이 없는 것으로 조사되었고, 약제의 특성상 성충에는 해가 없을 것으로 판단된다. 그러나 lufenuron 유제는 농약사용지침서(2012)에 꿀벌독성이 높은 것으로 등록되어 있다.
- Lambda-cyhalothrin + lufenuron SC는 약제처리 17일까지 높은 독성을 보인 후 21일에는 독성을 보이지 않았고, flufenoxuron + indoxacarb WP는 24일까지 높은 독성을 보였다(Table 2). Indoxacarb WP, thiamethoxam WG, abamectin + chlorantraniliprole SC, acetamiprid + etofenprox WP, acetamiprid + indoxacarb WP, bifenthrin + clothianidin SC, bifenthrin + imidacloprid WP, bifenazate + pyridaben SC, chlorfenapyr + clothianidin SC는 31일까지 90%이상의 높은 독성을 보여 잔류독성이 매우 긴 것으로 나타났다(Table 2).
- Spinetoram SC와 spinetoram WG는 약제처리 10일까지 100%의 살충독성으로 보였고, 각각 약제처리 14일, 21일 후에는 잔류독성을 보이지 않았다(Table 2). Lambda-cyhalothrin + lufenuron SC는 약제처리 17일까지 높은 독성을 보인 후 21일에는 독성을 보이지 않았고, flufenoxuron + indoxacarb WP는 24일까지 높은 독성을 보였다(Table 2). Indoxacarb WP, thiamethoxam WG, abamectin + chlorantraniliprole SC, acetamiprid + etofenprox WP, acetamiprid + indoxacarb WP, bifenthrin + clothianidin SC, bifenthrin + imidacloprid WP, bifenazate + pyridaben SC, chlorfenapyr + clothianidin SC는 31일까지 90%이상의 높은 독성을 보여 잔류독성이 매우 긴 것으로 나타났다(Table 2).
- 그러나 lufenuron 유제는 농약사용지침서(2012)에 꿀벌독성이 높은 것으로 등록되어 있다. Lufenuron 유제는 IGRs 계통 약제로 꿀벌 성충에는 독성이 없었으나 탈피억제 및 생장에 영향을 주는 유충기에는 꿀벌독성을 보이는 것으로 판단되었다. 본 실험에서 딸기에 사용되는 꿀벌은 11월에서 5월까지 화분매개곤충으로 사용되는 시기이고(shim, 1998), 이 시기는 유충을 사양하는 시기가 아니기 때문에, 딸기에 사용되는 것은 안전하다고 판단된다.
- Neonicotinoid 약제에서 acetamiprid와 thiacloprid는 독성을 보이지 않았으나, 단제 또는 혼합제로 딸기에 등록되어 있는 thiamethoxam, imidacloprid, clothianidin등은 100%의 살충율을 보였다(Table 1). 이는 이전의 꿀벌과 서양뒤영벌에 대한 농약의 독성평가의 결과와도 일치했다(Ahn et al.
- Dinotefuran WP는 약제처리 17일까지 80% 이상의 높은 독성을 보였으나, 제형이 다른 dinotefuran WG는 약제처리 7일부터 잔류독성이 낮아지기 시작하여, 약제처리 14일에는 독성을 보이지 않았다(Table 2). Spinetoram SC와 spinetoram WG는 약제처리 10일까지 100%의 살충독성으로 보였고, 각각 약제처리 14일, 21일 후에는 잔류독성을 보이지 않았다(Table 2). Lambda-cyhalothrin + lufenuron SC는 약제처리 17일까지 높은 독성을 보인 후 21일에는 독성을 보이지 않았고, flufenoxuron + indoxacarb WP는 24일까지 높은 독성을 보였다(Table 2).
- 그러나 영양제나 다른 약제의 사용에 의하여 농약 잔류독성에 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단하여, 딸기에 실험약제를 살포하고 일정기간이 지난 후 물을 1주당 100 mm를 살포한 다음 1일 후 꿀벌에 대한 독성을 평가하였다(Table 4). Thiamethoxam WG, bifenthrin + clothianidin SC, bifenthrin + imidacloprid WP에 대해 물 분무 처리 후 잔류독성을 평가한 결과, thiamethoxam WG는 처리 21일까지는 100%의 잔류독성을 보였으나 28일 이후는 독성이 없었다(Table 4). Bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 약제처리 49일까지 100%의 사충율을 보여 매우 높은 잔류독성을 보였다(Table 4).
- Bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 약제처리 49일까지 100%의 사충율을 보여 매우 높은 잔류독성을 보였다(Table 4). Thiamethoxam WG는 1주일에 1회 물 분무하여 농약 잔류기간이 줄어들었으나, bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 물 분무처리에 영향을 주지 못하거나 꿀벌에 대한 잔류독성이 49일 이상의 매우 긴 것으로 판단된다. 따라서 bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 딸기포장에서 사용할 경우, 딸기 재배기간 동안 꿀벌이 활동할 수 없기 때문에, 큰 피해를 줄 가능성이 매우 높을 것으로 판단되었다.
- 꿀벌에 분무 독성평가를 한 결과, 90% 이상의 높은 독성을 보인 약제를 선발하여 꿀벌에 대한 엽상잔류독성을 검정하였다(Table 2). 꿀벌에 대한 엽상잔류독성은 농약살포시기를 결정하는 가장 중요한 요인이다.
- Thiamethoxam WG는 1주일에 1회 물 분무하여 농약 잔류기간이 줄어들었으나, bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 물 분무처리에 영향을 주지 못하거나 꿀벌에 대한 잔류독성이 49일 이상의 매우 긴 것으로 판단된다. 따라서 bifenthrin + clothianidin SC와 bifenthrin + imidacloprid WP는 딸기포장에서 사용할 경우, 딸기 재배기간 동안 꿀벌이 활동할 수 없기 때문에, 큰 피해를 줄 가능성이 매우 높을 것으로 판단되었다.
- 본 실험에서도 dinotefuran WP와 indoxacarb WP가 dinotefuran WG와 indoxacarb SC에 비해 잔류독성이 길게 나타났다(Table 2). 또한 acetamiprid + etofenprox WP, acetamiprid + indoxacarb WP, bifenthrin + imidacloprid WP 그리고 flufenoxuron + indoxacarb WP는 31일까지 100%의 사충율을 보여 잔류독성이 긴 기간 동안 높게 나타났다(Table 2).
- Lufenuron 유제는 IGRs 계통 약제로 꿀벌 성충에는 독성이 없었으나 탈피억제 및 생장에 영향을 주는 유충기에는 꿀벌독성을 보이는 것으로 판단되었다. 본 실험에서 딸기에 사용되는 꿀벌은 11월에서 5월까지 화분매개곤충으로 사용되는 시기이고(shim, 1998), 이 시기는 유충을 사양하는 시기가 아니기 때문에, 딸기에 사용되는 것은 안전하다고 판단된다. 그러나 약제에 노출된 성충이 어린 꿀벌유충에 조금이라도 영향을 줄 수 있기 때문에 IGR약제에 대한 독성평가는 추후 많은 연구가 필요하다.
- 5배 가량 더 길은 잔류독성을 나타내며, 이는 비 침투이행성 특성을 갖고 있는 bifenthrin과 같은 약제의 경우 약제 살포 후 대부분의 약제가 작물체 표면에 잔류하지만, 그 중 제제의 형태가 대부분 표면적에 잔류하는 수화제 형태의 제제가 작물체내의 왁스 층으로 쉽게 침투시켜주는 유제 형태에 비하여 꿀벌의 잔류독성에 강하게 영향을 주는 것으로 볼 수 있다고 보고하였다. 본 실험에서도 dinotefuran WP와 indoxacarb WP가 dinotefuran WG와 indoxacarb SC에 비해 잔류독성이 길게 나타났다(Table 2). 또한 acetamiprid + etofenprox WP, acetamiprid + indoxacarb WP, bifenthrin + imidacloprid WP 그리고 flufenoxuron + indoxacarb WP는 31일까지 100%의 사충율을 보여 잔류독성이 긴 기간 동안 높게 나타났다(Table 2).
- 0%의 독성을 보였지만 그 이후에는 독성이 없었다(Table 3). 분무처리에서 thiamethoxam WG와 bifenthrin + clothianidin SC는 약제처리 35일까지 100%의 살충율을 보여 매우 높은 잔류독성을 보였다(Table 3). 작은뿌리파리 유충을 방제하기 위한 관주처리는 딸기가 약제를 뿌리로 흡수하고 꿀벌이 딸기 잎이나 꽃을 흡수하여야 영향을 줄 수 있기 때문에 독성이 늦게 나타난다고 판단된다.
- 특히 딸기는 11월부터 3월까지 꿀벌의 화분매개활동이 필수적이기 때문에, 꿀벌에 독성을 보이는 약제에 대한 잔류독성 평가는 반드시 이루어져야 한다. 엽상잔류독성 검정결과, 약제처리 1일후에 emamectin benzoate EC, indoxacarb SC를 제외한 모든 약제에서 100%의 사충율을 보였다(Table 2). Emamectin benzoate EC는 약제처리 3일에 꿀벌독성을 보이지 않았고, indoxacarb SC는 약제처리 7일에 독성을 보이지 않았다(Table 2).
- 꿀벌에 해가 없는 약제는 국제생물적 방제기구(IOBC)의 기준에 따라 30% 이하의 독성을 기준으로 삼고 분류하였다(Table 1). 이 기준에 따라 32종(flonicamid, lufenuron, novaluron, acetamiprid 3종, thiacloprid, milbemectin, acequinocyl, TBI-1, chlorfenapyr 2종, chlorfluazuron, cyenopyrafen, cyfumetofen, etoxazole, fenpyroximate, flubendiamide, flufenoxuron, hexythiazox, metaflumizone, methoxyfenozide 2종, DBB-2032, pyridalyl, spiromesifen, tebufenpyrad, teflubenzuron, acetamiprid + methoxyfenozide, acrinathrin + spiromesifen, bifenazate + spiromesifen, cyenopyrafen + flufenoxuron)이 독성이 낮아 딸기에 사용되는 살충제 중 꿀벌에 안전한 것으로 나타났다(Table 1).
- 혼합제에서 꿀벌에 100%의 살충독성을 보인 약제는 abamectin + chlorantraniliprole, acetamiprid + etofenprox, ace tamiprid + indoxacarb, bifenthrin + imidacloprid, bifenthrin + clothianidin, bifenazate + pyridaben, chlorfenapyr + clothianidin, flufenoxuron + indoxacarb, lambda-cyhalothrin + lufenuron, methoxyfenozide + spinetoram이다. 혼합제는 두 성분 중 한 성분만 꿀벌 독성을 보여도 꿀벌에 높은 독성을 보이기 때문에, 딸기에 등록된 혼합제는 14종 중 10종에서 꿀벌 성충에 대하여 100%의 살충 독성을 보였다(Table 1).
후속연구
- 본 실험에서 딸기에 사용되는 꿀벌은 11월에서 5월까지 화분매개곤충으로 사용되는 시기이고(shim, 1998), 이 시기는 유충을 사양하는 시기가 아니기 때문에, 딸기에 사용되는 것은 안전하다고 판단된다. 그러나 약제에 노출된 성충이 어린 꿀벌유충에 조금이라도 영향을 줄 수 있기 때문에 IGR약제에 대한 독성평가는 추후 많은 연구가 필요하다.
- 또한 약제처리 및 독성평가 시기가 10월부터 12월까지 겨울철이기 때문에 딸기가 약제를 흡수하는데 많은 기간이 소요된 것으로 보인다. 농약성분이 뿌리에서 흡수하는 정도가 다를 수 있지만, 농약잔류독성이 나타나지 않다가 급격히 높게 나타나는 것은 추후 많은 연구가 필요하다고 판단되었다. 노출방법에 따른 꿀벌독성을 비교해 보면 농약살포액에 직접 노출될 경우 가장 높게 독성이 나타나고, 섭식독성 그리고 잎에 잔류된 농약이 꿀벌에 영향을 주는 엽상잔류독성은 가장 낮은 것으로 알려져 있다(Kim et al.
- 그 결과 2013년 EU의회에서는 향후 2년간 EU국가에서 imidacloprid, clothianidin과 thiamethoxam등의 네오니코티노이드계 살충제의 금지 법안이 통과되었다. 따라서 꿀벌에 미치는 영향에 대하여 농업계에서 보다 심도 있는 연구가 필요하다.
- 꿀벌 엽상잔류독성 시험은 농촌진흥청 고시에 2012년 새로 신설되어 21일 이상되는 품목에 대해서는 적용작물 삭제를 하도록 되어 있다. 따라서 딸기가 겨울철 작물이라 하더라도 농민들이 안전하게 재배할 수 있는 여건 마련이 필요하다고 판단되어, 31일 이상의 긴 잔류독성을 보인 약제들은 딸기에 등록 취소를 검토하거나 재등록 시 꿀벌에 대한 잔류독성 시험을 추가로 요구할 것을 제안한다.
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