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문제 정의
- 따라서 이 연구는 인삼 중 농약의 잔류 경로를 구명하기 위하여 경엽 살포된 농약의 인삼 줄기를 통한 이동 및 인삼재배용 덮개의 유무에 따른 인삼의 농약 잔류에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 경엽 살포된 azoxystrobin의 분포를 조사하고자 농약을 살포하고 인삼, 줄기, 잎 및 토양 중 시험농약의 잔류량을 산출하여 개략적인 행적을 구명하였다.
제안 방법
- 또한 인삼 뿌리 중 농약 잔류에 미치는 영향을 알아보기 위하여 인삼 재배지의 표토 덮개를 덮은 관행재배 처리구, 관행재배 방법에 구멍을 막은 처리구, 덮개를 제거하고 구멍을 막지 않은 처리구, 그리고 덮개를 제거하고 구멍을 막은 처리구를 배치하여 시험을 수행하였다. 구멍으로 농약이 침투되는 것을 방지하기 위하여 구멍을 막은 처리구는 주변의 토양을 이용하여 구멍을 막았다. 또한 살포농약의 농도가 잔류량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 안전사용기준의 추천살포 농도인 기준량(100 mg a.
- 은박접시에 묻은 농약의 경우 2 L 규격의 Nalgene 병에 수거한 은박접시를 넣고 1L의 acetone을 첨가한 후 1시간 동안 진탕추출 하였으며, 예비실험을 통하여 분석 적정농도에 해당하는 추출액 5 mL를 취하여 35℃에서 감압 농축하였다. 농축건고 시료는 2 mL의 acetone에 재용해하여 GLC-ECD로 기기 분석하였다.
- 상기 농축시료 잔사를 5 mL의 n-hexane:dichloromethane (80:20, v/v) 혼합용매에 녹여 칼럼 상부에 가하여 흘려버리고 동용매 5 mL로 씻어버린 후 30 mL의 n-hexane:dichloromethane:acetonitrile (45:50:5, v/v/v) 혼합용매로 흘려버렸으며, 50 mL의 dichloromethane:acetonitrile (50:50, v/v) 혼합용매로 azoxystrobin을 용출하여 35℃에서 감압 농축하였다. 농축건고 시료는 4 mL의 acetone에 재용해하여 GLC-ECD로 시료 중 시험농약을 분석하였다.
- 일반적으로 인삼은 묘삼을 이식한 후 인삼재배용 덮개로 두둑을 덮어 재배하고 있으며, 생육기간 동안 줄기와 잎이 바람 등의 영향으로 장기간 흔들리면서 인삼 줄기 주변 토양에 구멍이 생겨 살포농약이 인삼의 가식부위인 뿌리로 흘러 들어갈 가능성이 크다. 따라서 경엽 살포된 농약이 토양 표층에 생긴 구멍을 통한 침투 여부를 조사하기 위하여 시험 포장에 생육 중인 인삼 줄기 주변의 구멍이 생긴 정도를 비롯하여 구멍의 직경과 표토에서 뇌두까지의 깊이를 측정하였다. 또한 인삼 뿌리 중 농약 잔류에 미치는 영향을 알아보기 위하여 인삼 재배지의 표토 덮개를 덮은 관행재배 처리구, 관행재배 방법에 구멍을 막은 처리구, 덮개를 제거하고 구멍을 막지 않은 처리구, 그리고 덮개를 제거하고 구멍을 막은 처리구를 배치하여 시험을 수행하였다.
- 따라서 이 연구는 인삼 중 농약의 잔류 경로를 구명하기 위하여 경엽 살포된 농약의 인삼 줄기를 통한 이동 및 인삼재배용 덮개의 유무에 따른 인삼의 농약 잔류에 미치는 영향을 조사하였다. 또한 경엽 살포된 azoxystrobin의 분포를 조사하고자 농약을 살포하고 인삼, 줄기, 잎 및 토양 중 시험농약의 잔류량을 산출하여 개략적인 행적을 구명하였다.
- 구멍으로 농약이 침투되는 것을 방지하기 위하여 구멍을 막은 처리구는 주변의 토양을 이용하여 구멍을 막았다. 또한 살포농약의 농도가 잔류량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 안전사용기준의 추천살포 농도인 기준량(100 mg a.i./L) 처리구와 별도로 배량(200 mg a.i./L) 처리구를 배치하였으며, 배부식 분무기로 200 L/10 a의 약량을 수확 7일전까지 10일 간격으로 4회 살포한 후 잔류농약을 분석하기 위하여 인삼을 수확하였다. 모든 시험에서 처리구의 크기는 1.
- 또한 이동상의 유속은 1 mL/min이었으며, 50 : 1의 분할비 조건에서 1 µL씩 시료를 주입하여 분석하였다.
- 따라서 경엽 살포된 농약이 토양 표층에 생긴 구멍을 통한 침투 여부를 조사하기 위하여 시험 포장에 생육 중인 인삼 줄기 주변의 구멍이 생긴 정도를 비롯하여 구멍의 직경과 표토에서 뇌두까지의 깊이를 측정하였다. 또한 인삼 뿌리 중 농약 잔류에 미치는 영향을 알아보기 위하여 인삼 재배지의 표토 덮개를 덮은 관행재배 처리구, 관행재배 방법에 구멍을 막은 처리구, 덮개를 제거하고 구멍을 막지 않은 처리구, 그리고 덮개를 제거하고 구멍을 막은 처리구를 배치하여 시험을 수행하였다. 구멍으로 농약이 침투되는 것을 방지하기 위하여 구멍을 막은 처리구는 주변의 토양을 이용하여 구멍을 막았다.
- 안전사용기준에 따라 시험농약을 배부식 분무기로 각각의 처리구에 1회 살포(200 L/10 a)한 후 살포액이 완전히 마른 뒤 은박 접시를 수거하고 줄기, 잎 및 인삼을 구분하여 채취하였으며, 수확한 인삼의 경우 물로 세척하여 흙을 제거한 후 분석용 시료로 사용하였다. 수거한 은박접시는 분석 후 검출량을 토대로 처리구의 면적으로 환산하여 토양에 도달한 양을 산출하였으며, 인삼의 경우 뇌두와 몸체로 구분하고 줄기와 잎 중 시험농약을 분석하여 인삼의 부위별 시험농약의 농도와 분포도를 산출하였다. 채취한 모든 시료의 무게는 Table 2에 제시하였다.
- 9%이었다. 안전사용기준에 따라 시험농약을 배부식 분무기로 각각의 처리구에 1회 살포(200 L/10 a)한 후 살포액이 완전히 마른 뒤 은박 접시를 수거하고 줄기, 잎 및 인삼을 구분하여 채취하였으며, 수확한 인삼의 경우 물로 세척하여 흙을 제거한 후 분석용 시료로 사용하였다. 수거한 은박접시는 분석 후 검출량을 토대로 처리구의 면적으로 환산하여 토양에 도달한 양을 산출하였으며, 인삼의 경우 뇌두와 몸체로 구분하고 줄기와 잎 중 시험농약을 분석하여 인삼의 부위별 시험농약의 농도와 분포도를 산출하였다.
- 25 µm film thickness)을 사용하였다. 오븐 온도는 최초 230℃에서 분당 10℃씩 300℃까지 승온시킨 후 7분간 유지하는 방법으로 programing하였으며, 주입구와 검출기의 온도는 각각 250과 310oC이었다. 또한 이동상의 유속은 1 mL/min이었으며, 50 : 1의 분할비 조건에서 1 µL씩 시료를 주입하여 분석하였다.
- 인삼에 경엽 살포한 시험농약의 행적 및 분포도를 조사하기 위하여 수확예정일로부터 역산하여 수확 30일전, 20일전 및 10일전 약제살포 처리구를 배치하고 토양에 도달한 농약의 양을 측정하기 위하여 토양 표면에 처리구(1.2 × 1.8 m) 당 30개의 은박 접시(지름 10 cm)를 인삼 줄기 사이에 일정한 간격으로 배열하였다.
- 확립한 분석법을 검증하기 위하여 회수율 시험을 수행하였으며, 검출한계의 10배와 50배 수준으로 각 무처리 시료에 처리하여 상기 시료분석방법으로 분석하여 회수율을 산출하였다.
대상 데이터
- 모든 시험에서 처리구의 크기는 1.2 × 1.8 m이었으며, 3반복으로 시험하였다.
- 시료 중 azoxystrobin은 Agilent Technologies 사의 7890A GLC-ECD를 사용하여 분석하였으며, HP-5 capillary column(30 m L. × 0.25 mm I.D., 0.25 µm film thickness)을 사용하였다.
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시험약제 및 시험작물
시험농약은 Table 1에 제시한 바와 같이 인삼의 점무늬병과 탄저병 방제에 사용되고 있는 azoxystrobin(제품명: 오티바, 신젠타코리아주식회사)이었으며, 시험작물은 우리나라 대표 약용작물인 인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)이었다.
성능/효과
- 008 mg/kg이었다. 각 분석부위 별 회수율은 Table 3에 제시한 바와 같이 모두 81.1-104.6%이었으며, 이 분석법은 검출한계 0.05 mg/kg 이하, 회수율 70-120%, 변이계수 10% 이하를 권장(RDA, 2012)하고 있는 기준을 감안할 때 적합한 것으로 판단되었다. Bursic 등(2007)은 오이 중 azoxystrobin의 회수율은 평균 87.
- 인삼 재배 시 줄기와 토양 표면 사이에 생긴 구멍을 막을 경우 시험농약의 잔류량은 감소하는 경향을 나타내었는데, 이는 경엽살포한 살포액이 인삼의 줄기를 타고 흐르거나 잎에서 떨어진 약액이 토양표면의 구멍을 통해 인삼의 지하부까지 도달하는 것으로 판단되었다. 관행재배 방법에 토양표면의 구멍을 막고 안전사용기준에 준하여 약제를 살포할 경우 시험농약의 잔류량은 검출한계 미만으로 나타났으며, 인삼 덮개를 제거하고 구멍을 막은 처리구(T-1-D)의 경우도 인삼덮개를 제거하고 구멍도 막지 않은 처리구(T-1-C)에 비하여 잔류량이 감소하였다. 이는 시험농약의 흡수 이행력을 고려하더라도 줄기 주변의 구멍을 통해 유입되는 농약이 인삼의 잔류량에 영향을 주는 주된 요인일 것으로 판단되었으며, 이 결과는 4년근 인삼 재배 토양과 줄기 주변의 구멍을 솜으로 막고 azoxystrobin과 difenoconazole을 살포한 결과 관행재배 방법에 비해 잔류량이 현저히 감소하였다는 Kim 등(2008)의 연구 결과와 유사하였다.
- 그러나 인삼 섭취 시 인삼에서 뇌두를 제거하는 것이 일반적이므로 인삼 뿌리(3반복 처리구의 평균 잔류량 22.38 ± 3.97 µg)에서 뇌두(3반복 처리구의 평균 잔류량 4.44 ± 1.98 µg)를 제거할 경우 12.7-20.4%(평균 16.6%)의 잔류농약을 제거하는 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 따라서 시험포장에서 재배중인 대부분의 인삼이 줄기와 토양 표면 사이에 구멍(평균 직경 5.9 ± 2.5 cm, n = 20)이 있고 거의 대부분의 재배 중인 인삼의 뇌두가 노출(표토에서 뇌두까지의 깊이 2.7 ± 0.5 cm, n = 20)되어 있었던 점을 고려하면 재배과정에서 구멍이 생기지 않도록 하는 재배방법을 개발하거나 인위적으로 구멍을 흙으로 막는 것이 인삼 뿌리 중 농약 잔류를 감소시킬 수 있는 방법으로 판단되었다.
- 이 연구에 사용된 5년근 인삼의 경우 약제 살포시기에 인삼의 잎이 무성하게 자란 상태였기 때문에 경엽 살포한 농약이 잎을 타고 흘러 시험구 내의 표토가 아닌 고랑에 많은 양이 떨어졌을 것으로 예측되었으며, 이에 따라 총 살포량의 약 46% 미만이 검출된 것으로 판단되었다. 또한 바람에 의한 살포액의 비산 및 처리구 토양 표면에 배치된 은박접시의 분석 결과값을 처리구 면적으로 환산할 때 생기는 실험 오차 등 여러 요인이 작용하여 회수량이 다소 낮은 것으로 판단되었다.
- 수확 전 약제 살포일의 차이에 따른 농약의 잔류 특성을 알아보기 위하여 수확 30일전, 20일전, 10일전에 약제를 살포한 후 채취한 시료의 부위별 잔류 특성은 Table 5와 6에 제시한 바와 같이 잎과 토양 표면의 검출량은 시간이 지남에 따라 수확기에 가까울수록 잔류량이 잎에서는 감소하고 토양 표면(은박접시)에서는 증가하는 서로 상반되는 결과를 나타내었는데 이는 약제살포 시기가 인삼 수확일에 인접함에 따라 지상부의 갈변과 잎 또는 줄기의 처짐 현상이 증가하여 살포 농약의 토양 중 노출을 증가시키는 것으로 판단되었다. 또한 시험농약의 분포율은 인삼 뿌리와 뇌두에서 큰 차이가 없었으며(Table 5), 잔류 농도와 잔류량은 인삼 뿌리에서는 큰 차이가 없었으나 뇌두에서는 수확 10일 전 처리구에서 더 높아 살포 농약이 줄기 주변의 구멍을 통해 뇌두와 인삼 뿌리로 이동하였을 가능성을 나타내었다.
- 인삼의 재배기간 동안 바람이나 강우에 의한 인삼 줄기 또는 지상부 전체의 흔들림은 뇌두 또는 심할 경우에는 인삼 뿌리의 노출을 야기 시킬 수 있으며, 이 경우 농약에 직접적으로 노출되어 잔류량이 증가하게 될 것으로 예측되었다. 또한 인삼 덮개는 줄기의 흔들림으로 인한 토양표면에 구멍이 존재하더라도 농약 살포액이 구멍에 직접적으로 들어가는 것을 일차적으로 방지하며, 주변의 토양으로 표면의 구멍을 덮으면 농약의 잔류량은 감소하는 것으로 나타났다.
- 분석 부위별 실제 잔류량은 뇌두를 제거한 인삼 뿌리 0.008-0.010, 뇌두 0.016-0.040, 줄기 1.031-1.295 및 잎 12.405-21.145 mg/kg이었으며, 가식부위인 뇌두를 제거한 인삼의 뿌리와 뇌두의 잔류량은 인삼의 잎과 줄기에 비해 잔류량이 매우 낮았다(Table 6). 이는 인삼의 가식부는 토양 내에 있으므로 다른 부위에 비해 살포액의 직접적 노출이 매우 제한적이며, 인삼 뿌리의 표면에 흡착되어 있는 시험농약이 인삼의 흙을 제거하는 단계에서 일부 소실되었을 것으로 판단되었다.
- 수확 전 약제 살포일의 차이에 따른 농약의 잔류 특성을 알아보기 위하여 수확 30일전, 20일전, 10일전에 약제를 살포한 후 채취한 시료의 부위별 잔류 특성은 Table 5와 6에 제시한 바와 같이 잎과 토양 표면의 검출량은 시간이 지남에 따라 수확기에 가까울수록 잔류량이 잎에서는 감소하고 토양 표면(은박접시)에서는 증가하는 서로 상반되는 결과를 나타내었는데 이는 약제살포 시기가 인삼 수확일에 인접함에 따라 지상부의 갈변과 잎 또는 줄기의 처짐 현상이 증가하여 살포 농약의 토양 중 노출을 증가시키는 것으로 판단되었다. 또한 시험농약의 분포율은 인삼 뿌리와 뇌두에서 큰 차이가 없었으며(Table 5), 잔류 농도와 잔류량은 인삼 뿌리에서는 큰 차이가 없었으나 뇌두에서는 수확 10일 전 처리구에서 더 높아 살포 농약이 줄기 주변의 구멍을 통해 뇌두와 인삼 뿌리로 이동하였을 가능성을 나타내었다.
- 인삼의 재배 방법에 따른 시험농약의 잔류량은 Table 4에 제시하였다. 시험농약은 관행재배 처리구(T-1-A)에서 기준량 0.010-0.012, 배량(T-2-A) 0.017-0.018 mg/kg이 검출되었으며, 관행재배 방법에서 구멍을 막고 재배한 처리구(T-1-B)는 기준량은 검출한계 미만, 배량(T-2-B)은 0.004-0.005 mg/kg이 검출되었다. 인삼 재배 시 줄기와 토양 표면 사이에 생긴 구멍을 막을 경우 시험농약의 잔류량은 감소하는 경향을 나타내었는데, 이는 경엽살포한 살포액이 인삼의 줄기를 타고 흐르거나 잎에서 떨어진 약액이 토양표면의 구멍을 통해 인삼의 지하부까지 도달하는 것으로 판단되었다.
- 68%가 검출되었다. 이 연구에 사용된 5년근 인삼의 경우 약제 살포시기에 인삼의 잎이 무성하게 자란 상태였기 때문에 경엽 살포한 농약이 잎을 타고 흘러 시험구 내의 표토가 아닌 고랑에 많은 양이 떨어졌을 것으로 예측되었으며, 이에 따라 총 살포량의 약 46% 미만이 검출된 것으로 판단되었다. 또한 바람에 의한 살포액의 비산 및 처리구 토양 표면에 배치된 은박접시의 분석 결과값을 처리구 면적으로 환산할 때 생기는 실험 오차 등 여러 요인이 작용하여 회수량이 다소 낮은 것으로 판단되었다.
- 토양 덮개의 유무에 따른 잔류량의 차이는 Table 4에 제시한 바와 같이 토양 덮개를 제거할 경우 덮개를 설치하는 관행재배 방법에 비하여 잔류량이 증가하였다. 이는 인삼재배포장에 덮개를 설치할 경우 토양으로 떨어지는 살포액을 일차적으로 흡수하여 인삼 줄기와 토양 사이의 구멍으로 유입되는 양이 감소하여 인삼 뿌리 중 잔류량이 감소하는 효과가 있는 것으로 판단되었으며, 인삼 재배 시 사용하는 덮개가 인삼 뿌리 중 농약의 잔류를 억제하는데 크게 기여하는 것으로 나타났다.
- 005 mg/kg이 검출되었다. 인삼 재배 시 줄기와 토양 표면 사이에 생긴 구멍을 막을 경우 시험농약의 잔류량은 감소하는 경향을 나타내었는데, 이는 경엽살포한 살포액이 인삼의 줄기를 타고 흐르거나 잎에서 떨어진 약액이 토양표면의 구멍을 통해 인삼의 지하부까지 도달하는 것으로 판단되었다. 관행재배 방법에 토양표면의 구멍을 막고 안전사용기준에 준하여 약제를 살포할 경우 시험농약의 잔류량은 검출한계 미만으로 나타났으며, 인삼 덮개를 제거하고 구멍을 막은 처리구(T-1-D)의 경우도 인삼덮개를 제거하고 구멍도 막지 않은 처리구(T-1-C)에 비하여 잔류량이 감소하였다.
- 인삼의 재배기간 동안 바람이나 강우에 의한 인삼 줄기 또는 지상부 전체의 흔들림은 뇌두 또는 심할 경우에는 인삼 뿌리의 노출을 야기 시킬 수 있으며, 이 경우 농약에 직접적으로 노출되어 잔류량이 증가하게 될 것으로 예측되었다. 또한 인삼 덮개는 줄기의 흔들림으로 인한 토양표면에 구멍이 존재하더라도 농약 살포액이 구멍에 직접적으로 들어가는 것을 일차적으로 방지하며, 주변의 토양으로 표면의 구멍을 덮으면 농약의 잔류량은 감소하는 것으로 나타났다.
- 01% 이하이었다. 줄기와 잎의 검출량은 각각 1.35-2.40와 20.03-38.31%이었으며, 표토에서는 총 살포액의 5.15-19.68%가 검출되었다. 이 연구에 사용된 5년근 인삼의 경우 약제 살포시기에 인삼의 잎이 무성하게 자란 상태였기 때문에 경엽 살포한 농약이 잎을 타고 흘러 시험구 내의 표토가 아닌 고랑에 많은 양이 떨어졌을 것으로 예측되었으며, 이에 따라 총 살포량의 약 46% 미만이 검출된 것으로 판단되었다.
- 총 검출량을 기준으로 산출한 인삼의 각 부위 및 토양의 분포율은 뇌두를 제거한 인삼 뿌리 0.08, 뇌두 0.02, 줄기 4.84, 잎 66.54 및 표토 28.53%로 나타났다. 인삼 잎에서 농약의 분포율이 가장 높은 것은 살포액이 묻는 면적이 다른 부위에 비해 가장 넓고 안전사용기준에 따라 살포 시 대부분의 잎이 충분히 젖을 정도로 살포되었기 때문인 것으로 판단되었다.
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