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문제 정의
- 그러나 살포된 살충제의 유효성분이 작물에 어느 정도 균일하게 부착되는지에 대한 보고는 전무하다. 본 연구에서는 살충제 살포 후 작물에 부착되는 유효성분의 부착량과 방제효과와의 상관성을 분석하여 불균일한 부착으로 인하여 발생되는 방제효과의 문제점을 개선함으로써 살충효과를 높이고 해충의 저항성 발달을 차단하여 최적의 방제효과를 얻고자 하였다. 이러한 실험결과는 살충제의 생태계에 대한 노출을 최소화하고, 사용자인 농민의 안전을 도모할 뿐만 아니라, 소비자에게 안전한 농산물 생산을 유도하는 연구 개발분야에 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
제안 방법
- 냉동실(-20℃)에 보관한 sample (cellulose patch)을 꺼내 직사광선이 없는 실온에서 30분간 해동하고 patch를 싸고 있는 알루미늄 호일과 포켓을 제거한 후 무게를 측정하였다. 이를 미리 준비한 100 mL의 acetonitrile이 담겨 있는 500 mL glass jar에 담아 teflon cover로 밀봉하여 1분간 초음파를 실시한 후, 10℃에서 1시간 shaking 하였다.
- 포장내 여러 곳에 임의로 선정한 과수의 가지에 patch를 부착하고 SS분무기를 사용하여 약제를 살포한 후 patch를 수거하여 유효성분의 부착량을 분석하였다. 또한 나방류의 성페로몬 트랩을 설치하고 약제를 살포하기 15일 전부터 60일 동안 트랩에 포획된 나방수를 주기적으로 조사하여 방제효과를 평가하였다. 실험에 이용한 살충제의 제형 및 살포량, 살포방법 등은 Table 1에 표시하였다.
- 무처리의 cellulose patch에 dinotefuran과 thiodicarb를 acetonitrile 100 mL당 0.01 mgL-1, 0.1 mgL-1, 1.0 mgL-1이 되게 처리하여 30분간 실온에서 방치 후, 위의 시료 추출 및 정제 과정을 거쳐 동일한 기기분석 조건으로 회수율 시험을 수행하였다.
- 이를 dinotefuran 표준액은 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 mgL-1, thiodicarb 표준액은 0.01, 0.03, 0.1, 0.3, 1.0 mgL-1의 농도가 되도록 matrix standard로 희석하여 2 µL씩 auto injector로 주입하여 LC/MS로 분석하고 chromatogram의 peak면적을 기준으로 표준검량선을 작성하였다.
- 포장내 여러 곳에 실험 수목 14그루를 정하여 가지 당 patch 6장씩을 부착하고 살충제 살포 후 patch를 수거하여 부착된 살충제를 추출하여 유효성분의 부착량을 분석하였다. 살포 즉시 patch를 수거하였으므로 분석시 각 약제에 따른 대사산물은 고려하지 않았다(Lo et al.
- 5 ha의 포장에 식재된 7년생과 18년생 사과농장에서 실시하였다. 포장내 여러 곳에 임의로 선정한 과수의 가지에 patch를 부착하고 SS분무기를 사용하여 약제를 살포한 후 patch를 수거하여 유효성분의 부착량을 분석하였다. 또한 나방류의 성페로몬 트랩을 설치하고 약제를 살포하기 15일 전부터 60일 동안 트랩에 포획된 나방수를 주기적으로 조사하여 방제효과를 평가하였다.
- , 2006). 해충의 방제 효과를 알아보기 위해 사과굴나방의 성페로몬 trap을 사용하였으며, trap간의 간섭을 차단하기 위하여 사과 과수원내에 간격을 멀리하여 두 곳에 설치하였다. 해충방제에 사용한 약제인 dinotefuran은 7월 28일, thiodicarb은 8월 28일에 살포하였다.
대상 데이터
- Dinotefuran 표준품(99.6%)과 thiodicarb 표준품(99.5%)은 Dr. Ehrenstorfer GmbH (Germany) 제품, HPLC용 acetonitrile과 formic acid (reagent grade)는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)제품, syringe filter (PTFE 0.5 µm/25 mm)는 Advantec (Japan)제품을 사용하였다.
- 살충제 부착량을 평가하기 위해 사용한 patch는 두께가 1 mm인 α-cellulose를 가로 세로 10 cm의 크기로 잘라 알루미늄 호일로 뒷면을 덮고 알루미늄 종이 patch 포켓에 싸서 노출 표면적이 50 cm²가 되도록 제작하여 사용하였다(Choi et al., 2006; Kim et al., 2011).
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시험약제 및 시험포장
시험살충제 살포와 해충발생 평가는 충남 공주군 신풍면에 위치한 1.5 ha의 포장에 식재된 7년생과 18년생 사과농장에서 실시하였다. 포장내 여러 곳에 임의로 선정한 과수의 가지에 patch를 부착하고 SS분무기를 사용하여 약제를 살포한 후 patch를 수거하여 유효성분의 부착량을 분석하였다.
- 해충의 방제 효과를 알아보기 위해 사과굴나방의 성페로몬 trap을 사용하였으며, trap간의 간섭을 차단하기 위하여 사과 과수원내에 간격을 멀리하여 두 곳에 설치하였다. 해충방제에 사용한 약제인 dinotefuran은 7월 28일, thiodicarb은 8월 28일에 살포하였다. 6월 말부터 9월 말까지 성페로몬 trap에 포획된 사과굴나방의 수를 비교해 보면 두 trap A, B 모두 thiodicarb을 살포하기 전까지는 변화가 비슷하게 나타나다가 그 이후부터는 trap B가 trap A에 비해 수치가 크게 증가하는 경향을 나타내었다(Fig.
이론/모형
- 5 µm/25 mm)는 Advantec (Japan)제품을 사용하였다. Shaker는 Vision scientific (Korea)사의 기기, HPLC는 Hewlett Packard 1090 (USA) 모델, LC/MS는 Shimadzu 2020 (Japan)을 사용하였으며 분석 조건은 Table 2와 같다. 살충제 부착량을 평가하기 위해 사용한 patch는 두께가 1 mm인 α-cellulose를 가로 세로 10 cm의 크기로 잘라 알루미늄 호일로 뒷면을 덮고 알루미늄 종이 patch 포켓에 싸서 노출 표면적이 50 cm²가 되도록 제작하여 사용하였다(Choi et al.
성능/효과
- 해충방제에 사용한 약제인 dinotefuran은 7월 28일, thiodicarb은 8월 28일에 살포하였다. 6월 말부터 9월 말까지 성페로몬 trap에 포획된 사과굴나방의 수를 비교해 보면 두 trap A, B 모두 thiodicarb을 살포하기 전까지는 변화가 비슷하게 나타나다가 그 이후부터는 trap B가 trap A에 비해 수치가 크게 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 3).
- Dinotefuran과 thiodicarb 두 약제를 각각 0.01 mgL-1 (LOQ), 0.1 mgL-1 (10 LOQ), 1.0 mgL-1 (100 LOQ)의 농도로 무처리 patch에 처리하고 동일한 분석법으로 회수율을 측정한 결과 잔류성 시험 기준인 70 - 120%에 적합하였다(Table 6).
- Dinotefuran과 thiodicarb의 각 표준용액 농도의 정량한계(LOQ)로 S/N > 10 (Miller, 2005; Kim et al., 2011)되는 농도를 측정한 결과 두 약제 모두 0.02 ng가 정량 측정 시험을 수행하기에 충분한 감도로 측정되었으며(Fig. 1), 분석의 재현성 시험(Likas et al., 2007)으로 본 실험에서 측정된 LOQ를 연속 6회씩 분석한 결과 머무름 시간(tR), peak 면적(area)과 높이(height)의 반복 분석간 변이 계수가 3% 미만으로 식품의약품 안전처의 기준을 만족하여 재현성 있는 분석을 수행할 수 있는 분석방법으로 판단하였다(Table 4).
- Thiodicarb의 부착량을 분석한 결과, 전체 평균 부착량은 325 µg/50cm2였으며, trap A 주위는 691 µg/50cm2 이었으나 trap B주위는 71 µg/50cm2 로 분석되었다(Table 7).
- 이는 살충제를 방제대상 지역에 골고루 살포하여 분포의 변이계수를 줄인다면 해충방제 효과를 높일 수 있음을 단적으로 보여주는 결과였다. 따라서 살충제의 부착 균일성을 높이는 살포 기준 마련은 병해충에 대한 방제 효과의 상승을 가져올 뿐 아니라 병해충의 저항성을 저해하고, 살충제의 오남용을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
- 또한 사과 과수원 지면에 부착된 유효성분의 양을 분석한 결과 dinotefuran은 107 µg/50cm2, thiodicarb는 706 µg/50cm2로 과수에 부착되는 평균치 보다 최고 2배 이상 많은 것으로 나타났다(Table 7).
- 또한 조제한 후 72시간 경과한 시료의 직선성도 우수하여(R2 > 0.9999), 안정적으로 정밀한 분석을 수행할 수 있었다(Table 5).
- 본 실험 결과, 유효성분의 부착량에 따라 사과굴나방의 방제효과는 큰 차이를 보였으며, 최적의 방제효과를 얻기 위해서는 살포량에 의존하기 보다는 균일한 살포방법에 더욱 중점을 두어야 할 것으로 보여 지며, 또한 지면이나 하천 등으로 낭비되는 살충제를 줄이기 위해서는 적정 살포량 기준이 필요해 보였다. 유효성분의 적정량이 골고루 잘 부착되어 최적의 방제효과를 얻음과 동시에 살충제의 낭비를 막아 친환경을 도모할 수 있는 살충제의 살포방법 개선 및 적정 살포물량의 기준 마련을 위한 기초자료를 제공하기 위해 본 연구가 실시되어졌으며, 앞으로 노즐, 살포 속도 및 압력, 살포량의 변화에 따른 방제효과를 면밀히 조사하여 최적의 살포량을 도출할 수 있는 지속적인 연구가 수반되어져야 할 것으로 사료된다.
- 부착량을 분석한 결과, dinotefuran의 경우 trap A 주위는 47 µg/50cm2, trap B 주위는 23 µg/50cm2으로 두 trap 모두 평균 부착량 81 µg/50cm2에 비해 약 30 - 50% 수준으로 확인되었다(Table7).
- 3). 위의 두 실험 결과 모두 유효약제의 부착이 미비한 장소 일수록 해충 재발생 방제에 취약하다는 것을 뚜렷이 나타내고 있었다.
- 표준검량선의 직선성을 측정한 결과 dinotefuran의 회귀 방정식은 y = 482736x + 1452.3, R2 = 0.9999, thiodicarb는 y = 2E+06x - 15029, R2 = 0.9999로 모두 직선성이 우수하였다(Fig. 2). 또한 조제한 후 72시간 경과한 시료의 직선성도 우수하여(R2 > 0.
후속연구
- 본 실험 결과, 유효성분의 부착량에 따라 사과굴나방의 방제효과는 큰 차이를 보였으며, 최적의 방제효과를 얻기 위해서는 살포량에 의존하기 보다는 균일한 살포방법에 더욱 중점을 두어야 할 것으로 보여 지며, 또한 지면이나 하천 등으로 낭비되는 살충제를 줄이기 위해서는 적정 살포량 기준이 필요해 보였다. 유효성분의 적정량이 골고루 잘 부착되어 최적의 방제효과를 얻음과 동시에 살충제의 낭비를 막아 친환경을 도모할 수 있는 살충제의 살포방법 개선 및 적정 살포물량의 기준 마련을 위한 기초자료를 제공하기 위해 본 연구가 실시되어졌으며, 앞으로 노즐, 살포 속도 및 압력, 살포량의 변화에 따른 방제효과를 면밀히 조사하여 최적의 살포량을 도출할 수 있는 지속적인 연구가 수반되어져야 할 것으로 사료된다.
- 이러한 실험결과는 살충제의 생태계에 대한 노출을 최소화하고, 사용자인 농민의 안전을 도모할 뿐만 아니라, 소비자에게 안전한 농산물 생산을 유도하는 연구 개발분야에 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
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