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바이오농약
바이오농약(Biofertilizer)은 살아 있는 미생물이나 생물에서 유래한 추출물을 이용하여 농작물의 병해충을 방제하는 생물적 방제제이다. 이는 화학 농약을 대신하여 이용되는 농약으로 생물농약, 천연농약이라고도 불린다.
바이오농약은 크게 미생물 농약, 생화학 농약, 천적으로 분류된다. 미생물 농약은 바이러스, 세균, 원생동물 등 살아 있는 미생물을 활용한 방제제이며, 대표적으로 BT(Bacillus Thuringiensis)균, 다각체 바이러스 등이 있다. 생화학 농약은 천연 화합물을 추출하거나 생물통신물질을 이용한 생물질 방제제이고, 피레드린(pyrethrin)이나 니코틴 등이 주로 쓰인다.
개요
바이오농약은 생명공학 기술을 이용하여 만들어진 친환경적인 농약이다. 이는 기존의 화학적 농약과는 달리 생물체의 유전자를 조작하거나 발효시켜 만든 것으로, 환경 오염이나 인체 건강에 미치는 영향이 적다.
원래 농약이라고 하면 농작물 재배를 위한 농경지 및 농작물을 병해충, 잡초로부터 보호하고, 수확한 농산물의 저장시 병해충에 의한 농업 생산물의 손실을 방지하기 위한 목적으로 사용되는 모든 수단을 의미한다. 대표적으로 살균제, 살충제, 제초제가 있으며, 그 밖에 기피제, 유인제, 발아억제제, 식물생장 조절제 등 농업에 이용하는 다양한 화학물질(agrochemicals)을 포함한다. 이들은 자연계에 있지 않았던 합성화학물질로서 "화학농약"이라고도 한다. 이런 개념에서 바이오농약(biopesticide)은 화학농약을 대신하여 병, 해충, 잡초를 방제하거나 작물의 생장을 돕기 위하여 사용되는 생물과 그 생물들이 생산하는 물질이라고 할 수 있다.
생물적학 방제란 생물적소재(예를 들면 유용 미생물, 천적 및 식물추출물 등)를 이용하여 병해충 및 잡초를 방제하는 기술을 의미한다. 이때 사용되는 소재들은 "생물적학적 방제제(biological and biologically derived pest control agent)"라고 하며 그 효과가 공식적인 시험을 통해 인정되는 농약으로 등록을 마친 것을 '바이오농약(biopesticide)'이라고 한다. 생물학적 방제는 현재까지 획일적으로 이루어져 오던 합성농약에 의한 화학적 방제법에서 탈피하여 좀 더 친환경적인 방제 전략을 도입하고자 하는 사회적 인식과 노력 속에서 최근 들어 범세계적으로 많은 주목을 받고 있다. 이러한 생물학적 방제에 근간을 이루는 바이오농약은 넓은 의미로 '병, 해충, 잡초를 방제하기 위하여 이용되는 미생물, 생물 또는 천연물로부터 유래된 물질'을 모두 포함하는 것으로 우리의 건강과 농작물 생산에 유해한 생물들을 방제하는데 사용하는 자연산 생물이나 물질을 말하는데 기생성, 포식성 곤충·선충, 미생물류, 페로몬과 같은 통신물질, 자연산 물질, 생물의 형질변환에 이용하는 유전자들을 모두 포함하고 있다. 이와 같이 일반적으로 농약은 화학농약과 바이오농약으로 분류된다.
역사
바이오 농약의 역사는 1888년도 California에서 감귤 이세리아깍지벌레를 호주산 베다리아 무당벌레(Vedalia beetle)를 수입 방사하여 방제에 성공한 이후부터 시작한다. 영국에서는 1920년대 토마토 온실가루이를 온실가루이좀벌을 수입하여 방제하였고, 1926년에는 길항미생물을 이용하여 병원균 생장 억제 효과를 얻었습니다. 1960년대에 잎벌레를 바이러스로, 나방류는 Bacillus thuringiensis를 이용하여 방제에 성공하였다. 그리고 1958년 일본에서 벼 도열병 방제약제로 항생물질인 Blasticidin이 최초로 실용화되었다.
한국의 경우, 1930년대 사과면충을 사과면충좀벌을 이용하여 방제에 성공한 이후 1976년 제주도 감귤에 발생하는 루비깍지벌레 방제용으로 루비붉은깡충좀벌을 일본에서 도입·정착시켜 루비깍지벌레를 방제시켰다.
바이오 농약 연구·개발은 1970년대 초반부터 시작된 이후 지난 30여 년간 세계 각국의 연구기관과 대학에서 연구가 진행되고 있으며, 지금은 실용화단계에 있다.
원리
- 생물학적 방법: 미생물 등의 유용한 생물종을 활용하여 농작물의 생장을 촉진시키는 방식이다. 예를 들어, 세균이나 곰팡이 등의 미생물을 이용하여 토양의 영양분을 증가시키거나 해충을 제거할 수 있다.
- 효소 작용 : 효소를 이용하여 유기 화합물을 분해함으로써 약효를 나타내는 방식이다. 대표적인 예로는 과일 껍질 안에 존재하는 '페놀'이라는 성분을 분해하는 효소를 첨가하여 살충제나 살균제 대신 사용하는 것이다.
- 유전자 조작기술 : 식물의 유전자를 변형시켜 병충해에 대한 저항력을 강화시키는 방식이다. 이를 통해 바이러스나 박테리아 등의 침입을 방지하고 수확량을 높일 수 있다.
효과
- 환경 친화적이며 안전하다.: 자연 생태계에 미치는 영향이 적고, 인체에도 무해하다. 이로 인해 농산물의 생산량을 증대 시키고 품질을 향상 시키는 데 기여한다.
- 경제적이다.: 합성농약에 비해 제조 및 사용 비용이 저렴하고 노동력 절감효과로 인하여 농가소득 증대로 이어 질 수 있다.
- 지속 가능한 농업 실현가능 하다.:장기적으로는 지구온난화와 같은 기후변화에 대응 하는 대안 으로 제시 될 수 있다.
특성
바이오농약이 주목받고 있는 것은 합성농약에 비해 인축(人畜)이나 유용생물 및 생태환경에 대한 안전성이 뛰어나고, 병충해가 내성을 가지기 어렵다는 장점 때문이다. 또한 독성이 없거나 매우 낮기 때문에 환경오염의 위험이 적어 바이오농약을 소위 제3세대 농약(3rd generation pesticides)으로 부르며 친환경 지속농업을 유지시킬 주요 품목으로 꼽힌다. 그러나 바이오농약은 효과가 늦게 나타나고 종특이성이 높아 유해생물 종류별로 각각 다른 종류의 바이오농약을 개발하여야 되는 부담이 있기 때문에 시장규모가 적게 형성되어 민간기업에서 개발하는데는 한계가 뒤따르는 단점이 있다.
종류
- 천연추출물 유래 제초제/살충제: 천연자원으로부터 추출한 성분을 이용하여 만든 제품으로서 토착미생물 또는 동물 배설물로부터 얻어진 물질을 주성분으로 한다.
* 천적이용 생물농약: 곤충이나 거미 등의 천적을 이용하여 해충을 박멸하는 제품이다. 주로 포식성 응애류, 포식성 미꾸라지, 무당벌레 등을 대량 사육하여 살포 하거나 방사 하여 방제 에 활용 된다.
* 효소제: 동식물 세포 내에서 일어나는 각종 반응에 필요한 효소를 활성화 시켜주는 기능을 가진 소재 이다.균사활성촉진용 효소제, 과채류 낙과방지용 효소제, 과수 결실불량 개선용 효소제등이 있다.
* 항산화물질 함유제제: 항산화작용 을 갖는 폴리페놀계화합물 (녹차 카테킨, 양파 케르세틴), 비타민 C,E 와 같은 생리활성물질 의 함량을 높여서 현장실증시험 에서 우수한 결과 를 얻은 제제 들이다.
바이오 농약의 활용 사례
한국에서는 벼 도열병, 고추 탄저병, 사과 갈색무늬병 등 다양한 작물 질병을 예방하기 위해 바이오농약이 활용되고 있다.
또 배추좀나방, 파밤나방, 이화명나방 등의 해충을 퇴치하는 데에도 쓰이고 있다.
일본에서도 무름병, 흰가루병 등의 치료를 위해 바이오 농약이 사용되고 있으며 미국 은 토마토 모자이크바이러스 감염 억제를 위한 연구가 진행 되고 있다.
그 밖에도 온실가스 감축 차원에서 유기농업분야 뿐 만 아니라 고랭지배추·무 재배농가 에서도 많이 쓰이는 추세다.
참고자료
- 이병로 기자, 〈친환경 바이오 농약 어디까지 왔나?〉, 《한국영농신문》, 2022-07-30
- 배우는 경제이야기, 〈바이오 농약 자연과 인간을 살리는 착한 농법〉, 《네이버 블로그》, 2024-10-24
- 바요, 〈화학 농약을 대체하다! 바이오 농약!〉, 《네이버 블로그》, 2021-12-09
같이 보기
