미생물 농법이란?

‘작물 재배시 미생물(또는 미생물 생산물과 동시) 작용을 이용한 효과적인 병해충 및 잡초방제 그리고 비배 관리를 통하여 안전하고 질 좋은 농산물을 생산하는 방법’이라고 필자는 정의하며, 미생물의 종자처리, 상토(유묘기)처리, 파종 전 토양처리, 재배시 엽면 및 토양처리, 수확 후 처리 등이 포함된다. 이를 위하여 사용되는 농자재는 미생물로 만들어진 생물농약과 미생물제제가 있다.

미생물은 맨눈으로 볼 수 없는 아주 작은 생물체로 자연 환경 내 모든 곳에 살고 있으며 우리 생활에 여러 가지 방면으로 영향을 미친다. 우리가 잘 알고 있는 잿빛곰팡이, 도열병, 문고병 등 식물병원 곰팡이, 사람과 동물에 병을 일으키는 세균, 바이러스, 수돗물 오염균, 식중독, 그리고, 종이와 옷 등을 썩게 만드는 이러한 미생물들은 나쁜 영향을 끼치지만 술과 된장, 젓갈, 요구르트, 김치 등 발효식품은 젖산균, 효모 등의 발효미생물에 의하여 만들어진다. 또 축분뇨나 쓰레기 등을 섞어 퇴비를 띄울 때도 그곳에 존재하고 있는 미생물이 활발하게 활동을 할 수 있도록 공기, 수분 등을 잘 조절해 주어야 한다. (처음으로 이동)

생물농약이란?

생물농약(biopesticide)은 넓은 의미로 ‘병, 해충, 잡초를 방제하기 위하여 이용되는 미생물, 생물 또는 천연물로부터 유래된 물질’을 모두 포함하는 것으로 가능한 모든 방법을 동원하여 최소의 비용을 들이고 최대의 수확을 올리는 소위 ‘종합적인 방제법(Integrated Pest Management, IPM)'의 가장 중요한 요소이다. 본 발표의 논의 내용을 천적곤충이나 페로몬, 항생물질, 식물추출물 등의 생화학농약은 제외하고 곰팡이나 세균 등 미생물 그 자체를 이용한 생물농약에 대해서만 국한하고자 한다.

가. 작물병 방제용

식물병 및 잡초의 방제를 위한 생물농약 개발은 1970년대 초반부터 연구가 시작된 이후 지난 30여 년간 세계 각국의 연구기관과 대학의 연구자들에 의해 많은 연구가 수행되어져 왔다. 최근 농업환경 변화에 따라 세계적인 농약 및 생물 산업체에서도 생물농약 개발에 본격적인 투자를 하기 시작하였으며, 외국에서는 이미 병원균의 길항미생물을 이용한 생물농약인 Binab T, Mycostop, Soil Gard, Trichodex 등 최소한 20 여종 이상이 이미 판매되고 있으며, 현재 상품화를 위해 등록실험 중에 있는 것도 30여 종류에 이른다. 우리 나라에서도 식물병을 방제하기 위한 미생물 살균제 연구가 1970년대 후반 인삼뿌리썩음병의 방제 연구를 시작으로 주요 작물의 잿빛곰팡이병, 흰가루병, 모잘록병 및 역병, 탄저병 등 방제를 위하여 대학교, 국가 연구기관 및 기업체 등의 연구자들에 의해 수행되어 왔으며, 그 결과 최근에 5종의 미생물 살균제가 농약으로 등록, 판매되고 있다(표 1). 농약으로 등록된 제품 이외에도 식물병의 예방 또는 방제 효과가 있다고 홍보되는 수십종의 미생물제제가 부산물비료 등으로 각 지자체에서 등록되어 판매되고 있다. 이들 중 대부분이 홍보 내용과는 달리 병 방제효과가 거의 없어 농민들로부터 많은 불신을 받고 있지만 그 중에서도 한 두 가지 제품은 기존의 화학 살균제를 사용하여도 방제되지 않는 병을 방제할 수 있어 농민들로부터 신뢰를 받고 있는 제품도 있다.

현재까지 국내외적으로 개발된 대부분의 미생물 살균제는 거의 토양전염병 방제용 이었는데, 왜냐하면 토양병은 현재 화학농약으로도 효과적인 방제가 거의 불가능하여 미생물 살균제의 집중적인 개발 대상이 되어 왔기 때문이다. 그러나, 최근 국내에서 개발되어 등록된 제품은 잿빛곰팡이병, 흰가루병, 탄저병, 흑성병 등 지상부 병의 방제용이 대부분을 차지하고 있는데, 이것은 친환경 농업을 하는 농가수가 증가하여 집약적인 시설농업이나 노지 생산에서 발생되는 병의 친환경적 방제를 위한 필요성이 증가되었기 때문이다. 특히 시설재배에서는 병 발생에 좋은 환경이 유지되므로써 많은 양의 화학 살균제를 살포하고 이에 따라 약제 저항성 병원균의 발생에 의해 기존의 화학살균제에 의한 방제효과 감소도 그 주요 원인이 되고 있다. 노지 재배의 경우에도 병 발생이 많은 봄과 여름철에 화학살균제를 많이 사용하므로 이들 여러 종의 작물병방제를 위한 효과적인 미생물 살균제의 개발이 필요하다.

표 1. 국내에 등록된 미생물 살균제 및 주요 미생물제제 현황(2005. 12. 31)

* 생물농약등록을 위한 시험 수행 중이며, 현재 미생물제제로 등록, 판매되고 있음.

(1) 우수한 생물농약(국내 개발 미생물제제 ‘토리’)의 사용 예

주성분: 퇴비에서 분리된 식물병원균을 죽이는 천적미생물 포자

효능

- 온실과채류 및 엽채류 작물의 잿빛곰팡이병, 균핵병, 잎곰팡이병, 마늘녹병, 수박덩굴마름병 등에 대한 방제효과가 화학살균제와 거의 유사하다.

- 고추, 딸기 등 과채류 및 단감, 포도 탄저병에 대한 방제효과가 우수하다.

- 벼문고병, 도열병, 잔디 브라운팻취병, 각종 작물의 토양전염 모잘록병의 방제 효과가 좋아 화학살균제를 대체하여 사용 가능하다.

- 작물의 생육을 촉진하거나 병에 대한 저항성을 증진시킨다.

특징

- 퇴비로부터 분리되어 cellulase 효소 활성이 좋으므로 엽면 살포시 늙은 꽃잎 또는 오래된 식물 잔재에 우점하여 분해시킴으로써 유해 식물병원균의 증식 또는 침입을 사전에 예방하는 효과가 뛰어나다.

- 토양 처리시 각종 무기영양분을 식물이 이용할 수 있는 형태로 바꾸어 줌으로써 생육을 촉진 시킨다.

- 토양 처리시 작물의 병에 대한 저항성을 증진시켜 병 발생을 사전에 예방하는 효과가 있다.

사용방법 및 효과

- 수화제로 엽면살포 및 토양관주, 또는 입제로 토양에 퇴비 등과 함께 살포하거나 상토에 섞어서 사용한다.

- 현재 우수 제품을 사용하고 있는 딸기, 토마토, 참외, 멜론, 미나리 등 과채류와 포도, 단감, 배 등 과수 및 벼 재배 농가는 화학살균제 사용량을 기존의 50% 이하로 줄였다.

(2) 우수한 생물농약(미생물제제 ‘토리’)의 병 방제 효과

<그림 1> 우수한 미생물제제의 토마토잿빛곰팡이병 방제효과

(3) 우수한 생물농약(미생물제제 ‘토리’)의 작물생육 촉진 효과

표 2. 미생물제제의 열무 생육촉진 효과

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나. 잡초 방제용 생물농약

미생물 제초제는 잡초에 병을 일으키는 병원균을 이용하여 잡초를 죽게 하는 것으로 국가 연구기관과 대학교 등에서 몇 연구자들이 중요한 잡초병원균을 분리하여 실내실험 및 포장 실험을 진행 중에 있다(표 3). 아직 우리나라에서는 개발되어 상품화되지는 못하였으나 외국에서는 10여 종 이상의 미생물 제초제가 판매되고 있다. 국내의 미생물을 이용한 제초용 생물농약 개발연구는 벼의 잡초 제거를 위한 연구가 주를 이루고 있는데, 필자가 논의 다년생 잡초인 벗풀, 올미의 병원균을 분리하여 효과적으로 잡초를 제거한 연구 결과가 있다. 그리고, 논피의 병원균을 분리, 방제효과를 조사하였고, 그 외 올방개, 새섬매자기 등 중요 잡초 방제에 대한 생물농약 연구가 진행 중이다.

최근 몇 지역의 유기농 벼재배 지역에서 쌀겨 또는 발효된 쌀겨를 모내기를 전후하여 논표면에 뿌려주면 이것이 분해되는 동안 논잡초 제거효과와 질소시용 효과가 있다고 하여 소위 쌀겨농법이란 이름으로 이 방법이 사용되고 있다. 이 방법 역시 쌀겨가 미생물에 분해되면서 산소가 부족하거나 잡초에 유해한 물질이 생성되어 잡초방제 효과를 볼 수 있는 것으로 알려져 있다.

표 3. 국내에서 연구되고 있는 미생물 제초제 개발 중인 균주

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다. 해충 방제용 생물농약

해충 방제용 생물농약은 일반적으로 대상 해충 이외의 인축 및 동식물에는 전혀 해가 없기 때문에 안전성이 높아 화학살충제의 대체 방제수단으로 각광받고 있다. 특히, 화학농약에 대한 저항성이 발생한 해충이나 농약 사용이 불가능한 채소, 과일 등과 산림해충, 저곡해충, 목초, 골프장 해충 및 모기, 파리 등의 위생해충에 이르기까지 미생물 살충제 개발 대상은 다양하고 현실적으로도 시급히 요구되고 있다. 현재 국내에 등록된 미생물 살충제는 모두 14개로 크게 2종류의 Bacillus thuringiensis가 원료이며, 원료의 거의 대부분을 수입에 의존하고 있다(표 4). 이 Bt 제제는 1981년 우리 나라에 처음 소개된 이래, 1989년 아시아 권의 문제 해충인 배추좀나방이 돌발하여 피해가 커짐에 따라 그 소비가 큰 폭으로 증가하였으며, 그 후로는 해마다 평균 50% 이상의 성장을 기록하면서 1995년에는 출하량 102톤, 매출액 40억원에 이를 정도로 성장하였다. 그러나, IMF의 위기를 맞이하면서 전량 수입에 의존하던 Bt 원제의 수급이 원활하지 못하여 국내 농약회사들이 Bt 제제의 공급을 줄임으로써 Bt 시장이 많이 축소되었다. 최근 화학농약의 사용 절감 정책이 추진되면서 다시 Bt 제제의 사용량이 증가되고 있으며, 2010년에는 약 100억 원대의 시장을 형성할 것으로 전망된다. 이 외에 현재 등록 시험 중에 있는 미생물 살충제는 온실가루이 방제를 위한 Paecillomyces sp. Beauveria bassiana 등 10여 종이 더 있다. 화학살충제 사용량을 줄이기 위해서는 기존 농약을 실질적으로 대체할 수 있는 방제기술이 개발되어야 하는데, 현실적으로 가장 유력한 것은 천적과 미생물 살충제의 개발이며, 만약 효과가 좋은 미생물 살충제가 개발된다면 앞으로 그 수요는 크게 증가 할 것으로 예상된다.

표 4. 국내에 등록된 미생물 살충제 현황 (2005. 12. 31)

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미생물 제재를 이용한 친환경 농업

란탄족 원소가 다른 원소와 비교해서 특이한 점은, 채워지는 전자의 숫자에 비례하여 전하는 크지만 오히려 그 이온 반경은 작아지는 특성(란탄족의 수축)이 있다. 이러한 성질로 인해 란탄족의 원소가 함유되는 물질은 단단해지는 경향이 있다.(이러한 성질은 식물에도 희토를 처리해 보면, 생육은 정상적으로 이루지면서도 식물체 조직이 단단해지고, 무게의 증가 및 저장성이 매우 높아지는 현상이 나타납니다.)

전자의 전도성을 높여주는 반도체 첨가 소재로, 화학제품의 촉매제, 희토의 특성 중 하나인 상자성체(원소 그 자체는 자력이 없지만 다른 원소와 결합하면 자성을 띄는 성질)를 이용한 영구 자석, 고속철도의 바퀴, 레일과 같은 강력한 합금 제조에 없어서는 안 되는 물질이 되었다.

그 밖에 빛의 흡수성을 이용한 색유리, 우주항공 프로젝트 등에 사용되고 있으며, 의약용으로는 항암물질, 심혈관계 질환, 노인성 질환에 효과가 있어 약제 처방에 이용되는 고급 물질이기도 하다.

이러한 희토 원소가 근래에 들어 식물체내에서 매우 유익한 생리조절제 기능이 밝혀짐으로써 최근에 그 농업적 가치가 주목 받고 있습니다.

금, 은, 백금 등과 같은 귀금속 성분도 식물에 미치는 영향이 물론 있지만 그 경제적 가치를 고려 할 때 농업적 이용에는 한계가 있지만, 희토 원소 중 첨단 산업용 원소 외의 물질은 농업적 이용에 충분한 가치가 있는 것으로 인정받고 있다. (처음으로 이동) 

 향후 전망
바로 앞으로 다가온 우리나라 농산물 시장의 개방으로 인하여 중국 등지에서 많은 농산물이 수입되면 우리 농업은 점점 더 어려운 시기에 직면할 것으로 보인다. 이처럼 외국에서 수입되는 다량의 농산물은 수송기간이 필요하므로 재배와 저장시 농약과 화학비료를 사용하지 않기는 어려우므로 우리는 이와 차별화 될 수 있는 친환경 농업 생산 방식으로 전환하지 않을 수 없다. 친환경 미생물농법은 가능한 화학농약과 비료를 사용하지 않고 경종적 방법이나 미생물적인 방법을 이용하여 농민이 원하는 수준의 작물 수확을 거두는 농법이다. 따라서 가장 중요한 농자재인 미생물 재료를 사용하되 미생물을 상토에 처리하여 유묘를 튼튼하게 키우는 것으로부터 시작하여야 하며, 작물 생장 후에는 예방차원에서 미생물을 살포해야 한다. 이러한 방법을 이용하여 농사를 짓는 농민이 늘어나고 있고, 실제로 제대로 효과 있는 미생물을 사용하므로써 화학농약 사용량을 획기적으로 줄였다는 여러 농가의 사례가 점점 늘어나고 있다. 미생물을 사용하면 농산물 출하 후 잔류농약 문제가 없고, 살포를 해도 벌이나 사람 몸에는 전혀 해가 없다. 정부에서는 향후 10 년간 화학농약과 비료 사용량을 40 % 이상 줄일 것으로 추진하고 있으나 아직은 그 가시적인 성과가 나타나지 않고 있다. 이것은 우리 농민이 화학농약에 익숙해진 이유도 있지만 아직도 화학농약과 비료를 대체할 수 있는 좋은 농자재가 부족하기 때문이다. 다행이 최근 개발되고 있는 몇 종의 미생물 제품들이 효과를 보임에 따라 이를 이용한 친환경 농업이 확산, 정착될 것으로 전망된다. 청정한 농산물 생산과 고품질 농산물의 판매, 생산 농자재 비용 절감으로 친환경 농업이 빠른 시일 내에 정착되어 농민의 건강증진은 물론 소득 증대에도 크게 기여하기를 기대한다.  (처음으로 이동)