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Fine Chemical_2018.5 특집 요약 (p5~11)

농약의 동향과 연구 개발 2018

● 국내 농약 시장의 추이
살충제를 중심으로 (제 3편)
Teruomi Jojima / 애그로사이언스 통신

지난 호에 이어 국내의 살충제 시장의 추이에 대해 2007년을 베이스로 하여 2016년까지의 동향을 작용기구의 면에서 고찰했다. 작용기구에 의한 분류는 기본적으로는 IRAC 방식을 채용하여 국내 출하액은 각 연도별 ‘농약 요람’에서 유추했다. 그 결과, 증가세가 두드러졌던 그룹은 리아노딘수용체 제어제, 곤충 신경 제어제, Bt 이외의 생물 농약이었다. 또한 새로운 작용기구의 살충제 개발에 따라 해충의 저항성 대책이 중요하다는 것을 알게 되었다.

1. 머리말
살충제의 분류법에는 여러 가지 방법이 있으나, 이번 호에서는 지난 호와 동일한 작용기구를 통한 분류법을 시행하고자 했다. 작용기구에 의한 분류는 선택 독성 및 내성을 생각하는데 있어 중요하다. 곤충 특유의 생리기능을 저해하는 화합물일 경우, 포유류에 대한 독성은 낮다고 볼 수 있다. 또한 같은 작용기구의 살충제를 연속적으로 사용하면 곤충에게 저항성이 생기기 쉽기 때문에 다른 작용기구를 가진 살충제를 번갈아 가며 사용하는 것이 바람직하다.

실제로 최근 농약제품에는 작용기구를 표시해 서로 다른 작용기구의 살충제를 돌려가며 사용하는 것을 권장하고 있다. 한편, 새로운 작용기구의 약제가 등장하더라도 효과적인 로테이션이 정착되기도 전에 해충이 먼저 저항성을 갖게 되는 사례가 발생하고 있다.

2. 농약 전체의 출하 금액과 출하량의 추이
먼저, 2012~2016년에 걸친 5년동안의 농약 출하 금액과 출하량을 2007년의 것과 비교해 보았다. 농약의 출하 금액은 일본 식물방역협회 편 ‘농약 요람’을 참고했다. 결과는 표1에 있다. 기준 연도는 2007년으로 했다. 농약 전체의 출하 금액은 2007년에는 3,706억엔이였으나, 2016년에는 3,731억엔으로 0.7% 정도만 늘어났다. 농약의 종류 별로는 최근 10년동안 가장 많이 증가한 것은 제초제이며 21.5% 증가했다. 반대로, 살충제와 살균제의 출하금액은 각각 13.1%와 7.3% 감소했다.

그 다음으로, 최근의 동향을 살펴보기 위해 2016년의 출하 금액을 2012년의 것과 비교한 결과, 전체 출하 금액은 3.1%의 증가를 보였다. 이것을 종류별로 보면, 제초제는 10.6% 증가하고 있으나, 살충제, 살충살균제는 각각 4%와 3.3%로 떨어졌으며, 살균제는 3.9% 늘어난 것을 알 수 있다. 이상의 결과와 같이 최근의 국내 농약시장은 안정 또는 조금 오르는 경향을 보이고 있다고 할 수 있겠다.

또한 농약의 출하량의 경우, 2007년도에는 26만톤이었으나, 2016년에는 22.8만톤으로 감소하는 경향이 이어지고 있다. 고농도 액제 및 분말제의 보급 등 제제기술의 발전에 의한 것으로 보인다.

3. 살충제의 작용기구
살충제를 작용기구 별로 분류하면, 곤충의 신경계 및 근육 계통에 작용하는 것, 에너지 대사를 저해하는 것, 탈피∙변태 등 곤충 특유의 생리기능을 교란시키는 것, 생물 농약 등으로 나눠진다.

곤충의 신경계는 전기 신호의 정보가 신경으로 전해져 시냅스(접합부)에서 화학신호로 변환되어 일정한 반응을 거쳐 다시 한번 전기신호로 전환된다. 화학반응을 담당하는 전달물질로는 아세틸코린, GABA, 글루타민산 등이 있다. 이와 같은 전달물질은 접합부에서 수용체와 결합하여 정보가 전달된다. 수용체로서는 이온채널 수용체, 아세틸콜린 수용체, 니코틴성 아세틸콜린 수용체, GABA수용체 및 G단백질 공역형 수용체가 있다.

곤충의 신경계에 작용하는 살충제는 주로 이것들의 수용체와 결합하여 신경 전달을 저해시키거나, 또는 정보 전달계(系)에서 활동하는 효소를 저해함으로써 살충 활성을 나타낸다. 최근 곤충의 근육계를 교란 시키는 화합물질들이 주목을 받고 있다. 이들 약제는 곤충의 리아노진 수용체에 작용하여 근육계를 교란시킴으로써 살충 활성을 발휘한다.

에너지 대사를 저해하는 살충제는 곤충의 세포 내의 미토콘드리아에 있는 호흡쇄 전자전달 및 산화적 인산화를 저해함으로써 곤충 체내의 에너지 생산을 저해한다.

곤충은 유충에서 번데기를 거쳐 성충이 되는 완전변태 타입과 유충이 탈피를 되풀이한 후에 성충이 되는 불완전 변태 타입으로 크게 나눠진다. 이것들은 곤충 특유의 현상이며 이와 같은 프로세스를 저해하는 합성물을 곤충생육제어제(IGR)라고 부른다. IGR에는 알라타체 호르몬 활성물질, 탈피 호르몬 활성물질, 키틴 생합성 저해제, 변태 저해제 등이 포함된다. IGR은 포유류에는 없는 곤충 특유의 프로세스에 작용함으로 저 독성이며 선택의 폭이 넓다. 그런 반면, 이 계통의 살충제는 신경계에 작용하는 것에 비해 작용이 미비하며 속효성(速效性) 타입이 아니다.

지금까지는 주로 화학 합성 물질을 유효 성분으로 하는 살충제에 대해 설명했으나, 이 외에는 생물 농약이라고 불리는 것이 있다. 생물 농약은 유기재배에 대한 소비자의 수요에 대한 대응 및 화학 농약에 대한 해충 내성의 문제로 인해 시장에서의 수요가 해마다 증가하고 있다.

생물 농약 살충제 중에서는 세균 유래의 Bt제가 가장 많이 사용되고 있으며 천적 또한 많다. Bt제의 유효성분은 Bacillus thringiensis (Bt)로 총칭되는 세균에 의해 만들어진 결정형의 단백질이다. 이 단백질은 주로 인시목 해충에 의해 섭식되어 중장상피 세포 상에 있는 수용체와 결합하여 체내의 생리작용을 교란시켜 곤충을 죽음에 이르게 한다. 현재의 Bt제는 생산균 자체를 제제화한 것과 살충성 단백질을 정제하여 제제화 한 것이 있다. 또한 일본에서는 시판되지 않지만, 미국이나 남미에서는 작물 자체에 Bt 단백질 생산능력을 부여한 유전자 변형 작물이 대규모로 재배되고 있다.

4. 살충제의 작용기구에 의한 분류
살충제의 작용기구에 의한 분류법으로는 IRAC(국제살충제저항성대책위원회)의 방법이 자주 이용되고 있다. 이 분류법은 자주 갱신되고 있으며, 최신 버전은 ver. 8.3이다. 이 글에서는 기본적으로 IRAC의 분류법을 기반으로 하고 있으나, 일부는 변경도 시행하고 있다. IRAC의 분류에서는 살충제를 신경계∙근육계에 작용하는 것, 에너지 대사를 저해하는 것, 탈피∙변태 등 곤충의 특이한 생리작용을 저해하는 것 및 미동정 또는 비 특이적인 작용을 하는 것으로 크게 구분되며 각각 몇 가지 서브 그룹으로 나누어 진다.

5. 작용기구 별 살충제 출하액의 추이
살충제를 작용기구 별로 분류한 경우의 각 그룹 출하 금액을 2007년 및 2016년에 대해 집계한 결과를 표2, 그 중 곤충 살균제 중의 살충제에 대해서는 표3에 정리했다. 또한 각 그룹에서 2016년에 출하액이 가장 많았던 살충제를 표4에 기재했다. 각 살충제의 출하 금액에 대해서는 ‘농약 요람’에 근거하여 지난 호에 가재한 방법에 따라 산출했다.

6. 맺는 말
농약의 출하 금액의 추이를 작용기구의 면에서 고찰했다. 2007년도부터 2016년도까지 10년간의 경향을 살펴보면, 완전히 새로운 작용기구의 살충제는 나오지 않고 있다. 향후 10년간의 국내 살충제 시장은 어떤 전개를 보여줄 지 흥미로운 부분이다. 최근의 경향을 보면, 새로운 작용기구를 가진 살충제 개발은 어려워졌으며, 새로운 작용기구의 살충제가 개발되어도 해충의 저항성(내성)이 발현되면 매출액은 급속도로 떨어질 우려가 있다.

이런 리스크를 피하기 위해서는 기존제의 작용기구를 파악해 저항성을 모니터링 하면서 높은 효율의 로테이션을 시행하는 것이 중요하다. 또한 저항성의 문제가 거의 없는 생물 농약의 중요성도 점점 커질 것으로 예상된다. 이 글에서는 살충제를 중심으로 고찰했으나. 각각의 살충제의 특징 등 관련된 사항에 대해서는 필자의 홈페이지를 참조하길 바란다.

 -- 끝 --