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식물추출물을 이용한 해충방제제
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Ⅰ. 식물추출물을 이용한 해충방제제 개발
지금까지는 농업이 “화학”에 크게 의존해 왔던 것이 사실이다. 식물의 필수원소가 화학이고, 모든 생리작용이 생화학적 이론에 근거하고 있다. 각종 병해충, 잡초도 화학적으로 제어될 수 있었기 때문에 필연적이었다고 볼 수 있고 이리하여 미국, 일본, 유럽 등 선진국 기업에서 집중 투자를 하는 분야가 되었다. 그러나 병․해충 방제를 위한 유기합성 농약의 사용으로 인해 인축에 대한 독성, 농약의 잔류독성으로 인한 토양 및 수질의 환경오염, 유용 동식물의 파괴, 2차 해충의 주요 해충화 등의 부작용이 야기되었다. 이러한 유기합성 농약을 대체할 수 있는 새로운 농약의 개발이 필요한 시점에 등장한 것이 저공해성 천연물 농약, 즉 식물추출물이다. 세계 농약의 20%를 생물농약으로 대체하자는 “리우환경회의 협약” 이후 세계적으로 새로운 천연생물농약을 개발하여 생물자원 이용성을 확대하자는 움직임이 뚜렸해지고 있는 것이다. 식물체로부터 유래하는 유용물질은 해충에 대한 살충효과, 기피효과 및, 효소저해 활성 물질들로서 부작용이 없고 막대한 시간과 비용이 투자되어야 하는 화학합성농약의 개발에 비해 저투입개발이 가능하다는 장점을 지니고 있다. 국내 농약시장은 1997년에 7,700억원이며 그 중 생물농약은 13억원에 불과하다. 그러나 2004년에는 유기합성농약을 50% 줄여야 하며 이런 추세라면 2010년에는 생물농약시장은 천2백억원대의 시장이 형성될 것으로 보인다. 현재 국내에 등록된 생물농약은 190여개이며 살충제가 75%, 살균제, 제초제 순으로 살충제의 시장이 단연 앞서고 있다. 식물에서 유래된 살충제를 보면 피레스린은 제충국 꽃의 살충성분으로서 합성하여 시판되고 있으며 neem나무 성분인 아자디락틴(azadirachtin)은 200여종의 해충에 대하여 섭식저해, 불임, 생육저해 및 살충활성 등 광범위한 생리활성을 나타내고 있다. 콩과작물인 Physostigma venenosum 종자의 독성분인 physostigmine의 살충효과가 발견, 이 화합물의 화학 구조중 N-methyl carbamoyl.기를 모핵화합물로 하여 많은 카바마이트계 살충제를 개발하였다. Piper betle(후추과), Ocimum sanctum, Nyctanthes arbor-tristis, Citrus limon(운향과)의 잎 추출물들은 식물병원균의 균총 생장을 억제, 생체 내에서 벼의 병원균들의 생장을 억제하는 효과 등이 있는 것으로 알려져있다. 이와 같이 세계적으로 제3세대농약으로 인식되고 있는 식물체나 천연물질에서 새로운 살충효과를 탐색하는 연구들이 광범위하게 이루어지고 있고 국내 또한 새로운 천연물질 탐색이나 기술개발이 이루어지고 있다. 본 장에서는 대표적인 식물추출물들을 소개하고 해충에서의 적용과 그 성분에 대해 소개하고자 한다.
Ⅱ. 식물추출물의 종류와 이용
1. Neem (Azadirachta indica J.)
가. 님(Neem)이란?
인도, 네팔, 미얀마가 원산지이며 아주 먼 옛날부터 인도에서는 neem나무 열매에서 추출한 물질이 해충방제에 탁월한 효과가 있는 것으로 알려져 왔다. 인도와 네팔 국민들에게 수천 년간 조상대대로 무공해 농약, 식품, 화장품으로 이용되어온 국민수인데 세계적으로 미국, 캐나다에서 연구가 많이 진척되었고 그 외 아프리카, 중동, 동남아 국가들도 많은 연구에 착수하였다. 1990년경 연구 학자들은 테스트를 통해 님나무 추출물이 기존의 살충제에 면역이 되어있는 진드기, 선충류, 진균류, 박테리아, 약간의 바이러스는 물론 약 200여종의 곤충에 영향을 미친다는 것을 알았다. 그 테스트는 또한 수 십개의 농장과 농가의 해충, 예를들어 멕시코 투구풍뎅이, 콜로라도 감자 투구풍뎅이, 메뚜기, 방아깨비, 담배 싹 벌레, 6종의 진의도 포함하고 있다. 우리나라에서는 1986년 농촌진흥청 식물유전자원수집단이 네팔에 출장을 하여 한국대사관과 위 자원수집단을 보조하면서 수집하였고 벼멸구약을 개발하였으며 미국에서는 인도의 고유 방법에 현대적인 개발 공법을 가미하여 세계 75개국에 특허출원을 하였다.
나. 해충에 대한 효과
님나무 혼합물은 해충을 쫓아버리거나 갉아먹는 것을 멈추게 하거나 성장을 방해하는 등 해충을 무력화시키는 광범위한 살충제라고 말할 수 있다. 특히 메뚜기목, 매미목, 노린재목, 나비목에 섭식기피제와 살충제로서 활성이 있다. 메뚜기나 매미같은 직시류 곤충에 있어서 식욕억제 효과는 특히 중요한 듯하다. 직시류의 많은 곤충들은 님 처리된 식물을 여러 날 때때로 몇 주 동안 먹지 않는다. 잔디, 멸구, 진딧물, 흰나방, 깍지진디와 같은 동시류 해충은 이 추출물에 더 민감하다. 예를들어 멸구의 번데기는 상당한 정도의 식욕억제 및 성장억제 효과를 보여준다. 하지만 진디는 거의 영향을 받지 않는다. 님 파생물은 또한 동시류곤충이 어떤 종류의 바이러스를 전염시키는 능력에도 영향을 준다. 예를 들어 적은 양으로도 멸구가 Tungro 바이러스를 전염시키지 않게끔 한다. 원인은 밝혀지지 않았으나 부분적으로는 님이 곤충을 죽이거나 식성을 바꾸도록 하는데 있는 듯하다. 인도, 이스라엘, 미국의 면화나 담배 해충, 토고, 도미니카 공화국, 모리셔스의 양배추 해충, 필리핀의 담배 해충, 케냐의 커피 해충에 성공적이라고 보고되었다. 매우 복잡하고 통제된 실험과 야외 시험에서 님 제품은 저장된 옥수수, 사탕수수, 콩, 기타 식량을 해충으로부터 약 10개월동안 보호했다. 미 농무성의 연구원들은 1972년부터 님을 연구해왔다. 실험을 통해 그들은 님의 성분이 미국의 가장 게걸스러운 정원 벌레조차 물리친다는 것을 알았다. 예를 들어 한 실험에서 콩잎의 절반만 님 추출물을 뿌려서 컨테이너에 일본 풍뎅이와 함께 넣어두었다. 그 결과 님이 뿌려진 반은 섭식되지 않은 상태로 있었고 나머지 반은 48시간만에 먹혀져서 목질의 엽맥만 남았다. 님나무는 흑에서 나오는 삽주벌레 애벌레에 매우 효과적이다. 하지만 삽주벌레가 일단 식물에 자리를 잡게 되면 님 추출물에는 덜 민감하다. 모든 투구 풍뎅이의 애벌레 또한 님 제품에 민감하여 님이 처리된 식물은 먹지 않고 성장이 지체되며 어떤 연질 피부의 애벌레는 접촉 시 죽기도 한다. 대부분의 인시류 해충의 애벌레는 님에 무척 민감하다. 실제로 거염벌레, 과일좀, 옥수수좀 같은 해충의 가까운 미래에 님 제품의 주요 목표가 될 것이다. 님이 그것들의 식욕을 억제하기 때문이다. 많은 쌍시류 곤충(집파리, 과일파리 등)과 모기, 잎벌레 애벌레 등도 향후 님 제품의 목표가 될 것인데 이런 곤충류에 있어서 님의 식욕억제 및 성장 억제 효능은 중요한 요소이다.
다. 활성성분과 이용
님의 주요 화학적 특성은 3개 혹은 4개의 관련 복합물의 결합이며 아울러 20개 정도의 다른 물질들로 구성되는데 대체로 트리터펜스(Triterpenses)라 불리며 좀더 정확하게는 리모노이드(Limonoids)라는 자연물군에 속한다. 지금까지 적어도 8～9개의 님 리모노이드가 농작물이나 인체에 해로운 해충의 성장을 억제하는 것으로 밝혀졌는데 그중 아자디락틴(Azadirachtin), 살라닌(Salannin), 멜란트리올(Meliantriol)과 님빈(Nimbin)이 가장 잘 알려져 있다. 지난 20여년간의 연구 결과에 따르면 아자락틴은 지금까지 합성된 가장 강력한 성장 억제물로서 실제로 소량의 아자디락틴으로도 해충의 나무 접촉을 방지할 정도로 강력하다. 구조적으로 Ecdysones라 불리는 곤충호르몬과 유사한데 이것은 곤충이 애벌레에서 번데기, 성충으로 바뀌는 변태과정을 조절하여 생명 싸이클을 파괴한다. 살라닌은 강력한 해충식욕 억제물이지만 해충의 변태에는 영향을 주지 않는다. 또 다른 식욕 억제물은 멜란트리올인데 매우 낮은 농도에서도 해충의 식욕을 중지시킬 수 있으며 메뚜기가 작물을 갉아먹는 것을 예방하는 억제효과가 대표적인 사례이다. 그 외 새로이 발견된 리모노이드중 대표적인 것은 디아세틸아자디락티놀으로 담배 모충에 대해 효과적이다. 님 추출물은 스프레이, 분말, 적심, 관개용수에 희석 등 여러 가지 방법으로 사용될 수 있는데 식물에 주사하거나 국부적인 사용도 가능하며 곤충을 유인하는 먹이에 첨가할 수도 있고 태워서도 사용한다.
2. 멀구슬(Melia azedarach L.)
가. 멀구슬이란?
멀구슬나무는 동남아시아의 열대 혹은 아열대 지역에 서식하는 낙엽활엽교목으로 우리나라에서는 흑산도, 월출산, 백양산, 해남, 신안, 목포, 무안, 나주, 완도, 진도 등 주로 해안지방에서만 자생하고 전남지방에서는 ‘구조목’이라 부르기도 한다. 멀구슬의 잎, 수피, 가지, 과실, 종자추출물과, 인분말 등 광범위한 저장해충들과 포장의 토양 생태계에 기피, 섭식저해, 살충, 성장저해 등의 영향을 보이는 것으로 보고되었다. 민간요법에도 쓰였는데 열매를 물에 씻어 볕에 말렸다가 약용으로 쓰는데 열매를 갈아 부수어서 손발이 튼데 바르며, 이것을 솜에 싸서 귀속에 넣어 귀가 아플때나 부었을 때도 사용하였고 술을 담궈 동상이 걸린 부위에 바르면 잘 나았다. 이것은 피부나 점막을 자극하는 자극제 구실을 하기 때문이라고 밝혀졌다. 옛날부터 우리 조상님들은 멀구슬 나무를 약제로 사용하였는데 동의치료(東醫治療)에서는 구충제로서 회충, 십이지장충, 촌충 등 인체의 기생충을 없애는데도 사용하여 최근까지 제약회사에서 구입하여 약재로 쓰였다. 민간에 바르면 잘 낫는다고 한다.
나. 해충에 대한 효과
멀구슬나무가 자생하고 있는 채소밭과 자생하지 않은 채소밭으로 조사해봤을 때 전자에서는 극소수의 해충이 서식하고 있으나 후자에서는 해충의 발생량이 많이 피해가 심각한 것으로 나타났다. 멀구슬나무가 자생하지 않는 곳의 채소밭의 전작물은 해충에 의해 신엽이 백변 한 후 낙엽되며 어린잎은 갈변고사 하였고 연중 발생하여 피해 정도가 심한 배추좀나방류가 채소 재배시 가장 많은 피해를 주었다. 또한 한 실험에서 응애류나 배추좀나방은 종자를 분쇄한 시료를 묻혀 둔 강낭콩 엽에서 시료를 묻혀두지 않은 엽으로 서서히 이동하다가 5～6시간대에서 가장 많은 기피반응을 보였고, 9시간이 경과하면 응애나 배추좀나방은 모두 시료를 묻혀두지 않은 엽쪽으로 기피 반응을 보였다. 줄기껍질을 이용한 분말 시료에서는 4～6시간대에서, 뿌리껍질 분말 시료에서는 3～4시간대에서 빠르게 시료를 묻혀 두지 않은 엽으로 이동하여 기피하는 반응을 보였으며 9시간 이후에는 모두 기피한다. 멀구슬나무의 종자＋줄기껍질＋뿌리껍질＋잎을 각 부위별로 건조 후 양봉용 훈연기를 사용하여 시료100ｇ을 통속에 넣고 작물에서 50㎝ 떨어진 곳에 대고 응애가 대량 발생한 강낭콩 엽에 훈증하였을 때 응애가 배추좀나방 유충은 아주 빠르게 기피반응을 보이며 2～3분이 경과하면 강낭콩 엽에서 이동하여 바닥으로 떨어져 기어다닌다. 거세미 나방은 인공 사육 먹이 쪽으로는 접근하여 수시로 먹이를 섭식하나 멀구슬나무 분쇄시료를 첨가해 제조한 먹이는 처음엔 몇마리 접근하다가 시간이 경과해도 전혀 섭식한 흔적을 발견할 수 없고 접근하지 않으며 시료에서 멀어졌고 행동이 둔화된다. 그 외에도 멀구슬 분말을 밀과 함께 저장 시 보리나방, 가루좀벌레, 쌀바구미, 밀바구미, 구라나리아바구미, 별수시렁이 등의 저장해충의 섭식이 저해되고 멀구슬의 과실과 종자분말은 곡물과 혼합하여 보관 시 저장해충의 만연을 방지하는 것으로 나타났다.
다. 활성성분과 이용
멀구슬의 잎에서 추출된 활성성분은 파라이신(paraisin)의 파생물 중 하나로 이 성분은 37℃에서도 파괴되지 않으며 또한 포유류에 역효과도 없는 것으로 알려졌다. 1946년 이후, 멀구슬 잎에서 다른 활성인자인 멜리안틴(meliantin)과 멜리안트리올-I(meliantriol-I)이 분리되었는데 이것 또한 생물학적 활성을 지니는 것으로 나타났다. 잎과 과실에서는 아자디락틴(azardirachtin)이 분리되었는데 이 성분으로 인해 메뚜기는 섭식저해를 일으킨다고 한다. 또한 아자디락틴은 목화다래나방의 탈피를 저해한다. 멀구슬 종자의 인에서 분리해낸 활성성분인 1-cinnamoyl-3-feruloyl-11-hydroxy meliacarpin은 등을 분리해 냈는데 이것은 일반적으로 약충의 발육을 저해하고 약충이 전흉이나 촉각의 기형을 유도한다. 이러한 성분들을 지니는 멀구슬나무를 각 부분별 개방 침지 및 밀봉침지를 6주간 했을 때 줄기껍질→ 뿌리껍질→ 생잎 등의 순으로 살충효과가 있는데, 전체종자, 뿌리, 줄기, 잎을 침지시켜 밀봉침지하였을 때 살충효과가 증가한다. 추출물을 획득하는 대표적인 방법으로는 압력농축, 에탄올 중탕, 핵산을 사용하는 방법이 있다. 응애나 배추좀나방 등의 채소해충을 대상으로 한 실험에서 압력농축으로 얻은 추출액은 시간이 경과함에 따라 방제효과가 커지고, 에탄올 중탕에서 얻은 추출액은 48시간이 경과함에 따라 효과가 커지며 핵산을 사용한 추출액에서는 100％ 방제효과가 있다. 이렇게 추출 방법에 따라 방제 시간별 기피 및 살충수가 차이가 있는데 멀구슬 종자를 분쇄하여 얻은 시료에 핵산을 사용하여 ��은 중탕 추출액에 산화 전위수를 100배 희석하여 살포했을 때 가장 효과적으로 해충을 방제할 수 있으며 멀구슬 추출액은 밀폐된 장소에 보관해야 효과가 있다.
3. 담배 (Nicotiana tabacum L.)
가. 담배란?
열대와 건조 지역에서 발견되는 일년생 식물로 중앙아메리카가 원산지이며 지금은 인도의 여러 지역을 비롯하여 유럽, 호주 등의 세계 각지에서 볼 수 있다. 미대륙 인디언들이 종교의식으로 또는 질병의 치료를 위해 사용했었다고 하는 담배는 1492년 스페인의 콜럼버스가 미대륙을 탐험하고 담배를 선물로 받아 귀국한 후 만병통치약으로 소개한 것을 계기로 유럽 전역에 주로 상류층을 대상으로 널리 퍼지게 되었다. 1560년 존 니콧이 프랑스 왕에게 종자를 보냄으로서 의학적인 가치가 큰 식물로서 묘사되었다. 약 1560년에 유럽에 살충제로서 소개된 담배에 대해 미국의 식물학자 피터 콜린슨은 1764년 물을 이용하여 추출한 담배잎 추출물을 진딧물이나 다른 연화된 충체를 가진 곤충에 사용해보라고 영국에 충고하기도 하였다. 우리나라는 100년 후인 1590년 임진왜란 때 일본군에 의해 담배가 처음 소개되었으며 그 이후 1602년경 광해군 초에 담배씨를 일본에서 도입 재배하기 시작함으로서 퍼지기 시작한 것으로 알려지고 있다.
나. 해충에 대한 효과
70년대 초 담배잎 분말을 곡물과 혼합하여 저장하였을 때 저장해충의 공격으로부터 밀이 보호된다는 보고가 있었으며 건조시킨 잎을 쌀과 혼합하여 보관 시에는 보리나방의 가해를 받지 않는다. 이 식물체의 전체, 잎, 가지, 그리고 뿌리의 추출물은 아카시아진딧물, 복숭아혹진딧물, 귤굴나방 등에 대해 살충성과 기피성을 나타내게 하는 것으로 보고되었다. 또한 담배에서 분리된 활성성분은 목화진딧물로부터 전작물을 보호한다. 유사하게 담배잎은 왕담배나방, 담배거세미나방, 복숭아혹진딧물에 대해서도 독성을 지닌다고 한다. 담배의 성분인 니코틴은 인시목의 해충에게 독성을 보이는데 니코틴 입자는 1917년에 캘리포니아에서 과수해충 방제용으로 최초로 사용되었으며 진딧물을 효과적으로 죽이는 것으로 알려졌다
다. 활성성분과 이용
담배의 주성분인 니코틴이라고 불리는 알카로이드계 독소의 활성인자는 1828년에 최초로 기록되었다. 농약시장에서는 이미 'Black-leaf-40'라는 이름으로 니코틴이 판매되고 있으며 인도에서 등록되어 상업적으로 이용되거나 수출되고 있다. 훈증제로 사용되는 nicotine은 휘발성이며 곤충의 외피를 직접적으로 관통한다. 오일과 혼합한 니코틴이나 니코틴 역할을 하는 계면활성제를 분무하는 사용법이 일반적으로 사용된다 니코틴은 광범위한 작물에서 진딧물에 비영속형 접촉살충제로 작용한다. 그러나 이것의 담배추출물의 사용은 찬 기후에서는 유효성이 결핍된다는 점 등의 단점으로 인하여 그 소비가 빠르게 감소하였으며 포유류에 높은 독성을 나타내는 합성살충제로 대체되었다.
4. 마늘(Allium sativum L.)
가. 마늘이란?
마늘의 재배는 고대 이집트․그리스 시대부터이며, 근동방면으로부터 인도․중국․한국․아프리카의 각지에 전파되었다. 유럽에서는 지중해 연안에 주로 분포하는데, 중국에 전파된 것은 BC 2세기경으로 지금의 이란으로부터 도입되었다고 한다. 한국에 도입된 것은 명확하지는 않으나 《삼국유사》에 나올 뿐만 아니라 《삼국사기》에도 기록되어 있는 것으로 보아 재배 역사가 매우 오래 된 듯하다. 현재 마늘은 이탈리아를 비롯한 남유럽, 미국의 루이지애나․텍사스 및 캘리포니아, 아시아의 한국․중국․일본․인도, 서부 아시아 및 열대 아시아 전역, 그리고 아프리카와 오스트레일리아 등지에서 많이 재배되고 있다. 산(蒜)이라고도 하는 마늘의 어원에 대해 《명물기략(名物紀略)》에서는 “맛이 매우 날하다” 하여 맹랄(猛辣) → 마랄 → 마늘이 되었다ꡓ고 풀이하고 있다. 모든 병균을 병귀로 파악했던 옛 서민들은 고약한 마늘 냄새의 매서운 맛으로 병귀의 징조를 막을 수 있을 것으로 생각했다. 과학적으로 보면 마늘의 향균력을 상징적으로 이용한 것이므로 합리적인 민속이라 할 수 있다. 또한 민간에 전승되어 오는 민간요법에 다음과 같은 것이 있는데, '티눈에는 마늘을 끼워 놓는다, 귓병에는 귀에 마늘을 끼운다, 탈모증에 마늘즙을 바른다'고 하였다. 일종의 강장제인 마늘을 강력한 효과를 지닌 약초로 인식한 것이다. 오늘날에 와서는 이와 비슷하게 마늘의 구근 추출물과 오일은 광범위한 농업해충 종류에 대하여 살충, 기피, 살선충과 살균의 특성을 지니는 것으로 알려져 있다. 이 식물은 저장 곡물뿐만 아니라 포장에서 농작물에 침입하는 해충에 대해 생물학적으로 저항의 한 방법으로 연구되었다.
나. 해충에 대한 효과
마늘의 구근에서 추출한 물질은 콩과작물을 가해하는 팥바구에 대해, 마늘오일은 별수시렁이에 살충성이 있다. 마늘의 분말가루와 추출물을 혼합 처리시 밀에 만연했던 가루좀벌레에 대해 독성을 나타내면서 작물 자체의 생육에는 영향이 없었으며 마늘 오일과 분획물은 쌀바구미 방제에도 효과적이다. 또한 보리나방과 가루좀벌레에 대해 효과적인 보호제 역할을 하는 것도 발견되었는데 곤충이 만연하는 자연조건하의 농장에서 마늘 추출물에 의해 가루좀벌레, 쌀바구미, 보리나방에 의해 야기되는 저장중인 쌀의 손실을 최소화 할 수 있었다. 특히, 마늘 분말을 소의 먹이로 주로 이용되는 동부종자와 혼합하여 사용하였더니 팥바구미가 유효한 치사율을 보였다. 마늘은 또한 단송하늘소에게서는 기피를 유발하는데 약충의 밀도를 제한하는 효과도 있다. 아세톤으로 추출한 마늘구근의 추출물은 면화를 가해하는 해충에게서 살충과 기피를 유발한다. 분쇄한 구근을 증기추출해서 얻은 오일 분획물과 메탄올을 사용한 천연추출물은 담배거세미나방의 3령충에 독성을 나타내며 강한 섭식저해를 보이는데 유충과 용 기간동안에는 변태에도 영향을 준다. 용-유충의 중간단계에서 이 물질을 유충에 섭식 시켰을 때 기형이 유발되는 것이다.
다. 활성성분과 이용
마늘의 대표적인 활성물질로 쌀바구미의 살충제로서 분리된 1-3,diphenyl thioure와 알리틴(allitin)이 있다. 이것은 곤충의 효소 활성을 저해하며 곡물과 함께 저장 시 해충으로부터 저장곡물을 보호하는 효과가 있는 것으로 나타났다. 알리틴은 annmet 보다 담배거세미나방의 2령충에 약 2.8배의 독성을 나타낸다. 그러나 마늘 특유의 불쾌한 냄새와 낮은 지속성으로 인해 현재에는 보편적인 살충제로서는 사용되지 않는다.
5. 창포(Acorus calamus L.)
가. 창포란?
열대, 온대, 지중해연안 지역에서 발견되는 다년생 식물이다. 연못가나 도랑가에서 자라는 창포는 높이가 30cm 내외이며 뿌리줄기는 옆으로 길게 자라며 육질이고 마디가 많으며 흰색이거나 연한 홍색이며 지상에 있는 줄기와 더불어 독특한 향기가 난다. 민간에서는 단옷날 창포를 넣어 끓인 물로 머리를 감고 목욕을 하는 풍습이 있다. 한방에서는 건위 ․진경 ․거담 등에 효능이 있어 약재로 이용하며, 뿌리를 소화불량 ․설사 ․기관지염 등에 사용한다. 또한 뿌리줄기는 방향성 건위제로 사용한다. 창포는 농업상 중요한 해충과 관련하여 그 생물학적 활성이 집중적으로 연구되었고, 생태계나 저장상태의 해충에 대비한 살충제, 기피제, 섭식저해, 유인제, 불임화제가 연구되었다
나. 해충에 대한 효과
창포의 뿌리/지하경 분말과 추출물은 저장중의 쌀을 가해하는 가루좀벌레와 쌀바구미, 단송하늘소에 대해 효과적인 보호제이며 뿌리분말과 물 등의 용매를 사용하여 추출한 물질은 쌀바구미와 단송하늘소는 물론 쌀거저리를 살충한다. 뿌리분말을 건조시킨 후 벼와 함께 보관 시에는 보리나방의 침입이 극소화되어 곡물 보호가 보장된다. 알콜을 사용하여 스팀증류한 지하경추출물은 팥바구미에 살충성을 지니며 이를 삼베자루에 넣어 벼와 함께 보관하였을 때 섭식저해가 유발된다. 창포 오일의 증기는 저장곡물을 가해하는 딱정벌레의 불임을 유도하는데 그 효과는 별수시렁이와 팥바구미에서 주목할 만하다. 즉 지하경 추출물과 오일은 팥바구미에 대해 공인된 특성을 지닌다. 포장 해충에 대한 살충제로서 이 식물체의 생물학적 활성은 일찍이 1939에 알려졌는데 후에 창포의 살충제로서의 잠재적 가치를 발견했고, 조직적인 개발이 이루어졌다. 에테르와 알콜을 이용한 창포의 지하경 추출물은 흰개미에 살충성을 지니는 것이 발견되었으며 지중해의 과실파리 등의 암수는 모두 이 추출물에 대해서 섭식저해, 기피, 등의 특이한 행동을 보인다고 한다. 아세톤을 이용하여 창포의 지하경 추출도 가능한데 이 경우 담배거세미 3령유충에 살충성이 있으며 두점끝동매매충의 생활환과 벼의 퉁그로바이러스의 전염을 감소시킨다. 이 추출물은 큰이십팔점박이무당벌레에 대해 유의적인 독성을 지닌다고 보고된바 있는데 이 약제로 훈증을 하였을 때 큰이십팍점박이무당벌레는 탈피한지 6일 이내에 식욕이 감퇴하여 섭식저해를 보인다.
다. 활성성분과 이용
창포의 뿌리/지하경의 oil에서는 해충에 대해 생물학적 활성을 지니는 것으로 보이는 4가지 물질이 분리되었다. Methyl eugenol(3,4-dimethoxyallylbenzene)는 Dacus dorsalis의 암컷에 대한 강력한 유인제이며 β-asarone[(Z)-2,4,5-trimethoxypropenyl benzene]는 진딧물과 큰이십팔점박이무당벌레의 훈증제와 살충제의 주성분으로 이용되고 있다. 암컷 멜론파리의 유인제로 Acoragermacrone[(E,E)-10-isopropyl-3,7-dimethyl-2,6-cyclodecadien-1-one]가 있으며 Asarylaldehyde, [2,4,5-trimethoxybenzaldehyde]는 D. dorsalis 와 C. capitata의 암수 유인제로 알려져있다.
6. 매리골드(Tagetes erecta L.)
가. 매리골드란?
열대와 아열대 지역에서 발견되는 일년생의 관상식물로서 재배된다. 국화과 식물인 매리골드는 한국, 유럽 등 세계 곳곳에 분포하고 있고, 크기는 약 60cm가량 되는데 4월에서 7월경에 씨를 뿌리며, 개화기에는 4～5개월간 꽃을 볼 수 있다. 일명 '성모마리아의 황금빛 꽃' 이라는 성스러운 이름으로 불리기도 하는데 본래 멕시코원산으로 아프리카를 거쳐 유럽에 퍼졌는데, 우리 나라 산야에서도 종종 눈에 띄는 꽃이다. 이런 매리골드는 잔물결 같은 꽃잎모양이나 화려한 색상이 보기에는 좋으나, 꽃이나 잎을 건들이면 특유의 냄새가 나서 사람에 따라서는 꺼리기도 한다. 서양사람들은 이 독특한 향을 좋아한다고는 하나 우리 나라 사람들의 기호에는 맞지 않아 멀리서 바라보는 것이 더 즐거운 꽃이라고도 한다.
나. 해충에 대한 효과
매리골드를 간작한 토마토, 밀은 매리골드를 간작하지 않은 경우보다 뿌리혹선충과 뿌리선충의 개체발생이 현저히 감소한 것으로 나타났다. 이것은 또한 뿌리혹선충의 우화를 저해한다. 물과 에테르를 사용하여 추출한 뿌리 추출물질은 실험실내의 시험에서 뿌리혹선충에 높은 독성이 있는 것이 발견 된 후 잎을 이용한 추출물 또한 살선충성을 갖는 것으로 알려졌다. 이 식물의 잎과 줄기의 수성 추출물이 Tylenchulus semipenetrans 와 Anguina tritici의 2령유충에 75-100%의 치사율을 나타낸다고 보고된바 있다. 이 절개된 잎을 감염된 토양에 혼합 시 파파야에 발생하는 뿌리혹선충을 줄일 수 있다고 하였다. 포장조건에서 선충에 대비하여 대비하여 매리골드와 뽕나무의 간작이 연구되었는데 약 15cm의 간격으로 매리골드와 뽕나무를 간작 시 뿌리혹이 감소하였으며, 잎의 수확도 증가하였다.
다. 활성성분과 이용
이 식물의 뿌리추출물에서 Anguina tritici, Heterodera rostochinensis 와 Pratylenchus penetrans, Ditylenchus dipsaci에 대해 살선충성을 갖는 2가지 활성성분을 보고되었다. 이 성분들은 (i) α-terthienyl와 (ii)5-(3-butens-1-ynyl)-2,2'-bithienyl이다.
7. 좀목형 (Vitex negundo L.)
가. 좀목형이란?
마편초과에 속하는 다년생 관목으로 열대, 아열대 지역에서 자생하며, 이 관목은 일반적으로 인도, 스리랑카, 중국, 필리핀, 말레이시아에서 볼 수 있다. 산기슭이나 바위위에 서식하는 좀목형은 약용으로도 쓰이는데 해수, 천식, 일사병, 백대하, 감기, 설사, 이질, 복통에 사용된다. 물과 알콜로 추출한 가지, 잎, 종자, 종자 오일은 광범위한 저장해충과 포장생태계의 인시목 해충에 대해 살충, 기피, 유약호르몬 의태(juvenile hormone mimetic), 섭식저해를 일으킨다고 보고된바 있다.
나. 해충에 대한 효과
이 식물체의 잎 추출물이 일반적인 저장해충에 섭식 저해를 일으킨다고 하였는데 건조시킨 잎을 밀과 함께 보관 시 쌀바구미의 피해가 줄어들었다고 한다. 좀목형 줄기의 휘발성 성분이 보리나방의 기피에 유효하며 잎을 콩과 함께 보관시 Latheticus sativus의 침입을 막아주었다. 좀목형의 잎을 건조시킨 후 분말을 만들어 작물과 보관시 S. cerealella의 침입도 감소하였다. 건조시킨 잎 분말을 물과 알콜을 이용하여 추출한 후 실험실과 포장상태의 2가지 경우로 처리하였을 때 딱정벌레목의 해충인 팥바구미, 가루좀벌레, 쌀바구미, 어리쌀바구미와 쌀거저리는 기피를 보였다. 이 관목의 잎과 가지 추출물은 또한 포장에서는 벼를 가해하는 해충에 기피를 유발하는 것으로 보고되었는데 면의 잎을 섭식하는 거염벌레와 담배거세미나방에게 섭식저해를 일으킨다고 한다.
다. 활성성분과 이용
좀목형에서 분리된 Viticosterone-E, iridoides, ecdysones은 해충에 대해 약-의태 활성을 보인다. 잎에서 분리되고 동정된 활성인자인 '2-heptatriacontanone'(C35H74O)는 특히 가루좀벌레와 쌀바구미같은 저장곡물을 가해하는 천공충의 산란을 저해한다.
Ⅲ. 현재 농가의 병해충 사용의 예와 시험현황
1귤응애는 털머위, 왕자귀나무줄기․잎, 동백열매, 팔손이, 치자나무, 피마자, 등 11종의 추출물이 밀도억제효과가 우수하였다.
출처 식물추출물을 이용한 해충방제제 |작성자 유기농