[기타] 산림해충에 관한 생물농약의 전망과 방향

21C는 환경보전이라는 대명제 아래 해충에 대한 방제수단으로 환경의 영향을 최소화하는 환경친화적인 방제법으로 생물농약의 사용이 급속하게 증가할 것으로 생각되어 이들에 대한 연구방향과 추세를 살펴보고, 국내·외 주요 산림해충을 중심으로 생물농약의 연구현황과 전망에 대하여 간략하게 소개한다.

전세계 작물보호분야에서 수확 전과 수확 후에 해충에 의한 작물의 생산량 손실은 12.2%와 20%에 달하며 개발도상국에서는 더 높은 비율을 차지한다.
1999년 우리 나라 농가는 경작지 1ha당 12㎏의 유기합성농약을 사용하였는데, 경제협력개발기구(OECD) 국가 중 일본 14㎏에 이어 2번째로 많은 농약을 사용하였다. 그러나 미국을 비롯한 유럽 선진국의 경우는 1ha당 3∼6㎏에 불과한 유기합성농약 사용량을 더욱 줄이고 생물농약으로 대체하고 있는데 비해, 우리 나라의 유기합성농약 사용량은 오히려 증가하고 있는 추세이다. 그래서 정부에서는 2004년도에 전체농약사용량의 50%를 감축시키겠다고 선언해 놓았지만 그 실천방안에 대한 구체적인 계획은 전무한 상태이다.
세계 농약시장 규모는 약 300억$로 이 중 생물농약이 차지하는 비중은 약 3%에 지나지 않는다. 그러나 2010년까지는 약 5배 늘어난 전체농약규모 430억$의 10% 정도를 차지할 것으로 예측되고 있다. 우리 나라 생물농약도 1999년 현재 0.16%에서 10%로 늘어나 1,220억원의 시장규모가 될 것으로 예상되고 있다.
한편 국내 산림해충의 생물농약 이용실태는 매우 미미하다. 앞으로 산림해충의 방제는 좀더 복잡하고 많은 시간을 투입하여 현재 몇 가지 농약에 의존하고 있는 방제법 대신에 성페로몬 교미교란, 선택성농약, 생물적 방제, 발생예찰 및 방제적정밀도 적용 등을 통하여 여러 가지 방법이 적절히 조화되는 IPM(종합적방제·Intergrated Pest Management)이 실천되어야 정부에서 추진하는 유기합성농약 50% 감축이 제대로 실현될 것으로 생각된다.
여기에서는 산림해충에 대한 생물농약의 발전추세와 전망 그리고 국내·외 개발 및 사용 현황 등을 소개하고자 한다.

연구의 필요성
현재 사용 중인 유기합성농약을 이용한 해충방제는 가장 효과적임에도 불구하고 인간의 이기적인 목적달성을 위해 과용, 남용, 오용됨으로써 득보다는 실을 초래한 많은 사례 중에 가장 극명하게 나타난 현상이다. 이러한 유기합성의 농약은 천적에 의한 자연밀도 조절능력을 급격히 감소시키고, 해충의 급격한 발생(Res- urgence)을 유도하였으며, 또한 다양한 형태의 저항성 및 내성의 출현을 가져왔다.
이와 같은 부작용(Negative effect)은 환경파괴라는 21C 최대의 적으로 떠오르면서 유기합성농약을 사용하지 않거나 적은 양의 살충제로 합리적인 관리방법의 개발이나 전혀 새로운 형태의 선택적 대체물의 개발이 필요하게 되었다.
이러한 방법의 일환으로 살충제의 개발은 ① 천연물 유래 살충물질의 탐색 및 개발, ② 곤충의 행동조절물질을 이용한 해충방제제 개발, ③ 곤충자원의 탐색과 분류기법 개발, ④ 유용 포식성천적 대량사육체계 및 이용기술 개발, ⑤ 유용 기생성천적 대량생산 및 이용기술 개발과 같은 방향으로 개발되어 1999년까지 등록된 188종의 생물농약 중 살충제가 72%인 135종을 차지하고 있다.

국외 산림해충에 대한 생물농약의 연구
짚시나방(Lymantria dispar)은 1869년 실크 생산실험을 위하여 유럽에서 미국으로 건너온 후 급속히 확산되어 지금은 북미 활엽수에 가장 큰 피해를 주는 해충으로 기주가 300개 이상인 다식성곤충이다. 이 해충의 주요 천적으로 곤충병원성곰팡이인 Entomophaga maimaiga를 방사하여 미시건주에서 가장 성공적인 결과를 얻었고, 또한 일반적인 짚시나방의 밀도보다 낮은 밀도에서도 효과적이라는 결과를 얻었다. 그리고 위스콘신 대학에서는 1997년 가을에 Entomophaga maimaiga, 짚시나방 유충에 기생하는 고치벌인 Cotesia melanoscela, 알에 기생하는 짚시알깡총벌(Ooencyrths kuvanae)을 방사하여 만족할 만한 결과를 얻었다. 또한 미시건 주립대학에서는 Bt제를 포함한 다양한 생물학적 방제원이 멸종위기에 처한 종과 문제시되지 아니하는 종들에 대하여 얼마나 영향을 미치는가 하는 실제적인 연구가 수행되고 있다. 그리고 미국 농무성 동식물검역연구실(Animal and Plant Health Inspection Service Laboratory)에서는 상대적으로 낮은 밀도의 짚시나방에 효과적인 기생성파리류를 연구하고 있고, 인디애나와 일리노이에서는 microsporidia와 같은 새로운 병원체를 개발하고 있다.
balsam fir sawfly와 yellowheaded sawfly의 피해가 1999년에 캐나다 동해안섬(Newfoundland)에서 각각 2만 200ha와 1,200ha가 발생하였는데, Bt제인 Dylox 생물농약을 최소농도인 ha당 250g 처리에서도 높은 방제효과를 얻었다.
나무좀(Dendroctonus sp.) 역시 전 세계적으로 산림에 피해를 입히는 해충의 하나로 문제시되고 있으며, 북미에서는 세균성 느릅나무병의 병원체를 매개하는 작은유럽느릅나무좀(smaller European elm bark beetle)을 제외하고는 토착성이다. 나무좀은 대부분 죽은 나무와 활력이 쇠퇴한 나무를 공격하지만 일부는 살아 있는 나무, 특히 침엽수를 공격한다. 이 해충은 집단적인 공격을 통하여 나무의 방어체계를 총체적으로 피폐시켜 죽이는데, 이들의 집단공격은 집합페로몬에 의해 조정된다. 이들은 천적을 이용한 방제수단으로 개미붙이와 풍뎅이붙이 같은 천적들이 나무좀의 페로몬을 신호로 하여 피식자를 찾아낸다는 것을 밝혔다.

이것은 나무좀의 관리방안으로 구체화되고 있으나, 이것은 집합페로몬을 이용하여 포식자 개체군까지 감소시키므로 나무를 보호한다는 입장에서는 무의미한 것으로 오히려 광범위한 대발생(outbreak)이 보고되기도 하였다.
어떤 학자는 나무좀이 종 내에서 2차적인 페로몬의 이형체를 만들어냄으로써 종 내의 기능성은 유지하면서 포식자로부터 피할 수 있다는 것을 증명하였는데, 이러한 것은 포식자에 의한 역적응성으로 나타날 것이다.
이러한 공진화적인 계통은 생물학적 방제와 몇 가지 중요한 관련이 있는데, 산림 관리자는 페로몬 트랩에 포획된 해충과 천적의 상대적인 수량에 기초하여 방제결정을 내릴 수 있고, 나아가 유용곤충의 포획을 배제하고 해충만 포획할 수 있는 적절한 미끼로까지 발전할 수 있을 것이다.
토착성 개미붙이를 이용하여 크리스마스 트리용 소나무을 가해하는 소나무좀을 방제하는 방법을 개발하였다.
또한 미국 동부 햄록지역의 전나무림을 위협하고 있는 햄록전나무솜벌레(hemlock woolly adelgid)에 대해서 중국에서 수입한 천적이 농무성 산림부에 의하여 평가되고 있다.
중국에서 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)의 생물적 방제일원으로 매개충인 솔수염하늘소(Monochamus alternatus) 유충에 대한 실내접종시험에서 백강균(Beauveria bassiana)을 처리했을 때 60% 정도의 살충률을 보이고 있으나 야외에서의 효과는 미지수이다.
그리고 1993년 복숭아명나방의 피해를 입은 귤재배지에 0.23ha당 성페로몬 트랩 4개를 설치하여 방제효과를 거둔 후 지금도 사용하고 있다.
목재심식충을 방제하기 위하여 곤충기생성 선충인 Steinernema, Xenorhabditus 등을 배양하여 수용액으로 만들어 살포하여 우수한 방제효과를 얻었으며, 현재 Australia의 회사와 공동으로 제형개발, 대량생산, 품질관리 등에 대한 연구들을 수행 중이다.
또한 인공알과 산누에나방(Antheraea pernyi)알을 이용한 명충알좀벌(T. chilonis)알의 대량생산은 어느 국가보다도 체계화가 가장 잘 되었으며 대량생산시스템이 운용되고 있어 산업화가 이루어지고 있다. 주요 포식성천적 대량사육기술 연구로 칠성무당벌레(Coccinella septempuncata), 침노린재의 일종(Orius sp.), 풀잠자리의 일종(Chrysopa sinica) 등 중요한 포식성곤충의 대량사육체계 확립에 주력하고 있다.

국내 산림해충에 대한 생물농약의 연구
솔잎혹파리(Thecodiplosis japonensis)의 경우 1970년대부터 천적인 솔잎혹파리먹좀벌(Inostemma seoulis)과 혹파리살이먹좀벌(Platygaster matsutama)을 방사하여 밀도안정화에 크게 기여하였다. 또한 저온에 강한 백강균(Beauveria bassiana)을 항공기를 이용한 항공방제나 지상에서 동력살포기를 이용하여 살포할 수 있어 방제작업이 매우 효율적이고, 살포횟수 및 시간이 지날수록 산림 내 솔잎혹파리 유충의 살충효과를 서서히 높임으로써 산림 내 밀도를 유지시키고 솔잎혹파리로 인한 소나무의 고사율을 크게 저하시켰다.
솔껍질깍지벌레(Mastucoccus thunbergianae)에 대한 살충활성물질 탐색에서 Neem tree의 열매에서 90% 이상의 살충효과를 보였고, 페로몬(masumone)을 이용한 발생예찰에 성공하였다. 그리고 무당벌레와 풀잠자리 유충에 의한 피식자와 포식자의 상호작용도 연구하였다.
밤의 신품종에 새로운 문제해충으로 대두되는 밤나무혹벌(Dryocosmus kuriphilus)에 대한 천적으로 밤색긴꼬리좀벌(Torymus sinensis)이 유력한 기생봉으로 선정되어 대량사육 및 방사연구에 주력하고 있다. 또한 밤의 종실해충으로 가장 피해를 많이 주고 있는 복숭아명나방(Dichocrocis punctiferalis)에 대하여 성페로몬을 이용한 방제적기 및 발생예찰에 대한 연구가 작년에 전국 밤 주요 생산지를 중심으로 일제히 조사되기도 하였다.
주요 사과해충인 복숭아순나방(Grapholita molesta), 복숭아심식나방(Carposina sasakii), 사과굴나방(Phyllonorycter ringoniella), 사과무늬잎말이나방(Archips breviplicanus), 사과애모무늬잎말이나방 등 5종에 대한 복합 성페로몬제를 이용한 페로몬농약을 2000년에 1,100ha (330만평)의 사과과수원에 실시하여 유기합성농약을 크게 줄인 무공해 사과를 생산한 바 있다.

앞으로의 연구개발 방향
이러한 생물농약으로 유기합성농약을 전부 대체할 수는 없다. 그러나 종합해충관리(IPM)적인 측면에서는 생물농약이 차지하는 비율이 큰 비중을 차지할 것으로 예상되므로 앞으로 중요한 연구과제로 떠오르고 있다.
이미 미국에서는 과수 IPM프로그램을 만들어 과거에는 하나 또는 두가지 농약에 의존한 방법 대신에 이제는 성페로몬 교미교란, 선택성농약, 생물적 방제, 발생예찰 및 요방제 밀도적용과 같은 다양한 방법을 적절히 조화시켜 당장의 이익보다는 장기적이며 안전적인 방제체계로 확립해 나아가고 있는 실정이다.
성페로몬 교미교란제의 경우 미국에서는 농민들이 우리가 생각했던 것보다 훨씬 많은 농가에서 사용하여 1997년 워싱턴주에서만 1만 6,000ha의 면적에 사용하기도 하였다. 다행히 국내에서도 이러한 방제방법의 전환이 모색되고 있고, 사과원에서 사용할 수 있는 페로몬농약이 1999년부터 시판하기에 이르렀다.
산림해충의 경우 방제는 복잡한 생태계와 어울려 있기 때문에 유기합성농약의 사용은 부작용을 더 많이 초래한다. 그러므로 생물농약을 사용한 종합해충방제(IPM)시스템이 조기에 정착되어야 하며 이를 위해서는 개인이나 민간의 차원에서 연구한다는 것은 국소적인 차원의 연구에 불과하므로 정부차원에서 국가적인 종합차원에서 접근한 ‘한국적 종합 해충관리시스템’의 개발만이 생물농약의 발전과 21C에 발맞추는 산림해충 관리방안이 마련될 것으로 생각된다.