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친환경 농업을 위한 병해충 방제제의 작용원리

치통에 버드나무 가지를 씹으면 통증이 가라앉는 것에서 착안
Salicylic Acid(살리실산)이라는 물질 발견 ‘아스피린’이라는 대박 약 개발해

요즘같이 질병으로 어수선한 분위기에서는 안전한 농산물을 섭취하여 건강을 챙기는 것이 제일 좋은 방법인데 드물긴 하지만 뉴스를 통해 친환경 인증 농가에서 사용하지 말아야 할 화학농약을 사용하여 인증 취소를 받는 안타까운 소식을 접한 적이 있다. 친환경 인증을 신청했으니까 화학농약은 사용을 하지 말았어야 하는데 오죽하면 농약을 몰래 사용해서 적발을 당했을까 생각을 하면 친환경 농자재를 연구, 개발하는 입장에서 안타깝기만 하다.

 

 

BT제, 포자를 만들 때 독소 단백질도 함께 만들어

독소 단백질은 pH가 염기성인 해충의 위장에서만 작용

친환경 농업을 위한 병해충 방제제를 개발할 때 다양한 원료나 물질들이 사용되는데 오늘은 그런 원료들의 작용 원리에 대하여 설명을 하도록 하겠다. 먼저 친환경 살충제의 대명사로 사용되는 BT제부터 시작을 하겠다. B.T.는 Bacillus Thuringiensis(바실러스 튜링겐시스)라는 세균의 앞글자만 딴 것이다. 바실러스 세균이므로 이 녀석은 당연히 포자를 만들 수 있는 능력이 있다. 그런데 이 녀석은 포자를 만들 때 일반 바실러스와 세균과는 달리 독소 단백질도 함께 만든다. 바로 이 독소가 곤충을 죽이는 물질로 작용한다. 이 독소 단백질은 pH가 염기성인 해충의 위장에서만 작용을 한다. 다행스럽게도 우리 사람은 위의 pH가 산성이므로 염려할 필요는 없다. 배추좀나방이나 담배나방, 혹명나방 등의 유충이 식물 잎을 갉아 먹을 때 미리 살포된 BT 포자를 함께 섭식을 하여 해충의 위장으로 이동이 된다. 거기에서 위장에 구멍을 내어서 결국은 유충을 죽게 만드는 것이다.

 

님오일 속 아자디라키틴이 탈피에 관여하는

호르몬과 비슷하게 생겨 해충 탈피에 혼선을 줘

또한 인도의 님나무 씨앗에서 추출한 님오일이라는 것이 있다. Azadirachitin(아자디라키틴)이라는 물질이 주성분인데 해충의 애벌레가 탈피하는 과정 중에 작용을 한다. 해충 애벌레는 나방이 되기까지 애벌레에서 번데기 그리고 성충으로 변하는 일련의 탈피 과정을 거치는 데 각 탈피 과정 중에 여러 가지 호르몬이 작용을 한다. 님오일 중에 들어있는 아자디라키틴이 탈피에 관여하는 호르몬과 비슷하게 생겨서 님오일을 뿌리면 해충들로 하여금 탈피에 혼선을 주어 결국에는 죽게 하는 원리를 가지고 있다.

 

고삼 속 마트린 곤충의 신경전달을 교란시켜

고삼이라고 하는 식물이 있다. Matrine(마트린)이라고 하는 성분인데 국내에서 친환경 살충제에 많이 사용되고 있는 식물 추출물이다. 곤충을 비롯한 대부분의 생물들은 신경 전달을 하는 과정 중에 무수히 많은 K(칼륨)과 Na(나트륨)이 세포 속을 들어왔다 나갔다 하면서 신경을 전달하는 역할을 하고 있다. 고삼에 들어있는 마트린이라고 하는 성분은 나트륨이 들어왔다 나갔다 하는 것을 방해하여 신경 전달을 교란시켜 결국에는 죽게 만든다. 나트륨이 원활하게 들어왔다 나갔다 하면서 신경을 전달해주어야 하는데 나트륨이 제 역할을 못하게 되면 신경 전달이 안 된 것으로 간주하고 뇌에서는 계속 신경을 전달하다 나중에는 에너지를 소모하여 죽게되는 것이다. 좀 더 쉽게 우리 사람의 예를 들면 우리가 위장이 비어 배가 고프면 뇌에서는 신호를 보내어 허기를 느끼게 하고 배에서는 꼬르륵하는 소리가 나서 얼른 음식물이 들어오게끔 하여 허기를 잠재우게 된다. 그런데 뇌에서 위로 신호가 제대로 전달이 안 되면 뇌는 다시 신호를 보낼것이고 이 신호가 전달이 안되면 뇌는 계속해서 신호를 보낼 것이다. 배가 안고플때까지 말이다. 그렇게 계속적으로 뇌에서 신호만 보내다 결국에는 에너지가 고갈되어 사망에 이르게 하는 것이다.

 

살충성 식물 추출물 제충국 제제

제충국 제제 또한 많이 사용되는 살충성 식물 추출물일 것이다. 제충국(除蟲菊)은 벌레를 죽이는 국화꽃 종류를 일컫는 말로 Pyrethrin(피레쓰린)이라고 하는 물질이 들어있다. 국화라 하더라도 요즘에는 달마시안 제충국이라고 하는 품종에 살충성분이 많이 들어있다고 한다. 국화꽃을 알코올에 담궈놓았다가 살충물질로 사용하는데 해충의 신경전달 교란을 일으켜 결국에는 신경을 마비시켜 해충을 죽게 만드는 물질이다. 실제로 실험실에서 해충에 살포를 하면 섭식성 해충에 효과가 있고 처리 직후 애벌레가 아주 괴로운 듯이 몸이 비틀고 한다. 그러다 시간이 지나면 정상적으로 돌아온다. 피레쓰린은 처리 직후 바로 효과가 나오기는 하나 지속성은 떨어져 몇 번 반복을 해주어야 한다. 빛에 민감하여 갈색병에 보관을 한다. 요즘 가정용 모기 살충제에 제충국이 함유되어 있다고 하는 홍보문구가 있는데 위생해충 구제용으로 사용한다.

담배 꽁초를 수집하여 물에 담궈놓았다가 살충제로 사용하기도 하는데 이는 담배잎에 함유되어 있는 Nicotine(니코틴)이 곤충의 신경 전달 물질에 딱 달라붙어서 신경 전달이 안되게 하는 원리를 가지고 있다.

 

대부분 미생물을 이용하거나 식물에서 추출한 물질로 살충 효과를 얻으려고 하는 연구를 많이 진행하고 있다. 치통이 심할 때는 버드나무 가지를 씹으면 통증이 가라앉는 것에서 착안하여 버드나무를 화학적으로 분석하여 Salicylic Acid(살리실산)이라는 물질을 얻게 되고 이 물질을 이용하여 아스피린이라는 대박약을 개발한 것을 동기부여 삼아 오늘도 은행, 할미꽃, 돼지감자, 두릅과 같은 식물 자원에서 열심히 물질을 추출하고 있다.

 



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