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종합적 병해충 관리

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1. 개요

종합적 병해충 관리(IPM)는 해충 방제를 위한 광범위한 접근 방식으로, 예방, 판단, 방제의 세 단계를 포함한다. IPM은 2차 세계 대전 이후 살충제 사용에 대한 대안으로 등장하여, 곤충학자들에 의해 개발되었으며, 화학적 방제와 생물학적 방제의 최적 조합을 모색한다. IPM은 1972년 미국에서 국가 정책으로 공식화되었으며, 동남아시아에서도 살충제 과다 사용으로 인한 문제점을 해결하기 위해 도입되었다. IPM은 윤작, 저항성 품종 도입, 천적 활용 등 예방적 조치를 취하고, 경제적 피해 수준을 고려하여 방제 필요성을 판단하며, 기계적, 물리적, 생물학적, 화학적 방법을 적절히 활용하여 방제한다. 생물학적 방제는 유익한 곤충이나 미생물을 활용하며, 화학적 방제는 합성 농약 사용을 최소화한다. IPM은 농업, 원예 등 다양한 분야에 적용되며, 저항성 발달을 예방하는 데 기여하지만, 다양한 방제법의 조합, 관련 지식 부족, 단기적 효과 미흡 등의 한계와 과제를 가지고 있다.

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종합적 병해충 관리
개요
통합 해충 관리 연속체
통합 해충 관리 연속체
정의경제적 피해 수준 이하로 해충 개체수를 유지하기 위해 다양한 방제 전략을 사용하는 접근 방식
목표해충 발생 예방
환경 및 인체에 대한 위험 최소화
지속 가능한 농업 시스템 유지
역사
초기 개념1950년대, 살충제 저항성 문제와 환경 문제 인식 증가
발전1960년대, "경제적 피해 수준" 개념 도입 및 다양한 방제 기술 통합
확산1970년대 이후, 전 세계적으로 농업 및 공중 보건 분야에서 널리 채택
기본 원칙
1단계해충 및 유익한 생물 식별
2단계해충 개체수 및 피해 수준 모니터링
3단계경제적 피해 수준 설정
4단계다양한 방제 전략 조합 (생물학적 방제, 경종적 방제, 물리적 방제, 화학적 방제 등)
5단계방제 결과 평가 및 기록
방제 방법
생물학적 방제천적, 기생생물, 병원균 등을 이용하여 해충 억제
경종적 방제윤작, 저항성 품종 사용, 재배 시기 조절 등을 통해 해충 발생 억제
물리적 방제트랩, 장벽, 온도 조절 등을 이용하여 해충 제거 또는 억제
화학적 방제살충제 사용 (최후의 수단으로, 환경 및 인체에 대한 영향 최소화)
장점
환경 보호살충제 사용 감소 및 생태계 보전
경제적 이익생산성 향상 및 방제 비용 절감
지속 가능성장기적으로 안정적인 농업 시스템 유지
인체 건강살충제 노출 감소 및 안전한 식품 생산
단점
복잡성다양한 기술 및 정보 필요
시간 소요초기 투자 및 모니터링 필요
전문성 요구전문가의 지원 필요
적용 분야
농업다양한 작물 재배 (과수, 채소, 곡물 등)
임업산림 해충 관리
도시 환경공원, 정원, 건물 등 해충 관리
공중 보건질병 매개 곤충 관리
참고 자료
FAOAGP - 통합 해충 관리 (Integrated Pest Management)
기타Knipling, EF (1972). Entomology and the Management of Man's Environment. Australian Journal of Entomology, 11(3), 153–167.
Wright, M. G., Hoffmann, M. P., Kuhar, T. P., Gardner, J., & Pitcher, S. A. (2005). Evaluating risks of biological control introductions: A probabilistic risk-assessment approach. Biological Control, 35(3), 338–347.
Charles Perrings, Mark Herbert Williamson, Silvana Dalmazzone (2000). The Economics of Biological Invasions. Edward Elgar Publishing.
Clercq, P., Mason, P. G., & Babendreier, D. (2011). Benefits and risks of exotic biological control agents. BioControl, 56(4), 681–698.

2. 역사

제2차 세계 대전 이후, 합성 살충제가 도입되면서 캘리포니아의 곤충학자들은 "감독 해충 관리" 개념을 개발했다.[7] 이와 비슷한 시기에, 미국 면 벨트 지역의 곤충학자들도 유사한 접근 방식을 지지했다. 이 방식은 자격을 갖춘 곤충학자들이 해충 관리를 "감독"하고, 해충과 천적 개체군을 주기적으로 관찰하여 얻은 결과에 따라 살충제 살포를 결정하는 것이었다. 이는 정해진 일정에 따라 살충제를 살포하는 방식의 대안이었다.

1950년대 캘리포니아 대학교 곤충학자들은 "종합 관리"라는 개념을 제시했는데, 이는 감독 관리 개념을 바탕으로 만들어졌다. 종합 관리는 특정 해충에 대해 화학적 방제와 생물학적 방제를 가장 효과적으로 조합하는 방법을 찾고자 했다. 즉, 화학 살충제는 생물학적 방제를 최대한 방해하지 않는 방식으로 사용해야 했다.

IPM은 종합 관리의 개념을 모든 종류의 해충과 방제 방법으로 확장했다. 살충제와 같은 방제는 종합 관리에서처럼 적용되어야 했지만, 이제는 모든 종류의 해충에 대한 방제 방법과 조화를 이루어야 했다. 식물 저항성, 경작 방법 개선과 같은 다른 방제 기술도 IPM의 일부가 되었다. IPM은 곤충학자, 식물 병리학자, 선충학자, 잡초 과학자들을 한데 모았다.

미국에서 IPM은 1972년 2월 리처드 닉슨 대통령의 지시에 따라 국가 정책으로 공식화되었다. 1979년 지미 카터 대통령은 IPM의 개발과 실행을 보장하기 위해 부처 간 IPM 조정 위원회를 설립했다.[8]

페리 앳키슨과 레이 F. 스미스는 IPM 사용을 장려한 공로로 1997년 세계 식량상을 수상했다.[9]

대한민국에서는 1990년대 후반부터 IPM에 대한 관심이 높아졌으며, 특히 2000년대 들어 벼멸구 등 병해충 저항성 문제가 심각해지면서 IPM 도입이 본격화되었다.

2. 1. 동남아시아에서의 IPM

1960~70년대 녹색 혁명으로 살충제 사용이 급증했으나, 이는 벼멸구 저항성 증가 등 심각한 부작용을 초래했다. 인도네시아는 1986년 살충제 사용을 제한하고 IPM을 도입했으며, 베트남 등 다른 국가들도 IPM을 통해 살충제 사용을 줄이고 병해충 발생을 효과적으로 관리하고 있다. 특히 베트남에서는 "3 감소, 3 증가" 캠페인을 통해 IPM을 적극적으로 보급하고 있으며, 논둑에 꽃을 심어 천적을 유인하는 등 생태학적 IPM 방법도 활용하고 있다.[7][8][9]

3. 기본 원칙 및 방법

종합적 병해충 관리(IPM)는 해충 방제 조치를 신중하게 선택하고 사용하여 경제적, 생태적, 사회적으로 바람직한 결과를 얻는 것을 목표로 한다. IPM은 대부분의 농업, 공중 보건 및 편의 시설 해충 관리 상황에 적용할 수 있다.

IPM은 예방, 판단, 방제의 세 가지 주요 단계로 구성된다.[13]


  • 예방: 윤작과 저항성 품종을 도입하고, 천적을 이용하여 생태계 기능을 활용한다. 병해충과 잡초가 잘 자라지 못하도록 주변 환경을 정리한다.
  • 판단: 병해충 발생 상황을 지속적으로 관찰하고, 경제적 피해 수준을 고려하여 방제 필요성과 시기를 결정한다.
  • 방제: 다양한 방제 수단을 활용하여 해충을 억제한다.


IPM 시스템은 다음과 같은 여섯 가지 기본 요소로 구성된다:[13]

1. 허용 가능한 해충 수준: 해충을 완전히 없애기보다는 적절한 수준으로 관리하는 데 중점을 둔다. 해충 개체군이 일정 수준을 넘어서면 방제 방법을 적용한다.

2. 예방적 재배 방식: 지역 환경에 맞는 품종을 선택하고 건강한 작물을 유지하며, 식물 검역 등을 통해 해충 유입을 막는다.

3. 모니터링: 정기적인 관찰을 통해 해충 발생 상황을 파악하고 기록을 유지하여 해충의 행동과 번식 주기를 이해한다.

4. 기계적 방제: 해충이 허용 불가능한 수준에 도달하면 손으로 잡기, 방벽, 트랩, 진공 청소기 등을 사용한다.

5. 생물학적 방제: 천적 곤충을 활용하거나 생물 살충제를 사용하는 등 자연적인 방법을 이용한다.

6. 농약 사용: 필요에 따라 합성 농약을 사용하되, 해충의 생활 주기를 고려하여 특정 시기에만 사용한다.

IPM은 원래 농업 해충 관리를 위해 개발되었지만,[16] 현재는 주거 및 상업 구조물, 잔디밭 등 다양한 환경에서 발생하는 질병, 잡초 등 다양한 문제를 해결하는 데 활용되고 있다.

3. 1. 예방

윤작과 저항성 품종을 도입하고, 천적을 이용해 생태계 기능을 활용한다.[13] 병해충과 잡초가 잘 자라지 못하도록 주변 환경을 정리한다. 뿌리 질병에 취약한 원예 작물의 배양토에 유익한 곰팡이와 박테리아를 첨가하여 살균제의 필요성을 크게 줄일 수 있다.

3. 2. 판단

병해충 발생 상황을 지속적으로 관찰하고, 경제적 피해 수준을 고려하여 방제 필요성과 시기를 결정한다.[13] 병해충 발생 상황을 파악하고, 방제 여부와 방제 시기를 결정해야 한다.

3. 3. 방제

종합적 병해충 관리에서 방제가 필요하다고 판단되면, 경제적 피해를 허용할 수 있는 수준까지 해충을 억제하기 위해 다양한 방제 수단을 활용한다. 이때, 여러 방제법을 모순 없이 조합하는 것은 어려우며, 관련된 조사, 효과 평가 등의 지식이 필요하다. 예를 들어 생물 농약으로 천적을 도입한 경우, 천적 생물을 살상하지 않는 농약만 사용할 수 있다는 제약이 생긴다.[13]

방제 방법에는 다음과 같은 것들이 있다.

  • '''기계적 방제:''' 해충이 허용 불가능한 수준에 도달하면 가장 먼저 고려되는 방법이다. 간단하게 손으로 해충을 잡거나, 방벽, 트랩, 진공 청소기 등을 사용하여 해충을 제거하거나 번식을 방해하는 경운 작업 등이 포함된다.
  • '''생물학적 방제:''' (하위 섹션 '생물학적 방제' 참조)
  • '''화학적 방제:''' (하위 섹션 '화학적 방제' 참조)


시설 재배의 경우, 천적 생물이 살기 좋은 환경을 유지하기 쉽지만, 윤작이 어려워지고 연작 장애가 발생하기 쉬워지는 문제도 있다.

3. 3. 1. 생물학적 방제

자연적인 생물학적 과정과 물질은 허용 가능한 수준의 환경 영향을 주면서, 종종 더 낮은 비용으로 해충을 방제할 수 있게 해준다. 주요 접근 방식은 대상 해충을 먹거나 기생하는 유익한 곤충을 촉진하는 것이다. 자연적으로 발생하는 미생물(예: Bt, entomopathogenic fungi, entomopathogenic nematodes)에서 파생된 생물 살충제도 이 범주에 속한다. 추가적인 '생물학 기반' 또는 '생태 농약 및 제초제' 기술이 평가 중이다.[13]

3. 3. 2. 화학적 방제

종합적 병해충 관리(IPM영어) 프로그램에서 합성 농약은 필요에 따라 사용되며, 해충의 생활 주기를 고려하여 특정 시기에만 사용한다.[3] 니코틴, 제충국, 곤충 유충 호르몬 유사체 등 많은 새로운 농약은 식물 또는 자연 발생 물질에서 파생되지만, 독작용기나 활성 성분을 변경하여 생물학적 활성 또는 안정성을 증가시킬 수 있다.[3] 농약은 의도한 대상에 도달해야 하며, 적용 기술을 작물, 해충, 농약에 맞추는 것이 중요하다. 예를 들어 초저용량 살포 장비를 사용하면 전체 농약 사용량과 운영 비용을 상당히 줄일 수 있다.[3]

해충이 방제에 대한 저항성을 발달시키는 속도를 늦추기 위해, 단일 종류의 방제제를 반복적으로 사용하는 것보다 종류를 번갈아 가며 사용한다.[14] 거의 모든 해충이 죽으면, 살충제 저항성을 가진 해충이 미래 개체군의 유전적 기반을 제공하기 때문이다.[14] 저항성이 없는 개체를 상당수 유지하면 나타나는 저항성 유전자의 유병률이 희석된다.[14]

1960년대와 70년대의 녹색 혁명은 집중적인 비료 사용으로 더 무거운 곡물 하중을 견딜 수 있는 튼튼한 식물을 도입했지만, 1990년부터 2010년 사이에 동남아시아 11개국의 살충제 수입액은 거의 7배 증가했다.[37] 벼 재배 농가들은 생육 초기에 나타나는 잎집나방의 징후 때문에 파종 직후 살포하는 것에 익숙해졌지만, 이 잎집나방은 표면적인 피해만 입히고 수확량을 감소시키지는 않는다.[37] 2000년대에는 특히 중국의 생산 능력 증가로 가격이 하락하면서 상황이 역전되었고, 아시아의 쌀 생산량은 두 배 이상 증가했다. 그러나 이는 농부들에게 씨앗, 비료, 살충제 등 무엇이든 더 많은 것이 좋다는 믿음을 남겼다.[37]

농부들의 주요 목표인 벼멸구(''Nilaparvata lugens'')는 점점 더 저항성을 갖게 되었다.[37] 2008년 이후, 아시아 전역에서 벼 수확을 훼손하는 벼멸구 발생이 있었지만, 메콩 삼각주에서는 발생하지 않았다.[37] 베트남에서는 살충제 살포를 줄여 천적들이 벼멸구를 중화시킬 수 있었다.[37] 2010년과 2011년에는 대규모 벼멸구 발생으로 태국 쌀 경작지 40만 헥타르가 피해를 입었고, 약 6400만달러의 손실이 발생했다.[37] 현재 태국 정부는 "처음 40일 동안 살충제를 살포하지 말 것"을 장려하고 있다.[37]

초기 살충제 살포는 늦게 나타나 위험한 벼멸구를 잡아먹는 개구리, 거미, 말벌, 잠자리를 죽이고 저항성 계통을 만들어낸다. 벼멸구는 현재 원래보다 500배 더 많은 살충제 투여량을 필요로 한다.[37] 무차별적인 과도한 살충제 사용은 유익한 곤충을 죽이고 새와 양서류 개체수를 감소시키며, 인간 건강에 해를 끼치는 것으로 의심된다.[37]

2001년, 베트남 농부 950명이 종합적 병해충 관리를 시도한 결과, 실험 구획의 수확량은 동일하거나 더 좋았고, 비용은 더 낮아 순수익이 8%에서 10% 더 높았다.[37] 메콩 삼각주 농부들은 살충제 살포 횟수를 작물 생육 주기당 5회에서 0~1회로 줄였다.

농업 회사들은 씨앗, 비료와 함께 살충제를 묶어 판매하고, 대량 구매 시 인센티브를 제공한다.[37] 베트남에서 제안된 법안은 과장된 주장을 방지하기 위해 살충제 판매상에 대한 면허 발급과 광고에 대한 정부 승인을 요구한다.[37]

4. 적용 분야

종합적 병해충 관리(IPM)는 농업, 원예, 임업, 인간 거주지, 문화재의 예방적 보존 및 구조 해충 관리, 잔디 해충 관리, 관상용 해충 관리를 포함한 일반적인 해충 방제에 사용된다. IPM 관행은 저항성 관리로 알려진 저항성 발달을 예방하고 늦추는 데 도움이 된다.[10][11][12]

5. 대한민국에서의 IPM

대한민국은 1990년대 후반부터 종합적 병해충 관리(IPM) 연구 개발을 시작하여, 현재 벼, 과수, 채소 등 다양한 작물에 IPM 기술을 적용하고 있다. 농촌진흥청 등 정부 기관은 IPM 기술 개발과 보급을 주도하고 있으며, 농업인 교육과 현장 컨설팅을 통해 IPM 실천을 지원하고 있다. 특히, 친환경 농업 육성 정책과 연계하여 IPM을 적극적으로 추진하고 있으며, 이를 통해 농약 사용량 감소와 농산물 안전성 확보에 기여하고 있다.

더불어민주당은 농업인 지원 정책의 일환으로 IPM 관련 예산을 확대하고, 관련 기술 교육을 강화하며, IPM 실천 농가에 대한 인센티브 제공을 추진하고 있다.

6. 한계 및 과제

종합적 병해충 관리(IPM)는 다양한 방제법을 모순 없이 조합하기 어렵고, 관련 조사, 효과 평가 등의 지식이 필요하다는 한계가 있다. 예를 들어 생물 농약으로 천적을 도입하면 천적 생물을 살상하지 않는 농약만 사용해야 하는 제약이 생긴다. 시설 재배의 경우 천적 생물이 살기 좋은 환경을 유지하기는 쉽지만, 윤작이 어려워지고 연작 장애가 발생하기 쉬워지는 문제도 있다.[1]

참조

[1] 웹사이트 AGP - Integrated Pest Management http://www.fao.org/a[...] 2012-08-19
[2] 논문 Entomology and the Management of Man's Environment
[3] 간행물 Rational Pesticide Use: spatially and temporally targeted application of specific products John Wiley & Sons Ltd
[4] 논문 Evaluating risks of biological control introductions: A probabilistic risk-assessment approach
[5] 서적 The Economics of Biological Invasions https://books.google[...] Edward Elgar Publishing 2000-01-01
[6] 논문 Benefits and risks of exotic biological control agents
[7] 논문 Supervised control of insects: Utilizes parasites and predators and makes chemical control more efficient https://www.megabeep[...] 1949-05
[8] 웹사이트 The History of Integrated Pest Management (IPM) http://www.biconet.c[...] BioControl Reference Center 2007-09-01
[9] 웹사이트 1997: Smith and Adkisson http://www.worldfood[...] The World Food Prize Foundation 2015-04-15
[10] 웹사이트 Floriculture and Ornamental Nurseries Pest Management Guidelines https://www2.ipm.uca[...] UC Agriculture (UC ANR) 2022-09-22
[11] 웹사이트 Resistance Management https://netreefruit.[...] 2022-09-26
[12] 웹사이트 Resistance Management https://croplife.org[...] 2022-09-26
[13] 웹사이트 Integrated Pest Management (IMP) Principles http://www.epa.gov/p[...] United States Environmental Protection Agency
[14] 웹사이트 Resistance: The Facts - History & overview of resistance https://www.debugpes[...] IRAC 2020-02-26
[15] 논문 A real-time remote surveillance system for fruit flies of economic importance: sensitivity and image analysis 2023-03-01
[16] 웹사이트 IPM Guidelines http://www.umass.edu[...] UMassAmherst—Integrated Pest Management, Agriculture and Landscape Program 2012-03-13
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[37] 논문 Vietnam Turns Back a 'Tsunami of Pesticides'
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