서 언

사람들은 건강한 먹거리에 대해 관심이 많아지면서 자신들 이 먹을 채소류를 직접 재배하는 텃밭이나 주말 농장에 대한 관심 또한 높아지고 있다. 사람들은 텃밭을 통해 건강한 먹거 리만을 얻을 뿐 아니라 채소류의 씨를 뿌리거나 모종을 심어 서 식물들이 자라는 모습을 통해 치유효과를 얻기도 하고, 고 추, 토마토, 가지 등과 같은 과채류들을 수확하여 이웃들과 나 눠먹음으로써, 기쁨을 나누기도 한다. 한편, 도시 텃밭들이 지 나치게 채소류로만 채워지고 있어 치유효과를 더 높이고 정서 를 함양하기 위해서는 다양한 색깔의 아름다운 화훼류를 함께 심어 ‘텃밭정원’의 개념으로 가는 것이 바람직하다고 볼 수 있 다. 의도적으로 다른 종류의 식물들을 함께 심어 토양생태 환 경을 개선시키고, 병해충 감소에도 영향을 끼치는 식물을 동 반식물(companion plant)이라고 하는데(Tringovska et al. 2015), 화훼류 중 텃밭에서 동반식물로 인기가 좋은 작물의 하나는 메리골드이며, 독특한 향기 때문에 해충이 기피한다고 알려져 있다(Jankowaska et al. 2009). 분국화(pot-mum) 은 화색 및 화형이 다양하며, 재배관리가 수월하기 때문에 텃 밭 정원에서 이용하기 좋은 식물이다. 그러나 국화과 식물은 진딧물이 쉽게 생기고, 꽃노랑총채벌레와 같은 해충이 끊임없 이 발생하기 때문에 문제가 있다. 특히 진딧물이 발생하면 식 물을 직접 가해하여 죽이는 일은 없으나, 흡즙으로 인해 식물 의 생육을 저해하며, 감로를 분비하여 그을음병을 유발하기 하기 때문에(Van Emden and Harrington 2009) 관상가치 를 크게 상실하기도 한다.

텃밭을 운영하는 사람들은 자신이 직접 먹거나 이웃들에게 나눠줄 목적으로 작물을 재배하기 때문에 해충이 발생했을 때, 화학농약 사용을 기피하게 된다. 이는 화학농약이 사람의 건강을 위협할 뿐 아니라 생태계에도 좋지 못하다는 인식이 강하기 때문이다. 그런 이유로 사람들은 식물추출물과 같은 친환경적인 물질을 이용하거나 환경에 친화적인 물질의 해 충 방제제를 찾게 된다. 친환경적인 병충해 방제 방법에는 식물추출물을 이용하는 방법(Nam et al. 2021;Paik et al. 1996), 미생물이나 천적을 이용하는 방법 등이 있으며(Kim et al. 2011a;Kim et al. 2015), 우유나 난황유와 같은 동물 성 자재 등을 이용한 방법도 있다(Jee at al. 2008;Kim et al. 2011b;Shim et al. 2018). 또한 비누나 세제의 주성분 인 계면활성제를 이용하여 흰가루병을 일으키는 곰팡이나 총 체벌레와 같은 해충을 방제하는 방법도 관심을 끌고 있다 (Clifford and Hislop 1975;Yu et al. 2009).

농업 현장에서 계면활성제(surfactant)는 농약에 첨가하여, 농약이 잘 확산되어 목표로 하는 병균과 해충에 잘 도달하고 침투시키기 위한 목적으로 이용되고 있다. 그러나 계면활성제 단독으로도 화학농약 보다는 효능이 떨어지긴 하지만, 병균과 해충의 방제효과가 있는 것으로 보고 되고 있다(Cranshaw 1990). 가정에서 많이 사용하는 주방세제는 누구라도 쉽게 구 할 수 있고, 주성분이 계면활성제로 곤충에 살포했을 시 기문 을 막아 호흡을 못하게 함으로써 해충을 죽이는 효과가 있는 것으로 알려져 있다(Cranshaw 1990). 그러나 대상 해충에 따라 적정 농도가 달라지며, 농도가 높아질수록 살충효과는 높아지나 작물의 생육을 저하시키거나 약해가 발생하는 부작 용이 생기에 된다. 따라서, 주방세제를 텃밭에서 농약 대용으 로 사용하고자 할 때에는 작물에 약해가 발생하지 않으면서 해충 방제 효과가 있는 적정 농도를 찾아야 한다. 본 연구에서 는 계면활성제가 주성분인 주방세제의 진딧물 살충효과를 검 증하고, 재배중인 분국화에 처리 했을 시, 진딧물 방제 효과와 생육에 미치는 영향을 알아보기 위해 실험을 수행하였다.

재료 및 방법

본 실험은 실험실 내에서의 실험과 포장에서의 실험으로 나 누어 수행하였다. 실험실에서의 실험은 해충 실험용 플라스틱 디쉬(직경 90mm, 뚜껑에 공기구멍)에 진딧물을 치상한 후, 1 종 주방세제(Dishwashing Liquid, No Brand, Korea)와 소 주[Chamisulsoju (Alcohol 16.5%), Whitejinro, Korea]를 단용 혹은 혼합 살포함으로서 진딧물 살충효과에 대해 알아보 았다. 포장에서의 실험은 두 개로 나누어 진행되었는데, 하나 는 플라스틱 하우스내에서 재배 중인 국화 잎에 발생한 진딧 물에 주방세제와 소주를 살포하여 살충효과를 조사하였으며, 다른 하나는 플라스틱 폿트에 국화를 재배하면서 주방세제와 소주를 규칙적으로 처리하여 진딧물 방제 효과와 국화 생육에 미치는 영향을 조사하였다.

실험실내에서의 진딧물 살충효과

진딧물은 플라스틱하우내에서 재배중인 작물에서 발생한 복 숭아혹진딧물(Myzus persicae)과 목화진딧물(Aphis gossypii) 을 이용하였다. 곤충 실험용 플라스틱 페트리 디쉬에 여과지 두 장을 깔고 건조해지지 않도록 물을 2-3회 분무기로 적셔주 었다. 그 위에 하우스에서 포집한 진딧물을 작은 붓을 이용하 여 성충만 골라 10마리씩 분주하였다. 주방세제는 100, 200, 400배액으로 희석하여 사용하였으며, 소주와의 혼용 효과를 알아보기 위해 주방세제 400배액 100mL에 소주 10mL 또는 20mL를 혼합하여 사용하였다. 이때, 주방세제 100mL에 소 주 10mL첨가했을 때의 알콜 농도는 1.45%, 20mL 첨가했을 때는 2.64% 가 되었다. 각 용액을 소형 분무기를 이용하여 디 쉬당 3~4회 정도 분무하여 진딧물이 충분히 적셔지도록 하였 다. 대조구는 순수한 물로만 동일한 량을 분무하였다. 각 처리 당 3반복으로 실험을 수행하였다. 분무 처리한 디쉬들을 식물 생장상(온도 30℃, 광도 100umol･m^-2･s^-1) 안에 넣어 두고, 처리 후 1시간, 2시간, 4시간째에 꺼내서 진딧물의 생사를 확 인하였다. 진딧물 생사는 실체 현미경 하에서 진딧물을 붓끝 으로 건드려 움직임이 전혀 없는 것을 죽은 것으로 판단하였 다. 위와 같은 실험을 처리당 3반복으로 하였으며, 복숭아혹 진딧물은 총 3회, 목화진딧물은 총 5회 수행하였다. 따라서 복숭아혹진딧물은 총 9반복으로, 목화진딧물은 총 15회 반복 으로 통계처리하였다.

포장에서의 주방세제의 살충효과

작물이 재배되고 있는 포장에서의 주방세제 살충효과를 보 기 위해, 분국화 ‘골든옐로우’(Dendranthema grandiflorum ‘Golden Yellow’, 경상남도 화훼연구소 육성 품종)를 플라 스틱 분(직경 10cm)에 심어 재배하였다. 무농약으로 재배하여 자연 발생한 국화꼬마수염진딧물(Macrosiphoniella sanborni) 을 대상으로 실험을 수행하였다. 진딧물 발생이 심한 국화를 선발하여 각 처리당 진딧물이 30~40마리 정도인 잎 5장을 표 시하고 처리전 정확한 진딧물 수를 조사하였다. 실험실에서 사용한 동일한 농도의 주방세제와 소주를 미리 표시한 잎들 중심으로 식물체 전체에 3일 간격으로 2회 처리하였다. 2회 처리 24시간 후, 미리 표시한 잎에서 살아 있는 진딧물 수를 조사하였다. 처리 전 진딧물 수에서 최종 살아있는 진딧물 수 를 뺌으로써 죽은 진딧물 수를 산출하였으며, 살충률은 처리 전 진딧물 수에 대한 죽은 진딧물 수를 백분율로 나타내었다.

주방세제 처리가 진딧물 방제와 국화 생육에 미치는 영향

주방세제 처리가 국화의 생육과 해충 방제에 미치는 영향을 알아보기 위해, 국화를 삽목번식하여 플라스틱 분에 심어 비 닐하우스 안에서 재배하였다. 실험기간 동안 화학농약은 일체 사용하지 않았다. 플라스틱분에 이식하고 3주 후부터 주방세 제와 소주를 실험실 실험과 동일한 농도로 식물체 전체가 충 분히 적셔지도록 소형 분무기를 이용하여 분무하였다. 각 처 리당 15폿트를 이용하였으며, 옆 처리의 영향이 미치지 않도 록 처리별 충분한 간격을 두고 실험을 수행하였다. 실험 설계 는 각 폿트를 1 반복으로 여겨 총 15반복으로 통계처리하였 다. 대조구는 물만 동일한 량을 분무하였다. 처리는 3일 간격 으로 하였으며, 4주간 재배 후, 진딧물 발생 정도와 국화의 생 육을 조사하였다.

진딧물 발생 정도는 모든 국화의 총 엽수를 조사하고, 진딧 물이 발생한 엽수를 조사하여, 총 엽수에 대한 진딧물 발생 엽 수를 백분율로 표시하였다. 국화 생육 조사는 초장(지제부에 서 정단까지), 초폭(가장 짧은 길이, 가장 긴 길이의 평균), 엽 수(길이 3cm 이상), 분지수(2마디 이상)를 조사하였고, 생체 중은 분에서 식물을 뽑아서 흙을 물로 잘 씻어낸 후 물기를 제거하고 측정하였다. 또한 잎에 발생한 약해와 꽃잎에 발생 한 약해는 각 처리당 15개의 폿트 중에 몇 개의 폿트에서 발 생하였는지를 조사하였다.

통계처리

모든 데이터 분석은 SPSS 12.0 프로그램(IBM, New Yo 가, USA)을 이용하여 분산분석하였고, 던컨다중검정에 의해 p<0.05 유의수준에서 처리 평균 간 유의성을 검정하였다.

결과 및 고찰

실험실에서 주방세제의 진딧물 살충효과

복숭아혹진딧물에 주방세제와 소주를 농도별로 뿌리고 살 충률을 본 결과는 Fig. 1과 같다. 대조구에서는 처리 후 4시 간째까지 90% 이상의 진딧물이 살아 있었다. 그러나 주방세 제 200배 이상의 농도로 처리했을 때는 1시간 이내에 살충률 이 85% 이상으로 높게 나타났다. 400배에서는 1시간째까지 는 71% 정도로 조금 낮았지만, 4시간째에는 85%의 살충률이 나타나 200배 이상의 고농도 처리구와 비슷한 수준이었다. 주방세제 400배액에 소주 10mL 또는 20mL를 혼용 처리했 을 때는 주방세제 단독 처리에서보다 10~15% 정도 살충률이 오히려 낮아졌다. 주방세제 단독보다는 알콜성분이 있는 소주 를 혼용처리함으로써, 살충효과를 높이려는 의도와는 달리 살 충효과가 낮아지는 결과를 얻은 것이다.

알코올은 단독으로 살균효과는 물론 살충효과도 있고 용액 을 확산시키는 성질이 있어, 주방세제의 살충작용을 상승시킬 목적으로 소주를 혼용처리하였다. 그러나 예상과는 달리, 알 코올 첨가구에서 살충률이 오히려 약간 감소하였다. 이는 소 주의 알콜 농도가 16.5%인 것을 감안할 때, 주방세제 400배 액 100mL에 소주 10mL 첨가액은 알콜농도가 11배 희석되 어 1.5%가 되고, 20mL를 첨가한 경우는 알콜 농도가 2.75% 가 되기 때문에 처리 용액에 들어 있는 알콜 농도는 진딧물 살충에는 충분하지 않았던 것으로 보인다. 오히려 20mL를 첨 가한 경우 주방세제의 농도를 더 희석시키는 결과를 초래하여 살충효과가 약간 떨어진 것으로 생각되나, 그 원인에 대해서 는 아직까지 명확한 과학적인 증거가 없어 추가적인 실험이 필요하다고 생각된다.

주방세제의 목화진딧물 살충효과에 대한 결과는 Fig. 2에 나타내었다. 결과는 복숭아혹진딧물의 경우와 매우 비슷하였 다. 대조구에서는 4시간째까지 90% 정도의 진딧물이 살아 있 었지만, 주방세제에 의해 대부분의 처리구에서 80% 이상의 살충률을 보여주었다. 주방세제의 농도가 높아질수록 살충률 도 높아졌는데, 400배액에서는 최종 살충률이 80% 정도였으 나, 100배와 200배에서는 살충률이 약 90% 정도로 높아졌 다. 주방세제 400배에 소주를 혼용 처리한 경우, 10mL를 섞 었을 때는 살충률이 주방세제 400배 단독처리보다 10% 정도 낮게 나타났지만 20mL를 섞었을 때는 살충률이 400배와 비 슷하게 회복되었다. 계면활성제는 분산, 전착, 유화 등의 성질 이 있기 때문에 농약을 사용할 때, 첨가하여 사용하는 경우가 많다(Watanabe 1982). 뿐만 아니라 계면활성제는 그 자체로 병균과 해충 방제에도 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서도 계면활성제가 주성분인 주방세제를 400배 이상의 농도로 처리했을 때, 복숭아혹진딧물과 목화진딧물에서 80% 이상의 살충률을 보였다. 계면활성 물질의 복숭아혹진딧물 방 제 효과는 Lim et al.(2017)과 Jang et al.(2013)의 연구결과 에서도 볼 수 있다. 계면활성제가 해충을 죽이는 기작은 곤충 의 표피에 있는 큐티클층을 녹이거나 기문을 막아서 숨을 못쉬 게 하여 죽이는 것으로 알려져 있다(Cranshaw 1990;Jang et al. 2013). Awada et al.(2014)은 계면활성제의 하나인 glycolipid가 거미류와 파리류에 대한 살충효과가 있다고 하 여, 광범위한 곤충에 대한 살충효과가 있음을 알 수 있다.

포장에서의 진딧물 살충 효과

재배중인 국화에 진딧물을 자연발생시키고 주방세제 및 소 주를 단독 또는 혼용으로 3일 간격으로 2회 분무살포한 결과 를 Fig. 3에 나타내었다. 물만 분무한 대조구에서도 20% 정 도의 진딧물이 감소하였으나, 주방세제를 단독처리한 국화에 서는 모든 처리구에서 95% 이상의 진딧물이 감소하였다. 소주 를 혼용 처리한 경우에는 주방세제 단독처리구보다 10~15% 정도 낮게 나타나, 실험실에서의 결과와 매우 비슷한 것을 알 수 있다. 포장에서의 실험 결과가 실험실에서의 결과보다 진 딧물 방제효과가 10% 정도 높게 나타난 것은, 실험실 실험은 진딧물 이동이 불가능한 환경(패트리 디쉬)에서 수행되었고, 포장에서의 실험은 진딧물들이 이동할 수 있는 환경에서 실험 이 수행되었기 때문에 일부 진딧물이 다른 곳으로 이동했을 수 있기 때문인 것으로 생각된다. 따라서, 본 실험에서의 살충 률은 엄밀하게 말하면 살충률이라기 보다는 방제율이라고 이 해하는 것이 옳을 것 같다.

Liu and Stansly(2000)는 토마토 은빛잎가루이(silverleaf whitefly)에 주방세제를 500배로 희석하여 처리했을 때, 95% 살충효과가 보여 주방세제가 뛰어난 살충방제제로 이용될 수 있다고 하였고, Vahabzadeh et al.(2018)도 Pistachio psyllid (진딧물 유사한 해충)를 방제하기 위해 액체비누나 주방세제 가 효과적으로 사용할 수 있다고 하였다. Cranshaw(1990)은 비누나 주방세제는 해충의 껍질 왁스를 녹여 죽음에 이르게 한다고 하였으며, 효과를 최대화하기 위해서는 해충 전면을 용액이 덮을 수 있어야 한다고 하였다. 본 실험의 결과도 텃밭 과 같은 도시농업에서 진딧물 발생 시, 화학 농약 대용으로 주 방세제를 효과적으로 사용할 수 있다는 점이 시사되었다.

주방세제가 진딧물 방제와 국화의 생육에 미치는 영향

본 실험은 플라스틱 폿트에서 국화를 재배하면서 주방세제 와 소주를 단독 또는 혼용으로 처리하고, 진딧물 발생 정도와 국화생육을 조사하였다. Fig. 4는 주방세제 및 소주의 처리 농도별 진딧물 발생 정도를 나타낸 것으로, 대조구에서는 90% 이상의 잎에서 진딧물이 발생하였으나, 주방세제를 400 배액에서 100배액까지 분무 처리했을 때, 15% 이하의 잎에 서만 진딧물이 발견되었다. 주방세제의 농도가 높아질수록 진 딧물 발생이 감소하는 경향이었다. 주방세제와 소주를 혼용처 리했을 때는 30% 정도의 잎에서 진딧물이 발생하여 주방세제 단독처리보다 다소 높아지는 경향이 관찰되었다.

주방세제와 소주를 국화에 분무 처리했을 때, 국화의 생육 에 미치는 영향을 알아보기 위해 초장, 초폭, 엽수, 생체중과 같은 생육 요인을 조사하였다(Table 1). 초장은 대조구에서 18.9cm로 가장 컸고, 주방세제 100배액 처리구에서 16.1cm 로 가장 낮았다. 엽수에서도 이와 비슷한 경향이 나타나, 주방 세제 100배액에서만 대조구에 비해 3장 정도 적은 것으로 나 타났다. 생체중의 경우, 주방세제 400배액에서는 대조구와 비 슷하였으나, 농도가 높아질수록 조금 낮아지는 것으로 나타났 다. 결국, 200배 이상의 주방세제 분무처리는 국화의 생육을 약간 억제시키는 것으로 보인다. 그러나 초폭이나 분지수에서 는 처리간 유의적인 차이가 보이지 않았다.

주방세제가 진딧물 방제 효과가 있다고 하더라도 작물에는 해가 없어야 한다. 농도가 높은 100배액을 뿌린 15개의 폿트 중에 13개 폿트에서 국화잎이 갈변되는 약해가 발생하였으며, 꽃잎에는 15개 모든 화분에서 꽃잎 끝이 투명해지는 백화현 상이 관찰되었다(Table 2). 200배 희석액을 분무한 국화에서 는 13개 폿트의 국화 꽃잎에 백화현상이 나타났으나, 잎에서 는 약해가 보이지 않았다. 주방세제 400배액 단독 처리구와 소주와의 혼용처리구에서도 약해는 관찰되지 않았다. 그러므 로 국화 ‘골든옐로우’의 주방세제 한계 농도는 400배액이라고 판단되었다.

Jeon at al.(2020)은 주방세제 약 600배액에 아스파라거 스를 침지 처리하였을 때, 파총체벌레의 약 80%가 죽거나 제 거되는 효과가 있었다고 보고하였다. 계면활성제는 해충방제 효과 뿐만 아니라 진균에 대한 방제효과도 여러 논문에서 보 고되었다. Choi et al.(2004)은 계면활성제가 고추 역병과 오 이 노균병 방제에 뛰어난 효과를 보였다고 하였다. Yu et al.(2009)은 오이 흰가루병 방제에 효과가 좋은 계면활성제를 선발하였다. Yeon et al.(2020)은 Tween 20과 같은 계면활 성제가 흰가루병 방제 효과가 있다는 것을 여러 사례를 들어 설명하면서, 계면활성제 단독으로 사용하기 보다는 다른 유기 농업자재들과 혼용하여 사용하는 것이 더 유용할 것 같다고 결론지었다. 또한 농업 현장에서 사용할 수 있게 개발된 살충 용 비누는 유기 농업을 지향하고 있는 많은 나라에서 녹색사 과 진딧물(Raudonis et al. 2009)을 비룻한 많은 종류의 해 충 방제를 위해서 효율적으로 사용될 수 있다고 하였다.

결론적으로 주방세제는 화학농약에 비해 환경에 친화적이고 비용이 적게 들며 사람의 건강에도 위협이 되지 않는다는 장점이 있기 때문에(Curkovic et al. 2007), 텃밭이나 실내 식물에서 진딧물이 발생했을 때, 주방세제를 400배로 희석하여 살포한다 면 진딧물을 효과적으로 방제할 수 있을 것으로 판단되었다.