살균제

살균제는 곰팡이를 죽일 수 있는 화학 물질을 가리킨다. (살균제가 germicide 의미로 사용되는 경우도 있으며, 그때는 대상이 곰팡이와 세균을 포함한 모든 미생물이다.)

목차

곰팡이는 살아있는 동물과 식물을 감염하여 병을 일으킬 수 있다. 또한 저장 중인 식품(과일, 곡류, 육류 등)을 분해시키면서 독성 물질을 분비할 수 있기 때문에 곰팡이의 수가 늘어나지 않게 하는 것은 사람과 동식물의 건강 뿐 아니라 경제적, 사회적으로도 매우 중요하다.

농업과 양식업 분야에서 식량의 안정적인 생산은 국가의 식량 주권의 측면에서도 중요하다. 또한 시민들의 다양한 요구에 부합하여 다양한 식품을 확보하는데에도 살균제가 기여하는 바가 크다. 산림은 목재와 과수 등의 생산적인 측면 뿐 아니라 휴양과 공기정화, 기후조절, 생물다양성 유지 등의 측면에서 매우 중요한 역할을 한다. 산림이 병해충에 의해 훼손되지 않기 위해서는 살균제를 통한 지속적인 관리가 중요하다.

살균제는 사용할 때 주의할 점이 있다. 일반적으로 살균제는 여러 진균(곰팡이)에 공통적으로 작용할 수 있기 때문에 정상균총(normal microflora)을 구성하고 있는 유익한 진균도 함께 줄어들 수 있다는 점이다. 따라서 살균제의 작용범위를 고려하여 최소한으로 사용하도록 주의해야 한다. 특히 최근에는 환경보호의 중요성이 커짐에 따라서 많은 살균제의 사용이 금지되거나 제한되고 있다.

국내 살균제의 사용량 변화는 통계청에서 제공하는 에서 확인이 가능하다. 2001년~14년까지 통계를 보면 살균제 사용량 2001년 9394톤에서 2014년 5770톤으로 39%p 감소하였다.

살균제(fungicides)는 곰팡이 세포를 죽이며 정균제(fungistatics)는 곰팡이 세포의 증식을 막지만 죽이지는 않는다. 즉 정균제 성분이 사라지고 영양분이 공급되면 다시 증식할 수 있다. 이 둘을 포함하는 의미로 항균제(anti-fungal agents)를 사용할 수 있다. 이 용어들은 정확한 구분없이 사용되는 경우가 많은데 그 이유는 최종적인 효과가 비슷하기 때문이다. 예를 들어 인체에 정균제를 사용하는 경우, 면역작용에 의해서 곰팡이 세포들이 죽게되기 때문에 궁극적으로 살균 효과가 있게 된다. 참고로 항생제(antibiotics)는 세균의 세포를 죽이거나 성장을 억제하는 물질을 가리킨다. 항생제는 보통 곰팡이를 죽이지 못한다. 이것은 세균과 곰팡이의 세포 구조 자체가 다르기 때문이다. 곰팡이는 세포내 막으로 둘러싸인 소기관을 갖는 진핵세포이지만 세균은 그러한 소기관이 없는 원핵세포 구조를 갖는다.

1600년대말 밀 깜부기병 방지를 위해서 종자를 바닷물로 소독하였다. 1700년대 중반에는 황산구리를 대신하여 사용하였다.

미국으로부터 옮겨온 포도나무 노균병이 유럽에서 대발생하면서 병 방제를 위한 연구가 시작되었다. 1885년 Millardet는 황산구리와 석회수화제를 섞은 방제액을 개발하였고 매우 효과적으로 포도나무 노균병을 방제할 수 있었다. 이 혼합제는 보르도액(Bordeaux mixture)이라는 이름으로 알려졌고 감자 역병과 여러 노균병 등에 효과를 보였다. 그이후로 현재까지 널리 사용하는 살균제의 하나이다. 이 발견은 식물병의 화학적 방제 가능성을 열어주고 방제 연구를 자극하는 계기가 되었다.

포도노균병. 출처: GettyimagesKorea

1913년부터 유기수은제가 종자처리제로 이용되었다. 방제에 효과적이었기 때문에 널리 사용되었으나 독성 때문에 1960년대 사용이 금지되었다.

Alexander Fleming이 발견한 항생제 페니실린(penicillin)은 세균병에는 효과적이지 않았으며 비용면에서 효율적이지도 않았다. 세균병을 방제하기 위한 항생제는 스트렙토마이신(streptomycin)이고 1950년에 들어서 사용되기 시작하였다.

1934년에는 W. H. Tisdale에 의해서 최초로 디티오카르밤산염(dithiocarbamates) 살균제가 개발되었다.

1965년에는 최초의 침투성 살균제인 카복신(carboxin)이 개발되었다.

살균제의 종류는 침투성, 작용시기, 작용기전, 화학구조 등 여러 가지 기준에 따라 나뉜다.

접촉성(contact): 식물 조직으로 흡수되지 않으며, 식물표면에 뿌렸을 때 표면에 남아있는 부분만 살균 효과를 보인다. 따라서 그 외의 부분은 보호되지 않는다. 비용은 상대적으로 저렴하고 대상 범위가 넓은 경우가 많다. 빛에 노출되면 빠르게 분해되는 경우가 많다. 식물의 큐티클층을 통과하지 못하기 때문에 식물에 해가 없다. 예) Mancozeb, Metiram, Maneb, Propineb, Sulphur 등 투과성(translaminar / semi systemic): 식물 잎 표면의 상층부에서 하층부까지만 투과될 수 있는 살균제를 말한다. 침투성/전신성(systemic): 식물 조직까지 흡수되어 물관과 체관을 통해 위아래로 이동할 수 있다. 3~4주 정도 지속적인 효과를 보인다.

예) Azoxystrobin, Metalaxyl, Dimethomorph

보호살균제(Preventant): 침투력이 낮아 병원체가 식물에 닿기 전에 처리해야 효과를 볼 수 있다. 예방적인 목적으로 작용하는 살균제를 말하며, 표면에 부착한 포자가 발아하는 것을 막는다. 치료살균제(Curative): 식물로의 침입 또는 식물 내부에서의 발달을 조기에 억제한다 직접살균제(Eradicant): 침투성이고 이미 자라고 있는 것도 제거할 수 있기 때문에 증상(symptom)이 보일 때도 사용이 가능하다. 포자 형성 등의 발달을 억제하여 추가 확산을 막는다

(작용기전 - 화합물 그룹)

세포호흡(에너지 대사) - 시아노이미다졸계(cyano-imidazole), 벤질카바메이트계(benzyl-carbamates), 옥살티인카복사마이드계(oxathiincarboxamides)

지방 합성 및 이동 억제 - 카바메이트계(carbamates), 디티오레인계(dithiolanes)

스테롤 생합성 억제 - 트라이아졸계(triazoles), 피리딘계(pyridines), 피리미딘계(pyrimidines)

멜라닌 생합성 억제 - 트라이아졸로벤조티아졸계(triazolobenzothiazole)

아미노산 /단백질 합성 작용 억제: 아닐리노피리미딘계(anilino-pyrimidines)

핵산 합성 억제 - 아실알라닌계(acylalanines)

핵 분열 억제 - 티오파네이트계(thiophanates), 벤지미다졸계(benzimidazoles)

tricyclazole. 출처: 최재혁/인천대

디티오카르밤산염(Dithiocarbamates) - Maneb, Mancozeb, Metiram, Propineb

메톡시아크릴레이트계(methoxy-acrylates) - Azoxystrobin

무기물(Inorganics) - Sulphur, Copper

벤지미다졸계(Benzimidazoles) - Benomyl, Thiobendazole

아실알라닌계(Acylalanines) - Metalaxyl, Benalaxyl

아닐리노피리미딘계(Anilino-pyrimidines) - Cyprodinil, Mepanipyrim

옥살티인카복사마이드계(oxathiincarboxamides) - carboxin, oxycarboxin

카르복실산아미드계(Carboxylic Acid Amides) - Dimethomorph, Benthiavalicarb

카바메이트계(Carbamates) - Propamocarb, Iodocarb

클로로니트릴계(Chloronitriles) - Chlorothalonil

트라이아졸계(Triazoles)(그림) - Propiconazole, Hexaconazole

트라이아졸로벤조티아졸계(Triazolobenzothiazole) - Tricyclazole

프탈이미드계(Phthalimides) - Captan, Captafol

최재혁/인천대학교

박희문/충남대학교

Agrios, G. N. (2005). Plant pathology. 5th. Elsevier Academic Press. Burlington. MA, USA, pp 46-49.