Status of Herbicides Registered in Korea Since the 1980s

Research Article
유 진상  JinSang Yu1임 태헌  TaeHeon Lim1최 성환  SungHwan Choi2*이 동원  DongWoon Lee3

Abstract

In Korea, the supply of herbicides began in 1955 and has increased since the 1970s. This study was conducted to find out the general status of herbicides registered in Korea since the 1980s (registration items, toxicity, formulation, and chemical component). Since 1982, the number of herbicide-registered items has declined since peaking in 2014. 85.3% of the registered herbicides were low toxicity, 86.1% of the herbicides registered since the 2010s were fish toxicity Ⅲ, and only 1.9% were fish toxicity Ⅰ. The formulation composition of registered herbicides increased from 9 in the 1990s to 17 in the 2010s. Among the 18 formulations of herbicides registered since the 1980s, the top priority was granules, emulsifible concentrate, soluble concentrate and suspension concentrate. The composition of registered herbicides varied according to the chronological age, but the sulfonylurea was the largest and the second was the chloroacetamide since the 1990s. The share of the top three lines of all herbicide lines declined by age, but the average share was high at 39.3%.

Keyword



서 언

잡초는 작물과 경쟁 또는 경합관계를 형성하여 작물의 성장을 억제하고, 수확량을 감소시킬 뿐만 아니라 노동효율을 저하시켜 각종 병해충의 발생을 조장하는 등 작물 재배에 있어 가장 큰 장해요인의 하나이다(Shim and Kim, 2005). 우리나라 농경지에 발생하는 잡초는 81과 619종으로 논잡초 28과 90종, 밭잡초 50과 375종, 과수원잡초 63과 492종, 목초지잡초 52과 275종이다(Lee et al., 2017b). 이들 잡초들 중에는 다양한 외래 잡초도 발생하고 있는데 28과 166종이 우리나라 농경지에서 분포가 확인되었다(Kim et al., 2018). 농경지에서 잡초관리는 제초제를 이용한 화학적 방법이나 경종적, 생태적, 생물적, 물리적, 기계적 방법이나 종합적 방법 등이 적용되고 있지만 제초제의 사용이 가장 효율적이고, 효과적인 방법이다(Shim and Kim, 2005). 제초제의 발달은 근대 농업기술의 진보 중에서 가장 두드러진 일로 제초제의 개발로 인해 농촌 노동력을 획기적으로 절감 시킬 수 있게 되었다(Jeong et al., 2004; Shim and Kim, 2005). 제초제의 발달은 1942년 Zimmerman에 의해 호르몬작용이 알려지고, 1944년 Hamner에 의해 선택적 제초제가 개발되어 실용화가 이루어졌다(Shim and Kim, 2005). 우리나라에서는 1955년에 1,726 kg의 제초제로 공급된 이래 1970년대 이후 제초제 사용량이 증가하고 있다(KCPA, 2003). 우리나라에서 유기합성 농약은 1930년 처음 도입이 되어 1980년대이후 급격한 성장을 이루다가 2000년대 중반 이후 정체기에 있다(Jeong et al., 2004; Kim and Lee, 2001; Kim et al., 2010). 우리나라의 제초제 공급량은 1970년에 1,122톤에서 1980년에 3,374톤으로 3배이상 증가하였으며 1990년에 5,509톤, 2000년에 5,822톤으로 양적으로는 증가하고 있으나 증가비율은 정체되고 있다(KCPA, 2003).

작물보호제는 작물 재배 현장의 수요에 의해 개발·등록되어 사용되고 있다. 우리나라의 작물재배는 과거 수도작 중심의 농업에서 탈피하여 시설재배 면적의 증가와 재배작물의 다양화가 지속적으로 이루어지고 있으며 잡초의 경우도 다양한 외래잡초의 등장이나 잡초군락의 조성도 변화되고 있는 실정이다(Kim et al., 2018; Lee et al., 2017a). 한편 제초제 저항성 잡초의 출현도 작물 재배지에서 꾸준히 발생하여 문제 시 되고 있다(Lee et al., 2012; Park, 2008). 이러한 문제 잡초의 등장이나 저항성 잡초의 출현과 같은 사항들은 등록되어 사용되는 제초제와 관련이 있다. 우리나라에서 제초제를 포함한 작물보호제의 등록은 농약관리법에 의하여 농촌진흥청에서 관리되고 있고, 등록농약의 현황은 농사로 농업기술포털에서 정보가 제공되고 있다(http://www.nongsaro.go.kr). 그러나 이 자료는 단순히 연도별로 등록되는 농약의 품목에 대한 자료로 연도 또는 연대기별로 우리나라 작물보호제 등록 현황의 파악이나 제형, 독성 및 계통별 특성들에 대한 범주형 자료로 제공되지 않아 연구자들이 개별적으로 자료를 정리하여 확인하여야 한다.

따라서 본 연구는 우리나라 작물보호제 시장의 급속한 팽창이 이루어진 1980년대 이후 제초제들의 등록 현황에 대한 약종별, 연대별, 제형별, 독성별, 계통별로 자료를 정리하였다.

조사 방법

조사방법은 Yu et al. (2020)의 재료 및 방법에서 기술된 내용과 동일하다. 우리나라의 농약등록은 1951년부터 시작되어 현재까지 지속되어 오고 있는데 구체적인 품목과 용도별 분류에 대한 자료는 1981년부터 그 분류가 상세히 남아있다. 이들 중 1981년의 자료는 이전의 자료들을 모두 포함하고 있는 자료로 1981년 이후의 등록 농약에 대한 자료는 농촌진흥청의 농사로 포털에서 관리되고 있고, 본 총설에서는 이 포털 시스템의 자료(http://www.nongsaro.go.kr)들을 이용하여 다양한 항목으로 추출하여 비교분석 하였다. 농사로 포털 시스템의 농약 등록 자료는 현재까지 등록되어 있는 농약들만 관리되고 있기 때문에 등록 후 사용이 금지되어 등록이 취소되거나 말소 된 약제들에 대한 정보를 반영하고 있지 않다. 이들 정보들은 작물보호협회의 연도별 등록 현황 자료를 확인해야 한다(KCPA, 2019).

국내 등록된 작물보호제들을 단일품목으로 구별할 경우 2018년 현재 2,006종(http://www.nongsaro.go.kr)이지만 동일한 품목의 다른 함량 제품이나 제형의 변화, 품목간 합제의 개발 등으로 인하여 품목의 수는 조건에 따라 차이가 발생하였다. 따라서 본 조사에서도 이러한 점을 감안하여 연대기별 등록 농약 현황에서는 서로 다른 회사에서 등록 한 동일한 품목의 경우 하나의 품목으로 정리하였으며 품목명이 동일할지라도 함량의 차이가 있으면 다른 품목으로 정리하였으나 동일 유효성분량에 제형이 다른 경우는 하나의 품목으로 간주하여 자료를 정리하였다. 반면 독성별, 어독성별, 제형별 등록 현황은 상표명을 기반으로 자료를 정리하였다. 따라서 연대기별 등록 농약 현황의 자료는 작물보호협회(구 농약공업협회)에서 발간한 연도별 약종별 고시‧등록 품목수 현황과는 자료정리의 기준이 달라 상이하다(KCPA, 2003).

자료들은 연대별로 등록 된 제초제들을 독성별, 어독성별, 제형별, 계통별로 구분하여 정리하였는데 자료의 연대기별 구분은 농사로 포털에 자료가 1981년부터 정리되어 있어 이 자료를 기반으로 하였는데 1981년 자료는 이전의 등록 자료를 모두 포함하고 있어 1981년 이전과 1982년부터 연대기별로 1980년대부터 2010년대까지로 총 5개의 연대기로 구분하여 자료를 정리하였다(Table 1).

Table 1. Number of resistered herbicide items by the period category according to the class of mammalian toxicity.

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z 1980s: From 1982 to 1989; 1990s: From 1990 to 1999; 2000s: From 2000 to 2009; 2010s: From 2010 to 2018.

결과 및 고찰

연도별 제초제 등록현황

일반명 기준으로 각 연도별 등록된 제초제의 품목수는 Fig. 1과 같았다.

제초제는 1982년부터 2018년까지 38년간 연평균 19종의 신규품목이 등록되었는데 1995년까지 10품목 이하의 등록 품목수를 보이다가 이후 서서히 증가하여 2014년에는 60품목 이상의 등록 품목수를 보여 가장 많은 품목수가 등록된 연도였다(Fig. 1).

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Fig. 1. Number of registered herbicides in Korea.

1980년대 이후 우리나라에 등록된 농약들은 살균제의 품목수가 가장 많고, 살충제, 제초제 순인데 2000년대에는 제초제의 등록 품목수가 가장 많았다(Yu et al., 2020). 이는 2000년대에 sulfonylurea계, triazine계, oxadiazole계 및 Phenoxy carboxylic acid 계 등이 1990년대 대비 각각 11.2배, 10배, 6배 및 5배 정도 증가된 것과 관련이 있는 것으로 생각된다(Table 4). 특히 sulfonylurea계 성분은 수도용 일발처리제 개발을 위해 지속적으로 사용되었고, 다른 성분의 경우 주로 점차 문제 시 되고 있는 저항성 잡초 방제를 위하여 많이 등록된 것으로 판단된다. 한편 2014년에 최대 등록 품목수를 보인 이래 등록되는 제초제 품목수가 이후 감소추세를 보이는 것은 독성, 잔류 문제, 생태계 보호 등 안전성을 최우선 가치로 추구하는 시대적, 정책적 흐름에 따라 신규 유기합성 제초제의 개발 감소에 기인하는 것으로 생각된다.

국내 등록 제초제의 독성별 구분 현황

등록 제초제의 연대별 인축독성 현황

1981년이후 우리나라에 등록 된 제초제 796품목들 중, 고독성 농약은 없었으며 보통독성 농약이 14.7%인 117종이었고, 나머지는 저독성 농약이었다(Table 1). 2000년대 이전까지는 매년 보통독성 제초제의 비율이 감소하여 2000년대에는 1.6%로 가장 적었으나 2010년대에는 19.6%로 증가하였다(Table 1). 각 연도별 등록 제초제들의 인축독성별 구분자료는 Fig. 2와 같았다. 1980년대 이후 우리나라에 등록 된 농약들 중 고독성 농약은 소나무재선충 방제용 훈증제로 등록 된 것들이고, 이외 81.1%가 저독성 농약인데(Yu et al., 2020) 제초제의 경우 저독성 농약 비율이 85.4%로 다소 높은 경향이었다.

등록 제초제의 연대별 어독성 구분 현황

1980-2010년대에 등록된 제초제들의 어독성별 분류 결과는 Table 2와 같았다.

전체 등록 제초제들 중 어독성 Ⅰ급 농약의 비율은 전체의 2%로 나타났는데 1980년대 9%에서 2010년대 1.9%로 지속적으로 감소하였고, 어독성 Ⅲ급에 해당하는 농약들이 대부분을 차지하였다(Table 2).

Table 2. Number of registered herbicide items by period category according to the class of fish toxicity.

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z 1980s: From 1982 to 1989; 1990s: From 1990 to 1999; 2000s: From 2000 to 2009; 2010s: From 2010 to 2018.

어독성 Ⅲ급에 해당되는 제초제 품목수는 1990년대 이후 꾸준히 증가하였다(Fig. 2).

1980년대 이후 우리나라에 등록된 농약들의 어독성별 구분에서는 어독성 Ⅰ급 농약의 비율이 19.3%를 차지(Yu et al., 2020) 하고 있는 것을 감안하면 같은 시기에 등록된 제초제들 중 어독성 Ⅰ급에 해당하는 것은 2.0%로 살균제나 살충제에 비하여 낮은 어독성을 갖는 품목의 비율이 높았다. 이러한 원인으로는 수도용 제초제들이 많았고, 아울러 어독성에 대한 규제가 높았기 때문으로 생각된다.

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Fig. 2. Number of (A) moderate and (B) low toxicity herbicides registered in Korea.

국내 등록 제초제 성분의 제형별 현황

1981년 이후 등록된 제초제는 입제 제형의 비율이 31%로 가장 높은 비중을 차지하였으며 유제, 액제의 순이었다(Table 3). 1980년대와 1990년대에는 유제 제형의 제초제가 입제 제형보다 많았으나 2000년대 이후 입제 제형의 등록 품목수가 급격히 증가하였다(Table 3). 등록 제초제들의 연대기별 제형 종류와 등록 품목수는 Table 3과 같았다. 1980년대에 4가지 제형에 불과하던 제초제는 1990년대 9종류, 2000년대 14종류, 2010년대 17종류로 제형의 다변화가 지속되고 있으나 살균제나 살충제에 비해서는 제형의 다양성이 적었다(Yu et al., 2020). 액제(soluble concentrate)와 직접살포정제(tablet for direct treatment), 수면부상성입제(up granule)는 2010년대에 들어와서 이전 연대기에 비하여 등록 품목수가 3배이상 증가한 제형들이었다(Table 3). 살균제와 살충제는 수화제와 유제가 각각 33와 24%로 가장 주종을 이루는 제형으로 조사되었는데(Yu et al., 2020) 제초제는 입제 제형의 비중이 높은 것이 차이점이었다. 이는 입제의 특성, 즉 수용성이나 증기압이 낮고 휘산성이 있기 때문에 훈증적인 작용을 가지고 있으며 토양흡착성이 있고, 물로 유실되지 않으며 식물 체내로 침투 이행하는 성질, 수중 및 토양 중의 유기물 및 미생물에 대하여 안전한 성질 등을 가지고 있어 비교적 안정적이면서 널리 사용되는 보편적인 제형이기 때문이다(Jeong et al., 2004; RDA, 2019a).

Table 3. Number of registered herbicides by the period category according to the formulation.

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z 1980: From 1982 to 1989; 1990: From 1990 to 1999; 2000: From 2000 to 2009; 2010: From 2010 to 2018.

국내 등록 제초제 성분의 계통별 현황

우리나라에 등록된 제초제들의 계통별 구분에 의한 품목수를 정리한 결과는 Table 4와 같았다. 전체 49계통의 제초제들이 등록되었었는데 1980년대 15계통에서 2010년대 42계통으로 연대기별로 10여개 내외의 새로운 계통의 제초제들이 등록되었다. 각 연대기별로 등록된 다양한 계통들 중 상위 3위에 속하는 계통의 점유비율은 평균 39.3%로(Table 4) 살균제의 상위 3개 계통 평균 점유비율 29.3%보다 높고, 살충제의 평균 점유비율 39.9%보다는 다소 낮은 점유비율을 보였다(Yu et al., 2020).

점유율이 가장 높은 제초제 계통은 sulfonylurea 계통으로 1990년대부터 가장 등록 품목수가 많은 제초제였고, chloroacetamide 계통이 두 번째로 많은 등록수를 보인 제초제로1980년대부터 상위에 점유되는 계통이었다. 세 번째로 점유율이 높은 제초제 계통은 triazolopyrimidine 계통으로 2000년대 이후에 등장하여 높은 등록 점유율을 나타내었다(Table 4).

Table 4. Number of registered herbicides by period category according to the chemical name.

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Fig. 3. Number of registered herbicides by year according to fish toxicity group in Korea. (A) Fish toxicity Ⅰ, (B) fish toxicity Ⅱ, and (C) fish toxicity Ⅲ herbicide.

49계통의 등록 제초제들 중 sulfonylurea계와 chloroacetamide, triazolopyrimidine 계통 제초제들의 등록 품목수는 전체의 29.3%로 매우 높은 점유율을 보였다. Sulfonylurea계와 triazolopyrimidine계, imidazolinone계, pyrimidinyl(thio)benzoate계 등은 구조적으로 상호 유사성이 없음에도 불구하고 모두 ALS (acetolactate synthase)에 관여하여 식물의 필수 아미노산인 발린(valine), 이소류신(isoleucine) 등의 생합성을 저해시키고 세포분열과 생육을 억제시키는 것으로 알려져 있다(http://pis.rda.go.kr). 따라서 sulfonylurea와 triazolopyrimidine 계통의 제초제가 많이 등록된 것은 두 계통을 이용한 혼합제 개발을 통해 살초 스펙트럼을 넓히고, 저항성 잡초 방제에 상승 효과를 기대한 결과로 여겨진다. 또한 세포분열을 저해시키는 chloroacetamide 계통은 초장쇄 지방산(very long chain fatty acid, 탄소수 22 이상) 합성 저해를 통해 잡초 종자의 발아를 억제시키며 대표적인 제초제는 dimethenamid, metolachlor, butachlor, alachlor, pretilachlor, propisochlor 등으로 이들은 우리나라의 대표적인 밭 제초제들로서 다양한 단제 및 혼합제 개발과 상표등록으로 인해 널리 사용되고 있다(RDA. 2019b).

한편 이러한 특정 계통이나 작용특성을 가진 제초제 사용의 증가는 저항성 문제를 유발시켜 1990년대 초반부터 개발되어 우리나라에도 본격적으로 사용된 sulfonylurea계 제초제의 경우 우리나라 벼 재배면적의 20.9%에서 저항성 잡초의 발생이 보고되었다(Lee et al., 2012; Park, 2008).

농경지 면적이 감소하고 비농경지 농약사용에 대한 거부감 및 농약 사용 자체에 대한 일반인들의 우려감 등은 제초제를 포함한 농약 수요에 부정적인 요인이다. 하지만 농촌 노동인구의 감소와 노령화의 가속화로 인하여 저노동 농업이 보편화 되고 있고, 유전자변형 농산물에 대한 부정적인 인식의 팽배와 해충이나 병에 비하여 잡초가 상대적으로 생물적 방제를 적용하기 어려운 점(Kitamura, 2012; Park, 2008; Park et al., 1994) 등을 고려하면 제초제 사용량의 급격한 변화는 초래되지 않을 것으로 생각된다. 하지만 최근에는 농약으로 규정되는 범위가 넓어지고 있는 추세이며 제초제 저항성을 가지는 작물체(herbicide-resistance crops)가 실용화되고 있어 향후 농약의 개념은 더욱 넓어질 것으로 전망된다(RDA, 2019a). 또한 제초제의 개발은 작물재배 방식에 따른 잡초발생의 변화에 기초하며, 노동력 절감을 위한 생력제형의 개발 등의 기술개발이 지속될 것으로 판단된다.

요 약

우리나라에서 제초제의 공급은 1955년부터 시작하여 1970년대이후로 증가하고 있다. 본 조사는 1980년대 이후 우리나라에 등록된 제초제들의 일반적 현황(등록 품목, 독성별 구분, 제형별 구분, 성분별 구분)을 알아보기 위하여 수행하였다. 1982년이후 제초제 등록 품목수는 2014년을 정점으로 감소하는 경향이었다. 등록된 제초제의 85.3%가 저독성이었으며 2010년대 이후 등록된 제초제의 86.1%는 어독성 3급이었고, 1.9%만 어독성 1급이었다. 등록 된 제초제들의 제형별 구성은 1990년대 9종에서 2010년대 17종으로 다양성이 증가하였다. 1980년대 이후 등록된 제초제들의 18가지 제형들중 우점순위는 입제, 유제, 액제, 액상수화제 순이었는데 이들 네 제형의 점유비율은 76.2%였다. 등록 제초제들의 계통별 구성은 년대기별로 다양화되었으나 등록 품목수가 가장 많은 계통은 1990년대 이후 sulfonylurea계통이 가장 많았으며 두 번째는 chloroacetamide계통이었다. 전체 등록 제초제의 계통들 중 상위 3개 계통의 점유 비율은 년대기별로 감소하는 경향이었으나 평균 점유비율은 39.3%로 높았다.

주요어: 계통, 독성, 등록, 제초제, 제형

Acknowledgements

We would like to thank Lee Hak-soon, Crop Protection Association, who helped provide various materials

Authors Information

JinSang Yu, Nousbo Co., Ltd., Master

TaeHeon Lim, Nousbo Co., Ltd., Ph.D.

SungHwan Choi, Department of Horticulture Science, Gyeongnam National University of Science and Technology, Professor

DongWoon Lee, Department of Ecological Science, Kyungpook National University, Professor, http://orcid.org/0000-0001-9751-5390

References

1  Jeong, Y.H., Kim, J.E., Kim, J.H., Lee, Y.D., Lim, C.H., et al. 2004. The latest pesticide science. pp. 1-586. Sigma Press, Seoul, Korea. (In Korean)  

2  Kim, C.S., Kim, J.W., Oh, Y.J., Hong, S.H., Heo, S.J., et al. 2018. Exotic weeds flora in crop fields in Republic of Korea. Weed Turf. Sci. 7(1):1-14. (In Korean)  

3  Kim, S.Y., Jo, M.J. and Kim, J.S. 2010. An analysis of competitive structure in the Korean agricultural chemical industry. Korean J. Agricultural Manag. Pol. 34(3):590-620. (In Korean) 

4  Kim, Y.H. and Lee, G.S. 2001. Future and prospect of agrochemical industry. pp. 175-183. 40 years of Korean Society of Agricultural Chemistry and Biotechnology. (In Korean) 

5 Kitamura, R. 2012. Japanese pesticide industry trends. World Agriculture. 142:81-94. (In Korean) 

6  KCPA (Korea Crop Protection Association). 2003. 30-year history in statistics. P<. 208. KCPA, Seoul, Korea. (In Korean)  

7  KCPA (Korea Crop Protection Association). 2019. Annual report of the pesticide. KCPA, Seoul, Korea. (In Korean) 

8  Lee, I.Y., Oh, Y.J., Hong, S.H., Heo, S.J., Lee, C.Y., et al. 2017b. Occurrence of weed flora and changes in weed vegetation in orchard fields of Korea. Weed Turf. Sci. 6(1):21-27. (In Korean) 

9  Lee, I.Y., Oh, Y.J., Park, J.S., Hong, S.H., Choi, J.K., et al. 2017a. Occurrence characteristics of weed flora in arable fields of Korea. Weed Turf. Sci. 6(2):86-108. (In Korean) 

10  Lee, I.Y., Park, J.S., Seo, Y.H., Kim, E.J., Lee, S.G., et al. 2012. Occurrence trends of herbicide resistant weeds in paddy fields in Korea. Korean J. Weed Sci. 32(2):121-126. 

11  Park, C.K., Seo, Y.T., Lee, J.G., Han, D.S., Kang, G.Y., et al. 1994. The biochemistry and uses of pesticides. pp. 481-669. Shinilsangsa, Seoul, Korea. (In Korean) 

12  Park, T.S. 2008. Statuses and perspectives of herbicides development against herbicide-resistant weeds in paddy field of Korea. Korean J. Pestic. Sci. 23(2):70-78. (In Korean) 

13  RDA (Rural Development Administration). 2019a. Understanding pesticides correctly. RDA, Jeonju, Korea. (In Korean) 

14  RDA (Rural Development Administration). 2019b. Pesticide information 365. RDA, Jeonju, Korea. (In Korean) 

15 Shim, Y.S. and Kim, J.W. 2005. Pesticides science. World Science Publishing Co., Seoul, Korea. (In Korean)  

16  Yu, J.S., Lim, T.H. and Lee, D.W. 2020. Status of registered fungicides and insecticides by toxicity, formulation and classification in Korea since 1980s. Korean J. Pestic. Sci. 24(1):19-33. (In Korean)