Occurrence Characteristics and Management Plans for Ecosystem Disturbance Plant, Sicyos angulatus

Review Article
이 인용  In-Yong Lee1김 승환  Seung-Hwan Kim1이 용호  Yong-Ho Lee1홍 선희  Sun-Hee Hong1홍 선희  Kee Woong Park2*

Abstract

It is estimated that Sicyos angulatus, an ecosystem-disturbing plant specified by the Ministry of Environment, was introduced to Korea in the 1960s along with US military supplies. S. angulatus propagates around rivers and waterways hence, having low human accessibility. This causes limitations for efficient management methods. It is an annual weed that propagates by seeds, but it is also a creeper that grows up to 8 m a year. This reduces species diversity as it gradually kills its surrounding vegetation by covering it with vines. As S. angulatus mainly grows along rivers, it is difficult to use herbicides. Therefore, to suppress the occurrence and spread of S. angulatus, methods that involve uprooting the roots, cutting the stems at a young age, or removing the vines before the seeds are formed need to be applied. However, the effect of these methods is low. In some cases, for S. angulatus on non-agricultural land, selective herbicide application should be considered.

Keyword



서 언

식물도 동물과 마찬가지로 외부로부터 공격을 받거나 환경이 생존에 불리하면 적응하기 위하여 여러 방법으로 대응을 한다. Kim et al. (2021)에 의하면 식물은 UV (ultra violet), 상처 및 병해충 등의 공격을 받으면 식물체 내에서 이러한 스트레스를 이겨내는 방어물질(일종의 phenyl propanoid, terpenoid 등)이 생성·분비하여 자신을 보호한다고 하였다. 또 선인장처럼 물이 부족한 경우에는 잎이 가시로 변하는 것도 방어전략이고, 아프리카 남부지역에서 서식하는 기린가시나무(Vachellia erioloba) 경우는 주변동물(기린)의 빈번한 공격에서 잎을 보호하기 위하여 줄기에 날카로운 가시가 있다(Daum, 2020; www.daum.net)고 하였다.

환경부에서 지정한 생태계교란식물(生態系攪亂植物, ecosystem disturbance plant)은 2021년 10월 현재 16종(KLIC, 2021)으로 가시 또는 가시를 연상시키는 단어가 들어간 식물체로는 가시박, 가시상추, 도깨비가지 3종이 있다. 가시박은 덩굴성으로 줄기와 잎에 연한 털이 빽빽하게 나 있고, 열매에는 여러 개가 뭉쳐서 털 같은 흰 가시(2-3 mm 정도)로 덮여 있다. 이들 가시가 자연생태계로 확산하는데 결정적인 역할을 했다고 할 수도 있고 아닐 수도 있다. 즉 가시가 있으면 사람이 물리적으로 제거하거나 동물이 섭취할 때 어려움이 있어 확산이 용이할 수는 있다. 그러나 가시가 있는 것만으로 넓은 면적으로 확산되었다고는 단정할 수 없다. 여기에 또 다른 생리·생태적 특성과 결부되어야만 설명될 수 있을 것이다.

잡초방제법에는 예방적, 물리적, 경종적, 생물학적, 화학적 방법 등이 있다(Kim et al., 2021). 이들 잡초방제는 한 가지 방법이 아니라 여러 가지를 종합적으로 방제하는 것이 가장 효율적이고 효과적이다. 따라서 생태계교란식물 중 가시박의 발생과 생리·생태적 특성, 환경에 미치는 영향, 그리고 다양한 관리방법을 비교하여 효과적인 방제방법을 제시하고자 한다.

가시박의 형태와 분포

가시박은 일년생 초본식물로 줄기는 4-8 m에 이르며, 3-4개로 갈라진 덩굴손으로 다른 물체를 감으며 기어오른다. 식물체 전체에 부드럽고 가는 털이 밀생(密生)한다. 잎은 어긋나기(호생[互生], growing in alternation)로 나며, 잎자루는 길이 3-12 cm이다. 6-9월에 꽃이 핀다. 꽃은 자웅동주(雌雄同株, monoecism)이며, 길이 약 10 cm 정도로 길게 된 꽃자루 끝에 달리며 지름 1 cm, 황백색이다. 별사탕 모양의 길이 1 cm 정도쯤 되는 열매는 자루가 없고 3-10개가 뭉쳐 나며, 장타원형으로 날카롭고 가느다란 가시로 덮여 있다(Kim and Park, 2009).

가시박은 북아메리카 원산으로 북미의 북동부 전역에 분포하여 심각한 피해를 주고 있고, 아시아 및 유럽에도 분포하나 남반구에서 발생한다는 보고는 없다(CABI, 2021; Esbenshade et al., 2001a; Fig. 1). 우리나라에서는 농경지 및 비농경지를 가리지 않고 전국적(제주 제외)으로 발생하며(Lee et al., 2015; 2017), 특히 강이나 하천변에서 우점을 이루고 있다(Fig. 2). CABI (2021)에서도 가시박의 급속한 국지적 확산은 흐르는 물의 분산을 통해 발생할 수 있다고 하였다. 일부 가시박은 농경지 주변에서 발생하여 서서히 농경지 안으로 침입하고 있었다. 저자들이 확인한 바에 의하면, 경기 안성에는 인삼밭과 옥수수밭에 발생하여 피해를 주었다. 그리고 경북 안동에서는 호박밭에서 그리고 경기 안성의 금광저수지 주변에서는 논 주위에 발생한 가시박 덩굴이 인근 논으로 뻗어 들어가 벼 생육에 장애를 주었다.

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Fig. 1. Distribution status of Sicyos angulatus in the world (red colour). Sources: Cabi, 2021.

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Fig. 2. Distribution status of Sicyos angulatus in Korea. Sources: Nationwide Survey of Non-native Species in Korea (National Institute of Ecology), Study of Weed Distribution in Cropland (Rural Development Administration), Invasive Plants distribution DB (Hankyong National University).

가시박은 경북 안동에서 박과 덩굴쪼김병 방제(Lee and Lee, 1994)를 위한 대목(臺木, parent stock)으로 사용하기 위해 들여왔다고 하나, 모방송 프로그램(환경스페셜 가시박편)에서 확인한 결과, 이미 1989년에 우리나라 노지에서 무성한 가시박에 접붙이기를 했다고 하였다. 해당 영상팀이 추적한 결과, 경기 포천 등지의 미군 식료품 공장에서 유출돼서 60년대 말쯤부터 퍼졌다고 한다(Namu.wiki, 2021; https://namu.wiki/w/가시박). 이런 기록이 사실이라면, 우리나라에서 가시박이 도입된 시기는 수정되어야 한다.

Kang (2014)에 의하면, 가시박은 발생량과 분포지역이 함께 늘어나고 있으며, 주로 하천변(40%)을 따라 대발생하고, 도로변(27%), 공한지(21%), 농경지(12%) 등에 분포한다고 하였다. 따라서 주로 인적이 드물었던 강이나 하천변에 발생하던 가시박이 이제는 고수부지의 체육시설 주변, 농경지에 발생하는 양상으로 변화되고 있다(Kang, 2009). 이런 경향은 Moon et al. (2008)이 보고한 것과 유사하다. 그리고 강변 고수부지에서 행하는 불법경작이 가시박의 번성을 경종적, 물리적으로 막았었지만, 관공서에서 불법경작을 단속하여 줄어들자 가시박은 번성하여 확산되었다는 주장(Namu.wiki, 2021; https://namu.wiki/w/가시박)도 있다. 그러나 우리나라에서 가시박의 분포를 보면, 제주도에는 발생이 확인되지 않았고 남부지방에서도 발생밀도가 낮다. 이런 상황을 기후변화 시나리오에 적용하면, 2070년에는 가시박 발생면적이 현재의 1/5 수준의 감소될 것으로 추산되었다(KEITI, 2021). 우리나라 중부지방과 비교하면, 가시박의 발생 및 확산은 종자의 발아적정온도보다는 일교차 차이가 클수록 발생량이 많은 것으로 추정된다. 여하튼 가시박의 발생밀도를 줄일 수 있는 관리방안이 제시되고 실천되어야 할 것이다.

가시박의 생리·생태적 특성

가시박은 종자로 번식하는 덩굴성 식물이다. 종자생산량은 주당 400-500립이며, 종자는 15-35℃의 범위에서 발아하며, 발아적정온도는 20-30℃이다. 가시박 종자는 토심 2-8 cm 깊이에서 발생하는데 포장조건에서 최대발생심도는 토심 3 cm이라고 하였다(Kim and Park, 2009). 경쟁자 없이 재배된 가시박은 주당 716-18,197 g의 건조물(dry matter)과 4,500-78,000개의 종자를 생산한다(Esbenshade et al., 2001c; Smeda and Weller, 2001). 가시박 종자는 휴면성이 있어 종피 일부를 벗겨내거나 상처를 주면 발아율이 향상한다고 하였다(Buhler and Hoffman, 1999).

가시박은 군생(群生)하는 습성이 있어 관리를 소홀히 하면 감수(減收), 수확작업상 곤란, 잡초 종자의 혼입에 따른 품질 저하 등의 잡초해를 입힌다. 또 해마다 전에 발생한 같은 장소에서 좋은 생육을 보이는 습성이 있어 한번 농경지에 침입하면 처치가 곤란한 잡초가 된다(Kim and Park, 2009). 또 Kang (2014)에 의하면, 가시박의 발아는 4월 하순부터 9월 중순까지 연속적이며, 개화는 일장에 영향을 받아 8월 말부터 10월 중순까지 무한화서(無限花序, indefinite inflorescence)의 경향을 가진다고 하였다.

가시박 종자는 토양수분이 10-16%일 때 생육(초장, 생체중)이 가장 좋았다(Shim et al., 2014)고 하여 하천변에서 잘 발생하는 이유를 밝혔다. Moon et al. (2007)은 경기 수원지방에서 가시박은 4월 중순이후 지속적으로 발생하다가 8월 이후에는 완만히 증가하는 경향을 보였으며, 8월 13일까지 90%가 발생하는 것으로 예측되어 일회성 제거로는 방제가 어렵다고 하였다. 저자들이 확인한 바에 의하면, 가시박의 생식생장 최성기는 8월 이후로 이 때 생체중(바이오매스)이 급격히 늘어나면서 주변의 다른 식물체를 완전히 덮는다. 이 시기는 꽃이 피기 이전 또는 종자가 맺히기 전으로 물리적인 제거작업이 병행된다면 가시박의 확산을 막을 수 있을 것으로 판단되었다.

가시박에 의한 경제적 피해

가시박의 덩굴은 4-8 m에 달할 수 있으며, 종종 작물이나 주변 식물을 얽어 매고 덮어버린다. 특히 이 덩굴은 작물을 질식시키고 땅으로 끌어당겨 수확을 거의 불가능하게 만든다(Anon, 2010; Esbenshade et al., 2001c). 가시박이 옥수수 생산량에 미치는 영향을 관행재배와 비교한 결과, 가시박 덩굴에 의해 옥수수의 광합성에 피해를 줘서 옥수수의 건조중(乾燥重, dry weight) 96%, 종자생산량은 98% 감소되었다(Esbenshade et al., 2001c)고 하였다. CABI (2021) 자료에 의하면, 일본에서 옥수수 수확량은 10 m2당 10-15개의 가시박에 의해 80%, 28-50개 있으면 90-98% 감소한다고 하였다. 또 스페인 카탈루냐 지방에서는 2004년과 2010년 사이에 가시박 근절 캠페인 비용으로만 EUR 78,320을 지출했다(Anon, 2010)고 하였다. 그러나 저자들이 확인한 문헌에서는 가시박에 의해 몇몇 농작물 감소에 따른 경제적 손실만 언급하였을 뿐 가시박 덩굴에 의한 생물종 다양성 감소, 자연훼손 등 산술적으로 계산할 수 없는 부분에 대한 보고는 없었다. 따라서 가시박에 의한 농작물 수량감소 뿐만 아니라 생태계교란으로 인한 피해까지 포함한다면 그 피해액은 상당할 것이다.

가시박에 의한 생태적 위협 및 환경 훼손

가시박은 여러 측면에서 생태계 위협 및 주변 환경을 어지럽힌다. 첫째로는 종자로 번식하는 일년생이지만, 일 년에 4-8 m까지 자라면서 주변 식생을 덩굴로 덮어서 광합성을 하지 못하게 하여 서서히 고사(枯死)시켜 종 다양성을 떨어뜨린다. 이런 결과는 Kang (2014)의 보고와 같이, 가시박이 분포하는 식생군락은 대조구에 비해 1.5-2배 정도 낮은 종 다양도지수를 보인다고 하였다. 또 Moon et al. (2008)에 의하면, 가시박 군락지에 발생된 잡초종이 33-34종인 반면에 가시박이 발생하지 않은 근처의 비농경지는 51-56종이 조사되어 종 다양성 감소를 직접적으로 확인하였다. 두 번째로는 가시박 전체 특히 열매에는 날카롭고 가느다란 가시(길이 1-1.5 cm)가 있어 인축(人畜, humans and animals)에 상처로 인한 피부염 등의 피해를 준다. 세 번째로는 가시박이 농작물을 덮어 수확작업을 곤란하게 하고, 네 번째로는 뿌리에서 타감물질(他感物質, allelopathic compounds)을 분비하여 다른 식물 생육을 어렵게 하여(Kang, 2014) 종 다양성을 악화시키는 원인을 제공하기도 한다. 그리고 마지막으로 다른 식물체를 올라타는 덩굴로 인해 주변 환경을 어지럽힌다. 특히 가시박의 줄기가 마른 가을부터 봄까지 황량한 모습을 보여주고 있다.

가시박 확산 억제를 위한 관리방안 및 방제기술

생태계교란식물 중 가시박에 대한 관리 및 방제기술은 다양하고 폭넓게 진행 중에 있다. 특히 Kang (2009)은 다양한 관리방안을 제시하였다. 먼저 뽑기, 베어내기와 같은 물리적 방안, 유효한 제초제를 처리하는 화학적 방안, 그리고 병원균을 이용한 생물학적 방안을 제시하였다. 그러나 가시박의 방제가 어려운 것은 서식처가 식수원인 강변에 주로 분포하고 있어 제초제를 직접 살포할 수 없기 때문이다(Kang et al., 2011). 따라서 다양한 가시박의 관리 및 방제방안을 알아보면 다음과 같다.

위생·검역(Sanitary and PhytoSanitory Measures [SPS])

가시박은 일본, 프랑스 및 노르웨이의 상황을 보면, 곡물을 수입할 때 포함되어 각 나라별로 확산되었다. 또 멕시코도 미국에서 대두와 옥수수를 수입하면서 이들 작물에 가시박이 포함되어 발생한 것으로 보고되었다(CABI, 2021). 따라서 가시박 유입을 차단하기 위해서는 식물검역의 중요성이 부각되었다. 그리하여 가시박은 2006년에 EPPO A2 List (검역병해충 규제 권장)에 등재되었고, 2009년에는 EPPO 회원국에 관리 우선순위에 포함되었다(CABI, 2021). 미국의 일부 주(델라웨어, 인디애나, 켄터키)에서는 유해잡초로 등재되어 관리되고 있다(USDA-NRCS, 2009).

우리나라에서는 ‘생물다양성보전 및 이용에 관한 법률’에 의해 생태계의 균형을 교란하거나 교란할 우려가 있는 생물에 대해 ‘생태계교란 생물’로 1999년부터 지정하여 관리하고 있다. 여기에 가시박이 포함되어 있다. 또 식물방역법에 의거하여 2009년부터 ‘병해충에 해당하는 잡초’ 중에도 가시박이 포함되어 관리되고 있다(KLIC, 2021).

물리적 방제

Kang (2009)은 가시박 열매가 떨어지지 않도록 덩굴을 6-8월에 걷어내어 땅에 묻거나 소각하는 방법을 제시하였다. 또 Kang (2014)은 가시박의 발아생리와 개화 결실을 고려할 때 9월 초순 및 10월 중순의 2회에 걸친 제거가 가장 효과적이라고 하였다. 그리고 가시박 종자는 700-1,300립 m-2 정도 분포하며, 약 9년에 걸쳐 소멸되나 토양내 수명은 2-6년 정도로 판단되어 한 번 발생시 최대 6년 정도 꾸준하게 가시박 덩굴제거가 진행되어야 한다고 하였다.

가시박 발생면적이 넓을 경우에는 덩굴을 걷어내는 방법이 유효하나, 농경지에 발생할 경우에는 수시로 뽑아주는 방법도 고려해 볼 수 있다. 그러나 현실적으로 인력으로 가시박 뿌리를 뽑거나 줄기를 주기적으로 제거하는 것에는 한계가 있다. 또 다른 방법으로는 가시박 줄기가 연약하여 쉽게 절단되므로 고압 살수기를 이용하여 가시박의 줄기를 1-2 m 간격으로 격자로 자르면 환경에 부담을 주지 않고 물리적으로 방제할 수 있다. 이와 같은 차량 부착용 고압 살수기를 이용한 물리적 방제연구는 현재 진행 중에 있다(KEITI, 2021). 이런 물리적 방제방법이 실용화되면 향후 각 지방자치단체가 보유하고 있는 산불진화차량에 부착된 동력펌프와 살수기로 해당 지자체에 발생하는 가시박을 효과적으로 제거할 수 있을 것이다.

또 가시박이 많이 발생한 제방에는 2 mm 정도 크기의 메쉬(mesh)를 가진 식생매트(그물)를 깔면 가시박 종자가 발아하여도 어린 싹[幼苗]이 뚫고 올라오지 못해 그대로 죽어 발생량을 98% 이상 억제한다(Kang, 2014; Lee et al., 2014)고 하였다. 이렇게 매트를 설치하는 방법은 기존 식생지에서는 사용이 제한적이지만, 새롭게 제방을 준설할 경우에 이런 매트를 깔면 가시박 발생을 획기적으로 줄여 확산을 막을 수 있을 것이다. 또 Moon et al. (2007)은 경기 수원지방에서는 가시박 초장은 초기에는 완만히 증가하다가 6월 중순 이후 급속하게 증가하는 시그모이드(sigmoid) 형태의 생육특성으로 6-7엽기 이상이면 주변 식물이나 수목을 감아서 타고 올라가 방제가 어렵다고 하였다. 따라서 가시박은 초장이 1 m 이하인 생육 초기에 제초제를 경엽처리하거나 밑동을 잘라 제거하는 것이 효과적이라고 하였다.

경종적 방제

미국에서 가시박은 옥수수, 대두 및 호박과 같은 일부 여름작물의 문제 잡초이다(Gibson et al., 2005; Messersmith et al., 1999; 2000). 그러나 우리나라에서 가시박의 주요 발생지역은 하천변, 수로변, 도로변 등 농작물을 재배할 수 없는 곳이다. 그러나 저자들은 일부 가시박의 덩굴이 농경지 밖에서 발생되어 안쪽으로 유입되는 것을 많은 지역에서 확인할 수 있었다(세부자료 생략). 가시박 덩굴이 농경지로 유입되는 경우는 덩굴을 조기에 제거하여 종자가 농경지에 떨어지지 않도록 하는 것이 중요하다. 그러나 우리나라에서는 가시박이 농경지에서 발생하는 경우가 드물어 경종적으로 관리할 수 있는 방안은 아직까지는 부족하다. 그러나 가시박 출현 및 발생을 억제하기 위해서는 호밀을 피복하면 효과가 있다고 하여 향후 유용하게 쓰일 수 있을 것이다(KEITI, 2021; Oh et al., 2013).

화학적 방제

가시박은 관련 제초제 살포로 방제된다. 그러나 가시박이 한강, 금강, 낙동강 등의 강가 또는 안양천이나 안성천 같은 하천변, 그리고 팔당댐이나 경기 안성 금광저수지 등 수자원 보호구역 주변에 발생하는 관계로 제초제 살포가 쉽지 않다. Lee et al. (2007)에 의하면, 농경지에서는 linuron과 simazine, 비농경지에는 dichlobenil·imazaquin, dicamba 등 4종을 살포하면 방제할 수 있다고 하였다. Choi et al. (2012)은 천연물에서 유래된 d-limonene을 가시박 방제에 우수한 성과를 얻어 천연 생화학 제초제로서의 적용가능성을 확인하였다. 실제 Kang et al. (2011)은 d-limonene을 온실 및 노지에서 발생한 가시박에 살포하여 우수한 방제효과를 확인하였다. 이 d-limonene은 감귤류 껍질에서 추출된 물질로 환경에는 부담을 주지 않는데 잡초방제를 위한 제초제로 사용할 수 없는 것이 안타깝다. 이런 경우는 토양방선균에서 유래된 제초제인 bialaphos와 glufosinate (Kim et al., 2021)도 같이 적용되고 있다. 천연물에서 유래한 제초제는 잔류독성이 없어 환경에 부담이 없기 때문에 강변이나 저수지 등에 사용한다면 가시박 뿐만 아니라 다른 생태계교란식물의 발생 혹은 확산저지에 기여할 것이다. 따라서 천연물 유래 제초제를 강변이나 저수지 등에 사용할 수 있게 법적, 제도적, 사회적 전환이 필요한 시점이다.

미국 인디애나에서는 가시박을 대상으로 여러 제초제를 처리하고 8주 후에 달관으로 방제효과를 확인하였다. 토양처리제인 atrazine, metribuzin+chlorimuron, linuron+chlorimuron 처리에서는 90% 이상, 경엽처리제인 glyphosate, glyphosate+ dicamba, glyphosate+2,4-D, chlorimuron, metribuzin+chlorimuron, paraquat 처리에서는 80% 이상의 달관 방제효과를 얻었다. 반면에 imazaquin과 bentazon은 70% 미만으로 방제되었다(Smeda and Weller, 2001). 옥수수밭에서 prosulfuron 및 primisulfuron은 가시박 출현 후 적용이 가능하다(Messersmith et al., 1999)고 하였다. 그러나 Esbenshade et al. (2001b)은 가시박은 전 생육기간에 걸쳐서 발생되므로 농경지에서 효율적인 관리를 위해 토양처리제를 사용하는 것이 매우 어렵다고 하였다. 따라서 가시박을 제초제를 이용하여 방제할 경우에는 토양처리제는 광합성저해형 제초제(우레아계 또는 트리아진계 등)를 살포하는 것이 효과적이고, 경엽처리제는 천연물 유래한 glufosinate ammonium 등의 비선택성 제초제로 방제할 수 있다.

생물학적 방제

가시박 생물적 방제에 이용 가능한 병원균 3종(Cercospora citrullina, Pseudocercospora cantuariensis, Stagonosporopsis cucurbitacearum)을 분리 동정하여 기주특이성은 확인하였으나 현장 적용을 위해서는 많은 후속 연구가 필요하다(Kang, 2014). 그리고 또 다른 병원균(Sclerotinia trifoliorum BMC98-105)은 가시박 줄기에 균사가 생장하면서 줄기의 물관을 파괴시켜 가시박을 방제하는 연구가 진행 중이다(KEITI, 2021). 목화 애벌레(Pyralidae indica)와 Aulacophora 속의 잎벌레 종은 가시박 잎을 선호하지만(CABI, 2021), 이들이 천적으로 작용하는지 여부는 알려져 있지 않다. 그 밖에 다른 곤충에 대한 가해여부는 확인하였으나 천적이라고 할 수 없다고 하였다(CABI, 2021; EPPO, 2010).

생화학적 방제

천연물에서 유래한 생화학물질로 가시박을 방제하려는 연구가 비교적 최근 이루어졌다. 식물추출물로는 acetic acid, clove oil, fatty acid, pelargoinc acid, maize gluten 등 다양한 물질들의 가시박 방제효과가 연구되었다. Fukuda et al. (2004)의 연구에 의하면 pelargoinc acid는 ha 당 5-10 kg으로 가시박의 완전방제가 가능한 것으로 보고하였으며, 국내에서 실험한 결과에 의하면 6%의 pelargoinc acid를 m2 당 200 mL 수준으로 처리할 경우 처리 후 5일에 달관조사한 경과 완전한 방제가 이루어졌다고 한다(Lee et al., 2013). 식물 색소체인 chrysophanic acid는 천연 제초제로 사용되고 있으며, 가시박 3엽기에 농도별로 처리한 후 6일에 조사한 결과에 의하면 30,000 ppm에서 완전 방제되는 것으로 나타났다(Kang et al., 2010). D-limonene은 감귤류 껍질에서 추출된 물질로 미국에서 천연 제초제로 많이 이용되고 있다. 노지조건에서 5엽기의 가시박을 완전 방제하는데 d-limonene 70 mg ml-1의 농도가 사용되었으며, 엽기가 진행될 수록 약효가 떨어지는 것으로 나타났다(Kang et al., 2011). 또 다른 연구에서는 자연상태에서 자라는 가시박을 효과적으로 방제하기 위해서는 ha 당 140 kg의 d-limonene이 요구되는 것으로 나타났다(Choi et al., 2012).

최근 미생물 추출물의 잡초방제효과에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 국내에서 진행된 토양방선균 추출물인 KR1901의 가시박 방제효과 연구에서 50% 배양여액으로 포장상태의 가시박을 90% 방제할 수 있다고 보고하였다(Kwak et al., 2020).

대부분의 천연 추출물들은 제초효과가 빨라 처리 후 1일부터 7일사이에 활성이 나타나 식물체가 고사하는 장점을 갖고 있으나, 많은 양의 물질들이 투입되어야 방제효과를 보이기 때문에 실용화하기가 어려운 단점이 있다.

가시박 확산 방지를 위한 종합방제모형

가시박 확산을 방지하기 위한 방안은 여러 문헌을 통해 확인할 수 있었다(Kang, 2009; Namu.wiki, 2021; Wikipedia, 2021). 이것을 종합하면, 당해 연도에는 ① 종자가 달리기 전에 뽑는다. 가능한 생육초기에 뽑거나 줄기를 자른다. ② 덩굴은 일 년에 2-3회 걸쳐(6-8월) 제거한다. ③ 종자가 맺기 이전에 걷어낸 덩굴은 땅에 묻거나 소각한다. ④ 시민 및 환경단체를 대상으로 가시박에 관한 교육을 실시하여 지속적(최소 5년 동안)으로 제거하도록 한다. 그리고 향후에는 ① 전년도에 가시박이 발생한 지점을 중심으로 최고 생장기(6-8월)에 개화되지 않는 시기에 제거하여야 하며, ② 시민 및 환경단체를 대상으로 가시박을 비롯한 생태계교란식물에 관한 교육을 실시하고, ③ 시민 자원봉사 신청시 정화활동과 가시박을 포함한 생태계교란식물의 제거활동을 병행하며, ④ 언론 매체, 현수막 등을 통한 홍보가 있어야 한다(Kang, 2009)고 하였다.

가시박 발생을 줄이기 위해서는 가시박 발생이 많았던 강변이나 하천의 제방에 전년도에 식생매트(그물)를 깔아 가시박의 발생밀도를 절대적으로 줄이고(Kang 2014; Lee et al, 2014), 생육 초기(4월 말)에 본엽 2-3매 나왔을 때 손으로 뽑거나 예취하는 방법이 유효하다. 5월 중하순까지는 뽑거나 줄기 밑 둥을 자르는 방법이 있고, 시험 중에 있지만 7-8월 가시박 넝쿨이 다른 식물체를 타고 올라갈 때는 고압 살수기로 가시박의 줄기를 절단하는 방법이 있다(Table 1). 제한적이지만 가시박 발생 전이나 발생 초에 토양처리 제초제를 살포하거나, 초장이 1 m 미만을 경우에는 경엽처리 제초제를 살포하여 방제할 수 있을 것이다.

Table 1. Schematic diagram for prevention of Sicyos angulatus spread.http://dam.zipot.com:8080/sites/WTS/images/N0260100401_image/Table_WTS_10_04_01_T1.png

z Growth stage: Based on Suwon city.

종합고찰

우리나라에서 환경위해식물 또는 외래잡초하면 가시박이 제일 먼저 떠오른다. 가시박의 여러 특징으로 매년 발생면적이 늘어나고 쉽게 걷어낼 수 없어 ‘식물계의 공룡’ 혹은 ’식물계의 황소개구리’라 칭하기도 한다(Kang et al., 2011). 이 가시박은 주로 강변이나 수로변에 많이 발생하는 경향으로 4대강을 중심으로 확산되고 있다(Kang, 2014; Lee et al., 2015; Moon et al., 2008). 또 도심지의 하천에도 발생하여 일부 행정기관을 중심으로 제거작업을 실시하고 있다(Kang, 2009). 그러나 이들 제거작업은 일회성으로 끝나 근본적으로 해결하는데 도움이 되지 못하고 있다. 가시박에 대한 분포조사는 다양한 기관(Kang, 2014; Kim at al., 2019; Lee et al., 2015)에서 조사되어 그 발생양상을 확인할 수 있었다. 또 가시박의 발생과 생리·생태적 특성도 국내외 많은 연구자들에 의해 진행되고 우수한 성과도 얻었다(CABI, 2021; Esbenshade et al., 2001c; Moon et al., 2007). 이들 가시박을 방제할 수 있는 토양 및 경엽처리제 연구도 진행되고(CABI, 2021; Esbenshade et al., 2001c; Lee at al., 2007) 장소에 관계없이 원하면 언제든지 관련 제초제를 사용할 수 있다. 다만, 제초제라는 거부감 때문에 사용이 제한적이라는 것이다.

향후 가시박은 화학적 방제법보다는 물리적, 생물학적, 생화학적인 방법으로 그 발생밀도를 줄일 수 있는 방안이 제시되어야 한다. 현재 고압 살수기를 이용한 가시박 줄기를 절단하는 방법, 토양방선균을 이용한 생물학적 연구가 진행되고 있어 고무적이다(KEITI, 2021). 사실 생물학적 연구보다는 주변에서 손쉽게 이용할 수 있는 물리적 방법과 화학적 방법이 가시박이 발생된 상황에 맞게 도입된다면 유용할 것이다. 즉 4대강 또는 저수지 주변에는 제초제 사용이 제한적이기 때문에 차량이나 보트에 설치가 가능한 고압 살수기를 이용하여 가시박 줄기를 절단하여 발생량과 밀도를 줄이는 방법이다. 그리고 수로변을 제외한 비농경지에 발생하는 가시박은 비선택성 경엽처리 제초제(천연물 유래 제초제에 국한)를 국부적으로 처리하면 그 발생밀도를 줄일 수 있을 것이다. 그러나 제초제 처리에 대한 국민적인 합의(법적, 제도적, 사회적)가 전제되어야 하는 문제점을 해결해야만 한다. 또 환경부 국립생태원 홈페이지의 외래생물신고센터(KIAS, 2021; https://kias.nie.re.kr/home/cms/rci01001l.do)를 지금보다는 더 적극적으로 활용하는 방안도 고려되어야 한다. 외래생물신고센터에 가시박을 비롯한 생태계교란식물이 신고·접수되면 확산이 억제될 수 있도록 신고자에게 적극적으로 대처할 수 있는 효율적인 관리방법을 알려주는 것도 하나의 방편이 될 수 있다.

Acknowledgements

This study was supported by joint research project from Ministry of Environment, Republic of Korea (Project number: 2018002270002 and 2021002270004).

Authors Information

In-Yong Lee, Hankyong National University, Research Professor

Seung-Hwan Kim, Hankyong National University, Research Professor

Yong-Ho Lee, Hankyong National University, Research Professor

Sun-Hee Hong, Hankyong National University, Professor

Kee Woong Park, Chungnam National University, Professor

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