Editorial Board

대상농약인 imicyafos 입제 5% (경농, 한국)는 시중 농약상에서 구입하였고, 농약처리 및 재배이력은 T able 1에 나타내었다. 농약 처리 후 작물 식재일(Plant back intervals, PBI)을 0, 30 및 60일이 되도록 imicyafos 입제를 각각 처리하였다. 전북 정읍시 신태인읍 백산리 소재 시험포장의 토양특성은 Table 2에 나타내었다.

비닐하우스 안의 각 처리구에 무처리 토양 1 kg과 농약을 폴리에틸렌 백에서 섞어 토양에 고르게 뿌리고, 쇠스랑으로 표면을 긁어 섞이도록 하였다. 처리구 토양이 알타리무 파종 전까지 작물 재배조건과 유사하게 유지되도록 비닐로 피복하여 잡초를 관리하였고, 점적호스를 5줄로 설치하여 관수하였다. 파종 직전에 제초용 피복 비닐과 점적호스를 제거한 후 토양을 두 가지 방법으로 경운하였다. 날 길이가 약 5 cm인 쇠스랑으로 토양을 혼화하거나(방법 1), 날의 길이가 약 15 cm인 소형 관리기로 경운하였다(방법 2). 경운 후에 점적호스를 다시 5줄로 설치하고 비닐로 피복하고 알타리무를 4줄로 파종하였다. 재배와 관련된 다른 사항은 농가 관행에 따랐다. 여름 수확 알타리무는 5월에 파종하였고(포장 1) 가을 수확 알타리무는 8월에 파종하였다(포장 2). 각 처리구의 크기는 폭 0.9 m, 길이 13.8 m이며 완충구역은 폭 0.9 m, 길이 1.5 m이었다. 각 처리구 12.4 m² 면적에 농약 74 g을 각각 처리하였다. 파종한 알타리무의 품종은 권농여름알타리무(권농종묘, 한국) 이었다.

알타리무는 처리당 12개체를 2반복으로 채취하였다. 여름 알타리무는 2회, 가을 알타리무는 3회 시료를 채취하였다. 알타리무는 포기째 수확하여 흐르는 물로 가볍게 흙을 제거하였다. 알타리무의 지상부와 지하부를 구분하여 조제하고 드라이아이스와 혼합하여 마쇄한 시료를 분석 전까지 -10°C 냉동고에 보관하였다.

토양 시료는 수확일에 처리별로 20지점에서 10 cm 깊이까지 채취한 것을 혼합하고, 음건하여 2 mm 체로 거른 후 분석에 사용하였다.

여름 알타리무 분석용 표준용액은 10 mg/L의 working solution을 이용하여 0.001, 0.002, 0.005, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2 mg/L으로 조제하였다. 각각의 표준용액은 질소 건고한 후 시료의 추출 및 정제과정을 거친 무처리 시료 추출액으로 재용해하는 방법으로 matrix-matched standard를 조제 한 후 이를 2회 반복 분석하여 피크 면적을 기준으로 협차방정식 표준검량선을 작성하였다. 토양 분석용 표준용액은 100 mg/L의 working solution을 이용하여 0.001, 0.002, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1 mg/L으로 조제하였다. 무처리 시료 추출액을 질소 건고한 후 각각의 표준용액으로 재용해하는 방법으로 matrix-matched standard를 조제한 후 이를 2회 반복 분석하여 피크 면적을 기준으로 협차방정식 표준검량선을 작성하였다. 가을 알타리무는 100 mg/L의 working solution을 0.01, 0.02, 0.1, 0.2, 0.5 및 1.0 mg/L으로 희석한 후 표준용액과 acetonitrile 및 시료의 추출 및 정제과정을 거친 무처리 시료 용액을 각각 100, 400 및 500 μL씩 혼합하는 방법으로 matrix-matched standard를 제조한 후 이를 분석하여 얻은 크로마토그램 상의 피크 면적을 기준으로 협차방정식 표준검량선을 작성하였다.

여름 알타리무의 분석에는 Shiseido Nanospace SI2 HPLC 시스템이 구비된 TSQ Quantum Discovery Max. triple quadrupole mass spectrometer를 이용하였으며 상세한 분석조건은 Table 3 (a)에 나타내었다. 가을 알타리무 및 토양의 분석에는 Agilent 1290 HPLC 시스템이 구비된 Agilent 6470 triple quadrupole mass spectrometer를 이용하였으며 상세한 분석조건은 Table 3 (b)에 나타내었다.

여름 알타리무 회수율 시료는 무처리 알타리무 지하부 및 지상부 시료 10 g에 imicyafos 0.02, 0.1, 1.0 mg/L 표준용액 1 mL를 가하여 잔류량이 각각 0.002, 0.01 또는 0.1 mg/kg이 되도록 하였다. 처리된 시료를 위의 잔류분석법으로 분석하여 회수율을 산출하였는데 0.01과 0.1 mg/kg 수준 시료는 3 μL, 0.002 mg/kg 수준 시료는 5 μL를 LC/MS/MS에 주입하였다

토양 회수율 시료는 무처리 토양시료 20 g에 0.2, 2.0, 20 mg/L imicyafos 표준용액 1 mL을 각각 가하여 잔류량이 0.001, 0.01 또는 0.1 mg/kg이 되도록 하였다. 처리된 토양 시료를 위의 잔류분석법으로 분석하여 회수율을 산출하였다.

가을 알타리무 회수율 시료는 무처리 알타리무 지하부 및 지상부 시료 10 g에 0.2, 1.0, 10 mg/L imicyafos 표준용액 100 μL을 각각 가하고, 잔류량이 0.002, 0.01 또는 0.1 mg/kg이 되도록 준비하였다. 처리된 시료를 위의 잔류분석법으로 분석하여 회수율을 산출하였다.

5 cm와 15 cm 경운 깊이에 따른 알타리무의 imicyafos 잔류농도와 생체중을 조사하여 대응하는 두 처리구 평균을 대응표본 t-검정(양측 검정, p ≤ 0.05)으로 비교하였다. 농약 처리 후 수확 일자별로 두 잔류농도 간 차이를 하나의 변량으로 보고 변량간의 차이를 검정하는 방식을 취하였다. 통계 프로그램으로 엑셀을 이용하였다. 각 처리구별 알타리무 지상부와 지하부 시료 전체 무게(Table 5)와 잔류농도(Table 6)를 곱하여 알타리무(n = 24) 부위별 농약잔류량을 구하였다(Table 7). 알타리무 수확 시기별로 지상부 및 지하부의 imicyafos 잔류양상을 파악하고자 RCF (root concentration factor)와 TF (translocation factor)를 아래와 같이 구하였다(Table 9, 10).

농약 처리와 여름 알타리무 및 가을 알타리무 재배기간의 일평균기온은 각각 20.1 ± 8.0°C, 25.6± 6.0°C이었고, 일 평균습도는 각각 68.5 ± 26.5%, 77.4 ± 21.7% 범위이었다(Table 1).

분석법의 기기분석 조건에서 알타리무 지상부 및 지하부, 토양의 matrix-matched standard solution 검량선의 상관계수 0.99 이상으로 우수한 직선성을 보였다. 여름 알타리무 지하부와 지상부 중 imicyafos의 회수율은 각각 88.7-103.8%와 84.6-98.9%이었고 가을 알타리무 지하부와 지상부 중 imicyafos의 회수율은 각각 93.0-111.1%와 88.1-93.1%로 유효한 회수율 범위를 보였다(Table 4).

방법 1과 방법 2의 알타리무 지상부와 지하부 시료무게(Table 5)를 대응표본 t-검정한 결과 유의수준 0.05에서 t 통계량이 각각 -3.76과 -4.07, p 값이 각각 0.0013과 0.0007로 경운 깊이가 알타리무 특히 지하부의 생육에 유의적인 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

알타리무 지상부 중 imicyafos 잔류농도는 파종기 처리(plot A, E)의 방법 1과 방법 2에서 각각 0.003-0.015, 0.004-0.016 mg/kg, 처리 후 30일(plot B, F)에 잔류농도는 방법 1에서 0.002-0.007 mg/kg, 방법 2에서 0.002-0.006 mg/kg으로(Table 6) 파종기 처리(plot A, E) 및 처리 30일 후 파종(plot B, F)의 알타리무 지상부 중 imicyafos의 경운깊이에 따른 잔류량은 통계적으로 유의적인 차이가 없었다(p < 0.05). 농약처리 60일 후 파종한 처리구(plot C, G)의 경우 일부 시료에서 imicyafos의 잔류량이 정량한계(0.002 mg/kg) 미만이었기 때문에 통계분석을 통한 유의성을 확인할 수 없었다.

알타리무 지하부 중 imicyafos 잔류농도는 Table 6에 제시한 바와 같이 파종기(plot A, E) 방법 1에서 0.009-0.020 mg/kg 및 방법 2에서 0.008-0.019 mg/kg이었으며, 처리 후 30일(plot B, F)에 방법 1 및 방법 2에서 각각 0.003-0.009 mg/kg 및 0.003-0.008 mg/kg이었다. 처리 후 60일(plot C, G) 방법 1과 방법 2의 경우 <0.002-0.003 mg/kg의 잔류량을 보였으며, 대응표본 t-검정한 결과 5 cm 깊이로 혼화한 처리구의 잔류량이 더 높은 경향을 보였다(p < 0.05). 여름시기에 수행한 시험에서는 농약 처리 후 60일 파종(plot C)에서 imicyafos의 잔류량이 정량한계(0.002 mg/kg) 미만으로 검출되는 경우가 있어 통계적 유의성을 확인할 수 없었다.

그러나 알타리무 지상부 및 지하부의 imicyafos 잔류량은 Table 7에 제시한 바와 같이 통계적 유의성이 인정되지 않는 결과를 보였다(p < 0.05). 이는 토양에 살포된 입제 농약은 경운 깊이에 따라 분포하지만, 상대적으로 높은 수용해도와 낮은 토양흡착계수로 토양수에 녹은 imicyafos는 쉽게 이동하여 경운 깊이가 알타리무의 잔류량에 미치는 영향이 낮았기 때문이라고 판단되었다.

여름과 가을 포장에서 5 cm 깊이와 15 cm 깊이로 경운한 토양을 10 cm 깊이로 채취하고 토양 비중 1.2를 가정한 이론적 imicyafos 농도는 각각 2.5, 1.7 mg/kg이다. 온실에서 알타리무 파종 후 수확까지 약 30일 동안 토양 중 imicyafos 농도는 여름과 가을시험에서 0.09-0.45 mg/kg (plot A, E) 으로 이론적 농도의 50% 미만 수준으로 감소하였다. 이러한 결과는 imicyafos의 DT₅₀이 표준물질을 이용한 실내 시험에서 28일과 29일이었고, 농약 제품을 이용한 야외 포장시험에서 3일과 6일이라고 한 일본의 농약평가 결과(FSCJ, 2015)와 유사한 결과라고 판단되었다(Appendix 1). 입제 농약 처리 경과일수별 알타리무 수확기 토양 중 농도는 각각 0.09-0.45 mg/kg (plot A, E), 0.03-0.16 mg/kg (plot B, F), 0.02-0.08 mg/kg (plot C, G) 이였고, 토양 경운 깊이별 imicyafos 잔류농도를 대응표본 t-검정한 결과 p 값이 0.458로 통계적 유의성이 인정되지 않았다(Table 8).

수확기 토양 중 imicyafos 잔류농도 대비 알타리무 지하부 중 잔류농도(RCF)는 0.029-0.15이며 알타리무 지하부 중 잔류농도 대비 지상부 중 잔류농도(TF)는 0.333-1.667이었다(Table 9, 10). 입제 농약 처리 후 경과일수별 RCF는 0.029-0.122 (plot A, E), 0.042-0.133 (plot B, F), 0.033-0.15 (plot C, G)이었으며, TF는 각각 0.659 ± 0.203 (0.333-0.938), 0.889 ± 0.355 (0.4-1.667), 0.867 ± 0.183 (0.667-1.0)이었다(Table 9, 10). 농약 처리 후 경과일수별 TF는 평균 1 이하로 근채류인 알타리무 지하부보다 지상부의 잔류농도가 감소하는 양상이었다. 대기로의 방출, 지하부로의 이동 등이 지상부 잔류농도 감소의 원인일 수 있지만 imicyafos의 물리적 성질(증기압 1.9 × 10^-7 Pa)에 의하면 대기로의 이동은 배제될 수 있다(FAMIC, 2017). 일본의 imicyafos 평가보고서(FSCJ, 2015)에 의하면 방사성 동위원소로 표지된 imicyafos를 처리한 토양에서 파종 후 47일과 90일에 수확한 무 지상부의 imicyafos 농도는 검출한계 미만이고 대부분 잔류분은 대사산물이었으나 90일에 수확한 무의 지하부에서는 대부분의 잔류분이 imicyafos 이었다. 지상부의 방사능 농도비가 지하부에 비하여 4.6-5.8배 높은 것으로 보고되어 실제 지상부로의 이동량은 지하부에 비하여 훨씬 높았을 것으로 판단되었다. 따라서 알타리무 지상부로 이행된 imicyafos는 지하부에서보다 빠르게 분해된 것으로 판단되었다

온실 사양토(유기물함량 4.06%)에서 파종 전 60일에 imicyafos 입제를 처리하여 재배한 알타리무 중 잔류농도는 0.01 mg/kg 미만이었다(Table 6). Lim et al. (2021)은 온실양토 (유기물함량 9.81%)에서 imicyafos 입제 처리 후 상추의 잔류량이 0.01 mg/kg 초과하지 않기 위하여 토양 중 잔류량 0.021 mg/kg과 PBI 357.3일을 제시하였는데, 토양과 작물 중 농약 잔류량은 작물(품종), 재배 시기, 온·습도, 토양 유기물함량 등에 따라 달라질 수 있으므로 다양한 조건에서 잔류시험이 필요할 것이다. Kwak et al. (2021)은 사용량이 많아 토양에 잔류되어 후작물로 이행될 가능성이 있는 농약들에 대해서는 잔류허용기준이 기설정된 작물들을 연작하도록 제안한 바 있다. 미국에서는 작물그룹의 대표작물을 대상으로 후작물 대사시험과 잔류시험 성적서를 단계적으로 평가하여 후작물 잔류 우려가 있다면, 후작물 안전식재기간(plant back interval, PBI)을 설정하여 농약 라벨을 관리하거나 후작물 잔류허용기준을 설정한다(EPA, 1996). 농산물 안전성을 확보하기 위해 전작물에 사용된 농약의 후작물 재배 전 토양 잔류농도 및 토양에서 작물로의 흡수이행성 등 정보가 사용자에게 제공될 필요가 있다. 그러나 현실적인 PBI 설정이 어렵고 후작물의 농약 잔류량이 PLS 일률기준, 0.01 mg/kg을 충족하지 못한다면 농약잔류허용기준 설정이 필요하다고 판단되었다.

Imicyafos 입제 농약을 토양에 처리하고 5 cm 및 15 cm 깊이로 혼화하여 재배한 알타리무 중 imicyafos 잔류량은 두 처리방법 간 통계적 유의성이 없었다. 알타리무 생육은 5 cm 보다 15 cm 혼화 처리에서 더 좋았다. 알타리무 지상부 잔류농도는 통계적 유의성이 없었지만, 지하부 잔류농도는 15 cm 혼화보다 5 cm 혼화 처리에서 더 높았다. 근채류인 알타리무에 흡수·이행된 imicyafos는 지하부에 비하여 지상부에서 빠르게 분해되는 것으로 판단되었고, 수확기 토양 대비 알타리무 지하부의 잔류농도(RCF)는 0.029-0.15, 알타리무 지하부 대비 지상부의 잔류농도(TF)는 0.333-1.667 이였다. 파종 전 60일에 imicyafos 입제 농약을 처리하여 재배한 알타리무 중 잔류농도는 일률기준 0.01 mg/kg 미만이었다.