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9. 제초제 사용과 환경
오늘은 제초제를 사용하는 방법과 이들 제초제들이 어떤 경로를 통해 생명을 유지하며 일생을 살아가는가? 그리고 이들의 독성이 환경에 어떠한 영향을 미치는가에 대해서 알아보기로 한다.
궁극적으로 인간이 과학을 발달시킨 것은 인간의 실생활에 이롭게 하기 위해서이다. 사용하기 위해서인 것이다. 인간이 어떻게 사용하는가가 아주 중요하다.
1) 제초제의 제형과 사용방법
제초제의 제형
제초제의 제형은 실제 제초제를 사용할 수 있도록 생산자가 공급하는 제품을 의미한다. 과학자들이 실험실에서 합성한 제초제가 효과가 있다고 해서 그대로 사용할 수 없다. 사용자가 사용할 수 있도록 보조제를 첨가하여 가공을 하여야 한다.
영웅이 있으면 영웅을 뒤받쳐주는 박수부대가 있어야 한다. 이 박수부대가 충실치 못하면 영웅으로써 역할을 결코 제대로 수행하지 못한다. 지금의 대통령이 아무리 능력이 뛰어나다 하더라도 그림자처럼 따라다니며 지지해주는 보조자들이 딴 생각을 하고 있으면 결코 그 지도자는 능력을 발휘할 수 없다.
이처럼 제초제의 제형은 제초제가 제 능력을 발휘할 수 있도록 보조해주는 위대한 파트너와 결합된 형태이다. 결코 무시할 수 없는 파트너이다.
제형의 구성
제형에는 크게 3가지의 요소로 구성되어 있다. 첫째가 가장 중요한 핵심인 제초제의 주성분이다. 이를 유효성분(Active ingredient)이라 한다. 이것이 없으면 아예 제초제가 성립되질 않는다.
다음은 보조제 (additive)이다. 제초효과의 발현 및 증진을 위해 사용하는 물질이다. 유화제(emulsifier), 습윤제(wetting agent), 전착제(sticker) 등이 있는데 이들을 통칭하여 계면활성제(surfactant)라 한다. 계면활성제는 유화성, 확전성, 분산성, 습윤성 등을 증진시키거나, 또는 액체의 표면성질을 바꾸어 주는 물질이다.
유화제(emulsifier)는 하나의 액체가 다른 액체에 현탁되는 정도를 증진시키는 물질이다. 쉬운 예로 물에 기름이 분산되도록 하는 것이다.
그림을 보면 물속에 기름이 골고루 분산되도록 해주는 매개체가 있다. 이 매개체는 한쪽 끝은 친수성 성질을 가지고 한쪽 끝은 친유성 성질을 가진다. 빨래할 때 비누의 역할을 생각하면 쉽다. 떼는 기름의 성질을 많이 가지고 있다. 그러니 그냥 물에는 잘 제거되지 않는다. 유화제 역할을 하는 비누가 이를 쉽게 해주는 것이다.
유화제는 중매자라고 할 수 있는데 서로 어울리지 않는 것을 어울리게 한다. 십수년전 협상의 귀재 키신저가 있었는데 요즈음은 카터 전대통령이 세계의 협상꾼으로 나섰다. 옛날 중국의 전국시대 때 소진, 장의를 알죠? 소진은 秦나라에 대항하는 다른 열국의 동맹을 성공시켜 합종책으로 6국의 재상을 겸임하였고, 장의는 秦나라의 재상이 되어 연횡책으로 다른 열국들이 진나라에 복종하게 하였다.
건물을 지을 때 모래를 이용한 벽돌을 이용하는데, 본래 모래는 모래로 뭉치지 못한다. 이를 뭉치게 해주는 것이 시멘트이다. 이 시멘트가 유화제 역할을 하는 것이다. 남자와 여자는 성격이 서로 상반되어 어울리지 못한다. 그러나 사랑이 있어 남과 여를 결합하게 하는 것이다.
다음은 습윤제(wetting agent)이다. 표면장력을 감소시키는 물질이다. 식물체 표면인 큐티클층은 바깥쪽인 친유성의 큐티클납질과 안쪽에 친수성인 큐틴으로 구성되어 있다. 그래서 제초제가 처음 식물체 잎에 접촉, 흡수되기 위해서는 표면장력이 낮아야 유리하다.
인간의 성격으로 이야기한다면 배타적인 성격을 부드럽게 하는 것이다.
전착제(sticker)는 식물체의 경엽에 제초제가 부착되도록 하는 보조제이다. 이들은 약제처리시 약액이나 처리후 강우에 의하여 씻겨나가는 것을 감소시킨다. 습윤제가 수동적으로 잎 표면에 붙게 하는 것이라면 전착제는 능동적으로 잎 표면에 붙게 하는 것이다.
증량제는 제초제의 취급을 용이하게 하기 위하여 사용하는 물질이다. 제초제의 원제는 아주 극소량이다. 현재 10a당 뿌려지는 제초제量은 수g~수십g정도이다. 이 얼마 안 되는 양을 1000㎡라는 면적이 뿌릴 수 없다. 실제 제초제를 손으로 살포할 경우에 그 양을 늘려야 한다. 현재 보통의 제초제들은 10a당 3kg을 살포하고 있다. 실제 뿌려보니 이 정도가 가장 적은 양으로 쉽게 뿌릴 수 있는 양인 것이다.
양을 부풀리기 위해 사용되는 것이 증량제이다. 벤토나이트, 모래등 사용하고 있고 요즈음은 Pyropyllite를 많이 이용하고 있다.
제형의 종류
제초제 입제 (Gramule, GR)는 우리나라의 경우 논에서 주로 많이 사용한다. 입제는 대부분 모래에 coating하는 방법이거나 벤토나이트 등을 이용하여 국수가락 뽑듯 뽑아내는 입제형이다.
모래에 제초제를 코팅하는 것은 모래와 시멘트를 섞을 때 레미콘을 이용하는 것을 생각하면 된다. 입제형은 실제 국수가락 뽑는 기계와 동일하다. 단지 국수는 길게 자르고 제초제는 아주 짧게 잘라야 하는 것이 다를 뿐이다.
입제의 장점은 살포하기 간편하고, 살포시 물이 필요 없고, 약해의 위험이 적다는 것이다. 단점은 균일살포가 어렵고, 액제보다 부피가 커서 물류비용이 많이 든다는 점이다.
다음은 액체 시용제들이 있다. 물을 이용하여 분무하여 살포를 한다. 분무기가 필요하고 또 살포물량이 아주 많다. 보통 동력분무기를 이용할 경우 단보당 120ℓ이고, 항공기 살포일 경우는 30ℓ정도이다. 그래서 살포시 바람 부는 날의 처리를 삼가야 한다. 비산되어 인근에 약해의 위험이 크다. 특히 항공기를 이용할 때는 주의하여야 한다. 그러나 입제보다는 살포가 균일하게 된다. 또 사용자입장에서 비용이 더 들지라도 제초제 생산자입장에서는 물류비용이 적게 든다.
액제(Soluble comcentrate, SL)는 액상 제형으로 물에 용해되는 제형이고, 유제(Emulsifiable comcentrate, EC)는 비극성 액상 제형으로서 액상 유효성분, 유기용매 및 유화제로 구성되어 우유상태로 된 제형이다.
수화제(Wettable powder, WP)는 증량제, 제초제 및 분산제로 구성된 고체를 물속에서 10∼20㎛의 입자크기로 미분화되는 제형이고, 과립수화제(Water dispersible granule, WG)는 과립형태의 수화제이다. 액상수화제 (Suspension concentrate, SC)는 유제와 수화제의 중간 정도 형태이다.
수용제(Water souble powder, SP) : 유효성분이 수용성이고 수용성 물질의 증량제를 이용한 제형으로 물에 희석한 살포액이 투명하다.
제초제의 사용방법
제초제의 경우 손으로 뿌리는 경우가 많다. 손살포하는 것은 입제형 제초제들이다.
방제기구를 살포할 경우에는 장비가 필요하다는 점이 있지만 균일하게 살포된다. 입제를 뿌릴 경우는 살립기가 있고, 액제의 경우는 분무기가 있다. 분무기에는 수동력을 이용하는 소형분무기, 동력을 이용하는 동력분무기, 대단위면적에 사용되는 광역방제기, 항공기를 이용하는 항공살포기가 있다.
분무기는 노즐(nozzle), 용기, 펌프로 구성되어 있다. 특히 노즐은 아주 정밀을 요하는 정밀산업에 속한다. 골고루 뿌리게 하려면 약간의 과장된 말로 표현하면 항공산업의 미사일 수준의 정밀도가 필요하다. 국내에서는 정밀한 노즐 특히 제초제 노즐을 만들지 못한다.
국내에서 항공살포하는 곳은 서산간척지 영농법인이다. 서산간척지는 작년까지 현대그룹에 속해 있다가 정주영씨가 타계하고 나서 개인에게로 불하되는 바람에 소속 직원들이 퇴직금을 모두 투자하여 영농을 대행해주는 영농법인체를 만들었다. 이곳은 간척지이고 면적이 넓은 곳이라 비행기로 농사를 짓는다. 우리나라 일반농가처럼 소형농기계로 벼농사를 지을 수 없다. 이곳을 처음 시작 때부터 실무적으로 거의 총책임을 지고 농사지어온 현재 영농법인회 회장은 윤석용씨이다. 나하고는 대학 동기동창생이다. 정명예회장이 농사지으려고 마음먹었을 때부터 발탁되어 지금까지 오고있는 것이다.
오늘 농약회사의 한 선배분이 찾아왔는데 이야기 중 간척지 저항성잡초문제가 나오면서 자연스레 서산간척지 소식을 전해주었다. 올해 현대로부터 독립하여 첫농사를 지었는데 월급을 다주고 그래도 남았다고 한다. 일반직원들은 그것도 나눠달라고 하였는데, 회장이 안된다 이 회사의 장래를 위해 투자하여야 한다고 하여 홀딩을 하였다 한다. 그 소리를 듣고 역시 리더는 생각이 넓어야 한다고 생각하였다. 리더는 마음이 깊고 넓어야 한다. 뿌리깊은 나무는 바람에 흔들리지 아니한다 하였던가? 리더의 마음이 넓고 깊어야 그 회사가 장구한 것이다.
제초제 시용법에는 제제형태 또는 사용형태에 따라 액제살포, 입제살포가 있고, 사용형식에 따라 분무법, 살립법, 살분법, 관주법, 도포법 등이 있다.
살포위치에 따라 지상에서 살포하는 지상살포, 항공기를 이용해 공중에서 살포하는 공중살포가 있고, 살포목표물에 따라 경엽에 뿌리는 경엽살포, 토양에 뿌리는 토양처리, 담수상태에서 수면에 뿌리는 수면처리가 있다.
여러 약제를 혼합하여 동시에 뿌리는 혼합살포가 있다. 대체로 제초제는 혼합제 형태로 만들어져 나오는 경우가 많다. 우리가 먹는 약을 약방에서 구입할 때 약사가 조제를 해 줄 경우가 많다. 이처럼 여러 가지 제초제들을 상황에 따라 혼합하여 사용할 수 있다. 그러나 이러할 경우에는 전문적인 지식이 필요하므로 연구소를 통해 공식적으로 사용 가능하다고 인정될 경우에 한한다. 임의로 농약사나 농민들이 혼합하여 사용할 경우 피해를 입을 우려가 높기 때문이다.
병해충의 경우에는 대상 병해충과 농약의 종류에 따라 혼합하여 사용할 수 있도록 몇가지에 대해서 혼용가부표를 만들어 놓았다.
제초제의 농도에 대해서는 여러분들이 필히 알아놓기 바란다. 실생활에서 아주 필요한 내용이다.
먼저 백분율(%)이다. 백분율에 대해서 모르는 사람이 없을 것이다. weight/volume, weight/weight으로 나타낸다. 제초제 총 3kg 중에 유효성분이 150g이 함유되어 있으면 5%입제이다. 유제의 경우는 총 500㎖ 중에 유효성분이 25g이 함유되어 있으면 5%유제인 것이다.
다음으로 ppm은 물 1ℓ에 1㎎의 유효성분이 녹아 있는 것이다. 부피이든, 무게이든 최종 혼합물을 100만으로 나누었을 때 차지하는 구성물질의 비율이다. 특히 이 ppm은 %만큼이나 대중화되어 있기 때문에 알아두는 것이 좋다.
마지막으로 배액에 관한 이야기이다. 유제나 액제의 량에다가 물의 량을 얼마의 배수로 희석하는가 하는 것이다. 500㎖의 제초제에 100ℓ의 물을 희석하면 200배액이 되는 것이다. 농도 계산하기가 가장 쉽다.
배액은 소위 공부를 한다는 전문가들은 잘 사용하지 않는 농도개념이다. 그러나 실제 사용하는 농민들은 이 농도를 더 사용한다. 쉽기 때문이다. 여기서 전문가와 실제 사용자의 괴리가 생기는 순간이다.
이러한 경우는 허다하다. 공부를 많이 한 사람 윗사람들의 수준에서 생각하는 문제와 일반 하층민들이 생각하는 문제는 똑같은 것을 가지고도 다르게 해석한다.
우리나라 농업정책은 오랫동안 농민들에게 불신을 심어줬다. 물론 그만큼 농업정책이 어려워서도 그러하였지만 농업의 희생을 암암리에 강요하여 왔다. 오죽하면 정부가 시키는 대로 하면 손해를 본다고 하겠는가?
지금에 벼농사가 풍년이 되어 쌀이 많이 남아 돌아가 양곡정책에 위기가 닥쳤다. 농업정책자들은 당장 쌀값을 내리거나 생산을 줄여서 경제적으로 문제를 해결하려 한다. 또 저장할 창고마저 없다하여 수매도 줄이려고 한다. 그러나 농민은 수매를 더 해주기를 바라고, 소득이 줄지 않는 농사정책을 펴주길 바란다. 또 한 부류를 더 언급하면 연구자들은 장기적으로 쌀이 모자랄 경우 심각한 위기에 닥치게 되므로 감산을 해서는 아니된다고 한다. 각자의 이해타산 때문에 제나름대로 지껄이고 있는 것이다.
그래서 농사의 위기이고 국가의 위기이다.
농사의 측면만 보면 연구자의 새로운 사실들이 농민에게 전달되어 더 많은 소득으로 연결되어야 한다. 연구자의 결과가 그대로 농민들에 가기에는 거리감이 많다. 그래서 그 사이에 지도직이 있어 효율적으로 매개역활을 하는 것이다. 앞에서 언급한 유화제와 같은 역할을 하는 사람들이 농촌 지도직이다. 실제 이 지도직들이 실력이 제일 좋아야 한다. 연구자들이야 자기 전공만 알면되지만 지도직은 그렇지 않다. 농업 전반에 대해 다 알아야 한다. 그것도 전문적으로 말이다. 그러니 연구자들보다 더 해박한 지식이 있어야 하는 것이다. 이들은 연구자들의 결과를 체계적으로 정리하여 농민들에게 가르쳐야 한다.
1990년대 초반까지만 해도 면단위까지 지도직들이 나가서 대농민 지도를 하였다. 그러나 이제 면단위의 상담소들이 모두 군농업기술센터로 통합되어 농민들과 거리가 멀어지기 시작했다. 또 지자체가 시작되면서 군농업기술센터는 중앙연구자들과 완전히 떨어져 버렸다. 지도직의 유화제 역할이 거의 끊어져 버린 것이다. 농촌이 그나마 갈 길을 잃어가고 있는 것이다.
위와 아래의 연결고리가 끊어지고 있다. 이러한 현상은 사회곳곳에서 발견되고 있다. 이른바 양극화현상인 것이다. 주역은 이를 離  괘로 설명하고 있다. 離괘는 분열을 나타낸다. 괘 모양 자체를 보라. 위와 아래에만 陽으로 활발히 움직이고 있다. 중앙에는 음으로 움직임이 없다. 힘도 없다. 능력도 없다. 그러니 세상이 제각각 따로 노는 것이다. 남을 생각치 않는다. 남을 생각한다는 것이 순전히 자기를 위해서 하는 위선들이다. 이 현상은 결국 새 세상을 예고하는 것이다. 상세한 이야기는 여기서 생략한다. 離괘가 예고하는 새 세상을 알려면 내 홈페이지의 "벼가말하는진리"로 클릭해 들어가 보라.
2) 제초제의 약효 약해
제초제를 살포하는 것은 잡초방제로 작물에 쾌적한 경작환경을 조성하자는 것이다. 그리하여 작물의 수량을 최대한 증대시키고자 한다.
현재 우리나라 논은 100%이상 제초제를 사용하고 있다. 밭의 경우는 소면적작물들을 제외한 대부분의 작물에서 사용되고 있고, 과수원 혹은 비농경지에 그라목손, 근사미등의 제초제가 많이 사용되고 있다.
과수원의 경우 초생법이나 부초법을 이용하여 환경친화형 잡초방제를 시도하는 곳도 점차 늘어나고 있다.
제초제의 약효
약효평가는 잡초가 얼마나 생장이 저지되었는냐 하는 것이다. 백분율%의 방제가로 표시한다. 방제가%는 (잡초건물중/무방제구 잡초건물중)x100로 표시한다.
일반적으로 제초제를 살포하면 손으로 김매기 하는 것보다 수량이 증대된다. 손제초 90% 방제가와 제초제 90% 방제가를 비교해 보면 제초제를 뿌린 곳이 항상 수량이 높은 것을 발견하게 된다. 이는 제초제로 인해 받은 적당한 스트레스가 수량증대에 영향을 미친 것으로 추정하고 있다.
사람은 젊어서 고생을 해보아야 한다는 말을 하고 있다. 젊어서 고생이라 하면 벼농사에서 제초제로 인한 약간의 스트레스와 같은 것이다. 적당한 스트레스는 이를 극복하고자하는 과정에서 새로운 활력을 제공해준다. 개구리가 멀리 뛰기 위해 움츠린다고 하지 않던가. 나는 농사를 배우면서 농대에 들어온 것을 결코 후회하지 않는다. 왜야하면 이러한 깨달음을 나에게 주었으니까 말이다.
내가 농사에 대해 연구를 하면서 農事의 德에 대해 깨달은 바가 있다. 일반적으로 우리가 알고있는 식량을 생산하여 남이 생명을 유지하도록 해준다는 그런 내용이 아니다. 農者天下之大本이라는 말에서 농사가 근본이다라는 말이 단순히 농사가 중요하다는 것이 아니고, 農이라는 말속에 모든 것이 들어 있다는 사실을 깨달았다. 근본이라함은 뿌리요, 시작이요 그리하여 씨앗이라는 말이다. 씨앗을 보라. 씨앗속에 모든 것이 들어 있다. 장차 펼쳐질 모든 것이 그 속에 다 들어 있다는 말이다. 그러니 이 지구상에 생겨난 모든 문화양상이 農이라는 글자 속에 다 들어있다는 말이다.
내가 근무하는 농촌진흥청을 왜 농업진흥청이라 하지않는가? 왜 農村이라는 단어를 썼을까? 농촌진흥청은 농사만을 진흥시키는 기관이 아니다. 농촌의 전반적인 문제를 다 다루는 곳이다. 농촌에는 농업만이 있는 곳이 아니다. 인류문화의 모든 것이 다 들어 있는 곳이다. 그래서 이 땅을 지구촌이라 하여 村자를 붙이는 것이다.
그러면 都市는 무엇일까? 도시의 都는 도읍을 뜻한다. 市는 사람이 북적거리는 시장을 말한다. 그러니 여러 개의 村이 있으면 이들을 묶는 중심지가 따로 있는데 이곳을 도시라 하는 것이다. 도시는 보통 행정중심지이다. 여러 촌을 리더하는 곳이다.
도시가 陽적이라면 촌은 陰적이다. 도시가 아버지라면 촌은 어머니이다. 우리가 道德이라 하면 陽적이고 형이상학적인 道와 陰적이고 형이하학적인 德을 합한 말이다. 마음이 陽이라면 몸은 陰이다. 마음이 움직여야 몸이 따라 움직인다. 바늘 가는데 실이 따라간다고 한다. 바늘이 陽이고 실이 陰이다. 바늘은 방향을 제시하지만 실제 꿰매어 옷을 만들어 내는 것은 실 때문이다.
이렇듯 農은 인간문명의 실체를 움켜쥐고 있는 것이다. 그런데 도시만 비대해지고 농촌은 없어지고 있다. 바늘은 자꾸만 좋아지는데 실은 영 부실하다. 바늘이 아무리 기막히게 꿰매려 해도 결국 실이 부실하여 좋은 결과를 얻지 못한다. 그래서 農이 무너지면 모두가 무너지는 것이다. 지금 農이 무너지고 있기에 이 인류문명이 무너지고 있다는 말을 하는 것이다.
제초제의 약해
조금의 스트레스는 활력을 주지만 심한 스트레스는 인간으로 하여금 결코 일어설 수 없게 만든다. 마찬가지로 제초제가 작물에게 심한 피해를 줌으로써 결국에는 수량에도 영향을 줄 경우 우리는 제초제의 약해라고 표현한다.
제초제 약해는 사용한 제초제에 의한 작물의 외관, 기능, 품질등 마이너스가 되는 해작용으로 주로 과량살포에 의해 유발된다.
약해 유발요인은 자연적인 여건과 인위적인 여건 때문에 유발된다. 자연적 여건이라면 먼저 기상조건을 들 수 있다. 제초제 처리전후에 닥치는 이상고온 및 저온등은 제초제에 영향을 줄 수 있다. 토양 조건으로 사질토, 냉수용출답, 생고환원답 등에서 약해가 심하게 발생한다.
인위적인 여건으로는 처리시기 오인 , 과잉살포 및 중복살포, 혼합 및 근접살포, 제초제 선택 오판 등을 들 수 있다.
또 처리후 확산에 의한 약해는 비산(Drift), 휘발(Volatilization) 등이 있고, 제초제에 따라서 잔류가 심할 경우 후작물에 까지 약해를 주는 경우도 있다.
약해 증상은 형태적으로 나타나는 반응을 말한다. 생육억제, 엽초갈변, 백화증상, 엽선단 및 하엽고사, 잎지연 및 줄기지연, 왜화 및 기형주, 기형 및 불임 등이 있다.
약해는 겉으로 드러난다. 물론 이면에 보이지 않는 대사작용들의 결과이다. 우리가 한 그루의 나무를 보면 보이는 지상부와 거의 같은 양만큼의 보이지 않는 지하부가 있듯이, 우리가 육종학을 배울 때 겉으로 드러나는 형질의 phenotype가 있으면 그렇지 않는 genotype가 있음을 배우듯이, 모든 만물은 겉으로 드러나는 부분과 드러나지 않는 부분이 있기 마련이다. 겉으로 드러나는 부분을 약해 증상이라 하면 드러나지 않는 부분을 제초제 작용기작이라 한다. 제초제의 작용기작에 대해서는 너무 전문적이므로 여기서는 생략한다.
선천성 장애인들이 형태적으로 비정상적인 것을 잘 알고 있다. 이러한 것들이 결국에는 농약의 대사작용으로 인해 생기는 약해 증상처럼 같은 원리에 의해 생기는 것이다. 결코 원인이 없이 결과가 일어나질 않는다.
약해를 줄이기 위한 효과적인 제초제 시용법은 첫째 제초제 포장지에 부착된 사용방법, 사용시기, 사용량을 충분히 이해하고 준수하여야 하고, 다음 자기논의 잡초발생 상태에 따라 선택하여야 하며, 가급적 제초제의 연용을 피해야 한다.
약해평가는 0-9의 수치를 이용하여 달관적으로 판정한다. 0은 약해없음이고, 3은 약해 뚜렷하나 수량에는 영향을 주지 않음이고, 4부터 수량에 영향을 주며, 9는 완전고사이다.
달관적으로 하는 조사는 객관적으로 보면 너무 쉬운 것으로 생각할 수 있다. 연구자적인 책임이나 도의적인 책임이 없이 판정할 때야 이렇게 쉬운 것이 있겠느냐마는 책임을 느낄 때는 이보다도 더 어려운 판정은 없다는 것을 알아야 한다.
실제 과학적 결과에 이렇게 연구자의 주관적 판단에 맡겨지는 것이 무수히 많다. 그래서 지금의 과학은 반드시 오류를 수반한다는 것이다. 옛날 스승들이 제자들에게 가르칠 때 제일 먼저 요구한 것이 마음을 닦으라는 이유인 것이다. 진정한 과학자는 哲人이어야 한다. 소크라테스가 주장한 철인정치가 바로 이런 바탕에서 이상을 추구하는 것이다.
3) 제초제의 일생
제초제의 식물체내로의 흡수 이행
제초제의 주 활동은 식물체 속으로 들어가 작용하는 것이다. 이 과정을 유심히 관찰하면 식물이 싹트고 가지치고 열매맺고 휴식하는 과정과 일치함을 알 수 있다. 그림을 음미해 보라.
나는 이 원리를 이해하고는 나를 뒤돌아보았다. 지금 이 나이에 오기까지 나는 무엇을 이루어 놓았던가? 가정적으로 대 이을 자식도 만들어 놓칠 못했다. 그러면 학문적으로 뭔가를 이루었나? 천만의 말씀이다. 나에게는 지금 아무 것도 없다.
몇 년전 동국대 잡초강의를 맡으면서 이제 이것이라도 남겨보자 하여 생각한 것이 바로 잡초강의노트를 작성하면서 이 속에 이 원리를 남겨놓자는 것이다. 모든 것은 시작이 있고, 과정이 있고, 성공이 있고, 휴식이 있다는 것 말이다. 지금까지 20여년간 잡초와 인연을 맺으면서 그래도 습득한 나의 철학이 아닌가. 이 하나를 깨달음으로 해서 나는 인생사는 보람을 찾았던 것이다. 빈주먹으로 태어나서 빈주먹으로 가는 세상에 이 하나 깨우치고 터득하고 가니 나는 결코 빈주먹이 아니로다!
제초제의 흡수
먼저 제초제의 흡수이다. 이는 시작하는 것이다. 제초제가 자신의 역할을 하기 위해 시작하는 단계이다. 식물에서 싹이 트는 것과 유사하다.
제초제의 흡수는 종자, 뿌리, 잎, 줄기 등 모든 부위로 흡수한다. 종자로 흡수한 제초제는 종자 발아후 엽전개되는 과정을 저해한다. 뿌리로 흡수할 경우에는 수분·양분과 동시에 흡수되고, 잎으로 통할 경우는 잎의 표면이나 기공으로 흡수되어 광합성 동화양분과 함께 이동하게 된다.
어린잎, 어린줄기에 의한 흡수는 발아후 지표면을 뚫고 나올 때 토양에 균일하게 피복되어 있는 제초제가 어린잎이나 줄기를 통해 흡수된다. 성장한 잎이나 줄기로 흡수하는 경우는 대체로 경엽처리제 제초제를 살포하였을 경우이다. 또 키가 큰 목본의 경우는 줄기를 통해 관주하는 경우도 있다.
여하튼 제초제가 식물체로 흡수됨으로 해서 시작되는 것이다.
제초제의 이행
제초제의 이행은 과정이다. 식물체를 죽일 수 있는 대사작용을 하는 목표지점으로 가는 과정이다. 그런 의미에서 여름에 가지치고 꽃피는 과정으로 비유해서 설정할 수 있다. 또 여름에 가지치고 꽃을 피우는 것은 분열현상이다. 이는 제초제가 특정부위로부터 흡수되어 식물체내 각 처로 분산·이동해 가는 현상과 동일하다. 그래서 제초제의 이행은 과정인 것이다.
제초제의 이동은 두 곳을 통한다. 하나는 아포프라스트(Apoplastic) 이행이다. 세포벽을 통한 이행과 뿌리를 통해 물관부로 이행하는 방법이다. 세포벽을 통하는 것은 확산과 증산작용에 기인하고 물관부는 식물체의 죽어있는 세포이다. 그러므로 아포프라스트 이행은 Water potential이 의한 차이로 이행하는 것이다. 또하나는 심프라스트 이행(Symplastic)이다. 세포질유동에 의해 이행되는 세포와 세포사이의 이행, 그리고 잎을 통한 체관부 이행이다. 이들은 식물체의 살아있는 세포를 통해 이행하는 방법이다.
제초제의 식물체 내에서의 작용
제초제의 결론은 식물체를 죽이는 실제 작용을 하는 것이다. 이게 제초제로써의 목적달성이다. 식물이 싹트고 가지치고 꽃피고 한 결론이 열매를 맺는 것이듯이, 제초제가 흡수되고 이행하는 목적은 식물체를 죽일 수 있는 위치를 찾아가는 것이다. 목적을 달성하는 것이다. 완성하는 성공하는 것이다.
제초제가 식물체내에서 식물을 죽게 하는 작용으로는 광합성, 호흡작용 저해, 핵산대사와 단백질 합성, 아미노산 생합성, 지질 생합성의 저해, 효소작용 저해 등이다.
이들의 작용으로 식물의 생장 및 발육이 저해된다.
제초제의 분해
제초제 분해는 사람으로 보면 죽는 것이다. 활동을 정지하는 것이다. 식물의 생장과정에서 싹트고 가지치고 열매맺는 활동을 중단하는 것과 같다. 이 현상은 겨울에 휴식으로 나타난다.
제초제 분해는 산화·환원작용 그리고 가수분해 작용으로 이루어진다. 산화작용은 산소의 첨가 또는 수소의 이탈로 생성되는 반응이고, 환원작용은 수소와 결합하거나 산소가 이탈되는 반응이다. 가수분해작용은 불이 분해되는 과정이다. H2O → OH- 와 H+ 로 이온화하는 과정인 것이다.
제초제의 토양중 이동
제초제의 토양중 소실과정은 다음 그림과 같다. 잡초방제학 교과서에 그려놓은 그림을 그대로 옮긴 것이다.
그림으로 복잡하게 그려놓으니까 이해하기 어렵고 또 설명상 논리성이 결여되어 있다. 여기서 제초제 소실과정이라 하여 용탈이나, 표면유거, 휘발 등을 이야기하였는데, 이는 제초제가 소실되는 것은 아니다. 잠시 이동할 뿐이다. 굳이 이를 소실과정 속에 넣으려면 순서를 명확히 하여야 한다. 이런 이동과정을 통해 광분해를 한다든지, 화학적 분해를 한다든지 말이다.
그래서 내가 앞에서 이야기하는 방법대로 정리하면 아주 쉽다. 앞에서 제초제의 흡수·이행하는 과정을 설명하면서 시작단계가 있고, 이행단계가 있고, 완성단계가 있고, 휴식단계가 있다고 하였다.
이런 식으로 제초제의 분해과정도 설명이 가능하다. 어떤 사이클을 가지는 모든 것은 가능하다. 제초제가 살포되어 토양에 도달하는 순간이 시작의 단계이다. 이 순간에서 조금 지나면 각기 이동하기 시작한다.
공기중으로 휘발·비산하거나, 표면으로 흘러가거나, 식물체로 흡수되거나, 아니면 토양을 거쳐 용탈하는 종류들이 이동하는 현상들이다.
다음 완성하는 단계라는 것은 어떤 곳에 가든 작용을 하게 마련이다. 이 그림에는 이에 대한 표시가 없다. 예를 들어 토양에 흡착된 제초제들이 어떤 짓을 하는 지 모른다는 말이다. 휘발되어 날아간 제초제들이 공기중에서 어떤 일을 벌이는 지를 말해 놓지 않았다. 표면으로 흘러가거나 용탈한 제초제들이 어떤 일을 벌이는지를 모른다. 이 작용의 문제가 실제 가장 중요한데 이를 무시함으로써 생태계파괴라는 거대한 음모를 덮어버린 것이다.
요즈음 수지김 사건이니, 이영호, 진승현 무슨 비리사건이니 하여 자주 보도되고 있는데, 이 사건들을 국정원 간부라든지 검찰들이 사건을 덮어 쉬쉬하다가 이제 터져 나오는 것들이다.
분명히 각처로 이동한 제초제들은 뭔가 작용을 하고 분해가 일어난다. 작용하지 않는다면 식물체에 들어가서도 작용하지 않아야 한다는 말이다.
분해는 광분해가 된다든지, 아니면 토양중에서 화학적 분해, 생화학적 분해가 일어난다. 물론 공기중으로 날라 간 제초제들도 물로 흘러간 제초제들도 이런 범주의 분해작용을 통해 영원히 제초제로써의 능력을 잃어버리고 생을 마감한다.
그림이 조금 이해가 되었으면, 토양내 제초제의 행적에 대해 교과서적으로 서술한 부분들을 보면서 중요한 부분은 짚고 넘어가자.
흡착은 점토광물의 표면에 부착하거나 친화력을 갖는 것을 말한다. 양이온 치환용량이 클수록, 점토함량이 많을수록, 부식 및 유기물 함량이 많을수록 흡착력이 크다. 흡착기구는 양이온결합, 음이온결합(2.4-D), 수소결합 등을 통하여 이루어진다.
토양입자에 제초제가 다량 흡착되면 토양용액 또는 토양 공기중의 제초제의 농도가 낮아져 제초효과가 낮고, 흡착량이 너무 적으면 작물에 약해를 유발시킨다.
그라목손이라는 비선택성 제초제는 토양에 거의 완벽하게 흡착한다. 제초제 자체가 이온구조로 되어 있기 때문이다. 이 제초제는 토양에 흡착하여 불활성화 한다. 그런데 계속 사용이 누적되면 토양이 죽어가게 된다. 지금까지 계속 사용한 농가에서 작물 생육이 이유도 없이 떨어지는 것을 관찰하고는 지금 연구 중에 있다. 제초제가 토양에 영향을 미칠 수 있다는 이야기를 해주는 대목이다.
이 그라목손을 통해 하나 더 깨우칠 게 있다. 그라목손이라는 제초제는 Cl기를 잃어버리고 토양에 흡착하면서 불활성화 된다. 제초제의 생을 마치는 것이다. 그라목손이라는 제초제가 죽은 것이다. 그라목손의 유효성분은 paraquat dicloride 이다. 쉽게 말해  에  로 구성되어있다는 뜻이다. 하나는 陽이고 하나는 陰이다. 陰인 사라지고 토양으로 대치됨으로 해서 제초제 그라목손이 죽는다는 말이다.
자, 종교적으로 한번 생각해 보자. 육신을 가진 사람이 죽으면 어떻게 될까? 완전히 없어져 끝나 버릴까? 천만의 말씀이다. 공자, 석가, 예수 등 위대한 영혼들이 왜 살아서 좋은 일해야 한다고 부르짖었는가? 죽으면 끝나는데 그들은 바보들 아닌가? 사람은 육신과 영혼으로 이루어져 있다. 육신은 음적이고 영혼은 양적이다. 사람이 죽으면 육신은 땅으로 돌아가 흙이 되어버리지만 영혼은 그대로 살아남아 있다.
그라목손을 한번 보라. 陰양인 Cl기가 육신이라면 陽인 paraquat기는 영혼이다. 그라목손이라는 제초제가 죽어 없어지면서 Cl기는 사라져 버렸지만 paraquat기는 살아서 또 다른 생을 살고 있는 것이다. 다른 제초제들도 마찬가지이다. 제초제로써 그 일생을 끝냈다 하더라고 그 일부는 남아서 또 다른 生을 사는 것이다. 그러니 이 순간으로 이 인생으로 끝나는 것이 아니니 항상 뒤를 생각해 볼 줄 알아야 한다. 지금 돈이 남아 써버리는 것이 아니라 장래를 위해 써야 한다는 서산간척지 영농법인의 회장의 말처럼 말이다.
용탈은 토양 중 물에 의한 제초제의 하방 이동을 가리킨다. 제초제의 이동 및 용탈되는 정도는 토양과 제초제 사이의 흡착관계, 물에 대한 제초제의 용해도, 토양을 통해 침투되는 수분량 등에 좌우된다. 용탈되는 제초제는 지하수를 통해 水계로 간다.
휘발은 토양에 처리된 제초제가 기체화되어 소실되는 상태이다. 정확히 하면 휘발은 소실과정이 아니다. 이동과정일 뿐이다. 이것이 공기중으로 날라가 광분해가 되든 화학적 반응을 일으키든 하여 분해되는 것이다. 휘발·비산한 제초제들이 인근 작물에 영향을 미치는 일은 허다하다. 공중살포를 할 때 중요하게 생각하여야 할 문제이다. 여하튼 온도가 높을수록, 증기압이 높을수록 휘발이 크다고 한다.
표면이동은 토양에 뿌려진 제초제가 강우 등에 의해 표면으로 이동해 가는 것이다. 이것은 결코 제초제의 소실이 아니다. 제초제의 이동이다. 이 이동은 휘발·비산보다 타작물에 크게 영향을 줄 수 있다. 특히 밭작물에서 강우가 많이 올 때 피해가 속출할 수 있다.
분해는 제초제의 역할을 마감하는 것이다. 화학적분해는 산화, 환원, 가수분해 등에 의하고, 미생물적분해는 박테리아, 균류, 조류 등에 의하는데, 토양pH, 온도, 수분, pH, 유기영양소등에 좌우된다. 미생물적 분해는 생태계의 균형에 있어 너무나 중요한 사항인데, 지금의 과학자들은 아무 생각이 없다. 광분해는 처리한 제초제가 광에 의하면 불활성화 되는 것을 말한다.
대부분의 농약분해는 미생물에 의해 분해된다. 과학자들이 밝혀놓은 사실이니까 여기까지는 과학자들도 당연히 잘 안다. 그런데 문제는 농약이 미생물생태계에 미치는 영향을 밝힐 수 없다는데 문제가 있다.
미생물이 분해를 한다는 말은 농약이 토양속으로 들어오면 미생물과 농약은 치열한 전투를 벌인다는 뜻이다. 지금까지 있었던 물질이 들어오면 미생물들이 쉽게 물질을 분해시키겠지만 그렇지 않을 경우에는 상황이 달라지는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이는 보지 않아도 알 수 있다. 무수히 많은 미생물이 희생되면서 미생물은 돌연변이를 일으키면서, 그 농약을 이기기 시작하면서 농약이 분해되는 것이다. 결론적으로 미생물세계가 변화가 일어난다는 말이다. 우리의 생태계가 파괴되듯이 미생물세계의 생태계가 파괴되는 것이다. 이것을 과학자들이 언급하지 않고 있다. 아니 못하고 있다.
농약전문가들이 당당히 말한다. 농약은 안전하다. 그러니 농약잘못은 결코 없다고 당당히 말한다. 자, 그런데 우리나라 논을 한번 보자. 제초제를 30년간 써 왔는데, 논경작지의 생태계가 완전히 바뀌어 버렸다. 왜 아무 이상이 없는 농약을 썼는데 논의 상태가 바뀌었을까? 농약전문가들이 거짓말을 하든가 아니면 땅이 거짓말을 하는 모양이다?
이것을 알면 농약을 줄이자는 소리도 결코 못한다. 농약을 아예 쓰지 않는 방법을 강구하지 않을 수 없게 된다. 농약의 문제는 단순하게 대처해서는 아니된다. 비록 농약으로 인해 인류가 식량의 문제를 해결했다 할지라도 말이다.
마지막으로 제초제의 토양잔효성에 대해 간단히 언급하자. 제초제의 토양잔효라는 것은 처리한 제초제가 토양중에서 활성이 유지되거나 미분해 상태로 지속되는 기간이다. 학술적으로는 1/2로 소실되는데 필요한 기간인 반감기(half life)로 표현한다. 대체로 토양중 잔효 및 잔류에 관여하는 인자는 약제의 이화학특성인 미생물 분해의 난이, 휘발성, 용해도, 흡착성 등과 살포약량, 제제형태, 살포방법 등과 토양종류, 유기물함량, 점토함량, 양이온 치환용량 그리고 온도 및 수분상태에 따라 달라진다.
4) 제초제의 안전사용과 환경에 미치는 영향
제초제의 잔류독성
살포된 제초제는 자연생태계에 잔존 또는 이동하면서 대부분 분해·소실되지만 농약에 따라서 상당기간 잔류농약으로 남아있어 이들은 식품이나 수질을 오염시키고 환경생태계의 각종 생물에도 악영향을 주게 된다.
그러나 제초제는 인축독성과는 크게 상관이 없다. 왜야하면 처리하는 시기가 생육초기이기 때문이다. 문제가 되는 것들은 농약살포된 부위를 직접 먹는 채소류의 경우가 문제가 될 뿐이다. 물론 이들도 처리방법을 어기고 과량 살포할 경우이다.
독성의 분류는 발현속도와 대상생물에 의한 분류가 있는데, 발현속도의 급성독성과 만성독성이 있다. 이외 특수독성으로 발암성, 최기형성, 생식독성 등이 있다. 급성독성은 독극물 침투 즉시 나타나고, 만성독성은 평생에 걸쳐 나타난다. 발암성은 다 알 것이고, 최기형성은 기형이 나타나는지 여부이고, 생식독성은 번식기에 영향을 미치는 것이다. 현재 환경호르몬이 남자의 정자수를 감소시킨다고 한다. 농약으로 약 43여종이 의심을 받고 있고 국내에는 17종이 있는 것으로 알려져 있다. 대상생물에 의한 분류는 인축독성, 조류독성, 어독성, 생태독성으로 나뉜다.
독성의 크기와 평가는 독성의 강약을 표시하는 것인데, 급성독성은 실험동물의 절반이 죽는 농약의 량 반수치사량LD50으로 표시하여 평가하며, 급성독성의 구분으로 맹독성, 고독성, 보통독성, 저독성으로 나뉜다. 만성독성은 1일섭취허용량으로 평가한다.
농약 중독방지를 위해서는 농약살포시 보호장비 착용, 2시간이상 살포 금지, 농약살포중 음식, 흡연 금지, 농약 살포후 온몸을 깨끗이 할 것 등의 주의사항을 꼭 지켜야 한다.
농약은 입, 코 그리고 피부로 침투한다. 농약살포시 보호장비를 필히 착용하여야겠지만 실제 우리농민들은 거의 착용하지 않는다. 그러니 농약중독의 위험에 많이 노출되어 있다 하겠다. 이럴 경우 최소한의 보호장비를 착용하도록 유도해야 한다. 농약이 침투하는 입, 코, 피부 중 입과 코는 대량으로 농약이 들어올 수 있는 곳이다. 입과 코로 들어오는 농약을 최소한이라도 줄일 수 있는 최소한의 보호장비가 면마스크이다. 면마스크를 착용하면 코와 입으로 들어오는 많은 농약을 막을 수 있다.
농약살포중 흡연금지도 아주 중요한 사항이다. 농약살포중 흡연은 바로 농약을 들여마시는 것이다. 요즈음 사회추세가 금연을 향해가고 있다. 정부청사, 병원 등 공공건물에는 건물전체를 금연 지정한다고 한다. 담배 피우는 학생들은 이 기회에 담배를 끊어라. 담배는 사람에게 百害無益이다.
농약문제중 또 하나 중요한 것은 농약을 이용한 자살이다. 농약으로 사망한 사람들의 대부분이 자살이다. 1987년에서 1997년까지 농촌진흥청에서 보고한 자료에 의하면 97.8%가 자살이라고 하였다. 농약중 자살에 가장 많이 이용되는 것이 제초제 그라목손이다.
환경에 미치는 영향
누구나 알고 있듯이 농약이 환경에 미치는 영향은 바로 생태계 교란이다. 토양생태계와 수생생태계에 크게 영향을 미친다. 경작지에 처리된 농약은 바로 토양에 영향을 주는 것은 더 설명하지 않아도 될 것이다. 그리고 처리된 농약의 많은 성분이 용탈을 하거나 표면으로 흘러가 水계에 도달하게 된다. 그러면 당연히 경작지에 처리된 농약은 수생생태계에 영향을 미치는 것이다.
농약이 토양생태계와 수생생태계에서 어떻게 영향을 미칠까? 농약은 주로 미생물들이 분해를 한다. 그러므로 토양생태계나 수생생태계에 궁극적으로 영향을 미친다 함은 미생물 생태계에 영향을 미친다는 것이다. 이 문제를 현재의 과학 수준으로는 해결할 수가 없다.
농약의 위험성 중에 하나가 환경호르몬을 생성하는 것이다. 환경호르몬은 인간의 정자수를 감소시켜 결국에는 인간의 절멸을 향하게 하는 치명적인 물질이다.
신문에 보도된 환경호르몬의 정의를 그대로 옮겨보겠다. 환경호르몬은 생물체의 성장 발육을 조절하는 호르몬의 생산·분비·운반·대사·결합 기능 등을 교란시키는 유해화학물질로 생물체안에서 마치 자연호르몬과 같은 작용을 한데서 붙여진 이름이다. 한마디로 생명체의 성기능이나 생식기능, 면역기능을 파괴해 결국 種을 소멸시키는 21세기 인류재앙인 것이다.
우리가 교육은 백년지대계라 하여 장기적으로 대처하여야함을 알고 있다. 인간의 절멸문제는 너무나 엄청나서 아무도 생각하지 않는다. 하지만 생각을 하여야 한다. 내가 제시한 시작, 과정, 완성, 휴식이라는 생명의 사이클에서 보면 필히 인간은 언젠가 없어지게 되어있다. 지금까지 이 땅에 나타난 인간종, Homo habilis, home erectus, homo sapiens 들은 이 땅에 태어났다가 거쳐갔다. 우리는 예외가 되어 영원히 이곳에서 살아갈 것이다? 그건 정말 몰라도 모르는 말이다.
왜 지나간 인간종들이 이 땅에서 사라졌을까? 한번 정도는 생각해 보고 우리는 어떻게 가야할 것인가를 또한 생각해 볼 줄 알아야 한다.
여하튼 우리나라의 인구추세를 보면 2001년 현재 보통의 부부들이 자녀 한명만 낳고 있다. 1988년에는 자녀수가 약 4명이나 되었다. 2001.11.23 보도에 의하면 이러한 추세로 가면 22년 뒤에는 인구가 감소할 것이라는 것이다. 22년 뒤라면 여러분들이 바로 기성세대가 되는 때이다. 나는 그때를 생각치 않을지라도 여러분들은 생각을 해야 한다.
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