유황의 농업적 활용과 안전한 관리 방안①
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유황의 농업적 활용과 안전한 관리 방안①
  • 월간원예
  • 승인 2019.09.01 13:41
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농촌진흥청 화학물질안전과장 김병석

 

1. 유황(硫黃, sulfur)이란?

화학적 특성

황(Sulfur)은 지각 암석의 약 0.034% 구성하는 물질로, 지구에서 15번째로 풍부한 원소다. 상온에서는 비교적 안정하며, 노란색, 무취의 파삭파삭한 결정체 모양을 가지며, 고온에서는 금속이나 수소와 화합하여 황화물을 만든다. 황은 라틴어로 sulphur이며, 주로 황화합물에는 티오(thio-)가 들어가는데 그리스어 티온(thion)에서 유래되었다.

식물체의 황 함량은 대략 0.1∼1%로 인산과 비슷한 수준이고, 십자화과 채소류, 마늘, 파, 양파, 부추 등의 작물에 많은 편이다. 황은 생물체에 필수원소로 메티오닌(methionine), 시스테인(cysteine), 시스틴(cystine)의 아미노산과 이로부터 만들어진 단백질, 효소(항산화효소 글루타티온), 비타민(thiamine, biotin)의 구성원소이다. 또한 항생제 페니실린, 마늘 알리신의 구성 원소이기도 하다.

유황 활용의 역사

유황은 19세기 말까지는 화산지역에서 직접채취, 20세기 초 천연광산의 황철석(황화철), 황동석(황화구리)에서 추출하였고, 현재는 대부분 천연가스, 석유의 탈황 정제공정에서 추출한다.

유황(Sulfur)은 인류가 사용한 가장 오래된 병해충 방제제로써, 기원전 800년경 호메로스의 ‘오디세이’에는 황을 훈증 소독하여 해충기피물질로 사용한 기록이 있다. 근대에 들어 농작물 병해충 방제제로 사용하는데 프랑스에서는 1821년 황의 살균효과를 확인하여 포도 흰가루병(powdery mildew) 방제용으로 개발하였고, 1880년대 전후에 광범위하게 사용되었다. 미국의 경우 1920년대에 농약으로 등록되어 분제, 수화제, 액제, 훈증제로 사용되었고, 곰팡이병 및 응애 등에도 방제효과가 있어 200여 개의 제품이 광범위하게 유통, 사용되고 있다.

 

유황가루
유황가루

 

 

2. 유황의 농업적 활용

유황산업 국제동향

전 세계 유황 생산량은 연간 약 73백만t으로 중국은 약 1천만톤을 수입하는 유황 수입국가이며(자체생산 증가추세) 우리나라는 년 216만t을 생산하는 국제적인 유황수출 국가이다. 유황의 주요 용도는 타이어제조, 농약, 비료, 곶감훈증제, 동물사료 등이다. 특히 지구 온난화에 따른 토양의 알카리화로 토양개량용 유황수요가 지속적으로 증가하고 있다.

농업용 유황 국내동향(한국친환경농자재협회, 2018)

❍ 내수 시장규모 : 350억/년

- (제품) 200억원/년(유황제제 판매량) (자가제조) 150억원/년(황토유황 등)

❍ 수출 시장규모(’17) : 2,000만불/년(솔로 아그리 등)

❍ 유기농업자재 공시현황(총 103종 : 품질인증 5, 공시 98) * 참고 1

유황제품의 형태적 구분

❍ 분말유황 - 토양 산도교정 및 소독, 작물 병해충 방제

* 약효가 늦게 발현하고, 바람에 날려 사용에 불편

❍ 훈증제 – 온실 내 가스상태로 작용하여 병해충 방제효과 우수

* 하우스 자재 부식, 천적 및 화분매개 곤충에 피해

❍ 액상유황 –과채류 흰가루병, 과수 탄저병 등 방제에 널리 사용

- 석회유황합제 : 유황과 생석회(CaCO)를 고온고압으로 끓여 사용

* 공정이 복합하여 제조가 어렵고, 약해발생 주의 필요

- 황토유황합제 : 가성소다(NaOH)의 발열반응으로 용해하여 제조

* 제조 간편, 약해발생 주의 필요

※ 황토유황합제 약해 개선기술 특허등록(2013, 제10-1535878호)

❍ 나노유황 - 유황을 나노 입자화하여 살균력 증진(제품명 활화산)

국가별 유황생산량 변화
국가별 유황생산량 변화

 

작용기작(Mode of Action)

유황은 친유성 물질로 유지(fat and oil)함량이 많은 병원균에 강한 선택성이 있으며, 병원균 세포내 침투성이 강하여 곰팡이의 세포로 들어가 세포 호흡에 영향을 주는 것으로 알려져 있다.

※ 살균(broad spectrum) : 균핵병(복숭아), 흰가루병(사과, 호프, 베리류, 복숭아, 딸기, 사탕수수 등), 흑성병・적성병(사과), 노균병 등

곤충은 황 성분의 직접 접촉과 섭식에 의해 정상적인 생체기능이 마비되는데, 곤충체내 에너지 대사를 저해하는 것으로 알려져 있고, 살응애 작용이 강하며 분제 또는 수화제 형태로 사용된다.

※ 살충(narrow spectrum) : 진드기・응애(땅콩, 팥, 당근, 멜론, 토마토 등)

유황의 가열 훈증, 산화작용으로 발생하는 이산화황(SO2), 식물체, 병원균이 배출하는 수소(H)와 반응하여 생성되는 황화수소(H2S) 가스가 병해충에 방제효과를 나타내는 것으로 추정됨.

유황의 병 방제효과

❍ 파프리카 흰가루병에 대한 유황 분무살포시 예방효과가 94.4%로 매우 우수하며, 발병초기에 처리할 때에는 약효가 다소 저하됨

❍ 참외 흰가루병, 장미 흰가루병에 대한 유황 훈증 효과는 매우 우수하였으나 경우에 따라서는 약해가 발생함.

❍ 흰가루병 외에 토마토 잿빛곰팡이병에서도 유황 수화제의 분무살포시 예방효과가 우수함(87.9%)

 

2편에 이어집니다.

 


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