농약적용

Pesticide application
수동 백팩형 분무기
열포그를 이용한 모기에 대한 공간처리
아일랜드 감자를 뿌리는 그루브스 직업대학 학생

살충제 적용이란 살충제(제초제, 살균제, 살충제 또는 신물질 통제제 포함)가 생물학적 목표물(예: 해충생물, 농작물 또는 기타 식물)에 전달되는 실질적인 방법을 말한다. 살충제 사용에 대한 대중의 우려는 환경으로의 방출과 인간 노출(운영자, 방관자 및 생산물의 소비자 포함)을 최소화하기 위해 이 과정을 가능한 한 효율적으로 만들 필요가 있음을 강조하였다.[1] 살충제의 합리적 적용에 의한 병충해 관리의 실천은 생물학과 화학의 많은 측면을 농업, 공학, 기상학, 사회경제학 및 공중보건과 결합하고 생명공학, 정보과학과 같은 새로운 학문들을 결합한 최고의 다학제다학이다.

의사 결정

응용 프로그램 결정을 알리기 위해 위성 및 항공기의 광학 데이터가 점점 더 많이 사용되고 있다.[2]

종자 처리

씨앗 치료는 작물에 대한 유효 선량 이전 측면에서 예외적으로 높은 효율성을 달성할 수 있다. 농약은 식물에 대한 토양에 의한 위험으로부터 보호하기 위해 식물을 심기 전, 종자 처리 또는 코팅의 형태로 씨앗에 도포된다. 또한, 이러한 코팅은 성장을 촉진하도록 설계된 보충 화학물질과 영양소를 제공할 수 있다. 일반적인 종자 코팅은 질소, 인, 칼륨을 함유한 영양층, 공생균과 기타 유익한 미생물을 함유한 진핵층, 그리고 종자를 해충에 덜 취약하게 만들기 위한 살균제(또는 다른 화학물질) 층을 포함할 수 있다.

스프레이 적용

농약 적용의 가장 흔한 형태 중 하나는 특히 재래식 농업에서 기계식 분무기의 사용이다. 유압 살수기는 탱크, 펌프, 랜스(단일 노즐용) 또는 붐, 노즐(또는 다중 노즐)으로 구성된다. 분무기는 종종 물(또는 비료와 같은 또 다른 액체 화학 물질 운반체)과 화학 물질이 혼합된 농약 제제를 큰 빗방울 형태의 방울이나 거의 보이지 않는 작은 입자로 변환한다. 이러한 변환은 압력 하에서 스프레이 노즐을 통해 스프레이 혼합물을 강제로 통과시킴으로써 이루어진다. 물방울의 크기는 다른 노즐 크기를 사용하거나, 물방울이 강요되는 압력을 변경하거나, 또는 둘 다의 조합을 통해 변경될 수 있다. 큰 물방울은 스프레이 드리프트에 덜 취약하다는 장점이 있지만, 덮인 땅의 단위당 더 많은 물을 필요로 한다. 정전기로 인해 작은 물방울은 대상 유기체와의 접촉을 극대화할 수 있지만 매우 조용한 바람 조건이 요구된다.

전·후작물 살포

대형자율농업 '플로터' 분무기로, 사전 발생 농약 적용에 관여
후기 옥수수에 농약을 도포하는 자율로열-크로프 분무기

전통적인 농업용 작물 농약은 식물의 발아 상태를 가리키는 용어인 사전 발생 또는 사후 발생을 적용할 수 있다. 재래식 농업에서는 농약을 미리 응용하여 바람직하지 않은 유기체를 제거하고 작물에 이용 가능한 물, 토양 영양소, 햇빛의 양을 극대화함으로써 새로 발아한 식물에 대한 경쟁 압력을 줄이려고 한다. 미리 출현한 살충제 적용의 예로는 옥수수를 위한 아트라진 적용이 있다. 마찬가지로 글리포세이트 혼합물을 농경지에 미리 발현하여 일찍 일어나는 잡초를 제거하고 후속 작물에 대비하는 경우가 많다. 사전 급성장하는 응용장비는 종종 부드러운 토양 위에 떠다니도록 설계된 크고 넓은 타이어를 가지고 있어 토양 압축과 심은 (아직 나타나지 않은) 작물의 피해를 최소화한다. 오른쪽의 그림과 같은 3륜 응용 기계는 타이어가 같은 경로를 따라가지 않도록 설계되어 있어 현장에서 바퀴 자국이 생성되는 것을 최소화하고, 해저 손상을 제한한다.

후기 농약 적용은 바람직한 대상 유기체에 대한 위해를 최소화하기 위해 선택된 특정 화학 물질의 사용을 요구한다. 예를 들면, 2,4-디클로로페녹시아세트산이 있는데, 이것은 넓은 잎 잡초(디코트)는 다치지만 풀(모노코트)은 남겨둔다. 예를 들어, 그러한 화학 물질은 밀 작물에 광범위하게 사용되어 왔다. 많은 회사들도 다양한 살충제에 내성이 있는 유전자 변형 유기체를 만들어냈다. 예를 들면, 글리포세이트 저항성 콩과 Bt maize가 있는데, 이것은 급후 농약 압력에 대처하는 데 관여하는 제형의 종류를 바꾼다. 또한 적절한 화학적 선택, 높은 주변 온도 또는 기타 환경적 영향을 주더라도 대상되지 않은 바람직한 유기체가 도포 중에 손상될 수 있다는 점을 유념해야 했다. 이미 식물이 발아한 상태라 사후 농약 적용은 농작물 및 토양 피해로 인한 손실을 최소화하기 위해 제한적인 현장접촉이 필요하다. 대표적인 산업용 애플리케이션 장비는 매우 높고 좁은 타이어를 활용하며 이를 작물 높이에 따라 올리고 내릴 수 있는 스프레이러 본체와 결합한다. 이 분무기는 보통 1~2m 높이를 넘지 않지만, 자라는 농작물 위로 올라갈 수 있기 때문에 '고정확도'라는 라벨을 달고 다닌다. 또한, 이러한 분무기는 종종 밭에 필요한 패스 횟수를 최소화하기 위해 매우 넓은 붐을 가지고 있는데, 다시 한번 농작물 피해를 제한하고 효율성을 극대화하도록 설계되었다. 산업 농업에서, 폭 120피트 (40미터)의 스프레이 붐은 특히 크고 평평한 들판을 가진 초원 농업에서 흔하지 않다. 이와 관련, 항공 살충제 적용은 토양과 농작물과의 신체 접촉을 없애는, 출현한 작물에 농약을 입히는 방법이다.

에어 블라스트 스프레이는 흔히 나무 열매와 같은 키 큰 작물에 사용되는데 붐 스프레이와 항공 적용은 효과가 없다. 이러한 유형의 분무기는 다른 바람직한 유기체에 바람직하지 않은 영향을 미치지 않는 화학 물질의 선택을 통해 또는 적절한 완충 거리에 의해 과분사(분사 드리프트)가 덜 우려되는 경우에만 사용할 수 있다. 이것들은 농작물, 인간, 동물들에게 곤충, 잡초, 그리고 다른 해충에 사용될 수 있다. 공기 분무기는 빠르게 움직이는 공기에 액체를 주입해 소량의 액체를 빠르게 움직이는 공기에 유입시켜 큰 물방울을 작은 입자로 분해한다.[3]

포거는 매우 작은 크기의 입자를 생성하는데 있어서 안개 분무기와 비슷한 역할을 수행하지만, 다른 방법을 사용한다. 안개분무기는 상당한 거리를 이동할 수 있는 고속의 공기 흐름을 만드는 반면, 안개분무기는 피스톤이나 벨로우스를 사용하여 집이나 동물보호소 등 밀폐된 지역에 자주 사용되는 농약 정체 지역을 만든다.[4]

분사 비효율성

Sources of environmental contamination with pesticides

스프레이 비효율의 원인을 보다 잘 이해하기 위해서는 일반적인(유압) 스프레이 노즐에 의해 생성되는 드로렛 크기의 대범위가 시사하는 바가 무엇인지 성찰하는 것이 유용하다. 이는 분무 적용에서 가장 중요한 개념 중 하나로 오랫동안 인식되어 왔으며(예: 히멜, 1969[5]) 물방울의 성질에 엄청난 변화를 가져왔다.

역사적으로 생물학적 표적(즉, 해충)에 대한 선량 이전은 비효율적인 것으로 나타났다.[6] 그러나 생물학적 효과가 있는 "이상적인" 퇴적물을 연관시키는 것은 어려운 일이지만,[7] 히슬롭의 세부적인 것에 대한 불안감에도 불구하고, 엔도-드립트라고 불리는 과정에서 엄청난 양의 살충제가 농작물로부터 도망쳐 흙으로 낭비되고 있다는 몇 번의 시위가 있었다. 이것은 덜 친숙한 형태의 살충제 표류인데, 엑소 드리프트는 훨씬 더 큰 대중의 관심을 야기한다. 살충제는 일반적으로 수력 분무기를 사용하여 적용되며, 이 경우 제형이 많은 양의 물에 혼합된다.

방울 크기에 따라 분산 특성이 극적으로 다르며, 복잡한 거시적 및 미시적 상호작용을 겪는다(Bache & Johnstone, 1992). 방울 크기와 풍속 측면에서 이러한 상호작용을 크게 단순화시킨 Craymer & Boyle은[8] 기본적으로 노즐에서 대상까지 방울이 이동하는 세 가지 조건이 있다고 결론지었다. 다음이 여기에 해당된다.

  • 침전물이 지배적임: 일반적으로 낮은 바람 분지에 적용되는 더 큰 (>100 µm) 물방울; 이 크기 이상의 물방울은 제초제에 의한 표류 오염을 최소화하는데 적합하다.
  • 난류성 에디가 지배한다: 일반적으로 날아다니는 곤충을 목표로 하는 데 가장 적합하다고 여겨지는 작은 물방울(<50 µm)이 있다. 단풍으로 물방울을 유인하는 데 필요한 정전기 전하가 존재하지 않는 한 말이다. (NB: 후자의 효과는 매우 짧은 거리(일반적으로 10mm 미만)에서만 작동한다.)
  • 침전 효과와 표류 효과가 모두 중요한 중간 조건 대부분의 농업용 살충제와 살충제 살포는 '커버리지'(단위 면적당 방울)를 극대화하기 위해 상대적으로 작은(예: 50~150µm) 방울을 사용해 최적화되지만 표류하기도 한다.

제초제 볼륨화

제초제 볼륨화란 휘발성 제초제의 증발이나 승화를 말한다. 기체 화학물질의 효과는 의도된 사용 장소에서 손실되며, 바람을 타고 이동하며 영향을 받지 않도록 의도되지 않은 다른 식물에 영향을 미쳐 농작물 피해를 유발에 영향을 줄 수 있다. 제초제는 휘발성 물질에 대한 민감성이 다양하다. 제초제를 토양에 신속하게 혼합하면 볼륨감을 감소시키거나 예방할 수 있다. 바람, 온도 및 습도는 또한 습도가 감소함에 따라 볼륨 조절 속도에 영향을 미친다. 2,4-D와 디캄바는 볼륨[9] 조절의 대상이 되는 것으로 알려져 있지만 다른 많은 화학물질들이 있다.[10] 제초제에 내성이 있는 유전자 변형 식물을 보호하기 위해 제초제를 시즌 후반에 적용하면 온도가 높아져 토양에 비실용적으로 통합될수록 볼륨화 위험이 높아진다.[9]

개선된 타겟팅

Ulvamast Mk II: 메뚜기 방제용 ULV 분무기(니제르에서 찍은 사진)

1970년대와 1980년대에는 CDA와 같은 향상된 응용기술이 광범위한 연구 관심을 받았지만, 상업적 활용은 실망스러웠다. 방울 크기 조절을 통해 성화성 혼합물의 초저용량(ULV) 또는 초저용량(VLV) 적용률이 생물학적 표적(예: 해충)에 대한 타이밍 개선 및 선량 전달을 통해 유사(또는 때로는 더 나은) 생물학적 결과를 달성할 수 있다. 균일한(모노디스피어) 방울을 생산할 수 있는 분무기는 개발되지 않았지만 회전식(회전식 디스크와 케이지) 분무기는 보통 기존의 유압 노즐보다 더 균일한 드롭릿 크기 스펙트럼을 생성한다(CDA 및 ULV 응용 장비 참조). 다른 효율적인 적용 기법으로는 밴딩, 미팅, 구체적인 그라울 배치, 종자 처리, 잡초 닦기 등이 있다.

CDA는 합리적인 살충제 사용(RPU) 기술의 좋은 예지만(Bateman, 2003년) 불행히도 1990년대 초부터 공공 기금 기구에 유행하지 않아 많은 사람들이 모든 살충제 개발이 살충제 제조업체의 책임이 되어야 한다고 믿고 있다. 한편, 농약 회사들은 다른 방식으로 제품에 가치를 더함으로써 이익을 얻을 수 없다면, 더 나은 표적화를 촉진하여 농약 판매를 감소시킬 가능성이 낮다. RPU는 살충제의 촉진과 극적으로 대조되며, 많은 농화학적인 우려는 감소하고 있는 새로운 "실버 총알" 분자의 고압적인 판매력보다 제품 책임감이 더 나은 장기 수익성을 제공한다는 것을 똑같이 인식하게 되었다. 따라서 RPU는 농작물 보호에 있어 많은 이해관계자들 간의 협력을 위한 적절한 체계를 제공할 수 있다.

해충의 생물학과 생명 주기를 이해하는 것도 방울 크기를 결정하는 중요한 요소다. 예를 들어, 농기원은 옥수수 귀지렁이와 싸우는 데 사용되는 농약의 이상적인 방울 크기를 결정하기 위한 테스트를 실시했다. 그들은 효과가 있으려면 농약이 옥수수 비단을 뚫고 들어가야 하는데, 그곳에서 귀벌레의 유충이 부화한다는 것을 발견했다. 이 연구는 더 큰 농약 방울이 목표 옥수수 비단을 가장 잘 관통한다는 결론을 내렸다.[11] 해충의 파괴가 어디에서 발생하는지 아는 것은 필요한 농약의 양을 목표로 하는 데 중요하다.

장비의 품질 및 평가

ICARC는 가압장치에 대한 세계보건기구(WHO) 피로실험을 수행하고 있다: 모기, 기타 질병 벡터 및 (가끔) 농업에 대한 실내 잔류물 살포(IRS)에 사용된다.

사용자가 금전적 가치를 얻을 수 있도록 하기 위해서는 응용 장비에 대한 시험과 표준 설정에 의한 분무기의 품질을 보장하는 것이 중요하다.[12] 대부분의 장비는 다양한 유압 노즐을 사용하기 때문에 BCPC 시스템을 시작으로 다양한 이니셔티브가 스프레이 품질을 분류하려고 시도해왔다.[13][14]

도로유지관리

도로변은 제초제를 상당량 공급받는데, 두 가지 모두 의도적으로 유지보수를 위해 적용되었으며, 인접 용도에서 발생하는 제초제 표류로 인해 제초제가 상당량 공급된다. 이것은 종종 목표 외의 식물을 죽인다.[15]

기타적용방법

항공적용

참고 항목: 항공 살포, 초저량 살포 적용, 농작물 분진

가정용 살충제 적용방법

가정에서의 해충 관리는 3가지 필수품인 쉼터, 물, 음식의 곤충으로 이용가능성을 제한하는 것으로 시작한다. 이러한 조치에도 불구하고 곤충이 문제가 된다면, 특정 해충의 활성 성분을 대상으로 하여 화학적 방법으로 곤충을 통제할 필요가 있을 수 있다.[16] "버그 스프레이"라고 불리는 방충제는 플라스틱 병이나 에어로졸 캔에 들어 있다. 옷, 팔, 다리, 그리고 다른 사지에 적용되어, 이러한 제품들의 사용은 근처의 곤충들을 피하는 경향이 있을 것이다. 이것은 살충제가 아니다.

해충을 죽이기 위해 사용되는 살충제는 주로 에어로졸 캔에 들어 있으며, 살충의 수단으로 곤충이나 둥지에 직접 살포된다. 파리 스프레이는 집 파리, 잠자리, 개미, 바퀴벌레 그리고 다른 곤충들과 거미들을 죽일 것이다. 다른 준비물로는 곤충이 먹는 미끼로 만든 과립이나 액체가 있다. 많은 가정용 해충의 경우 살충제와 페로몬 또는 식품 미끼가 들어 있는 미끼 덫을 이용할 수 있다. 기판, 배관 등 주택의 개구부 및 주변에 균열 및 틈새 분무기가 가해진다. 흰개미를 통제하기 위한 살충제는 종종 집의 기초와 주변에 주입된다.

많은 가정용 살충제의 활성 성분으로는 곤충과 아라키드의 신경계에 작용하는 페메트린과 사테라메트린이 있다.

에어로졸과 대부분의 살충제에 함유된 화학물질은 사람과 애완동물에게 해롭거나 치명적일 수 있으므로 벌레 스프레이는 환기가 잘 되는 장소에서만 사용해야 한다. 고형분, 미끼, 미끼 덫을 포함한 모든 살충제 제품은 야생동물, 애완동물 및 어린이가 접근할 수 없도록 적용해야 한다.

참고 항목

참조

  1. ^ 베이트만, R.P. (2003) 합리적 농약 사용: 특정 제품의 공간적, 일시적 표적적 적용. In: 농약 사용 최적화 Ed. M. 윌슨. 영국 치체스터의 존 와일리 & 선즈 주식회사. 페이지 129-157
  2. ^ West, Jonathan S.; Bravo, Cedric; Oberti, Roberto; Lemaire, Dimitri; Moshou, Dimitrios; McCartney, H. Alastair (2003). "The Potential of Optical Canopy Measurement for Targeted Control of Field Crop Diseases". Annual Review of Phytopathology. Annual Reviews. 41 (1): 593–614. doi:10.1146/annurev.phyto.41.121702.103726. ISSN 0066-4286.
  3. ^ Waxman, Michael F, (1998) 응용 장비. 인: 농약 및 농약 안전 지침서. M. 윌슨. CRC 프레스, 보카 라톤 (ISBN 978-1-56670-296-6) 페이지 326.
  4. ^ "DropData application pages". Dropdata.org. 2009-02-05. Retrieved 2010-05-28.
  5. ^ 히멜 C M (1969년) 살충제 분무 방울의 최적 낙하 크기. 경제 곤충학 저널 62: 919-925.
  6. ^ Graham-Bryce, I.J. (1977) 농작물 보호: 현재 방법 및 개선 범위의 효과와 단점에 대한 고려. 철학적 거래 왕립 협회 런던 B. 281: 163-179
  7. ^ Hislop, E.C. (1987) 우리가 최적의 농약 퇴적물을 정의하고 달성할 수 있을까? 응용생물학 14: 153-172의 측면.
  8. ^ Craymer, H.E., Boyle, D.G. (1973) 미국 캘리포니아주 에머리빌에 있는 스프레이 입자 행동 농약 스프레이 기술 워크숍의 마이크로미터학 및 물리학.
  9. ^ a b Andrew Pollack (April 25, 2012). "Dow Corn, Resistant to a Weed Killer, Runs Into Opposition". The New York Times. Retrieved April 25, 2012.
  10. ^ Fabian Menalled and William E. Dyer. "Getting the Most from Soil-Applied Herbicides". Montana State University. Archived from the original on December 21, 2012. Retrieved April 25, 2012.
  11. ^ "Studying Droplet Sizes to Combat Corn Earworm". USDA Agricultural Research Service. April 12, 2010.
  12. ^ Matthews, G.A., Thornhill E.W. (1994) 농약 적용 장비 농업용. FAO, 로마
  13. ^ Doble, S.J., Matthews, G.A., Rutherford, I. & Southcombe, E.S.E.(1985) 유압 노즐 및 기타 분무기를 분무 품질 범주로 분류하는 시스템. BCPC 컨퍼런스의 Proc. 페이지 1125-1133.
  14. ^ 오설리반 C M, C R 턱, M C 버틀러 엘리스, P C H 밀러, R 베이트맨(2010) 스프레이 적용 연구를 위한 노닐 페놀 에톡실레이트의 대체 계면활성제. 응용생물학의 측면, 99: 311-316
  15. ^ Forman, Richard Townsend Turner; Alexander, Lauren E. (1998). "Roads and Their Major Ecological Effects". Annual Review of Ecology and Systematics. Annual Reviews. 29 (1): 207–231. doi:10.1146/annurev.ecolsys.29.1.207. ISSN 0066-4162.
  16. ^ "Before spraying wildly at anything that moves, consider more reasoned approach". reviewjournal.com. Retrieved 23 February 2014.

추가 읽기

  • Matthews GA, Bateman R, Miller P (2014) 농약 적용 방법 제4판 Wiley, Chichester, UK 517 pp.
  • Matthews G.A. (2006) 살충제: 옥스퍼드 블랙웰, 건강, 안전 및 환경
  • 바첼 D.H. 존스톤 D.R. (1992) 미세 기후와 스프레이 분산 엘리스 호우드, 치체스터, 영국

외부 링크