Ethyl formate (EF) is a naturally occurring insecticidal compound and is used to control pests introduced from abroad, in quarantine, by a fumigation method. In particular, it is mainly used as a substitute for methyl bromide and is less toxic to humans and less harmful to plants. This study aimed to investigate the possible acute toxicity of EF to useful organisms, and how to reduce phytotoxicity in watermelon, zucchini, and oriental melon. After fumigation with EF for 2 h, the LC50 values for earthworms, honey bees, and silkworms were 39.9, 7.09, and 17.9 g m-3, respectively. The degree of susceptibility to EF was in the order of earthworms, silkworms, and honey bees based on the LC50 value, and EF fumigation induced stronger acute toxicity to honey bees. Phytotoxicity was observed in watermelon leaves treated with a concentration of 7.5 g m-3 EF, and when treated with a concentration of 10.0 g m-3, it was confirmed that the edges of watermelon leaves were charred and seemed to be damaged by acids. Zucchini and melon, and other cucurbits, showed strong damage to the leaves when treated with a concentration of 10 g m-3, and sodium silicate, at concentrations of 10% and 20%, was used to reduce phytotoxicity. Therefore, acute toxicity towards nontarget organisms and phytotoxicity during the fumigation of EF should be reduced for efficient agricultural pest control.

Ethyl formate (EF) is a potent fumigant replacing methyl bromide. The use of EF is limited to a quarantine process. Appling EF to agricultural field as a safe insecticide in greenhouse give us valuable benefits including less residual concern. In this regard, residual pattern after EF fumigation in greenhouse should be undertaken. In the previous study, we have established agricultural control concentration of EF to control pests in a greenhouse. EF was fumigated at 5 g m-3 level for 2 h. The concentration of EF inside a greenhouse was analyzed to be 4.1-4.3 g m-3 at 30 min after fumigation. To prepare an analytical method for residues in cucumber crops and soil in the greenhouse, the limit of detection (LOD) of the method was 100 ng g-1 and the limit of quantitation (LOQ) of this method was 300 ng g-1. R2 values of calibration curves for crops and soil were 0.991-0.997. In samples collected immediately after ventilation, EF concentration was determined to be below LOQ level. In addition, EF level was below LOQ in samples collected at 3 h after ventilation except that leaf samples of melon during the flowering period showed a level of 1,068.9 ng g-1. Taken together, these results indicate that EF used in quarantine can be applied to agricultural fields without residual issue as an effective fumigant for insect pest control.

에틸포메이트는 살충 효과가 빠르고 환경에 무해하며 특히 인축독성이 낮아 검역용 훈증제로 등록되어 있다. 이러한 에틸포메이트를 이용하여 훈증 챔버 (0.275 m3) 내에서 4종의 농업 해충 (오이총채벌레, 담배가루이, 복숭아혹진딧물, 점박이응애)과 4종의 작물 (참외, 오이, 토마토, 고추) 유묘기를 대상으로 12시간 훈증 처리하여 약효와 약해를 평가하였다. 에틸포메이트 1.5 g/m3의 약량으로 12시간 훈증 했을 때 담배가루이와 복숭아혹진딧물은 93.3% 이상의 높은 살충력를 나타내었으나, 점박이응애는 2.0 g/m3 약량에서도 20% 미만의 낮은 살충력을 나타내었다. 그리고 에틸포메이트의 CT값(농도ⅹ시간)이 훈증 처리 온도 20 ± 1.5℃에서 8.9 g･h/m3 이상일 때 점박이응애를 제외한 나머지 3종의 해충에 대해서 90% 이상의 살충 효과를 얻을 수 있었다. 에틸포메이트 1.5 g/m3의 약량으로 상기 4작물을 12시간 훈증했을 때 약해 증상은 나타나지 않았다. 따라서 에틸포메이트 훈증기술은 시설 내 해충방제를 위한 새로운 방식이 될 수 있으며 관행적인 살충제의 사용을 줄일 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 해충의 충태별, 작물의 생육 시기별 에틸포메이트 약효 및 약해에 대한 많은 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

박물관, 기록원 등의 주요 소독약제인 메틸브로마이드(MB)와 Ethylene Oxide(EO)는 오존층 파괴 물질 및 1급 발암물질로 규제가 되고 있어 대체 훈증제 개발이 필요한 실정이다. 따라서, 친환경 약제인 검역훈증제 에틸포메이트 (베이퍼메이트®)의 적용가능성을 확인하고자 주요 해충인 독일바퀴(Blatella germanica) 및 흰개미(Reticulitermes speratus)를 대상으로 Dose response 실험을 실시하였다. 공시충은 팜한농 작물보호연구센터 곤충사육실에서 누대사육중인 개체를 사용하였으며, 데시게이터(6.9L)에 농도별로 24시간동안 밀폐 훈증처리하여 약효를 조사하였다. 통계분석은 Probit analysis 통해 L(Ct) (Lethal Concentration x Time, gꞏhꞏm3)값을 산출하였다. 시험결과 L(Ct)50 및 L(Ct)99 값은 독일바퀴(혼합태)의 경우 48.38 및 346.34 gꞏhꞏm3 흰개미(성충)은 14.91및 660.94 gꞏhꞏm3로 나타났다. 모두 방제가 가능한 L(Ct)99 값은 660.94 gꞏhꞏm3으로 이는 에틸포메이 트 28.2 g/m3(베이퍼메이트® 170 g/m3)를 24시간 처리시 완전 방제가 가능할 것으로 판단된다.

주요 농업해충인 복숭아혹진딧물 약충과 성충을 대상으로 포스핀 및 에틸포메이트 훈증제에 대한 감수성 평가를수행하였다. 포스핀은 6개 농도(0.025, 0.051, 0.099, 0.501, 0.999 및 2.001 mg/L)를 처리하였으며, 그 결과 0.099 mg/L에서약충과 성충은 각각 39.3%, 44.9%의 살충률을 보였으며, 두 태 모두 0.501 mg/L 이상 처리구에서는 100% 사망하여포스핀을 대상으로 한 약충과 성충의 LCT50 값은 각각 1.983, 1.845 mg h/L임을 확인하였다. 에틸포메이트 처리는약충은 7개 농도(0.45, 2.55, 3.98, 5.03, 9.77, 15.03 및 20.29 mg/L), 성충은 6개 농도(1.05, 2.03, 3.01, 4.06, 5.03 및9.77 mg/L)를 처리하였으며, 그 결과 5.03 mg/L에서 약충과 성충은 각각 95.6, 96.7%의 살충률을 보였으며, 9.77mg/L 이상 처리시 100% 사망하여 에틸포메이트를 대상으로 한 LCT50 값은 각각 1.593, 2.295 mg h/L임을 확인하였다.

메틸브로마이드(MB)는 오존층 파괴물질로서 환경문제와 중독의 안전성 문제가 발생하고 있다. 저곡해충방제에포스핀 훈증제(PH3)가 지속적으로 사용되어졌고, 최근 PH3 저항성 해충 발생이 높아지고 있는 실정이다. 이를대체하기 위해 환경문제 및 저항성에 대해 유해성이 적은 에틸포메이트 훈증제(EF)가 주목받고 있다. 본 연구에서는포스핀 훈증제를 대체할 수 있는 에틸포메이트 훈증제에 따른 포스핀 저항성 쌀바구미의 살충효과를 메틸브로마이드와 비교분석하였다. 메틸브로마이드 10mg/L를 처리하였을 때 전기유충과 성충에서 100%의 살충율 보였고 후기유충과번데기에서는 50%의 낮은 살충율을 보였다. 에틸포메이트 70mg/L를 처리하였을 때는 전기유충과 번데기에서 100%의사충율을 보였고 후기유충과 성충에서도 90% 이상의 높은 살충율을 보였다. 에틸포메이트 훈증제는 높은 살충율을보이므로 메틸브로마이드와 포스핀을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

포스핀 정제는 비용이 저렴하고 잔류량이 적어 세계적으로 저곡해충 방제에 널리 이용되고 있는 식물검역 훈증제이 다. 그러나 훈증시설 내부 온습도의 영향으로 기화량이 감소하여 약량을 과도하게 투약하는 현상이 나타남에 따라 중국, 호주 등 45개국에서 포스핀 저항성 해충이 발생되고 있다. 이에 포스핀 저항성 해충을 방제하기 위한 방안이 요구됨에 따라 본 연구에서는 포스핀 저항성에 따른 에틸포메이트 효과 검증을 위해 시간에 따른 바구미류의 사충율을 확인하였다. 포스핀 저항성 정도는 FAO 매뉴얼(PH3 0.039mg/L, 20 hr)을 기준으로 어리쌀바구미는 포스핀 감수성, 쌀바구미는 포스핀 저항성과 포스핀 감수성이 있는 것으로 확인하였다. 실험은 상온에서 EF 70 mg/L 처리 후, 훈증시간을 다르게 하여 진행했다. 시험 결과, 쌀바구미는 포스핀 저항성에 관계없이 방제가 가능했으며, 포스핀 저항성 충 방제에 활용이 가능할 것으로 기대된다.

메틸브로마이드(MB)가 1989년 제정된 몬트리올 의정서에 의거 오존층 파괴물질로 지정되면서 MB대체제로 에틸포메이트(EF) 훈증법이 대두되고 있다. 기존 에틸포메이트 훈증제의 경우, 고압 이산화탄소를 충전하고 액체 에틸포메이트를 딥튜브를 이용해 분사 후 기화기를 통해 기화시키는 방식으로 이산화탄소의 충전, 이동 및 안전관리 부분에서 고비용이 필요하다. 고비용의 기존 단점을 개선하기 위해 액체 에틸포메이트와 질소 혼합처리법은 고안하였 다. 따라서 본 연구는 액체 에틸포메이트와 질소 혼합처리법을 오렌지에 대한 귤가루깍지벌레 효과 시험을 하였다. 질소가 사충율에 영향을 미치는 정도를 질소 농도 (80, 82, 84, 86%/55L)를 다르게 하고, 액체 에틸포메이트 농도(1mg/L) 혼합 처리 했을 때, 질소 농도에 관계없이 동일한 사충율을 보였다. 질소가 사충율에 영향이 없다는 것을 확인하였다.

검역훈증제로 사용되어져온 메틸브로마이드(MB)가 오존층파괴물질로 규제가 예상됨에 따라 대체제로서 에틸포메이트(EF), 포스핀(PH3)등을 이용한 화학적 소독처리기법이 개발 중에 있다. EF는 천연물질유래의 물질로 식품첨가물로 훈증처리시 작업자 안전성이 높은 대체제이며, 현재 일부 수입 과실류의 특정 해충(깍지벌레류)만 소독처리기준을 설정하고 있어 처리기준 이외의 해충 발견시 MB훈증을 하고 있는 실정이다. 다양한 해충별, 태별 온도별에 대한 EF 약제 감수성을 평가하여 소독처리기준에 적용하고자한다. 본 실험에서는 다중 농도의 EF 훈증제(10~60 mg/L)를 사용하여, 각 공시충(담배가루이, 목화진딧물, 복숭아혹진딧물, 귤가루깍지벌레, 점박이응애 등)에 대해 온도별 (5℃, 13℃, 20℃) 약효를 Probit 분석한 결과 5℃ 조건에서는 점박이응애 성충이 감수성 정도(LCT99)가 가장 높았다. 13℃ 조건에서는 점박이응애 성충 및 귤가루깍지벌레 약충이, 20℃ 조건에서 점박이응애 약충 및 귤가루깍지벌레 성충이 각각 높은 감수성을 보였다.