살균제 Fenoxanil과 Thifluzamide의 벼 부위별 잔류양상 평가 = Evaluation of Residue Patterns of Fungicides Fenoxanil and Thifluzamide in Rice

국문 초록 (Abstract)

벼는 주식인 쌀과 더불어 조사료 및 퇴비로 이용되는 우리나라의 대표적 농작물로 식품 및 사료 경로 전반에 걸친 잔류농약 안전성 검증이 필수적이다. 본 연구는 살균제 fenoxanil과 thifluzamide의 벼 부위별 잔류양상을 포장 조건에서경시적으로 평가하고 수확기 안전성과 잔류 관리 기준을 확인하고자 하였다. 포장 조건에서 두 약제를 처리한 뒤 6차례에 걸쳐 시료를 채취하여 부위별로 분리하고 QuEChERS법으로 전처리한 후 LC-MS/MS로 정량 및 정성 분석하였다. 분석법은 매트릭스 검량선을 적용하여 직선성을 확보하였고 회수율과 정밀도 모두 적합 수준을 충족하였다. 또한 경감회귀식 Ct=C0e^−kt을 적용하여 부위별 속도상수 k와 반감기를 산출하고 속도상수와 초기농도를 대입하여 이론적 수확일 의 예측잔류량(mg/kg)을 도출하였다. Fenoxanil의 잔류량은 알곡의 경우 3.15-0.51 mg/kg 수준으로 쌀 잔류허용기준(1.0 mg/kg)을 충족하였고 잎에서 17.90-2.05 mg/kg 수준이었으며 줄기에서 1.00-0.30 mg/kg 수준이었다. 잎과 줄기를 합산한 볏짚 환산 잔류농도는 약제처리일 5.4 mg/kg, 7일 2.2 mg/kg, 14일 0.7 mg/kg 수준으로 모든 시점에서 사료용 볏짚 기준 10 mg/kg 이하로 나타났다. 뿌리 잔류량은 약제살포일 0.01 mg/kg 수준이었고 14일 후 0.48 mg/kg 수준이었다. Thifluzamide의 잔류량은 알곡에서 0.58-0.10 mg/kg 수준으로 쌀 잔류허용기준(0.3 mg/kg)을 충족하였고 잎에서 3.81-0.70 mg/kg 수준이었으며 줄기에서 0.21-0.06 mg/kg 수준이었다. 잎과 줄기를 합산한 볏짚 환산 잔류농도는 약제살포일 1.1 mg/kg, 7일 0.5 mg/kg, 14일 0.2 mg/kg 수준으로 모든 시점에서 사료용 볏짚 기준 5.0 mg/kg 이하로 나타났다. 뿌리 잔류량은 살포일 0.03 mg/kg, 14일 후 0.14 mg/kg 수준이었다. 지상부에서는 잔류량이 경시적으로 감소한 반면 뿌리에서는 잔류량의 상대적 증가가 관찰되었다. 이는 살포 후 표토로 이행된 농약이 뿌리를 통해 흡수되고 엽면에 부착된 약제가 강우에 의해 이탈하여 표토로 이동한 뒤 재흡수된 과정이 복합적으로 작용한 결과로 해석된다. 알곡과 볏짚 잔류 수준은 모두 국내 잔류허용관리기준을 충족하였으며 표준 살포 조건에서 생산 단계부터 사료화 단계까지의 안전성을 뒷받침한다. 본 연구는 살균제 fenoxanil과 thifluzamide의 벼 부위별 잔류양상을 평가하여 농약의 소실 속도상수를 산출하고 이를 바탕으로 이론적 예측 잔류량 도출을 목적으로 하였다. 이를 통해 현장 적용이 가능한 부위별 잔류 예측모형 원형을 마련하고 잔류 수준을 사전에 예측 및 판단할 수 있는 근거를 제공함으로써 벼의 식용 및 조사료관리에 필요한 안전성 평가 기준 확립에 기여하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Rice is a representative crop in South Korea, utilized not only as the staple food rice but also as forage and composting. Therefore, verifying the safety of pesticide residues across the entire food and feed chains is essential. This study aimed to evaluate the time-dependent residue behavior of the tested fungicides fenoxanil and thifluzamide in different parts of rice plants under field conditions and to examine the safety at harvest and the validity of residue management standards. After treating rice plants with the two pesticides under field conditions, samples were collected at 0, 1, 3, 5, 7, and 14 days, separated by plant part (grain, leaf, stem, and root). Each plant part was pretreated with the QuEChERS method and the samples were analyzed by LC-MS/MS for quantitative and qualitative determination. The analytical method ensured linearity by applying matrix matched calibration, and both recovery rates and precision met acceptable levels. Furthermore, the first-order dissipation equation 𝐶𝐶𝑡𝑡 = 𝐶𝐶0𝑒𝑒−𝑘𝑘𝑡𝑡 was applied to calculate the rate constant k and half-life for each plant part. Substituting the rate constant k and initial concentration yielded the predicted residual levels (mg/kg) at theoretical harvest dates. Fenoxanil residues in grains ranged from
3.15 to 0.51 mg/kg, meeting the maximum residue limit (MRL, 1.0 mg/kg) at the final sampling. Leaf residues ranged from 17.90 to 2.05 mg/kg, and stem residues ranged from 1.00 to 0.30 mg/kg. The combined leaf and stem residue levels, converted to straw equivalent, were 5.39 mg/kg on the treatment date, 2.20 mg/kg at 7 days, and 0.70 mg/kg at 14 days, remaining below the 10 mg/kg standard for feed straw at all time points. Root residues were 0.01 mg/kg on the application date and increased to 0.48 mg/kg after 14 days. Thifluzamide residues in grains ranged from 0.58 to 0.10 mg/kg, and although day-0 residues exceeded the rice grain MRL (0.3 mg/kg), residues at the final sampling complied with the standard. Leaf residues ranged from 3.81 to 0.70 mg/kg, and stem residues ranged from 0.21 to 0.06 mg/kg. The combined leaf and stem residue levels, converted to straw equivalent, were 1.15 mg/kg at the application date, 0.54 mg/kg at 7 days, and 0.21 mg/kg at 14 days, remaining below the feed straw standard of 5.0 mg/kg at all time points. Root residues increased to 0.03 mg/kg on the spray date and 0.14 mg/kg after 14 days. For both pesticides, residues in the aboveground parts decreased over time, while a relative increase in root residues was observed. This is interpreted as a combined effect of pesticide absorption into roots from the topsoil immediately after application, leaching of pesticides from the aboveground parts due to rainfall, and reabsorption of pesticides that migrated into the topsoil. Residue levels in grains and straw harvested on the harvest date met all domestic maximum residue limit
management standards, supporting safety from the production stage to the feed stage under standard application conditions. This study evaluated the residue patterns of the fungicides fenoxanil and thifluzamide in different parts of rice plants to calculate pesticide reduction indices and derive theoretically predicted residue levels based on these. This contributes to establishing safety assessment standards necessary for managing rice for food and forage by providing a prototype residue prediction model applicable in the field and offering a basis for predicting and determining residue levels in advance.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 4
• 1. 시험 농약 및 시약 4
• 가. 시험농약 4
• 나. 시약 및 기구 7
• 2. 포장시험 8
• 가. 시험작물, 시험포장 및 약제처리 8
• 1) 시험작물 및 시험포장 8
• 2) 약제처리 8
• 나. 시료채취 10
• 1) 생육측정 시료 채취 10
• 2) 분석 시료 채취 11
• 3. 시료의 추출 및 정제 12
• 가. 알곡, 줄기, 잎 12
• 나. 뿌리 14
• 4. 시험 농약 성분의 분석법 확립 16
• 가. 검량선 작성 16
• 나. 분석기기 및 조건 17
• 다. 분석법의 유효성 검증 20
• 1) 직선성(Linearity) 및 매질효과(Matrix effect) 20
• 2) 검출한계 및 정량한계 22
• 3) 회수율 23
• 5. 시험 농약의 경감회귀식 24
• 6. 통계분석 25
• Ⅲ. 결과 및 고찰 26
• 1. 작물생육 및 기상환경 26
• 가. 작물의 생육 26
• 나. 기상 조건 28
• 2. 분석법 검증 29
• 가. Fenoxanil 30
• 나. Thifluzamide 33
• 3. 시험 농약의 잔류량 평가 36
• 가. Fenoxanil의 벼 부위별 잔류량 평가 37
• 1) 알곡 37
• 2) 잎 38
• 3) 줄기 39
• 4) 뿌리 40
• 나. Thifluzamide의 벼 부위별 잔류량 평가 47
• 1) 알곡 47
• 2) 잎 48
• 3) 줄기 49
• 4) 뿌리 50
• 4. 시험 농약의 경감회귀식 산출 및 예측치 검증 55
• 가. Fenoxanil의 부위별 경감회귀식 결과 및 예측치 검증 56
• 나. Thifluzamide의 부위별 경감회귀식 결과 및 예측치 검증 60
• Ⅳ. 결론 64
• Ⅴ. 요약 66
• Ⅵ. 참고문헌 68
• Abstract 78