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문제 정의
- 본 연구는 농업 생태계 내 농업 환경에 대한 건전성을 평가하기 위한 기초자료로서 우리나라에서 가장 많이 재배되고 있는 채소작물 중에서 배추와 고추를 선택하여 오랫동안 재배방식이 달랐던 두 지역에서 곤충 군집 변화가 어떻게 일어났는지를 파악하여 향후 채소작물의 친환경 농법으로 전환시 발생하는 곤충군집 변화를 평가하는 기초자료로 활용코자 한다.
- 두 지역 모두 녹지자연도 등급이 3-5 등급 정도로 자연환경이 매우 우수한 수준이었다(그림 1). 비록 두 지역의 환경이 완벽히 같지 않아 출현곤충에 영향을 줄 수도 있지만 유기농법과 관행농법이라는 조건 외에 본 데이터에 영향을 줄 수 있는 조건은 최대한 배제하려 하였다. 예를 들면 주변 환경외 포장내 조사지역 선택/조사구, 조사방법, 시기별 채집, 조사인원 등 모든 조건을 동일하게 실시하였다.
제안 방법
- 두 지역의 2009년도 평균 온도, 습도, 강우량은 커다란 차이를 보이지 않았다. 각 조사지역의 주변 자연환경을 서로 비교하기 위하여 녹지자연도를 분석하였다. 두 지역 모두 녹지자연도 등급이 3-5 등급 정도로 자연환경이 매우 우수한 수준이었다(그림 1).
- 아래 조사방법으로 채집하였다. 고추밭은 2009년 6월~ 10월 초까지 매월 5회씩 조사하였으며, 배추밭은 2009년 6 월~8월초까지 매월 5회씩 조사하였다. 채집방법으로는 육안관찰법, pit-fall trap, sweeping 방법을 사용하였다.
- 채집된 곤충은 건조기(60도 8시간)에서 건조 한 후 표본 하여 보관하였다. 보관된 곤충은 2009년 11월부터 2010년 2월까지 성충의 외부형태에 의한 관찰을 통해 한국곤충명집(1994) 을 근거로 분류학적 정리 하였고 곤충들은 곤충목에 따른 과, 종 수준까지 전문가에게 의뢰하여 동정하였다.
- 지 않았고 실험 데이터에 기록하였다. 상기의 세 가지 방법으로 조사 또는 채집된 곤충 수를 작물별 및 재배방식별로 통합하여 분석하였다. 채집된 곤충은 건조기(60도 8시간)에서 건조 한 후 표본 하여 보관하였다.
- 위해 군집분석을 하였다. 우점도지수(dominance index), 다양도 지수(diversity index), 풍부도지수(richness index), 균등도 지수(evenness index) 4가지를 바탕으로 분석하였고 우점도지수는 각 지점별로 개체수 현존량을 기준으로 하여 2종씩 선정하였다. 지수 산출은 McNaughton's dominance index 방법을 사용하였다(McNauiton, 1967).
- 조사지역에서 채집, 동정된 곤충의 우점도와 다양성을 비교하기 위해 군집분석을 하였다. 우점도지수(dominance index), 다양도 지수(diversity index), 풍부도지수(richness index), 균등도 지수(evenness index) 4가지를 바탕으로 분석하였고 우점도지수는 각 지점별로 개체수 현존량을 기준으로 하여 2종씩 선정하였다.
대상 데이터
- 조건이 가장 유사한 두 지 역을 선발하였다. 대상지역은 배추와 고추를 재배하고 있는 농가로서 유기농업 8년차인 강원도 화천 친환경농업단지(9, 900 nW)와 관행농업 10년차인 강원도 춘천시 거두리 관행농가(9, 600 1)를 선정하였다. 유기농 가는 화학농약과 화학비료를 10년간 사용하지 않고 주로청초액비, 식물추출물 등을 총 년3회 살포하며 병해충을 방제하고 있으며, 관행농가는 화학비료 년3회 화학농약 년 8회 살포하고 있었다.
- 배추와 고추를 대상으로 강원도 유기농법과 관행농법을 실시하고 있는 지역을 정밀히 조사하여 주변 자연환경과 여러 조건이 가장 유사한 두 지 역을 선발하였다. 대상지역은 배추와 고추를 재배하고 있는 농가로서 유기농업 8년차인 강원도 화천 친환경농업단지(9, 900 nW)와 관행농업 10년차인 강원도 춘천시 거두리 관행농가(9, 600 1)를 선정하였다.
- 조사 지역은 30 m 간격으로 나누어 지점 3개소씩 선정한 후 아래 조사방법으로 채집하였다. 고추밭은 2009년 6월~ 10월 초까지 매월 5회씩 조사하였으며, 배추밭은 2009년 6 월~8월초까지 매월 5회씩 조사하였다.
이론/모형
- DI=(nl+n2)/N 이며, N: 개체수 nl: 제 1 우점종의 개체수 n2: 제 2 우점종의 개체 수 이다. 다양도지수(diversity index; H)는 Margalef(1958) 의 정보이론에 의해서 유도된 Shannon-Weaver fUnetion을이용하여 산출하였다. H=-SPi (In Pi) 이며, H:다양도 S: 전체종수, Pi: 1번째에 속하는 개체수의 비율을 말하며(ni/N) 으로 계산, N:군집내의 전 개체수, ni:각 종의 개체수 이다.
- 조사지역의 자연환경을 알아보기 위하여 녹지 자연 도를 녹지 자연도 등급 조사기준에 의하여 분석하였고, 환경부 국토 환경성 평가지도(http://203.250.99.48/moe/Map/view.do) 에서 녹지자연도를 적용하여 작성하였다(Korea Ministry of Environment, 1989).
- 우점도지수(dominance index), 다양도 지수(diversity index), 풍부도지수(richness index), 균등도 지수(evenness index) 4가지를 바탕으로 분석하였고 우점도지수는 각 지점별로 개체수 현존량을 기준으로 하여 2종씩 선정하였다. 지수 산출은 McNaughton's dominance index 방법을 사용하였다(McNauiton, 1967). DI=(nl+n2)/N 이며, N: 개체수 nl: 제 1 우점종의 개체수 n2: 제 2 우점종의 개체 수 이다.
- 고추밭은 2009년 6월~ 10월 초까지 매월 5회씩 조사하였으며, 배추밭은 2009년 6 월~8월초까지 매월 5회씩 조사하였다. 채집방법으로는 육안관찰법, pit-fall trap, sweeping 방법을 사용하였다. Pit-fall trap의 경우 지름 7 cm, 높이 7.
성능/효과
- 79)보다 높은 것으로 보아 곤충 서식 횐경이 양호한 것으로 판단되었다. 고추밭의 경우도 우점도 지수를 보면 친환경 유기농법 지역은 0.15, 관행농법 지역은 0.12로 특정종의 우점도 정도가 높은 것으로 나타났고 다양도지수를 보면 친환경 유기농법 지역(0.20)이 관행농법 지역(0.18)보다 높은 것으로 보아 배추밭과 같이 다양한 곤충 종이 서식하는 것으로 나타났다. 또한 종 풍부도와 균등도도 마찬가지로 친환경 유기농법 지역(14.
- 유기재배 고추밭의 경우 총 789 개체가 채집되었으며 관행재배의 경우 276 개체가 채집되었다(그림 6). 두 지역 모두 딱정벌레목과 노린재목에서 가장 많은 개체수가 관찰 되었는데 개체수는 3 배 이상 유기재배 지역에서 더 많이 관찰되었다.
- 유기농법 지역에서는 총 9개목 62종의 곤충이 채집되었으며 특히 딱정벌레목이 19종으로 가장 많이 채집되었다. 딱정벌레목 외에 나비목, 파리목, 노린재목, 벌목 순으로 많았고 9개 목의 곤충 중 위 4목의 곤충이 대부분을 차지하였다(62종 중 52종). 관행농법을 실시하는 배추밭에서는 총 6개 목 24종이 채집되었다.
- 유기재배지역에서는 총 10개목의 99종의 곤충이 관찰되었고 관행재배 지역에서는 7개목의 36 종의 곤충이 관찰 되었다(그림 5). 딱정벌레목, 나비목, 노린재목, 파리목 순이었고 10개목의 곤충 중 위 4목의 곤충이 대부분을 차지하였다(99종 중 67종).
- 45) 보다높은 것으로 보아 곤충 서식 환경이 양호한 것으로 판단된다. 모든 데이터를 분석한 결과 다양도 지수는 군집의 종 풍부 정도와 개체수의 상대적 균형성을 의미하며 군집의 복잡성을 나타내기 때문에(Lee 등, 2005), 본 연구에서도 유기재배 생물 군집이 더 균형이 있음을 알 수 있었다.
- 생물 다양성을 이용한 친환경 농업 시범마을의 평가시 주변마을과 비교하여 생태계의 개선과 토양이 건전화된 것으로 평가한 바 있으며(Lee 등, 2003) 논의 저서성 무척추동물을 조사를 이용한 유기재배 평가도 이루어진 바 있다(Kim 등 2009a). 본 결과도 밭작물에서 유기재배 시 곤충 생태계를 더 안정화 시킬 수 있음을 보여주고 있다
- 본 연구결과에는 포함하지 않았으나 각 지역에서 시기별 채집 곤충의 개체수는 고추밭에서 7월부터 증가하여 8월에 감소하고 9월부터 또다시 증가하는 추세를 보였으며 배추밭에서는 꾸준히 관찰되었으나 역시 8월 중순부터 밀도가 감소하는 추세가 관찰되었다 이였다. 이는 날씨가 더워짐에 따라 곤충들의 생활이 주로 이른 오전이나 오후로 제한되기에 채집되는 곤충의 수가 감소하는 것으로 사료된다.
- 월등히 많이 채집되었다. 유기농법 지역에서는 총 9개목 62종의 곤충이 채집되었으며 특히 딱정벌레목이 19종으로 가장 많이 채집되었다. 딱정벌레목 외에 나비목, 파리목, 노린재목, 벌목 순으로 많았고 9개 목의 곤충 중 위 4목의 곤충이 대부분을 차지하였다(62종 중 52종).
- 관행농법을 실시하는 배추밭에서는 총 6개 목 24종이 채집되었다. 유기농법지 역에서 관찰된 바와 유사하게 딱정벌레목이 가장 많이 관찰되었고(24종 중 8종) 그 뒤로 나비목, 파리목이 많이 채집되었다.
- 유기재배 지역에서 딱정벌레목은 먼지벌레, 송장벌레, 반날개, 풍뎅이 등이 주를 이루었는데 종별로 개체수를 보면 관행 재배지 에서는 점박이 먼지벌레가 109마리로 유기 재배지 의 72마리보다 많았으며 폭탄먼지벌레도 관행 58마리, 유기 21 마리로 이들 종은 관행재배지에서 특이하게 높았다. 그러나 큰넓적송장벌레는 관행에는 전혀 출현하지 않았으며 유기 재배지에서만 57마리가 출현하여 이들 종이 관행과 유기 재배지의 지표 생물이 될 가능성이 높았다.
- 24) 보다 높은 것으로 보아 다양한 곤충 종이 서식하는 것으로 알 수 있었다. 종 풍부도와 균등도도 마찬가지로 유기농법 지역이(8.75, 2.11) 관행농법 지역(6.75, 1.79)보다 높은 것으로 보아 곤충 서식 횐경이 양호한 것으로 판단되었다. 고추밭의 경우도 우점도 지수를 보면 친환경 유기농법 지역은 0.
후속연구
- 이는 유기재배 농산물 평가시 단지 인증작업을 통한 친환경농산물 평가로 이루어지고 있는데 이와 함께 출현 곤충과 지표 곤충을 이용한 친환경농산물 생산재배지 평가가 함께 이루어진다면 명확한 유기재배 농산물평가가 이루어지리라 생각된다. 또한 본 연구에서 제외한 토양평가 특히, 토양속 생물이나 미생물 다양성 조사도 반드시 실시 되어야 할 연구로 생각된다(Choi, 1984; Edwards and Bohen, 1996; Park 등, 1996; Hong과 Kim, 2007). 생물 다양성을 이용한 친환경 농업 시범마을의 평가시 주변마을과 비교하여 생태계의 개선과 토양이 건전화된 것으로 평가한 바 있으며(Lee 등, 2003) 논의 저서성 무척추동물을 조사를 이용한 유기재배 평가도 이루어진 바 있다(Kim 등 2009a).
- 따라서 지표 곤충선발은 환경영향평가 도구로 유용하기 때문에 이를 농법에 따라 달라지는 농업환경을 평가하는데 유용할 것으로 생각된다. 이는 유기재배 농산물 평가시 단지 인증작업을 통한 친환경농산물 평가로 이루어지고 있는데 이와 함께 출현 곤충과 지표 곤충을 이용한 친환경농산물 생산재배지 평가가 함께 이루어진다면 명확한 유기재배 농산물평가가 이루어지리라 생각된다. 또한 본 연구에서 제외한 토양평가 특히, 토양속 생물이나 미생물 다양성 조사도 반드시 실시 되어야 할 연구로 생각된다(Choi, 1984; Edwards and Bohen, 1996; Park 등, 1996; Hong과 Kim, 2007).
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