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문제 정의
- , 2009) 노린재류를 대상으로 한 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구는 표식-재포획법을 사용하여 톱다리개미허리노린재 집합페로몬의 작용 범위를 파악하고 피해 경감 효과를 얻기 위한 포장 면적당 적정 트랩 수를 결정하여 기존의 약제 방제 수단을 보완하거나 대체할 수 있는 친환경적인 방제 수단 제공 가능성을 규명하고자 수행하였다.
제안 방법
- 2009년 5월 국립식량과학원에서 분양 받은 톱다리개미허리노린재를 국립농업과학원 사육실(온도 25±3℃, 습도 40～60% RH, 광조건 L:D=16:8)에서 직경 15 cm, 높이 7 cm 원형의 플라스틱 용기의 뚜껑을 자르고 망사를 붙여 환기가 가능한 사육 용기에 누대 사육하였다. 사육용기 뚜껑 부분의 망사 일부를 십자로 절개하고 솜과 바이엘병(직경 1.5 cm, 높이 6 cm)을 이용하여 물을 공급하였다. 먹이로는 대두(대원콩) [Glycine max(L.
- ]를 사용하였으며 약충의 경우 사육 용기 당 1-2령은 200∼300마리, 3-4령은 100∼200마리, 5령-성충은 70∼100마리 밀도로 사육하여 적절한 밀도를 유지하였다. 알의 수거는 7일 이내 간격으로 하였으며, 먹이는 일주일에 1회, 물은 매일 충분히 공급하였다.
- 1차 실험은 2010년 7월 13일 실내에서 누대 사육하던 톱다리개미허리노린재 성충(우화 후 한달 이내) 1200마리를 한번에 50∼60마리씩 이산화탄소로 약 20초간 마취시킨 후 상업용 녹색 메니큐어를 이용하여 앞가슴 등판이나 소순판에 직경 1∼2 mm 정도의 크기로 표식 하였으며, 다음날 물과 먹이가 들어 있는 원형의 사육케이지를 이용하여 실험포장에 방사하였다.
- 1차 실험은 2010년 7월 13일 실내에서 누대 사육하던 톱다리개미허리노린재 성충(우화 후 한달 이내) 1200마리를 한번에 50∼60마리씩 이산화탄소로 약 20초간 마취시킨 후 상업용 녹색 메니큐어를 이용하여 앞가슴 등판이나 소순판에 직경 1∼2 mm 정도의 크기로 표식 하였으며, 다음날 물과 먹이가 들어 있는 원형의 사육케이지를 이용하여 실험포장에 방사하였다. 2차 실험은 2010년 8월 14일 실내 사육 성충(우화한지 한달 이내) 1200마리를 1차 때와 동일한 방법으로 표식한 후 2일 후(2010년 8월 16일)에 방사하였다.
- 2 m 위치에 설치하였다. 재포획 밀도의 조사는 1차 실험의 경우 방사 후 1, 2, 5, 6, 7일 5회, 2차 실험의 경우 방사 후 1, 2, 3, 5, 15일후 5회 조사하였다.
- 2 m 위치로 포장 가장자리에 설치하였다. 최초 트랩 설치는 2010년 7월 7일이었으며, 트랩 설치 후 4주마다 페로몬 루어를 교체하였고 2010년 10월 27일까지 매주 트랩별 포획 밀도를 육안으로 조사하였다.
- 수량은 콩의 전체 무게를 측정하였으며 피해조사는 Jung et al.(2005)의 분류기준에 따라 종자를 A(피해흔적이 없는 정상인 종자), B(모양은 거의 정상이나 표면에 흡즙 흔적이 뚜렷한 종자), C(수확이 될 정도의 크기이나 모양이 기형이거나 미숙한 종자), D(수확되지 않는 전혀 발육하지 못한 종자)로 분류하여 각각의 개수를 조사하였다.
- 재포획된 모든 개체들은 방사 후 6일 이내에 포획 되었으며, 트랩 위치별 재포획 밀도를 보면 최초 방사 지점으로부터 20 m, 40 m, 80 m, 160 m에서 각각 5, 4, 3, 4마리가 채집되었고 200 m에서는 한 마리도 포획되지 않았다(Table 1). 1차 실험에서 보여준 낮은 재포획률은 조사 기간이 짧아서 발생한 문제일 수 있다는 분석으로 2차 실험에서는 최초 방사 후 15일까지 재포획 밀도를 조사하였다. 2차 실험 결과 총 93마리가 재포획되어 7.
- 집합페로몬 트랩을 이용한 톱다리개미허리노린재 피해 경감 효과를 알아보기 위해 각기 다른 면적의 농가 포장에 1, 3, 6, 12개의 트랩을 설치하였으며, 결과적으로 각 포장에 설치된 트랩 당 대량 포획을 위해 할당된 면적은 트랩 당 82.5∼2310 m2로 다양하였다(Fig. 2).
- 따라서 피해 경감을 위한 적정 트랩수 결정은 단순히 총포획량의 확대 이외에 수량과 관련된 피해 경감효과를 분석하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 각 농가 포장에서 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용한 피해 경감 효과를 분석하기 위하여 농가 포장 면적을 설치된 트랩의 개수로 나누어 트랩 당 포획 할당 면적을 구하고 이 값과 수량 및 피해와의 관계를 분석하였다. 페로몬 트랩 당 포획 할당 면적이 770 m2인 포장에서 10주당 261.
- 이러한 결과를 보인 이유는 포장 간 재배양식, 토양의 비옥도 등의 재배 환경이 현저히 다르기 때문에 발생한 수량 차이가 훨씬 커서 트랩 당 포획 할당 면적에 의한 효과를 압도하였기 때문으로 생각된다. 그 결과 순수 수량 자료만으로는 집합페로몬 트랩의 피해 경감 효과 경향을 분석하기는 어렵다고 판단되었고, 따라서 수확 후 건전한 종자와 피해 종자의 비율을 이용하여 피해 경감효과 분석을 시도하였다. 트랩 당 포획 할당 면적이 385 m2되기 전까지는 할당 면적이 증가함에 따라 A형 종자의 비율이 급격히 증가하나 이보다 할당 면적이 커지게 되면 A형 종자의 비율이 완만하게 감소하는 경향을 보였다(Fig.
대상 데이터
- 2009년 5월 국립식량과학원에서 분양 받은 톱다리개미허리노린재를 국립농업과학원 사육실(온도 25±3℃, 습도 40～60% RH, 광조건 L:D=16:8)에서 직경 15 cm, 높이 7 cm 원형의 플라스틱 용기의 뚜껑을 자르고 망사를 붙여 환기가 가능한 사육 용기에 누대 사육하였다.
- 표식-재포획법 실험 포장은 동서남북으로 사방이 트여 있고 중심으로부터 사방으로 직선거리가 200 m 정도 되는 경기도 수원시 권선구 서둔동 소재 국립농업과학원 답작 포장을 선정하였다(Fig. 1). 1차 실험은 2010년 7월 13일 실내에서 누대 사육하던 톱다리개미허리노린재 성충(우화 후 한달 이내) 1200마리를 한번에 50∼60마리씩 이산화탄소로 약 20초간 마취시킨 후 상업용 녹색 메니큐어를 이용하여 앞가슴 등판이나 소순판에 직경 1∼2 mm 정도의 크기로 표식 하였으며, 다음날 물과 먹이가 들어 있는 원형의 사육케이지를 이용하여 실험포장에 방사하였다.
- 포획 트랩은 갈색 망으로 되어 있는 피쉬트랩(길이 28 cm, 직경 14 cm)을 사용하였으며, 표식된 성충 방사 지점을 중심으로 동, 서, 남, 북 사방으로 20 m, 40 m, 80 m, 160 m, 200 m 지점에 높이 1.5 m FRP 폴대와 직경 3 mm 철사를 사용하여 지상으로 부터 높이 1∼1.2 m 위치에 설치하였다.
- 재 포획을 위한 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 루어는 (E)-2-hexenyl (Z)-3-hexenoate (E2HZ3H), (E)-2-hexenyl (E)-2-hexenoate (E2HE2H), Tetradecyl isobutyrate (TI), Octadecyl isobutyrate (OI)를 각각 5.5, 27.6, 38.7, 14.3% 비율로 섞어 상업용으로 판매하는 [(주) 그린아그로텍)] 제품을 사용하였다. 포획 트랩은 갈색 망으로 되어 있는 피쉬트랩(길이 28 cm, 직경 14 cm)을 사용하였으며, 표식된 성충 방사 지점을 중심으로 동, 서, 남, 북 사방으로 20 m, 40 m, 80 m, 160 m, 200 m 지점에 높이 1.
- 실험 포장은 주식회사 한살림 소속의 충청남도 아산시 덕암리 일대의 친환경 포장 중 12개 농가 포장을 선정하였으며, 실험 포장 위치, 면적 및 트랩 설치 개수는 Fig. 2와 같다. 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 루어 및 트랩은 표식-재포획 실험에 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.
- 2와 같다. 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 루어 및 트랩은 표식-재포획 실험에 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다. 각 실험 포장에서 트랩의 설치는 1.
- 수량 및 피해조사를 위하여 각 실험 포장에서 콩이 수확되기 직전인 2010년 11월 1일 포장 당 10 가지를 3반복으로 수거하여 경기도 수원시 권선구 소재 국립농업과학원 비닐하우스에서 2주일 이상 건조 후 탈립하였다. 수량은 콩의 전체 무게를 측정하였으며 피해조사는 Jung et al.
데이터처리
- 조사 포장간 수량 차이는 SAS(SAS Institute, 2008) 프로그램을 이용하여 Tukey HSD 검정으로 처리 평균간 차이를 유의성 α=0.05에서 검정하였고 결과는 평균±표준편차로 표기하였다.
성능/효과
- 집합페로몬을 이용한 톱다리개미허리노린재 표식-재포획법 1차 실험에서 일주일 동안 재포획 총 개체는 16마리로(1.3%) 낮은 재포획률을 보였다. 재포획된 모든 개체들은 방사 후 6일 이내에 포획 되었으며, 트랩 위치별 재포획 밀도를 보면 최초 방사 지점으로부터 20 m, 40 m, 80 m, 160 m에서 각각 5, 4, 3, 4마리가 채집되었고 200 m에서는 한 마리도 포획되지 않았다(Table 1).
- 3%) 낮은 재포획률을 보였다. 재포획된 모든 개체들은 방사 후 6일 이내에 포획 되었으며, 트랩 위치별 재포획 밀도를 보면 최초 방사 지점으로부터 20 m, 40 m, 80 m, 160 m에서 각각 5, 4, 3, 4마리가 채집되었고 200 m에서는 한 마리도 포획되지 않았다(Table 1). 1차 실험에서 보여준 낮은 재포획률은 조사 기간이 짧아서 발생한 문제일 수 있다는 분석으로 2차 실험에서는 최초 방사 후 15일까지 재포획 밀도를 조사하였다.
- 1차 실험에서 보여준 낮은 재포획률은 조사 기간이 짧아서 발생한 문제일 수 있다는 분석으로 2차 실험에서는 최초 방사 후 15일까지 재포획 밀도를 조사하였다. 2차 실험 결과 총 93마리가 재포획되어 7.8%의 재포획률을 보였으며, 최초 방사 지점으로부터 거리별로 보면 총 포획수의 79.8%(74마리)가 40 m 이내에서 재포획되었으며, 92%(85마리) 정도가 방사한 지점으로부터 80 m 이내에서 재포획되었다(Table 2). 종자를 주 먹이로 이용하는 노린재류의 경우 계절에 따른 이동과 상대적으로 큰 비행능력을 가지게 되는데(Southwood, 1962) 이러한 능력에 따라오게 되는 해충의 분산에 관한 정보는 개체군의 발생 지역과 밀도 변동을 예측하는데 중요한 역할을 하게 된다(Loxdale et al.
- 1 km로 추정되며 야외 포장에서 첫 번째 비행으로 이동하는 거리는 45∼54 m 라고 보고하였으나(Maharjan and Jung, 2009) 상용화된 톱다리개미허리노린재 집합페로몬의 유인 거리에 관한 연구 보고는 없었다. 최초 방사 후 경과 일수에 따른 유인 효과를 보면 방사 후 3일까지는 비교적 적은 마리수가 재포획(전체 포획수의 8.6%)되었으나 이후 시간이 지남에 따라 재포획량이 증가하는 것으로 조사되었다. 최초 방사지점으로부터 트랩의 설치 방위별 포획밀도를 보면 방사지점을 중심으로 서쪽에 설치된 트랩들에서 28마리로 가장 많은 양이 재포획되었으며, 다음으로 북쪽(24마리), 남쪽(21마리), 동쪽(20마리)의 순이었으나 설치 방향 간에는 재포획율의 차이가 미미하였다(Fig.
- 6%)되었으나 이후 시간이 지남에 따라 재포획량이 증가하는 것으로 조사되었다. 최초 방사지점으로부터 트랩의 설치 방위별 포획밀도를 보면 방사지점을 중심으로 서쪽에 설치된 트랩들에서 28마리로 가장 많은 양이 재포획되었으며, 다음으로 북쪽(24마리), 남쪽(21마리), 동쪽(20마리)의 순이었으나 설치 방향 간에는 재포획율의 차이가 미미하였다(Fig. 3). 이상의 결과로 볼 때 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용하여 발생 밀도 조사를 할 경우 트랩간의 거리는 80 m 이상을 유지하는 것이 이웃한 개체군 집단의 밀도에 영향을 받지 않을 것으로 판단할 수 있었다.
- 3). 이상의 결과로 볼 때 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용하여 발생 밀도 조사를 할 경우 트랩간의 거리는 80 m 이상을 유지하는 것이 이웃한 개체군 집단의 밀도에 영향을 받지 않을 것으로 판단할 수 있었다. 한편 대량 포획을 위해 페로몬 트랩을 운용할 경우에는 전체 포획 마리수의 80% 정도를 포획하는 40 m 정도의 거리를 유지하는 것이 유리할 것으로 판단된다.
- 2). 각 농가 포장에서 집합페로몬 트랩에 의한 톱다리개미허리노린재 포획밀도의 변동 양상을 보면 대부분의 포장에서 트랩 설치 후 3주차(7월 29일)부터 포획 밀도가 증가하기 시작하여 8월 5일 다소 밀도가 감소하는 시기가 있었지만, 꾸준히 포획 밀도가 증가하여 8월 20일 최대 포획밀도 피크를 보인 후 급격히 밀도가 감소하였고 이러한 상태는 수확 시기까지 한주에 50마리 미만의 낮은 포획 밀도로 유지되는 양상을 보였다(Fig. 4). 콩 포장에서 집합페로몬 트랩을 이용하여 톱다리개미허리노린재 침입시기를 조사한 결과 개화 후 9-13일 사이에 가장 많은 개체가 포획되었으며(Endo et al.
- , 2005) 개화 후부터 이때 까지 약 한달 가량이 대량 포획을 통한 밀도 억제를 위한 집중 관리가 필요한 시기라 할 수 있을 것이다. 포장 당 집합페로몬 트랩 설치 개수가 증가 할수록 톱다리개미허리노린재 총 포획수는 직선적으로 증가하는 경향을 보인 반면(Fig. 5), 트랩 당 포획 할당 면적이 660 m2까지는 트랩당 포획수의 차이가 별로 없다가 770 m2이상 되면 서서히 포획수가 증가하는 경향을 보였다(Fig. 6). 이러한 결과들로 유추해 볼 때 톱다리개미허리노린재 대량 포획을 통한 피해 경감 효과를 높이기 위해서는 트랩수를 증가시키는 것이 유리할 것으로 생각되나 트랩의 개수가 증가함에도 불구하고(트랩 당 포획 할당 면적은 줄어듬) 트랩 당 포획수가 감소하지 않고 어느 지점에서 일정하게 포획밀도가 유지된다는 것은 피해 경감을 위해 트랩수를 계속 늘리는 것이 피해 경감을 위해 유리하지 않을 수도 있다고 판단된다.
- 6). 이러한 결과들로 유추해 볼 때 톱다리개미허리노린재 대량 포획을 통한 피해 경감 효과를 높이기 위해서는 트랩수를 증가시키는 것이 유리할 것으로 생각되나 트랩의 개수가 증가함에도 불구하고(트랩 당 포획 할당 면적은 줄어듬) 트랩 당 포획수가 감소하지 않고 어느 지점에서 일정하게 포획밀도가 유지된다는 것은 피해 경감을 위해 트랩수를 계속 늘리는 것이 피해 경감을 위해 유리하지 않을 수도 있다고 판단된다. 이러한 판단 이유는 해당 포장을 중심으로 일정한 면적에 존재하는 톱다리개미허리노린재의 밀도가 일정하고 주변으로부터 새로운 개체들의 유입이 없으며, 각 트랩의 포획 효율성 차이가 없다고 가정한다면 트랩수의 증가가 트랩 당 포획수의 지속적 감소로 이어져야 하나 일정 개수 이상이 되어도 트랩 당 포획수가 감소하지 않는다는 것은 더 먼 주변으로부터 목표 포장으로의 새로운 개체들의 유인효과가 발생하고 있다고 추론해 볼 수 있기 때문이다.
- 각 농가 포장에서 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용한 피해 경감 효과를 분석하기 위하여 농가 포장 면적을 설치된 트랩의 개수로 나누어 트랩 당 포획 할당 면적을 구하고 이 값과 수량 및 피해와의 관계를 분석하였다. 페로몬 트랩 당 포획 할당 면적이 770 m2인 포장에서 10주당 261.8 g으로 가장 높은 수량을 보였으며 가장 낮은 수량을 보인 포장은 할당 면적이 440 m2인 포장에서 10주당 83.1 g 이었다(Table 3). 포장간 수량은 통계적으로 유의한 차이가 있었으나(F value =3.
- 그 결과 순수 수량 자료만으로는 집합페로몬 트랩의 피해 경감 효과 경향을 분석하기는 어렵다고 판단되었고, 따라서 수확 후 건전한 종자와 피해 종자의 비율을 이용하여 피해 경감효과 분석을 시도하였다. 트랩 당 포획 할당 면적이 385 m2되기 전까지는 할당 면적이 증가함에 따라 A형 종자의 비율이 급격히 증가하나 이보다 할당 면적이 커지게 되면 A형 종자의 비율이 완만하게 감소하는 경향을 보였다(Fig. 7A). 그러나 B형 종자의 경우 A형 종자와는 반대로 트랩 당 할당 면적이 385 m2 될 때 까지는 급격하게 비율이 감소(26.
- 7B). 즉 트랩 당 할당 포획 면적이 385 m2를 중심으로 할당 면적이 너무 작아지면 유인효과가 과도하게 커져 주변으로부터 새로운 개체들의 유입으로 피해가 늘어날 수 있고 너무 커지면 전체 포장에서 트랩 포획 효율이 감소되어 피해가 증가할 수 있다는 것을 보여 주는 것으로 보인다. 한편 C, D형 종자의 상대적 비율은 트랩 당 할당 포획 면적의 변화에 크게 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다(Fig.
- 이상의 결과로 볼 때 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용하여 발생 밀도 조사를 할 경우 트랩간의 거리는 80 m 이상을 유지하는 것이 이웃한 개체군 집단의 밀도에 영향을 받지 않을 것으로 판단할 수 있었다. 한편 대량 포획을 위해 페로몬 트랩을 운용할 경우에는 전체 포획 마리수의 80% 정도를 포획하는 40 m 정도의 거리를 유지하는 것이 유리할 것으로 판단된다.
후속연구
- 이러한 판단 이유는 해당 포장을 중심으로 일정한 면적에 존재하는 톱다리개미허리노린재의 밀도가 일정하고 주변으로부터 새로운 개체들의 유입이 없으며, 각 트랩의 포획 효율성 차이가 없다고 가정한다면 트랩수의 증가가 트랩 당 포획수의 지속적 감소로 이어져야 하나 일정 개수 이상이 되어도 트랩 당 포획수가 감소하지 않는다는 것은 더 먼 주변으로부터 목표 포장으로의 새로운 개체들의 유인효과가 발생하고 있다고 추론해 볼 수 있기 때문이다. 따라서 피해 경감을 위한 적정 트랩수 결정은 단순히 총포획량의 확대 이외에 수량과 관련된 피해 경감효과를 분석하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 각 농가 포장에서 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용한 피해 경감 효과를 분석하기 위하여 농가 포장 면적을 설치된 트랩의 개수로 나누어 트랩 당 포획 할당 면적을 구하고 이 값과 수량 및 피해와의 관계를 분석하였다.
- 7 C, D). 이러한 결과로 볼 때 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용한 피해 경감 효과는 수량만으로는 판단하기 어려웠으나, 피해 종자의 비율 변화로 볼 때 대상 포장 면적 385-770 m2당 1개를 포장 주변에 적절히 설치 운용 한다면 어느 정도 피해를 경감 시킬 수 있는 수단으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 집합페로몬을 이용한 대량 포획으로 톱다리개미허리노린재 피해 경감 효과를 알아내기 위해서는 콩의 개화 시기와 관련한 트랩 운용 기간, 트랩의 위치, 특정 포장에서 페로몬 확산 특성에 관한 연구들이 구체적으로 진행되어야 집합페로몬 트랩의 활용법과 전략 수립이 가능할 것이다.
- 이러한 결과로 볼 때 톱다리개미허리노린재 집합페로몬 트랩을 이용한 피해 경감 효과는 수량만으로는 판단하기 어려웠으나, 피해 종자의 비율 변화로 볼 때 대상 포장 면적 385-770 m2당 1개를 포장 주변에 적절히 설치 운용 한다면 어느 정도 피해를 경감 시킬 수 있는 수단으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 집합페로몬을 이용한 대량 포획으로 톱다리개미허리노린재 피해 경감 효과를 알아내기 위해서는 콩의 개화 시기와 관련한 트랩 운용 기간, 트랩의 위치, 특정 포장에서 페로몬 확산 특성에 관한 연구들이 구체적으로 진행되어야 집합페로몬 트랩의 활용법과 전략 수립이 가능할 것이다.
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