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문제 정의
- 본 연구팀의 이전 연구에 따르면, LED에 대한 파밤나방의 행동반응 실내 실험결과 파밤나방은 광에 대해 주광성 행동반응을 나타냈으며, 기존광원보다 우수한 유인활성을 나타내었다(Oh 등, 2011). 따라서 본 연구에서는 우리의 이전 연구를 바탕으로 제작된 LED 트랩의 시설재배지내의 이용 가능성을 평가하기 위해 시설재배지 실증실험을 실시하였다.
제안 방법
- 4개의 아크릴판(W200 × H300 mm)을 십자가 모양으로 결합하고, 중앙부에 트랩을 연결하는 줄을 달아 모빌형태로 제작 하였다.
- )내에서 실시되었다. 비닐하우스 3동에 실험구(LED + sticky trap), 양성대조구(BL + sticky trap), 및 음성대조구(sticky trap)를 설치하였다. 트랩의 설치지점은 기주로 사용된 착색단고추의 높이와 동일 지점에 설치하였고, 파밤나방(S.
- 5℃ 그리고 광주기 16L:8D의 조건에서 사육되었으며, 알-유충기는 insect breeding dish (ϕ100 mm × H40 mm)에서 번데기-성충기는 growth chamber (W350 mm × L350 mm × H350 mm)에서 각각의 성장기에 따라 사육 케이지를 달리하였다. 사육에 필요한 인공사료 조성은 콩가루 113 g, 밀맥아 113 g, 건조효모 60 g, agar powder 27 g, p-hydroxybenzoic acid methyl ester 4.5 g, L-ascorbic acid 15 g, sorbic acid 2.3 g, 포르말린 (10%) 2.3 g, 소금 5 g 및 원비산(vitamin) 15 g을 900 g의 증류수에 녹여 사용하였다.
- 각 아크릴판에는 곤충을 포집할 수 있도록 yellow sticky을 부착하였고, 각 판 사이에는 조명을 설치할 수 있도록 제작하였다. 실험구는 흰색 LED를, 양성대조구는 black light (BL)을 설치하였고, 음성대조구에는 조명장치를 설치하지 않았다.
- 이 결과를 바탕으로 시설재배지내 실증실험을 위해 모빌 형태의 주광성 실험장치를 개발하였고, 이에 실내 실험에서 가장 활성이 뛰어났던 흰색 LED를 장착하여 실험하였다. 양성대조구로는 일반적인 해충유인 트랩으로 사용되는 black-light 를 사용하였고, 음성대조구는 광원을 설치하지 않고 yellow sticky만 부착하여 시설재배지내 실험을 실시 하였다(Table 1). 실험 결과 광원을 설치하지 않은 음성대조구(No light)는 시험을 진행한 7일 동안 평균 2마리가 포획되었을 뿐 유의할만한 결과를 보이지 않은 반면, 양성대조구(black light)와 흰색 LED는 유인되는 개체수가 꾸준히 증가하는 것을 관찰하였다.
- 본 연구팀의 이전연구에서 파밤나방의 LED 파장에 따른 행동반응을 조사하기 위하여 파랑(470 nm), 녹색(520 nm), 노랑(590 nm), 빨강(625 nm) 및 혼합파장을 가진 흰색(450–620 nm) LED를 이용하여 주광성 행동반응을 관찰한 결과 혼합파장을 가진 흰색 LED가 가장 뛰어난 유인활성을 나타내었다(Oh 등, 2011). 이 결과를 바탕으로 시설재배지내 실증실험을 위해 모빌 형태의 주광성 실험장치를 개발하였고, 이에 실내 실험에서 가장 활성이 뛰어났던 흰색 LED를 장착하여 실험하였다. 양성대조구로는 일반적인 해충유인 트랩으로 사용되는 black-light 를 사용하였고, 음성대조구는 광원을 설치하지 않고 yellow sticky만 부착하여 시설재배지내 실험을 실시 하였다(Table 1).
- exigua) 성충 200마리를 방사한 후 12시간(오후 8시−오전 8시) 노출시험으로 진행하였다. 이후, 각 실험군에 부착된 sticky에 붙잡힌 파밤나방 성충 개체수를 조사하여 유인효과를 검정하였다.
- 트랩의 설치지점은 기주로 사용된 착색단고추의 높이와 동일 지점에 설치하였고, 파밤나방(S. exigua) 성충 200마리를 방사한 후 12시간(오후 8시−오전 8시) 노출시험으로 진행하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 파밤나방(S. exigua)은 상대습도 60±5%, 온도 27±0.5℃ 그리고 광주기 16L:8D의 조건에서 사육되었으며, 알-유충기는 insect breeding dish (ϕ100 mm × H40 mm)에서 번데기-성충기는 growth chamber (W350 mm × L350 mm × H350 mm)에서 각각의 성장기에 따라 사육 케이지를 달리하였다.
- 실험에 사용된 흰색(450–620 nm, wavelength) LED광원은 씨엘라이트(Ciel light, Korea)사에서 구입한 것을 사용하였고, 양성대조구(positive control)로 사용된 black light는 산쿄(Sankyo Denki Co. Ltd., Japan)에서 구입한 제품을 사용하였다.
데이터처리
- 또한 분산분석(ANOVA)을 실시하여 평균간의 차이를 비교하였으며, Tukey’s HSD test을 이용 사후 검정 하였다.
- 실험은 6반복으로 진행되어 얻은 실험결과를 SPSS(Ver. 12, SPSS Inc., USA)을 이용하여 평균 ± 표준오차 또는 백분율(%)로 결과값을 나타내었다.
성능/효과
- 반면 흰색 LED 트랩과 black-light 트랩은 실험을 진행한 7일 동안 유인되는 파밤나방의 수가 꾸준히 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다. Black-light 트랩은 첫째 날 16.0 마리가 유인 되었으며, 일 평균 4.9마리가 유인되어 7일 동안 평균 34.0마리의 파밤나방이 유인되었다. 흰색 LED 트랩은 첫째 날 10.
- 음성대조구에 포획된 개체는 파밤나방이 야간 비산활동 중 우연히 발생한 것으로 사료된다. 반면 흰색 LED 트랩과 black-light 트랩은 실험을 진행한 7일 동안 유인되는 파밤나방의 수가 꾸준히 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다. Black-light 트랩은 첫째 날 16.
- 양성대조구로는 일반적인 해충유인 트랩으로 사용되는 black-light 를 사용하였고, 음성대조구는 광원을 설치하지 않고 yellow sticky만 부착하여 시설재배지내 실험을 실시 하였다(Table 1). 실험 결과 광원을 설치하지 않은 음성대조구(No light)는 시험을 진행한 7일 동안 평균 2마리가 포획되었을 뿐 유의할만한 결과를 보이지 않은 반면, 양성대조구(black light)와 흰색 LED는 유인되는 개체수가 꾸준히 증가하는 것을 관찰하였다. 음성대조구에 포획된 개체는 파밤나방이 야간 비산활동 중 우연히 발생한 것으로 사료된다.
- 4배 높은 유인활성을 나타내었다. 트랩에 따른 일일 변화를 살펴보면 black-light 트랩은 설치 첫날 흰색 LED 트랩보다 통계적으로 유의하게 높은 활성이 관찰되었으며, 이틀째부터 흰색 LED 트랩이 유의하게 높은 활성이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 자외선 영역의 빛을 방출하는 black-light가 초기 반응에서는 강한 자극을 유발하여 유인활성을 나타낸 것으로 보이며, 이는 몇몇 나비목(Lepidooptera) 해충들이 자외선영역의 파장에서 강한 유인활성을 나타낸다는 연구결과(Langrvelde 등, 2011)와 유사한 결과를 보여주었다.
- 0마리의 파밤나방이 유인되었다. 흰색 LED 트랩은 첫째 날 10.5마리를 시작으로 일 평균 11.8마리가 유인되어 7일 동안 평균 83.0마리의 파밤나방 개체가 유인되어 black-light보다 평균 약 2.4배 높은 유인활성을 나타내었다. 트랩에 따른 일일 변화를 살펴보면 black-light 트랩은 설치 첫날 흰색 LED 트랩보다 통계적으로 유의하게 높은 활성이 관찰되었으며, 이틀째부터 흰색 LED 트랩이 유의하게 높은 활성이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 반면, 가시광선 영역의 파장을 방출하는 흰색 LED 트랩은 설치초기부터 종료일까지 7일간의 지속적인 자극에도 불구하고 트랩에 유인된 개체수가 증가하였고, 이는 빛에 대한 민감한 반응을 지속적으로 유발하여 black-light 트랩보다 더 높은 유인활성을 나타낸 것으로 보인다. 본 연구에서 제시한 흰색 LED는 시설재배지내 시험을 통해 우수한 파밤나방 유인활성을 확인 할 수 있었으며, 기존에 black-light를 사용한 해충트랩을 대체하여 앞으로 시설재배지내에서 발생하는 파밤나방의 조기 예찰 및 친환경적 해충방제를 위한 통합 해충 관리(IPM; Intergrated Pest Management)의 일환으로서 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
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