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문제 정의
- 국내에서 감자뿔나방에 대한 등록약제가 없으며, 해외에서는 일반적으로 성페로몬트랩을 이용하여 유살하는 방법을 사용하고 있기는 하나, 국내 연구는 미미한 실정이다(Voerman and Rothschild, 1978). 본 연구는 감자뿔나방에 대하여 화학적 방제제로 사용 가능한 약제를 선정하기 위해 엽육을 식해하고 갱도를 형성(Trumble et al., 1985)하는 감자뿔나방 유충과 가해습성이 비슷한 아메리카잎굴파리의 방제에 사용된 약제(Kim et al., 2001)와 나방에 효과 있는 약제 중 국내에 등록된 16종의 살충제(KCPA, 2012)를 이용하여 감자뿔나방의 발육단계별(알, 유충, 번데기, 성충)로 약제감수성을 평가하여 살충활성이 높고, 잔효성과 침투이행성이 높은 약제를 선발하여 이 해충의 방제에 기초자료로 제공하고자 수행하였다.
제안 방법
- 6 cm)에 암컷 10마리와 수컷 성충 20마리(1 : 2 비율)을 접종하였다. 2일 주기로 여과지를 교체하며 산란수 및 성충수명을 조사하였다. 실험은 3반복으로 수행하였다.
- 감자뿔나방 3령 유충에 대한 잔효성은 섭식독성 시험에서 90% 이상의 살충효과를 보인 약제를 선발(Table 2)하여 14일차까지 조사하였다(Fig. 1). 감자뿔나방 3령 유충에 대해서 fenitrothion은 처리 후 1일, esfenvalerate는 처리 후 3일, emamectin benzoate는 처리 후 14일까지 100%의 살충효과를 보였고, ethofenprox는 7일차까지 90% 이상의 살충율을 나타내었다.
- 감자뿔나방 유충에 대한 5종의 약제(emamectin benzoate, esfenvalerate, ethofenprox, fenitrothion, spinosad)의 잔효성 시험을 실시하였다. 추천농도로 기주식물인 가지 잎(파종 후 5주)에 약제를 처리하고 1, 3, 5, 7, 10, 14일 후 20마리 씩 접종하고 처리 48시간 후 살충율을 평가하였다.
- 감자뿔나방의 성충은 아크릴 케이지(30 × 30 × 60 cm)에 번데기를 넣고 성충 우화시 먹이원으로 10%의 설탕물을 제공하였다.
- 그리고 24시간 후 가지 유묘를 원통형 아크릴 사육상(Φ 9 cm × 18 cm)에 넣고 3령 유충 20마리를 접종하여 48시간 후 사충률을 구하여 침투이행성 여부를 검정하였다.
- 그리고 24시간 후 가지 유묘를 원통형 아크릴 사육상(Φ 9 cm × 18 cm)에 넣고 3령 유충 20마리를 접종하여 48시간 후 사충률을 구하여 침투이행성 여부를 검정하였다. 모든 시험은 3반복으로 수행하였다.
- 추천농도로 기주식물인 가지 잎(파종 후 5주)에 약제를 처리하고 1, 3, 5, 7, 10, 14일 후 20마리 씩 접종하고 처리 48시간 후 살충율을 평가하였다. 모든 실험은 3반복으로 수행하였다.
- 성충에 대한 약효 시험은 충제에 직접 약제 희석액을 스프레이법을 이용하여 3회 살포한 후 성충을 접종하고 48시간 후 사충률을 조사하였다. 모든 실험은 농도당 10마리씩 3반복으로 수행하였다.
- 반수치사농도(LC50) 값은 추천농도에 의한 실험을 진행한 후 추천농도를 기준으로 10배씩 약제희석 배율로 실험하여, 약 50%의 사충률 보인 농도를 기준으로 5-6 농도로 반수 희석하여 50% 이하와 50% 이상의 사충률을 보이는 농도를 구하여 유의성을 검정하였다.
- 번데기에 대한 약효 시험은 용화된 지 1~2일 된 번데기를 약제 희석액에 30초간 침지한 후 우화율을 조사하였다.
- 뿌리의 침투이행성 시험은 약액(20 ml)을 가지 유묘가 식재된 포트(Φ 7.0 cm × 6.5 cm)의 흙에 관주처리 하였다.
- 5 cm)에서 감자뿔나방 성충을 24시간 동안 산란시켰다. 산란된 알은 현미경을 이용하여 개수를 확인하였고, 알(30~50개/paper)을 약제 희석액에 30초간 침지한 후 부화율을 조사하였다.
- 섭식독성 시험은 페트리 디쉬(φ 5.5 cm × 1.5 cm)에 여과지(φ 5.5 cm, Hyundai Micro Co., Anseong, Korea)를 깔고, 실험약제를 추천농도로 증류수에 희석하여 5 mm 두께로 얇게 자른 감자를 30초간 침지 시킨 후 3령 유충(10마리/페트리디쉬)을 접종하였고, 48시간 후에 사충률을 조사하였다.
- 성충에 대한 약효 시험은 충제에 직접 약제 희석액을 스프레이법을 이용하여 3회 살포한 후 성충을 접종하고 48시간 후 사충률을 조사하였다. 모든 실험은 농도당 10마리씩 3반복으로 수행하였다.
- 시판되고 있는 16종의 농업용 살충제를 추천농도(ppm)로 희석하여 감자뿔나방의 3령 유충과 성충에 대한 살충활성을 조사하였다.
- 실내 사육 조건은 온도 25 ± 2℃, 광주기 16L: 8D, 상대습도 50~60%의 조건 하에서 플라스틱 사육용기(15 cm × 23 cm × 8 cm)에 감자를 주기적으로 먹이로 공급하면서 사육하였다.
- 잎과 뿌리로 약제의 침투이행성을 알아보기 위해 가지 유묘(파종 후 5주)를 사용하였다. 실험 살충제는 상기의 실험에서 높은 살충활성을 보인 약제 5종(emamectin benzoate, esfenvalerate, ethofenprox, fenitrothion, spinosad)을 선발하여 추천농도에 대해 시험하였다.
- 2일 주기로 여과지를 교체하며 산란수 및 성충수명을 조사하였다. 실험은 3반복으로 수행하였다.
- 알에 대한 약효 시험을 위해 흠집 낸 여과지(Φ 5.5 cm)에서 감자뿔나방 성충을 24시간 동안 산란시켰다.
- 약제가 완전히 건조된 후 각각의 사각통(6.8 cm × 6.8 cm × 9.6 cm)에 암컷 10마리와 수컷 성충 20마리(1 : 2 비율)을 접종하였다.
- (ppm)은 probit 계산법으로 산출하였다(SAS Institute, 2009). 약제의 추천농도와 비교한 상대독성(RT; relative toxicity)값은 각 약제의 추천농도(RC; recommaned concentration)/각 약제의 LC50값으로 계산하였다.
- 우화한지 24시간 이내의 성충에 대해 추천농도로 희석된 약제가 충분히 적셔지도록 스프레이를 이용하여 3회 살포하였다. 약제가 완전히 건조된 후 각각의 사각통(6.
- 유충에 대한 약효 시험으로 섭식독성과 접촉독성을 조사하였다. 섭식독성 시험은 페트리 디쉬(φ 5.
- 잎 침투이행성 시험에서는 가지 유묘의 한쪽 잎에 약액을 30초간 침지하고 24시간 후 처리 잎을 제거 하였으며, 원통형 아크릴 사육상(Φ 9 cm × 18 cm)에 기주식물과 감자뿔나방 3령 유충 20마리를 접종하고 48시간 후에 사충률을 조사하였다.
- 잎과 뿌리로 약제의 침투이행성을 알아보기 위해 가지 유묘(파종 후 5주)를 사용하였다. 실험 살충제는 상기의 실험에서 높은 살충활성을 보인 약제 5종(emamectin benzoate, esfenvalerate, ethofenprox, fenitrothion, spinosad)을 선발하여 추천농도에 대해 시험하였다.
- 접촉독성 시험은 추천농도로 희석된 약제를 3령 유충(10마리/페트리디쉬)에 충분히 적셔지도록 일반 분무용 스프레이(입자크기: 400 µm, 분사력 0.8~1.2 ml/회, 팁노즐 0.30 mm dia.)를 이용하여 3회 살포한 후 신선한 감자를 패트리디쉬에 넣고 유충을 접종시킨 후 48시간 후에 사충률율을 조사하였다.
- 감자뿔나방 유충에 대한 5종의 약제(emamectin benzoate, esfenvalerate, ethofenprox, fenitrothion, spinosad)의 잔효성 시험을 실시하였다. 추천농도로 기주식물인 가지 잎(파종 후 5주)에 약제를 처리하고 1, 3, 5, 7, 10, 14일 후 20마리 씩 접종하고 처리 48시간 후 살충율을 평가하였다. 모든 실험은 3반복으로 수행하였다.
- 추천농도를 이용한 섭식독성과 접촉독성 시험에서 효과가 좋았던 5종 약제를 선별하여 반수치사농도를 구하였다(Table 3). 48시간 후 섭식독성 시험에 대한 반수치사농도(LC50)는 emamectin benzoate가 0.
대상 데이터
- 실험에 사용된 감자뿔나방(Phthorimaea operculella)은 2011년 7월에 국립식량과학원 고령지농업연구센터에서 분양받아 살충제 접촉 없이 충북대학교 곤충사육실에서 누대 사육한 실내계통을 사용하였다. 감자뿔나방의 성충은 아크릴 케이지(30 × 30 × 60 cm)에 번데기를 넣고 성충 우화시 먹이원으로 10%의 설탕물을 제공하였다.
- 실험에 사용된 살충제는 농업해충 전문약제로서 유기인계 2종, 카바메이트계 1종, 피레스로이드계 3종, 네오니코티노이드계 5종, IGR계 3종, 기타 2종 등 모두 16 종을 선발하였다. 이들 살충제에 대한 일반명, 제형, 유효성분량 및 추천농도(ppm)는 Table 1과 같다.
데이터처리
- 실험결과에 대한 통계분석은 Tukey's studentized range test로 살충율을 비교하였고, LC50 (ppm)은 probit 계산법으로 산출하였다(SAS Institute, 2009).
성능/효과
- 3령 유충에 대해서는 섭식독성과 접촉독성을 실험한 결과(Table 2), 섭식독성 시험에서는 fenitrothion, emamectin benzoate가 100%의 살충율을 보였고, 90% 이상의 살충율을 나타낸 약제는 피레스로이드계의 esfenvalerate, ethofenprox 등 2종이였다. 접촉독성 시험에 대해서는 ethofenprox, emamectin benzoate, spinosad가 100%의 살충율을 보였고, esfenvalerate가 93.
- 48시간 후 섭식독성 시험에 대한 반수치사농도(LC50)는 emamectin benzoate가 0.05 ppm으로 가장 높은 활성을 보였고, spinosad (0.56 ppm) > esfenvalerate (8.6 ppm)> ethofenprox (35.7 ppm) > fenitrothion (336.6 ppm)순으로 나타났다.
- 3%의 높은 살충율을 나타내었다. Emamectin benzoate는 섭식 독성과 접촉독성 시험에서 모두 100%의 높은 살충율을 보였다.
- 감자뿔나방 3령 유충에 대해서 fenitrothion은 처리 후 1일, esfenvalerate는 처리 후 3일, emamectin benzoate는 처리 후 14일까지 100%의 살충효과를 보였고, ethofenprox는 7일차까지 90% 이상의 살충율을 나타내었다. Fenitrothion, esfenvalerate 그리고 ethofenprox는 각각 3일차, 5일차 그리고 10일차부터 잔효성이 감소하는 것으로 나타났고, emamectin benzoate의 경우 14일차까지도 가장 우수한 잔효성을 나타내었다. Isaac et al.
- 3 ppm)순으로 나타났다. Fenitrothion과 emamectin benzoate, spinosad는 접촉독성보다 섭식독성에서 반수치사 농도가 더 낮게 나타나 섭식으로 더 활성이 높음을 알 수 있었다. 각 약제의 추천농도와 반수 치사농도를 비교한 결과, 24시간 후에는 emamectin benzoate와 spinosad의 섭식독성에서 각각 44.
- Fenitrothion과 emamectin benzoate, spinosad는 접촉독성보다 섭식독성에서 반수치사 농도가 더 낮게 나타나 섭식으로 더 활성이 높음을 알 수 있었다. 각 약제의 추천농도와 반수 치사농도를 비교한 결과, 24시간 후에는 emamectin benzoate와 spinosad의 섭식독성에서 각각 44.8배와 52.1배 더 높은 활성을 보임을 알 수 있었다. Hu et al.
- 감자뿔나방 3령 유충에 대한 침투이행성 시험을 위해 유충의 섭식독성과 접촉독성 시험에서 90% 이상의 살충율을 나타낸 5종의 약제(fenitrothion, esfenvalerate, ethofenprox, emamectin benzoate, spinosad)에 대해 엽면 및 뿌리 침투이행 여부를 조사한 결과, 시험 약제 모두 효과가 거의 없는 것으로 나타났다(Table 6). Kim et al.
- 1). 감자뿔나방 3령 유충에 대해서 fenitrothion은 처리 후 1일, esfenvalerate는 처리 후 3일, emamectin benzoate는 처리 후 14일까지 100%의 살충효과를 보였고, ethofenprox는 7일차까지 90% 이상의 살충율을 나타내었다. Fenitrothion, esfenvalerate 그리고 ethofenprox는 각각 3일차, 5일차 그리고 10일차부터 잔효성이 감소하는 것으로 나타났고, emamectin benzoate의 경우 14일차까지도 가장 우수한 잔효성을 나타내었다.
- 감자뿔나방의 알과 번데기에 대해 16종의 살충제를 처리하여 부화율과 우화율을 조사한 결과는 Table 4와 같다. 감자뿔나방 알과 번데기에 대해서 시험약제 중 spinosad가 70.3%와 66.7%로 가장 높은 부화억제율과 우화억제율을 보였으나 그 외 약제에서는 낮거나 효과를 보이지 않았다. Saour (2008)은 감자뿔나방에 대해 네오니코티노이드계인 thiacloprid의 효과를 보고하였는데 알에 대한 약제 처리시 부화율이 무처리와 차이가 크지 않았으나, 유충에 대한 약제 처리 후의 우화율은 크게 감소하는 결과를 보고하였다.
- (1986)은 6종의 피레스로이드계 약제 중 deltamethrin이 감자뿔나방에 가장 높은 살충활성을 보임을 보고하였다. 본 실험에서도 같은 피레스로이드계인 deltamethrin이 성충에 대해서 100%의 높은 살충율을 보였고 약 56%의 살충율을 보인 esfenvalerate는 수명기간에는 큰 영향을 미치진 않았지만 산란수는 유의성 있게 억제 되었다.
- (2008)은 배추좀나방(Plutella xylostella)에 대해 세가지 약제(abamectin, ivermectin, emamectin benzoate)의 살충효과 비교에서 emamectin benzoate이 섭식독성 효과가 가장 좋았다고 보고하였다. 본 실험의 결과에서도 실험 약제 중 emamectin benzoate가 섭식독성 및 접촉독성에서 가장 좋은 효과를 나타내었다.
- 3일로 짧아졌다. 암컷성충의 산란수는 무처리의 101개에 비하여 esfenvalerate, emamectin benzoate과 dinotefuran이 각각 3, 6.7, 8.3개로 크게 억제되었고, benfuracarb와 ethofenprox, clothianidin, thiamethoxam, diflubenzuron은 무처리와 통계적 유의차가 없었다. Deltamethrin과 spinosad의 경우 추천 농도에서 100%의 살충력을 보여 조사하지 못했다.
- 이상의 결과를 종합하여 보면, 감자뿔나방의 발육단계 모두에서 효과적인 약제는 없었으나 알과 번데기 그리고 성충에 대해서는 spinosad가, 성충에 대해서는 deltamethrin이 효과가 우수하였다. 유충에 대해서는 섭식독성과 접촉독성에서 esfenvalerate, ethofenprox 및 emamectin benzoate가 90% 이상의 높은 살충효과를 보였으며, 특히 emamectin benzoate는 14일차까지도 우수한 잔효성을 나타내었다. 현재 감자뿔나방 방제에 등록된 약제가 없어, 향후 본 실험 결과에서 얻어진 우수한 약제들이 등록된다면 종합방제에 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.
- 이상의 결과를 종합하여 보면, 감자뿔나방의 발육단계 모두에서 효과적인 약제는 없었으나 알과 번데기 그리고 성충에 대해서는 spinosad가, 성충에 대해서는 deltamethrin이 효과가 우수하였다. 유충에 대해서는 섭식독성과 접촉독성에서 esfenvalerate, ethofenprox 및 emamectin benzoate가 90% 이상의 높은 살충효과를 보였으며, 특히 emamectin benzoate는 14일차까지도 우수한 잔효성을 나타내었다.
- 접촉독성 시험에 대한 반수치사농도는 emamectin benzoate가 0.53 ppm으로 가장 높은 활성을 보였고, esfenvalerate (0.87 ppm) > spinosad (2.50 ppm) > ethofenprox (16.52 ppm) > fenitrothion (430.3 ppm)순으로 나타났다.
- 3령 유충에 대해서는 섭식독성과 접촉독성을 실험한 결과(Table 2), 섭식독성 시험에서는 fenitrothion, emamectin benzoate가 100%의 살충율을 보였고, 90% 이상의 살충율을 나타낸 약제는 피레스로이드계의 esfenvalerate, ethofenprox 등 2종이였다. 접촉독성 시험에 대해서는 ethofenprox, emamectin benzoate, spinosad가 100%의 살충율을 보였고, esfenvalerate가 93.3%의 높은 살충율을 나타내었다. Emamectin benzoate는 섭식 독성과 접촉독성 시험에서 모두 100%의 높은 살충율을 보였다.
- 약제의 살충효과는 발육단계별로 차이가 있었다. 특히 dinotefuran은 유충과 성충에 대해서 살충율이 낮았지만, 높은 산란억제율을 나타내었고(Table 4), deltamethrin은 유충에서 낮은 살충율을 보였지만, 성충에서는 높은 살충율을 나타내었다.
후속연구
- 유충에 대해서는 섭식독성과 접촉독성에서 esfenvalerate, ethofenprox 및 emamectin benzoate가 90% 이상의 높은 살충효과를 보였으며, 특히 emamectin benzoate는 14일차까지도 우수한 잔효성을 나타내었다. 현재 감자뿔나방 방제에 등록된 약제가 없어, 향후 본 실험 결과에서 얻어진 우수한 약제들이 등록된다면 종합방제에 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.
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