온도가 농약효과에 미치는 영향분석 및 농약사용량 예측 모의실험 Analysis of the Effect of Temperature on the Pesticide Efficacy and Simulation of the Change in the Amount of Pesticide Use원문보기
기후변화에 따른 해충개체군 증감모형은 해충방제를 위한 초발생예찰과 연속적 해충변동 양상의 파악에 매우 중요하다. 이러한 예측은 농약사용의 효율성을 높이고, 환경에 적은 영향을 줄 수 있으므로, 현대 해충방제전략의 화두로 볼 수 있다. 본 연구는 온도변화에 따른 해충의 농약효과에 따른 사충률의 변화를 개체군 모형과 결합시켜 모의했다. 감수성 점박이응애를 강낭콩을 기주로 20, 25, 30, $35^{\circ}C$에서 Acrinathrin-Spiromesifen 혼합제와 Azocyclotin 유기주석계 농약에 노출시켰다. 생물검정 결과 점박이응애의 사충률은 온도와 농약의 종류에 따라 유의한 차이가 발생했다. 점박이응애의 개체군 밀도변동 모의는 DYMEX를 이용했으며, 모의결과 농약의 종류별로 기후변화에 따른 초기방제 시기와 방제횟수에 차이가 나타날 것으로 예측됐다. 본 연구결과는 미래의 기후변화에 대응한 해충방제 전략과 농약 선발에 있어 중요한 시사점을 제공할 것으로 사료된다.
기후변화에 따른 해충개체군 증감모형은 해충방제를 위한 초발생예찰과 연속적 해충변동 양상의 파악에 매우 중요하다. 이러한 예측은 농약사용의 효율성을 높이고, 환경에 적은 영향을 줄 수 있으므로, 현대 해충방제전략의 화두로 볼 수 있다. 본 연구는 온도변화에 따른 해충의 농약효과에 따른 사충률의 변화를 개체군 모형과 결합시켜 모의했다. 감수성 점박이응애를 강낭콩을 기주로 20, 25, 30, $35^{\circ}C$에서 Acrinathrin-Spiromesifen 혼합제와 Azocyclotin 유기주석계 농약에 노출시켰다. 생물검정 결과 점박이응애의 사충률은 온도와 농약의 종류에 따라 유의한 차이가 발생했다. 점박이응애의 개체군 밀도변동 모의는 DYMEX를 이용했으며, 모의결과 농약의 종류별로 기후변화에 따른 초기방제 시기와 방제횟수에 차이가 나타날 것으로 예측됐다. 본 연구결과는 미래의 기후변화에 대응한 해충방제 전략과 농약 선발에 있어 중요한 시사점을 제공할 것으로 사료된다.
Pest population density models are very important to monitor the initial occurrence and to understand the continuous fluctuation pattern of pest in pest management. This is one of the major issues in agriculture because these predictions make pesticides more effective and environmental impact of pes...
Pest population density models are very important to monitor the initial occurrence and to understand the continuous fluctuation pattern of pest in pest management. This is one of the major issues in agriculture because these predictions make pesticides more effective and environmental impact of pesticides less. In this study, we combined and predicted the mortality change of pest caused by pesticides with temperature change and population dynamic model. Sensitive strain of two-spotted spider mite (Tetranychus urticae Koch) with kidney bean leaf as host was exposed to mixed acaricide, Acrinathrin-Spiromesifen and organotin acaricide, Azocyclotin, at 20, 25, 30, and $35^{\circ}C$, respectively. There was significant difference in mortality of T. urticae among pesticides and temperatures. We used DYMEX to simulate population density of T. urticae and predicted that the initial management time and number of chemical control would be changed in the future with climate change. There would be implications for strategies for pest management and selection process of pesticide in the future corresponding climate change.
Pest population density models are very important to monitor the initial occurrence and to understand the continuous fluctuation pattern of pest in pest management. This is one of the major issues in agriculture because these predictions make pesticides more effective and environmental impact of pesticides less. In this study, we combined and predicted the mortality change of pest caused by pesticides with temperature change and population dynamic model. Sensitive strain of two-spotted spider mite (Tetranychus urticae Koch) with kidney bean leaf as host was exposed to mixed acaricide, Acrinathrin-Spiromesifen and organotin acaricide, Azocyclotin, at 20, 25, 30, and $35^{\circ}C$, respectively. There was significant difference in mortality of T. urticae among pesticides and temperatures. We used DYMEX to simulate population density of T. urticae and predicted that the initial management time and number of chemical control would be changed in the future with climate change. There would be implications for strategies for pest management and selection process of pesticide in the future corresponding climate change.
본 연구목표는 온도변화에 따른 해충의 농약효과에 따른 사충률의 변화를 개체군 모형과 결합시켜 모의실험하는 것으로, 대상 해충은 농작물과 원예작물에 광범위하게 피해를 주는 해충인 점박이응애 (Tetranychus urticae Koch)를 이용하였으며, 시판되는 상업적 농약들을 이용한 생물검정법 실험 (농약에 의한 사충수 및 산란수 실험)을 여러 온도 조건하에서 실시하여 온도 변화에 따른 농약의 효과를 살피고 그 결과를 이용하여 모형화 및 모의실험 (modeling and simulation)을 온도의 변동에 따라 실시하여 향후 기후변화에 따른 온도의 증감에 대한 해충 개체군의 밀도변동과 방제를 위한 농약 사용의 변동을 알아보는 데 있다.
제안 방법
2012). 본 연구에서 사용된 모형은 저온과 고온역에서 사망률을 높이는 함수와 밀도변동에 따른 종내경쟁 함수를 활용하였으므로, 실제 야외 개체군에 근사하도록 작성하였으며, 그 결과 평균온도의 상승에 따른 점박이응애 밀도의 변동과 이에 따른 농약 사용의 증감을 모의 실험할 수 있었다 (Figs. 2, 3). 현재 사용가능한 농약은 현재 환경에서 사용을 염두에 둔 것이며, 본 연구결과 온도의 변화는 농약 효과를 증가 혹은 감소시키고 있었으며 (Fig.
대상 데이터
점박이응애 방제를 위한 상업용 농약 2가지 계통을 선정하여 실험을 실시하였다. 2가지 농약은 Acrinathrin-Spiromesi fen 혼합제 (유효성분: 권장농도; acrinathrin: 0.015 mL L-1, spiromesifen: 0.075 mL L-1)와 Azocyclotin 유기주석계 (유효 성분: 권장농도; azocyclotin: 0.1625g L-1)로 해충방제에 사용되는 권장농도를 기준으로 실험하였다.
본 실험에는 농촌진흥청-국립농업과학원에서 누대 사육된 감수성계통 점박이응애를 2010년 분양받아 이용하였다. 강낭콩 (Phaseolus vulgaris)을 기주로 하여 사육실 (25±10℃, 광주기 16L : 8D, RH 60%)에서 물이 담긴 트레이에 격리하여 증식시켰다. 강낭콩은 일반 원예용 상토를 흑색비닐포트 (300 mL)에 넣어 한 포트당 3립을 심어 키웠으며, 첫 본잎 한 쌍만을 유지시켜 실험에 사용하였다.
본 실험에는 농촌진흥청-국립농업과학원에서 누대 사육된 감수성계통 점박이응애를 2010년 분양받아 이용하였다. 강낭콩 (Phaseolus vulgaris)을 기주로 하여 사육실 (25±10℃, 광주기 16L : 8D, RH 60%)에서 물이 담긴 트레이에 격리하여 증식시켰다.
데이터처리
생물검정실험 결과의 각 온도별 차이는 분산분석을 이용하여 분석했고, 분산분석 결과가 유의한 경우 Tukey 사후 검정을 실시하여 그룹화 했다 (PROC GLM; SAS Institute 1995).
성능/효과
3A). 온도의 증가에 따른 농약 효과의 감소가 보이는 AcrinathrinSpinomesifen 혼합제의 경우 평균온도의 증가는 초기 방제가 빨라지며, 방제횟수가 증가하는 패턴을 보였으며 (Fig. 3 B-D), 그 반대의 경우인 Azocyclotin 유기주석계의 경우 초기방제 시기는 동일하지만, 방제횟수가 감소하는 것을 알 수 있었다 (Fig. 3E-G).
2011). 하지만 본 연구결과 온도변화에 따른 농약효과는 농약종류에 따라 다르고, 이를 기준으로 한 농약의 사용빈도 역시 온도변화에 따라 증가 혹은 감소하였으므로, 평균온도 증가에 영향이 없거나, 약효가 증가하는 농약의 선발 역시 미래 기후변화대응 해충방제 전략으로 포함시켜야 한다. 다만 본 연구는 실험실 내에서 소규모로 이루어진 실험이므로, 향후 야외 포장 수준에서 온도변화에 따른 농약의 약효 검증실험이 필요하며, 점박이응애 모형을 좀 더 개선하는 작업이 필요할 것으로 사료된다.
2, 3). 현재 사용가능한 농약은 현재 환경에서 사용을 염두에 둔 것이며, 본 연구결과 온도의 변화는 농약 효과를 증가 혹은 감소시키고 있었으며 (Fig. 1), 이를 기준으로 평균온도의 증가에 따른 농약 살포횟수의 변화를 확인할 수 있었다 (Fig. 3).
후속연구
하지만 본 연구결과 온도변화에 따른 농약효과는 농약종류에 따라 다르고, 이를 기준으로 한 농약의 사용빈도 역시 온도변화에 따라 증가 혹은 감소하였으므로, 평균온도 증가에 영향이 없거나, 약효가 증가하는 농약의 선발 역시 미래 기후변화대응 해충방제 전략으로 포함시켜야 한다. 다만 본 연구는 실험실 내에서 소규모로 이루어진 실험이므로, 향후 야외 포장 수준에서 온도변화에 따른 농약의 약효 검증실험이 필요하며, 점박이응애 모형을 좀 더 개선하는 작업이 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
농업에서 기후변화에 민감한 요인은 무엇의 발생과 관련되어 있는가?
농업에서 기후변화에 민감한 요인 중 하나는 농업 해충 및 병발생과 관련된 연구이다 (Chen and McCarl 2001). 특히 곤충은 변온동물로서 생활사가 외부 환경조건에 의존하여 변화한다 (Urarov 1931).
기후변화와 관련된 연구 중 농업과 관련된 연구가 다수 수행되어온 이유는 무엇인가?
기후변화와 관련된 연구는 인간의 경제적인 활동과 관련된 영역에 집중되어 왔으며, 특히 농업과 관련된 연구가 다수 수행되어 왔다. 농업은 기후변화에 따른 경제적인 영향을 직접적으로 받는 바, 이는 인류의 생존에 직접적으로 연관되어 있고, 기후변화에 매우 민감한 산업이기 때문이다. 따라서 여러 학자들은 미래 기후변화에 따른 농업의 경제적인 영향에 관하여 논하였으며, 현재까지도 선진국을 중심으로 이와 관련된 연구가 이뤄지고 있다 (Adams 1989; Adams et al.
온도변화에 따른 해충개체군 증감모형으로 얻을 수 있는 이점은 무엇인가?
온도변화에 따른 해충개체군 증감모형은 해충방제를 위한 초발생예찰과 연중 발생하는 연속적 해충변동 양상의 파악에 매우 중요하다. 이러한 예측은 농약사용의 효율성을 높이고, 환경에 적은 영향을 줄 수 있으므로, 현대 해충방제전략의 화두로 볼 수 있다.
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