[논문]남부지방 단감원에서 미국선녀벌레의 분산 및 공간분포 분석

박부용; 김민중; 이상구; 김길하

doi:10.5656/ksae.2019.11.0.053

남부지방 단감원에서 미국선녀벌레의 분산 및 공간분포 분석
Analysis for Dispersal and Spatial Pattern of Metcalfa pruinosa (Hemiptera: Flatidae) in Southern Sweet Persimmon Orchard 원문보기

한국응용곤충학회지 = Korean journal of applied entomology, v.58 no.4, 2019년, pp.291 - 297

박부용 (국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과) , 김민중 (서울대학교 농업생명과학대학 농생명공학부) , 이상구 (국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과) , 김길하 (충북대학교 농업생명환경대학 식물의학과)

초록
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미국선녀벌레(Metcalfa pruinosa)는 2009년 국내에 최초로 보고된 이후 남부지역 단감 과원을 중심으로 다양한 농작물에 경제적 피해를 야기한다. 미국선녀벌레는 기주 범위가 넓고 다양하여 농경지뿐 아니라 산림지역에도 존재하여 과수원 인근 산림에서 농경지로 유입되는 개체로 인하여 효율적인 방제를 위한 시간적, 공간적 범위를 결정하는데 어려움이 많다. 본 연구에서는 투명 점착트랩을 이용하여 단감원에서 미국선녀벌레의 발생 양상과 유입 및 유출 경향을 조사하였고, SADIE(Spatial Analysis by Distance Indices)를 사용하여 공간분포를 조사하였다. 또한 조사 시점간 공간분포의 상관관계를 분석하여, 분포의 패턴의 변화하는 시점들을 확인하였다. 단감원에서 미국선녀벌레의 발생 최성기는 5월 중순과 8월 중순으로 5월에는 약충이, 8월에는 성충이 발견되었다. 10월 이후에는 발견되지 않았다. 5월 중하순경 부화한 약충은 임의분포 하였으나 포장 외부로 분산한 후 집중 분포하는 패턴을 보였다. 성충은 다시 포장으로 유입된 후 임의분포하였다. 트랩 높이별 채집 정도는 약충기에는 상대적으로 아래쪽 트랩에서, 성충기에는 위쪽 트랩에서 많이 채집되었다. 이러한 경향성은 포장 내부와 주변부의 밀도 변화에서도 확인할 수 있었고, 포장 내 단감에서의 미국선녀벌레 실제 밀도와도 매우 유사한 경향을 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Since Metcalfa pruinosa was first reported in Koera, it has continually caused damage to sweet persimmon orchard in southern part of Korea. Metcafa pruinosa exist not only in farmland but also in forest areas, and are difficult to control due to the influx of individuals from near forest. M. pruinosa has been occurred in orchard and its surroundings because of various host range. Thus, it has been difficult to decide spatial range and control time for efficient management. In this study, occurrence and dispersal pattern of M. pruinosa in persimmon orchard were surveyed using clear sticky traps, and spatial patterns were analyzed with SADIE(Spatial Analysis by Distance IndicEs), based on location information at sticky traps. Spatial association between survey time was also analyzed to identify when the spatial pattern changed. In sweet persimmon orchard, M. pruinosa mainly dispersed in mid to late May, when the first instar hatches, and in August, emerging season of adult. The first instar nymphs hatched in mid-May were randomly distributed in orchard, but distribution was changed to aggregative pattern after dispersed surroundings of orchard. Adults showed random distribution pattern after immigration to orchard again. These tendency was also observed in density change at orchard and its surroundings, and matched to actual density of M. pruinosa in sweet persimmon trees.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Information on the transparent sticky trap spots in the Sweet persimmon field. Trap locations are indicated by black and red dots. The traps marked red dots were installed at edge of persimmon orchard.
그림 Fig. 2. Transparent sticky trap installation status (Left: inside of field, Right: edge of field).
그림 Fig. 3. Number of M. pruinosa catched by sticky traps. grey bar indicate the number of M. pruinosa caught in top and middle heights. black bar indicate number of M. pruinosa caught in bottom heights. The proportions are corresponding to grey bar.
표 Table 1. Summary of SADIE analysis results for M. pruinosa distribution in persimmon orchard
그림 Fig. 4. Ratio of trap catches between inside and edge of persimmon orchard. The reference ratio was calculated by first trap catch data in 2018.
그림 Fig. 6. Map of M. pruinosa distribution in persimmon field. The map are created using location information and trap captures with inverse distance weighting method. The red and blue colors indicate high and low density respectively.
그림 Fig. 5. Density of M. pruinosa in persimmon trees.

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 1) 남부지방 단감 과원에 발생하는 미국선녀벌레의 포장 내외부의 발생특성을 구명하고, 2) 미국선녀벌레의 시기에 따른 밀도 변화를 파악하고, 3) 공간분포 패턴과 분포의 변화를 추정하여, 미국선녀벌레의 효율적 방제에 활용 할 수 있는 정보를 제시하기 위해 수행하였다.

제안 방법

발생패턴은 전 조사 기간 중 트랩에 잡힌 개체를 카운팅하여 조사하였고, 트랩의 안쪽과 바깥쪽을 구분하여 포장 내부로의 유입과 포장 외부로의 유출 정도를 파악하여 미국선녀벌레의 이동 현황을 분석하였다. 각 지점의 좌표는 ArcGis 10.
중단부와 상단부에 설치 된 트랩들은 월동 기주에서 부화 후 이탈하는 개체들과 비행하는 성충을 포획하기 위해 설치되었다. 트랩이 설치된 30개 지점의 단감나부에서 실제 단감에 피해를 주는 미국선녀벌레의 밀도변화를 추정하기 위해 육안조사를 병행하였다. 육안조사는 선정된 30개 나무에서 신초 끝부터 50cm 의 2개 가지에 붙어있는 미국선녀벌레를 대상으로 하였다.

대상 데이터

조사대상 지역은 경남 김해시 진영읍 신용리 산45 소재 단감원을 대상으로 하였고, 조사 기간 동안 살충제를 일절 처리하지 않았다. 미국선녀벌레의 유출입이 발생할 수 있는 산지에 연접 한 포장을 선정하였다. 이 포장은 미국선녀벌레의 유출입의 발 생 가능성이 있는, 산지에 연접한 포장이다.
트랩이 설치된 30개 지점의 단감나부에서 실제 단감에 피해를 주는 미국선녀벌레의 밀도변화를 추정하기 위해 육안조사를 병행하였다. 육안조사는 선정된 30개 나무에서 신초 끝부터 50cm 의 2개 가지에 붙어있는 미국선녀벌레를 대상으로 하였다. 투명점착트랩과 육안조사는 미국선녀벌레의 발생 시기를 고려하여(Lee et al.
조사대상 지역은 경남 김해시 진영읍 신용리 산45 소재 단감원을 대상으로 하였고, 조사 기간 동안 살충제를 일절 처리하지 않았다. 미국선녀벌레의 유출입이 발생할 수 있는 산지에 연접 한 포장을 선정하였다.

데이터처리

1을 이용 하여 베이스맵과 geo-reference를 맞춰 지점별 좌표를 추출하였고, 분석 데이터의 시각화에 활용하였다. 공간분포 분석은 트랩조사 데이터를 Spatial Analysis by Distance Indices (SADIE) 를 이용하여 분석하였다. 도출된 분석 결과값을 토대로 전 조사 기간 및 각 조사시기의 전후간 연관성을 구명하고 미국선녀벌레의 분포패턴을 분석하였다.
그러나 효율 적인 해충 개체군 관리를 통한 방제효과를 극대화하기 위해서는 방제대상 해충의 생태정보를 아는 것이 중요하며, 이를 통해 실현 가능한 관리방법을 선택하고 실행하기 위해 발생밀도, 발 생유형 및 잠재적 피해 가능성을 구명하는 것이 중요하다(Hill, 1988). 해충의 행동패턴을 유추하기 위해 선행 연구에서 톱다리 개미허리노린재(Riptortus pedestris) 등 다양한 해충을 대상으 로 공간분포분석을 수행하였다(Kennedy, 1972; Taylor, 1986; Park et al., 2016; Kim et al., 2017; Park et al., 2018). 곤충의 공 간분포 패턴은 일반적으로 균일(uniform), 임의(random), 및 집 중(clump)의 3가지 유형으로 구분할 수 있으며, 이는 생물과 환경 또는 개체들간 상호작용의 결과로 나타난다.

이론/모형

발생패턴은 전 조사 기간 중 트랩에 잡힌 개체를 카운팅하여 조사하였고, 트랩의 안쪽과 바깥쪽을 구분하여 포장 내부로의 유입과 포장 외부로의 유출 정도를 파악하여 미국선녀벌레의 이동 현황을 분석하였다. 각 지점의 좌표는 ArcGis 10.1을 이용 하여 베이스맵과 geo-reference를 맞춰 지점별 좌표를 추출하였고, 분석 데이터의 시각화에 활용하였다. 공간분포 분석은 트랩조사 데이터를 Spatial Analysis by Distance Indices (SADIE) 를 이용하여 분석하였다.

성능/효과

단감 과원에서 미국선녀벌레는 6월 21일(I_a=1.564), 7월 4일 (1.691), 7월 23일(1.728)의 조사시점에서는 집중 분포 하는 것으로 나타났지만, 대부분의 기간 동안 임의분포(random)하였다 (Table 1). 월동란에서 깨어나 최초로 발생하는 시기와 9월 중순 이후를 제외한 나머지 조사일 모두 I_a값이 1보다 크기 때문에 상 대적으로 집중 분포하는 것으로 보이지만, 통계적으로 유의하지는 않았기 때문에(p>0.
6). 약충 최초발생기와 성충시기에는 포장 가장자리와 내부와 상관없이 발생하여 추정된 분포 패턴과 일치하는 것을 확인할 수 있었다 (Table. 1, Fig.
이 결과를 근거로 한 단감 과원에서의 미국선녀벌레 방제 시기와 범위는, 1) 약충 부화 시기에 포장 및 주변부(초기 밀도 관리), 2) 6월 말-7월 초에 주변부 초본 식물(성충 발생 억제), 3) 8 월초 포장 전체 및 주변부(성충 감로 피해 방지 및 산란 억제로 차년도 발생 밀도 관리)로 판단된다. 특히 집중 분포하지 않는 1 령 약충 부화 직후와 성충기에는 이후의 유입 패턴을 고려할 때 단감 과원의 외곽 테두리 주변까지 염두 해 두어야 할 것으로 사료되며 전용 약제와 끈끈이 트랩 및 끈끈이 롤 등으로 방제를 해야 된다고 본다.
이상의 내용들을 종합해보면 5월 중하순경 부화한 미국선녀 벌레 1령 약충은 최초 단감 과원 내에서 임의 분포를 보였지만, 부화 직후 월동한 단감에서 이탈해 분산해 나가는 것으로 추정 된다. 특히 약충기 초반에 트랩에 포획된 개체수가 약충기 전체 에서 가장 많았고, 포장 가장자리의 상대적 밀도가 급격히 증가 하였으며, 분포가 음의 상관관계를 보인 후 분포 패턴 역시 변 하였기 때문에, 빠른 속도로 분산하여 집중 분포를 하는 것으로 보인다.
조사시점별 공간분포 간 연관성은 대부분의 기간에서 직전에 조사된 분포와 양의 상관관계를 보였으나, 5월 24일에서 6 월 21일 사이의 분포들은 음의 상관관계를 보여서 밀도가 높거나 낮았던 지점이 변했다는 것을 알 수 있었다 (Table. 1).
최초로 트랩에 미국선녀벌레가 잡힌 5월 24일에는 단감 과 원 가장자리 대비 단감 과원 내부에서 평균적으로 포획된 개체 수가 많았고, 그 비율은 1.22로 계산되었다(Fig. 3).

후속연구

특히 집중 분포하지 않는 1 령 약충 부화 직후와 성충기에는 이후의 유입 패턴을 고려할 때 단감 과원의 외곽 테두리 주변까지 염두 해 두어야 할 것으로 사료되며 전용 약제와 끈끈이 트랩 및 끈끈이 롤 등으로 방제를 해야 된다고 본다. 마지막으로 다른 과수 작물에서의 미국선녀 벌레 방제에도 과원 내부의 산란 및 부화 여부와 초기 발생 밀도, 과원 내·외부 성충 밀도 등의 요소들을 고려해야 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미국선녀벌레의 발생 양상과 유입 및 유출 경향을 조사한 방법은 무엇인가?	미국선녀벌레는 기주 범위가 넓고 다양하여 농경지뿐 아니라 산림지역에도 존재하여 과수원 인근 산림에서 농경지로 유입되는 개체로 인하여 효율적인 방제를 위한 시간적, 공간적 범위를 결정하는데 어려움이 많다. 본 연구에서는 투명 점착트랩을 이용하여 단감원에서 미국선녀벌레의 발생 양상과 유입 및 유출 경향을 조사하였고, SADIE(Spatial Analysis by Distance Indices)를 사용하여 공간분포를 조사하였다. 또한 조사 시점간 공간분포의 상관관계를 분석하여, 분포의 패턴의 변화하는 시점들을 확인하였다.
	미국선녀벌레는 어떠한 피해를 야기하는가?	미국선녀벌레(Metcalfa pruinosa)는 2009년 국내에 최초로 보고된 이후 남부지역 단감 과원을 중심으로 다양한 농작물에 경제적 피해를 야기한다. 미국선녀벌레는 기주 범위가 넓고 다양하여 농경지뿐 아니라 산림지역에도 존재하여 과수원 인근 산림에서 농경지로 유입되는 개체로 인하여 효율적인 방제를 위한 시간적, 공간적 범위를 결정하는데 어려움이 많다.
	국제적 이동으로 들여온 침입해충은 무엇인가?	기후변화 및 국제무역량 증가 등으로 인하여 해충의 국제적 이동이 가속화 되고, 외래 침입해충의 발생 및 정착으로 인하여 피해가 증가하고 있다. 이 중 최근 국내에서 문제가 되고 있는 대표적 외래 침입해충으로 꽃매미, 갈색날개매미충 및 미국선녀 벌레를 꼽을 수 있으며 이 외래해충들의 발생 및 피해면적이 증 가하고 있는 상황이다(RDA, 2016; Kim et al., 2019).

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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