[논문]농업용 멀티콥터를 활용한 감자의 복숭아혹진딧물과 콩의 톱다리개미허리노린재의 약제방제 효율

박부용

doi:10.5762/kais.2021.22.1.231

농업용 멀티콥터를 활용한 감자의 복숭아혹진딧물과 콩의 톱다리개미허리노린재의 약제방제 효율
Susceptibility of Myzus persicae on Potato field and Riptortus clavatus on Soybean field to Insecticides treated by Multi-copter 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.22 no.1, 2021년, pp.231 - 236

박부용 (국립농업과학원 작물보호과, 국립농업과학원 기획조정과)

초록
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복숭아혹진딧물과 톱다리개미허리노린재는 농작물 수량을 감소시키는 문제 해충들이지만 이를 방제하기 위해 시간과 노동의 투하가 많이 발생하고 있다. 이에 본 연구는 농업용 멀티콥터를 이용하여 감자에 발생하는 복숭아혹진딧물과 콩에 발생하는 톱다리개미허리노린재에 대한 약제의 효과를 검정하였다. 약제의 액적 및 피복도를 분석하기 위해서 약제 처리전 포장의 안과 밖에 감수지를 부착하고 감자밭에는 설폭사플로르 액상수화제(16배)를, 콩밭에는 에토펜프록스, 메톡시페노자이드 유현탁제(8배)를 각각 살포하였으며 해당 약제들은 무인항공용 방제약제로 등록된 농약이다. 두 약제 모두 드론살포 7일 후 감자의 복숭아혹진딧물에 76.4%의 보정 살충률을, 콩의 톱다리개미허리노린재의 2령과 5령 유충에 대해 각각 97.5%, 94.4%의 보정 살충률을 보여주어 감자 복숭아혹진딧물에 대하여는 방제효율이 다소 기준에 부족하였으나 콩의 톱다리개미허리노린재에 대하여는 2령과 5령 모두 방제효과가 인정되는 것을 보여주었다. 살충제 낙하 액적 분포는 2지역 모두 0.5mm 이하로 나타났으며, 피복도 분석 결과 밭 내부는 평균 약 3.1, 외부에서 평균 약 1.6 정도로 나타나, 약제를 살포한 밭의 주변부에도 약제의 영향을 일부 받는 것으로 나타나 비산이나 작물체 잔류 발생에 대한 가능성도 함께 보여주었다. 이러한 결과는 향후 농업용 멀티콥터를 활용한 농작물 주요 해충의 무인방제의 확대·보급과 안전사용범위 설정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Aphid, Myzus persicae, and the bean bug, Riptortus clavatus, are major insects in crops. This study examined the insecticide susceptibility and phytotoxicity of insecticides dispersed using an Unmanned Aerial Vehicle (UAV, multi-copter) against the insects. Sulfoxaflor suspension concentrate (SC, 16X) on potato fields and etofenprox, methoxyfenzide suspo-emulsion(SE, 8X) on soybean fields were dispersed after deploying water-sensitive paper within the field to measure the distribution pattern and coverage index of the falling insecticide. Both insecticides showed a controlled mortality of 76.4% against aphids and 97.5% and 94.4% against the 2nd nymphal, and 5th nymphal stage of the bugs, respectively. The droplet distribution was less than 0.5mm, and coverage analysis revealed an inside and outside coverage of 3.1 and 1.6, respectively. The surrounding area was affected by insecticide spraying using a multi-copter. This study is expected to help expand UAV control and use it safely in the future.

주제어

표/그림 (11)

그림 Fig. 1. Tested field (Up: Potato, Down: Soybean)
그림 Fig. 2. Set-up of test field
표 Table 1. Experimental insecticide information
그림 Fig. 3. Insecticide treatment using multi-copter
그림 Fig. 4. External environment conditions
그림 Fig. 5. Water sensitive paper deployed
그림 Fig. 6. Water sensitive paper analysis
표 Table 2. Susceptibility of aphid to insecticides treated with multi-copter in Potato field
표 Table 3. Susceptibility of bug to insecticides treated with multi-copter in Soybean field
표 Table 4. External environment conditions in tested field during experiment
표 Table 5. Coverage index of water sensitive paper and air-dropped distribution in tested field

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 평균기온의 상승 추세와 이에 따른 해충 발생의 증가로 방제에 들어가는 비용과 노력의 가중이 예상되는 상황에서, 이에 대한 대안으로 농업용 멀티콥터를 이용한 항공방제 실증을 통하여 방제 효과 및작물체 약해를 검정하여 향후 멀티콥터의 방제 활용과 관련한 규정을 개선하고 기준설정에 참고가 될 수 있는 근거자료를 확보하고자 수행되었다.

제안 방법

오전 5시 30분 경에 약제를 살포하였다. 살포 조건은 작물체 기준(canopy) 2m 상공에서 3m/s 의 속도로 평행살포하였다(Fig. 3).
평균 차이를 분석하였다. 살포된 약제의 낙하 입자 및 비산도는 감수지 (Water Sensitive Paper)를 이용하여 측정하였고(Fig. 5, 6), 이는 Image J 프로그램 (National Institute of Health, US)을 이용하여 낙하 입자와 피복도 (coverage)를 분석하였다.
가드 노즐(DG8002)을 사용하였다. 시험 당일의 환경정보는 Vernier software & Technology company 에서 제작된 센서형 데이터로거 (LQ2: LabQuest2 LE) 를 이용하여 온·습도 및 풍향·풍속을 측정하였다(Fig 4).
이 멀티콥터를 이용하여 감자밭은 2020년 6월 2일 오전 6시 경, 콩밭에는 2020년 6월 19일 오전 5시 30분 경에 약제를 살포하였다. 살포 조건은 작물체 기준(canopy) 2m 상공에서 3m/s 의 속도로 평행살포하였다(Fig.
메톡시페노자이드(etofenprox+methoxyfenozide) 유현탁제이며 이들은 모두 무인항공용 방제약제로 등록된 약제이다. 이들 약제는 작물보호제 지침서를 준용하여 안전사용기준과 추천 희석농도로 제조하여 처리하였다(Table 1).
이서면 소재 콩밭에서 추진되었다. 익산 감자밭은 25 X 70m (고랑 사이폭 약 0.5m) 총 면적 400m² 구당 면적 100m² 이며, 완주 콩밭은 25 X 60m(고랑 사이폭 약 0.7m) 총 면적 350m² 구당면적 100m²이며, 단구제 3 반복으로 구획하였다. Fig.

대상 데이터

멀티콥터의 사양은 쿼드콥터로 1, 550mm(L) X 1, 500mm (W) x 480mm (H)의 규격이고 중량은 9.6Kg (배터리 제외), 펌프는 PLD-1206 Micro diaphragm pump (12V, 45W), 배터리 TATTU 6S 15C 22.2 V 16, 000mA (8 AWG)이다. 이 기체는 (유) 동아하이테크에서 제작되었으며 농업기술실용화재단에 농업방제용 멀티콥터로 등록된 기종이다(BAT-HEXA 001).
살포노즐 규격은 비산방지 드리프트 가드 노즐(DG8002)을 사용하였다. 시험 당일의 환경정보는 Vernier software & Technology company 에서 제작된 센서형 데이터로거 (LQ2: LabQuest2 LE) 를 이용하여 온·습도 및 풍향·풍속을 측정하였다(Fig 4).
시험에 사용된 약제는 2종으로 설폭사플로르 (sulfoxaflor) 액상수화제, 에토펜프록스.메톡시페노자이드(etofenprox+methoxyfenozide) 유현탁제이며 이들은 모두 무인항공용 방제약제로 등록된 약제이다.
시험에 사용한 해충은 복숭아혹진딧물과 톱다리개미허리노린재로서 이들은 농촌진흥청 국립농업과학원 작물 보호과 해충사육실에서 누대사육한 개체군이다. 사육 방법은 복숭아혹진딧물은 아크릴 사육케이지 (40 X 40 X 40cm) 내에서 피망을 먹이로 사육한 집단이며, 톱다리개미허리노린재는 원형 플라스틱 사육상자 (∅10cm) 내에서 콩을 먹이로 사육한 집단이다.
시험은 전북 익산시 성당면 소재 감자밭과 전북 완주군 이서면 소재 콩밭에서 추진되었다. 익산 감자밭은 25 X 70m (고랑 사이폭 약 0.
곤충의 특성상 성장 단계가 조금씩 다르기 때문에 선행 연구의 방법을 적용하여 노린재류는 그 생태적 차이를 감안한 전기(2령)와 후기(5령)로 집단을 나누어 방제시험을 추진하였다[7, 8]. 이들 해충을 대상 농작물에 접종하여 24시간 정착기를 두었으며, 관행상 복숭아혹진딧물은 작물당 약 200마리, 톱다리개미허리노린재는 약 50마리를 기준으로 하였다. 특히 노린재류는 이동성이 활발하기 때문에 작물에 백색 천으로 고정시켜 이탈 개체를 최소화시켰다(Fig.

데이터처리

대상 해충에 대한 방제 효율과 해충의 생태별 방제 효과의 유의성 검정은 SAS 프로그램 (SAS Institute, US) 을 이용하여 다중검정 (Tukey)을 실시하고, 도출된 결과값의 평균 차이를 분석하였다. 살포된 약제의 낙하 입자 및 비산도는 감수지 (Water Sensitive Paper)를 이용하여 측정하였고(Fig.

성능/효과

그러나 완충지대 (buffer zone)에도 일부 약액이 나타났는데 이점은 본 실험에서 비산을 최소화한 DG 계열의 노즐을 사용하였음에도 발생한 결과로서 현재 현장에서 쓰이고 있는 다른 계열의 노즐(XR, TP 등)의 경우 더 많이 비산될 가능성이 있다고 판단된다. 멀티콥터의 특성상 야외에서 주간에 작업이 이루어지기 때문에 자연풍 등 환경의 영향에 민감한 편이다.
멀티콥터 방제약제 처리 7일 후에 감자 복숭아혹진딧물은 82.5%의 치사율을 보여주었고, 콩 톱다리개미허리노린재의 경우 2령충은 98.1%, 5령충은 95.4%의 치사율을 보여주었다. 약제처리 후 14일 까지 농작물의 약해는 발생하지 않았다.
약제처리 후 14일 까지 농작물의 약해는 발생하지 않았다. 시험 당일의 감자밭의 외기 조건은 평균기온 17.6℃, 평균습도 88%, 풍향은 서풍, 풍속은 평균 0.4m/s, 최대 1.0m/s 이고, 콩밭은 평균기온 20.5℃, 평균 습도 84%, 풍향은 남남서풍, 풍속은 평균 0.2m/s, 최대 0.5m/s 였다. 조사 완료일까지 이상의 결과에 영향을 미칠 만한 외부 변수는 없었으며 시험 기간 중 외부환경 조건은 Tabel 4와 같다.
이상의 결과로 미루어볼 때 해당 약제들은 각각 감자의 복숭아혹진딧물과 콩의 톱다리개미허리노린재를 방제하는데 효과가 있는 것으로 볼 수 있다. 그러나 농약관리법 상 방제약제의 등록·관리를 관할하는 농촌진흥청의 고시는 일반적으로 해충의 방제 농약으로 등록 또는 약효를 검정할 경우 방제효과가 90% 이상 나타나는 것을 방제 효과가 있는 것으로 간주한다.

후속연구

큰 장점이 있다. 향후 무인항공방제용 농약의 등록이 확대되고, 작물별로 특성을 고려하여, 살포 고도나 살포 폭, 살포 경로 등을 최적화한 방제 매뉴얼이 보급되어야 한다고 판단되며 방제 대상작물뿐 아니라 주변의 동식물까지 감안한 안전성을 확보하기 위한 근거 마련이 필수적이라 보며, 이를 위한 다양한 실증연구가 이루어져야 된다고 판단된다.

참고문헌 (13)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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