초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
제1 세부과제 : 신 기후변화 시나리오에 따른 벼해충 영향평가 및 지도 작성
먹노린재의 경우 기발표된 월동 성충의 발생시기 추정 모델을 이용하였고, 이화명나방의 경우 야외 발생조사를 통해 월동 노숙유충의 우화시기 추정 모델을 작성하였다. 기발표된 온도에 따른 벼 출엽속도 모델과 광주기에 의한 벼 최종 엽수 추정 모델을 이용하여 벼의 최적 재배시기를 예측하였다. 기상청 관측자료 및 RCP 8.5 시나리오를 이용하여 현재, 미래의 기상조건을 계산하였으며, 이를 활용하여 R 프로그램으로 작성된 먹노린재, 이화

Ⅳ. 연구개발결과
제1 세부과제 : 신 기후변화 시나리오에 따른 벼해충 영향평가 및 지도 작성
먹노린재의 경우 기발표된 월동 성충의 발생시기 추정 모델을 이용하였고, 이화명나방의 경우 야외 발생조사를 통해 월동 노숙유충의 우화시기 추정 모델을 작성하였다. 기발표된 온도에 따른 벼 출엽속도 모델과 광주기에 의한 벼 최종 엽수 추정 모델을 이용하여 벼의 최적 재배시기를 예측하였다. 기상청 관측자료 및 RCP 8.5 시나리오를 이용하여 현재, 미래의 기상조건을 계산하였으며, 이를 활용하여 R 프로그램으로 작성된 먹노린재, 이화명나방 및 벼 모델을 시뮬레이션하였다. 이들 해충들의 발생시기와 벼 재배시기를 비교하여 이들 해충들의 본답 정착 가능성을 분석하였으며, 그 결과를 ArcGIS를 이용하여 지도로 작성하였다. 벼 이앙시기와 성충의 본답 유입시기를 비교한 결과 월동 먹노린재 성충의 경우 2050년대부터 남부 해안 등 일부 지역에서 본답 정착이 어려울 것이며, 2090년대는 고지대를 제외한 대부분의 지역에서 본답 정착이 어려울 것으로 추정되었다. 이화명나방의 경우 1화기 성충은 2030년대부터 일부 지역에서 본답 정착이 어려울 것이며, 2화기 성충의 경우 2090년대 일부 남부 해안지역에서 본답 정착이 어려울 것으로 추정되었다.
제1 협동과제 : 신 기후변화 시나리오에 따른 외래침입해충 영향평가 및 지도 작성
오이총채벌레, 감자뿔나방, 연갈색사과잎말이나방에 대한 문헌조사를 통해 온도발육 및 산란실험 결과를 획득하였으며, 이를 재분석하여 Briere model (1999)에 적용하여 발육 최저 및 최고 임계온도를 결정하였다. 개체군 동태 모델을 DYMEX에 탑재하여 RCP 8.5 시나리오 조건에서 외래해충의 개체군 발생정도를 파악할 수 있도록 하였다. RCP 8.5 시나리오를 토대로 CLIMEX를 이용하여 해충에게 영향을 줄 수 있는 4가지 stress 지수(cold, heat, dry, wet stress)를 산출한 후 각각 해충 개체군의 환경 적합도를 나타내는 Ecolimatic Index(EI)를 산출하여 개체군의 발생정도를 간접적으로 예측하였다. 산출된 stress 지수 및 EI 값은 시간대별 지도화 하였다. EI 값을 분석한 결과 오이총채벌레의 경우 2040년대에 경기권까지 2080년대 이후에는 강원권까지 영향을 미칠 것으로 추정되었으며, 감자뿔나방의 경우 시간이 갈수록 전국적으로 그 개체군의 크기가 증가 할 것으로 추정되었다. 연갈색사과잎말이나방의 경우 현재 기상조건에서 일부 해안지역에 서식 가능할 것이며, 분포가 점차 확산되어 2080년대에 전국적인 영향을 미치나 그 이후 다시 서식 가능지역이 감소되는 것으로 추정되었다.
제2 협동과제 : 신 기후변화 시나리오에 따른 식물 병 영향평가 및 IT 기반 정보제공 시스템 개발
문헌조사를 통해 벼 잎도열병, 벼 잎집무늬마름병, 고추 역병의 발생 위험 예측 모형을 수집하였으며, 수집한 모형을 RCP 8.5 시나리오를 기반으로 구동시킨 후 결과를 분석하여 영향평가를 수행하였다. 분석한 결과 벼 잎도열병은 향후 90년간 점차 발생 위험이 감소할것으로 예측되었으나, 벼 잎집무늬마름병 및 고추 역병은 향후 90년간 점차 발생 위험이 증가할 것으로 예측되었다. Web-GIS 인터페이스를 통하여 배포하는 웹 기반 정보시스템 및 스마트기기 기반 정보 조회용 어플리케이션을 통해 본 과제의 대상 병해충(8종)에 대해 영향평가 결과 자료를 제공하였다.
제4 협동과제 : 신 기후변화 시나리오에 따른 과수해충 영향평가 및 지도 작성
사과 주요 나방류 해충 3종(애기잎말이나방[코드링나방], 지중해옥수수대명나방, 반점무늬 밤나방)에 관한 온도발육 연구 결과를 바탕으로 각 해충에 대한 발육영점온도와 유효적산 온도를 산출하였다. RCP 8.5 시나리오를 적용하여 미래의 이들 나방류 해충들의 발생 변화를 예측하였는데, 각 해충 모두 발생 세대수가 증가할 것으로 예측되었다. 예측된 결과는 지도로 작성하였다.

Abstract ▼

Temperature increase may change abundance and phenology of insect pests as well as the phenology of crop plants differentially, resulting in changes in the intensity of insect pest-crop interactions. Abundance of insect pests is most concerned in agricultural pest management, but time of the insect

Temperature increase may change abundance and phenology of insect pests as well as the phenology of crop plants differentially, resulting in changes in the intensity of insect pest-crop interactions. Abundance of insect pests is most concerned in agricultural pest management, but time of the insect occurrence is equally important because it is intimately linked to the crop phenology in nature. Asynchrony of insect pest occurrence and crop planting dates can impair establishment of insect pests, and thus can change the pest status in a direct or indirect manner. Therefore, phenological shift in the time of pest occurrence as well as of crop planting by climate change should be determined for correct evaluation of insect pest influence on crop yields. Synchrony of the rice and its insect pest, Scotinophara lurida (Burmeister), Chilo suppressalis (Walker) phenology were examined under the Representative Concentration Pathway (RCP) 8.5 climate change scenario by comparing occurrence time of rice pests and rice transplanting time. We used the overwintered adult S. lurida flight model for S. lurida phenology and spring emergence model for C. suppressalis phenology. Rice transplanting time of three cultivars (early, medium, and medium-late maturing) was estimated by forecasting the optimal cultivation period using the leaf appearance and final leaf number models. The temperature increase significantly advanced the 99% immigration time of S. lurida and C. suppressalis. On the contrary, the rice transplanting time was significantly delayed. These simulation results indicate that a significant phenological asynchrony between rice pests (S. lurida and C. suppressalis) and rice is expected in the future.
Invasive pests have become a serious problem in vegetable and ornamental crops in Korea. Three invasive pests (Thrips palmi, Epiphyas postvittana, and P hthorimaea operculella) were studied. CLIMEX simulation was applied to these species to predict the potential geographic distribution in Korea under the RCP 8.5 scenario. In the CLIMEX simulation, heat stress (HS), wet stress (WS), dry stress(DS), cold stress(CS) index was estimated and ecoclimatic index (EI) was calculated based on the preceding four indices.
The EI index was compared in each simulated year and each simulated location. The map comparisons showed a good agreement between simulated and present distributions of the three test species, indicating that the CLIMEX model was appropriate for prediction of future distributions of these species in Korea. Until 2020, all the western and eastern parts of Korea showed favorable to marginal suitability for T. palmi populations in fields. After 2040, the potential distributions of T. palmi and P . operculella are shifted from no persistent to favorable for establishment and persistence from coastal to interior of the Korean peninsula except a north-eastern interior region which is the northernmost part of high mountains (Baekdu-Daegan) area in South Korea. After 2080, the potential distribution of E. postvittana is decreased. In the case of P . operculella, after the year of 2015, the potential distribution is spreaded throughout the country. The potential distribution of E. postvittana is spreaded. Overall, these three invasive pests would overcome its weather restriction in near future under a severe climate change scenario, and thus, pest management measures and strategies should be re-constructed in Korea, with further studies including interspecific competition and understanding ecosystem change due to climate change.
Leaf blast (caused by M agnaporthe grisea) and sheath blight (caused by R hizoctonia solani) of rice, and Phytophthora blight (caused by P hytophthora capsici) of chili pepper are important diseases in Korea. The BLAST model estimates daily infection risks of leaf blast based on air temperature, relative humidity, and rainfall. The SHBLIGHT model estimates daily increments of lesion height of sheath blight based on air temperature and relative humidity. Both models have been commonly used to forecast the diseases in Korea since 1993. PBcast estimates daily infection risks of Phytophthora blight based on air temperature, relative humidity, and rainfall. Using these models, change patterns of the estimated daily risks of these diseases were projected for the period from 2011 to 2100 at the major growing areas according to the RCP 8.5 scenario.
For rice blast, number of days with high blast risk (DHBR) was calculated for each year.
Slopes and amount of decrease in DHBR during the 90 years were determined for each region using linear regression analyses. The estimated DHBRs were decreased by 10-40 days during the period, implying that the occurrence of leaf blast is expected to become less severe in the future. For rice sheath blight, total increment of lesion height (LH) for each year was calculated. Slopes of the changes in LH were determined over the 90 years until 2100. LHs for all the major rice growing areas were increased during the 90 years, indicating that the occurrence of sheath blight will be more severe until 2100. For Phytophthora blight of pepper, date of disease onset (DDO) for each year was calculated.
Slopes of the changes and advance in DDO were examined over the 90 years until 2100.
DDOs for the major pepper growing areas were advanced during the 90 years, implying that the occurrence of the Phytophthora blight will be more severe until 2100. Increasing air temperature and frequent rain appear to be the major factors affecting the change in possible occurrence of the diseases. In addition, a web-based information system and a mobile application software were developed to deliver the research result of risk assessment on the diseases and insect pests by cooperative research teams.
Codling moth Cydia pomonella, Mediterranean corn stalk borer Sesamia nonagrioides, and Speckled cutworm moth Lacanobia subjuncta are important fruit tree pests that are not invaded in Korea, yet, but if they would invade, then they would cause big problems in Korean orchard industry. These species were investigated under assumption that if they may occur very near future. C. pomonella would spends one or two generations per year if it occurs now, but it will occur 2∼3, 4∼5, and 5∼7generations per year in 2020, 2050, and 2100, respectively. S. nonagrioides will have one generation per year if it occurs now, but it will occur 1∼2, 1∼3. and 2∼3 generations per year in 2020, 2050, and 2100, respectively. L. subjuncta would have 1∼2 generations per year if it occurs now, but it will occur 1∼3, 3∼4, 3∼5 generations per year in 2020, 2050, and 2100, respectively.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• 목차 ... 10
• 제 1 장 서 론 ... 11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 15
• 제1절 국내 기술개발 현황 ... 15
• 제2절 국외 기술개발 현황 ... 16
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 19
• 제1절 신 기후변화 시나리오에 따른 벼해충 영향평가 및 지도 작성 ... 19
• 제2절 신 기후변화 시나리오에 따른 외래침입해충 영향평가 및 지도 작성 ... 35
• 제3절 신 기후변화 시나리오에 따른 식물 병 영향평가 및 IT기반 정보 제공 시스템 개발 ... 51
• 제4절 신 기후변화 시나리오에 따른 과수해충 영향평가 및 지도 작성 ... 72
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 81
• 제1절 : 목표대비 달성도 ... 81
• 제2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타)를 기술 ... 82
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 83
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 84
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 85
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 86
• 제 9 장 참고문헌 ... 87
• 끝페이지 ... 91