보고서 정보
주관연구기관 |
국립원예특작과학원 National Institute of Horticultural and Herbal Science |
연구책임자 |
남종철
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2022-12 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO202300027998 |
과제고유번호 |
1395071883 |
사업명 |
원예특작시험연구 |
DB 구축일자 |
2023-11-02
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키워드 |
사과.병해충.발생조사.진단.인공지능.Apple.pests.occurrence survey.diagnosis.Artificial Intelligence.
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초록
▼
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
사과원 병해충종합관리 기반 구축 및 인공지능 기반 해충 진단 시스템 개발
전체 내용
○ 전국 사과원 주요 병해충 발생상황 조사
○ 사과원 병해충 발생상황 DB 구축 및 연도별 발생 동태 분석
○ 사과원 나방류 이미지 활용 기계학습용 기초 데이터 축적
○ 스마트폰 이용 사과원 해충 나방류 분류동정 앱 개발
○ 인공지능 기반 사과 나방류 이미지분석을 위한 기초 data 수집
○ 인공지능 기반 해충 진단 기술 개발
연구개발성과
연구개발 목표 및 내용
최종 목표
사과원 병해충종합관리 기반 구축 및 인공지능 기반 해충 진단 시스템 개발
전체 내용
○ 전국 사과원 주요 병해충 발생상황 조사
○ 사과원 병해충 발생상황 DB 구축 및 연도별 발생 동태 분석
○ 사과원 나방류 이미지 활용 기계학습용 기초 데이터 축적
○ 스마트폰 이용 사과원 해충 나방류 분류동정 앱 개발
○ 인공지능 기반 사과 나방류 이미지분석을 위한 기초 data 수집
○ 인공지능 기반 해충 진단 기술 개발
연구개발성과
○ 사과원 주산지 주요 병해 발생상황 조사
- 2018년부터 ’22년까지 경북 군위, 의성, 안동, 영주, 영천, 청송과 경남 거창, 전북 장수 8개 시군 34개 농가의 병해 조사 중에서, 붉은별무늬병, 갈색무늬병과 탄저병은 평년 보다 증가하였고, 부란병, 점무늬낙엽병과 겹무늬썩음병은 평년보다 감소했음
- 부란병 피해주율은 5년 평균 1.0%로 평년 1.6%에 비해 낮았지만, ’18년에는 1.9%로 높았음. ’18년 피해주율이 높았던 곳은 영주 5.3%, 의성 3.7% 순이었음
- 붉은별무늬병 병든잎률은 5년 평균 0.73%로 평년 0.53%에 비해 높았으며, 의성에서 평균 3.8%로 가장 높았으며, 최고 발생년도는 ’22년으로 의성지역에서 13.6%로 발생했음
- 점무늬낙엽병 병든잎률은 5년 평균 2.85%였고, ’21년이 5개 지역 평균 5.12%로 가장 높았으나, 평년 6.14%에 비해 낮았음. 장수에서 평균 4.0%였고, ’21년(9.3%)에 가장 많았음
- 갈색무늬병은 5년간 평균 병든잎율이 32.5%로 평년 26.4%에 비해 매우 높았음. ’20년 평균 46.9%로 가장 발생이 많았고, 장수, 거창, 안동 지역 각각 58.9, 56.7, 51.2%인 반면, 영천은 26.0%를 보였음
- 탄저병의 평균 병든과율이 0.45%로 평년 0.37% 대비 많았고, 특히 ’20년에 평균 0.93%, 특히 안동에서 2.60%로 많았으며, 거창 1.30%, 장수는 0.10% 순이었음
○ 사과 문제 해충 및 천적 생태 연구
- 지난 20년 동안 ‘후지’ 품종에서의 사과응애의 100엽당 마리수는 2021년(0.4), 2022년(10.3)까지 지속적으로 감소하는 추세를 보였음
- 최근 5년간 ‘후지’ 품종에서의 점박이응애는 평균 발생밀도가 20마리 이상을 상회하였고, 2019년 9월에 87.8마리로 최근 5년 중에서 가장 높은 수치를 보였음
- 전반적인 사과굴나방에 의한 피해정도는 감소하는 추세이며, 연중 1% 내외로 낮게 나타났지만 ’19년도 사과굴나방에 의한 피해엽률이 1%를 상회하는 수준인 1.21%를 보였고, 깡충좀벌 등 사과굴나방의 천적류 기생률은 41.6%를 보여 천적으로 조절될 수 있는 수준으로 판단됨
- 복숭아순나방의 최근 5년간의 트랩유살수는 보통 4월 하순 1세대 발생시기 보다 빠른 4월 상순에 보였으며, 2021년과 2022년에 특히 높은 밀도를 보였음. 한편, 복숭아심식나방의 트랩유살수은 2020년 상반기에 높게 나타났는데, 이는 농가에서 발생한 피해정도와 같은 양상임
- 사과연구소 포장에서 성페로몬트랩에 복숭아순나방과 복숭아순나방붙이가 같이 포획되고 있어 피해 과실의 유충을 채집하여 DNA 추출 후 COI(HCO, LCO) 영역을 증폭하여 염기서열을 분석한 결과, 미동정된 일부 개체를 제외하고 모두 복순아순나방으로 확인되었음. 사과원 내에서는 복숭아순나방붙이보다 복숭아순나방 성페로몬트랩을 기반으로 약제 방제 여부와 방제 시기를 결정해야 할 것으로 생각됨
- 갈색날개매미충 방제를 위해 산란 부위에 기계유유제 20배액을 분무하거나 붓으로 도포한 결과, 부화율이 각각 1%와 0.57%으로 나타났으며 50배액 분무 또는 도포 시에는 각각 77%, 34.9%로, 무처리는 부화율이 88%로 나타났음
○ 인공지능 기반 해충 진단 시스템 애플리케이션 개발
- 디지털 이미지 분석에 의한 사과 나방류(복숭아순나방, 복숭아심식나방) 진단용 모바일 디바이스앱 개발
∙복숭아순나방, 복숭아심식나방의 트랩내 포획수 조사를 위한 애플리케이션 개발
∙안드로이드 환경내 Convolutional Neural Network를 이용한 기계 학습 및 관리 프로그램 개발
∙휴대폰의 기본 카메라 설정에서 화면 비율은 가로:세로=3:4비율로 설정하고 해충인식기 애플리케이션을 구동하여 그림자가 없는 밝은 조건에서 트랩 판이 편평하게 하고, 휴대폰과 트랩판 거리는 약 18cm 정도로 유지하면 복숭아순나방은 90% 이상 인식률을 보임
- 사과 ‘루비에스’과실의 병해충, 쥐머리거품벌레 피해 증상 및 과수화상병 방제용 미생물제제 길항 여부 확인
∙사과 ‘루비에스’의 과실 갈색무늬병, 탄저병, 노린재류 피해가 과실에 나타나 원인구명 필요
☞ 진한 갈색의 반점 주변에 붉은색으로 착색이 불규칙하게 되거나 둥근 형태로 착색이 안되는 갈색무늬병 증상, 반점 주변은 더 붉은색으로 착색되거나 검은색으로 변하고, 반점 내부는 밝은 갈색을 보이는 탄저병 증상 및 바늘로 찌른 형태를 보이나 상처로 인한 감염으로 병해 증상은 보기 어려운 노린재류 피해
∙쥐머리거품벌레(Eoscartopsis assimilis)는 사과 ‘후지’, ‘홍로’ 등 과피면에 7월 이전에 피해를 주지만 보통 농가에서 7월경에 발견하며, 불규칙한 상처는 단독으로 있거나 서로 겹친 형태를 보이며, 노린재류의 구침 흔적, 병해의 포자퇴나 윤문 형태를 보이지 않음
∙과수화상병 방제용 작물보호제로 등록된 약제중 Bacillus속균이 포함된 3종(시판용)에 대해 LB(Luria Bertani) Agar 배지상에서 상호 길항여부를 확인하였으나 길항시 나타나는 경계면의 변색이 없어 길항 작용은 없는 것으로 판단됨
연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 연구개발 결과의 활용계획
- 사과원 발생 병해충에 대한 임상진단을 통한 민원 해결
∙사과원 다발생 병해충에 대한 임상진단 : 민원해결 및 발생현황 파악
∙주요 병해충의 발생실태 조사에 의한 정보수집 및 신규 연구과제 발굴
∙사과원 돌발 병해충의 피해차단을 위한 중앙/농촌 진흥기관간의 공동대응
- 사과 주산단지 병해충 발생 모니터링을 통한 감시체계 구축
- 농가 생산성 향상을 위한 개발기술 영농활용 현장 보급
- 스마트폰 이용 사과원 해충 나방류 분류동정 앱 개발로 농가 애로사항 해결
∙전국 사과원 나방류 해충 발생상황 정보제공 플랫폼 구성
- 시험연구 결과 개발된 기술은 농가현장에 보급하여 활용되도록 조치
○ 기대효과
- 기술적 측면
∙사과원 신문제 병해충 발생에 대한 진단방법 및 방제 대책 수립
∙사과원 다발생 병해충 모니터링을 통한 예찰 감시체계 구축
∙사과원 주요 병원균 수집 분석 및 유전체 정보관리를 통한 유전자원 기반 조성
∙국내 사과 병해충의 분포 확인 및 발생상황의 조사 분석을 통한 사과원 병해충 종합관리를 위한 기초자료 제공
- 경제적∙산업적 측면
∙유기합성 농약 살포회수 절감으로 농가 경영비 절감, 병해충 예찰 및 친환경 방제 관련 산업 발전
∙저농약 안전성에서의 품질 향상으로 생산량 대비 시장 가격 유지와 함께 소비 증대 효과 기대
∙친환경 저농약의 껍질째 먹는 사과 생산으로 소비자의 신뢰 회복과 환경 보전에 기여
(출처 : 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 요 약 문 ... 2
- 목차 ... 5
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 8
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 11
- 1) 연구 수행 결과 ... 11
- 2) 목표 달성 수준 ... 50
- 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 51
- 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 51
- 2) 자체 보완활동 ... 51
- 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 51
- 5. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 52
- 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 52
- 끝페이지 ... 53
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