KR100490166B1 - 저장식품의 해충 방제를 위한 천적의 이용 및 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장식품의 해충 방제를 위한 생물적 방법에 관한 것으로, 특히 천적의 이용 및 처리방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 저장식품에 피해를 입히는 관건해충(target pests)을 파악하고, 그 해충에 기생하는 기생봉 중에서 유효 천적을 선택하여 이를 인공적으로 대량 생산하고, 생산된 유효 천적을 저장식품이나 저장시설 주위의 해충 발생원에 살포함으로써, 관건해충의 치사를 통한 해충 방제의 효과를 얻고자 한다. 또한 인공적으로 생산된 천적을 필요에 따라 충태별로 공급하기 위한 천적의 특별한 처리방법을 포함한다.

Description

저장식품의 해충 방제를 위한 천적의 이용 및 처리방법{Method of using and treating the natural enemy for controlling the pest of stored products}

본 발명은 저장식품을 가해하는 해충을 생물적으로 방제하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 관건해충(target pest)에 기생하는 기생봉 중에서 선택되는 유효 천적을 인공 생산하고 이를 저장식품 또는 저장시설 주위의 해충 발생원에 살포함으로써 해충을 치사시키는 천적의 이용 및 처리방법에 관한 것이다.

저장식품은 재배중인 식품과 구별되는 것으로 곡물, 가공식품, 사료 등을 포함하며, 창고 등 저장시설에 보관된다. 해충에 의한 식량자원의 피해는 마찬가지로 재배중 피해와 저장중 피해로 구분할 수 있으며, 저장중 피해는 달리 복구될 방법 이 없고 또한 그 피해는 양적인 손실에 국한되는 것이 아니라 해충의 분비물과 배설물에 의한 질적 손실을 동반한다는 점에서 저장식품에 대한 해충 방제는 매우 중요한 의미를 갖는다. 그럼에도 불구하고 저장식품에 대한 합리적인 해충 방제 대책은 마련되지 않고 있다.

국내외를 막론하고, 저장식품에 대한 해충방제는 주로 창고훈증에 의존하고 있다. 그러나 훈증제에 대한 해충의 저항성 발현으로 인하여 방제비용이 증가하고 방제효율은 떨어지고 있는 실정이다. 특히 식품에서의 농약잔류 등 안전상의 문제로 인해 농약의 사용이 엄격히 통제되고 있어, 화학적 방법이 아닌 다른 수단이 강구되고 있다.

따라서 근래에는 저온저장, 방사선 등을 이용한 물리적 방제방법과 천적을 이용한 생물적 방제방법이 논의되고 있다. 그러나 지금까지 논의된 바에 따르면 전자는 효과의 불확실성과 높은 경비부담 및 수요자 기피를 유발한다는 문제를 안고 있으며, 후자는 천적의 효율적 이용에 대하여 합리적인 방법을 제시하지 못함에 따라 해충 개체군의 박멸을 수행하지 못하고 장기적인 효과를 기대할 수 없다는 이유로 아직 실용화 단계에 이르지 못하고 있다.

이에, 본 발명에서는 저장식품을 가해하는 해충을 생물적으로 방제함에 있어 서, 천적의 효율적 이용에 대한 합리적인 방법을 제시하고자 한다. 기술적으로는 저장식품에 피해를 입히는 관건해충(target pests)을 파악하고, 그 해충에 대한 유효 천적을 선택하여 이를 인공적으로 대량 생산하고, 생산된 유효 천적을 저장식품이나 저장시설 주위의 해충 발생원에 살포함으로써, 관건해충의 치사를 통한 해충 방제의 효과를 얻고자 한다.

실제에 있어서, 저장시설은 외부와 격리된 시스템이고, 식품의 입출고에 따라 시설 주위에 식품 잔류물이 필연적으로 발생되며, 해충은 이 잔류물로부터 발생하여 식품으로 침투한다. 본 발명에 따른 천적의 이용 및 처리방법은 적어도 저장시설 내의 식품보호에 대한 확실하고 장기적인 대책이 될 수 있을 것이다.

본 발명은, 관건해충을 파악하였음을 전제로, 그 관건해충의 유충에 기생하는 기생봉들 중에서 천적을 선택하고, 상기 선택된 천적을 인위적으로 대량 생산하되 먼저 기주로서의 유충을 대량 사육하여, 확보된 유충에 천적의 산란 및 발육을 유도함으로써 생산한 다음, 상기 생산된 천적을 유충 또는 성충 상태로 저장시설 주위 해충 발생원에 처리함으로써 관건해충의 유충을 치사시키는 것을 특징으로 한다. 또한 천적인 기생봉과 그 기주로서 유충의 효율적인 생산에 관한 보다 구체적인 방법을 포함한다. 나아가 개별적인 장,단기 수요에 대응하기 위한 천적의 처리방법을 포함한다.

이하에서는 천적의 이용과 관련하여 관건해충에 대한 유효 천적의 선택과, 기주의 대량생산을 통한 천적의 생산방법을 상세히 설명하고, 나아가 천적의 처리와 관련하여 천적의 보관 내지 포장방법을 상세히 설명한다.

해충에는 여러가지 기생봉이 기생하는 것으로 알려져 있으며, 본 발명에서도 관건해충에 기생하는 기생봉 중 어떤 것도 천적으로 사용될 수 있을 것이다. 다만, 보다 우수한 방제 효과를 얻기 위하여는 이들 잠재적 천적들중 관건해충의 밀도를 가장 효율적으로 억제하는 것을 천적으로 선택할 필요가 있다. 이와 관련한 유효 천적 실험에서 관건해충이 줄알락명나방 (Ephestia cautella), 화랑곡나방 (Plodia interpunctella) 등의 나방류인 경우에 보리나방살이고치벌 (Bracon hebetor) 이 가장 적합한 생물적 방제 인자로 평가되었으며, 관건해충이 쌀바구미 (Sitophilus oryzae) 인 경우에서는 쌀마구미살이금좀벌 (Anisopteromalus calandrae) 이 방제를 위한 가장 효율적인 천적으로 판단되었다.

천적이 선택되면, 그 천적을 대량생산하여 적소에 처리할 수 있어야 함은 당연하다. 한편, 상기 천적은 유충을 기주로 하여 섭생하는 것이므로 천적의 대량생산은 그 천적에 적합한 기주를 선택하고 이를 대량으로 사육하는 것을 기초로 한다. 다만, 천적은 기주의 령기별 상태에 따라 기생 양태를 달리하므로 기주 사육시 천적의 공격효율을 고려하는 것이 바람직하다.

해충에는 여러가지 기생봉이 기생하는 것과 같이, 기생봉은 비교적 넓은 기주 범위를 갖는 것으로 알려져 있다. 그 중 최적의 기주를 선택하기 위하여, 각각의 기주 개체당 천적의 산란수와 각 단위 기주에서의 천적의 성충 우화율을 조사하고, 이 때 천적의 산란수와 성충 우화율이 가장 높게 나타난 것을 최적의 기주로 판단한다. 표 1는 보리나방살이고치벌의 기주 적합성 실험 결과이다. 이 표에서 보면 한점쌀명나방 (Paralipsa gularis) 에서의 산란수와 우화수가 가장 많은 것으로 나타난다. 그러나 기주체의 무게를 고려하면 화랑곡나방에서의 산란수가 한점쌀명나방에서의 산란수에 비해 적지 않다고 판단되며, 우화율에 있어서는 약 15% 정도의 비교우위에 있음을 알 수 있다. 따라서 보리나방살이벌의 기주로서 화랑곡나방이 적합하다고 판단된다. 다른 실험에서, 쌀마구미살이금좀벌의 기주로서 쌀바구미가 가장 적합한 것으로 판단되었다.

(표 1): 보리나방살이벌의 기주 적합성

기주명	기주체 중량(g)	보리나방살이고치벌
		산란수	우화수
한점쌀명나방(Paralipsa gularis)	0.035	12.6±2.33	4.43±1.67
화랑곡나방(Plodia interpunctella)	0.014	6.2±0.67	3.00±0.93
다색알락명나방(Ephesta elutella)	0.015	3.5±0.53	2.34±0.21

기주는 곤충으로 그 발육 및 증식에 있어서 온도와 먹이의 영향을 크게 받음은 물론이다. 먼저, 온도에 따른 발육반응을 다음으로 온도와 먹이에 따른 반응을 살펴보기로 한다.

곤충의 발육 및 증식이 가능한 온도는 지역적 특성에 따라 다르기는 하나 대 체로 10-40℃로 알려져 있으며, 이 범위에서도 발육반응이 일정한 것은 아니다. 따라서 상기 선택된 기주는 온도별 발육반응조사를 통하여 최적의 온도 조건하에서 사육되어져야 한다. 이를 위하여 발육이 가능한 온도 범위를 몇 단계로 구분하고, 각 온도하에서 일정 먹이가 든 비이커에 관건해충 몇 쌍씩을 투입하여 산란을 유도하고 그 알이 우화될 때까지의 발육반응을 조사한다. 일반적으로 온도가 높을 수록 발육일수가 짧아진다. 그러나 온도가 너무 높으면 산란율 및 부화율이 감소한다. 따라서 산란율 및 부화율을 고려하여 최적의 온도 조건을 찾는 것이 중요하다. 표 2, 3는 우화한 지 72시간 미만의 성충을 사용하여 화랑곡나방 및 쌀바구미의 각 온도별 반응을 실험한 결과이다. 그 결과 화랑곡나방 및 쌀바구미의 최적 발육 온도는 28-30℃로 판단되었다.

(표 2): 화랑곡나방의 온도별 반응

온도(℃)	산란수(개)	발육기간(일)	상대습도
17	130	150	70-80%
20	150	60
25	150	55
28	140	50
32	70	40

(표 3): 쌀바구미의 온도별 반응

온도(℃)	산란수	발육기간(일)	상대습도
25	200	40	70-80%
28	250	20
30	200	20
35	170	15

곤충의 발육 및 증식은 상기한 온도 조건 이외에 섭취하는 먹이의 종류에 영 향을 받는다. 따라서 기주의 생산을 위하여 최적의 먹이를 제공하되, 먹이는 실제 저장시설 내에 보관되는 곡물들을 사용하여 자연상태에서 해충의 행동특성을 그대로 유지하도록 함으로써 천적의 기주탐색에 의한 방제가 의도된 대로 이루어 질 수 있다고 판단된다. 표 4는 먹이와 온도에 따른 화랑곡나방의 발육일수는 조사한 결과이다. 실험결과 화랑곡나방의 발육일수는 건파가 먹이일 경우 각 온도에서 가장 빠르게 나타났으며, 이는 먹이 재료중 경도가 낮아 파손이 쉽고 가해가 용이한 경우일 수록 발육이 빨라지는 것으로 판단된다. 따라서 기주의 최적 먹이는 건파를 주재료로 하는 것이 좋다. 보다 바람직하게 상기 먹이는 건파 40-60%와 건당근, 건배추, 건양파, 건고추, 현미 중에서 선택된 2이상의 종 60-40%를 혼합하여 조성한 것이다. 당연하게, 쌀바구미의 최적 먹이는 현미이며, 함수량 12-13%인 것이 바람직하였다.

(표 4): 먹이와 온도에 따른 화랑곡나방의 발육일수

온도(℃)	발육일수(일)
	건당근	건배추	건파	건양파	건고추	현미
17	175	179	170	166	176	149
20	75	83	65	80	76	60
25	51	48	38	54	50	50
28	44	43	36	43	41	38
32	37	39	33	39	36	35

기생봉은 기주의 상태에 따라서 그 기생하는 양태가 달라진다. 따라서 천적의 공격효율이 높은 상태의 기주를 제공하는 것은 천적의 대량생산에 있어서 중요한 요인중의 하나이다. 즉 기주의 질에 관련한 문제이다. 이를 위하여, 관건해충의 유충이 알에서부터 성충 우화되는 때까지의 기간을 적당한 령기로 나누어 각 령기 별 유충에 기생유도된 기생봉의 산란수와 섭식량을 조사한다. 이 때 최적의 질에서 기생봉의 산란와 섭식이 동시에 활발하게 나타난다. 도 1은 보리나방살이고치벌을 천적으로 하고 화랑곡나방의 유충을 기주로 하였으며, 기주 연령을 5령으로 나누어 각 령기별 반응을 실험한 결과이다. 유충의 령기가 증가할 수록 즉, 유충의 크기가 커짐에 따라 기생봉은 이들을 산란의 대상으로, 령기가 작을 수록 섭식(feeding)의 대상으로 삼는 것을 알 수 있었으며, 기주로서의 질은 기생봉의 산란와 섭식이 동시에 활발하게 나타나는 3-4령의 경우가 가장 적합한 것으로 판단되었다. 쌀마구미살이금좀벌을 천적으로 하고 쌀바구미를 기주로 한 다른 실험에서도 같은 결과를 얻었다.

이상에서 살펴본 기주의 최적 생산조건을 종합해 보면, (1) 기주로서 천적의 기주 범위 중 천적의 산란수와 우화율이 가장 높은 것으로 선택하여, (2) 온도 28℃와 상대습도 70-80의 조건하에서 배양하되, (3) 기주의 종류에 따른 최적 먹이를 제공하고, (4) 배양의 정도는 기주 연령을 5령으로 나누어 볼 때 3-4령의 경우가 가장 적합하다는 것을 알 수 있다.

천적은 기주 표면에 부착되어 섭생을 하는 것이므로 그 기주가 발육에 있어서 온도의 영향을 받는 것과 동일하게 영향을 받는다. 따라서 기주의 온도별 발육반응을 조사하여 얻은 기주 생산을 위한 최적의 온도는 천적의 생산을 위한 최적 온도로 추정한다. 그러므로 본 발명에서 천적은, 바람직하게 상기와 같이 생산된 기주 상태에서 계속하여 천적의 성충을 투입하여 산란을 유도한 후 천적의 성충을 제거하고, 온도 28℃와 상대습도 70-80의 조건하에서 천적 유충의 발육을 유도하는 방법으로 생산된다.

아래 실시예 1, 2는 위와 같이 생산된 기생봉의 관건해충 방제 능력에 관한 실험 결과이다.

실시예 1

현재 사용되고 있는 저장 건조식품의 포장단위(40㎝×50㎝×40㎝) 박스와 크가가 동일한 아크릴 상자를 제작하고 건파(부피 65L)를 채운 후 화랑곡나방 12쌍을 접종하여 산란을 유도한 후 산란된 알이 3-4령의 유충이 되는 20일 후 보리나방살이고치벌 2쌍을 투입하여 10일 경과후부터는 매 10일 단위로 하나는 우화되는 기생봉을 계속 제거하고 다른 하나는 우화된 기생봉을 그대로 유지하면서 화랑곡나방과 기생봉의 성충 우화개체를 조사하여 대조구와 비교하였다.

도 2의 결과에서 보이는 바와 같이, 기생봉을 투입한 상자에서의 화랑곡나방의 밀도는 기생봉 투입 후 기생봉을 제거한 상자 및 기생봉을 투입하지 않은 상자에 비하여 현저히 낮은 밀도를 유지하였다.

실시예 2

현재 사용되고 있는 저장 건조식품의 포장단위(40㎝×50㎝×40㎝) 박스와 크가가 동일한 아크릴 상자를 제작하고 현미(함수량 12-13%)를 채운 후 쌀바구미 15쌍을 접종하여 산란을 유도한 후 산란된 알이 3-4령의 유충이 되는 20일 후 쌀바구 미살이금좀벌 2쌍을 투입하여 20일 경과후부터는 매 7일 단위로 하나는 우화되는 기생봉을 계속 제거하고 다른 하나는 우화된 기생봉을 그대로 유지하면서 쌀바구미와 기생봉의 성충 우화개체를 조사하여 대조구와 비교하였다.

도 3의 결과에서 보이는 바와 같이, 기생봉을 투입한 상자에서의 쌀바구미의 밀도는 기생봉 투입 후 기생봉을 제거한 상자 및 기생봉을 투입하지 않은 상자에 비하여 현저히 낮은 밀도를 유지하였다.

위 실시예예 1, 2를 통하여, 기생봉을 대량으로 생산하여 저장식품 및 저장시설 주위의 관건해충의 발생원이 될 수 있는 장소에 살포함으로써 관건해충을 성공적으로 방제할 수 있음을 알 수 있었다.

한편, 인공적으로 생산된 천적은 방제의 장,단기 수요에 적절하게 대응할 수 있는 방법으로 처리되어야 한다. 즉, 단기간 대량 살포, 장기간 반복 살포 등의 필요에 따라 천적의 충태 및 처리방법을 달리함으로써 방제의 효율을 높일수 있는 것이다.

단기간 대량 살포의 필요가 있는 수요처에 적용하기 위하여는 성충상태의 천적, 바람직하게는 우화한지 24시간 미만의 천적을 기주와 함께 쌍으로 단열용기에 투입하여 이동 후 즉시 살포한다. 이때 단위 용적당 투입할 수 있는 천적과 기주의 밀도비는 20∼50:50∼80이며, 이동시간에 따라 달리 설정될 수 있다.

이와 달리, 장기간 소량 반복 살포의 수요처에 적용하기 위하여는 유충의 상태에서 발육이 일시적으로 정지되는 환경을 조성하여 포장하고, 필요할 때마다 용 기를 개봉하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기에서 유충 발육의 일시 정지는 최저 발육임계온도를 고려한 온도, 바람직하게는 5-10℃의 환경 또는 산소보다 이산화탄소가 증가된 가스 조성환경에서 가능하다. 표 5는 용기 내 가스조성에 따른 발육 억제기간의 실험 결과이다. 이 결과에 의하여, 이산화탄소와 산소의 비율은 97:3-85:15의 범위 내에서 임의로 설정된다. 방제의 필요에 의하여 용기를 개봉하여 두면 다시 유충의 발육이 진행되어 천적 성충의 자연적 방사가 이루어져 방제효과를 얻을 수 있다.

(표 5): 용기내 가스 조성에 따른 발육억제 기간(이산화탄소:산소)

구분	97:3	95:5	93:7	90:10	85:15	80:20
보리나방살이고치벌	치사	72	60	40	15	발육
쌀바구미살이금좀벌	치사	71	60	40	15	발육

본 발명은 저장식품의 해충 방제를 위하여, 그 관건해충에 기생하는 기생봉을 천적으로 선택하고 이를 이용하는 생물적 방법을 사용한다. 따라서 화학적 방제에서 야기되는 식품안전상의 문제, 저항성 발현에 따른 부(負)효과 등이 발생하지 않는다. 또한 천적의 생산과 이용방법을 제시함으로써 방제의 경제성과 용이성을 제공시킨다. 아울러, 생산된 천적을 단기 또는 장기의 수요에 적용할 수 있도록 처리하는 방법을 제시함으로써 방제 시행의 효율성을 높인다.

이상에서는, 관건해충으로서 저장식품에 피해를 주는 해충 중에서 가장 문제 로 되는 것으로 알려진 나비목해충 중 화랑곡나방과 딱정벌레목해충 중 쌀바구미를 예시하여 설명하였다. 다만, 본 발명이 이것에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다.

도1은 유충의 령기별 섭식/산란율을 나타낸 그래프이다.

도2는 보리나방살이고치벌을 이용한 화랑곡나방 방제 실시예의 그래프이다.

도3은 쌀바구미살이금좀벌을 이용한 쌀바구미 방제 실시예의 그래프이다.

Claims (16)

1. 저장식품의 해충 방제를 위하여, 관건해충을 파악하였음을 전제로 그 관건해충의 유충에 기생하는 기생봉들 중에서 유효 천적을 선택하고, 상기 선택된 천적을 인공적으로 대량 생산하되 먼저 기주로서의 유충을 대량 사육하여, 확보된 유충에 천적의 산란 및 발육을 유도함으로써 생산한 다음, 상기 생산된 유효 천적을 유충 또는 성충 상태로 저장식품 및 저장시설 주위 해충 발생원에 살포함으로써 관건해충의 유충을 치사시키는 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 천적은 관건해충에 기생하는 기생봉중 관건해충의 밀도를 가장 효과적으로 억제하는 것으로 선택되는 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 기주로서의 유충은 천적의 기생 가능한 유충 범위 중 각 단위 유충에서의 천적의 산란수와 성충 우화율이 가장 높은 것으로 선택되는 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 기주로서의 유충은, 최적 먹이가 투입된 발육용기 내에서 산란 유도된 해충의 충란이 28-30℃의 온도, 70-80%의 상대습도 조건하에서 발육이 유도되는 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 기주로서의 유충은 알에서 우화할 때까지의 발육기간을 5개의 령기로 나누어 볼 때 3-4령의 유충인 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
6. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 천적은 기주로서의 유충이 투입된 발육용기 내에서 산란 유도된 천적의 유충이 28-30℃의 온도, 70-80%의 상대습도 조건하에서 발육이 유도되는 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
7. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 관건해충은 줄알락명나방 (Ephestia cautella), 화랑곡나방 (Plodia interpunctella), 한점쌀명나방 (Paralipsa gularis) 을 포함하는 나방류 해충이고, 천적은 보리나방살이고치벌 (Bracon hebetor) 인 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
8. 제1항 내지 제3항 중 한 항에 있어서, 상기 관건해충은 쌀바구미 (Sitophilus oryzae) 이고, 천적은 쌀바구미살이금좀벌 (Anisopteromalus calandrae) 인 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 천적의 기주로서의 유충은 화랑곡나방의 유충인 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 천적의 기주로서의 유충은 쌀바구미의 유충인 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
11. 제4항에 있어서, 상기 최적 먹이는 건파 40-60 부피%와 건당근, 건배추, 건양파, 건고추, 현미 중에서 선택된 2이상의 종 60-40 부피%를 혼합하여 조성한 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
12. 제4항에 있어서, 상기 최적 먹이는 현미인 것을 특징으로 하는 천적의 이용방법.
13. 저장식품의 해충 방제를 위하여, 관건해충의 기생봉 중에서 선택되어 인공 생산된 천적의 성충 쌍을 기주와 함께 단열용기에 투입하여, 단기간 대량 살포의 필요가 있는 장소으로 이동하여 즉시 살포함으로써 관건해충을 치사시키는 것을 특징으로 하는 천적의 처리방법.
14. 저장식품의 해충 방제를 위하여, 관건해충의 기생봉 중에서 선택되어 인공 생산된 천적이 유충의 상태에서 발육이 일시 정지되는 환경을 조성하여 포장하고, 필요한 때에 포장용기를 개봉하여 발육 및 성충의 자연 방사가 되도록 함으로써 관건해충을 치사시키는 것을 특징으로 하는 천적의 처리방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 유충의 발육의 일시 정지를 위한 환경은 발육 최저 임계온도 이하 또는 산소보다 이산화탄소가 증가된 가스조성 환경인 것을 특징으로 하는 천적의 처리방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 온도는 5-10℃이고, 가스조성은 이산화탄소:산소 비율 97:3-85:15의 범위인 것을 특징으로 하는 천적의 처리방법.