KR101083016B1 - 왁스형 페로몬방출기 및 이를 이용한 방제방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 해충의 교미교란처리를 위한 왁스형 페로몬 방출기 및 이를 이용한 방제방법에 관한 것으로, 특히 복숭아순나방의 교미교란 처리를 위해 사용될 수 있는 페로몬 방출기에 관한 것이다. 본 발명에서는 생산비용이 저렴하면서도 교미교란 효과가 우수하고 효과의 지속성이 뛰어나며 설치가 간편한 페로몬 방출기가 제공되며, 또한 이를 이용하여 국내 과수농가 재배환경에 적합한 방제방법이 제공된다.
페로몬, 성페로몬, 교미교란, 복숭아순나방, 방출기, 방출 제어, 먹이트랩, 사과

Description

왁스형 페로몬방출기 및 이를 이용한 방제방법 {Development of Wax-type Pheromone Dispenser to Disrupt Mating Orientation of Oriental Fruit Moth, Grapholita molesta, and Its Application Technique}
본 발명은 해충 교미교란처리를 위한 페로몬 방출기에 관한 것으로, 특히 왁스형 페로몬 방출기와 이를 이용한 방제방법에 관한 것이다.
복숭아순나방(Grapholita molesta)은 연중 4-5회 성충 발생 피크를 보이며 유충은 사과, 배 등 핵과류의 과실을 직접 가해하는 일차해충이다(Ahn et al., 1985). 사과의 경우 과실에 직접 피해를 주는 나방류로 복숭아순나방과 더불어 복숭아심식나방(Carposina sasakii)을 포함시키지만, 복숭아순나방의 발생 밀도가 커서 사과 과실에 직접 경제적 손실을 끼치는 최대 주요 해충으로 여겨지고 있다(Song et al., 2007). 그러나 피해를 주는 발육단계인 유충이 과실 내부에서 가해하고 있기 때문에 살충제의 직접 접촉이 어렵고, 이에 따른 다량의 화학농약 살포는 약제 저항성까지 발달시킬 수 있다는 보고가 있어 방제의 어려움을 가중시키고 있다(Pree et al., 1998; Kanga et al., 2001; Usmani and Shearer, 2001). 또한 이 해충에 의한 과실 피해는 화학농약의 살포가 어려운 사과 수확직전기간까지 미쳐 다른 방제 기술이 절실히 요구되고 있다. 이에 따라 대체 방제 수단으로서 성페로몬을 이용한 교미교란제 처리가 제기되었고, 부분적으로 농가에서 적용되고 있다(Kim et al., 2007b).
교미교란 기술은 대상 해충의 성페로몬을 유기 합성하여 서식지에 대량으로 살포하여 줌으로써 발생지역 내의 대상해충의 교미를 방해하여 차세대 밀도를 줄이는 방법으로 개발된 해충방제 기술이다(Baker and Heath, 2005). 성페로몬은 종 특이적이며 극미량으로도 암수의 통신에 효과적으로 이용된다는 점에서 이를 응용한 방제기술 개발이 기대된다고 볼 수 있다(Boo et al., 2005). 특히, 나방류의 경우 교미통신은 해가 진 저녁 무렵부터 다음날 해가 뜨기 전 새벽까지, 시각보다는 주로 후각에 의존하기 때문에 성페로몬을 이용한 교미교란은 더욱 효과적일 수 있다(Carde and Mink, 1995). 더욱이 많은 나방류 해충이 단일교배를 하며, 또한 암수 교미최성기가 있어 교미교란제에 의해 이러한 교미시기를 놓치면 아예 교미능력을 잃어버리거나 또는 무정난을 생산할 가능성이 높아진다. 따라서 성페로몬은 비록 화학물질이지만 극미량으로 살포되고 또한 휘발성이 높아 잔류성이 없기 때문에 방제효과만 보장된다면 환경친화형 방제 기술로서 적용이 확대될 것으로 전망된다.
성페로몬을 이용한 교미교란은 크게 두 가지의 원리로 대상 해충의 교미를 방해하게 된다(Baker and Heath, 2005). 즉, 첫 번째로는 여러 미끼를 야외에 방사시키는 꼴이 되어 야외 수컷이 정확히 암컷을 찾아가지 못하게 하는 오류추적(“False trail”) 효과에 기인될 수 있다. 두 번째로는 상시적으로 인공 성페로몬에 노출된 수컷에게 감각둔화 또는 습관화에 이르게 하여 야외 암컷의 성페로몬에 반응하지 않게 하는 효과를 유발하게 한다. 복숭아순나방은 단일교미 습성(Charlton and Carde, 1981)을 갖고 있는데, 이는 교미교란제 이용 기술 적용의 가능성을 높여주는 생물적 특징으로 평가될 수 있다(Carde and Minks, 1995). 기존 연구에서 성충의 교미교란이 차세대 유충에 의한 기주 피해의 감소로 연계된다는 교미교란 기술의 산업적 신뢰성이 확보되었다(Jung et al., 2006; Jung and Kim, 2008).
교미교란제를 이용한 복숭아순나방 방제를 현실화하기 위해 그 동안 여러 제반 기술이 개발되어 왔다. 복숭아순나방의 성페로몬 조성이 밝혀졌고(George, 1965; Carde et al., 1979), 다량의 합성페로몬을 처리하는 경우 수컷으로 하여금 암컷의 탐색 능력을 저하시켜, 이에 따른 방제 효과가 화학 농약과 견줄 수 있다고 보고되었다(Rothschild, 1975, 1979). 국내에서도 복숭아순나방 집단에 효과적인 페로몬 조성이 밝혀졌고(Boo, 1998), 이를 이용한 야외 집단의 모니터링(Yang et al., 2001; Kim et al., 2004) 및 교미교란기술(Yang et al., 2003)이 시도되었다. 또한 복숭아순나방의 성페로몬 화합물에 대한 유기합성 기술이 개발되었고(Kim et al., 2006), 상품화된 교미교란제를 이용하여 월동세대를 효과적으로 교란시킬 수 있는 가능성을 보여 주었다(Jung et al., 2006).
특히 교미교란제는 휘발성이 높아 잔류성이 없기 때문에 방제제로서 현실화하기 위해서는 교미교란제를 일정 농도로 지속적으로 방출할 수 있는 방출기(dispenser)의 개발이 필요하다. 이상적인 방출기는 효과의 지속성이 뛰어나며 처리 기술에서 노동력을 절감시킬 수 있어야 한다. 다양한 방출기가 전세계적으로 개발되었다. 현재 국내에서도 가장 선호되는 제제로 Isomateⓡ과 Splatⓡ의 두 가지 방출기가 있으며, Splatⓡ가 효과면에서 보다 선호되고 있다.
그러나 Isomateⓡ, Splatⓡ 등의 기존 외국 제품들은 고가로 비용 면에서 농가에 부담이 되고 있으며, 설치 시 상당한 노동력이 요구된다. 즉, 현재 사용되고 있는 제품들은 주로 튜브형으로서 처리 사과나무 마다 가지에 꼬아서 설치하는 방식으로 사용되는데, 이러한 방식은 광범위한 지역에 교미교란제를 처리할 경우 과도한 설치 노동력이 요구된다는 문제점이 있다. 이를 해결하고자 살포용 소형캡슐형의 성페로몬 제제가 개발되어 응용되었으나(Il'ichev et al., 2006), 다른 연구 결과들에서 살포용 소형캡슐형의 성페로몬 제제의 효과가 변이가 있는 것으로 보고되어 있어(Knight and Larson, 2004; Knight et al., 2004), 아직 현장 적용에는 어려움이 있다. 또한, 국내 사과원은 외국과 달리 대체로 소규모의 형태이므로, 외국의 성공 사례(Il'ichev et al., 2002; Kovanci et al., 2005)를 그대로 국내 농가에 적용하기에는 어려움이 있다. 즉, 복숭아순나방의 교미반경이 개별 국내 농가의 사과원 규모보다 충분히 클 수 있기 때문에 인근의 무처리 농가의 교미된 암컷이 처리 농가로 유입될 가능성이 있다. 실제로 인근 사과원 배치가 상이한 두 사과원을 대상으로 동일한 교미교란제를 처리한 경우, 뚜렷한 교미교란 효과의 차이를 나타내어, 무처리 지역에서 교미된 암컷이 교미교란제 처리 지역으로 유입되는 것이 교미교란제 처리 효과를 낮추는 주요 요인으로서 제시되었다(Jung and Kim, 2008). 이를 해결하기 위해서는 광범위한 교미교란제 처리가 이루어지든지 아니면 인접한 비처리 지역으로부터 유입되어 오는 교미된 암컷을 특이적으로 차단 할 수 있는 장치가 요구된다.
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국내에서 성페로몬을 이용한 교미교란 기술을 확대 적용하기 위해서는 상기와 같은 문제점들이 해결되어야 한다. 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하고자 하는 것으로, 효과의 지속성이 뛰어나고 교미교란 효과가 우수하며 처리 시 노동력을 절감할 수 있도록 설치가 간편하고 생산비용이 저렴한 페로몬 방출기를 개발하는 것을 목적으로 하며, 또한 이러한 페로몬 방출기를 이용하여 국내 과수농가의 재배환경에 적합한 적용기술을 개발하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명에서는, 파라핀 왁스 250 내지 350 중량부; 페로몬 40 내지 70 중량부; 유화제 15 내지 40 중량부; 토코페롤 10 내지 20 중량부; 호호바오일 20 내지 30 중량부; 및 물 400 내지 700 중량부를 포함하는 왁스형 페로몬 방출기 조성물이 제공된다.
또한 본 발명에서는, 상기 왁스형 페로몬 방출기 조성물을 해충의 교미교란을 위해 농작물 주변에 설치 사용하는 해충의 방제방법이 제공된다. 보다 바람직하게는, 비처리 지역으로부터의 해충 암컷의 이동을 막기 위해 농작물 주변에 먹이트랩을 배치하여 상기 왁스형 페로몬 방출기 조성물과 함께 사용한다.
하기 실시예로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기는 구성성분으로 저렴한 재료를 사용하여 생산비용을 낮추면서도 모든 처리량에서 무 처리에 비해 월등한 교미교란 및 기주 사과 피해 감소 효과를 보이며, 또한 연중 사과원에 처리한 결과에서도 상용화된 Isomateⓡ 제품과 비교할 때 비등한 방제 효과를 나타내는 등 우수한 교미교란효과를 나타내고 효과의 지속적인 안정성 또한 확인된다. 또한, 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기는 크림형태로 나뭇가지 등 원하는 위치에 간단하게 부착시킬 수 있어 설치 노동력을 절감할 수 있으며, 먹이트랩을 함께 사용하는 방제방법으로 국내 과수농가에서 교미교란효과를 더욱 극대화할 수 있다.
본 발명의 왁스형 페로몬 방출기 조성물은 유효성분인 페로몬과, 파라핀 왁스, 유화제, 토코페롤, 호호바오일 및 물을 포함한다. 본 조성물 중 파라핀 왁스는 기재(base) 물질이 되며, 유효성분인 페로몬 40 내지 70 중량부에 대해 250 내지 350 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 유화제는 조성물 중의 기름성분과 물을 섞이게 하여 균일한 혼합 상태를 유지할 수 있도록 해주며, 상기 파라핀 왁스 250 내지 350 중량부에 대해 15 내지 40 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 토코페롤은 본 조성물 중에서 항산화 및 성분들의 휘발을 억제하는 역할을 하게 되며, 상기 파라핀 왁스에 대해 10 내지 20 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 호호바오일(jojoba oil) 또한 성분들의 휘발을 억제하며 아울러 에멀젼 상태에 있는 전체 조성물의 물리적 특성을 보정해 준다. 호호바오일은 상기 파라핀 왁스에 대해 20 내지 30 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 물은 상기 파라핀 왁스에 대 해 400 내지 700 중량부로 사용되며, 조성물에 최종적으로 물을 가하고 교반함으로써 조성물이 고상의 왁스(wax) 형태가 된다.
본 발명의 왁스형 페로몬 방출기 조성물의 제조과정은 다음과 같다. 먼저 파라핀왁스를 융점 이상의 적당한 온도에서 용해시킨 후 유화제를 첨가하여 고르게 혼합한 다음 토코페롤, 호호바오일 및 성페로몬을 순서대로 첨가하여 모든 성분을 용해시킨다. 여기에 비슷한 온도로 가온한 탈이온증류수를 소정의 전체 혼합 무게가 되도록 천천히 가하고 균질하게 혼합한 후 상온에서 서서히 식히면 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기 조성물이 얻어진다.
이렇게 얻어진 페로몬 방출기 조성물은 농작물 주변에 설치 사용되어 농작물을 가해하는 해충을 교미교란 시키게 된다. 예를 들면, 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기 조성물을 크림 형태로 나뭇가지 등 원하는 위치에 부착시켜 사용할 수 있다(도 1a). 그러나 본 발명 페로몬 방출기 조성물의 사용방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 농작물 및 주변환경에 따라 사용방법이 달라질 수 있는데, 농작물 주변에서 페로몬을 방출하여 해충의 교미교란을 유도할 수 있는 모든 사용방법이 적용 가능하다. 또한, 보다 바람직하게는 비처리 지역으로부터의 해충 암컷의 이동을 막기 위해 농작물 주변에 먹이트랩을 배치하여 상기 왁스형 페로몬 방출기 조성물과 함께 사용할 수 있다. 또, 필요에 따라 사용 시 전착제를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 페로몬 방출기 조성물을 사용하는 방제방법은 교미교란에 의해 해충이 방제될 수 있는 모든 농작물에 적용될 수 있으며, 특히 복숭아순나방이 가해 하는 모든 과수에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 방제방법을 사과나무에 적용하였다. 그러나 본 발명의 방제방법이 적용되는 과수가 사과나무로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 조성으로 왁스형 페로몬 방출기를 제조하여 사과원에서 발생하는 복숭아순나방(Grapholita molesta)의 발생밀도를 억제하는 교미교란제로 적용하여 그 효과를 확인하였다. 아울러 방제효과를 극대화하기 위해 처리량에 따른 복숭아순나방의 교미교란 효과를 비교 분석하였다. 이때 교미교란 효과는 모니터링 페로몬 트랩 및 먹이트랩에 유인되는 누적 성충 밀도의 감소 및 기주 식물의 피해를 분석한 결과, 왁스형 교미교란제 처리량에 따라 상이하게 나타났다. 또, 본 발명의 왁스형 교미교란제를 기준량(350평당 120g)으로 처리하고 연간 복숭아순나방의 밀도 변화와 기주 피해를 분석한 결과, 현재 상용화되고 있는 교미교란제(Isomateⓡ)와 뚜렷한 차이 없이 복숭아순나방 밀도 억제와 과실피해 감소효과를 나타내는 것으로 확인되었다. 본 발명에서는 또한 교미교란 처리지역 가장 자리에 먹이트랩을 배치할 경우 비처리지역에서 유입되는 교미된 암컷의 이동을 막는 효과가 나타나는 것을 확인하였다. 이러한 결과들은 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기가 교미교란제로 실제 사용될 수 있으며, 과수원 주변에 배치하는 먹이트랩과 함께 사용할 경우 교미교란 효과를 극대화할 수 있음을 보여주는 것이다.
본 발명의 왁스형 페로몬 방출기 조성물은 해충의 분포를 파악한 후 이들의 분포 위치에 따라 처리량을 달리하여 처리의 실효성을 보다 높이는 방법으로 사용될 수도 있다. 또한, 바람의 방향에 따라 교미교란 효과가 낮아질 수 있는 사각지역을 줄이고 인근 암컷의 유입을 줄일 수 있도록 가장자리에 집중적으로 교미교란제를 처리하는 방법을 사용할 수도 있다.
[실시예]
이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 물론이다.
재료 및 방법
1. 왁스형 방출기 제조
복숭아순나방의 성페로몬이 함유된 페로몬 방출기는 왁스 재질로 점착형으로 제조되었다(표 1). 표 1은 복숭아순나방(Grapholita molesta)에 적용하기 위한 페로몬 방출기의 조성이다. 제조과정은 먼저 파라핀왁스를 약 70℃에서 용해시켰다. 용해된 왁스는 균등 재질을 확보하기 위해 믹서기로 200 rpm에서 내용물을 혼합시켰다. 이때 유화제를 첨가하면서 회전 속도를 300 rpm으로 증가시켰다. 유화제가 고르게 혼합되면 토코페롤, jojoba 기름 및 복숭아순나방 성페로몬을 순서대로 첨가시켰다. 모든 성분들이 용해되게 되면 약 70℃의 탈이온증류수를 소정의 전체 혼합 무게가 되도록 천천히 첨가하였다. 이 혼합물을 상온에서 3분간 500 rpm로 교반하였다. 이후 5분간 방치하면서 온도를 낮춘 후 1,000 rpm으로 10분간 다시 교반하였다. 이를 상온에서 24시간 가량 서서히 식힌 후 사용할 때까지 냉장(4℃) 보관하였다. 사용 시에는 전착제(Q.E.P.Co.Inc., Florida, U.S.A)를 전체 조성물의 3 중량%의 비율로 혼합하여 사용했다. 제조된 왁스형 방출기는 사과나무 가지 사이의 그늘진 곳에 크림형태로 부착시켰다(도 1a).
Figure 112008075883070-pat00001
2. 먹이트랩 조제 및 설치
암컷 유인물질인 테르피닐아세테이트 용액(48.5 ㎖ terpinyl acetate, 1.5 ㎖ Tween 20, 50 ㎖ 물) 20 ㎖를 10% 황색 설탕 용액 500 ㎖와 혼합하였다. 이 용액 1 ℓ를 각 트랩(Efecto-fly trap, Avond Pty. Ltd., Western Australia)에 분주한 뒤, 눈높이 정도의 사과나무에 설치하였다. 매주 1회씩 포획된 암컷을 70% 에탄올 용액에 수거한 후, 트랩에 약 500 ㎕의 테르피닐아세테이트 용액을 다시 첨가하여 유인력을 유지시키게 했다.
3. 왁스형 방출기 교미교란제 처리량 및 먹이트랩 혼용효과 분석
본 실험은 경북 신녕지역의 사과원에서 야외 월동세대를 중심으로 분석되었다. 교미교란제 처리는 복숭아순나방의 성충 발생이 시작되는 4월 7일에 설치되었다. 교미교란제 처리량은 기준량인 120 g/350 평을 기준으로 네 개의 처리구를 설정하였다. 즉, 처리구 1은 과량으로 250 g/350 평, 처리구 2는 기준량인 120 g/350 평에 먹이트랩을 주변으로 4개 설치하였으며, 처리구 3은 교미교란제 기준량 처리, 그리고 처리구 4는 소량 처리로서 80 g/ 350 평의 교미교란제 처리로 구성되었다(도 1b). 무처리구로서 350평은 처리 포장 지역과 100 m 떨어져 위치했으며 사이에 교미교란제가 처리되지 않은 사과나무들이 위치했다(도 1c).
교미교란제와 먹이트랩의 혼용효과는 단독 포장(약 350평)을 이용하여 분석하였다. 이상의 교미교란제 처리 분석지역과 동일한 신녕 지역으로서 이들 사이에는 500 m 이상 거리를 두었으며, 본 조사 사과원의 주변은 산과 하천이 위치하여 근접한 사과원이 없는 단독 과원으로 분류되었다. 여기에 기준량의 교미교란제(120 g/350 평)를 처리하고, 과원 외곽에 10 m 간격으로 10개의 먹이트랩을 설치하였다(도 1d).
4. 왁스형 방출기 교미교란제와 상용 튜브형 교미교란제와의 복숭아순나방 방제효과 비교
본 비교시험은 경북 군위에 위치한 사과시험장 포장을 이용하였다. 왁스형 방출기 교미교란제, 현재 농가에서 사용하고 있는 상용 튜브형 교미교란제(Isomateⓡ-M ROSSO) 및 무처리를 각각 1,000평 규모로 설정하였다. 상용 튜브형 교미교란제는 Pacific Biocontrol 회사(Vancouver, WA, USA)에서 생산하는 제품으로, 밀봉된 폴리에틸렌 튜브에 복숭아순나방 페로몬이 들어 있는 형태로 가지에 고리형태로 꼬아서 처리하였다. 각 튜브에는 264.3 mg의 페로몬성분이 들어있으며, 이는 Z8-12:Ac, E8-12:Ac, Z8-12:OH이 각각 88.5: 5.7: 1.0%로 구성되고, 기타 불활성 성분이 4.8% 함입되었다. 각 사과나무에 1개씩 처리되었으며, 포장 1 ha에 약 600개(약 160 g 페로몬 성분)가 설치되었다. 반면에 왁스형 교미교란제는 기준량(120 g/350 평)을 처리하였다. 교미교란제 처리효과는 4월부터 10월까지의 야외 모니터링 결과를 토대로 분석하였다.
5. 교미교란제 처리효과 조사
교미교란제 처리 후 1 주일 간격으로 처리지역의 수컷 집단을 모니터링하였다. 모니터링 트랩은 복숭아순나방의 성페로몬 성분인 Z8-12:Ac, E8-12:Ac, Z8-12:OH이 각각 95: 5: 1%의 비율로 포함된 델타트랩(그린아그로텍, Model No. 50106, 경산, 한국)을 이용하였다. 처리량 비교시험에서는 각 처리지역에서 바람의 방향을 고려하여 임의의 2개 지점에 트랩을 설치하였다(도 1b, 삼각형). 포장 방제 시험에서는 처리지역별 3개를 설치하였다. 모니터링 결과는 조사기간 동안 유인된 수컷의 누적 밀도로 표기하였으며, 서로 다른 처리 간 비교에 이용되었다. 먹이트랩은 처리 지역 중앙에 1개 설치하였으며 포획된 누적밀도를 산출하였다. 특별히 포획된 암컷의 교미여부는 Kim et al. (2007a)의 방법에 따라 암컷 교미낭 속 정자주머니의 유무로 판단하였다.
교미교란제 처리 효과를 과실 및 신초 피해로 분석하기 위해 처리 포장에서, 5개 지점(중앙: 1, 경계: 2, 사이: 2)에서 각 2∼4 그루씩 그리고 각 나무당 50∼100개 신초 및 과실(상: 10-20, 중: 15-30, 하: 25-50)을 선발하여 신초는 500개, 과실은 1,000개를 조사하였다. 이 가지들에서 복숭아순나방 피해를 받은 어린 신초 및 과실을 확인하고 각각 신초 및 과실 피해율로 산출하였다.
6. 통계분석
조사 자료가 100분율인 경우는 arcsine으로 전환한 후 ANOVA 분석하였다. SAS 프로그램(SAS Institute, 1988)의 PROC GLM을 이용하여 ANOVA를 실시하였으며, 평균간 비교는 LSD 검정을 이용하였다.
7. 방출기의 교미교란제 방출율 조사
본 발명 왁스형 방출기의 페로몬 방출율을 가스크로마토그래피(GC)로 분석하였다. 분석방법은 GC분석 상에 복숭아순나방(OFM) 페로몬의 표준반응유지시간(standard retention time)을 확인하고, 해당 표준반응유지시간의 면적을 확인하였다. (표준반응유지시간 = GC 분석상의 페로몬 위치 표시, 면적 = 함량 or 잔량). 야외조건에서의 페로몬 방출 속도는 페로몬의 주성분이 방출기에 잔류하는 양으로 측정하였다.
결과
1. 왁스형 방출기 교미교란제 처리량 및 먹이트랩 혼용효과 분석
제작된 왁스형 페로몬 방출기의 교미교란제 처리 효과가 2007∼2008년 사과원에 발생하는 복숭아순나방을 대상으로 분석되었다. 사과 주산지인 경북지역을 대상으로 복숭아순나방 발생이 시작되는 4월 초에 왁스형 교미교란제가 처리되었다. 이 교미교란제의 처리 효과는 포장에 배치된 모니터링 페로몬트랩 및 먹이트랩(도 1)을 이용하여 분석되었다. 또한 4∼5월에 신초 피해 및 5∼6월의 과실 피해를 조사하여 교미교란 처리의 실효성을 분석하였다.
먼저 왁스형 교미교란제 처리 농도에 따른 교미교란 효과가 검증되었다(도 2). 모니터링 페로몬트랩에 유인된 수컷의 밀도를 살펴보면 처리량에 따라 뚜렷한 차이를 보였다(F = 24.85; df = 3, 3; P = 0.0123). 교미교란제 처리량이 기준량에 비해 약 2배로 처리한 경우 모니터링 트랩에 유인되는 수컷의 밀도는 기준량의 약 1/2배의 낮은 처리량에 비해 뚜렷하게 감소하여 처리 농도별 교미교란 효과를 나타냈다. 이러한 교미교란 효과는 암수 모두를 유인하는 모니터링 먹이트랩의 경우에도 유사하게 나타났다. 교미교란제 처리량 증가에 따라 발생하는 성충 밀도가 감소하는 것처럼 나타났다. 먹이트랩에 포획된 암컷의 교미여부를 판정한 결과 무처리는 포획된 전체 10 마리 가운데 7 마리가 교미된 암컷이고, 교미교란제가 처리된 지역에서 포획된 전체 9 마리 가운데 8 마리가 교미된 암컷으로 나타났다. 즉, 무처리 지역에서 발생했을 것으로 추정되는 교미된 암컷의 행동은 교미교란제 처리와 무관하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 해충 발생 상황에서 조사기간 동안 나타난 신초와 과실의 피해를 살펴보면 이러한 교미교란 효과가 사과의 해충 피해를 감소시키는 결과로 나타났다는 것을 알 수 있다. 기준량의 왁스형 교미교란제를 처리한 경우 일부 신초 피해를 제외하고 전혀 과실 피해가 나타나지 않았다.
다음으로 이러한 왁스형 교미교란제의 처리 효과를 극대화시키기 위한 기술 개발로서 미처리 지역에서 발생한 교미 암컷의 이입을 막는 방법이 고안되었다. 이를 위해 왁스형 교미교란제가 처리된 지역 주변에 먹이트랩을 배치하여 처리지역으로 이입되는 외부 교미 암컷을 차단하려 했다. 이를 증명하기 위해 기준량의 왁스형 교미교란제를 동일하게 처리한 두 포장 가운데 한 포장은 먹이트랩을 가장자리에 네 군데 설치하였다(도 1b). 두 포장을 비교한 결과(도 3), 모니터링 페로몬트랩에 들어오는 수컷의 밀도는 유사하여 동일한 교미교란이 이뤄지는 것으로 판단되었다(도 3). 그러나 모니터링 먹이트랩에 기록된 성충 밀도가 주변에 먹이트랩이 설치된 포장에서 낮아지는 것을 알 수 있었다. 이러한 차이는 가장자리에 위치한 먹이트랩에 포획된 성충밀도(도 3, 검정막대)에서 이해될 수 있었다. 가장자리 먹이트랩에 포획된 12마리 가운데 8마리가 암컷이었고, 모두 정자주머니가 교미낭에서 발견되어 교미된 것으로 분석되었다. 이러한 암컷의 이입 차단을 통해 동일한 농도의 교미교란제가 처리된 포장에 비해 기주 작물의 피해가 감소하였다.
이상에서 얻은 교미교란제 처리 기술과 가장자리 먹이트랩을 이용한 교미된 암컷의 차단 효과를 비교적 인근 사과원이 100 m 이상 떨어져 있는 단독 사과 과수원에 적용하였다(도 4). 교미교란제와 먹이트랩이 병행된 처리지역에서 모니터링 페로몬트랩에 포획된 수컷의 밀도는 뚜렷하게 감소하였으며, 아울러 모니터링 먹이트랩에 포획된 암컷도 현격하게 낮은 포획수를 보였다. 특별히 가장자리에 포획된 성충은 모두 9 마리였으며, 이 가운데 2마리가 암컷이고 이들은 모두 교미된 암컷이었다. 이러한 교미교란 효과와 교미된 암컷의 이입을 차단하는 효과 속에서 처리된 사과원은 신초피해와 과실피해 모두 나타나지 않았다.
2. 왁스형 방출기 교미교란제와 상용 튜브형 교미교란제와의 복숭아순나방 방제효과 비교
본 연구에서 제조된 왁스형 교미교란제를 상용화되고 있는 Isomateⓡ 교미교란제와 비교분석하였다(도 5). 두 교미교란제는 기준량으로 각각 처리되었고, 연간 복숭아순나방 발생 밀도 및 사과 기주 피해를 분석하였다. 모니터링 페로몬트랩에 포획된 수컷의 밀도 감소를 놓고 비교하여 보면 두 교미교란제는 모두 무처리에 비해 뚜렷한 교미교란 효과를 나타냈다(F = 9.94; df = 2, 4; P = 0.0280). 이들 두 교미교란제는 교미교란 효과면에서 차이를 보이지 않았다. 기주 사과에 대한 피해는 5월에는 신초피해이고 이후는 모두 과실피해를 반영하였다. 이를 살펴보면 교미교란제 처리 지역은 무처리에 비해 현격하게 낮은 기주 피해를 보였으며, 두 교미교란제 처리 지역 사이에는 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다(표 2). 두 교미교란제가 과실과 신초의 피해 방지에 미치는 효과를 ANOVA 분석한 결과를 다음 표 2에 나타내었다.
Figure 112008075883070-pat00002
3. 방출기의 교미교란제 방출율 분석
분석방법은 GC분석 상에 복숭아순나방(OFM) 페로몬의 표준반응유지시간(standard retention time)은 표 3과 같다. 포장에서 채취 후 분석하였으며, 왁스형 방출기에서 페로몬을 추출하는 방법은 다음과 같다. 약 2g의 왁스형 방출기를 샘플링하여 0.2g을 헥산 10mL에 희석시켜 shaking incubator에서 37℃, 120rpm으로 3시간 가량 방치하여 페로몬을 추출해 내었다. 페로몬의 주성분으로 분석하였으며, 결과는 다음 표 4와 같다.(E8-dodecenyl acetate (OFM-B)와 Z8-dodecenol (OFM-C)는 전체 루어 1mg의 5% (0.05mg) 으로 미량이어서 검출되지 않음 ). 야외조건에서의 방출기의 페로몬 방출 속도는 페로몬의 주성분이 방출기에 잔류하는 양으로 측정하였다. 결과는 도 6과 같다. 3개월이 경과한 시점에 33.40 ± 2.92 %, 5개월이 경과하면 12.45 ± 6.6 %가 잔류하는 것으로 나타났다.
Figure 112008075883070-pat00003
Figure 112008075883070-pat00004
이상의 실험 결과를 정리하면, 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기는 모든 처리량에서 무처리에 비해 월등한 교미교란 및 기주 사과 피해 감소 효과를 보였다. 또한 이 교미교란제의 처리량에 따라 교미교란 능력에서 차이를 보여 교미교란이 기능적으로 이뤄지고 있음을 증명하였다. 또한 연중 사과원에 처리한 결과, 상용화된 Isomateⓡ 제품과 비교하여 비등한 방제 효과를 나타내 제품의 지속적인 효과 안정성을 확인할 수 있었다.
또한, 사과원 주변에 먹이트랩을 설치한 경우 실제로 교미교란제만 처리한 포장에 비해 신초 피해를 줄일 수 있었다. 이는 이들 과원 주변에 설치된 먹이트랩에서 포획된 암컷이 대부분 교미된 것으로 분석되어 이러한 먹이트랩이 보호벽으로 작용하고 있었음을 증명하고 있다.
본 발명의 왁스형 페로몬 방출기 및 이를 이용한 방제방법은 성페로몬을 이용한 교미교란 기술로서 국내 과수농가에 널리 이용될 수 있다. 본 발명에 따른 페로몬 방출기 및 방제방법은 사과원에 국한되지 않고 다른 과수농가에도 확대 적용될 수 있으며, 앞으로 성 페로몬의 연구진척에 따라 복숭아순나방 외에 다른 해충의 방제에도 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기를 복숭아순나방의 교미교란을 위해 사과원에 처리한 예이다. 1a는 본 발명의 왁스형 페로몬 방출기를 사과나무에 처리한 사진이다. 1b는 4개의 처리구에 페로몬 방출기의 양을 달리해서 처리한 예로 각 처리구는 0.117 ha(350평)이며, 0.117 ha 당 페로몬 방출기의 양은 과량 처리구(High MD)가 250 g, 기준량 처리구(standard MD)가 120 g, 그리고 소량 처리구(low MD)가 80 g이다. 1c는 무처리구이며, 1d는 10개의 먹이트랩과 기준량(standard MD)으로 처리된 0.117 ha의 단독 사과원이다.
도 2는 4월에서 7월까지 복숭아순나방의 교미교란에 미친 왁스형 페로몬 방출기의 처리량에 따른 효과를 나타낸 것이다. 처리방법과 처리량은 도 1과 동일하다. 즉, 0.117 ha 당 High MD가 250 g, standard MD가 120 g, 그리고 low MD가 80 g이다. 교미교란 효과는 조사기간 동안 페로몬 트랩 및 먹이트랩에 각각 유인된 수컷 및 성충의 누적 밀도로 표시하였다. (Different letters above standard error bars represent significant difference among means at Type I error = 0.05 (LSD test)).
도 3은 두 포장 중 하나에는 교미교란제만 처리하고('MD'), 다른 하나에는 교미교란제와 가장자리 4 군데에 먹이트랩을 설치하여('MD+FT')하여 실험한 결과이다. 페로몬 처리량은 기준량(0.117 ha 당 120 g)으로 하였다. 교미교란 효과는 조사기간 동안 페로몬 트랩 및 먹이트랩에 각각 유인된 수컷 및 성충의 누적 밀도로 표시하였다.
도 4는 교미교란제 처리 기술('MD') 과 가장자리 먹이트랩('FT')을 병용하여 고립된 단독 사과원에 적용한 결과이다. 페로몬 방출기는 기준량(0.117 ha 당 120 g)으로 처리하였다. 교미교란 효과는 조사기간 동안 페로몬 트랩 및 먹이트랩에 각각 유인된 수컷 및 성충의 누적 밀도로 표시하였다.(Different letters next to standard error bars represent significant difference between means at Type I error = 0.05 (LSD test)).
도 5는 본 발명의 왁스형 교미교란제('Wax-type')와 상용화되고 있는 교미교란제('Isomate')를 야외실험에서 비교분석한 결과이다. 두 교미교란제는 기준량으로 각각 처리되었고, 결과는 연간 복숭아순나방 발생 밀도 및 사과 기주 피해로 분석되었다.(Different letters above standard error bars represent significant difference among means at Type I error = 0.05 (LSD test)).
도 6은 야외조건에서의 방출기의 페로몬 방출 속도를 페로몬의 주성분이 방출기에 잔류하는 양으로 측정한 결과이다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 파라핀 왁스 250 내지 350 중량부; 페로몬 40 내지 70 중량부; 유화제 15 내지 40 중량부; 토코페롤 10 내지 20 중량부; 호호바오일 20 내지 30 중량부; 및 물 400 내지 700 중량부를 포함하는 크림형태의 왁스형 페로몬 방출 조성물을 과수나무나 그 주변에 도포 부착하는 것과,
    비처리 지역으로부터의 복숭아순나방 암컷의 이동을 막기 위해 암컷 유인물질이 담긴 먹이트랩을 과수원 외곽에 일정 간격으로 설치하는 것을 포함하는 복숭아순나방의 방제방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 과수나무는 사과나무인 것을 특징으로 하는 복숭아순나방의 방제방법.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서, 상기 암컷 유인물질은 테르피닐아세테이트인 것을 특징으로 하는 복숭아순나방의 방제방법.
  5. 삭제
KR1020080107804A 2008-10-31 2008-10-31 왁스형 페로몬방출기 및 이를 이용한 방제방법 KR101083016B1 (ko)

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