KR101786830B1

KR101786830B1 - 노린재 유인용 집합페로몬 방출기 및 이 방출기를 포함하는 노린재 유인용 조성물

Info

Publication number: KR101786830B1
Application number: KR1020160047751A
Authority: KR
Inventors: 박영식
Original assignee: 주식회사 에이디
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-18
Also published as: KR20170096553A

Abstract

본 발명은 외부환경의 영향을 최소화하면서 지속적이고 균일하게 페로몬을 방출할 수 있는 노린재 유인용 집합페로몬 방출기와 이 방출기를 포함하는 노린재 유인용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 방출기는 페로몬 충전용 흡수소재가 충전된 페로몬 충전관, 상기 페로몬 충전관의 외부를 둘러싸면서 상기 페로몬 충전관과의 사이에 공간을 형성하는 보호관 및 상기 보호관의 외부를 둘러싸는 외부 파우치를 포함하며, 상기 페로몬 충전용 흡수소재에 여러 종류의 노린재를 유인할 수 있는 복수의 집합페로몬 혼합물이 충전되어 본 발명의 노린재 유인용 조성물을 구성하게 된다. 본 발명의 방출기는 흡수소재에 페로몬을 충전시키므로 페로몬이 쉽고 빠르게 흡수되고 다루기가 용이하여 제조관리가 편리하고, 페로몬 충전관과 외부파우치 사이에 형성된 공간에 의하여 페로몬의 방출이 균일하게 일어나며, 방출기의 다중 구조로 인하여 페로몬이 표면에 직접 노출되지 않아 자외선, 산소 등의 외부환경의 영향이 최소화되므로 UV 차단제나 산화방지제를 첨가할 필요가 없고, 페로몬의 함량을 적게 사용하여도 훨씬 높은 유인효과가 지속적이고 안정적으로 나타나는 효과가 있다.

Description

노린재 유인용 집합페로몬 방출기 및 이 방출기를 포함하는 노린재 유인용 조성물{Dispenser of aggregation pheromones and composition comprising it for luring Hemiptera}

본 발명은 노린재 유인용 집합페로몬 방출기와 이를 이용한 노린재 유인용 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 외부환경의 영향을 최소화하면서 지속적이고 균일하게 페로몬을 방출할 수 있는 노린재 유인용 집합페로몬 방출기와 이 방출기를 포함하는 노린재 유인용 조성물에 관한 것이다.

국내 노린재는 약 600여 종이 알려져 있으며 이 중 농작물에 피해를 입히는 노린재는 수십 종 정도가 보고되고 있다. 이 중 주요한 노린재 종류로는 갈색날개노린재(Plautia stali), 썩덩나무노린재(Halymolpha halys), 톱다리개미허리노린재(Riptortus pedestris), 풀색노린재(Nezara antennata), 알락수염노린재(Dolycoris baccarum), 기름빛풀색노린재(Glaucias subpunctatus), 가로줄노린재(Piezodorus hybneri) 등을 들 수 있다.

우리나라에서 노린재는 2000년 이전에는 개체군 발생량이 많지 않아 농작물의 주요 해충이 아니었으나, 2000년 이후에는 발생량이 꾸준히 증가하여 적극적인 관리가 없으면 정상적인 재배가 어려운 상태까지 이르렀다(Bae et al., 2008; Lee et al., 2009). 이러한 상태의 원인으로는 ① 지구온난화로 인하여 겨울철이 따뜻해지면서 노린재류의 월동이 용이해진 것, ② 산림 내에 낙엽활엽수가 증가함에 따라 월동에 유리한 조건이 형성된 것, ③ 다양한 작물의 재배로 인하여 섭식환경이 유리해진 것, ④ 친환경 농업의 확대에 따른 약제 살포의 감소로 노린재류 생존율이 상승한 것 등으로 추정하고 있다(Bea et al., 2004, 2008; lee et al., 2004; Lim 2013, http://www.apple.or.kr/bbs/?board_08). 이러한 현상들이 국내에 국한된 것이 아니라 전세계적으로 확대됨으로써 문제가 점점 심각해지고 있다.

노린재류는 전 세계에 걸쳐 거의 모든 작물(벼, 콩, 과수, 채소, 화훼, 약용작물)에 심각한 피해를 주고 있다. 유럽에서 심각한 문제가 되는 노린재로는, 전 세계에 분포하며 40과 이상 150종의 식물을 가해하는 남쪽풀색노린재(Nezara viridula), 57과 437종의 기주식물이 기록되고 십자화과(Brassicaceae), 국화과(Asteraceae) 및 콩과(Fabaceae) 식물을 가해하는 풀밭장님노린재(European tarnished plant bug, Lygus rugulipennis), 대부분의 과수와 밭작물을 가해하는 검은눈소경노린재(Common green capsid bug, Lygocoris pabulinus) 등이 알려져 있다(J.K.Holopainen et al., 1991, F.R.Petherbridge M.A. et. al., 2008). 또한, 미국을 비롯한 아메리카에서는 콩과식물을 포함하여 여러 식물에 피해를 주는 풀색노린재(Green Stink Bug, Acrosternum hilare), 콩, 옥수수, 사탕수수, 기장, 완두 등의 식량작물에 피해를 주는 갈색노린재(Brown Stink Bug, Euschistus servus) 등이 알려져 있다. (http://extension.entm.purdue.edu/fieldcropsipm/insects/greenstinkbug.php, Miguel Borges et. al., 2001). 이외에도 각종 농작물에 피해를 주는 Rice stink bug(Oebalus pugnax), Red-banded stink bug(Piezodorus guildinii), Red-shouldered stink bug(Thyanta accerra) 등이 있다.

노린재는 작물의 종자, 열매, 과일 등을 구침으로 찔러 흡즙하는 흡즙성 해충으로 재배 산물을 직접 가해하여 생산량을 감소시키고 품질의 저하를 일으켜 재배자에게 심각한 경제적 피해를 끼친다. 노린재는 강한 기아내성으로 긴 수명을 가지며, 번식력이 왕성하여 일정 조건이 성립되면 개체 수가 급증하고, 약충과 성충 모두가 같은 작물을 봄부터 늦가을까지 가해하는 등 피해가 끊이지 않는다. 또한 다양한 기주식물과 활발한 비래(飛) 및 비산(飛散)으로 인하여 약제 방제 시기의 결정이 어렵고, 약제를 살포하여도 비산하여 주변으로 이동하였다가 시간이 흐른 뒤 다시 비래하기 때문에 방제가 매우 어렵다.

이와 같이 방제가 어렵고 피해가 큰 노린재를 방제하기 위해 많은 방법이 모색되고 있다. 그중 집합페로몬을 이용한 모니터링과 대량포획은 약제 살포의 효율성과 경제성을 높이는 방법이자 친환경적인 방제 방법으로서 주목받고 있다.

대한민국 특허공개 제10-2015-0039512호의 '다종 노린재류 유인용 복합페로몬 조성물 및 트랩'에서는 갈색날개노린재 집합페로몬 및 톱다리개미허리노린재 집합페로몬의 혼합물을 유효성분으로 함유하는 노린재류 유인용 복합페로몬 조성물을 개시하고 있다. 톱다리개미허리노린재용 페로몬으로는 (E)-2-헥세닐 (Z)-3-헥세노에이트{(E)-2-hexenyl (Z)-3-hexenoate}, (E)-2-헥세닐 (E)-2-헥세노에이트{(E)-2-hexenyl (E)-2-hexenoate}, 테트라데실 이소부티레이트(Tetradecyl isobutyrate) 및 옥타데실 이소부티레이트{Octadecyl isobutyrate} 중 선택된 하나 이상, 갈색날개노린재용 페로몬으로 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트{Methyl(E,E,Z)-2,4,6-decatrienoate} 또는 이의 이성질체를 사용하며, 상기 조성물을 유기용매 속에서 혼합하여 고무격막 등의 담체에 침적하고 유기용매를 휘발시켜 페로몬 성분만 담체에 스며들게 하는 방법 등의 다양한 공지의 방법으로 제형화하여, 갈색날개노린재, 썩덩나무노린재, 톱다리개미허리노린재 및 기름빛풀색노린재의 방제에 사용한다.

또한, 국립식량과학원 연구보고서인 '잡곡류 병해충 발생생태 및 방제 기술 개발'에서는 톱다리개미허리노린재-1(4C AP) 방제용 페로몬으로 (E)-2-헥세닐 (Z)-3-헥세노에이트, (E)-2-헥세닐 (E)-2-헥세노에이트, 테트라데실 이소부티레이트{Tetradecyl isobutyrate} 및 옥타데실 이소부티레이트를, 톱다리개미허리노린재-1(3C AP) 방제용 페로몬으로 (E)-2-헥세닐 (Z)-3-헥세노에이트, (E)-2-헥세닐 (E)-2-헥세노에이트 및 테트라데실 이소부티레이트를, 갈색날개노린재 방제용 페로몬으로 메틸(E,Z,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트를, 남쪽풀색노린재 방제용 페로몬으로 E-1,2-에폭시-Z-α-비스아볼렌{E-1,2-epoxy-Z-alpha-bisabolene}과 Z-1,2-에폭시-Z-α-비스아볼렌{Z-1,2-epoxy-Z-alpha-bisabolene}을 사용하여 톱다리개미허리노린재, 갈색날개노린재, 썩덩나무노린재, 기름빛풀색노린재, 알락수염노린재 및 가로줄노린재를 방제하는 기술을 개시하고 있다.

그러나 상기 기술들을 포함하는 기존의 노린재 방제용 페로몬 방출기는 효과적이 못한 문제가 있었는데, 그 이유는 다음과 같다.

첫 번째는 노린재 페로몬의 불안정성이다. 노린재 방제에 가장 많이 사용되는 갈색날개노린재 집합페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트{Methyl(E,E,Z)-2,4,6-decatrienoate}는 자외선에 매우 불안한 구조로, 처음에는 유인력이 좋으나 설치 후 약 일주일 뒤부터 페로몬이 변형, 소실(소멸)되어 유인력이 현저하게 감소한다. 갈색날개노린재 집합페로몬은 썩덩나무노린재의 유인에도 사용되는데 마찬가지로 자외선으로 인한 유인력 감소와 소실로 설치 약 일주일 이후에는 현저하게 유인력이 감소한다. 야외에 설치되어야 하는 유인제의 특성상 자외선 노출이 불가피하므로, 갈색날개노린재 집합페로몬을 사용하는 제품은 현재 UV 차단제 등의 보완책을 사용하는 경우에도 유효기간이 1주일에서 최대 1개월을 넘기지 못하는 실정이다.

두 번째는 여러 종류의 페로몬을 동시에 사용하여야 하는 문제가 있다. 여러 종류의 노린재를 동시에 방제하기 위해 각각의 유인물질을 함께 사용하여야 하는데, 각 페로몬을 분리하여 방출기를 구성할 경우 제조비용이 올라가고 생산성이 떨어지는 문제가 있으며, 각 페로몬을 혼합하여 하나의 혼합물을 만들어 사용할 경우 일정 기간 동안 고르게 각 페로몬을 방출시켜 유인력을 일정하게 유지하는 것이 어렵다.

세 번째는 노린재 집합페로몬 방출에 적합한 효과적인 방출기가 없다는 것이다. 페로몬을 사용하여 노린재를 방제하기 위해서는 일정량의 페로몬을 지속적이고 안정적으로 방출할 수 있는 방출기의 성능이 중요하다. 현재 대표적으로 사용되는 미국 RESCUE社의 갈색날개노린재, 썩덩나무노린재 집합페로몬 방출기는 4주용과 9주용의 2종류가 있다. 이러한 종래의 방출기는 방출기의 형태에 따라 다소 차이는 있지만, 헥산 같은 용매에 각종 첨가제 및 페로몬을 용해시켜 담지한 후 용매를 증발시키는 복잡한 과정으로 페로몬을 담지하게 되므로 제조에 시간이 많이 소요되고 생산성이 떨어지며 방출기 가격도 고가로 형성되어 제품 단가를 올리는 요인이 된다. 아울러, 현재 상용되는 방출기의 경우 페로몬을 담지하는 생산과정이 용이하지 않다는 문제도 있다. 예컨대, 대부분의 방출기는 헥산(hexane)을 용매로 하여 UV 차단제나 BHT 같은 산화방지제를 혼합한 후 방출기에 충전시키는데, 방출기의 형태가 파우치인 경우에는 페로몬을 담은 후 밀봉하는 과정에서 페로몬이 흐르거나 밀봉이 잘되지 않는 문제가 있다. 또 방출기의 형태가 바이알 튜브나 고무격막인 경우에는 충전 후 헥산을 증발시켜야 하는데, 바이알 튜브의 경우는 헥산이 완전히 증발되지 않거나 온도가 높을 경우 뚜껑이 열리는 문제가 있고, 고무격막의 경우에는 헥산을 많이 사용하지 않기 때문에 상대적으로 많은 양의 페로몬이 고무격막에 흡수되기까지 상당한 시간이 소요되어 생산성이 낮아지는 문제가 있다.

대한민국 특허공개 제10-2015-0039512호

상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 외부환경의 영향을 최소화하면서 지속적이고 균일하게 페로몬을 방출할 수 있는 노린재 유인용 집합페로몬 방출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 노린재 유인용 집합페로몬 방출기를 이용하여 여러 종류의 노린재에 대한 집합페로몬를 지속적이고 안정적으로 상당기간 방출함으로써 여러 종류의 노린재를 동시에 효과적으로 유인할 수 있는 노린재 유인용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는,

페로몬 충전용 흡수소재가 충전된 페로몬 충전관,

상기 페로몬 충전관의 외부를 둘러싸면서 상기 페로몬 충전관과의 사이에 공간을 형성하는 보호관 및

상기 보호관의 외부를 둘러싸는 외부 파우치를 포함하는 다중구조로 이루어진, 노린재 방제용 집합페로몬 방출기를 제공한다.

상기 노린재 방제용 집합페로몬 방출기에서, 상기 페로몬 충전용 흡수소재는 아세테이트 섬유, 종이 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 노린재 방제용 집합페로몬 방출기에서, 상기 페로몬 충전관은 폴리에틸렌 또는 발수성 소재가 코팅된 종이로 제조되는 것이 바람직하다.

상기 노린재 방제용 집합페로몬 방출기에서, 상기 보호관은 폴리에틸렌으로 제조되는 것이 바람직하다.

상기 노린재 방제용 집합페로몬 방출기에서, 상기 보호관의 길이는 페로몬 충전관 길이보다 7㎜ 이상 길며 2배 이하이고, 상기 보호관의 내부 직경은 페로몬 충전관 내부 직경의 1.5~3.5배인 것이 바람직하다.

상기 노린재 방제용 집합페로몬 방출기에서, 상기 외부 파우치는 폴리에틸렌으로 제조되는 것이 바람직하다.

상기 노린재 방제용 집합페로몬 방출기에서, 한 개의 방출기 당 상기 페로몬 충전용 흡수소재는 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트 6~12㎎, 테트라데실 이소부티레이트 7~15㎎, 옥타데실 이소부티레이트 4~10㎎, 갈색날개노린재용 페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트 20~40㎎ 및 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올 4~10㎎을 포함하는 집합페로몬이 일체로 혼합된 상태로 흡수되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는,

톱다리개미허리노린재용 집합페로몬인 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트, 테트라데실 이소부티레이트 및 옥타데실 이소부티레이트; 갈색날개노린재용 집합페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트; 그리고 썩덩나무노린재용 집합페로몬인 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올을 포함하는 일체로 형성된 집합페로몬 혼합물이 충전된 페로몬 충전용 흡수소재,

상기 페로몬 충전용 흡수소재가 충전된 페로몬 충전관,

상기 페로몬 충전관의 외부를 둘러싸면서 상기 페로몬 충전관과의 사이에 공간을 형성하는 보호관, 및

상기 보호관의 외부를 둘러싸는 외부 파우치를 포함하는 다중구조로 이루어진, 노린재 유인용 조성물을 제공한다.

상기 노린재 유인용 조성물에서,

상기 집합페로몬 혼합물은 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트 4~40중량부, 테트라데실 이소부티레이트 5~20중량부, 옥타데실 이소부티레이트 3~20중량부, 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트 10~70중량부 및 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올 3~30중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 노린재 유인용 조성물에서, 방출기를 구성하는 부분에 대한 설명은 위의 노린재 방제용 집합페로몬 방출기에 대한 설명과 동일하다.

본 발명의 방출기는 충전관 내부에 충전된 흡수소재에 페로몬을 충전시켜 제조하므로, 페로몬이 쉽고 빠르게 흡수되어 제조가 용이하고 흡수된 페로몬은 충전관에 의해 보호되므로 다루기가 쉬워 제조 및 관리가 편리하다. 또한 페로몬 충전관과 외부 파우치 사이에 별도로 보호관이 삽입되어 페로몬 충전관과의 사이에 공간을 형성하므로 페로몬 충전관이 외부파우치와 직접 닿지 않고 페로몬 충전관에서 방출된 기화성질이 다른 여러 종류의 페로몬이 그대로 외부로 방출되는 것이 아니라 완충지대가 되는 상기 공간에 머물다가 보호관을 통해 2차로 방출된 후 외부파우치를 통해 3차 방출되기 때문에 여러 종류의 페로몬이 비교적 균일하게 방출될 수 있다. 또한, 방출기의 다중 구조로 인하여 페로몬이 표면에 직접 노출되지 않아 자외선, 산소 등의 외부환경의 영향이 최소화되므로 UV 차단제나 산화방지제를 첨가하지 않아도 자외선 등 외부환경의 영향을 최소화할 수 있으며, 소실이 거의 없어 페로몬의 함량을 적게 사용하여도 높은 유인효과를 오랫동안 유지할 수 있다. 기존 노린재 유인 제품들이 4주에서 최대 9주 정도 효력을 나타내는데 비해, 본 발명의 방출기 및 이를 이용한 유인용 조성물은 약 3개월 동안 지속적이고 안정적으로 노린재 집합페로몬을 방출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방출기의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 방출기 사진과 단면도이다.
도 4는 본 발명의 방출기를 사용한 실험에서 포획된 노린재수를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 방출기를 사용한 실험에서 월별로 포획된 노린재수를 나타낸 그래프이다.
도 6은 표준물질인 옥타데실 이소부티레이트를 분석한 결과이다.
도 7은 표준물질인 테트라데실 이소부티레이트를 분석한 결과이다.
도 8은 표준물질인 메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트-1을 분석한 결과이다.
도 9는 표준물질인 메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트-2를 분석한 결과이다.
도 10은 표준물질인 E2-헥세닐 E2-헥세노에이트를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 표준물질인 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올을 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 표준물질의 30ppm 표준 혼합 크로마토그램이다.
도 13은 3종 시료의 크로마토그램이다.

본 발명의 노린재 방제용 집합페로몬 방출기는, 페로몬 충전용 흡수소재가 충전된 페로몬 충전관, 상기 페로몬 충전관의 외부를 둘러싸면서 상기 페로몬 충전관과의 사이에 공간을 형성하는 보호관 및 상기 보호관의 외부를 둘러싸는 외부 파우치 등 각각 내부 소재를 감싸는 다중구조로 이루어진다. 본 발명의 노린재 유인용 조성물은 상기 방출기의 충전관 내에, 톱다리개미허리노린재용 집합페로몬인 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트, 테트라데실 이소부티레이트 및 옥타데실 이소부티레이트; 갈색날개노린재용 집합페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트; 그리고 썩덩나무노린재용 집합페로몬인 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올을 포함하는 일체로 형성된 집합페로몬 혼합물이 충전되어 있다.

이하 본 발명의 구성을 집합페로몬 혼합물과 방출기 부분으로 나누어 상세히 설명한다.

집합페로몬 혼합물

곤충페로몬 제품은 액체 형태의 페로몬이 방출기에서 기체의 형태로 외부로 방출되면서 곤충을 유인하는 효과를 나타낸다. 이와 같이 곤충페로몬의 방출은 기체의 확산에 의한 것으로, 기체의 확산속도는 기체의 온도가 높을수록, 동일한 온도일 때는 분자량이 작고 밀도가 작은 기체일수록 빠르다.

본 발명에서 노린재 유인용 조성물을 구성하는 페로몬은, 적어도 톱다리개미허리노린재용 집합페로몬인 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트, 테트라데실 이소부티레이트 및 옥타데실 이소부티레이트, 갈색날개노린재용 집합페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트, 및 썩덩나무노린재용 집합페로몬인 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올을 포함하며, 본 발명의 유인용 조성물에서는 상기 집합페로몬을 일체로 혼합하여 사용한다.

상기 집합페로몬 혼합물은 적어도

또한, 본 발명의 방출기는 소량의 페로몬으로도 효과를 나타낼 수 있으므로, 한 개의 방출기 당 상기 집합페로몬 혼합물은 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트 6~12㎎, 테트라데실 이소부티레이트 7~15㎎, 옥타데실 이소부티레이트 4~10㎎, 갈색날개노린재용 페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트 20~40㎎ 및 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올 4~10㎎을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 각 집합페로몬의 끓는점(boiling point), 분자량(molecular weight) 및 기화속도의 순서는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

물질명	끓는점(b.p.)	분자량(m.w.)	기화속도순서
(E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트	259.0℃	196.29g/mol	②
테트라데실 이소부티레이트	326.5℃	284.48g/mol	④
옥타데실 이소부티레이트	381.5℃	340.58g/mol	⑤
메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트	257.6℃	178.27g/mol	①
10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올	306.0℃	238.37g/mol	③

상기 집합페로몬 중 톱다리개미허리노린재용 집합페로몬과 썩덩나무노린재용 집합페로몬은 구조적으로 매우 안정적이지만, 갈색날개노린재의 집합페로몬은 이중구조가 있어 자외선에 매우 불안정한 구조를 가진다. 페로몬이 불안정할 경우 이성화, 중합산화 등의 변화를 일으키며, 이러한 변화가 일어나면 페로몬의 유인력이 상실된다. 또한 다종 집합페로몬의 효과를 보증하기 위해서는 기화성질이 다른 물질들이 동일기간동안 균일하게 방출되도록 하여야 한다. 따라서, 갈색날개노린재 집합페로몬의 변형과 파괴를 막으면서 3종 노린재의 집합페로몬을 균일하고 안정적으로 방출시키는 방출기가 필요하다.

방출기

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 방출기를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 방출기의 일 실시예를 도시한 것이고, 도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 방출기의 사진이다. 본 발명의 방출기(100)는 페로몬 충전용 흡수소재(140)가 충전된 페로몬 충전관(110); 상기 페로몬 충전관의 외부를 둘러싸는 보호관(120) 및 상기 보호관 외부를 둘러싸는 파우치(130) 등 각각 내부 소재를 감싸는 다중구조를 포함한다.

(1) 페로몬 충전관

페로몬 충전관(110)은 내부에 페로몬 충전용 흡수소재(140)가 충전되어 있으며, 이 페로몬 충전용 흡수소재(140)에 상기 집합페로몬 혼합물이 충전되게 된다. 흡수소재를 사용하므로 페로몬이 쉽고 빠르게 흡수되고, 제작시 페로몬 정량 측정이 쉽고 손실을 줄일 수 있다.

페로몬 충전관(110)은 페로몬이 충전된 흡수소재(140)에 형태적 안정성을 부여하고, 페로몬이 방출되는 일차적 방출기의 역할을 한다. 또한 흡수된 페로몬과 외부 파우치의 접촉을 차단하여 방출 안정성을 부여하는 등 일차적 외부요인에 대하여 안정성을 가질 수 있도록 하고, 페로몬을 자외선으로부터 차단해주는 역할을 한다. 따라서 페로몬에 UV 차단제나 산화방지제를 첨가할 필요가 없다.

페로몬 충전관의 재질로는 다양한 재질을 사용할 수 있으나, 폴리에틸렌(polyethylene, PE)이나 발수성 소재가 코팅된 종이를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌은 산, 알칼리, 용매, 알코올, 휘발유 등에 대하여 강한 내약품성을 가지며 내후성을 가진다.

(2) 보호관

보호관(120)은 상기 페로몬 충전관(110)을 둘러싸면서 충전관(110)과의 사이에 공간을 형성하는 별도의 관으로, 페로몬 충전관(110)을 보호하면서 페로몬 충전관과 외부파우치(130)가 직접 닿지 않도록 그 사이에 공간을 형성시키는 역할과 2차 방출막의 역할을 하게 된다. 페로몬 충전관(110)과 보호관(120) 사이에 형성되는 공간에 의하여 기화 성질이 다른 여러 종류의 페로몬들이 이 공간에 머물다가 2차로 보호관(120)을 통해 다시 방출되기 때문에 상기 공간을 통한 완충작용으로 종류가 다른 여러 페로몬들의 비교적 균일한 방출을 도모할 수 있고, 또한 상기 공간인 완충지대에서 페로몬들이 균일하게 분산되어 페로몬의 방출이 방출기 전체를 통해 고루 진행되게 된다. 또한, 중간에 삽입된 보호관에 의하여 외부환경에 의한 영향이 최소화됨으로써 균일한 방출 속도와 효과의 지속성을 유지할 수 있다.

보호관의 재질로는 다양한 재질을 사용할 수 있으나, 폴리에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.

페로몬의 방출속도는 보호관의 내부 공간과 관련되어 있다. 즉, 보호관의 직경과 길이를 조절하여 페로몬의 방출량과 속도를 조절할 수 있으며, 이를 통해 페로몬의 방출시간을 안정적으로 조정할 수 있다. 일반적으로는 보호관의 길이가 길어질수록 방출기간이 길어지고, 짧아질수록 방출기간이 짧아진다. 그러나 무작정 길이를 늘이는 경우에는, 물질과 용도에 따라 차이가 있으나 유인 효과가 미비하여 기능이 상실될 수 있으며, 때에 따라서는 외부 노출 표면적이 확대되어 방출속도가 빨라져 방출기간이 짧아지거나 방출의 균일성을 유지하기 어려울 수 있다. 보호관의 내부 직경도 보호관의 길이의 경우와 동일하다. 따라서, 상기 보호관의 길이는 페로몬 충전관 길이보다 바람직하게는 5㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 7㎜ 이상 긴 것이 좋으며, 적어도 페로몬 충전관 길이의 2배를 넘지 않는 것이 바람직하다. 보호관의 길이는 페로몬 충전관보다 7~12㎜ 정도 긴 것이 보다 바람직하고, 약 10㎜ 정도 긴 것이 특히 바람직하다. 내부 직경은 페로몬 충전관의 내부 직경의 1.5~3.5배인 것이 바람직한데, 3.5배를 초과할 경우 외부 노출 표면적의 확대로 방출속도가 빨라질 수 있기 때문이다. 내부 직경은 페로몬 충전관의 내부 직경의 1.8~2.2배인 것이 보다 바람직하고, 약 2배 정도인 것이 특히 바람직하다.

(3) 외부 파우치

외부의 파우치(130)는 직접적으로 외부에 노출되는 면으로서 내부의 페로몬과 구성품을 보호하면서 핵심적인 3차 방출기 역할을 수행한다. 외부 파우치의 재질은 폴리에틸렌을 사용하는 것이 바람직하다.

이하 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 >

톱다리개미허리노린재용 페로몬인 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트 8㎎, 테트라데실 이소부티레이트 10㎎ 및 옥타데실 이소부티레이트 6㎎, 갈색날개노린재용 페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트 30㎎, 및 썩덩나무노린재용 페로몬인 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올 6㎎을 혼합하여 일체로 혼합 형성된 집합페로몬 혼합물 60㎎을 얻었다.

발수성 소재로 코팅된 종이 재질로 된 페로몬 충전관의 내부에 충전된 흡수소재에 상기 집합페로몬 혼합물을 충전하고, 페로몬 충전관 외부에 길이 31㎜, 내부직경 7㎜, 외부직경 9㎜ 및 관두께 1㎜의 폴리에틸렌 보호관을 삽입하고, 보호관 외부에 폴리에틸렌 파우치를 형성하여 노린재 유인용 복합페로몬 방출기를 제조하였다. 제조된 방출기의 사진은 도 2와 같다.

< 실험예 1>

노린재 유인용 집합페로몬 방출기의 유인력 확인

본 발명의 노린재 유인용 복합페로몬 방출기의 노린재 유인력과 3종의 노린재에 대한 페로몬을 하나에 담았을 때 각 페로몬이 서로 간섭하지 않고 각 대상노린재를 효과적으로 유인할 수 있는지를 다음과 같이 확인하였다.

실험은 2015년 8월 6일부터 10월 30일까지 약 3개월 동안 경북 안동시 풍산읍의 사과 과원에서 실시하였다. 실험장소는 실험포장의 남쪽 입구를 제외하고 모두 산으로 둘러싸여 있고, 산림에는 낙엽활엽수와 침엽수가 혼재되어 있으며, 일부 지역은 산불의 영향으로 작은 나무만이 있으며, 나머지 부분을 칡넝쿨이 모두 덮고 있어서 종합적으로 노린재 서식에 유리한 장소이다.

노린재를 포획하기 위한 트랩으로는 본 출원인의 선출원 제10-2015-0188361호에서 개시된 유인용 페로몬이 설치되는 십자형의 유인판과, 유인판의 상부와 하부에 각각 설치되는 상, 하부 포획통으로 이루어지는 노린재 트랩을 사용하였다. 본 발명의 노린재 유인용 복합페로몬 방출기는 실험기간 동안 교체없이 사용하였다.

그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 84일의 실험기간 동안 대상 해충인 갈색날개노린재, 썩덩나무노린재 및 톱다리개미허리노린재가 꾸준히 포획되었다. 본 발명의 방출기는 실험기간동안 교체없이 사용되었으므로, 방출기가 약 3개월 동안 안정적으로 작용하는 것을 알 수 있다.

실험기간 동안 3개의 트랩에서 총 1,815마리의 노린재(갈색날개노린재, 썩덩나무노린재, 톱다리개미허리노린재)가 포획되었으며, 노린재별로는 갈색날개노린재(P. stali) 278마리(14.19%), 썩덩나무노린재(H. halys) 657마리(36.18%), 톱다리개미허리노린재(R. pedestris) 880마리(48.48%)가 포획되었다. 그 결과를 도 4의 그래프에 나타내었다.

월별 포획 양상을 살펴보면, 갈색날개노린재는 8월에 131마리, 9월에 132마리, 10월에 15마리가 포획되어 8월과 9월에는 포획량이 많았지만 10월에는 포획량이 급격하게 떨어졌다. 썩덩나무노린재는 8월에 90마리, 9월에 445마리, 10월에 112마리가 포획되어, 8월과 10월의 포획량은 비슷하지만 9월에는 포획량이 급격하게 증가하였다. 톱다리개미허리노린재의 경우 8월에 234마리, 9월에 214마리, 10월에 432마리가 포획되어, 8월과 9월의 포획량으니 비슷하지만 10월에는 2배로 증가하였다. 이러한 포획의 차이는 각 노린재의 발생장소와 생태적 차이에 의한 것으로 판단된다. 그 결과를 도 5의 그래프에 나타내었다.

트랩별로는, 트랩 1에 갈색날개노린재 95마리, 썩덩나무노린재 188마리, 톱다리개미허리노린재 418마리로 총 701마리의 노린재가 포획되었고, 트랩 2에는 총 689마리 포획에 갈색날개노린재 156마리, 썩덩나무노린재 407마리, 톱다리개미허리노린재 126마리로 총 689마리의 노린재가 포획되었으며, 트랩 3에는 갈색날개노린재 27마리, 썩덩나무노린재 62마리, 톱다리개미허리노린재 336마리로 총 425마리의 노린재가 포획되었다. 트랩별 포획은 일정한 패턴 없이 특정 위치의 트랩에 특정 노린재가 많이 포획되었는데, 이는 개체가 먹이 또는 개체를 찾는 움직임에서 자연 분포된 결과로 판단된다.

전체적으로 볼 때 3종의 노린재가 고루 포획되었지만, 톱다리개미허리노린재가 가장 많이 포획되었으며, 다음으로 썩덩나무노린재, 갈색날개노린재의 순이었다. 톱다리개미허리노린재의 경우 단독 트랩(피쉬, 통발, 개발 트랩)에 비해 적게 잡힌 감이 있지만, 기존 제품들보다 적은 양의 페로몬을 사용한 상태에서 3종의 노린재가 모두 포획되었고, 페로몬 함량이 기존 제품들보다 적게 사용한 상태에서 3종 모두 무리 없이 포획되었고 특히 갈색날개노린재와 썩덩나무노린재는 실험기간 동안 각각 278마리와 657마리로 상당히 많은 양이 포획되었다.

상기와 같이, 본 발명의 방출기는 기존 제품에 비하여 적은 함량의 페로몬으로 더 오랫동안 안정적으로 노린재를 포획하였다.

< 실험예 2>

페로몬 방출기 내 페로몬 성분의 분석

본 발명의 페로몬 방출기 내에 포함되어 있는 페로몬 유효성분을 표준물질로 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트, 테트라데실 이소부티레이트, 옥타데실 이소부티레이트, 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트 및 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올을 사용하여 정성 및 정량분석하였다. 추출법으로는 n-헥산(n-hexane) 추출법을 사용하였으며 외부표준법에 따라 정량하였다.

1. 분석방법

(1) 표준물질

정량하려는 유효성분의 표준물질 10㎎과 n-헥산을 메스플라스크에 넣어 10㎖로 제조하였다. 이것을 8, 10, 12, 15, 20 및 30ppm의 농도로 희석하여 GC/MSD로 분석한 후, X축은 측정한 표준물질의 농도로 Y축은 최대응답(Peak Response)값으로 검량선을 작성하였다.

(2) 시료추출 및 분석

페로몬 방출기 3개를 임의로 선택하고 각각을 5등분하여 메스플라스크에 넣었다. 시료가 담긴 메스플라스트에 n-헥산 100㎖를 첨가한 후 30℃에서 2시간 동안 교반하였다. 추출한 3개의 용액을 5배 희석하여 분석하였다. 분석은 3회 반복하였다.

(3) 기기분석

GC/MSD의 측정조건은 하기 표 3에 나타낸 바와 같다.

모델명	Agilent Technologies 7890B
칼럼	DB-5MS(30m250㎛0.25㎛)
칼럼온도조건
속도(℃/분)	온도값(℃)	보유시간(Hold Time)(분)
-	80	2
7	250	0
5	280	15
10	300	10
주입온도	250℃
주입모드	비분할(Splitless)
주입부피	1㎕
검출기	Agilent Technologies 5977A MSD/SIM 모드
이온공급원/인터페이스온도	230℃/250℃
캐리어가스	헬륨(He. 유속: 1㎖/분)

2. 분석결과

(1) 표준물질의 검량선 작성

① 옥타데실 이소부티레이트

옥타데실 이소부티레이트를 분석한 결과를 하기 표 4와 도 6에 나타내었다.

농도(ppm)	8	10	12	15	20	30
응답	904178	1163636	1415136	1760608	2231556	2983898

② 테트라데실 이소부티레이트

테트라데실 이소부티레이트를 분석한 결과를 하기 표 5와 도 7에 나타내었다.

농도(ppm)	8	10	12	15	20	30
응답	886921	1151344	1398149	1727964	2173153	2844721

③ 메틸 ( 2E,4E,6Z )- 데카트리에노에이트 -1

메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트-1을 분석한 결과를 하기 표 6과 도 8에 나타내었다.

농도(ppm)	8	10	12	15	20	30
응답	62162	78768	95545	116958	145805	208124

④ 메틸 ( 2E,4E,6Z )- 데카트리에노에이트 -2

메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트-2를 분석한 결과를 하기 표 7과 도 9에 나타내었다.

농도(ppm)	8	10	12	15	20	30
응답	238790	360560	357020	493163	719806	1049906

⑤ E2- 헥세닐 E2- 헥세노에이트

E2-헥세닐 E2-헥세노에이트를 분석한 결과를 하기 표 8과 도 10에 나타내었다.

농도(ppm)	8	10	12	15	20	30
응답	929749	1321209	1673474	2116052	2838419	40172578

⑥ 10,11-에폭시-1- 비스아볼렌 -3-올

10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올을 분석한 결과를 하기 표 9와 도 11에 나타내었다.

농도(ppm)	8	10	12	15	20	30
응답	207057	276959	345149	428985	549544	717306

⑦ 혼합 크로마토그램

상기 표준물질들의 30ppm 표준 혼합 크로마토그램을 도 12에 나타내었다.

(2) 시료의 분석

상기 표준물질의 검량선 Y값에 해당시료의 최대응답값을 대입하면 농도 X값을 구할 수 있다. 시료 1 내지 3을 분석한 결과는 다음과 같으며, 3종 시료의 크로마토그램 결과를 도 13에 나타내었다.

① 시료 1의 분석

시료 1의 성분을 분석한 결과를 하기 표 10에 나타내었다. 단위는 ㎍/㎖이다.

성분명		메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트	E2-헥세닐 E2-헥세노에이트	10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올	테트라데실 이소부티레이트	옥타데실 이소부티레이트
농도	1	46.56	11.14	8.56	14.79	10.06
	2	55.85	13.24	8.54	15.71	10.69
	3	55.3	13.03	8.54	15.44	10.6
평균		52.57	12.47	8.55	15.31	10.45

② 시료 2의 분석

시료 2의 성분을 분석한 결과를 하기 표 11에 나타내었다. 단위는 ㎍/㎖이다.

성분명		메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트	E2-헥세닐 E2-헥세노에이트	10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올	테트라데실 이소부티레이트	옥타데실 이소부티레이트
농도	1	47.41	13.05	9.57	15.39	10.14
	2	46.66	13.42	9.52	14.96	9.85
	3	46.74	13.36	9.66	14.9	9.78
평균		46.94	13.28	9.58	15.08	9.92

③ 시료 3의 분석

시료 3의 성분을 분석한 결과를 하기 표 12에 나타내었다. 단위는 ㎍/㎖이다.

성분명		메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트	E2-헥세닐 E2-헥세노에이트	10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올	테트라데실 이소부티레이트	옥타데실 이소부티레이트
농도	1	50.57	12.23	8.54	13.57	8.95
	2	49.33	11.89	8.14	13.12	8.69
	3	47.25	11.46	8.22	12.59	8.23
평균		49.05	11.86	8.30	13.09	8.62

④ 성분별 평균값

3가지 시료에 대한 성분별 평균값을 하기 표 13에 나타내었다. 또한 시료제조시 5배 희석하였으므로 본시료의 성분별 농도를 계산하여 함께 나타내었다. 단위는 ㎍/㎖이다.

성분명	메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트	E2-헥세닐 E2-헥세노에이트	10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올	테트라데실 이소부티레이트	옥타데실 이소부티레이트
희석시료평균	49.52	12.54	8.81	14.50	8.62
본시료평균	247.6	62.68	44.05	72.48	48.33

따라서 시료의 헥산추출액 100㎖ 내에는 메틸(2E,4E,6Z)-데카트리에노에이트 24.759mg, E2-헥세닐 E2-헥세노에이트 6.268mg, 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올 4.405mg, 테트라데실 이소부티레이트 7.248mg, 옥타데실 이소부티레이트 4.833mg이 함유되어 있는 것을 알 수 있다.

100: 방출기 110: 페로몬 충전관
120: 보호관 130: 외부 파우치
140: 충전용 흡수소재

Claims

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페로몬 충전용 흡수소재가 충전되고, 폴리에틸렌 또는 발수성 소재로 코팅된 종이로 제조되며, 1차 방출막으로 작용하는 페로몬 충전관;
상기 페로몬 충전관의 외부를 둘러싸는 보호관으로서, 폴리에틸렌으로 제조되며, 상기 페로몬 충전관으로부터 방출된 페로몬이 머물다 방출될 수 있도록 상기 페로몬 충전관과의 사이에 공간을 형성하고 2차 방출막으로 작용하는 보호관; 및
상기 보호관의 외부를 둘러싸고 3차 방출막으로 작용하며 폴리에틸렌으로 제조되는 외부 파우치를 포함하며,
상기 페로몬 충전용 흡수소재는 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트 6~12㎎, 테트라데실 이소부티레이트 7~15㎎, 옥타데실 이소부티레이트 4~10㎎, 갈색날개노린재용 페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트 20~40㎎ 및 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올 4~10㎎을 포함하는 집합페로몬이 일체로 혼합된 상태로 흡수되어 있는 것을 특징으로 하는, 다중 방출구조의 노린재 방제용 집합페로몬 방출기.
페로몬이 함유된 다중구조의 방출기를 포함하는 노린재 유인용 집합페로몬 방출기로서,
톱다리개미허리노린재용 집합페로몬인 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트, 테트라데실 이소부티레이트 및 옥타데실 이소부티레이트; 갈색날개노린재용 집합페로몬인 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트; 그리고 썩덩나무노린재용 집합페로몬인 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올을 혼합하여 일체로 혼합 형성된 집합페로몬 혼합물이 충전된 페로몬 충전용 흡수소재,
상기 페로몬 충전용 흡수소재가 충전된 페로몬 충전관,
상기 페로몬 충전관의 외부를 둘러싸면서 상기 페로몬 충전관과의 사이에 공간을 형성하는 보호관 및
상기 보호관의 외부를 둘러싸는 외부 파우치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노린재 유인용 집합페로몬 방출기.
제8항에 있어서,
상기 집합페로몬 혼합물은 (E)-2헥세닐 (E)-2-헥세노에이트 4~40중량부, 테트라데실 이소부티레이트 5~20중량부, 옥타데실 이소부티레이트 3~20중량부, 메틸(E,E,Z)-2,4,6-데카트리에노에이트 10~70중량부 및 10,11-에폭시-1-비스아볼렌-3-올 3~30중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노린재 유인용 집합페로몬 방출기.
제8항에 있어서,
상기 페로몬 충전용 흡수소재는 아세테이트 섬유, 종이 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노린재 유인용 집합페로몬 방출기.
제8항에 있어서,
상기 페로몬 충전관은 폴리에틸렌 또는 발수성 소재로 코팅된 종이로 제조되는 것을 특징으로 하는, 노린재 유인용 집합페로몬 방출기.
제8항에 있어서,
상기 보호관 및 외부 파우치는 폴리에틸렌으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 노린재 유인용 집합페로몬 방출기.
제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호관은 페로몬 충전관 길이보다 7㎜ 이상 길며 2배 이하이고, 상기 보호관의 내부 직경은 페로몬 충전관 내부 직경의 1.5~3.5배인 것을 특징으로 하는, 노린재 유인용 집합페로몬 방출기.