KR101822252B1 - 솔수염하늘소 포획제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소나무재선충병 방제방법 - Google Patents

솔수염하늘소 포획제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소나무재선충병 방제방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 솔수염하늘소 포획제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소나무재선충병 방제방법에 관한 것으로, 소나무재선충의 매개체인 솔수염하늘소의 집합페로몬인 2-(운데실옥시)에탄올을 고흡수성 수지와 결합시키고 이를 소나무 숲에 방치하여 솔수염하늘소를 유인 및 포획함으로써 소나무재선충병을 방제하는 뛰어난 효과가 있다.

Description

솔수염하늘소 포획제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소나무재선충병 방제방법{TRAPPING AGENT OF MONOCHAMUS ALTERNATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND METHOD FOR CONTROLLING BURSAPHELENCHUS XYLOPHILUS USING THE SAME}
본 발명은 솔수염하늘소 포획제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소나무재선충병 방제방법을 제공한다.
소나무재선충병(Pine wilt disease)은 소나무재선충(Bursaphelenchus xylophilus)이 소나무 내에 침입 후 증식하고 이로 인해 소나무류에 시들음 증상을 일으켜 나무를 죽게하는 병이다. 소나무재선충병에 감염된 소나무는 대부분 감염된지 3개월 이내에 완전히 고사하며 한번 감염되면 치료가 불가능한 병으로 알려져 있다. 소나무재선충은 스스로 다른 나무로 이동할 수 있는 능력이 없고 매개충인 솔수염하늘소(Monochamus alternatus)에 의해서 이동하게 된다.
현재 소나무재선충병의 방제는 죽은 나무를 벌채하고 훈증처리하는 방법, 예방나무 주사, 화학살충제를 이용한 항공살포 등의 화학적 방제법과 소각-파쇄 등의 물리적 방제법이 시행되고 있다(Tan et al., A Study on disease development and early diagnosis of pine wood nematode, Bursaphelenchus xylophilus, infection of japanese black pine, Nematology 7: 481-485, 2005).
최근 솔수염하늘소의 집합페로몬으로 2-(운데실옥시)에탄올이 보고되었으나(J.A. Pajares et al., Identification and field activity of a male-produced aggregation pheromone in the pine sawyer beetle, Monochamus galloprovincialis, J. Chem . Ecol., 36:570-583, 2010; S.A. Teale et al., A male-produced aggregation pheromone of Monochamus alternatus (Coleoptera: Cerambycidae), a major vector of pine wood nematode, J. Econ . Entomol ., 104:1592-1598, 2011; J.E. Macias-Saman et al., 2-Undecyloxy-1-ethanol in combination with other semiochemicals attracts three Monochamus species (Coleoptera: Cerambycidae) in British Columbia, Canada, Can. Entomol., 144:764-768, 2012; J.A. Pajares et al., 2-(Undecyloxy)-ethanol is a major component of the male-produced aggregation pheromone of Monochamus sutor, Entomol . Exp . Appl., 149:118-127, 2013), 상기 집합페로몬을 이용한 솔수염하늘소 포획은 지금까지 시도된 바 없고, 나아가 상기 액체상태의 집합페로몬을 이용하는 경우 집합페로몬의 휘발속도 및 지속시간을 조절할 수 있는 기술의 개발은 전무한 실정이다.
고흡수성 수지란 자기 무게의 수십배에서 천배까지 물을 흡수할 수 있는 능력을 가진 수지로 1980년 미국의 옥수수의 유효이용 연구에서 발견되었다. 고흡수성수지는 흡수량이 크고 수지 자체가 물을 빨아들이는 성질을 가지고 있어 어떤 압력을 가해도 물을 방출하지 않는 특성이 있다. 과거에는 모세관 현상에 의해 물을 흡수하는 탈지면 및 솜과 같은 섬유를 물의 흡수연구에 많이 사용한 반면 최근에는 고흡수성 수지로 제품이 대체되고 있는 실정이다. 고흡수성 수지는 탄소 원자로 고분자 주쇄를 만들고 친수성 이온 분자를 결합시켜 제작하며 물에 대한 흡수성 기능이 저하되게 되면 고흡수성 수지 내의 탄소 사슬이 교차된 그물 구조에 결합된 친수성 이온이 물을 흡수하고 이로 인해 고흡수성 수지 내부에 물을 가둘 수 있게 된다(GC Cha et al., Study on the Characteristics of the Absorbency Silicone by Super Absorbent Polymers, Elastomers and Composites Vol. 47, No. 2, pp. 141~147, 2012).
본 발명의 선행기술로 식물체추출물 및 산내에서 분리한 활성성분을 포함하는 살선충제가 대한민국 등록특허 제10-1179251호에 공지된 바 있으나 이는 소나무에 큰 피해를 주는 해충인 소나무재선충에 대해 살선충 활성을 가지는 산내(Kaempferia galanga), 세신(Asarum sieboldii), 팔각회향(Illicium verum) 및 석창포(Acours gramineus) 메탄올추출물과 산내에서 분리한 화합물인 에틸트랜스신나메이트(ethyltrans-cinnamate) 및 에틸파라메톡시신나메이트(ethyl p-methoxycinnamate) 중에서 선택된 화합물을 함유하는 살선충제에 관한 것이다. 또, 소나무 재선충 방제용 조성물 및 이를 이용한 방제 방법이 대한민국 등록특허 제10-1033270호에 공지된 바 있으나 이는 소나무 재선충에 대한 식선충 효능을 갖는 에스테야 베르미콜라(E. vermicola)에 감염된 소나무 재선충을 함유하는 것을 특징으로 하는 소나무 재선충 방제용 조성물의 제공에 관한 것이다.
또, 소나무 재선충의 구제 및 방제 약제와 그의 제조 방법 및 소나무 재선충병에 의한 소나무 시들음병 방제 방법이 대한민국 등록특허 제10-1162882호에 공지되어 있으나 이는 방제 대상인 소나무속 수목의 성질이나 상태를 고려하여 그 수액과 적합하도록 조정한 소나무 재선충의 구제 및 방제 약제의 제공에 관한 것이다.
한편, 캠퍼를 유효성분으로 함유하는 소나무재선충 유인용 조성물 및 이를 이용한 소나무재선충병 검정용 키트가 대한민국 등록특허 제10-1032301호에 공지되어 있으나 이는 캠퍼를 유효성분으로 함유하는 소나무재선충 유인용 조성물을 포함하는 소나무재선충병 검정용 키트 및 상기 키트를 이용하여 소나무재선충에 의한 고사 원인 및 감염 여부를 검정하는 방법에 관한 것이다.
따라서, 상기 특허문헌 어디에도 호르몬을 사용하여 솔수염하늘소를 유인하거나 포획함으로써 소나무재선충병을 방제하는 생물학적 방법에 대하여는 공지된 바 없다.
본 발명은 (a) 2-(운데실옥시)에탄올(2-(undecyloxy)ethanol), 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 희석하여 혼합하는 단계; 및 (b) 상기 단계에서 얻은 혼합액을 고흡수성 수지에 결합시키는 단계를 포함하는 솔수염하늘소 포획제 제조방법 등을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 (a) 2-(운데실옥시)에탄올(2-(undecyloxy)ethanol), 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 희석하여 혼합하는 단계; 및 (b) 상기 단계에서 얻은 혼합액을 고흡수성 수지에 결합시키는 단계를 포함하는 솔수염하늘소 포획제 제조방법을 제공한다.
상기 에탄올 및 상기 알파-피넨 100 중량부에 대하여, 상기 2-(운데실옥시)에탄올은 1 중량부 내지 10 중량부일 수 있다.
상기 혼합액에 카이로몬(Kairomone)을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 고흡수성 수지는 친수성 및 소수성 수지 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 고흡수성 수지는 폴리아크릴산 알칼리금속염 수지일 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, 고흡수성 수지; 및 상기 고흡수성 수지에 결합되고, 2-(운데실옥시)에탄올(2-(undecyloxy)ethanol), 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 희석한 혼합액을 포함하는 솔수염하늘소 포획제를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 솔수염하늘소 포획제를 소나무 숲에 방치하여 솔수염하늘소를 유인 및 포획하는 단계를 포함하는 소나무재선충병의 생물학적 방제방법을 제공한다.
본 발명은 신규한 솔수염하늘소 포획방법을 제공하는 효과가 있고 솔수염하늘소를 유인 및 포획함으로써 소나무재선충병을 방제하는 생물학적 방법을 제공하는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예로, 솔수염하늘소 집합페로몬을 이용한 1차 포획 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예로, 솔수염하늘소 집합페로몬을 이용한 2차 포획 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예로, 고흡수성 수지의 종류별로 솔수염하늘소 집합페로몬을 이용한 3차 포획 결과를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 (a) 2-(운데실옥시)에탄올, 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 희석하여 혼합하는 단계; 및 (b) 상기 단계에서 얻은 혼합액을 고흡수성 수지에 결합시키는 단계를 포함하는 솔수염하늘소 포획제 제조방법을 제공한다.
먼저, 본 발명에 따른 솔수염하늘소 포획제 제조방법은 2-(운데실옥시)에탄올, 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 희석하여 혼합하는 단계[(a) 단계]를 포함한다.
상기 에탄올 및 상기 알파-피넨 100 중량부에 대하여, 상기 2-(운데실옥시)에탄올은 1 중량부 내지 10 중량부일 수 있고, 2 중량부 내지 10 중량부인 것이 바람직하고, 5 중량부 내지 10 중량부인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 2-(운데실옥시)에탄올의 함량이 너무 적은 경우에는 솔수염하늘소의 집합페르몬의 감소로 인해 솔수염하늘소 포획 효과가 저하되는 문제점이 있고, 2-(운데실옥시)에탄올의 함량이 너무 많은 경우에는 방제비용이 증가하는 문제점이 있다.
상기 혼합액에 식물체가 분비하는 곤충 유인물질로서 카이로몬(Kairomone)을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 2-(운데실옥시)에탄올, 상기 에탄올 및 상기 알파-피넨을 정제수에 1:5 내지 1:10의 부피비로 희석하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기와 같은 부피비 범위로 희석함으로써, 휘발 속도를 적절히 조절할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 솔수염하늘소 포획제 제조방법은 상기 단계에서 얻은 혼합액을 고흡수성 수지에 결합시키는 단계[(b) 단계]를 포함한다.
상기 고흡수성 수지는 친수성 및 소수성 수지 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 친수성 수지인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
구체적으로, 상기 고흡수성 수지로는 폴리아크릴산 금속염 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리에틸렌글리콜 수지를 사용할 수 있고, 그 중에서도 폴리아크릴산 금속염 수지(중량평균분자량(Mw): 100,000~3,000,000)를 사용하는 것이 흡수력 및 비용 측면에서 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서는 폴리아크릴산 금속염 수지로 폴리아크릴산 나트륨 수지를 사용하였다.
또한, 본 발명은 고흡수성 수지; 및 상기 고흡수성 수지에 결합되고, 2-(운데실옥시)에탄올(2-(undecyloxy)ethanol), 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 희석한 혼합액을 포함하는 솔수염하늘소 포획제를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 솔수염하늘소 포획제를 소나무 숲에 방치하여 솔수염하늘소를 유인포획하는 단계를 포함하는 소나무재선충병의 생물학적 방제방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 실시예를 들어 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 솔수염하늘소 포획제(1) 제조
솔수염하늘소 집합페로몬인 2-(운데실옥시)에탄올, 에탄올, 소나무 유래 휘발성물질인 알파-피넨을 혼합하고 휘발속도를 조절하기 위해 정제수와 혼합한 후 고흡수성 수지로 폴리아크릴산(polyacrylate) 나트륨 수지와 결합시켜 50 mL 튜브에 보관하여 이를 공시재료로 사용하였다. 고흡수성수지의 최대 흡수량 중 2-(운데실옥시)에탄올, 에탄올 및 알파-피넨의 부피를 20%, 정제수를 80%로 제한하여 실험에 사용하였다.
실시예 2. 솔수염하늘소 포획제(2) 제조
고흡수성 수지로 폴리아크릴산(polyacrylate) 나트륨 수지 대신 셀룰로오스(cellulose) 수지와 결합시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 3. 솔수염하늘소 포획제(3) 제조
고흡수성 수지로 폴리아크릴산(polyacrylate) 나트륨 수지 대신 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol) 수지와 결합시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실험예 1. 솔수염하늘소 포획제(1)을 사용한 솔수염하늘소 1차 포획
솔수염하늘소 포획제(1)을 사용하여 2014년 5월 23일부터 6월 6일까지 2주 간 경상북도 포항시 북구 흥해읍 초곡동 야산의 선린대학교 소재의 소나무 숲에서 솔수염하늘소 1차 포획을 실시하였다. H는 에탄올의 밀도 0.789 g/mL를 gram 단위로 환산한 2,100 mg의 에탄올 및 6,300 mg 알파-피넨 혼합액이고, P1은 14 mg 2-(운데실옥시)에탄올, P2는 350 mg 2-(운데실옥시)에탄올이다. H와 P1을 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1) 및 H와 P2를 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1)를 사용하여 실험한 결과 H 및 P1 단독에서는 솔수염하늘소가 포획되지 않았지만, H와 P1을 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 3마리, H와 P2를 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 9마리 및 수컷 1마리를 포획하여 모두 암컷 12마리 및 수컷 1마리를 포함한 솔수염하늘소 총 13마리를 포획하였다(도 1).
실험예 2. 솔수염하늘소 포획제(1)을 사용한 솔수염하늘소 2차 포획
솔수염하늘소 포획제(1)을 사용하여 2014년 6월 24일부터 7월 7일까지 2주간 실험예 1과 동일한 장소에서 솔수염하늘소 2차 포획을 실시하였다. H는 2,100 mg 에탄올 및 6,300 mg 알파-피넨 혼합액이고, P1'은 175 mg 2-(undecyloxy)ethanol, P2'는 350 mg 2-(운데실옥시)에탄올, P3'은 700 mg 2-(운데실옥시)에탄올이다. H와 P1'을 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1), H와 P2'를 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1) 및 H와 P3'를 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1)를 사용하여 실험한 결과 H 단독에서는 암컷 2마리, P2'를 포함한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 4마리 및 수컷 2마리, H와 P1'을 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 4마리 및 수컷 3마리, H와 P2'를 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 3마리 및 수컷 1마리, H와 P3'를 혼합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 8마리 및 수컷 6마리로 모두 암컷 21마리 및 수컷 12마리를 포함한 솔수염하늘소 총 33마리를 포획하여 실험예 1과 마찬가지로 본 발명 솔수염하늘소 포획제가 솔수염하늘소를 유인하는 효과가 있음을 확인하였다(도 2).
실험예 3. 솔수염하늘소 포획제(1)~(3)을 사용한 솔수염하늘소 3차 포획
솔수염하늘소 포획제(1)~(3)를 사용하여 2015년 6월 19일부터 7월 3일까지 2주간 실험예 1과 동일한 장소에서 솔수염하늘소 3차 포획을 실시하였다. H는 2,100 mg 에탄올 및 6,300 mg 알파-피넨 혼합액이고, P는 700 mg 2-(운데실옥시)에탄올이며, PEG는 폴리에틸렌 글리콜 수지, CL은 셀룰로오스 수지, PAA는 폴리아크릴산 나트륨 수지이다.
H와 P을 혼합한후, PAA에 결합한 솔수염하늘소 포획제(1), H와 P을 혼합한후, CL에 결합한 솔수염하늘소 포획제(2) 및 H와 P을 혼합한후, PEG에 결합한 솔수염하늘소 포획제(3)를 사용하여 실험한 결과, H를 포함한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 2마리, H와 P을 혼합한후, PAA에 결합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 12마리 및 수컷 8마리, CL에 결합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 7마리 및 수컷 4마리, PEG에 결합한 솔수염하늘소 포획제(1)에서는 암컷 6마리 및 수컷 2마리로 모두 암컷 27마리 및 수컷 14마리를 포함한 솔수염하늘소 총 41마리를 포획하여 다양한 고흡수성 수지 중에서, 폴리아크릴산 금속염 수지에 결합한 솔수염하늘소 포획제(1)가 솔수염하늘소를 유인하는 효과가 가장 우수함을 확인하였다(도 3).
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 솔수염하늘소를 유인 및 포획하는 신규한 방법을 제공함으로써 소나무재선충병을 방제하는데 매우 뛰어난 효과가 있고 아울러, 소나무재선충병을 방제함으로써 임업 및 목재가공산업에 기여할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (11)

  1. (a) 2-(운데실옥시)에탄올(2-(undecyloxy)ethanol), 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 1:5 내지 1:10 부피비로 혼합하는 단계; 및
    (b) 상기 단계에서 얻은 혼합액을 폴리아크릴산 알칼리 금속염 수지에 결합시키는 단계를 포함하는 솔수염하늘소 포획제 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에탄올 및 상기 알파-피넨 100 중량부에 대하여, 상기 2-(운데실옥시)에탄올은 1 중량부 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 솔수염하늘소 포획제 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합액에 카이로몬(Kairomone)을 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔수염하늘소 포획제 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 폴리아크릴산 알칼리 금속염 수지; 및
    상기 폴리아크릴산 알칼리 금속염 수지에 결합되고, 2-(운데실옥시)에탄올(2-(undecyloxy)ethanol), 에탄올 및 알파-피넨을 정제수에 1:5 내지 1:10 부피비로 혼합한 혼합액을 포함하는 솔수염하늘소 포획제.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 에탄올 및 상기 알파-피넨 100 중량부에 대하여, 상기 2-(운데실옥시)에탄올은 1 중량부 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 솔수염하늘소 포획제.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 혼합액에 카이로몬(Kairomone)을 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔수염하늘소 포획제.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 6항의 솔수염하늘소 포획제를 소나무 숲에 방치하여 솔수염하늘소를 유인 및 포획하는 단계를 포함하는 소나무재선충병의 생물학적 방제방법.
KR1020160005629A 2015-02-12 2016-01-15 솔수염하늘소 포획제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 소나무재선충병 방제방법 KR101822252B1 (ko)

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