KR20000054015A - 진딧물 방제를 위한 무당벌레의 인공 사료 및 대량 사육법개발 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진딧물의 생물학적 방제를 위하여 천적을 이용하는 방법을 모색해 보았다. 이중 진딧물의 포식성 천적인 무당벌레를 선발하였고 선발된 무당벌레를 인공적으로 대량 생산하여 농가에 원활하고 효율적으로 공급할 수 있는 기술 개발을 목표로 한다.

이를 위하여 먼저 무당벌레가 자연 상태와 동일한 상태로 산란력과 수명을 유지시키는 것이 무엇보다 중요하므로 chicken liver와 sucrose 및 다른 미량 영양소를 넣어 무당벌레의 인공 사료를 조성하였다(표 1). 이러한 인공사료는 산란과 수명에 있어서 기존의 인공 사료에 비하여 좋은 효과를 가져오는 것으로 나타났다. 둘째로 적은 노동력과 비용을 들여 무당벌레 대량사육 용기를 고안하였다. 대량 사육 용기는 가로 1m, 세로1m의 투명판에 격자판을 가로와 세로로 끼워 각각 방 1개의 공간을 가로10cm 세로 10cm로 만들고 아래와 위 격자판 사이에 0.5cm 의 사이를 주어 무당벌레의 산란과 이동을 용이하도록 고안하였고 산란된 알의 채취를 용이하도록 각 격자판에는 투명 접착지를 부착시켰다. 산란된 알은 다시 나뭇잎 모양의 판에 부착하여 진딧물이 발생한 작물에 걸어두어 방제에 사용될 수 있다. 이런 판은 알의 부화율과 부화된 유충의 기주 탐색 능력에도 거의 영향을 주지 않으며 또한 회수가 가능하여 영구적으로 사용 가능하다.

Description

진딧물 방제를 위한 무당벌레의 인공 사료 및 대량 사육법 개발{.}

본 발명은 진딧물의 포식충인 무당벌레를 대량 사육하는 시스템 개발에 관한 것이다. 최근 채소 재배 방법의 다양화로 해충의 발생 양상도 달라지고 있다. 특히 우리 나라의 경우 경지 면적이 협소하여 매년 동일 지역에 같은 작물을 재배하고, 또한 특정 지역에서는 한두 작물의 집단 재배로 거대한 단지를 형성하고 있기 때문에 해충의 발생과 피해는 점점 늘어가고 있는 실정이다. 해충의 피해는 농작물의 생산 및 농가 소득의 제한 요소로 소득의 약 30∼50%가 병해충 방제에 의해 좌우될 수 있다. 1950년 이후 지금까지 효과적이고 비싸지 않은 화학 합성 농약에 의해 해충이 관리되어 왔지만, 이로 인한 인축 및 환경에 대한 위협, 농약에 대한 해충의 저항성, 새로운 농약 개발에 필요한 고비용 등으로 장기적이고 안정적인 새로운 병해충 관리 전략(Integrated Pest Management : IPM)이 필요하게 되었다. 이것은 생물적, 재배적, 물리적, 화학적 방제 기술의 이용을 조합하여 경제적, 환경적 그리고 인축에 위험을 최소화시키는 생태학적 기반을 둔 해충 방제 방법을 개발 수행하는 것이다. 현재까지 미국, 유럽 등 농업선진국에서 수행된 IPM은 농약 사용으로 인한 환경 및 식량에 대한 위험을 감소시키고 농민의 소득을 높일 뿐만 아니라, 자연 자원의 지속성을 증대시키고 새로운 수출 시장을 개척해 왔다. 이러한 세계적인 추세에 따라 국내에서도 환경 친화적인 농업생산을 목적으로 정부 차원에서 법령과 제도 개선을 통해 추진하고 있으나 아직 초보적인 단계에 이르고 있는 실정이다.

이중 특히 진딧물은 성충, 약충이 모두 기주 식물의 잎 뒷면, 순 등에서 집단으로 서식하면서 가해를 한다. 진딧물에 의한 작물의 피해는 일차적 흡즙에 의해 작물의 탈색, 왜소화 뿐만 아니라 각종 식물바이러스를 전염시키므로 그 피해는 더 크다. 또한 이들이 배설한 감로는 식물체의 잎을 오염시키고 그을음병을 유발시켜 동화작용을 억제시키거나 배설물에 의한 오염으로 상품성을 크게 떨어뜨린다. 현재 진딧물 방제를 위한 약제로 우리 나라에서는 1999년도 농약공업협회자료를 보면 22개의 회사에서 약 79개의 약제가 출원되어 사용하고 있고 전 세계적으로는 2,000여종 이상의 약제를 진딧물의 방제를 목적으로 사용하고 있다. 그러나 진딧물은 종류가 다양하며 번식력이 매우 왕성하여 약제에 대한 감수성이 매우 놓은 특징을 가지고 있고 또한 유기 합성 약제들은 잔류에 따른 환경에 매우 심각한 문제를 일으키고 있을 뿐 만 아니라 인축에게도 높은 위험성을 가지고 있다.

천적을 이용한 해충 방제의 역사는 매우 오랫동안 지속되어 왔지만 몇 가지 실예를 제외하고는 대량 사육과 생물적 특성에 따른 문제점으로 큰 실효를 거두지 못한 실정이다. 무당벌레는 이미 오랫동안 진딧물의 주요한 포식자로 알려져 왔으며 생물적 방제자들의 주요한 관심거리가 되어 왔다. 그러나 포식충의 특성상 인공 먹이의 개발이 어려울 뿐만 아니라 동종 포식으로 인하여 대량 사육에 어려움을 지니고 있었다. 그래서 본 발명자들은 진딧물 방제를 위한 첫번째 목적으로 천적인 무당벌레의 인공 사료를 연구 개발하였으며 진딧물의 방제를 위한 천적의 대량 사육과 방제 시스템을 설정하고, 무당벌레를 생물 농약으로 이용하기 위한 연구를 수행하였으며, 강원도 철원의 무농약 재배지에서 3년 동안의 실험을 통해 진딧물의 생물학적 방제의 대안으로서 무당벌레의 그 효능을 입증하였다.

또한, 무당벌레를 이용한 진딧물의 생물학적 방제 시스템은 국내 토착 천적을 이용한 생물학적 방제의 방법이기에 생태계의 영향을 최소화하면서도 대량 사육을 위한 인공 먹이와 사육 기술의 개발로 저렴한 비용의 생물학적 방제의 최적의 대안으로 공급이 가능한 이점을 가지고 있어서 외국의 수입 생물 농약과의 비교 경쟁에서도 우위를 차지할 수 있을 것이다.

무당벌레과는 소수 몇 종을 제외하고 천적으로 생물적 방제에 매우 높은 이용가능성을 지니고 있는 곤충이다. 이에 무당벌레를 천적으로서 이용하려는 시도는 100여년이상 지속되어 왔으며 1868년 캘리포니아 감귤 재배지에 대량 발생한 이세리아깍지벌레를 방제하기 위해 사용되어진 베델리아무당벌레는 지금까지 생물적 방제 역사의 커다란 성공의 예로 남아있다. 그러나 천적을 이용한 생물적 방제는 속효성과 천적 곤충의 사육의 어려움 등과 함께 1938년 유기 합성 농약의 개발이 시작된 이래 급격한 감소 현상을 보였지만 최근 이러한 유기 합성 농약의 문제점이 환경문제로 크게 대두되면서 세계 각 국은 천적을 포함한 생물 농약의 연구에 중점을 두고 있는 상황이다. 지금까지 천적의 인공 사육은 다른 초식성 곤충의 인공 사육에 비하여 사료의 개발이 매우 어려워 소수의 천적 곤충만이 사육에 성공하였을 뿐이다. 무당벌레과 중 무당벌레는 진딧물의 주요 천적으로 알려져 있으며 그 분포가 매우 넓고 포식력이 뛰어나 진딧물의 주요 천적으로 매우 높은 이용가치를 지니고 있다. 일본의 오카다(1970)는 숫벌번데기를 이용하여 무당벌레 사육을 시도한 결과가 있으며 우리나라에서는 홍(1996)에 의한 연구 결과가 있을 뿐이다. 그러나 오카다 연구 결과의 인공 사료로의 숫벌번데기는 대량 공급에 문제점이 있고 홍의 연구는 먹이의 제형으로 인한 무당벌레의 사망률과 개체 사육 용기에 따른 소수 개별 사육으로 비용과 노동력의 손실로 경제적 효과를 크게 기대하기는 어렵다.

이 발명은 기존 연구 자료에 대한 인공 먹이의 손쉬운 공급을 이룰 수 있을 뿐만 아니라 인공 사료의 안정적인 제형화와 대량 사육 용기의 개발로 보다 손쉽고 경제적인 사육법 개발을 목표로 하고 있다.

제 1도. 무당벌레의 인공 사료 섭식에 의한 성충의 산란력 그래프.

제 2도. 무당벌레의 인공 사료 섭식에 의한 수명 그래프.

제 3도. 무당벌레의 대량 사육 용기의 모식도.

제 3a도. 사육 용기의 바닥판과 상판.

제 3b도. 사육 용기의 격자판과 벽판.

제 4도. 제품 포장 모식도.

무당벌레의 인공사료에 관한 연구는 1970년 오카다에 의해 인공 사료로 숫벌번데기를 이용한 사육 결과가 있다. 이러한 연구 결과는 무당벌레 사육에 비교적 안정적인 결과를 나타내었지만 무당벌레 사육을 위하여 다른 곤충을 사육해야 한다는 문제점을 안고 있다. 이에 본 연구진은 보다 쉽고 저렴한 물질을 이용하여 무당벌레의 인공 사료를 조성해 보았다. 표 1은 본 연구진이 개발한 인공 사료의 조성표이다. 기존의 인공 사료는 하루가 지나면 쉽게 굳어 무당벌레가 섭식하기 어려웠던 반면 새롭게 개발된 인공사료는 수분의 증발을 억제할 수 있어 쉽게 굳지 않기 때문에 3-4일에 한번씩 먹이 교환이 가능하여 인력의 손실을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 기존의 인공사료가 액상의 제형으로 인하여 먹이에 무당벌레가 빠져죽는 빈도가 높았던 반면 본 연구진의 인공사료는 젤리의 형태로 무당벌레가 먹이에 빠져죽는 경우를 막을 수 있다.

표 1. 무당벌레 성충의 인공 사료 조성표

이와 같은 조성으로 만들어진 인공 먹이를 이용하여 무당벌레 성충의 산란력 및 수명을 조사해 보았다. 실험 결과 평생 암컷 한 마리 당 696개의 알을 산란하였고 수명은 약 암컷이 110일 수컷이 120일로 나타났다.

기존 사육 용기는 알 채취와 암수 한 쌍씩 개별 사육으로 인한 인력과 비용에 대한 문제점으로 경제적 사육을 하기 어려웠다. 이에 본 연구는 대량 사육과 동시에 알을 손쉽게 채취할 수 있는 방법을 연구해 보았다. 먼저 경제적으로 암수의 최대한 산란력을 높일 수 있는 방안으로 암수의 성비를 조사해 보았다. 이 결과 가장 경제적인 암수의 성비는 2:1의 비율로 나타났고 이에 본 연구진은 모든 사육 용기에 암수의 비율을 2:1로 넣고 사육을 시도하였다. 대량 사육 용기의 재질로는 빛이 통과할 수 있는 투명판을 이용하였고 가로 1m 세로 1m 규격의 사육용기에 다시 10cm×10cm의 격자를 만들었다. 각 격자는 아래 위로 0.5cm의 틈을 주어 무당벌레의 이동을 자유롭게 하였다. 각 격자판 역시 투명판을 재질로 하였으며 모든 투명판에는 투명 접착지를 부착시켜 산란된 알을 손상시키지 않고 손쉽게 떼어 낼 수 있게 했다. 대량으로 채취된 난괴들을 실제 자연 포장 상태에서의 효과적인 살포 방법을 조사해 보았다. 먼저 난괴가 붙어있는 투명 접착지를 떼어내어 바로 작물에 무작위로 살포하였을 경우 땅에 떨어져 유충의 부화율을 저하시킬 뿐만 아니라 부화가 되더라도 기주를 탐색하는 시간이 길어져 방제에 비효율적인 결과를 가져다 주었다.

이에 각각의 작물의 오목한 부분에 난괴를 넣어 주었을 경우에도 각 작물에 관수를 해주게 되면 난괴를 놓은 오목한 부분에 물이 고임으로 부화율에 지장을 주는 결과를 보였다. 이에 본 연구진은 나뭇잎 모양의 판에 난괴를 고정시키고 난괴가 부착된 판을 작물에 걸어둠으로서 부화율과 무당벌레의 기주 탐색 능력을 증가시킴으로 효과적인 방제를 할 수 있었다. 또한 이러한 나뭇잎 판은 파손이 없는 한 다시 회수하여 영구적으로 사용 가능함으로 환경적 문제에도 영향을 주지 않을 것으로 생각된다.

전술한 기술 내용으로부터 본 바와 같이, 본 발명에서 개발한 인공 사료는 수분의 증발을 억제할 수 있어 쉽게 굳지 않기 때문에 3-4일에 한번씩 먹이 교환이 가능하여 인력의 손실을 줄일 수 있고 추가적인 수분 공급이 필요 없는 장점을 가지고 있으며 이전의 발표된 인공 먹이 보다 우수한 산란력과 수명을 나타내는 것을 확인하였다.

또한, 본 발명에서 고안한 대량 사육 장치는 저렴한 비용과 노동력으로 많은 수의 무당벌레를 효과적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 대량의 산란된 알을 효율적으로 수거하여 제품으로 취급할 수 있는 장점을 가지고 있으며 마지막으로 수거된 무당벌레의 알을 효과적으로 보관하며 상품으로 농가에 판매를 하기 위한 제품의 포장제의 개발은 야외 상태에서 산란된 무당벌레의 알과 비교하여 부화율에 큰 차이가 없으며 부화 초기 무당벌레 1령 충의 먹이 탐색기간을 줄여줌으로서 포장에서의 진딧물의 초기 밀도 감소에 커다란 역할을 수행할 수 있다.

Claims (10)

1. 인공 사료를 이용하여 무당벌레를 사육하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, chicken liver와 sucrose 그리고 다른 미량 영양소를 포함한 첨가물을 이용하여 무당벌레의 인공 사료를 만드는 방법.
3. 제 1항에 있어서, agar를 이용하여 젤리 형태의 수분을 함유한 무당벌레의 인공사료를 만드는 방법.
4. 무당벌레의 대량 사육 장치를 이용한 대량 사육 방법.
5. 제 4항에 있어서, 빛을 충분히 조사시키기 위해 대량 사육 장치의 겉과 속을 투명한 판을 이용하여 제작하는 방법.
6. 제 4항에 있어서, 서로 분리 결합이 가능한 투명판을 이용하여 대량 사육 장치를 만드는 방법.
7. 제 4항에 있어서, 산란된 알을 수거하기 위해 투명판 표면에 접착력이 있고 투명한 투명 접착지를 부착시키는 방법.
8. 제 4항에 있어서, 대량 사육 장치에 무당벌레 암:수의 비율을 2:1로 하여 사육하는 방법.
9. 제 7항에 있어서, 산란된 알을 나뭇잎 모양의 판에 부착하여 기주 식물에 부착시키는 방법.
10. 제 9항에 있어서, 나뭇잎 모양의 판에 구부림이 자유로운 고리 모양의 손잡이가 있어서 식물에 부착시키기 용이한 방법.