KR20100078170A

KR20100078170A - 해충의 행동적 방제와 생물적 방제를 동시에 수행하는 유인트랩 및 이를 이용한 방제방법

Info

Publication number: KR20100078170A
Application number: KR1020080136347A
Authority: KR
Inventors: 임언택
Original assignee: 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-08
Also published as: KR101029659B1

Abstract

본 발명은 해충 유인을 통한 행동적 방제에 자연적인 천적의 증식을 유도하여 해충의 밀도를 억제시키는 생물적 방제를 결합한 해충방제기술에 관한 것이다. 본 발명에서는, (a) 해충과 이 해충의 알에서 기생하는 천적을 함께 유인하는 유인트랩과; (b) 상기 유인트랩과 함께 공급되는 상기 해충의 불활성화된 알;을 포함하는 해충 및 천적의 유인트랩이 제공된다. 본 발명의 해충방제기술은 비용이 많이 들어가는 천적의 증식과 방사를 하지 않고 생물적 방제의 효과를 얻을 수 있고, 환경 독성이 없어 친환경적이며, 농약 살포횟수를 줄여도 해충의 밀도를 경제적 피해허용수준 이하로 유지시킬 수 있어, 전체적인 방제 비용의 절감과 이로 인한 농가소득의 증대, 나아가 환경오염을 줄이는 효과를 갖게 된다.

페로몬 트랩, 천적, 기주알, 불활성화된 알, 생물적 방제, 저온 저장, 노린재

Description

해충의 행동적 방제와 생물적 방제를 동시에 수행하는 유인트랩 및 이를 이용한 방제방법 {Attraction trap for both behavioral and biological pest control and the method using it}

본 발명은 해충 유인을 통해 해충을 방제하는 유인트랩과 이를 이용한 방제방법에 관한 것으로, 특히 유인을 통한 행동적 방제에 자연적인 천적의 증식을 유도하여 해충의 밀도를 억제시키는 생물적 방제를 결합한 방제기술에 관한 것이다.

최근 한국에서는 흡수성 노린재류가 쌀, 보리, 콩 등의 식량작물과 사과, 감, 배 등을 포함하는 과수작물의 중요한 해충으로 대두되었다. 이들은 작물의 종실 및 과일을 구침으로 찔러 흡즙하여 섭식하므로 농업 생산의 목표 산물을 직접 가해하여 그 경제적 피해가 크며, 이동성이 강하여 살충제를 사용해서 방제하기가 어려운 실정이다.

살충제 사용 외의 노린재의 방제법으로 (1)그들의 집합페로몬을 이용한 유인트랩을 사용하는 행동적 방제법과 (2)노린재 알에 기생하는 기생벌에 의한 생물적 방제법 등이 알려져 있다. 특히 안전 농산물을 선호하는 소비자의 소비패턴의 변 화로 친환경인증 농경지의 면적이 2007년 현재 122,882ha로 매년 증가하고 있어(농산물품질관리원 2007, http://www.naqs.go.kr) 위의 두 방법은 친환경적 해충 방제법으로 주목을 받고 있다. 상기한 (1)의 방법은 이미 국내 특허등록 제10-0853616호에서 공지되어 있으며 (주)그린아그로텍에서 통발형 유인트랩으로 상품화하여 널리 사용되고 있다. 천적을 이용한 (2)의 방법은 과거 미국, 일본, 브라질 등의 많은 국가에서 성공적으로 실시되었으나(Orr 1988, Fla. Entomol. 71: 506-527), 국내에서는 현실적으로 적용이 어렵다. 그 이유는 (1)방제 대상인 노린재가 주로 노지 작물에서 발생되는 경우가 많기 때문에 방대한 수의 천적의 증식에 많은 비용이 들어가 가격 경쟁력이 떨어지며, (2)공장에서 증식된 천적들은 야외 방사 시에 환경 적응성이 떨어지는 단점이 있어 그 효과가 일관되지 못하는 경우가 많기 때문이다. 따라서 현재 국내에서는 노린재류의 방제를 위한 천적의 대량 증식 및 방사가 어려운 실정이며, 이에 따라 천적을 방사하는 것보다는 천적의 보존 및 유지(conservation of natural enemies)를 통한 방제방법을 이용하고 있다. 즉, 천적에는 독성이 없는 선택적인 농약의 사용, 천적의 먹이(꽃가루와 꿀)를 공급해 줄 수 있는 식물을 농작물 주위에 배치하는 것 등이 그 예가 된다. 또한 직접적인 기주를 공급하는 방법도 제안되었다(Peng et al. 1984, Acta Entomol. Sinica 27, 39-47; Mahmoud and Lim 2008, Biannual Meeting of Korean Soc. Appl. Entomol. at Muju). 특히 이들 중 Mahmoud and Lim (2008)은 저온저장된 노린재 알은 불활성화 되어 노린재가 부화하지 않지만, 기생벌은 부정적인 영향을 받지 않고 정상적으로 기생할 수 있어, 이들 냉장된 알을 야외에 방사하여 천적에 의한 기생률 증가 와 노린재 피해를 줄였다는 연구결과를 발표하였다.

또한, 종래 집합페로몬을 이용한 노린재의 유인트랩에 노린재 성충이나 약충뿐만 아니라 천적 기생벌이 유인된다는 것이 밝혀졌다(Leal et al. 1995, J. Chem. Ecol. 21, 973-985; Huh and Park 2005, Korean J. Appl. Entomol. 44, 131-137). 노린재 유인트랩은 유인된 노린재는 갇히게 되지만 기생벌은 노린재 보다 극히 작은 크기이기 때문에 유인트랩의 입출입이 자유롭다. 하지만 기생벌은 노린재 성충 및 약충을 기생하는 것이 아니기 때문에 이러한 사실은 큰 의미를 갖지 못했다. 만일 기생벌이 노린재 알을 찾기 위해 트랩에 머문다면 실제 포장에 있는 노린재 알을 기생시킬 수 없게 되므로 트랩사용으로 인해 오히려 천적에 의한 기생률을 떨어뜨리게 되는 문제가 있을 수 있다.

본 발명은 집합페로몬을 이용한 노린재의 유인트랩에 노린재 성충이나 약충뿐만 아니라 천적 기생벌이 유인된다는 점과, 저온저장되어 불활성화된 노린재알에서 노린재는 부화하지 않지만 노린재류의 벌목(目) 기생 천적(이하 기생벌)은 정상적으로 기생하여 발육 및 우화가 가능하다는 점에 착안한 것으로, 본 발명에서는 노린재의 유인을 통한 행동적 방제(Behavioral control)와 천적의 유인 및 증식을 통한 생물적 방제(Biological control)를 동시에 할 수 있는 해충 방제기술을 제공하고자 한다.

이를 위해 본 발명에서는 집합페로몬을 이용한 노린재 유인트랩에 천적이 유인되는 점을 활용하여, 유인트랩에 저온 저장되어 불활성화된 기주알을 공급하여 유인된 천적 기생벌이 공급된 알을 기생하고 그 알에서 발육을 완료한 기생벌들이 우화하도록 함으로써 기생벌의 밀도 및 전체 기생률을 높여 유인트랩을 이용한 행동적 방제(Behavioral control)와 천적의 유인 및 증식을 통한 생물적 방제(Biological control)가 동시에 이루어지도록 한다. 또한, 본 발명에서는 실제 야외 포장에서의 실험을 통해 이를 증명한다.

구체적으로 본 발명에서는,

(a) 해충과 이 해충의 알에서 기생하는 천적을 함께 유인하는 유인트랩과;

(b) 상기 유인트랩과 함께 공급되는 상기 해충의 불활성화된 알;을 포함하는 해충 및 천적의 유인트랩이 제공된다.

또한, 본 발명에서는 상기와 같은 해충 및 천적의 유인트랩을 사용하여 해충과 해충의 알에서 기생하는 천적을 유인하고 상기 천적의 기생률 및 밀도를 높이는 것을 특징으로 하는 해충 방제방법이 제공된다.

본 발명에서는 (1)종래의 집합페로몬을 이용한 노린재 유인트랩에 천적이 유인되는 점과 (2)노린재류의 기생 천적이 저온 저장된 기주알에 정상적으로 기생 및 발육, 우화가 가능 하다는 점을 접목하여 노린재의 유인을 통한 행동적 방제(Behavioral control)뿐만 아니라 천적의 유인 및 증식을 통한 생물적 방제(Biological control)가 동시에 이루어지는 새로운 개념의 해충방제방법을 제시하였으며, 실제 야외 포장에서의 실험을 통해 그 효과를 증명하였다.

본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩은 기존 트랩의 효과에 천적에 의한 방제 효과를 부가시킴으로써, 해충의 행동적인 방제와 함께 자연적인 천적의 증식을 유도하여 해충의 밀도를 억제시킴으로써 해충방제 효과를 극대화하게 된다. 이러한 본 발명의 방제기술은 (1)비용이 많이 들어가는 천적의 증식과 방사를 하지 않고도 생물적 방제의 효과를 얻을 수 있으며, (2)환경 독성이 없어 친환경적이고, (3)농약 살포횟수를 줄여도 노린재의 밀도를 경제적 피해허용수준 이하로 유지시킬 수 있다. 이는 살충제 사용을 줄임으로써 전체적인 방제 비용의 절감으로 이어지고, 비용절감 및 작물의 생산력 증대는 농가소득의 증대를 가져오며, 나아가 살충제 사용의 감소로 토양 및 수질 오염 등을 줄이게 되어 환경을 보호하는 효과까지 갖게 된다.

본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩은 해충과 이 해충의 알에서 기생하는 천적을 함께 유인하며, 상기 해충의 불활성화된 알이 함께 공급된다.

본 발명에서 “불활성화된 알”은 저온 저장되어 기주는 부화하지 않지만 기생 천적은 정상적으로 기생하여 발육 및 우화가 가능한 상태의 기주알을 의미한다.

본 발명에서 “함께 공급되는”은 불활성화된 알이 그대로 또는 별도의 용기에 수납되어 유인트랩 내부에 놓여지는 경우나, 알이 수납된 용기가 유인트랩의 상하좌우 중 어느 한 곳 이상에 설치는 경우는 물론, 알이 수납된 용기가 유인트랩에 인접하여 설치되는 경우를 모두 포함한다. 이때 인접 설치될 수 있는 범위는 유인트랩의 유인효과가 미치는 범위를 한계로 한다.

유인트랩과 함께 공급되는 상기 불활성화된 알은, 바람직하게는 별도의 용기에 수납되며, 이때 별도의 용기는 재질이나 모양에 상관없이 알을 수납할 수 있고 상기 천적이 자유로이 통과할 수 있는 것이면 모두 사용 가능하며, 예를 들어, 플라스틱 용기, 종이상자, 비닐주머니, 천주머니 등이 사용될 수 있다. 거미 등 다른 포식자에게 불활성화된 알이 포식되는 것을 방지하기 위해 상기 용기는 천적은 자유로이 통과할 수 있는 반면 다른 해충은 통과할 수 없는 형태를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 기생벌만이 자유롭게 통과할 수 있는 구멍 크기를 가지고 있는 천으로 알이 수납될 주머니를 만들었다.

본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩은 해충 및 천적을 함께 유인할 수 있도록 상기 해충의 집합페로몬을 포함할 수 있다. 이러한 집합페로몬에 의해 해충 및 이 해충의 천적이 함께 유인되는 것은 공지된 기술이며, 이러한 목적으로 사용될 수 있는 집합페로몬 또한 공지기술이다. 본 발명의 실시예에서 모델로 선정한 톱다리개미허리노린재의 페로몬트랩은 국내 특허등록 제10-0853616호에서 공지되어 있으며, 현재 (주)그린아그로텍에서 통발형 유인트랩으로 상품화하여 노린재 방제용으로 식량작물과 과수작물에서 일반적으로 사용되고 있다.

또한, 천적의 유인효과를 증대시키기 위해 상기 유인트랩은 천적의 먹이를 포함할 수 있다. 이밖에도 본 발명의 유인트랩에는 목적 해충 및 이 해충의 천적을 유인할 수 있는 공지의 기술이 당업자의 선택에 의해 적용될 수 있다.

본 발명의 방제기술은 노린재 해충에 주로 적용될 수 있으나 이에 국한되지 않으며, 본 발명에서 제시하는 행동적 방제와 생물적 방제를 융합한 방제기술이 개념적으로 적용 가능한 해충이면 모두 대상이 될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 노린재 해충 중 톱다리개미허리노린재(Riptortus clavatus)와 그의 천적인 깡충좀벌류 기생벌(Ooencyrtus nezarae)을 모델로 적용하였다. 톱다리개미허리노린재의 천적인 Ooencyrtus nezarae은 일본, 한국, 중국 등에 분포하며 현재까지 약 11종의 노린재 알에 기생하는 것이 발견되었으며, 한국에서는 검정알벌류 기생벌(Gryon japonicum)와 더불어 톱다리개미허리노린재의 주요 천적이다. 이 Ooencyrtus nezarae의 기주인 톱다리개미허리노린재의 집합페로몬에 의해 유인된다는 사실은 Leal et al. (1995, J. Chem. Ecol. 21, 973-985)에 의해 처음 발견되었다.

본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 아래 실시예에서 실제 야외 포장에 설치하여 그 효과를 실험해 보았다. 콩재배지 가장자리에 4개를 설치하여 실험해본 결과, 기생벌에 의한 노린재 기생율의 향상과 노린재의 약충 및 알의 수의 감소를 확인할 수 있었으며, 노린재에 의해 피해를 받은 콩 꼬투리의 비율도 감소시켜 노린재 방제 효과가 있음을 알 수 있었다. 이와 같이, 본 발명의 해충방제기술은 해충을 유인하는 행동적 방제(Behavioral control)와 함께 천적을 유인, 증식을 유도함으로써 해충의 밀도를 억제시키는 생물적 방제(Biological control)가 동시에 이루어져 해충 방제효과를 극대화하게 된다.

[실시예]

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예

(주)그린아그로텍에서 시판하고 있는 통발형 톱다리개미허리노린재 방제용 페로몬트랩의 측면부에 노린재와 같이 유인된 Ooencyrtus nezarae이 기생할 수 있도록 노린재 알이 포함된 주머니를 부착하여 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 완성하였다 (도 1). 노린재 알이 포함된 주머니는 거미 등 다른 절지동물 포식자에게 노린재알이 포식되는 것을 방지하기 위해 대상 기생벌인 Ooencyrtus nezarae 만이 자유로이 통과할 수 있는 구멍의 크기를 가지고 있는 천으로 만들었다. 사용된 노린재의 알은 노린재 약충이 부화하는 것을 막기 위해 2℃에서 1달간 저장된 것을 이용하였다.

방제 실험

2008년 안동시 도산면 소재의 3곳의 친환경콩재배지(처리구)에 상기 제조예에서 제조된 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 포장당 4개씩 설치하여 노린재 유인트랩만 설치한 다른 3곳의 친환경콩재배지(대조구)와 기생률, 노린재 발생 밀도 및 콩꼬투리의 피해협률을 비교 조사하였다. 처리구 3곳의 면적은 각각 3000, 4600, 3300m2이었으며 콩의 품종은 서리태, 서목태, 대원콩이었다. 대조구 3곳의 면적은 각각 2000, 3300, 2000m2이었으며, 콩의 품종은 서리태, 서목태, 청자콩이었다. 포장간의 거리는 최소 200m 이상 떨어져 있었다. 처리구에서는 각 포장별로 3회에 걸쳐 총 10,000여개의 알을 4개의 트랩에 나누어 설치하였으며, 2회차와 3회차 방사 때는 그 전에 방사된 알들을 꺼내어 별도의 알 주머니에 옮겨 담아 포장·의 3곳의 중간 지점에 지지대를 세우고 걸어 놓았다. 알의 방사는 최초 방사(2008년 8월 17일) 후 매 18일째에 이루어졌으며, 포장 내 노린재 밀도와 기생율의 변화를 비교하기 위해 9일 마다 각 포장에서 50주의 콩을 임의로 선택하여 조사하였다(단, 기상조건에 따라 부득이한 경우 조사일을 변경하였다). 노린재의 약충과 성충은 현장에서 숫자를 기록하였으며, 알들은 실험실로 가져와 기생 여부를 조사하여 기생률을 기록하였다. 또한 방사된 알에서의 기생률을 비교하기 위하여 대 조구에서도 상기의 해충·천적 유인트랩을 설치하였으나 트랩당 30~50개의 알만을 방사한 후 모두 수거하여 실험실에서 기생률을 조사하여 처리구와 비교하는데만 사용하였다. 노린재에 의한 피해 정도의 차이를 비교하기 위해서는 콩 꼬투리가 비대 성장기에 있을 때 60주에서 각각 2개의 꼬투리를 임의로 수거하여 실험실에서 Bowling (1979, J. Econ. Entomol. 72, 259-260)의 방법에 따라 노린재의 섭식흔(stylet sheath)을 조사하였다.

결과는 도 2 내지 도 7과 같다. 도면에서 “D -Sm-T”는 도산-서목태-처리구, “D-Sr-T”는 도산-서리태-처리구, “D-Dw-T”는 도산-대원콩-처리구, “D-Sm-C”는 도산-서목태-대조구, “D-Sr-C”는 도산-서리태-대조구, “D-Ch-C”는 도산-청자콩-대조구이다.

시험 결과 포장 내에서 채집된 알 및 방사된 알에서의 기생률이 초기에는 처리 포장간 변이 정도가 커 다양한 양상을 보여 주었지만 작물재배 후반부(9/12~10/8)에서는 대조구(0~62%)에 비해 처리구(78~91%)에서 높게 나왔다(도 5; χ2 = 97.136, d.f. = 5, P < 0.001). 또한 저온저장 후 알주머니에 방사된 노린재 알에서 같은 경향을 확인할 수 있었다(도 6; χ2 = 231.000, d.f. = 5, P < 0.001). 특히 꼬투리에 발견된 섭식흔의 경우에는 대조구(25~42%)에 비해 처리구(12~25%)에서 유의성 있게 낮은 비율로 나타났다(도 7; χ2 = 59.579, d.f. = 5, P < 0.001). 노린재 밀도 변동에서는 처리구에서 대조구에 비해 후반부(9/12~10/8)에 톱다리개미허리노린재 성충(Hc = 11.277, d.f. = 5, P = 0.046), 약충(Hc = 11.455, d.f. = 5, P = 0.043), 알(Hc = 14.352, d.f. = 5, P = 0.014) 모두 후반부에서 대체로 그 밀도가 낮게 유지되었다(도 2, 3, 4). 이상의 결과로부터 노린재 유인트랩에 같이 공급한 기주알이 기생벌의 기생율을 높이고 이는 포장내 노린재의 밀도 감소와 콩 꼬투리 피해율을 낮추는 것을 확인할 수 있었다.

도 1은 톱다리개미허리노린재(Riptortus clavatus)의 유인 트랩에 노린재 알을 넣어둔 주머니를 부착시킨 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 포장 가장자리에 설치한 사진이다.

도 2는 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 설치한 처리구(D-Sm-T, D-Sr-T, D-Dw-T)와 그렇지 아니한 대조구(D-Sm-C, D-Sr-C, D-Ch-C)에서 나타난 노린재 성충의 밀도 변동을 보여주는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 설치한 처리구와 그렇지 아니한 대조구에서 나타난 노린재 약충의 밀도 변동을 보여주는 그래프이다.

도 4는 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 설치한 처리구와 그렇지 아니한 대조구에서 나타난 노린재 알의 밀도 변동을 보여주는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 설치한 처리구와 그렇지 아니한 대조구에서 채집된 노린재 알들의 기생벌에 의한 기생율의 변동을 보여주는 그래프이다.

도 6은 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 설치한 처리구와 그렇지 아니한 대조구에서 트랩에 부착된 주머니 속의 비활성 노린재 알들에 대한 기생벌의 기생율의 변동을 보여주는 그래프이다.

도 7은 본 발명의 해충 및 천적의 유인트랩을 설치한 처리구와 그렇지 아니한 대조구에서 채취한 콩 꼬투리의 노린재에 의한 섭식흔(stylet sheath)이 발견된 비율의 변동을 보여주는 그래프이다.

Claims

(a) 해충과 이 해충의 알에서 기생하는 천적을 함께 유인하는 유인트랩과;

(b) 상기 유인트랩과 함께 공급되는 상기 해충의 불활성화된 알;을 포함하는 해충 및 천적의 유인트랩.
청구항 1에 있어서, 상기 해충의 집합페로몬을 포함하는 것을 특징으로 하는 유인트랩.
청구항 1에 있어서, 상기 천적의 먹이를 포함하는 것을 특징으로 하는 유인트랩.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 천적은 자유로이 통과할 수 있는 반면 해충은 통과할 수 없는 용기에 불활성화된 알이 수납되어 공급되는 것을 특징으로 하는 유인트랩.
청구항 4에 있어서, 상기 해충은 노린재류에 속하는 해충인 것을 특징으로 하는 유인트랩.
해충의 불활성화된 알이 함께 공급되는 유인트랩을 설치하여 이 해충과 해충 의 알에서 기생하는 천적을 함께 유인하며, 상기 천적의 기생률 및 밀도를 높이는 것을 특징으로 하는 해충 방제방법.