07(완료)141~148KJAE 12-21(최덕수)-그림123칼라.pdf1.07MB

• 재료 및 방법
• 산란특성 및 기주식물 조사
• 발육단계별 친환경 방제자재 선발
• 결과 및 고찰
• 산란특성 및 기주식물 조사
• 발육단계별 친환경 방제자재 선발
• 사 사

 돌발 해충이란 예상하지 않았던 해충이 갑자기 대발생하여 피해를 주는 것을 말하는데, 벼멸구나 멸강나방처럼 중국으로부터 기류를 타고 날아오는 해충이 있는 반면, 무역농산물을 따라 유입되는 해충도 있으며, 국내에 서식하는 자생종이지만 환경변화에 의하여 밀도가 급증하는 해충이 있다. 이러한 돌발성 해충이 발생하는 이유는 크게 세 가지 원인으로 구분할 수 있는데, 첫째, 기후 및 농업환경 변화에 따른 병해충 발생양상이 변화하는 경우이다. 지난 100년간 우리나라 평균기온이 1.5℃ 상승하였고 겨울이 37일 단축되었다(Meehl et al., 2007). 둘째, 세계화, 개방화에 따른 교역증가로 외래 병해충의 유입 위험성이 증대되었으며, 마지막으로 전 국민의 안전한 식품의 선호에 따라 친환경농업 면적 확대와 유휴지의 증가 등 농작물 재배환경과 농업 생태계 식생의 변화를 들 수 있다.

 최근 국내에 발생하여 피해를 주는 해충으로는 꽃매미, 미국선녀벌레, 갈색여치, 갈색날개매미충(가칭, Ricania sp.)이있다. 꽃매미는 2004년 천안에서 처음 발견된 이래로 현재는 전국적으로 산림과 포도원 및 도심속으로 확대되어 경제적, 심리적 피해를 주고 있다(KFRI, 2007). 미국선녀벌레는 우리나라 검역대상해충인데 2005년 8월 김해 한림원의 단감원에서 처음 발견되어 점차 확산되고 있으며(Kim et al., 2009), 갈색여치는 ‘01년부터 충북 영동지역 과수원에 대발생하여 과수농가에 큰 피해를 주었으며(Ahn et al., 2007), 점차 그 분포범위가 확대되면서 영동 인근의 옥천, 청원, 보은 등에서 그 피해가 계속되고 있다(Bang et al., 2008; Noh et al.,2008). 갈색날개매미충은 2010년 8월 우리나라에서는 처음으로 충남 공주, 예산의 사과와 블루베리를 가해하는 것이 발견되었으며(Choi et al., 2011), 전남지역에서는 2011년 3월 구례군 산동면 외산리 인근의 약 286ha에 발생하여 산수유,감, 밤, 매실 등의 농작물에 피해를 주었다. 큰날개매미충과(Ricaniidae)는 약 40속 400종이 주로 열대와 아열대 동반구에 분포하며, Ricania속은 중국과 인도를 포함하여 아시아에 약 40종이 분포하는 것으로 알려졌다(Xu et al., 2006).Fletcher(2008)는 호주에 존재하는 큰날개매미충과의 곤충은10속 29종으로 각 종에 대한 분류표를 작성하였으며, 그 중Scolypopa australis(Walker)는 뉴질랜드와 호주의 키위농장에 심각한 피해를 주는 해충이라고 하였다.

 갈색날개매미충은 기주범위가 넓고 산림속에서 주로 서식하기 때문에 방제관리가 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 성충은 날개를 이용하여 확산할 수 있으므로 과수원을 비롯한 각종 농작물에 피해가 심한 해충이 될 수 있으나 우리나라에서는 현재 발생초기단계로 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 따라서 본 연구는 전남 구례지역을 중심으로 갈색날개매미충의 기주식물, 산란특성, 형태적 특징, 생활환 및 친환경농업 실천지역에서 사용할 수 있는 친환경 방제자재를 선발하고자 수행하였다.

재료 및 방법

산란특성 및 기주식물 조사

 갈색날개매미충의 산란특성을 조사하기 위하여 갈색날개매미충이 대발생한 전남 구례군 산동면 외산리 지초마을 인근에서 2011년 9월에 산란흔적이 가장 많은 기주식물 5종을 선택하여 산란된 가지를 채집하여 실험실에서 가지 길이, 가지당 난괴수, 난괴의 길이, 난괴당 알 수를 조사하였다. 난괴 당 알 수는 실체현미경 하에서 산란부위를 칼로 절개하면서 조직 내부에 산란된 알 수를 세었으며, 알의 크기와 색깔 그리고 형태를 조사하였다.

 발육단계별 형태적 특징과 충 크기를 조사하기 위하여 곤충사육실에서 산수유를 기주식물로 갈색날개매미충을 사육하며 조사하였다. 가로 40 cm ×세로 40 cm×높이 50 cm의 스테인레스 케이지 바닥에 증류수를 담은 300 cc 삼각플라스크에 잎이 달린 산수유 가지를 꽃고 갖 부화한 약충을 접종하여 집단사육하며 조사 관찰하였다. 알 부화시험에서 동일한 날짜에 부화된 약충끼리 접종하여 사육하였으며 약충의 발육단계는 탈피여부를 확인하여 구분하였으며, 각 발육단계별 약충 크기는 각각 10마리씩 채집하여 냉동살충 후 해부현미경하에서 크기를 측정하였다.

 갈색날개매미충의 기주식물을 조사하기 위하여 구례군 산동면 외산리 지초마을 인근의 농경지와 산림지역을 대상으로 6, 8,10월에 각각 조사하였다. 약충과 성충이 부착하여 섭식활동 여부, 가지에 산란흔적 여부, 탈피각과 밀납물질 부착에 의한 서식여부 등을 육안관찰 하였다. 서식흔적이 확인된 식물은 사진촬영과 가지를 채취하여 실험실로 가져와 원색 식물도감(Lee T.B., 2006)을 이용하여 분류하였으며, 식물체별 피해현황을 조사하였다. 또한 2011년 3월부터 12월까지 매 순별 발생지역을 방문하며 현지에서 발육단계를 조사하여 생활환을 완성하였다.

발육단계별 친환경 방제자재 선발

 본 시험에 이용한 친환경 자재는 2011년 1월 기준 농촌진흥청 친환경 유기농자재 목록공시에 등록된 자재 중 제충국,님, 고삼, 데리스 등 주성분을 이루는 원료식물이 다른 몇 가지 자재를 시험에 이용하였다. 실험에 이용된 제품은 원료식 물명으로 표기하였다. 친환경자재의 갈색날개매미충 약충에 대한 살충력을 검정하기 위하여 발생지역에서 약충이 많이 부착되어 있는 산수유 가지를 채집하여 비닐봉투 담아 사육실로 가져온 후 겉에 가는 망사를 씌운 직경 20 cm, 높이 40cm의 원통형 케이스 내부에 증류수를 담은 300 ml 삼각플라스크를 바닥에 놓고 채집한 산수유 가지를 꽃고 약충이 안정을 찾을 수 있도록 1일간 정치한 후 자재별로 추천 살포농도로 희석한 약제가 담긴 스프레이를 이용 망사케이지 밖에서 돌려가며 10회 분무처리 하였다. 약충은 갓 부화한 약충과 2～3령으로 구분하여 실험하였다. 성충에 대한 살충력 검정은 약충과 동일하게 준비하였고 20% 설탕물에 적신 솜을 넣어 주었으며, 시험자재에 살충제인 Deltamethrin EC를 추가하여 시험하였다. 약제처리 직후부터 시험 종료 시까지 회전식 선풍기를 약풍으로 돌려 야외조건에서 바람에 의한 건조조건과 유사하게 맞추어 주었으며, 약제처리 1, 3, 5일 후 죽은 충수를 조사하였다. 또한 갈색날개매미충이 대발생한 구례 산동의 주 피해식물인 산수유, 감, 두충나무를 대상으로 친환경 유기농자재의 배량 살포한 후 약해유무를 조사하였다.

결과 및 고찰

산란특성 및 기주식물 조사

 갈색날개매미충의 산란특성을 조사하기 위하여 주 발생지역의 기주식물을 조사한 결과는 table 1과 같다. 산수유, 감, 밤,두충나무, 때죽나무에 가장 많이 산란하였으며 이들 기주식물의 1년생 가지 길이는 두충나무, 산수유, 때죽나무 순으로 길었으며, 가지당 난괴의 수는 산수유가 14.5개로 가장 많았으며 다음으로 두충나무와 때죽나무는 10개 내외였지만 감나무와 밤나무는 각각 2.2개와 3.0개로 다른 나무에 비해 가지당 산란된 난괴수가 적었다. 난괴의 길이는 15.2～18.0 mm 로 기주식물 간에 큰 차이가 없었으며, 난괴당 알 수는 25.0～30.9개로 감나무에서만 다소 적은 경향으로 난괴당 평균 알수는 28.8개였다(Table 1). 갈색날개매미충 알은 길이 1.24 mm , 폭 0.55 mm 이며 우윳빛을 띄는 장타원형으로 1년생 가지속에 2줄로 수직에서 45°로 산란하고 가지를 파낸 톱밥과 흰색의 밀납물질을 혼합하여 보이지 않게 피복한다(Table 2, [Fig. 1; A,B]). Choi et al.(2011)이 조사한 알 크기는 1.19 mm 로 본 조사결과보다 약간 적었으며, 사과나무를 기주로 난괴의 길이는 12.35 mm , 난괴당알수는 18.7개로 본 조사결과보다 알 크기와 난괴의 길이, 난괴당 알 수가 적었는데 이는 충남지역보다 다소 기온이 따듯하기 때문인 것으로 판단할 수 있으나, 온도가 높아질수록 알이 커지고 산란량이 많아지는지에 대하여는 좀 더 추가적인 연구가 수행되어야 할 것이다.

Table 1. Oviposition characte6ristics of Ricania sp. on several kinds of host plant

Table 2. Morphological characters of Ricania sp. eggs

Fig. 1. Morphological characters of each Ricania sp. development stage (A; spawn on twig, B; eggs, C; first nymph, D; third nymph, E; wax mold of third nymph, F; adult, G; adult[♂], H; adult[♀]).

 갈색날개매미충은 알에서 부화하여 4회 탈피한 후 성충이 되는데, 1, 2, 3, 4령 약충의 크기는 각각 1.67, 2.49, 3.42, 4.54 mm였으며, 약충의 외형적 특징은 항문을 중심으로 흰색 밀납물질을 ×자 모양으로 형성하는데 약충단계가 커질수록 그 형상물은 더 길어진다. 어린약충은 밀납물질이 흰색만 있는데, 3, 4령은 흰색과 노란색이 공존하였는데 성별과의 연관성은 없었다. 또 약충은 날 수는 없지만 도약지를 이용하여 멀리 점프할 수 있는데 이때 밀납물질이 잘 떨어지기도 하지만 시일이 경과할수록 다시 천천히 길어진다. 성충은 암컷이 8.7 mm, 숫컷이 8.26 mm으로 암컷이 약간 크며 숫컷은 복부 선단부가 뾰족한 반면 암컷은 둥글하여 쉽게 구분할 수 있다(Table 3, Fig. 1). Choi et al.(2011)은 약충이 5회 탈피하며 영기별 평균크기가 1.1, 2.1,3.4, 6.5, 7.1 mm 라 하여 본 조사결과와 다소 차이가 있는데, 이는 충체를 관찰하면서 꼬리부분에 형성된 밀납 구조물의 부착여부에 의하여 충체크기가 다양해지고 영기 구분이 혼란되었을 것으로 판단되며 보다 정확한 추가연구가 수행되어야 할 것이다.

Table 3. Morphological characters of Ricania sp. nymphs and adult

 갈색날개매미충의 기주식물은 가죽나무, 때죽나무, 산수유등 목본식물 32종과 개망초, 갈퀴덩쿨, 쇠무릅 등 초본식물 19종을 포함하여 총 51종이었다. 산란기주로 이용한 식물은 가죽나무, 감나무, 느티나무, 단풍나무, 대추나무, 때죽나무, 두충, 매실, 머루, 명자나무, 밤나무, 배롱나무, 복분자딸기, 사철나무, 산수유나무, 산초나무, 싸리나무, 오갈피나무, 은행나무, 자귀나무, 철쭉, 청미래덩쿨, 초피나무, 측백나무, 후박나무로 목본류 25종이었고, 초본류에는 까치깨, 달맞이꽃, 명아주, 쇠무릅으로 4종이었다. 산란을 위한 기주식물로 초본류보다는 목본류를 선호하는 이유는 초본류의 경우 겨울기간에 건조고사하기 때문에 알이 안전하게 월동할 수 없는 반면 목본류는 살아서 월동하기 때문에 알이 겨울철을 보내기에 훨씬 안전할 것이라고 판단된다. 성충이 직접 섭식하는 모습을 확인하지 못했지만 난괴만 확인할 수 있었던 목본류도 있고, 대부분의 초본류는 약충이 가해 하였다. 여러 가지 기주식물중 가죽나무, 때죽나무, 두충, 멍석 딸기, 밤나무, 복분자딸기, 산수유나무, 찔레꽃, 후박나무가 산란과 섭식에 가장 선호하는 기주식물이었다(Table 4). Choi et al.(2011)은 충남지역에서 갈색날개매미충의 기주식물을 조사한 결과 자두, 대추, 아카시아, 블루베리, 복분자, 사과, 밤 등 27종에서 성충 서식과 약충의 허물, 밀납물질을 확인하였고, 성충밀도가 높았던 기주식물은 자두, 대추, 아카시아, 블루베리, 복분자, 사과, 밤, 옻, 포도, 복숭아, 두릅, 엄나무, 오미자, 키위였다고 하였는데 이는 발생지역 산림을 조성하는 식물체의 차이에 의한 것이며 주변의 대부분의 식물체를 가해하는 광식성 해충임을 알 수 있는 결과였다.

Table 4. List of host plants, occurrence stage, and preference by Ricania sp.

 갈색날개매미충의 피해형태를 살펴보면(Fig. 2), 1년생 가지조직내 산란에 의한 가지고사로 수관을 크게 감소시키며 유실수의 경우 결과모지의 수가 줄어 결실량을 감소시키는 피해를 주며, 약충과 성충은 잎과 줄기에서 양분흡즙으로 인한 생육저 해와 분비물에 의한 그을음병 유발로 광합성량 감소 및 외관상의 과일 상품성을 떨어뜨린다.

Fig. 2. Ricania sp. damage pattern(A; twig dies due to spawn, B; sap sucking by nymphs and adults, C; inducing a sooty mold).

 전남 구례지역을 중심으로 갈색날개매미충의 생활환을 살펴보면(Fig. 3), 연 1세대 발생하며 알로 월동하여 5월 중순부터 6월 상순까지 부화하며, 약충은 5월 중순부터 8월 중순까지 4단계 탈피하여 성충이 된다. 7월 중순에 우화한 성충은 1개월간 산란하지 않고 자유스럽게 기주식물을 옮겨 다니며 섭식하다가 8월 중순부터 산란하기 시작하며 11월 중순까지 지속된다. Choi et al.(2011)은 암컷 성충이 곧바로 교미하지 않고 약 3～4주 의 교미기간을 거쳐 산란하는 것으로 판단된다고 하여 본 조사결과와 일치하였다.

Fig. 3. Life cycle of Ricania sp. in the Kurye area, Jeonnam.

발육단계별 친환경 방제자재 선발

 갈색날개매미충 부화약충에 대한 친환경 유기농자재의 살충율을 조사한 결과는 Table 5와 같다. 처리 1일후 고삼추출물제가 92.3%로 살충율이 가장 높았고, 두 약제를 제외한 나머지 약제는 80% 이상의 살충율을 보였으며, 모든 처리자재에서 약해는 발생하지 않았다.

Table 5. Mortality of the first nymph Ricania sp. and phytotoxicity on some plants treated with environmental friendly agricultural material(EFAM)

 2～3령 약충은 1령에 비해 살충효과가 많이 낮아지는 경향으로 고삼추출물제는 1일후 68.3%였지만 2일, 5일 후에 각각 77.8%와 88.9%로 비교적 높은 살충율을 보였다. 한편 천연식물추출물제는 처리 1일후 88.6%로 처리약제 중 가장 높은 살충율을 보였으며 그 외의 약제는 살충율이 비교적 낮았다. 전반적으로 친환경자재의 약충 살충율은 충체가 성장할수록 약효는 현저하게 감소하는 경향을 보였다(Table 6).

Table 6. Mortality of second-third stage Ricania sp. nymphs treated with environmental friendly agricultural material (EFAM)

 성충에 대한 살충율은 Table 7과 같다. 몇가지 친환경자재와 살충제를 시험재료로 처리 1, 3일후의 보정살충율을 산출하였다. 님추출물제와 천연식물추출물제는 1일후 70% 이상의 높은 살충율을 보였지만 처리 3일 후에도 큰 차이는 없었다. 친환경 자재 중 고삼추출물제가 82.4%로 가장 높은 살충율을 보였다.

Table 7. Mortality of adult Ricania sp. treated with environmental friendly agricultural materials (EFAM) and agrochemical

한편 살충제인 Deltamethrin EC는 3일후 100%의 살충율을 보였다. 친환경자재를 이용한 갈색날개매미충 방제시험은 수행된바 없지만 Lee et al.(2011)은 꽃매미 3～4령 약충과 성충을 대상으로 친환경농자재 10종의 살충력 평가결과 90% 이상의 살충력을 가진 자재 3종을 선발한 바 있다. 제조회사가 달라 직접 비교할 수 없으나 갈색날개매미충은 꽃매미에 비해 살충효과가 상대적으로 낮은 결과를 보였다. 

 이상의 결과를 종합해보면 약충방제에 효과적인 친환경자재는 고삼추출물과 천연식물추출물이었으며, 성충에는 고삼추출 물로 80% 이상 방제가 가능하였고, 농약처리에서는 높은 살충율을 보인 것으로 보아 새롭게 발생한 해충이기 때문에 약제저 항성이 발달되지 않은 것으로 판단된다. 성충의 경우 특히 약제살포시 도망가버리기 때문에 방제효과가 낮을 수 있으므로 충체에 직접 접촉할 수 있도록 살포하는 것이 방제효과를 높일 수 있는 방법이다.

사 사

 이 논문은 농촌진흥청 국책기술개발과제 『돌발 및 주요해 충 국가예찰망 구축연구(PJ9071872012)』과제의 과제비 지원에 의해 수행한 결과이다.