담배가루이(Bemisia tabaci (Gennadius))는 시설재배 채소 류와 관상용 식물에 주로 피해를 주는 해충으로 500여종의 기 주식물이 알려져 있으며, 세계적으로 발생되고 있다. 이 해충은 24개 이상의 생태형(biotype)이 알려져 있으며, 그 중 B와 Q 생 태형이 농작물에 피해가 크다(van Lenteren, 1988; Oliveira et al., 2001). 국내에서 담배가루이발생은 1998년 충청북도 진천 군의 시설장미에서 B 생태형이 처음 확인되었으며, Q 생태형 은 2004년 경남과 전남지역의 토마토에서 발생이 확인되었고 (Lee et al., 2005), 현재는 강원도를 제외한 전국에 발생되는 것 으로 보고 있다.

담배가루이는 흡즙을 통한 직접적인 피해뿐만 아니라 분비 된 감로에 의해 그을음병이 발생되어 광합성이 억제되는 간접 적인 피해를 주고 있다. 그러나 최근 담배가루이는 이러한 피해 보다 토마토황화잎말림바이러스(TYLCV) 등 100여종의 식물 바이러스병을 매개하는 것으로 밝혀졌으며 이 바이러스병으로 인한 피해가 더 심각하다(Muñiz, 2000; Navas-Castillo et al., 2011; Zhang et al., 2005). 국내에서도 TYLCV가 2008년 처음 발생이 확인된 후 남부지방을 중심으로 확산되면서 토마토 재 배에서 가장 중요한 병해충으로 관리되고 있다(Park et al., 2012).

합리적인 담배가루이 관리를 위해서는 신뢰할 수 있는 조사 방법과 방제밀도 등이 결정되어야 하며, 이를 통해 살충제 사용 과 저항성 해충의 출현을 줄일 수 있다(Tonhasca et al., 1994; Naranjo and Flint, 1995; Palumbo et al., 1994). 특히 바이러스 병 피해를 줄이기 위해서는 담배가루이 성충을 예찰하기 위한 간편하고 신뢰할 수 있는 조사법 개발이 요구되고 있다.

제주지역에서 토마토재배는 주로 제주시 한경면과 서귀포 시 대정읍 지역에서 이루어지고 있으며, 봄재배 작형은 3~7월, 가을재배 작형은 9~12월에 재배되고 있다. 토마토에서 담배 가루이는 봄작형에서는 5월 중순부터, 가을작형에서는 정식 직후인 9월 상순부터 발생밀도가 높은 경향을 보이고 있다(Song, J.H., unpublished observation). 이와 같은 발생양상은 봄작형 에서는 4월 하순부터 온도조절을 위하여 하우스 환기부를 개폐 하게 되는데 이 시기부터 담배가루이 밀도가 상승하는 경향을 보였다(Song, J.H., personal observation). 가을작형(정식시기: 8월 하순~9월 하순)의 경우 정식직후부터 담배가루이 밀도가 높은 경향이었으며, 담배가루이가 매개하는 바이러스병이 확 산되면서 정식시기가 10월중하순으로 늦춰지고 있다.

본 연구에서는 가루이, 잎굴파리, 진딧물 등의 해충발생을 조사하는데 일반적으로 이용하고 있는 황색끈끈이트랩으로 시 설재배 토마토에 발생하는 담배가루이 성충의 효율적인 표본 조사 방법을 개발하기 위하여 수행되었다.

재료 및 방법

황색끈끈이트랩을 이용한 담배가루이 성충의 밀도조사는 2011~ 2012년 봄과 가을 재배작형에 대해 제주시 한경면과 서귀포시 대정읍 토마토 재배포장에서 실시하였다. 본 연구에 이용한 자 료는 발생밀도가 낮았던 봄재배 작형의 지역별 각 3개씩 총 6개 포장에서 얻은 자료를 이용하였다. 토마토 재배 하우스 형태는 폭 5.5 m, 길이는 40~70 m의 연동 하우스로 면적은 1,400~ 3,400 m²로 조사포장에 따라 차이가 있었다. 조사포장의 토마 토 줄기유인방법은 장기재배를 하는 1개 포장에서는 장기재배 를 위해 줄기내림유인정지법을 이용하였으나 다른 포장은 토 마토 재배에 가장 일반적인 주지 1본 정지법으로 재배하였다. 토마토 재배 시에 수확이 완료된 화방의 아랫부분의 잎은 대부 분 제거하였으며, 일부 제거하지 않은 포장도 있었다.

트랩 설치 및 조사

황색끈끈이트랩은 10 × 15 cm 크기의 평판트랩(Greenagrotech, Korea)을 이용하였다. 포장당 트랩수는 외곽에 위치한 하우스 동부터 하우스 길이와 연동수, 면적 등을 고려하여 하우스 전체 에 고르게 20~30개를 배치하였다. 트랩설치는 조사포장 중 하 엽을 제거하지 않는 주지1본정지법으로 재배하는 4개 포장에는 일반적으로 사용되고 있는 방법인 토마토 유인줄을 이용하여 작물 상단 위 10 cm 부근에 트랩을 고정시켰다(수직방향). 하엽 을 제거하는 주지1본정지법과 줄기내림유인정지법을 이용하 는 2개 포장은 “ﾡ” 모양의 지주대를 이용하여 지상 60 cm 높이에 지면과 수평으로 위쪽이 끈끈한 면이 오도록 하였다(수평방향).

수직방향으로 트랩을 설치하고 조사간격을 7일 단위로 하는 경우 트랩에 토마토 잎이 붙기도 하고 재배 후기에 작물길이가 너무 높아 트랩을 교체하기 힘든 단점이 있었다. 트랩은 7~10 일 간격으로 랩필름을 씌워 수거한 후 실험실로 가져와 실체현 미경(× 7배) 하에서 담배가루이 성충수를 조사하였다. 황색끈 끈이트랩에 유인된 담배가루이는 온실가루이와의 구분이 어렵 기 때문에 조사기간 동안 가루이 성충을 채집하여 동정한 결과 모두 담배가루이로 판명되어 본 연구에서 발생한 가루이는 담 배가루이로 판단하였다.

트랩 설치방법과 담배가루이 유인과의 관계

트랩 높이와 방향에 따른 담배가루이 성충의 유인수를 비교 하기 위하여 2011년 서귀포시 대정읍 시설토마토에서 임의의 토마토 9주를 선정하여 황색끈끈이트랩을 수직방향과 수평방 향으로 각 1개씩 트랩을 설치하여 비교하였다. 본 시험 포장은 하엽을 제거하는 주지1본정지법으로 재배되고 있었다. 시험은 3월 31일부터 6월 1일까지 7~10일 간격으로 교체하여 유인된 담배가루이 성충수를 조사하였다. 조사일별로 설치방법에 따 른 담배가루이 유인수 차이는 Student t-test로 검정하였다.

자료분석

분산지수는 일반적으로 이용되고 있는 Taylor’s power law (TPL)과 Iwao’s patchiness regression (IPR) 두가지 방법을 사 용하였다. TPL은 자연로그를 취한 평균(m)과 분산(s²)의 일반 선형회귀식 (1)

이다(Taylor, 1961). IPR은 평균밀도(m)과 평균군집도[m ∗ = m+(s²/m)–1]의 일반선형회귀식 (2)

이다(Iwao, 1968; Lloyd, 1967). 분산형태는 일반선형 회귀식 의 기울기값(b, β)가 1.0보다 크면 집중분포를 의미하는데, 이 는 Student-t test를 이용하여 판정하였다. 또한 조사연도와 트 랩설치 방법에 따른 회귀식의 기울기와 절편의 동일성은 공분 산분석(ANCOVA)로 검정하였다(Sokal and Rholf, 1981).

곤충의 분포형태가 집중분포를 하고 있어 방제의사를 결정 할 때 평균밀도를 이용하면 일부에서는 이미 경제적 피해수준을 넘어서는 경우가 발생하기도 한다. 이를 최소화하기 위하여 평 균밀도(m)와 최고밀도(W_mx)와의 관계를 회귀선의 적합성을 높 이기 위하여 자연로그(ln)로 수치를 변환한 후 일반선형회귀식 을 이용하 다. (3)

TPL 상수를 이용하여 발생밀도 추정에 필요한 표본수와 표 본조사를 중지할 수 있는 누적밀도를 추정할 수 있다. 담배가루 이 성충의 트랩당 평균밀도(m)를 추정하는데 필요한 표본수(n) 는 Green (1970)의 방법을 이용하였으며: (4)

표본조사중지선은 (5)

식에 의하여 추정하였다. 여기서 T_n은 표본 n까지의 누적수, D(=SE/m)는 고정 정확도, n은 표본크기, a와 b는 TPL 상수이 다. 본 연구에서 필요 표본수와 표본조사중지선을 결정하는데 이용한 D값은 0.20과 0.25, 0.30이었으며, 일반적으로 해충관 리에 이용되고 있는 정확도는 0.25이다(Southwood, 1978).

일반선형 회귀식 상수의 추정은 SAS의 PROC GLM을 이용 하였으며(SAS Institute, 1999), 적합성은 결정계수(r²)으로 평 가하였다.

조사현장에서 황색끈끈이트랩에 유인된 담배가루이 성충을 조사하는데 포획된 충수를 모두 조사하려면 많은 시간이 필요 하기 때문에 이를 손쉽게 추정하는 방법으로 이항표본조사법 을 이용하고 있다. 평균밀도(m)와 담배가루이 성충이 T마리보 다 많이 유인된 트랩비율(pT)간의 관계를 Kono and Sugino (1958)의 경험이항모델 (6)

을 이용하였다. 여기서 a′과 b′은 회귀식 상수이며, 최적의 T값 은 회귀식의 결정계수(r²)와 회귀식 잔차의 제곱평균(MSE)을 이용하여 결정하였다.

결과 및 고찰

트랩 설치방법과 담배가루이 유인과의 관계

온실가루이, Trialeurodes vaporariorum는 황녹색광(500~ 600 nm)에 반응하여 유인 및 착지가 이루어지는 것으로 알려 져 있으며(Coombe, 1982), 담배가루이도 이와 유사하다. 트랩 높이와 방향에 따른 담배가루이 성충의 유인수를 비교한 결과 수평방향의 트랩이 수직방향보다 많은 성충이 유인되었으며 (t=2.75, p<0.01), 조사기간 동안 담배가루이 성충의 밀도변동 은 유사한 경향을 보였다(Fig. 1). 담배가루이가 수직방향 트랩의 부착가능한 표면적이 수평방향보다 더 넓음에도 불구하고 수평 방향 트랩에 더 많이 유인된 것은 담배가루이 성충의 분산행동 과 관련이 있는 것으로 생각된다(Gerling and Horowitz, 1984). 그러나 토마토 유인방법은 동일하였지만 하엽을 제거하지 않 은 다른 토마토 포장에서 동일한 시험을 수행한 결과 수평방향 에 거의 유인되지 않았다(Song, J.H., unpublished observation).

이는 토마토 하엽을 제거하지 않은 포장에서는 토마토 잎이 수 평방향 트랩을 가리기 때문에 트랩표면의 광반사율이 낮아 유 인력이 떨어졌던 것으로 추정된다. 트랩의 광반사율과 담배가 루이 유인력의 관계에 대한 구체적인 연구가 필요할 것으로 판 단된다.

분산지수

분산지수 분석 자료는 낮은 밀도에서 정확도가 높은 표본조 사법을 개발하기 위하여 조사한 자료 중 트랩당 평균밀도가 12.0마리 이하의 자료만을 이용하였으며, 공간분포의 특성 분 석에는 일반적으로 많이 이용되고 있는 TPL과 IPR을 이용하 였다.

트랩설치 방법과 연도별 회귀식의 절편과 기울기의 차이를 공분산분석(ANCOVA)를 이용하여 검정한 결과 모두 유의성 이 없었다(트랩설치 방법: F_1,36=0.79, p>0.1; F_1,36=2.46, p>0.1, 연도: F_1,36=12.85, p>0.1; F_1,36=2.30, p>0.1 ). 따라서 TPL 분석 에서 모든 자료를 통합하여 평균과 분산간의 관계 모델에 적용 이 가능하였다.

공간분포를 분석한 결과 TPL의 결정계수가 IPR보다 높으 면서 변이 폭이 작아 TPL이 담배가루이 성충의 공간분포 특성 을 더 잘 설명하는 것으로 나타났다(Table 1). TPL의 결정계수 (r²)의 범위는 0.85~0.93인 반면 IPR에서는 0.54~0.94로 TPL의 변이폭이 작아 더 안정적이었으며, 2012년을 제외한 나 머지의 결정계수가 TPL이 IPR보다 높았다. 이 두 회귀식의 기 울기값(b와 β)가 모두 “1”보다 커 집중분포를 하는 것으로 나 타났다(P<0.05). 이는 목화에서 트랩의 형태와 설치위치에 따 른 TPL 상수가 1.49~1.88로 집중분포를 하고 있다는 결과와 유사하였다(Naranjo, 1996).

표본조사법

최근 국내에서 담배가루이가 매개하는 바이러스병 피해가 확산되고 있어 담배가루이 방제에서 성충을 조기에 발견하는 것이 중요하다. 이에 따라 담배가루이 성충 발생을 예찰하기 위 하여 설치한 황색끈끈이트랩의 트랩당 평균밀도보다 작물에서 의 발생여부를 파악하는 것이 방제의사 결정에 더 중요하다. 토 마토에서 담배가루이 발생과 황색끈끈이트랩 유인밀도와의 상 관관계에 대한 구체적인 연구는 없으나 트랩을 7일 동안 설치 했을 때 10마리 이상 유인된 트랩이 나타나는 시기에 토마토에 서 담배가루이 성충이 관찰되고 있어(Song, J.H., unpublished observation) 이를 담배가루이 방제시기로 이용하는 것이 좋을 것으로 판단되었다.

조사포장별 조사일의 트랩당 평균밀도(m)와 최고밀도(W_mx) 와의 관계를 두 값에 대하여 선 적합성을 높이기 위하여 자연로 그를 취한 후 일반선형회귀식으로 추정한 결과 ln(W_mx) = 1.52 + 0.82 ln(m) (F_1,40=310.82, p<0.001, r²=0.89)이었다(Fig. 2). 이 식으로부터 최고밀도가 10마리(신뢰구간 : 6~31)일 때의 트 랩당 평균밀도는 3.6마리로 추정되었다. 분산지수 분석에 이용 한 자료에 대해 적합성을 검정한 결과 1개의 자료를 제외한 나 머지는 모두 95% 신뢰구간 내에 들어와 있었으며, 분산지수 분 석에 이용하지 않은 다른 포장에서 얻은 독립된 자료는 모두 95% 신뢰구간 내에 있어 적합도가 높았다.

시설토마토에서 담배가루이 성충을 황색끈끈이트랩을 이용 하여 표본조사할 때 고정 정확도(D) 0.20과 0.25, 0.30에서 필 요한 트랩수를 TPL 상수를 이용하여 계산하였다(Fig. 3). 고정 정확도 수준이 높아질수록 일정 평균밀도 추정에 필요한 트랩 수는 증가하였다. 최고 밀도가 10마리 이상이 되는 트랩당 평균 밀도 3.6마리일 때 고정정확도 0.25와 0.30 수준에서 각각 15개 와 10개였다.

일정 고정정확도 수준에서 담배가루이 평균밀도가 증가함 에 따라 필요한 트랩수는 감소하는 경향이었다. 고정정확도 0.25 수준에서 트랩당 평균밀도가 1.0 마리, 5.0 마리, 10.0 마리 일 때 필요한 트랩수는 각각 29개와 13개, 9개가 필요한 것으로 나타났다.

시설토마토에서 담배가루이 발생을 예찰하는 경우 포장당 트랩을 5개 정도로 고정하여 조사하고 있다. 본 연구결과에 의 하면 해충관리에서 일반적으로 적용하고 있는 고정정확도 0.25수준에서는 포장당 트랩 5개를 설치하는 경우 추정 가능한 트랩당 평균밀도는 26마리 이상으로 그 이하의 낮은 밀도를 추 정하는 것은 어려웠다. 트랩당 평균밀도 10마리 이하를 추정하 기 위해서는 포장당 트랩을 최소한 9개 이상 설치해야 하는 것 으로 나타났다.

표본조사를 할 때 표본수를 고정하여 전체를 조사하는 것보 다 조사한 표본에서의 개체 누적수를 이용하면 조사비용을 줄 일 수 있다. 이는 트랩에 유인된 담배가루이 성충 누적수가 표 본조사중지선을 넘어서는 경우 표본조사를 중지하고 평균밀도 를 추정할 수 있게 된다. 이를 위해 TPL 상수를 이용하여 고정 정확도 수준별로 조사를 중지하는 시점에서의 누적 밀도를 계 산하였다(Fig. 4). 고정정확도 수준이 높을수록 표본조사를 중 지할 수 있는 누적밀도가 증가하였으며, 조사 트랩수가 증가하 면 조사중지를 위한 누적 성충수는 감소하였다. 트랩당 평균밀 도가 10마리를 추정하기 위하여 조사를 중지할 수 있는 트랩수 와 누적 가루이수는 고정 정확도 수준 0.20에서는 14개와 140 마리, 0.25에서 9개와 89마리, 0.30에서 6개와 64마리였다.

트랩에 유인된 담배가루이 T=0마리과 1마리, 2마리, 3마리 보다 많은 성충이 유인된 트랩의 비율(pT)과 평균밀도(m)와의 관계를 경험이항모델을 이용하여 분석하였다(Table 2). T = 1일 때 회귀식의 결정계수(r²)가 가장 높고, 회귀식 잔차의 제곱평균 (MSE)이 가장 낮았다[ln (m)=1.19+0.90 ln(–ln(1–_pT)), F_1,37=443.31, p<0.001)]. 이 식을 이용하면 현장에서 담배가루 이가 2마리 이상 유인된 트랩의 비율로부터 조사포장의 평균밀 도를 쉽게 추정할 수 있다.

본 연구결과 시설토마토에서 황색끈끈이트랩을 이용하여 담배가루이 성충을 예찰하는 경우 재배방법에 따라 트랩 설치 방법을 달리할 필요가 있었다. 트랩설치는 수확한 열매부위 아 래쪽 하엽을 제거하는 주지1본정지법이나 줄기내림유인정지 법을 이용하여 토마토를 재배하는 포장에서는 지상 60 cm 높 이에 수평방향으로 하는 것이 좋았다. 토마토에서 담배가루이 성충의 발생초기를 정확하게 추정하려면 조사포장당 15개 이 상의 트랩이 필요로 했다. 본 연구결과는 트랩유인 밀도와 작물 에서 발생밀도와 상관관계에 대한 연구가 부족하였지만 이에 대한 연구가 이루어지면 바이러스 확산을 최소화하는 담배가 루이 관리방안 수립에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.