담배가루이(Bemisia tabaci)는 중앙아시아, 유럽, 북·중아메 리카 등에 널리 분포하고(Salas and Mendoza, 1995). 기주범위 가 넓으며 약 86과 700여종 이상의 식물을 가해한다(Greathead, 1986). 국내에서는 1998년 충청북도 진천군 시설장미 단지와 경기도 고양시 포인세티아에서 처음 발견되었다(Lee et al., 2000).

담배가루이는 약충과 성충이 잎을 흡즙하고 감로를 분비하 여 농작물의 상품성을 떨어뜨리는 피해를 유발하며, 특히 바이 러스병을 매개하여 더 큰 피해를 일으키고 있다. 가장 문제시되 는 바이러스는 TYLCV (tomato yellow leaf curl virus) 이다. 이 러한 담배가루이는 발생세대기간이 짧아 살충제 저항성 발달이 다른 해충들에 비하여 빠른 것으로 알려져 있으며 유기인계, 카 바메이트계, 피레스로이드계, IGR계, 네오니코티노이드계 살 충제에 저항성이 발견되었다(Elhag and Horn, 1983; Prabhaker et al., 1992; Dennehy and Wiliams, 1997; Devine et al., 1999).

트랩식물은 해충방제의 목적을 위해서 농생태계의 서식지 를 조작하는 생태학적 구조의 개념을 가진다. 해충종합관리 (IPM)의 전략으로 서식지를 교란시키는 것은 작물간이나 농지 간에 또는 주변의 초지에서 가능할 수 있다(Landis et al., 2000). 트랩식물은 “해충의 공격으로부터 주작물을 보호하기 위해 심 겨지는 식물로써 해충이 주작물을 탐색하는 것을 막거나 해충 을 손쉽게 방제될 수 있는 포장내 한쪽 방향으로 밀도를 집중시 키는 식물”로 정의할 수 있다(Hokkanen, 1991).

생물학적 방제는 환경제어가 노지보다 상대적으로 안정적 인 시설내에서 재배되는 농작물의 해충을 농약대신 사용할 수 있는 방제전략이며 농약이 존재하지 않는 농산물을 선호하는 소비자의 요구를 충족할 수 있는 방제 수단의 하나이다(Pillai et al., 2014). 개방된 노지포장과 시설 포장 모두에 있어 포식자와 기생자를 이용한 생물학적 방제의 확대와 천적보호는 담배가 루이 방제를 위해 중요하다(Naranjo, 2001; Stansly et al., 1997). 전세계적으로, 시설하우스내 방사된 천적의 보호를 위한 천적 보호식물(Banker plant)의 이용이 증가하고 있다. 농작물 주위 에 놓여진 천적보호식물은 천적의 증식을 돕는 대체 기주이며 천적보호식물로부터 주작물로 이동한 천적은 해충을 방제해 준다(Frank, 2010). 이러한 천적보호식물의 이용효과는 천적 기 주로써의 선호성, 천적의 밀도, 주작물에의 적용가능성에 달려있 다(Pillai et al., 2014). 최초의 천적보호식물은 1977년 토마토 시 설하우스에서 온실가루이(Trialeurodes vaporariorum Westwood) 방제를 위한 온실가루이좀벌(Encarsia Formosa Gahan) 에 사 용되었다(Stacey, 1977). 그러나 이 방법의 문제점은 토마토가 작물과 천적보호식물 양쪽 모두에 이용되었다는 것이며 결과 적으로는 대체 먹이가 존재하는 주작물이 아닌 다른 식물로써 천적의 밀도를 유지하기에 적당한 식물체를 찾아 이용하는 것 이 천적보호식물을 이용한 생물학적 방제 시스템이다(Xiao et al., 2011). Xiao et al. (2011)은 전세계에 분포하는 좀벌류인 Encarsia sophia (Girault and Dodd)를 시설내 천적으로 활용 시에 천적보호식물로써 파파야의 이용가치를 평가하였다.

본 연구에서는 토마토 시설환경내에 존재하는 주변 식생에 서 담배가루이가 가장 많이 서식했던 식물체를 탐색하여 해충 의 유인효과를 조사하고 천적을 보호할 수 있는 능력을 평가하 여 해충을 유인하는 트랩식물의 개념과 천적을 보호하는 천적 보호식물의 복합적 개념인 “Trap and Protection Plant (TPP)” 의 가능성에 초점을 두었으며, 본 실험에서는 트랩식물의 이용 가치를 판단하기 위하여 담배가루이의 유인효과와 트랩식물내 담배가루이의 발육기간을 조사하였다.

재료 및 방법

토마토 시설내 담배가루이 성충의 발생생태

충남 논산시 부적면 신교리에 위치한 토마토 유기재배 농가 자체적으로 담배가루이 성충을 유인하기 위하여 사용하고 있 는 식물에서 담배가루이의 밀도 조사를 수행하였다. 이 농가는 담배가루이를 유인하기 위하여 팥과 오이를 재배하고 있었으 며 주변 잡초로써 담배가루이의 기주로 의심되는 식물로는 큰 망초와 엉겅퀴가 있어 이들에 대한 담배가루이의 밀도를 3월부 터 6월까지 1주 간격으로 조사하였다. 기주식물의 신초 높이에 황색 끈끈이 트랩을 설치하고 1주간격으로 조사 때마다 교체하 면서 유살된 성충의 밀도를 조사하였다. 또한 농가의 경험상 팥 에 담배가루이가 유인된다는 것을 검증하기 위하여 다른 콩과 식물인 청두콩, 건강강낭콩, 제비콩, 경원팥, 일품검정콩, 장안 녹두, 울타리강낭콩, 대원장류콩 8종을 대상으로 담배가루이 의 포장내 유인력을 조사하였다. 8종의 콩과 식물을 직사각포 트(200 × 500 × 150 mm)에 식재하여 토경재배 토마토 시설하 우스의 중앙 부위에서 고랑당 한 개씩 포트를 위치시키고 콩과 식물이 위치하는 지점과 5 m 와 10 m 떨어진 지점에 황색 끈끈 이트랩(100 × 150 mm)을 토마토의 신초 높이에 맞게 설치하고 1 주간격으로 유살된 담배가루이 성충의 개체수를 조사하였다.

담배가루이 성충의 행동반응

토마토 시설내에서 담배가루이 밀도가 가장 높았던 큰망초 와 시설작물 중 담배가루이 발생량이 많은 가지, 오이를 대상으 로 담배가루이 성충에 대한 후각계 반응을 조사하였다. 4-choice 아크릴 챔버와 이에 연결되는 air delivery system은 Holtmann (1962)의 모형을 응용하여 제작하였으며 4-choice 아크릴 챔 버는 미국의 ARS사의 모형을 응용하여 제작하였다(Fig. 1). 4가 지 식물체는 각각 volatile collection 챔버에 넣어졌으며 air delivery system으로부터 들어오는 공기는 volatile collection 챔버의 뚜껑 하단으로 주입하였고 volatile collection 챔버의 상 단부위에서 배출되는 공기는 4-choice 아크릴 챔버의 4개면 중 앙에 돌출된 삽입구에 연결하였다. 연결튜브는 지름 5 mm의 테프론 튜브를 사용하였다. air delivery system에서 주입하는 공기량은 300 cc/min으로 주입하였으며 각각의 식물체로부터 주입되는 공기의 양만큼 4-choice 아크릴 쳄버의 하단에서 vaccum 펌프로 1,200 cc를 흡입하였다. 담배가루이 성충을 4-choice 아 크릴 챔버 중앙에 50마리를 방사하고 30분 후부터 30분 간격으 로 150분까지 유인수를 조사하였으며 3반복 실시하였다.

결과 및 고찰

토마토 시설내 담배가루이 성충의 발생생태

3월에서 6월까지 토마토 유기재배 시설하우스 내에 자생하 고 있는 큰망초와 엉겅퀴, 그리고 담배가루이 성충의 유인 식물 체로 농가 스스로 심어둔 팥, 오이와 주 재배작물인 토마토에서 황색끈끈이트랩에 유살된 담배가루이 성충의 유살량을 비교한 결과 모든 식물에서 담배가루이는 5월 하순 이후 밀도가 급격 히 증가하였고 발생초기인 3월 22일 이후부터 조사가 끝난 6월 14일까지 담배가루이 밀도는 큰망초에서 가장 높았다. 오이의 경우 발생초기인 4월 3일과 4월 13일까지는 토마토보다 담배 가루이 밀도가 높게 조사되었으나 발생최성기 이후부터는 토 마토보다 다소 밀도가 낮게 조사되었고 팥의 경우 토마토와 유 사한 발생밀도를 보이다가 5월 25일 이후 발생밀도가 증가하 면서 오이보다 낮은 밀도로 조사되었다(Fig. 2). 특히 오이의 경 우 요르단, 이란, 이스라엘에서는 토마토 육묘기간 동안 담배가 루이의 트랩식물로 활용된 예가 있다(Al-Hitty and Sharif, 1987; Al-Musa, 1982; Cohen and Berlinger, 1986).

농가의 경험으로 팥에 담배가루이가 잘 유인된다는 것을 검 증하기 위하여 8종의 콩에 대한 담배가루이 성충의 유인수를 조사한 결과, 팥에서의 유인수보다 울타리강낭콩에서의 유인 수가 더 많았다(Fig. 3). 그러나 콩이 위치한 하우스 중앙으로부 터 하우스 앞뒤로 5 m 와 10 m 떨어진 토마토에서의 담배가루 이 밀도가 현저히 낮아지지 않는 것으로 보아 콩의 담배가루이 유인효과는 낮은 것으로 판단되었다.

토마토 포장내에서 기주식물별 담배가루이 유인효과를 조 사한 Fig. 2과 Fig. 3의 결과로 볼 때, 콩류는 담배가루이 유인식 물로써 적당하지 않았으며 오이는 토마토의 생육초기에는 효 과적인 것을 보였으나 생육후기로 갈수록 효과가 낮아지는 것 을 알 수 있었고 가장 효과가 좋았던 기주식물은 큰망초 였던 것으로 판단되었다.

담배가루이 성충의 행동반응

Fig. 2와 3의 결과에서 큰망초의 담배가루이 유인효과가 인 정됨에 따라 오이, 가지, 토마토와 함께 후각계를 이용한 담배 가루이 성충의 행동반응을 조사하였다. 4-choice 아크릴 챔버 를 이용한 후각계의 30분 후 반응의 경우, 토마토에서 유인수가 가장 많았고 가지와 큰망초가 뒤를 이었으나 유의성은 없었으 며 오이에서 가장 낮은 유인수를 보였다(df=5, F=2.189, P= 0.124). 60분 후 반응의 경우, 가지에서 가장 많은 유인수를 보 였으며 큰망초, 토마토가 그 뒤를 이었고 오이에서 유인수가 가 장 낮았다(df=5, F=2.140, P=0.130). 90분 후 반응의 경우, 큰망 초에서 가장 많은 유인수를 보였으며 가지, 오이 순이었고 토마 토가 가장 낮은 유인수를 보였다(df=5, F=6.910, P=0.003). 120 분(df=5, F=5.944, P=0.005)과 150분(df=5, F=9.087, P=0.001) 후 반응의 경우, 90분 반응과 동일한 결과를 보였다. 90분 이후 부터 큰망초, 가지, 오이에 대한 유인수의 격차는 점점 더 커졌 다(Table 1). 오이의 경우 토마토의 육묘단계에서다 담배가루 이를 효과적으로 유인할 수 있다는 보고도 있으나(Al-Hitty and Sharif, 1987; Al-Musa, 1982; Cohen and Berlinger, 1986) 토 마토의 재배기간 동안에는 담배가루이를 효과적으로 유인하지 못하였으며, 오히려 큰망초는 토마토 재배기간 내내 담배가루 이를 효과적으로 유인하는 것이 확인되었다.

트랩식물에 따른 담배가루이 발육기간

위의 4가지 식물 중 토마토 시설하우스 내에서 가장 밀도가 높았던 큰망초와 이미 토마토 육묘단계에서 담배가루이의 트 랩식물로 사용되 왔던 오이 그리고 주 작물인 토마토에 대하여 담배가루이 유충의 발육기간을 온도별로 조사한 결과는 Table 2와 같다. 20°C의 경우 알기간은 오이에서 가장 길었으며 1령 은 토마토에서 가장 길었고 2령부터 4령까지는 기주식물 별로 큰 차이가 없었다. 25°C의 경우 알기간은 큰망초에서 가장 짧 았고(dF=2, F=18.646, P<0.001) 큰망초에 비하여 토마토에서 발육기간이 약 1일 길었으며, 4령의 경우 발육기간이 큰망초에 서 오이, 토마토 보다 더 짧은 경향을 보였다(dF=2, F=17.014, P<0.001). 30°C의 경우 모든 발육단계에서 큰망초에서 알은 약 0.5일 유충은 약 1일 발육기간이 짧았다. Ahn et al. (2001)은 담 배가루이의 발육이 온도조건에 상당히 민감하다 하였고 목화, 토마토 등 다른 작물에 대한 담배가루이의 발육기간 조사에서 도 연구자들간에 차이는 있으나 유사한 결과를 나타내었다 (Wagner, 1995; Butler et al., 1983; Salas and Mendoza, 1995). Bethke et al. (1991)은 포인세치아와 목화(25°C)에서 담배가루 이의 알에서 성충까지 발육기간은 각각 23.2일과 25.6일로 기 주간 유의성이 없다 하였으나 Salas and Mendoza (1995)와 Coudriet et al. (1985)는 토마토 등 17종의 기주식물에 대한 알 에서 성충까지의 발육기간을 조사하여 기주식물의 종류에 따 라 발육에 차이가 있음을 밝혀 본 결과를 뒷받침 하였다.

토마토에서 담배가루이는 흡즙에 의한 식물체 약화와 배설 물에 의한 그을음 증상을 유발하는 직접적인 피해를 줄 뿐만 아 니라 TYLCV를 매개하여 간적인 피해가 더 큰 해충이며 살충 제의 사용에도 불구하고 방제가 쉽지 않은 해충이다. 이러한 해 충의 관리를 위해서는 근본적인 관리대책이 필요하며 그러기 위해서는 종합적 해충관리 전략이 선행되어야 한다. 위의 결과 는 토마토 시설재배에 있어 발생하는 담배가루이를 트랩식물 로 유인하여 밀도를 집중시킴으로써 방제를 쉽게하기 위한 전 략으로 트랩식물에 대한 담배가루이의 후각적 행동반응과 기 주별 발육특성을 조사하여 기주의 선호성을 조사하였다. 담배 가루이는 시설내에 자생하는 큰망초에 가장 많은 유인력을 보 였고 또한 후각적 행동반응과 기주별 발육특성 조사에서도 가 장 선호하는 것으로 조사되어 추후 큰망초를 포장에 적용하여 담배가루이의 유인력을 조사하고 방제방법으로 화학약제의 사 용과 천적의 이용을 동시에 비교하여 효과적인 방제 전략을 구 축할 계획이다.