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ISSN : 1225-0171(Print)
ISSN : 2287-545X(Online)
Korean Journal of Applied Entomology Vol.55 No.4 pp.489-494
DOI : https://doi.org/10.5656/KSAE.2016.06.1.036

Biological Control of Bradysia difformis using the Predatory Mite (Hypoaspis aculeifer) in Hydroponically Cultivated Strawberry

Hyeong-Hwan Kim*, Jung-Beom Yoon, Dong-Hwan Kim, Chang-Yeol Yang, Taek-Jun Kang
Horticultural & Herbal Crop Environment Division, National Institute of Horticultural & Herbal Science, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea
Corresponding author:hhkim8753@korea.kr
June 7, 2016 October 31, 2016 November 9, 2016

Abstract

Biological control of the fungus gnat Bradysia difformis by the predatory mite Hypoaspis aculeifer was examined in hydroponic systems of strawberries in Namwon and Hapcheon varieties of Jeollabuk-do and Gyeongsangbuk-do provinces, respectively, from 2012 to 2013. The damage to strawberries caused by B. difformis was examined in seedling stages and during cultivation periods. To achieve environment-friendly management of B. difformis, 60.6 individuals of H. aculeifer were released per square-meter three and four times during cultivations periods of the Namwon and Hapcheon strawberry varieties, respectively. H. aculeifer had better control efficiency against of B. difformis than that observed with conventional cultural practices. Wilt symptoms and damage of strawberries due to B. difformis were decreased by approximately 7.4-10.4%.


수경재배 딸기에서 포식성 천적, 아큐레이퍼응애를 이용한 작은뿌리파리의 생물적 방제

김 형환*, 윤 정범, 김 동환, 양 창열, 강 택준
농촌진흥청 국립원예특작과학원 원예특작환경과

초록

2012년부터 2013년까지 2년에 걸쳐 남원과 합천의 수경재배 딸기에서 포식성 응애 아큐레이퍼응애를 배지에 방사하여 작은뿌리파리의 밀도억제 효과를 조사하였다. 수경재배 딸기에서 아큐레이퍼응애를 m 2 당 60.6마리를 3회~4회 방사한 결과 아큐레이퍼응애 방사구에서는 작은 뿌리파리의 밀도억제 효과도 높았고 작은뿌리파리 유충에 의한 시들음 증상이나 고사되는 딸기의 피해도 줄었는데 무처리구 보다 7.4~10.4%의 피해율이 감소되었다.


    Rural Development Administration
    PJ011218032016

    딸기에 발생하는 해충은 전 세계적으로 약 90여종이 알려 져 있으며(Alford, 1984), 국내에서는 점박이응애(Tetranychus urticae)와 목화진딧물(Aphis gossypii)을 비롯하여 약 15여종 이 보고되어 있다(Lee et al., 2008). 이 중 검정날개버섯파리과 (Sciaridae)에 속하는 작은뿌리파리(Bradysia difformis)는 버 섯의 균사, 자실체를 가해하거나 원예작물의 뿌리를 가해하는 것으로 알려져 있으며(Cantelo, 1979; Lee et al., 1999; Jeon et al., 2004), 원예작물 시설재배지에서는 토양재배뿐만 아니라 수경재배지에서도 발생하여 작물 생육저하와 수량감소의 원인 이 된다(Park et al., 1999; Kim et al., 2000; Lee et al., 2001).

    최근 딸기를 환경친화적으로 생산하기 위해 톱밥, 펄라이트, 코코피트 등의 유기물이 함유된 고형배지를 이용한 순환식 고 설 수경재배로 전환하는 농가가 늘고 있다. 하지만 유기물과 수 분이 풍부한 배지는 오히려 작은뿌리파리와 같은 토양 서식성 해충의 먹이원이나 산란처가 되며, 형태적으로 굵은 딸기 뿌리 를 선호하는 작은뿌리파리가 연중 발생하기에 적합한 환경이 되기도 한다.

    작은뿌리파리의 유충은 뿌리 조직 내로 침입하여 지제부 조 직 속까지 갉아먹음으로써 생육을 저해시키고, 그 과정에서 토 양 내 병원균을 매개하기도 하는데, 이러한 피해는 육안 관찰이 어렵고 잘록병 피해로 오인되기도 한다(Lee et al., 2001). 성충 또한 몸체에 병원균을 묻혀 다른 식물체로 이동, 정착하거나, 산란하는 과정에서 병원균을 매개하기도 한다(Lee et al., 2001). 작은뿌리파리가 매개하는 병원균은 Pythium, Thielaviopsis, Botritis, Fusarium, Verticillium 등이 알려져 있어(Kalb and Millar, 1986; Jarvis et al., 1993), 전국적으로 작은뿌리파리 피 해와 함께 복합적 피해가 증가하고 있는 실정이다.

    작은뿌리파리에 의한 피해를 줄이기 위해 살충제를 이용하 는 화학적 방제법에 전적으로 의존하고 있으나, 최근 등록된 살 충제로도 효과적으로 방제할 수 없어 피해가 늘어나고 있다. 특 히 친환경 재배지에서는 친환경자재 등을 이용한 방제효과가 불투명하여 피해는 가중되고 있는 실정이다.

    작은뿌리파리를 비롯한 버섯파리의 생물적 방제를 위한 포 식성 천적으로는 아큐레이퍼응애(Hypoaspis aculeifer), 마일 즈응애(Hypoaspis miles), 스키미투스응애(Stratiolaelaps scimitus) 등이 있으며, 기생성 천적으로는 곤충병원성 선충 Steinernema feltiae, S. carpocapsae 등이 알려져 있다(Chambers et al., 1993; Gouge and Hague, 1994; Wright and Chambers, 1994; Freire et al., 2007). 미국, 유럽 등에서는 관상식물에 발생하는 작은뿌 리파리와 동종이명인 B. paupera 뿌리파리류 방제를 위하여 마 일즈응애(Chambers et al., 1993; Wright and Chambers, 1994) 와 곤충병원성 선충 S. feltiae를 이용한 사례가 있다(Richardson and Grewal, 1991; Gouge and Hague, 1994).

    아큐레이퍼응애는 지상부 보다는 지하부 해충의 생물적 방 제를 위하여 몇몇 원예작물에서 성공적으로 이용되었는데, 오 이 수경 재배지에서 토양서식 포식성 응애 Geolaelaps sp. nr. aculeifer를 방사하여 버섯파리 Bradysia spp. (Gillespie and Quiring, 1990)를, 포인세티아 포트재배지에서 아큐레이퍼응 애를 방사하여 작은뿌리파리(Jeon et al., 2007)를, 민트 포트재 배지에서 아큐레이퍼응애와 마일즈응애를 이용하여 갯파리의 일종인 Scatella tenucosta (Vänninen and Koskula, 2004)를 효 과적으로 방제하였다. 또한 버섯재배지에서 검정날개버섯파 리(sciarid), 벼룩파리(phorid) (Jess and Bingham, 2004), 버섯 파리 Bradysia matogrossensis (Freire et al., 2007; Castilho et al., 2009b), Bradysia spp., 버섯선충(rhabditid) (Szafranek et al., 2013), Lycoriella ingenua (Kim et al., 2012), 작은뿌리파 리, 표고큰검정버섯파리, 표고버섯혹파리(Kim et al., 2013), 그 리고 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis) 번데기 (Glockemann, 1992; Berndt et al., 2004; Wiethoff et al., 2004; Wu et al., 2014), 곤봉가루응애(Tyrophagus similis) (Kasuga et al., 2006) 등 토양에 서식하는 해충 및 특정 령기의 밀도를 억제 하기 위하여 포식성 응애류를 이용하고 있다.

    본 연구는 수경 딸기 재배지에 발생하여 딸기의 생육을 저해 하거나, 고사시키는 작은뿌리파리에 대한 친환경 방제법의 일 환으로 포식성 천적인 아큐레이퍼응애(Hypoaspis aculeifer)를 이용한 방제효과를 알아보기 위해 수행하였다.

    재료 및 방법

    시험포장 선정

    아큐레이퍼응애(H. acueifer)를 이용한 딸기 수경재배에 발 생하는 작은뿌리파리(B. difformis)의 방제효과 시험은 전북 남 원시 운봉면(무농약 재배)과 경남 합천군 쌍책면(저농약 재배) 의 2개소에서 수행하였다. 남원시 운봉면의 포장은 단동형 하 우스 3동이었고, 1동 당 면적은 6.8 × 95 m였다. 딸기 재배용 베 드는 시설하우스 당 5줄이었고, 7,000주의 딸기가 재배되고 있 었다. 합천군 쌍책면의 포장은 단동형 하우스 5동이었고, 1동 당 면적은 8 × 100 m였다. 딸기 재배용 베드는 시설하우스 당 6 줄이었고, 7,200주의 딸기가 재배되고 있었다. 두 지역 모두 주 품종은 설향을 재배하고 있었다.

    육묘기 천적 방제 효과 조사

    남원에서는 2012년 4월 25일에 육묘한 어린 묘에 5월 3일, 5 월 12일, 5월 18일에 각각 아큐레이퍼응애를 646 m2 당 40,000 마리 밀도로 각각의 5개 베드에 임의로 2~3 m 간격을 두고 지 제부에 흩어 방사하였다. 관행구는 chlorfluazuron 5% EC를 3 회(5월 3일, 5월 25일, 6월 15일), acetamiprid 8% WP를 2회(5 월 12일, 6월 2일) 각각 관주처리 하였다.

    합천에서는 2012년 4월 23일에 육묘한 어린 묘에 5월 4일, 5 월 12일, 5월 18일에 각각 아큐레이퍼응애를 800 m2 당 40,000 마리 밀도로 각각의 베드에 임의로 2~3 m 간격을 두고 지제부 에 흩어 방사하였다. 관행구는 chlorfluazuron 5% EC를 3회(5 월 4일, 5월 25일, 6월 15일), acetamiprid 8% WP를 2회(5월 12 일, 6월 2일) 각각 관주처리 하였다.

    본밭 천적 방제 효과 조사

    남원 딸기 수경재배지(2012년 8월 31일에 정식)에서 아큐레 이퍼응애의 방제 효과를 조사하였다. 아큐레이퍼응애는 9월 15일, 9월 20일, 9월 25일, 12월 28일 각각 4회 방사하였으며, 구입한 당일 오후 4~6시 사이에 방사하였다. 방사량은 646 m2 당 40,000마리였고, 5개 베드에 임의로 2~3 m 간격으로 지제부 에 흩어 방사하였다. 관행구는 chlorfluazuron 5% EC 2,000배 희석액을 딸기 1본당 100 ml씩 3회(9월 15일, 10월 5일, 12월 28일), acetamiprid 8% WP 2,000배 희석액을 3회(9월 25일, 10 월 18일, 1월 18일) 관주 처리하였다.

    합천 딸기(2012년 9월 2일 정식) 재배지에서 800 m2 당 50,000마리의 아큐레이퍼응애를 각각의 5개 베드에 임의로 2~3 m 간격을 두고 지제부에 흩어 방사하였다. 아큐레이퍼응애는 2012년 9월 15일, 9월 20일, 9월 25일, 12월 8일 각각 4회 방사 하였고, 관행구는 chlorfluazuron 5% EC 2,000배 희석액을 3회 (9월 15일, 10월 5일, 12월 28일), acetamiprid 8% WP 2,000배 희석액을 3회(9월 25일, 10월 18일, 1월 18일)에 각각 관주처리 하였다.

    작은뿌리파리의 발생밀도 및 피해 조사

    아큐레이퍼응애 처리에 따른 작은뿌리파리 밀도억제 효과 를 조사하기 위하여 딸기 베드에 황색 끈끈이트랩(15 × 25 cm) 을 딸기로부터 30 cm 위, 5 m 간격으로 10개를 설치한 후 작은 뿌리파리의 성충 발생밀도는 월 1~4회 새로운 트랩으로 교체 하면서 조사하였다. 작은뿌리파리에 의한 피해조사는 베드 당 딸기 100주를 임의로 선정하여 이 중 식물체 전체가 시들거나 고사되는 것을 피해주로 간주하였으며, 1개 베드를 1반복으로, 총 3반복으로 수행하였다.

    결 과

    모든 아큐레이퍼응애 방사구에서 작은뿌리파리 성충 밀도 와 피해율은 관행구 보다 낮게 나타났다. 남원 딸기 어린 묘 재 배지에서 육묘 초기에 아큐레이퍼응애를 3회 방사한 결과, 작 은뿌리파리 성충의 밀도는 88.0~142.0마리(평균 115.6마리)로 살충제를 5회 관주처리한 관행구의 152.3~379.6마리(평균 237.4마리) 보다 적었다(Fig. 1A). 또한, 작은뿌리파리에 의한 피해가 나타나지 않았던 아큐레이퍼응애 방사구와는 달리, 관 행 재배구에서는 0~21.7%(평균 8.7%)를 나타냈다(Fig. 1B).

    남원 본밭 딸기 재배지에서 아큐레이퍼응애를 4회 방사한 결과, 작은뿌리파리 성충의 밀도는 89.1~134.4마리(평균 110.7 마리)로 관행구의 102.3~323.6마리(평균 258.2마리)보다 적었 다(Fig. 1C). 또한 아큐레이퍼응애 방사구에서 피해율은 0~ 1.0%(평균 0.2%)로 관행구 0.7~16.7%(평균 7.6%) 보다 낮았 다(Fig. 1D).

    합천 딸기 육묘에서 아큐레이퍼응애 3회 방사에 따른 작은 뿌리파리 성충의 밀도는 95.9~115.6마리(평균 103.2마리)로 살충제를 5회 관주처리한 관행구의 107.1~357.0마리(평균 246.2마리) 보다 적었다(Fig. 2A). 육묘기간 중 작은뿌리파리 피해율은 아큐레이퍼응애 방사시 0~0.7%(평균 0.1%)였지만, 관행구는 0~25.3%(평균 10.3%)를 나타내어 작은뿌리파리의 밀도 억제와 동시에 피해도 10.2% 낮게 나타났다(Fig. 2B).

    합천 딸기 본밭에 아큐레이퍼응애를 4회 방사한 결과, 작은 뿌리파리 성충의 밀도는 23.5~107.3마리(평균 65.9마리)로 관 행구 32.5~325.9마리(평균 217.3마리)보다 적었으며(Fig. 2C), 아큐레이퍼응애 방사구에서의 피해율도 0~1.3%(평균 0.1%) 로 관행구 1.0~23.3%(평균 10.5%) 대비 10.4% 감소하였다 (Fig. 2D).

    고 찰

    2012년부터 2013년까지 2년에 걸쳐 남원과 합천의 딸기 수 경재배지에서 아큐레이퍼응애를 배지에 방사하여 본밭과 육묘 기간에 발생하는 작은뿌리파리의 성충 밀도와 피해를 관행구 와 비교한 결과 육묘 혹은 정식 후 작기 중이라도 작은뿌리파리 의 피해가 발생하면 포식성 천적인 아큐레이퍼응애를 330 m2 당 40,000마리 밀도로 3~4회 방사하면 연중 지속적인 작은뿌 리파리의 밀도 억제 효과에 의한 딸기 피해 감소로 생산량 증대 가 기대된다.

    작은뿌리파리와 같은 속(genus)에 속하는 버섯파리의 생물 적 방제를 위하여 곤충병원성 세균 Bacillus thuringiensis (Harris et al., 1995; Cloyd and Dickinson, 2006), 곤충병원성 선충 Steinernema feltiae, S. carpocapsae (Richardson and Grewal, 1991; Gouge and Hague, 1994; Kim et al., 2003; Kim et al., 2004), 포식성 천적 갈색반날개(Atheta coriaria) (Jandricic et al., 2006), 포식성 응애 아큐레이퍼응애(Hypoaspis aculeifer) (Chambers et al., 1993; Jeon et al., 2007)와 마일즈응애 (Hypoaspis miles) (Chambers et al., 1993), 스키미투스응애 (Stratiolaelaps scimitus) (Beaulieu, 2009) 등 많은 천적들이 연 구되어 왔다. 이중 아큐레이퍼응애와 같은 포식성 응애를 이용 한 지하부 서식 해충류에 대한 생물적 방제는 높은 가능성을 보여주고 있다. Castilho et al. (2009a)은 포식성 응애 Protogamasellopsis posnaniensis가 검정날개버섯파리인 Bradysia matogrossensis, 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis), 긴털가루응애(Tyrophagus putrescentiae), 뿌리응애(Rhizoglyphus echinopus), 토양선충 Rhabditidae에 속하는 Protorhabditis sp. 등을 포식할 수 있는 잠재력이 있는 천적임을 보고하기도 하였 다. 오이 수경 재배지에서 토양서식 포식성 응애 Geolaelaps sp. nr. aculeifer를 주당 6,000마리 밀도로 방사하여 버섯파리 Bradysia spp. 유충과 성충을 10주 동안 효과적으로 감소시킨 사례도 있다(Gillespie and Quiring, 1990). Jeon et al. (2007)은 포인세티아 재배지에서 접목 후 7일째 아큐레이퍼응애를 pot 당 20마리를 접종한 결과, 100%의 방제효과를 나타내었으며, 유묘 피해도 줄일 수 있었다고 보고하기도 하였다. 아큐레이퍼 응애와 마일즈응애를 이용해 민트작물에 피해를 주는 갯파리 일종인 Scatella tenucosta를 3주 후에 68~100%까지 방제한 사 례도 있다(Vänninen and Koskula, 2004). 따라서 포식성 응애 류는 시설원예작물에 피해를 주는 토양 서식성 해충의 생물적 방제를 위하여 활발하게 이용될 수 있다.

    수경재배 딸기 재배지에 방사한 아큐레이퍼응애는 배지 내 에서 지속적으로 발생하고 있었다. 특히, 육묘 중에 방사한 아 큐레이퍼응애는 작은뿌리파리의 밀도 억제효과와 더불어 본밭 으로 정식되면서 딸기 묘와 함께 이동, 정착하여 초기 작은뿌리 파리의 발생을 억제하는 효과도 있었다(Kim, H.H, personal communication). 수경재배 딸기에서 아큐레이퍼응애의 밀도 억제효과가 높았던 것은 펄라이트, 상토 등 유기물로 이루어진 배지에 방사된 아큐레이퍼응애가 수평 혹은 수직으로 활발하 기 움직일 수 있었기 때문이라 사료된다. 또한 작은뿌리파리는 주로 배지의 1 cm 이내에 분포하므로 아큐레이퍼응애에게 쉽 게 포식 당할 수 있었을 것이다. 그리고 작은뿌리파리의 유충이 나 성충보다 알을 더 선호하는 아큐레이퍼응애의 먹이습성도 작은뿌리파리의 밀도억제 효과에 영향을 미쳤을 것으로 사료 된다. 이러한 먹이 습성은 마일즈응애도 유사한데, Chambers et al. (1993)은 시클라멘과 포인세티아에 발생하는 버섯파리 Bradysia spp.의 방제를 위해 방사한 마일즈응애가 포트의 상토 1 cm 이내에 주로 분포하였으며, 7주 후까지 먹이 없이도 생존 하였다.

    무농약 딸기 수경재배지에서 작은뿌리파리의 생물적 방제 를 위하여 포식성 응애, 아큐레이퍼응애를 m2 당 60.6마리를 육묘시기에는 3회, 작기 중에는 3~4회 방사하면 작은뿌리파리 의 밀도를 효과적으로 억제할 수 있었고, 작물의 피해도 7.4~ 10.4%를 줄일 수 있어 친환경 딸기 생산에 일조할 수 있을 것으 로 생각된다. 또한 작은뿌리파리의 피해는 주로 유충에 의해 발 생하고 유기물이 풍부한 토양 내에 서식하기 때문에 천적을 이 용한 방제의 경우 토양 내에 서식하면서 알, 유충 및 번데기를 동시에 포식할 수 있는 포식성 응애는 수경재배 작물, 구근 화 훼류 및 초화류 등 다양한 작물에서 적용이 가능할 것으로 사료 된다.

    사 사

    본 논문은 농촌진흥청연구사업(PJ011218032016)의 지원 에 의해 이루진 것입니다.

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    Occurrences (A, C) of the fungus gnat B. difformis in strawberries and consequent damage rates (B, D) in H. aculeifer-released and insecticide-sprayed plots during the seedlingstage (A, B) and cultivation periods (C, D) in Namwon from 2012 to 2013.

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    Occurrences (A, C) of the fungus gnat B. difformis in strawberries and consequent damage rates (B, D) in H. aculeifer-released and insecticide-sprayed plots during the seedlingstage (A, B) and cultivation periods (C, D) in Hapcheon from 2012 to 2013.

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