총채벌레는 채소, 과일 등 원예 및 농작물에서 심각한 피해 를 일으키고 전 세계적으로 광범위하게 분포하는 해충으로 (Lacasa and Llorens, 1996; Reitz et al., 2011), 성충과 유충이 과실류와 채소류에 은백색의 섭식흔과 산란흔을 남기게 된다 (Kirk and Terry, 2003; Cockfield et al., 2007; Demirozer et al., 2012). 또한 MCMV (Maize Chlorotic Mottle Machlomovirus), INSV (Impatiens necrotic spot virus)와 TSWV (Tomato spotted wilt virus) 등 을 매개하여 경제적 손실을 일으킨다 (Pappu et al., 2009; Webster et al., 2011; Zhao et al., 2014).

꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)는 1970년대부 터 원예 품목의 국제 무역이 확대됨에 따라 전 세계적으로 분포 하고 있다(Kirk and Terry, 2003). 호주는 1993년, 중국의 경우 에는 윈난성 지역에서 2000년대에 처음 발견되었고, 한국에서 는 1993년 8월 제주도 서귀포시 밀감하우스의 재배농가에서 처음으로 발견되었으며, 현재 전국적으로 분포하고 있다 (Malipatil et al., 1993; Woo et al., 1994; Zhang et al., 2003; Park et al., 2007). 대만총채벌레(F. intonsa)는 국내에서 1971 년에 공식적으로 기록되었으며(Woo and Paik, 1971), 최근 연 구에 의하면 국내에서 경북 6개 지역의 사과원에서 대만총채벌 레가 우점종으로 나타났다(Kim et al., 2018). 이들 역시 꽃노랑 총채벌레와 같이 전 세계적으로 주요 원예작물과 농작물의 대 표적 해충으로 알려져있다(Atakan, 1998; Teulon and Nielsen, 2005; Zhang et al., 2011).

꽃노랑총채벌레의 경제적 한계선은 꽃 당 성충 또는 약충이 0.7~2.1마리이면 방제를 수행해야 하는데 총채벌레는 세대 주 기가 짧고 번식력이 높으며 바이러스와 같은 2차 피해를 일으키 므로 낮은 밀도일 때 방제가 수행되어야 한다(Park et al., 2007). 총채벌레를 방제하는데 있어서 살충제의 사용은 중요한 전략 중 하나이나, 살충제의 의존함에 따라 저항성 발현을 유발하기 도 한다(Immaraju et al., 1992; Robb et al., 1995; Broughton and Herron, 2007; Chatzivassiliou, 2008; Funderburk, 2009; Gao et al., 2012). 꽃노랑총채벌레는 다양한 계열(유기인계, 카 바메이트계, 네오니코티노이드계, 피레스로이드계, 스피노신 계 등)의 약제에 대한 저항성이 보고되었다(Immaraju et al., 1992; Brødsgaard, 1994; Robb et al., 1995; Zhao et al., 1995; Broadbent and Pree, 1997; Espinosa et al., 2002a; Espinosa et al., 2002b; Choi et al., 2005; Bielza et al., 2007; Zhang et al., 2008; Wang et al., 2011; Gao et al., 2012; Gholami and Sadeghi, 2016). 국내에서도 김해와 고양의 장미 재배지에서 채 집한 꽃노랑총채벌레에 대한 chlorfenapyr 약제저항성 비가 높 게 나타났고, 구례, 광양, 순천, 제주 지역에서 네오니코티노이 드계 농약인 thiamethoxam과 acetamiprid에 대하여 꽃노랑총 채벌레의 저항성을 보고하였으며 경북지역의 야외개체에서는 imidacloprid에 대해 50% 미만의 사충률을 나타내었다(Yu et al., 2002; Choi et al., 2005; Lee et al., 2017; Kim et al., 2018)

이와 같이 많은 지역에서 다양한 약제에 대한 저항성이 보고 됨에 따라, 총채벌레 방제에 어려움을 많이 호소하고 있으며, 이를 극복하기 위한 대안이 필요한 시점이다(Lee et al., 2017). 따라서 본 연구는, 저항성 집단과 관련하여 방제전략의 기초 자 료를 제공하기 위하여, 국내에 등록된 51종의 살충제를 이용하 여 꽃노랑총채벌레와 대만총채벌레의 감수성평가와 약제의 효 력에 관한 실험, 꽃노랑총채벌레 지역적 감수성 평가를 수행하 였다.

재료 및 방법

시험곤충

시험곤충인 꽃노랑총채벌레는 2014년 김해 장미재배지, 대 만총채벌레는 2011년 청주 고추밭에서 채집하여 충북대학교 곤충사육실에서 어떠한 살충제에도 노출시키지 않으면서 누대 사육한 개체를 사용하였다. 누대 사육은 온도 25~27℃, 광주기 16L: 8D, 상대습도 50~60%에서 강낭콩 떡잎을 먹이로 공급하 여 사육하였다. 야외집단 살충효과 평가에 사용된 꽃노랑총채 벌레는 2018년 4월 경기 화성(HS), 충북 진천(JC) 국화재배지, 충북 천안(CA) 딸기재배지, 5월 경북 구미(KM) 국화재배지, 충북 청주(CJ) 딸기재배지, 7월 충남 부여(BY) 수박재배지에 서 채집된 집단을 바로 실험에 이용하였으며, 감수성 계통 꽃노 랑총채벌레는 경기도 농업기술원에서 3년동안 살충제의 접촉 없이 누대사육된 개체를 분양받아 사육실에서 누대 사육하며 이용하였다.

시험약제

본 실험에 사용된 약제는 카바메이트계 1종, 유기인계 2종, 피레스로이드계 2종, 네오니코티노이드계 5종, 설폭시민계 1 종, 스피노신계 2종, IBR계 1종, 파이롤계 1종, 네레이스톡신계 1종, 벤조일우레아계 1종, 디아마이드계 1종, 테트로닉산계 1 종, 아버멕틴계 2종을 포함한 단제 21종, 합제 30종으로 총 51 종의 시판되고 있는 제품을 사용하였으며, 각 살충제에 대한 일 반명과 유효성분, 제형 및 추천농도는 Table 1과 같다.

실내집단 약제 감수성 평가

꽃노랑총채벌레와 대만총채벌레의 감수성 평가는 엽침지법 을 이용했다. 파종 후 2주 된 오이 떡잎(길이 4~5 cm, 너비 2.5~3 cm)을 떼어 추천농도로 희석한 약액에 30초간 침지한 후, 1시 간 동안 음건하였으며, 농도별 감수성 비교에서 단제는 추천농 도에서 2, 4, 8, 16, 32배 희석하였고 합제는 추천농도에서 16, 32, 64, 128, 256배 희석하여 사용하였다. 음건된 떡잎 한 장씩 을 유리바이알(30 ml)에 넣고 흡충관을 이용해 총채벌레 성충 15~20마리를 접종한 후 filter paper (φ12 mm)를 덮고 랩으로 밀봉하였다. 처리 72시간 후 몸길이만큼 움직이지 못하면 사망 으로 판단하였다. 모든 시험은 3반복으로 수행하였으며, 총채 벌레 두 종에 대해 90% 이상의 살충활성을 나타낸 15약제를 선 발하였다.

약제 효과발현시간 조사

선발된 15종의 약제를 각 추천농도로 희석하여 오이 잎에 꽃 노랑총채벌레 성충을 실내집단 약제 감수성 평가와 같은 방법 으로 처리하였다. 모든 시험은 3반복 수행하였으며 접종 후 72 시간까지 2시간 간격으로 사충률을 조사하여 LT₅₀과 LT₉₅값을 구하였다.

침투이행성 평가

엽면 침투이행성을 평가하기 위해서 오이의 한쪽 잎을 선발 된 15종 약제의 추천농도로 희석된 약액에 30초간 침지하고 24시간 후 침지되지 않은 잎을 떼어 꽃노랑총채벌레 성충을 실 내집단 약제 감수성 평가와 같은 방법으로 처리하였다. 뿌리 침 투이행성은 추천농도로 희석된 약액을 오이 포트에 관주처리 하고 24시간 후 잎을 떼어 약제 감수성 평가와 같은 방법으로 처리하였다. 모든 실험은 3반복으로 네트하우스에서 수행하였 으며 본 실험에 사용된 오이는 파종 5~6주 후 본엽이 3매가 나 올 때의 것을 사용하였다.

잔효성 평가

선발된 15종의 약제의 추천농도로 희석된 약액을 오이 포트 에 분무처리한 후 3, 5, 7, 10, 14일에 잎을 떼어 꽃노랑총채벌레 성충을 실내집단 약제 감수성 평가와 같은 방법으로 처리하였 다. 모든 시험은 3반복으로 수행하였고, 실험에 사용된 오이는 침투이행성 평가와 같이 준비하였다.

야외집단 살충효과 평가

야외집단에서 채집한 꽃노랑총채벌레 집단에 대해 선발된 15종의 약제를 각 추천농도로 희석하여 약제 감수성 평가와 같 은 방법으로 처리하였다. 모든 실험은 3반복으로 수행하였다.

통계 분석

약제별 살충효과 비교는 Tukey’s Studentized Range Test (SAS Institute, 2011)로 비교하였다. 또 효과발현시간은 Probit 분석법(SAS Institute, 2011)으로 총채벌레가 50%와 95% 치사 도달시간(LT₅₀과 LT₉₅) 값을 구하여 비교하였다.

결과 및 고찰

약제 감수성

시판되고 있는 51종의 약제(단제 21종, 합제 30종)를 추천농 도로 처리하여 실내에서 누대사육한 꽃노랑총채벌레와 대만총 채벌레 성충에 대한 감수성을 평가하였다(Table 2). 모든 약제 에 대하여 꽃노랑총채벌레가 대만총채벌레보다 약제에 대한 감수성이 낮게 나타났다. 51종의 약제 중 꽃노랑총채벌레와 대 만총채벌레, 두 종 모두 90% 이상의 살충효과를 나타낸 5종의 단제(benfuracarb WG, chlorfenapyr SC, chlorpyrifos WP, spinetoram WG, spinosad SC)와 10종의 합제(abamectin + chlorfenapyr SC, abamectin + emamectin benzoate WP, buprofezin + spinetoram SC, chlorfenapyr + clothianidin SC, chlorfenapyr + imidacloprid SC, chlorpyrifos + diflubenzuron WP, clothianidin + spinetoram SC, dinotefuran + spinetoram WG, methoxyfenozide + spinetoram SC, pyridalyl + spinetoram EW)를 선발하였다. 본 연구와 비슷하게 Shan et al. (2012)의 연구에서 benfuracarb에 대한 꽃노랑총채벌레가 방제되었다고 보고하였고, chlorfenapyr, chlorpyrifos에 대한 꽃노랑총채벌 레에 대하여 높은 방제효과를 나타내었으며(Horren and James, 2007; Lee at al., 2017; Ludwig and Oetting, 2001). 뿐만 아니 라 spinosad와 spinetoram에 대한 꽃노랑총채벌레의 방제효과 또한 보고되어있다(Ludwig and Oetting, 2001; Srivastava et al., 2008). 10종 중 9종의 합제는 단제로서 높은 사충률을 나타 낸 chlorfenapyr, chlorpyrifos, spinetoram을 포함하고 있지만, abamectin, clothianidin, imidacloprid, diflubenzuron, dinotefuran 과 같이 효과가 낮은 유효성분이 혼합되어 남용되고 있다. 또한 살충효과가 낮게 나타난 유효성분들을 혼합한 합제의 살충효 과는 상승효과 없이 모두 낮게 나타났다. 이를 통해, 여러 합제 에서 유효성분들이 오남용되고 있다고 볼 수 있으며, 이러한 잘 못된 사용은 저항성의 증가를 야기할 수 있다고 생각된다.

대만총채벌레와 꽃노랑총채벌레에 실내집단에 대해 선발된 약제 15종의 농도별 살충효과를 비교한 결과는 Fig. 1과 같다. 단제 5종, 합제 10종 모두 5개의 농도에서 대만총채벌레의 약 제감수성이 높게 나타났기 때문에 대만총채벌레와 꽃노랑총채 벌레가 혼재하고 있을 때 꽃노랑총채벌레에 효과가 있는 약제 를 사용하는 것만으로도 대만총채벌레의 동시방제가 가능할 것으로 생각된다. Bhuyain and Lim (2015)이 발표한 결과에서 chlorfenapyr, chlorpyrifos, thiamethoxam, spinosad, s-metolachlor 및 metalaxyl과 같은 약제에 대해 대만총채벌레가 꽃노랑총채 벌레보다 감수성이 높은 것으로 나타났고, 이는 본 연구의 결과 와 같은 경향을 나타낸다.

약제 효과발현시간

선발된 15종의 약제에 대해 발현속도를 검정한 결과는 Table 3과 같다. Chlorpyrifos WP, chlorpyrifos + diflubenzuron WP에서 2시간 이내에 95%가 치사하여 살충효과가 상당히 빠른 시간 안에 발현되었다. Benfuracarb WG는 14시간 안에 95%의 빠른 살충효과를 나타내었고, chlorfenapyr SC, spinosad SC와 합제 9종에서 48시간 이내에 95% 살충효과를 나타내었다. 파밤 나방(Spodoptera exigua) 2령 유충의 경우 LC₅₀값으로 처리 시 chlorpyrifos는 14.7시간, emamectin benzoate는 26시간이 지 나야 LT₅₀값에 이른다 하였다(Saeed et al., 2012). Imidacloprid 에 대한 꽃노랑총채벌레의 LT₅₀값은 15.42시간으로 나타났으 며 반수knockdown시간(KT₅₀) 값은 7.68시간으로 나타나 치사 에 이르지는 못하지만 knockdown시 햇빛에 노출되어 수분의 손실로 치사에 이르게 할 수 있어 이 또한 총채벌레 방제에 중 요한 역할을 한다 하였다(Gholami et al., 2015). Spinetoram WG는 사충률이 95%를 나타내는 시간이 62.3시간으로 가장 늦은 효과발현시간을 보였다.

침투이행성

선발된 15종의 약제에 대하여 침투이행성 검정 결과는 Fig. 2와 같다. 뿌리를 통한 침투이행성 효과와 엽면을 통한 침투이 행성 효과를 조사한 결과, chlorfenapyr SC 약제에서 사충률이 100, 78.7%로 높게 나타났다. 또한 spinetoram WG에서 엽면 을 통한 침투이행성 효과가 83.8%로 높게 나타났지만, 두 약제 를 제외한 13종의 약제에서는 뿌리를 통한 침투이행성 효과와 엽면을 통한 침투이행성 효과가 모두 40% 미만으로 낮게 나타 났다. 본 연구에서는 spinosad에 대하여 옆면과 뿌리를 통한 침투이행에 따른 사충률이 각각 5.3, 2.8%로, 토마토 뿌리에 spinosad를 처리하였을 때 점박이응애 방제효과가 우수하다는 결과(Van Leeuweun et al., 2005)와 다르게 나타났다. Van Leeuwen et al. (2005)의 연구에 따르면 토질에 따라서, 그리고 식물에 따라서 침투이행성이 각각 다르게 나왔다고 보고한 것 을 토대로, 처리 된 환경조건에 따라 침투이행성 정도가 다르다 고 여겨진다.

잔효성

선발된 15종의 약제의 잔효성 검정 결과는 Fig. 3과 같다. 처 리 3일 후, 5종의 단제 중 chlorfenapyr SC, benfuracarb WG, chlorpyrifos WP를 처리한 오이에서 꽃노랑총채벌레에 대하여 각각 100, 78.9, 77.8%의 사충률을 보였고, chlorfenapyr SC 약 제만 14일까지 100%의 사충률을 보였다. Benfuracarb에 대하 여 배추좀나방은 처리 20일 후에도 사충률이 90% 이상으로 (Yasudomi et al.,1990), 꽃노랑총채벌레보다 높은 사충률을 보 였다. 이처럼 같은 유효성분을 갖고있는 약제여도 대상 해충마 다 잔효성의 효과가 다른 것으로 보여진다. 합제는 처리 3일 후, chlorfenapyr + clothianidin SC, chlorfenapyr + imidacloprid SC 두 약제가 100%의 사충률을 보였으며, methoxyfenozide + spinetoram SC, pyridalyl + spinetoram SC에서 3일까지 각각 75.4, 67.9%의 사충률을 나타내었다. 하지만 14일 후에는 chlorfenapyr + clothianidin SC와 chlorfenapyr + imidacloprid SC가 각각 97.6%, 100%의 사충률을 나타내었다. 이와 같이 잔 효성이 우수한 살충제는 살충효과가 지속된다는 점에서 경제 성이 높다고 판단될 수 있지만, 그만큼 잔류독성의 위험성도 확 인할 필요가 있다(Cho et al., 2011).

야외 집단에 대한 약제 감수성

선발된 15종의 약제에 대한 야외집단의 약제 감수성은 Table 4와 같다. 국화재배지에서 채집한 화성, 진천, 구미집단에 대해 benfuracarb WG는 각각 91.6, 91.0, 97.0%, chlorpyrifos WP 는 각각 100.0, 97.9, 100.0%, chlorpyrifos + diflubenzuron WP 는 각각 100.0, 96.6, 100.0%의 높은 살충효과를 나타냈다. Chlorfenapyr SC는 각각 83.8, 81.8, 100%의 살충효과를 나타 냈으며, chlorfenapyr를 포함한 abamectin + chlorfenapyr SC 는 각각 65.0, 62.1, 100.0%, chlorfenapyr + clothianidin SC는 각각 48.2, 81.0, 100.0%, chlorfenapyr + imidacloprid SC는 각 각 47.9, 97.0, 100%로 화성, 진천집단에서의 chlorfenapyr 약 제감수성이 낮게 나타났다. Spinetoram WG는 각각 38.1, 88.9, 71.7%, spinosad SC는 각각 73.7, 65.3, 76.1%로 과채류 재배지 에서 채집한 집단에 비해 낮게 나타났다. 경기도의 국화 재배지 에서의 spinosad와 spinetoram의 사충률은 과채류 재배지에 비 하여 낮은 사충률을 보였으며 이는 본 연구와 같은 결과를 보인 다(Lee et al., 2017). Spinosad의 경우 스페인에서는 2003년, 호 주에서는 2002~2003년에 처음 저항성이 발견되었으나, 저항 성이 선택압력 하에 신속하게 증가 할 수 있으며(Herron and James, 2005; Bielza et al., 2007), 실제로 중국에서 Shenxian지 역에서 채집한 꽃노랑총채벌레의 저항성비가 1년 사이에 81.7 에서 96.1로 증가한 사례가 있다(Li et al., 2016). 이와 같이 spinosad는 IPM 전략에 중요한 역할을 하며, 저항성 관리 개선 이 중요하다고 말하고 있다(Herron and James, 2007). 화성 집 단은 chlorpyrifos + diflubenzuron WP를 제외한 나머지 합제에 서 상대적으로 낮은 사충률을 보였으며, 진천과 구미집단은 딸 기재배지에서 채집된 청주, 천안집단과 비교하였을 때 상대적 으로 낮은 사충률을 보였지만, 같은 과채류인 수박재배지에서 7월에 채집된 부여집단은 chlorpyrifos, spinetoram과 spinosad 에 대해 낮은 약제 감수성을 나타내었다. 이와 같이 과채류 재 배지에서 4, 5월에 채집된 집단에 비해 약제 살포시기인 7월에 채집된 부여집단에서 일부 약제에 대한 감수성이 낮게 나타났 으며 Lee et al. (2017)은 약제 살포시기가 제한적인 과채류 재 배지에 반해, 상대적으로 약제 살포횟수와 살포량이 많은 화훼 류 재배지에서 저항성 획득이 쉬울 수 있다고 말하고 있으며 본 연구의 결과에서도 화훼류 재배지에서 4, 5월에 저항성 꽃노랑 총채벌레가 출현한 것으로 생각된다. 꽃노랑총채벌레의 생태 는 살충제에 대한 노출을 최소화 할 수 있기 때문에 살충제에 대한 저항성을 진화시키는데 적합하며(Reitz and Funderburk, 2012), 다양한 약제의 저항성 발현에 대하여 최근에 많이 보고 되고 있다(Immaraju et al., 1992; Brødsgaard, 1994; Robb et al., 1995; Zhao et al., 1995; Jensen, 2000; Morishita, 2001; Bielza et al., 2007; Daǧli and Tunç, 2007; Weiss et al., 2009; Kay and Herron, 2010). Cloyd (2009)는 꽃노랑총채벌레의 화 학적 방제가 어려움을 겪고 있어 다양한 관리 및 전략을 사용해 야한다고 제안하고 있다. 따라서 가능한 오랫동안 효능을 유지 하기 위해 살충제 저항성 위원회(IRAC)에서 권장하는대로, 작 용기작이 서로 다른 약제의 교호살포와 약제 방제 이외의 방제 법을 이용하는 종합적 방제전략 프로그램을 수립하는 것이 중 요하다.