서 론
담배가루이(Bemisia tabaci)는 노린재목 가루이과에 속 하며 약 500여종의 기주식물이 보고 된 주요 흡즙성 해 충으로 알려져 있다. 작물 생육기 재배 온실내 B. Tabaci 밀도가 높아지면 잎에서의 광합성 작용을 저해하 여 작물체가 고사하거나 생육이 부진하게 된다. 예를들 어 토마토에서 B. Tabaci의 증식은 착색 불량과의 비율 이 높아져 과실의 생산량과 품질 저하에 영향을 준다 (Lee 등, 2013). 또한, B. tabaci의 배설물은 검은 곰팡이 균 생장을 조장하여 과실의 상품성을 저하시키고 특히, 토마토 황화잎말림바이러스(TYLCV: tomato yellow leaf curl virus)를 비롯한 100종 이상의 바이러스를 매개 할 수 있는 것으로 알려져 있어 각별한 주의를 필요로 하 고 있다(Navas-Castillo 등, 2000; Zhang 등, 2005).
현재까지 B. tabaci를 방제하기 위한 방법으로는 화학 적 방제가 일반적으로 사용되고 있으나 짧은 생활사로 인한 약제 저항성 발현이 빠르게 나타나며 이미 다수의 약제에 폭넓은 저항성을 보이는 것으로 보고되어 효과적 인 방제를 하기 어렵다(Yang 등, 2003; Lee 등, 2013). 또한 화학약제의 지속적인 사용은 B. tabaci에 대한 천 적의 활동을 억제시켜 더욱 방제가 어려워지기도 한다 (González 등, 2004). 화학적 방제법의 단점을 보완하기 위해 최근에 B. tabaci를 비롯한 온실 해충을 방제하기 위한 방법으로 점착트랩(yellow sticky card trap), 스트 레스 음파 및 특정 광원을 이용한 친환경 물리적 해충 방제 개발에 많은 연구가 꾸준히 진행되고 있다(Chu 등, 2003; Park 등, 2011; Kim 등, 2012). 그 중에서도 기존 광원에 비해 에너지 효율을 높이고 선택적인 파장 조절 이 가능한 light trap를 이용한 친환경 해충 방제를 위한 연구가 주목되고 있다(Yeh과 Chung, 2009; Kim과 Lee, 2012). 또한, 작물 생육기에 발광트랩을 이용하여 B. tabaci 해충이 조사된 광 조건에 어떻게 유인하여 반응 하는가에 대한 연구는 부족한 실정이다(Schubert와 Yao, 2002). 한편, 시설작물에 발생하는 B. tabaci와 온실가루 이를 포함하여 진딧물 또는 다른 해충들의 발생량을 모 니터링 하는 보편적인 방법으로 노란색 점착트랩을 사용 하여 왔다(Gu 등, 2008; Park 등, 2011). 또한 전 등 (2014)의 보고에 의하면 광을 이용한 B. tabaci의 행동반 응 연구에서 blue (470nm), yellow (590nm), green (520nm) 및 red (625nm) 파장에 높은 유인활성을 나타 내었다(Kim 등, 2012).
따라서 본 연구에서는 이전 연구 결과를 바탕으로 우 수한 유인 활성을 나타낸 4개의 파장영역을 모두 포함 하는 white light (450-625nm) 및 황색 접착트랩에 유인 활성을 나타낸다는(Chu 등, 2003) 연구 결과를 반영하여 yellow light (590nm)를 선발하고, 제작된 light 트랩의 시설 재배지에서 이용 가능성을 검토하기 위해 토마토 온실에서 실증 실험을 실시하였다.
재료 및 방법
1. 담배가루이(B. tabaci) 준비
본 연구에 사용한 담배가루이(B. tabaci)는 2016년 국 립원예특작과학원 원예환경과 해충관리연구실에서 분양 받아 온도 25±5°C, 상대습도 65±10% 및 광주기 16L:8D 조건하의 항온 항습실(80cm×80cm×80cm)에서 담배(Nicotiana tabacum L.) 작물(품종 : Virginia)을 기주 로 이용하여 살충제를 사용하지 않고 누대 사육하였다.
2. 노란 점착카드 및 light 트랩
B. tabaci의 행동반응 시험에 사용된 white light 및 yellow light는 히까리바이오(Hikari Bio Optoelectronics Co., LTD, Japan)사에서 구입하여 사용하였다. 각각의 light 트랩은 220V의 전원을 타이머에 연결하여 사용하 였고 대조구는 light를 설치하지 않고 노란색 light 점착 트랩 하단부에 포집망만 설치하여 사용하였다. 모든 lights 트랩은 Kim과 Lee (2012)에 의해 고안된 케이지 형 포집망을 하단부에 부착하였고 일부는 본 연구 환경 에 맞게 트랩을 수정 보완하여 사용하였다.
3. light 트랩설치 및 Bemisia tabaci 성충 포집
본 시험은 2016년 5월 하순부터 7월 중순까지 150m2 비닐 온실 3개동에서 실시하였다. 제작된 light 트랩은 약제를 처리하지 않은 토마토 모종이 재배된 3개동의 온실(각 150m2)에 각각 트랩을 2개씩 설치하 였다. 시험구로 사용된 온실 A동 및 B동에는 yellow 및 white light 트랩을 각각 작동시켰으며, 대조구로 사용된 온실 C동에는 광원 장치를 장착하지 않은 트 랩만 설치하였다. 각각의 트랩장치에는 해충을 포집하 기 위한 투명한 포집망을 트랩 하단부에 부착하여 사 용하였다(Fig. 1). 각각의 온실내 light 트랩 설치는 빛의 확산범위 및 간섭효과를 고려하여 25m 이상의 거리를 유지하여 설치하였다. 이때 설치 높이는 온실 입구 10m 지점과 안쪽 30m 지점에 지표면 기준 이 랑으로부터 25cm 부위에 상부로부터 와이어 줄로 매 달아 설치하였다. 또한 light 트랩 상부에는 일반적 예 찰에 이용되는 작물 높이에 노란색 점착카드 트랩을 1.5m 간격으로 2개를 매달아 설치하였다. 그 후 B. tabaci 성충 약 1,000마리를 방사하여 기주에 정착 할 수 있도록 하고, B. tabaci 성충 방사 이틀 후 부터 약 90일간 light 트랩을 작동시켰다. light 트랩의 가 동 시간은 조도 센서를 부착하여 오후 8시부터 오전 8시까지 작동시켰으며, 이후 포획된 B. tabaci 성충 개체수를 파악하여 유인 효과를 검증하였다. 기주 식 물에서의 B. tabaci 증식을 조사하기 위해 성충 포집 활성에 대한 개체수 조사가 종료된 날부터 각각의 온 실에서 기주 5주를 구역별로 선발하여 1주당 2개의 잎에 부착된 B. tabaci 약충 개체수를 육안으로 조사 하였다. 또한 각각의 light 트랩에 얻어진 결과를 SPSS(ver. 12, SPSS INC., USA)를 이용하여 평균± 표준 편차 또는 백분율(%)로 결과 값을 나타내었다. 또한 분산분석 (ANOVA)을 이용하여 결과값의 유의 성을 검정 하였으며, 사후 검정으로는 Tukey’s HSD test를 사용하였다.
결 과
B. tabaci의 행동 반응시험에 사용된 유인광 트랩의 스 펙트럼은 white light 트랩에서는 450-625nm를 나타내었 고 yellow light 트랩에서는 590 nm를 나타내었다. 이들 트랩을 이용한 B. tabaci 성충에 대한 광원별 일일 포획 밀도 변화를 조사한 결과 yellow light 트랩에서 가장 높은 유인활성을 나타내었다. white light 트랩에서도 다 량의 성충이 유인되었으나 yellow light 트랩과 비교시 유인력은 낮아 차이를 나타내었다(Table 1). 그러나, 대 조구로 사용된 광원이 설치되지 않은 트랩의 경우 광원 이 설치된 light 트랩보다 적은 개체수가 포획되었다. 그 리고 각각의 light 트랩 처리온실에서 8주 동안 유인 포 집한 B. tabaci 개체수는 Fig. 2에 나타내었다. 처리기간 높게 유인 포획된 처리구는 yellow light 트랩처리구로 평균 트랩당 168.12±7.6마리이었고, white light trap 처 리구에서는 106.20±4.6 마리로 다소 낮게 유인되었으며, 광원 미부착 light 트랩에서는 60.10±4.8 마리로 가장 낮 았다. 또한, 각각의 처리구 상부에 부착한 노란색 점착 카드 트랩에 유인된 B. tabaci 개체수는 평균 43.3 마리 로 비슷한 경향을 나타내었으나 yellow light 트랩 상부 에 설치한 트랩에서 56 마리로 white light 트랩 상부의 44 마리보다는 다소 높게 나타났다. 또한 Tukey’s test 검정결과 yellow lights±YST 처리구에서 가장 높게 포 획된 B. tabaci 성충수는 white lights+YST과 no lights+YST 처리구와의 비교에서도 유의성을 나타내었다 (Fig. 2). 기주식물에서 증식한 B. tabaci 약충수를 성충 포획실험이 끝난 시기부터 1주일 간격으로 4주간 육안 조사한 결과는 Fig. 3과 같다. 1주차 B. tabaci 약충수는 white light 설치온실, yellow light 설치온실 및 light 무 설치 온실에서 평균 1.0마리, 0.7마리, 3.1마리가 관찰되 었으며, 2주차까지 light 트랩이 설치된 온실에 비해 무 설치 온실에서 약충수가 빠르게 증가하였고 3주차에는 다소 억제되었으나 그 후 다시 증가하는 경향을 보였다.
Table 1. Attraction effects of three types of light traps against Bemisia tabaci adults in the greenhouse condition1)
| Days | Number of insects(means ± SEM)2) | ||
|---|---|---|---|
| Yellow light trap | White light trap | No light trap | |
| 1 | 92.0±2.1a | 47.3±2.0b | 34.0±2.0b |
| 2 | 85.3±1.5a | 32.3±2.0b | 28.1±2.0b |
| 3 | 77.1±1.5a | 31.3±1.0b | 23.3±2.0b |
| 4 | 69.1±1.0a | 23.0±1.0b | 21.7±2.0b |
| 5 | 61.3±1.0a | 13.7±0.5b | 15.3±2.0b |
| 6 | 54.0±2.0a | 9.1±0.5b | 11.0±0.5b |
| 7 | 45.5±0.5a | 5.5±0.5b | 6.1±0.5b |
Fig. 2.
Average number of adult tobacco whiteflies B. tabaci caught in insect net of light traps (Yellow lights+YST, White lights+YST) and a yellow sticky card trap without light during eight weeks in the tomato greenhouse. Vertical bars represent standard errors. Different letters above bars indicate that the treatments are significantly different (p< 0.05).
고 찰
본 연구결과 전형적인 온실조건하에서 yellow와 white light 트랩에서 담배가루이(Bemisia tabaci)의 유인력이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 가루이류의 성충 이 yellow light 트랩에 유인되는 것은 green-yellow 파 장 영역대(520-610nm)에서 빛의 굴절 및 반사에 주광성 을 나타내기 때문인 것으로 보고되고 있다(Mutwiwa 등, 2005). Kim과 Lee (2012)는 B. tabaci 성충에 대한 주광 성 행동 반응을 실내 검정을 통해 비교 검정하였는데, blue (470nm) light과 UV (370nm) light 및 black light 에서보다 yellow (590nm)와 green (520nm) light에서 우 수한 유인 활성을 나타낸다고 보고하였다. 또한, Chu 등 (2003)은 황색 끈끈이트랩과 530nm light를 결합한 트랩 이 기존 트랩에 비해 B. tabaci 포획 능력이 향상 되었 다고 보고하였다. 이처럼 해충들의 유인 파장대는 Bishop 등(2004)의 연구에 의하면 시각적으로 인지하는 가시광선 영역대(350-700nm)로 알려져 있으며, 곤충 종 에 따라 반응하는 파장이 다양하게 존재한다고 보고하였 다. Coombe(1981)의 연구에 의하면 550nm의 green light는 가루이류가 유인 반응을 유발시키지만 400nm 또 는 그 이하 파장범위의 단색광은 비활성 행동반응을 유 발시킨다고 보고하고 있다. 본 시험에서도 yellow light 와 노란색 점착트랩을 결합하여 처리되었을 때 B. tabaci가 활성반응을 유발하였고 더 나아가 light 트랩에 서 유인 포획 개체수를 증가시켰다. Stukenberg 등 (2015)의 보고에 의하면 온실가루이(T. vaporariorum)의 주광성 행동 반응시험에서 특정파장인 녹색 light의 좁은 대역폭에 민감한 광 수용체를 갖고 있어 그것이 light에 의해 선택적으로 자극되어 유인행동을 보인 것이라고 설 명하고 있다. 또한, UV광에 의한 낮은 파장 조건하에서 의 해충 이주와 분산에 관한 연구에서도 녹색 light와 UV light가 결합된 트랩에서 온실가루이의 포획효율을 개선시킨 것은 UV 발사에 의한 이주유발과 녹색 light 에 의한 유인 유발 등 영향을 나타낸다고 보고하고 있 다(Mutwiwa 등, 2005; Gulidov와 Poehling 2013). 본 시험에서 B. tabaci에 대해 yellow light를 이용한 온실 에서의 유인 활성을 검정한 결과는 이전 연구결과와 비 슷함을 관찰 할 수 있었으며, 우수한 활성을 나타낸 파장 대를 모두 포함하는 white light (450-625nm) 트랩에서는 yellow 트랩 보다는 유인력이 낮았으나 무광원 트랩보다 는 높았기 때문에 B. tabaci 유인력을 갖고 있는 것으로 확인되었다. 한편, 시간이 경과함에 따라 light가 장착된 트랩에 포획되는 B. tabaci 성충의 개체수가 점차 감소하 였는데, 이는 광원이 장착되지 않은 트랩에서와 유사한 밀도감소 양상을 나타내어 해충의 생활사에 의한 B. tabaci 성충 개체의 자연 감소임을 알 수 있었다. 따라서 본 실험 결과는 light 광원의 유인 활성에 의한 B. tabaci 개체 밀도가 감소됨을 증명하였으며, yellow light 처리가 white light 처리 보다 유인력이 높아 처리간에 유의성을 나타내었다. 성충 포획실험이 끝난 후 기주 식물에서 증 식한 B. tabaci 약충수를 조사한 결과 2주차까지 light 무 설치 온실에서 약충수가 빠르게 증가한 것은 light 트랩 이 설치된 온실은 빛에 의해 B. tabaci 성충이 유인 및 포획되어 상대적으로 성충의 개체수가 감소되었기 때문 에 약충 발생 밀도가 억제되는 것으로 생각 할 수 있다. 그러나 3주차 관찰결과 약충의 개체수가 약간 감소한 후 4주차에 다시 증가하였는데 이는 B. tabaci의 생활사 를 고려해 보았을때, 처음 산란된 알이 성충으로 우화되 는 시기 때문에 감소된 것으로 판단되었다.
이에 최근 농업에 문제가 되고 있는 나방류 및 노린재 류와 같은 시설재배지 해충 방제를 위해 light가 결합된 트랩에서 해충들의 비행 유발과 비행방향에 영향을 나타 나게 하여 포획효율을 높이는 연구가 다양하게 이루어지 고 있다(Mutwiwa 등, 2005; Gulidov와 Poehling 2013). 한편, light 트랩의 색상 변환은 기존 조명에 비해 특정 파장 및 광량을 조절 할 수 있으며, 전력 소모량도 낮아 경제적 이라는 장점을 가지기 때문에(Yeh과 Chung, 2009) 친환경적 해충 방제를 위한 수단으로 활용 될 가 능성이 매우 높다.
본 연구에서 제시한 yellow light 및 white light 광원 은 온실 시험을 통해 효과적으로 B. tabaci 성충을 유인 할 뿐만 아니라 그에 따른 약충의 밀도감소 양상을 보 여주었다. 따라서, 시설재배지에서 이용되고 있는 yellow sticky card trap과 병용하면 보다 높은 유인 활성을 나 타낼 수 있기 때문에 친환경적 해충방제를 위한 통합 해충관리(IPM; Intergrated Pest Management)의 일환으 로서 적용 될 수 있을 것으로 기대된다.
