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강희 한
6 years ago
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1 Short communication KOREAN JOURNAL OF APPLIED ENTOMOLOGY 한국응용곤충학회지 c The Korean Society of Applied Entomology Korean J. Appl. Entomol. 52(4): (2013) pissn , eissn X DOI: 갈색날개매미충월동알의부화율과온도발육기간 강택준 1 ㆍ김세진 1,2 * ㆍ김동환 1 ㆍ양창열 1 ㆍ안승준 1 ㆍ이성찬 1 ㆍ김형환 1 1 농촌진흥청국립원예특작과학원원예특작환경과, 2 서울대학교농생명공학부 Hatchability and Temperature-dependent development of Overwintered Eggs of Ricania sp. (Hemiptera: Ricaniidae) Taek-Jun Kang 1, Se-Jin Kim 1,2 *, Dong Hwan Kim 1, Chang Yul Yang 1, Seung-Joon Ahn 1, Seong Chan Lee 1 and Hyeong-Hwan Kim 1 1 Horticultural & Herbal Crop Environment Division, National Institute of Horticultural and Herbal Science, RDA, Suwon , Korea 2 Entomology Program, Department of Agricultural Biotechnology, Seoul National University (SNU), 1 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul , Republic of Korea ABSTRACT: Ricania sp. lay eggs into the new twigs of blueberry and suck nutrients causing growth retardation and a sooty mold symptom. This study was conducted to investigate the emergence success and developmental period of overwintered eggs of Ricania sp. under the seven constant temperatures from 10 to 34 by 4 intervals (14L:10D). We also monitored the emergence time of the Ricania sp. nymph at blueberry by 3 ~ 4 day interval using a modified leaf clip cage. Development times from the overwintered egg to 1 st nymph were 107.1, 54.5, 33.9, 25.3, 25.1 and 16.7 days and the emergence successes were 23.1, 30.8, 13.8, 21.7, 11.9, and 0.6% at 14, 18, 22, 26, 30 and 34, respectively except at 10. The developmental periods were decreased with increasing temperatures. First emergence date of the nymphs in the field was between 19 and 22 May, and the average emergence success was 19.6%. The present study might be helpful to establish the management strategy of Ricania sp. based on the biological characteristic. Key words: Ricania sp., Temperature dependent development, Emergence, Blueberry 초록 : 갈색날개매미충 (Ricania sp.) 은블루베리에서흡즙에의한양분손실과감로로인한그을음을유발하고, 암컷성충은 1 년생가지의목질부속에산란하여가지를고사시키는해충이다. 본연구는갈색날개매미충월동알들의실내온도발육실험과노지에서약충의부화시기조사를위하여실시하였다. 충남예산의노지재배블루베리에서갈색날개매미충난괴를채집하여 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34 (14L:10D) 조건하에서매일부화하는약충수를조사하였다. 전혀부화하지않은 10 처리구를제외한월동난괴의온도별부화소요기간은평균 107.1, 54.5, 33.9, 25.3, 25.1, 16.7 일로온도가높을수록짧아졌고부화율은 23.1, 30.8, 13.8, 21.7, 11.9, 0.6% 로조사되었다. 노지에서정확한부화시기조사를위하여약충으로부화하자마자끈끈이트랩에포획되도록클립케이지를설치하여 3~4 일간격으로포획된약충수를조사하였다. 약충은 5 월 19 일과 22 일사이에처음발견되었으며평균 19.6% 의부화율을보였다. 조사한 40 개의피해가지중 15 개의가지에서는약충이전혀부화하지않았다. 검색어 : 갈색날개매미충, 온도발육, 부화, 블루베리 갈색날개매미충 ( 가칭, Ricania sp.) 이포함된큰날개매미충과 (Ricaniidae) 에는약 40속 400종이보고되어있으며, 주로열대와아열대동반구에분포하고, Ricania속에는중국과인도를포함하여아시아에약 40종이분포하는것으로알려져있다 (Xu et al., 2006). 갈색날개매미충은기주범위가넓고주로산 *Corresponding author: sejin.kim78@gmail.com Received October ; Revised November Accepted November 림속에서서식하다가산란시기에농작물재배지로이동하여흡즙및산란피해를유발하기때문에방제가어려울뿐만아니라, 성충은비행을통하여확산할수있으므로과수원을비롯한각종농작물에피해를유발할수있는해충이다 (Choi et al., 2011; Choi et al., 2012a; RDA, 2013). 우리나라에서갈색날개매미충은 2010년 8월충남공주와예산에서사과와블루베리등을가해하는것이처음보고되었으며자두, 대추, 아카시아, 블루베리, 복분자, 사과, 밤, 옻, 포 The Korean Society of Applied Entomology (KSAE) retains the exclusive copyright to reproduce and distribute for all KSAE publications. The journal follows an open access policy.

2 도, 복숭아, 두릅, 엄나무, 오미자, 키위등주요작물의가지에서 30마리이상의성충이관찰되었다는보고가있었다 (Choi et al., 2011). 2011년에는전남구례군산동면외산리인근의약 286 ha에발생하여산수유, 감, 밤, 매실등의농작물에피해가발생하였으며 (Choi et al., 2012a) 2013년조사결과갈색날개매미충은 5개도 23개시군으로발생지역이점차확대되고있으며충남과전라남북도에서발생밀도가높은것으로조사되었다 (RDA, 2013). 이에따라갈색날개매미충은꽃매미, 갈색여치, 미국선녀벌레와함께돌발해충으로분류되고있다. 현재까지국내에서는갈색날개매미충의기주범위및산란특성 (Choi et al., 2011), 친환경방제제약효시험 (Choi et al., 2012a) 과온도발육실험 (Choi et al., 2012b) 등의일부연구가진행되었다. 블루베리의경우, 경기고양및충남예산과공주등의노지재배지역에서주로 1년생가지에산란하는습성때문에가지가말라죽는직접적인피해와감로로인한그을음같은 2차적인피해가보고되었다 (Choi et al., 2011; RDA, 2013). 특히, 국내대부분블루베리재배농가에서는친환경이나무농약재배를하고있어서갈색날개매미충은향후국내노지재배블루베리에서큰문제를야기할해충으로여겨진다. 따라서갈색날개매미충에의한피해를최소화하기위해서는산란기에집중적으로유입되는암컷성충들을유인하여산란피해를줄이거나, 산란된난괴의물리적제거등과같은방법뿐만아니라월동후난괴들의정확한부화시기예측을통한최적방제시기결정모델등다양한관리방법들이개발되어야할것이다. 특히, 부화초기방제를위해서는부화시기에대한정확한예측이뒤따라야하는데이는온도에따른발육속도연구와노지포장에서의발생시기조사를통하여가능하다. 그러나현재전세계적으로갈색날개매미충과같은 Ricania속의종들에대한온도발육및휴면과관련된월동생태에관한연구는전무한실정이다. 따라서본연구는갈색날개매미충월동난괴들의생태적특성및부화시기예측모델설정등을위한연구의기초자료확보차원에서 2월노지에서채집한갈색날개매미충월동난괴들의온도별발육특성과노지블루베리포장에서월동난괴들의부화시기및부화율을조사하여분석하였다. 재료및방법연구포장 갈색날개매미충월동난괴의부화시기를구명하기위하여 2013년 4월부터 7월까지충남예산군신양면에위치한블루베리노지재배포장 (N: , E: ) 에서조사 를실시하였다. 조사포장은 2011년부터갈색날개매미충성충이발견되면서산란피해가관찰된곳으로약 3,500 m 2 면적에스파르탄등 5 6 품종을재배하고있는재식 6년차친환경재배인증농가이다. 잡초방제를위해서재배이랑사이바닥은부직포를깔았으며블루베리가재식되어있는바로아래쪽지표면은신초확보와유기물공급등을위하여건조한낙엽이나우드칩, 바크등으로덮어놓았다. 조사기간동안노지포장의온도를기록하기위해 2012년 10월에포장중앙, 약 1 m 높이에온도기록장치 (HOBO R U23 Pro v2 Temp/RH data logger, Onset co., USA) 를설치하였었다. 갈색날개매미충월동난괴부화시기조사월동난괴에서약충이 5월초순경부터부화할것이라는 Choi et al.(2012b) 의보고를참고하여 2013년 4월예산노지포장에서 40개의난괴에클립케이지 ( 신일사이언스, 지름 4 cm) 를설치하였다. 클립케이지를갈색날개매미충월동난괴가있는블루베리가지에부착시켰을때틈이벌어지지않도록클립케이지테두리의대각선상위치에두개의홈을파고홈과가지사이의틈으로부화한약충이빠져나오지못하도록스펀지를부착하였으며가지와클립케이지사이에끈끈이트랩 ( 가로 5 cm 세로 5 cm) 을두어난괴에서부화한약충들이트랩에포획되도록하였다 (Fig. 1). 트랩에포획된약충개체수조사는 2013 년 4월 22일부터 7월 10일까지 3 4일간격으로시행하였으며마지막조사일인 7월 10일에가지들을모두수거하여실험실에서현미경 (SteREO Discovery. V8, Carl Zeiss, Germany) 을이용하여난괴를비스듬히잘라난괴당알수를확인하였고이를통해부화율을계산하였다. 온도에따른부화기간및부화율 2013년 2월 27일, 동일한조사포장에서충분한수의난괴를채집하였고난괴가있는가지를 9 cm 이하로잘라페트리디쉬 ( 높이 95 mm 직경 45 mm) 에넣은후페트리디쉬를비스듬히세워항온기에보관하였다. 각온도별로 10개의페트리디쉬를사용하였으며난괴의크기를고려하여페트리디쉬당하나또는두개의가지를넣었다. 실험온도는 10 부터 34 까지 4 간격으로총 7개온도구간으로설정하였고 (14L:10D) 각온도별로온도기록장치 (HOBO R Temp/RH H08, Onset co., USA) 를함께넣어실험기간동안의항온기내부온도가기록되도록하였다. 항온기내부에는물통을넣어 40 60% 의상대습도가유지되도록하면서페트리디쉬내부에도물을보충하 432 Korean J. Appl. Entomol. 52(4): 431~436

3 Fig. 1. Modified clip cage for investigating the emergence of Ricania sp. nymphs from overwintered egg mass on blueberry. A: Groove for twig, B: Sponge to block gaps between twig and groove, C: Sticky trap. Fig. 2. Daily mean, maximum, and minimum temperature and accumulated number of newly emerged Ricania sp. nymph at a blueberry field in Yesan, Korea (2013). 여가지하단부가항상물에잠기도록하였다. 24시간간격으로알의부화여부를확인하였으며부화한약충은흡충기로제거하였다. 최종부화일로부터한달간새로운약충이발견되지않을경우실험을종료하고가지를잘라각난괴당알수를조사하여부화율을계산하였다. 온도별부화기간및부화율에대하여 SAS 프로그램을이용하여분산분석 (ANOVA) 을수행하였고유의한차이가존재하는경우평균간비교를위해 Tukey 검정을실시하였다 (SAS Institute, 2004). 부화율에관한분산분석에서 0% 부화율은 1/4n (n: 페트리디쉬당알수 ) 로변환하였고다시모든부화율을 Arc Sine 변환후분산분석을실시하였다 (Gomez and Gomez, 1984). 결과노지포장의온도 예산노지포장에서는 5월부터최저온도와평균온도가각각 0 및 10 이상이지속되었으며약충이부화하기시작하여부화가완료되는 5월하순부터 6월중순까지는평균 20 전후이었다 (Fig. 2). 노지포장에서의월동난괴부화시기및부화율 2013년 4월 22일부터 7월 10일사이노지재배블루베리포장에서클립케이지를이용하여갈색날개매미충의부화를주기 Hatchability of overwintered eggs of Ricania sp. 433

4 Fig. 3. Total number (daily) and density (per trap) of newly emerged 1 st nymphs of Ricania sp. at a blueberry field in Yesan, Korea (2013). Table 1. Mean and median developmental periods (in days) and mean emergence success (%) of Ricania sp. from overwintered egg to 1 st nymph at constant temperatures. Temperature ( ) n Developmental periods Mean (SE) Median Emergence (SE) (1.31)a (6.74)a (1.16)b (8.67)a (1.35)c (6.02)a (0.87)cd (7.46)a (0.77)cd (3.33)a (0.33)d (0.64)b 1 Failed to emergence. 2 Means with the same letter are not significantly different (α=0.05). 적으로조사한결과 5월 19 22일사이에처음으로약충이발견되었다. 이어 5월 24일과 28일 2회에걸쳐가장많은수의약충들이발견되었고이후발생밀도가줄어들어 6월 27일에마지막으로관찰되었다 (Fig. 2 and 3). 40개난괴중 15개의난괴에서는약충이부화하지않았고몇몇난괴에서만집중적으로부화하여트랩당일별부화개체수에비해표준오차가상대적으로컸으며 (Fig. 3) 평균부화율은 19.6±27.56 (Mean±SD)% 이었다. 고 34 에서 16.7일로가장짧았으며온도에따라발육기간에유의한차이가있었다 (F = ; df = 5,487; P < ) (Table 1). 온도별평균부화율은 18 에서 30.8% 로가장높았고, 34 에서는실험기간동안 3개체만이부화해 0.64% 의가장낮은부화율을보였으며온도에따른부화율의차이가존재하였다 (F = 3.95, df = 5,52 P = )(Table 1). 고찰 월동난괴의온도별발육기간및부화율 2월에채집한갈색날개매미충월동난괴의발육기간은온도가증가함에따라짧아져, 14 에서약 107일정도로가장길었 Choi et al. (2012b) 은 2012년 1월구례에서채집한난괴로온도발육실험을실시하여온도에따른평균부화율이 56~75% 라고보고하였는데이번조사결과 (0.64 ~ 30.80%) 와는상당한차이를보였다. 또한본연구내용중노지에서클립케이지를 434 Korean J. Appl. Entomol. 52(4): 431~436

5 이용한부화율은평균 19.6% 로온도에따른부화율과유사하게상당히낮았다. Choi et al. (2011) 도 2011년 2월에공주시와예산군을중심으로한충청지역에서채집한난괴를실내 (25 ) 에서사육한결과평균부화율이 24.7% 로본연구결과와유사하였으며그이유를겨울철낮은온도에기인할것이라추정하였다. 실제로본실험이수행된예산포장의 2012년 11월부터 2013년 2월까지의평균온도는 3.9 이었으며최저온도는 21.8 이었고 10 이하가 2시간이상지속된경우가총 39회, 그중 18회는 10시간이상지속되었다. 반면, 2011년 11월부터 2012년 1월까지구례지역의한시간단위기상청자료에따르면평균기온은 4.6, 이기간최저기온은 이었으며 -10 이하는 4시간동안단한차례유지되었을뿐이었다 (KMA, 2013). 따라서본연구를포함한갈색날개매미충의월동난괴실내부화율에관한세연구의결과가차이를보이는가장큰이유는실험에사용한월동난괴의채집시기및지역의차이로인한월동시기온도의영향으로추정된다. Lee et al. (2011) 은춘천, 청주, 원주세지역에서채집한꽃매미월동난괴부화율이차이를보였고, 특히각지역의일평균온도와일최저온도는남부지역인원주로내려올수록높아졌으며이와함께부화율은증가하는것을구명하였으며 1월중의최저온도가 일경우부화율이 0이될것이라추정하기도하였다. 따라서갈색날개매미충난괴에대한시기별및지역별부화율과채집지역의겨울철온도자료에대한비교분석및과냉점 (supercooling point) 의시기별변화연구를통하여갈색날개매미충월동난괴의낮은부화율이설명될수있을것이라사료된다. Choi et al. (2012b) 은 15, 18, 21, 24, 27, 30 조건에서갈색날개매미충월동난괴의부화소요기간이각각 51.1, 30.9, 24.6, 19.6, 17.0, 19.3일소요되었다고보고하여본연구보다고온영역에서는 7일전후, 저온영역에서는 20~50일가량부화소요기간이짧았다. 이러한차이는부화율의차이와동일하게월동난괴의채집시기나처리방법또는채집한기주의차이에의한특성때문에발생할수있다. 이러한가능성중채집시기는휴면 (diapauses) 과매우밀접한관련이있는요인이다. 휴면은생물이발육단계의특정시점에서불리한환경을극복하기위한하나의방법으로휴면전기간 (prediapause period) 을거쳐물질대사, 성장또는번식을억제하거나계절적다형현상등을보이는휴면유도기간 (diapauses induction period) 및휴면유지기간 (diapauses maintenance period), 그리고발육이다시시작되는휴면후전이기간 (postdiapause period) 과비휴면기간 (nondiapause period) 으로구분되며 (Tauber et al., 1986) 앞의세기간은온도나광주기같은특정명목자극 (token stimuli) 의영향을받게된다. 따라서본연구와 Choi et al.(2012b) 의연구에서발육기간 에차이가발생한것은월동난괴의채집시기에따라알의휴면단계차이에의한것일수있다. 즉, Choi et al. (2012b) 이 1월에구례에서채집한난괴는아직월동전단계이어서발육이억제되지않았고본연구에서 2월에예산에서채집한난괴는휴면유지기간이어서발육이억제된상태였을가능성이있다. 따라서이러한가능성을구명하기위해서는여러시기에채집된알에대한발생학적연구 (Fletcher and Anderson, 1980) 나부화율연구와같은갈색날개매미충의휴면생태에관한연구가필요하며, 이들연구결과를바탕으로설계된온도발육실험을통해봄철부화시기및누적부화율예측모델을개발할수있을것이다. 블루베리의 1년생가지는차년도에열매를맺는가지로갈색날개매미충의산란으로인해가지가고사하거나난괴제거를위해가지를전정하면수확량을크게감소시킬것으로예상된다. 실제로중국에서 Ricania sublimbata의산란에의해나무의성장이평균 26.9% 감소하였다는보고가있다 (Liu et al., 2007). 그러므로가지의굵기, 가지당난괴수등과가지의고사사이의관계를구명하여전정할가지를최소화하거나가지를전정하지않고난괴를방제할수있는방법에대한연구가이루어져야할것이다. 이와더불어암컷의산란을방지할수있는방법에대한연구도필요한데님추출물등 7종의친환경제재에의한처리 3일후성충사망률은 70% 전후였으나 (Choi et al., 2012a) 갈색날개매미충의비행능력을고려할때실험실조건이아닌포장에서의효과도검증되어야할것이다. 한편, 2012년 9월중순부터 4주간예산의블루베리포장에끈끈이트랩을설치하였었는데황색트랩에는트랩당 33.6마리의성충이유인된반면백색과청색에는 1마리미만이유인되었으며트랩주변에산란된난괴수에있어서도황색트랩주변은주당 2개미만인반면백색과청색트랩주변은주당 5개이상의난괴가발견되어 (Kang, T.J. and S.J. Kim, unpublished data) 차후추가적인연구를통해효율적인방제수단으로활용할수있을것이다. 사사 본연구는농촌진흥청내부과제 (PJ907104) 의지원에의하여수행된결과입니다. Literature Cited Choi, D.S., Kim, D.I., Ko, S.J., Kang, B.R., Lee, K.S., Park. J.D., Choi, K.J., 2012a. Occurrence ecology of Ricania sp. (Hemiptera: Ricaniidae) and selection of environmental friendly agricultural materials for control. Korean J. Appl. Entomol. 51, Choi, D.S., Kim, D.I., Ko, S.J., Kang, B.R., Park J.D., 2012b. Hatchability of overwintered eggs of Ricania sp. 435

6 Prediction of early emergence of Ricania sp. using temperature-dependent development model. Proceedings of 2012 Korean Society of Applied Entomology. pp Choi, Y.S., Hwang, I.S., Kang. T.J., Lim. J.R., Choe, K.R., Oviposition characteristics of Ricania sp. (Homoptera: Ricaniidae), a new fruit pest. Korean J. Appl. Entomol. 50, Fletcher, M.J., Anderson, D.T., Unusual features in the embryonic development of Scolypopa australis (Walker) (Homoptera: Fulgoroidea: Ricaniidae). Int. J. Insect Morphol. Embryol. 9, Gomez, K.A., Gomez, A.A., Statistical procedures for agricultural research, 2nd ed. John Wiley and Sons, Inc. KMA, Lee, J.S., Kim, I.K., Koh, S.H., Cho, S.J., Jang, S.J., Pyo, S.H., Choi, W.I., Impact of minimum winter temperature on Lycorma delicatula (Hemiptera: Fulgoridae) egg mortality. J. Asia-Pacif. Entomol. 14, Liu, S.W., Ji, B.Z., Zhang, K., He, Z.H., Song, J., Song, H.L., The distribution and damage characteristics of overwintering eggs' nidi of Ricania sublimbata Jacobi. J. Nanjing Forest. U. (Natural Sciences Edition) 31, RDA, SAS Institute Inc., SAS/STAT 9.1 User's guide, Cary, NC, SAS Institute Inc. Tauber, M.J., Tauber, C.A., Masaki, S., Seasonal adaptations of insects. Oxford University Press. Xu, C.Q., Liang, A.P., Jiang, G.M., The genus Euricania melichar (Hemiptera: Ricaniidae) from China. Raffl. Bull. Zool. 54, Korean J. Appl. Entomol. 52(4): 431~436

인문사회과학기술융합학회

인문사회과학기술융합학회 Vol.5, No.5, October (2015), pp.471-479 http://dx.doi.org/10.14257/ajmahs.2015.10.50 스마트온실을 위한 가상 외부기상측정시스템 개발 한새론 1), 이재수 2), 홍영기 3), 김국환 4), 김성기 5), 김상철 6) Development of Virtual Ambient Weather Measurement