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1 발간등록번호 연구보고 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 임업인에게희망을, 국민에게행복을

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3 발간사 2015년도산림기본통계에따르면우리나라의산림면적은전국토면적의 63% 인 633만 5천ha이며, 이가운데소나무류를포함한침엽수림은 233만9 천ha를차지하고있습니다. 특히, 소나무는토사유출방지, 온실가스흡수, 산림경관등 2014년평가기준 126조원에달하는산림의공익적기능뿐만아니라역사, 문화와관련된국민정서상그중요성과상징성이두드러진수종입니다. 그러나소나무는과거솔나방, 솔잎혹파리, 솔껍질깍지벌레등의해충피해로수난을겪어왔으며, 최근에는소나무재선충병의확산으로극심한몸살을앓고있습니다. 소나무재선충병은원산지인북미로부터한국, 중국, 일본, 대만을포함한동아시아로번졌고, 최근에는포르투갈과스페인에도확산되어유럽연합차원에서예찰과방제에총력을기울이고있는실정입니다. 국내의경우, 2007년이후소나무재선충병의발생면적과방제면적이감소세로전환되기도하였지만, 수종별로복잡한발생양상과최근기후변화에따른소나무림의쇠퇴현상과맞물려 2013년부터전국적인확산이우려되고있습니다. 소나무재선충병의발병및고사현상은기주인소나무, 곰솔, 잣나무의소나무류, 병원체인소나무재선충, 천공성해충으로매개충역할을하는솔수염하늘소와북방수염하늘소, 그리고이를둘러싸고있는환경요인들이상호작용함으로써나타나는복잡한시스템으로방제가매우어려운것으로알고있습니다. 따라서전체시스템에대한세부적인이해를기초로, 시스템중취약한부분을타깃으로하는방제기술을개발하는두가지의축을중심으로연구방향을설정하여추진하는것은정책과현장의소나무재선충병방제라는현안문제를해결하기위한합리적인접근이라고생각합니다. 이에따라우리국립산림과학원의연구진은 2013년부터 2015년까지 3년간 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 이라는제목으로연구과제를수행하여그결과를종합정리하고이번에보고서로발간하게되었습니다. 이보고서가우리나라의소나무재선충병방제라는현안문제를해결하는데도움이되는실용적인정보를제공할수있기를기대합니다. 끝으로, 본연구과제에참여하여꼼꼼히연구를수행하고보고서를발간하기까지수고를아끼지않은소나무재선충병연구관계자들에게진심으로감사한마음을전합니다. 2016년 6월 국립산림과학원장 i

4 연구진 구분 소속 직급 성명 연구책임자 산림병해충연구과 임업연구관 문일성 연구담당자 산림병해충연구과 임업연구관 정영진, 최광식 임업연구사 권태성, 박일권 고상현, 한혜림 전향미, 정찬식 최원일, 서상태 박지현, 손정아 남영우 석사연구원 이채민, 정수정 기술자문위원 김철수 산림생태연구과 임업연구사 김선희 기후변화연구센터 김은숙 남부산림자원연구소 임업연구관 이상길 임업연구사 김동수 난대 아열대산림연구소 임업연구관 이상현 참여연구자 경기산림환경연구소 녹지연구관 권영대 녹지연구사 권건형 강원산림개발연구원 이기영 충북산림환경연구소 표승현, 김명기 충남산림환경연구소 김영재 전북산림환경연구소 조성종 전남산림자원연구소 오득실, 유석봉 경북산림환경연구원 이창준 경남산림환경연구원 황진형, 심기보 제주세계유산 한라산연구원 녹지연구관 신창훈 위탁연구자 한국산림정책연구회 홍성천 경북대학교 교수 이동운 국민대학교 고동욱 ( 주 ) 가이아 대표 서정흔 * 연구수행당시의소속및직급 ii

5 목 차 1. 서론 1 2. 발생예측 확산모델연구 2 (1) IT관리시스템을활용한피해양상및피해위험도분석 2 (2) 피해확산원인분석및확산모델개발 10 (3) 소나무재선충병피해지모니터링 14 (4) 소나무재선충병피해등급별방제전략도출 18 (5) 소나무재선충병외국방제전략사례연구 21 (6) 소나무재선충병청정지역사례분석 생리 생태연구 33 (1) 소나무재선충병수종별피해해석 33 (2) 수종별발병기작및해부학적특성조사 46 (3) 어리소나무재선충의분포및피해실태조사 57 (4) 재선충속 (Bursaphelenchus) 의병원성관련유전자분석 64 (5) 재선충속에대한수종별병원성및발현기작구명 71 (6) 재선충속선충의생물적특성연구 78 (7) 감염시기별수체내재선충분포 79 (8) 매개충의분포양상분석 79 (9) 고사시기별수체내재선충과매개충분포조사 89 (10) 지역별매개충우화시기및재선충보유여부조사 91 (11) 기주내매개충분포및임내활동시기 95 iii

6 4. 방제기술연구 99 (1) 소나무재선충병방제법개선및방제방법별효과분석 99 (2) 매개충유인제효과및휘발성물질에대한행동반응조사 109 (3) 신방제물질탐색및방제법개선연구 117 (4) 신방제물질및방제법개선현장적용시험 130 (5) 훈증시기및훈증피복소재개선시험 137 (6) 훈증용약제선발시험 142 (7) 지상방제법개선시험 144 (8) 산란유인목을이용한유인효과분석 146 (9) 나무주사용예방약제선발및효과분석 결과요약 참고문헌 157 iv

7 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 1. 서론 성공적인치산녹화사업이후, 산업화와도시화에따른산림의공익적가치가증가하면서산림자원을어떻게관리할것인지에대한고민으로전체산림행정에서산림보호분야가차지하는비중이점차커지고있다. 특히, 산림병해충방제, 그중에서도소나무재선충병방제는산림분야의현안문제로서피해확산을저지하고효율적방제를실현하는것이당면목표가되고있다. 소나무재선충병방제에집행되는막대한예산을경제적이고효율적으로활용하기위해서는현행방제방법의기술개선, 전국적인방제전략수립과중앙-지차체의역할과기능을명정한매뉴얼화를통하여체계적인방제시스템을정립하는것이중요하다. 이와관련하여소나무재선충병은자체이동능력이없는소나무재선충이매개충을통해기주인소나무류로옮겨져발병하게되므로소나무재선충병은발병의주요인인기주-소나무재선충-매개충이상호긴밀하게연결되어있기때문에소나무재선충병발병시스템을철저히연구할필요가있다. 피해가극심한극동아시아지역을포함한전세계의소나무재선충병발생국가에서는주로방제방법개발에연구가치중되어있고발병요인에대한연구는미진한실정이다. 발병기작구명을위한기초시스템연구는가시적인성과를도출하는데상대적으로소요기간이길고, 초기투자비용이요구되지만, 결과물은소나무재선충병종합관리시스템구축에활용됨으로써막대한경제 산업적파급효과를창출할수있을것이다. 따라서본과제는다양한소나무재선충병발병요인간의상호작용에대한분석을통하여요인별피해특성을구명하고, 피해지입지조건별최적방제방안을제시함으로써소나무재선충병피해확산을저지하고효율적방제전략을수립하는데목적을두고, 발생예측 확산모델연구, 소나무재선충과매개충의생리 생태연구, 방제기술연구분야로대별하여수행되었다. 1

8 국립산림과학원 2. 발생예측 확산모델연구 (1) IT 관리시스템을활용한피해양상및피해위험도분석 소나무재선충병피해지중집단발생지인김해, 거제, 사천지역을대상으로 GPS를이용하여감염목의위치를취득한후고사목분포상황, 시기별피해확산양상, 고도별피해상황등을 FGIS프로그램으로분석하였다. 2013년 1월부터 9월까지피해지역별고사목의분포상황을분석한결과는그림 1과같이, 김해 5555목, 거제 5275목, 사천 171목이소나무재선충병에감염되어고사하였다. 3지역에서의확산양상의공통점은, 바람길을따라확산되는경향이나타내었으며, 특히, 사천의경우사천만을중심으로양쪽능선사이로확산되어가는양상을보였다. 그림 1. 소나무재선충병피해목분포도 2

9 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 가 ) 유역및사면단위확산경향분석 그림 2. 사천만일대의소나무재선충피해확산과정 < 상 : 2 월, 중 : 5 월, 하 : 8 월 > 사면단위에서의소나무재선충병피해확산양상을조사한결과 ( 그림 2, 3), 지형의장벽효과에의해서초기발생지로부터바람맞이방향에위치한사면에서재선충병피해목이집중적으로발생하는경향을나타내었다. 또한계곡부는능선부보다넓게퍼져나가면서고사목의밀도도높게나타났다. 사면에서는횡또는상향으로확산되는경향을나타내었다. 또한남에서북으로선상으로확산되며, 남사면이북사면보다빠르게확산됨을알수있었다. 3

10 국립산림과학원 < 거제 : 4 월 ( 초록 ), 5 월 ( 파랑 ), 6 월 ( 핑크 ), 7 월 ( 빨강 )> < 김해 : 2 월 ( 초록 ), 5 월 ( 파랑 ), 7 월 ( 빨강 )> 그림 3. 시기별피해확산양상 ( 거제, 김해 ) 각지역에서사면별고사목출현빈도를조사한결과 ( 그림 4), 조사지역공히남사면계열에서높게나타났다. 하지만지역별로약간의차이를보였는데, 김해, 거제는남동또는동쪽사면의출현빈도가높으며, 사천은남서사면의비율이높게나타났다. 한편, 김해 거제 사천은침엽수림이밀생되어있는곳으로, 임상패턴의영향은미미한지역이었다. 그림 4. 출현지사면향분석결과 ( 각지역별비율 ) 4

11 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 나 ) 고도에따른피해확산분석소나무재선충병피해지에서고도별로피해양상을분석한결과, 산록부가산정부보다발생빈도가높게나타났다. 한편, 3 조사지역에서의고도별고사목의출현빈도를조사한결과, 그림 5와같이김해는 m, 거제는 m, 사천은 0 100m에서의출현빈도가높게나타났다. 따라서소나무재선충에의한피해목발생은고도 200m 이하에서주로발생하는것으로조사되었다. 그림 5. 피해지의고도별고사목출현빈도 ( 시전역과피해지비교 ) ( 다 ) 피해극심지피해양상분석경기도에서피해가가장심한광주지역에서 2009년부터 2013년까지의피해목발생자료 ( 디지털전산자료 ) 를가지고 GIS를이용하여피해확산유형을분석하였다. 광주의피해목은 2012년까지는 200본이내였으나 2013년에 1000본가량피해가폭증하였다. 연도별피해목발생자료를토대로밀도의확산분포를나타낸것은그림 6 과같다. 2009년과 2010년에는기존발생지역에서피해가발생하다가 2011년에피해가외곽으로확산되었다고, 2012년에는피해가원래피해지역으로축소되었다가 2013년에피해가전지역으로대폭확산되는양상을보인다 ( 그림 7). 신규피해목의확산거리를파악하기위해피해목간거리를분석해보면거리가 500m 이내가가장많기는하지만매개충의생태특성에서예상되는것처럼압도적으로많지는않으며 4km 이상떨어진곳에서도신규피해목들이많이나타나고있다 ( 그림 8). 매개충의자연확산범위가약 3km 이내인것을감안하면이는이해하기가어려운현상이다. 피해목의확산메커니즘을파악하기위해지형학적요인과관련된분석결과는그림 5

12 국립산림과학원 9 와같다. 피해초기에는도로와인접해서피해목이발생하다가점차도로에서먼거 리에서도나타나는데이는도로가매개충확산의주통로임을의미한다하겠다. 그림 6. 경기도광주지역피해목발생현황 그림 7. 경기도광주지역소나무재선충병피해확산 6

13 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 8. 소나무재선충병피해목간최단거리 7

14 국립산림과학원 그림 9. 소나무재선충병피해목발생유형분석 ( 지형, 고도, 경사, 도로 ) ( 라 ) 신규발생지확산양상분석최근에는신규피해지역이늘어날뿐아니라일단피해가발생한지역에서피해가근절되는사례를찾아보기가어렵다. 이는 2005~2006년에신규피해가발생했던 16개지역 ( 안동, 함양, 대구, 영천, 의령, 강릉, 동해, 경산, 원주, 춘천, 포천, 남양주, 경주, 광주, 익산, 서울 ) 에서모두베기방제로피해가근절되거나 (11개지역 ) 급감한것 (5개지역 ) 과는매우대조되는현상이다 (Kwon et al. 2011). 이원인을밝히기위해최근에피해가발생했던보령과태안의피해방제사례를분석하였다. 2014년에피해가발견된태안안면도의경우해안에위치한군사훈련장 ( 태안군안면읍정당리산28-1번지의 3필지 ) 의매우좁은구역 ( 약 0.5ha) 에서 60% 가량의피해목이발생하였다. 그런데피해지를모두베기방제를하지않고피해목만벌채를하고파쇄하였다. 그리고피해구역의 20배에달하는 12.78ha의면적의소나무림에서고사목을벌채하 8

15 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 고파쇄하였고 ( 총 2,052본 ), 그루터기는박피하였다. 이일차방제는 2014년 8월 25 일부터 2014년 9월 25까지실시하였다. 이차방제는피해구역주변지역 (12.78ha) 에대한위생간벌, 파쇄, 그루터기박피및나무주사 (2,205본) 를실시하였다. 8~9월에는매개충이모두우화하여고사목에는들어있지않기때문에방제를하게되면매개충들이주변으로달아날우려가있다. 따라서피해지역을 11월까지보존하였다가피해구역을모두베기방제를했어야한다. 피해구역내에잔존한소나무들은감염가능성 ( 소나무재선충소지가능성 ) 이 50% 이상일것이다. 따라서이들나무들은벌채후파쇄하여야한다. 2015년 1월 15일에현장을방문하였을때, 일부소나무들에서가지가고사하는현상들이나타나고있었다. 보령은 2012년에청라면소량리, 나원리일원약 109ha의면적에서 657본의피해목이처음으로발생하였고 ( 감염의뢰본수를피해목으로간주, 감염확인 257본 ), 2013년에는 980본 ( 김염확인 141본 ), 2014년에는 1,163본 ( 감염확인 82본 ) 으로피해는점차증가하고있다. 2014년의피해면적은 150ha이다. 그런데방제한본수를보면 2012년에는 20,751본, 2013년에는 9,512본, 2014년에는 12,905본를방제를하였다. 이처럼피해목보다 2012년에는 31배, 2013년에는 10배, 2014년에는 11 배가량많은방제를하고있다. 그런데이러한추가방제목들은피해구역내의소나무들이아닌피해주변지역의소나무들이다. 보령은피해구역의방제보다는피해주변지역의예방방제 ( 서식처제거사업, 나무주사 ) 에훨씬많은방제예산을할당하고있다. 2012년부터추가방제를피해목주변의소나무들에대해실시하였다면 ( 모두베기방제 ), 아마보령에서피해는사라졌거나, 수십본수준으로피해가급감하였을것이다. ( 마 ) IT관리시스템을활용한피해위험도분석기후변화시나리오 RCP4.5 온도자료와소나무재선충병발생위험도지수인 MB(Monochamus/Bursaphelenchus) 지수를활용하여소나무재선충병발생위험도를추정하였다. 주로남부지방과호남지역, 수도권에서발생위험도가매우높았으며 2020년에는발생위험도가높은지역이확산되는경향을보였다 ( 그림10). 9

16 국립산림과학원 그림 10. 기후변화 RCP4.5 시나리오로추정한 2010 년및 2020 년대 소나무재선충병발생위험도 (MB 지수활용 ) (2) 피해확산원인분석및확산모델개발 소나무재선충병의위험도지수인 MB지수를추정하기위해기상청에서배포한상세기후변화시나리오 RCP 4.5(1km 해상도 ) 의월평균기온분포도를활용하여각격자 (1km2) 별로 2013년과 2014년월평균기온을이용하였다. RCP 4.5 상세기후변화시나리오는기상청에서개발하여배포한새로운기후변화시나리오이다. MB지수는솔수염하늘소활동시기중월평균기온이 15 이상되는월평균기온에서 15 를뺀값을합산하여구하며, 지수가 40을넘으면소나무재선충병의발생위험도가높다는것을의미한다. 남한상세기후변화시나리오를활용하여 MB지수를추정한결과, MB지수가 40이상으로산출되어소나무재선충병의발생위험이높은지역은수도권, 전라남도, 경상남도지역이었고 2013년에비해 2014년에는위험지역이넓어지는것으로나타났다 ( 그림 11). 특히, 안면도, 태안, 서산지역에서소나무재선충병의발생위험도가높을것으로추정되었다. 10

17 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 11. MB 지수로추정한 2013, 2014 년도소나무재선충병발생위험도지도 연구대상지는소나무재선충병에의해피해를많이입고있는경기도지역으로, 경 기도산림환경연구소에서제공받은경기도내 2008 년부터 2014 년까지의소나무재선 충병신규감염목의위치자료를대상으로하였다 ( 그림 12). 그림 12. 경기도광주시의연도별확산양상 11

18 국립산림과학원 2008년과 2009년사이의신규감염목확산거리는평균 16,830m, 최대값은 35,540m이지만이는예찰을시작하기전부터존재하던감염목때문인것으로보인다. 이후 2009년과 2010년사이, 2010년과 2011년사이를보면평균약 900m, 최대거리약 4,000m 정도의수치를보인다 ( 표 1). 표 1. 연도별전년도감염목과의거리최소값, 중앙값, 평균값, 최대값 ( 단위 : m) 연도 최소값 중앙값 평균값 최대값 2008~ ,670 16,830 35, ~ , ~ , ~ ,003 36, ~ ,111 37,330 근거리확산알고리즘에서는소나무에서하늘소가비산하여다른소나무로이동하는양태를모사하였다. 초기감염목으로부터 1부터 3까지의난수를발생하여생성되는하늘소의수를결정하고각하늘소마다비산거리를결정한뒤무작위방향으로비산시켜하늘소가도착한 patch 상의잣나무수가 0보다크면감염목을생성하도록하였다. 이렇게생성된감염목은새로운확산원이된다. 비산거리결정에는전년도감염목과의거리자료를기반으로로지스틱회귀분석을통해구한확산거리의확률밀도함수를이용하였다. 표본수가가장많은 2012년과 2013년사이경기도의전년도감염목과의거리를 100m 간격으로출현빈도자료를만들어로지스틱회귀분석을하였다. 이렇게구한확률밀도함수는거리에따라발생할확률을나타낸다. 난수를발생하여거리를결정하기위해확률밀도함수의역함수를이용하였다. 이를기반으로근거리확산알고리즘의 flowchart를그려보면그림 13과같다. 12

19 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 13. 근거리확산알고리즘 Flowchart 모델을구동시키고 10년단위로확산양상을비교해보았다 ( 그림 14). 예상대로원거리확산알고리즘이포함되어있지않았기에근거리확산 (diffusion) 모사만이이루어져매우한정적인확산만을나타내고있다. 10년까지는초기감염목위치에서멀지않은지역내에서발생하다가 20년즈음에크게증가하는모습을볼수있다. 30년째에확산은최전성기를맞고 40년에는광주시전역이피해를입게된다. 그러나이와같은확산패턴은현재발견되고있는양상과매우다른모습을나타내고있다. 원거리확산의부재는이미지적하였으나, 근거리확산역시매우더딘속도로진행되고있다. 아마도감염목으로부터병징목으로전이하는과정에서걸리는시간과감염목 / 병징목이새로운확산의 source로기능할수있기까지의시간차 (lag) 의적용도고려해보아야할대상으로생각된다. 중국과유럽에서사용된확산모형에서는감염목이확산의근원지로기능하기까지약 6년의시간을둔사례가있다. 실제광주시의소나무재선충병감염목확산양상 ( 그림 12) 과비교했을때확산의속도가훨씬더딘것을보이는데이는데이터피팅이제대로되지않았기때문으로보인다. 13

20 국립산림과학원 그림 14. 모델로추정한소나무재선충병확산패턴 (3) 소나무재선충병피해지모니터링 고정조사지내임목의생리반응모니터링을통한선방제기준마련을목적으로본 조사연구를수행하였다. ( 가 ) 고정조사지및조사목현황고정조사지는피해지내피해목확산경로구명을위하여소나무재선충병피해지중에서방제훈증그루터기수가적고산림면적 1ha 규모인산림을주모니터링조사지로선정하고, 피해목이발생하지않은지역에서산림면적 0.4ha 규모의부모니터링조사지를선정하였다 ( 그림 15, 표 2와 3). 고정조사지내수목의생리반응측정은방제훈중그루터기와잎이변색된나무를기준으로반경 10m 내임목을전수조사하였다. 14

21 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 15. 고정조사지위치 표 2. 고정조사지및조사목현황 No. 위치 1 2 서귀포시안덕면사계리 3635 ( 주모니터링조사구 ) 제주시구좌읍한동리 2416 ( 부모니터링조사구 ) 면적 (ha) 방제훈증그루터기 ( 본 ) 조사목 ( 본 ) GPS 좌표 N E N E 표 3. 고정조사지입지 토양특성 구분 조사지 1 조사지 2 위치 서귀포시안덕면사계리 3635 제주시구좌읍한동리 2416 기후대 난대 난대 표고 0~100m 200~300m 방위 남동 - 지형 구릉지 평탄지 사면위치 산록 산록 경사 0~10 0 모암 화성암 화성암 토양배수 보통 보통 15

22 국립산림과학원 구분 조사지 1 조사지 2 토성 미사질양토 미사질양토 건습도 건조 약건 토심 중 중 토양형 화산회건조산림토양 (Va1) 화산회약건산림토양 (Va2) ( 나 ) 고정조사구내감염목발생양상고정조사지를대상으로 2014년고사목발생양상을분석한결과는그림 16과같다. 2013년 12월사전조사시, 1번고정조사지에서는방제목 2본, 고사목 2본, 고사진행목 1본이관찰되었다. 반면 2번고정조사지에서는고사목, 방제목, 고사진행목모두발견되지않았다. 1번고정조사지에서는 4~7월동안엽변색목 7본이발생하였으며이중 1본은소나무재선충병에감염된것으로판명되었다. 9월에는 28본의고사목이발생하였으며그중 26본 (93%) 이소나무재선충병감염목이었다. 이소나무재선충병감염목대부분은 7월엽변색목기준으로반경 20m에서발생하였음을알수있다. 2번고정조사지의경우 4~5월에고사목 2본과엽변색목 2본이발생하였으며이중 1본은소나무재선충병감염목이었다. 9월에는 7본의고사목이발생하였으며이중 6본이소나무재선충병감염목이었다. 9월고사목중 3본이 7월고사목주변 20m 이내에서발생하였고나머지 4본은주변약 30m 이내에서발생하였다 ( 그림 16). 그림 번고정조사지 ( 왼쪽 ) 및 2 번고정조사지 ( 오른쪽 ) 고사목발생양상 16

23 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 다 ) 개체목의수간활력도변화고정조사지를대상으로 2014년 1~2월, 4~5월, 7월과 9월동안주기적으로개체목의수간활력도를모니터링한결과, 소나무재선충병피해목의수간활력도는건전목에비하여 1~7월에는 1.3배, 9월에는 2.5배높았다 ( 그림 17). 수간활력도는수목의목부와형성층의활력을판단할수있는값으로측정수치가낮을수록건전한상태로볼수있다. 건전목과피해목의활력도차이는 1~7월의경우평균 5.6±3.1kΩ, 9 월은 20.7kΩ이었다. 따라서가시적인피해가두드러지는 9월이되어야생리적인차이를보이기때문에임목의생리반응모니터링을통하여선방제기준을마련하기는어려울것으로판단되었다. 그림 17. 소나무재선충병피해목과건전목의수간활력도비교 ( 라 ) 개체목의수관활력도에따른소나무재선충병감염률수관활력도는엽피해율 ( 잎의변색률과낙엽률 ) 을기준으로수목의건강성을판정할수있는지표이다. 4~7월사이에는엽피해율 25~85% 를보이는수목의경우, 재선충병감염률이 0% 였으나 9월에는엽피해율 20% 이상의수목은모두재선충병에감염된것으로나타났다 ( 표 4). 고정조사지내에발생한엽변색목의개체수가적어측정데이터가많지않지만, 시기적으로 9월방제시에고사목과함께엽변색률 20% 이상되는수목은선방제하는것을고려해볼만한결과이다. 17

24 국립산림과학원 표 4. 수목의엽피해율에따른시기별소나무재선충병감염률 시기엽피해율소나무재선충병감염률조사본수 4~7 월 9 월 25~85% 0% 0/13본 100%( 고사목 ) 63% 5/8본 20% 이상 100% 15/15본 100%( 고사목 ) 93% 26/28본 (4) 소나무재선충병피해등급별방제전략도출 소나무재선충병방제전략도출을위해방제전략개념을도입하고피해등급별로방제전략을도출하였다. 방제전략의가장기본이되는개념은확산저지를통한피해감소이다. 이를위해서피해지를미발생지, 독립발생지 (1개시 군 구또는 2~3개시 군 구발생지 ), 집단발생지로나누는것을기본으로한다. 미발생지의경우인위적확산에의한피해목을조기발견하여박멸하는것을목표로한다. 이를위해서는예찰의효율성을높이는것이필요하며특히유입위험도가높은지역에대한집중적인예찰을필요로한다 ( 그림 18). 1개혹은 2~3개시 군 구에걸쳐피해가발생한경우확산저지를목표로한다. 이를위해서선단지로의심되는지역에대해서는고사목전수조사를통해선단지를확정하고선단지피해목은소구역모두베기 ( 반경은 10~30m) 를통하여지역적박멸을유도한다. 특히선단지외곽에대한집중적인예찰을통해피해목을효율적으로제거하여야한다. 피해가지속적으로발생하는지역이나피해중심지는개벌을통해피해감소를유도하여야한다. 영남, 수도권과같이 3개를초과하는시 군 구에걸쳐피해가발생한경우기본적으로독립피해지와방제방법은같으나선단지는전체권역수준에서결정하여야한다. 선단지관리는독립피해지와같은방제전략을이용하여선단지후방에있는피해지역은가능한방제방법을활용하여피해감소를유도하여야한다 ( 그림 19). 18

25 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 18. 예찰방제전략개념도 그림 19. 방제법에대한방제전략개념도 19

26 국립산림과학원 선단지후방에있는피해지의경우해발고도가높은지역, 또는피해발생이력이짧은지역에서는지역적박멸을유도한다. 이와더불어피해지내문화재보호구역과같은주요핵심지역에분포하는소나무림의경우주기적인나무주사를통해예방적인관리가필요하다 ( 그림 20). 그림 20. 피해등급별모니터링, 진단, 방제법 20

27 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 (5) 소나무재선충병외국방제전략사례연구 ( 가 ) 일본의소나무재선충병방제전략 1) 소나무재선충병피해발생이력일본의소나무재선충병피해발생이력을정리한것이표 5이다. 일본에서는 1905년나가사끼에서소나무재선충병이최초로발생 (38본) 하였다. 전국의소나무재선충병피해량은 1979년의약 243만m 3 를피크로감소경향에있고, 2013년의피해량은전년도수준으로약 63만m 3 ( 피크때의약 1/4) 이나고위도 고표고지역에서는피해량이증가하는곳도존재하였다. 소나무재선충병피해는여전히일본최대의산림병충해이고 2013년에는북해도를제외한 46도부현에서피해가발생하였다. 전국의소나무재선충병피해 ( 재적 ) 추이는그림 21과같다. 표 5. 일본의소나무재선충병피해발생이력 피해연도피해지역및대응등피해량 1906 후쿠오카현 3,000 본 1907 가고시마현 4,589 본 1911 쿠마모토, 치바국지적 1914 효고현국지적 1933~ 오카야마현 효고현, 시가현, 나가사키현, 가고시마현, 후쿠이현, 후쿠오카현, 사가현 1 만 2 천 ~1 만 7 천 m 3 ( 효고현이대부분차지 ) 1938 효고현을중심으로약 16 만 4 천 m 미야자키현, 쿠마모토현약 19 만 5 천 m 큐슈 26 만 4 천 m 만 6 천 m ~1945 카나가와현, 시즈오카현, 야마구치현, 교토, 시로시마등 3 부현 연간 40 만 m 와카야마, 시코쿠지방등 18 부현 92 만 8 천 m 동북 6 현, 서일본 35 부현 [ 소나무재선충병방제협의회 ] 에서전국적피해실태조사결과보고 108 만 m 도부현 128 만 m 상동상동 21

28 국립산림과학원 피해연도피해지역및대응등피해량 1950 [ 화니스권고 ] 행정대책 [ 소나무재선충병과그외산림병해충구제예방에관한법률 ] 공포 감소세 만 m ~ 만 m ~ 만 m 만 m 만 m 가고시마, 오카야마, 나가사키, 오이타, 야마구치, 사가, 후쿠오까, 오사카 * 소나무재선충이병원이라는사실구명 50 만 m 중국지방중심으로피해확대 72 만 m * 오키나와에서도발견됨 100 만 m 만 m /1977 [ 소나무재선충병방제특별조치법 ] 약 80 만 m 여름철의고온, 건조에의해폭발적으로증가 207 만 m 피크 243 만 m 북해도, 아오모리를제외한 45 도부현 1986 비교적신규피해발생지인동북, 호쿠리쿠, 토잔지방에서증대경향 121 만 m 3 그림 21. 일본의소나무재선충병피해 ( 재적 ) 추이 ( 재적 : 만m3, 연도 : 25 가 2013 년 ) 22

29 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 2) 소나무재선충병피해방제제도의변천 ( 표 6) 표 6. 일본의소나무재선충병피해방제제도의변천 연도 방제제도및대책 1950 제1차화니스권고 1950 [ 솔수염하늘소등그외의산림병해충의구제예방에관한법률 ] 공포 1952 상기법률을 [ 산림병해충등방제법 ] 으로개정 1962 [ 산림병해충등방제법 ] 의개정 1963 행정지도에의한벌채약제처리에의전환 1964 입목에의약제살포개시 1967 [ 산림병해충등방제법 ] 의개정 1973 공중살포사업, 발생예찰사업의개시 1976 [ 산림병해충등방제법 ] 의개정 1977 [ 소나무재선충병방제특별조치법 ] 공포 1982 상기법률을 [ 소나무재선충병피해대책특별조치법 ] 으로개정, 연장 1987 [ 소나무재선충병피해대책특별조치법 ] 의개정, 연장 1993 [ 소나무재선충병피해대책특별조치법 ] 의개정, 연장 1998 [ 산림병해충등방제법 ] 의일부개정 3) 방제전략사례가 ) 킨키츄고꾸산림관리국 년재선충병예산은방제로 1억엔, 예방으로 6천만엔이었다. 2 소중한소나무림의역할은방풍 ( 防風 ), 방조 ( 防潮 ), 방사 ( 防砂 ) 이다. 3 소나무재선충병방제대책은보존해야할소나무림의확실한방제, 주변소나무림을다른수종으로전환 건전화를추진, 지역에서방제체제만들기 ( 연락회, 수호회등 ), 피해를막는기술의개발 보급 ( 저항성소나무의도입 보급등 ) 이다. 4 국가와지자체에서실시하고있는피해대책은순시 공중조사의피해감시, 항공방제 지상방제 나무주사의예방, 벌도훈증 벌도약제살포 미생물방제 벌도파쇄의구제, 건전정비 수종전환 ( 보존해야할소나무림주변의소나무 23

30 국립산림과학원 림을수종전환 ) 의산림정비이다. 5 국민이일상적으로할수있는소나무림의건강관리는소나무림의정기검진, 임내를깨끗이하기 ( 낙엽이나잔가지제거 ), 고사목처리, 소나무묘목심기이다. 6 소나무림소유자에게수종전환협력, 소나무림관리, 고사목이동금지, 긴급처리에대한양해를부탁한다. 7 비병징감염목즉, 소나무재선충병에걸렸으나건강해보이는소나무도송진이나오는양에이상이생겨건전목과구별가능하므로상처입힌후 1시간에서 24시간 ( 겨울철 ) 후에송진양을관찰해야하며, 상처입힌부분을반드시표시하는등의주의가필요하다. 8 한마리의솔수염하늘소가산란하면다음해 15마리로증가하며, 하늘소의사망률을 93% 이상으로하지않으면방제효과가없다. 9 방제성공사례 ( 와까야마현엔쥬가하마 ) 약 90ha의해안소나무림으로미하마쵸의심볼이고지역사람들이대대적으로보전을위해노력하고있다. 이곳에서는주변소나무림의피해확대, 예방살포를공중살포에서지상살포로변경한것등으로 1994년부터피해가증대하였다. 1999년에방제전략을세워서주변소나무림의살아있는나무의벌채를포함한수종전환, 지상살포약량의최적화, 살포방법의최적화, 구제작업의일관화, 소각의도입, 고사목탐사의철저화등을계획하여방제가성공한경우의피해진행예측을행하였다. 피해는예측대로순조롭게감소하여현재에도방제전략이실시되고있다. 바르게행해진예방살포의효과는현저하다. 단한때예방살포만으로소나무재선충병을제로로하는것이가능하다고생각하였으나예방살포만으로는제로가된사례가없다. 그러나지키려고하는주위의임분이피해가심한경우주변임분으로부터솔수염하늘소의침입을막기위한예방살포는매우유효하다할수있다. 나 ) 효고현산림보전실 ( 표 7 와 8) 1 예방대책 : 특별방제 ( 항공살포 ), 지상살포, 나무주사가있다. 2 구제대책 : 벌도구제 ( 벌도후약제살포 ), 특별벌도구제 ( 벌도후파쇄 ), 벌 24

31 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 도목등구제 ( 다른사업에서벌도한벌도목에약제살포 ), 천적이용형벌도구제 ( 벌도후보베리아균접종 ) 가있다. 3 수종전환 : 살아있는나무를벌도하고활엽수등의다른수종으로전환, 저항성소나무를식재한다. 4 공공사업을활용한피해대책 : 보전소나무림건전화정비 ( 방제구역에서피해목을포함한불용목을제거, 약제살포, 파쇄등을행함 ), 소나무림보호수림대조성 ( 방제구역주변수종전환 ), 보안림개량 ( 수종전환, 식재 ), 토사유출방지림조성 ( 식재및간이치산시설등설치 관리 ) 한다. 5 경관벌도대책 : 공공시설주변이나도로변의장기간방치된고사목을벌채한다. 표 7. 소나무재선충병피해대책의추진방침 ( 일본효고현 ) 25

32 국립산림과학원 표 8. 환경을배려한소나무재선충병구제대책 ( 일본효고현 ) * 효고현에서는행해지고있지않음. 다 ) 아오모리현 ( 그림 22) 1 피해발생시의초동대응초기의단목발생에서피해를억제하기위한조기구제와관계기관에빠른정보제공이중요한다. 재선충피해목은전부벌도훈증등의처리를한다. 처리시산림소유자의동의등에대해서는시정촌의협력을구해시행한다. 고사목발견시신속하게벌도훈증등을행함과동시에재선충감염여부를확인한다. 재선충이검출되면피해목으로부터 100m 이내의소나무송진유출량을조사하여고사목이나이상목은전부벌도훈증등의처리를한다. 피해목으로부터 2km 이내의소나무림은예찰조사를통해고사목의유무를확인한다. 2 방제대책하늘소의생식조사실시, 피해를입기어려운산림조성 ( 고사목등의제거, 임내정리 ), 피해목의이동제한, 정보수집 / 제공등의홍보활동, 피해가단목수준에서면적단위로확대된경우약제의공중살포나지상살포, 나무주사, 수종전환을상황에맞게적용한다. 26

33 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 22. 소나무재선충병예방대책지도 ( 일본아오모리현 ) ( 나 ) 유럽의소나무재선충병방제전략 1) 발생연혁유럽은 1999년포르투갈서부해안지역의 Setubal 지역에서소나무재선충병감염목이최초로보고되었다. 유럽연합 (EU) 는그이듬해인 2000년에 PROLUNP(National Eradication Programme Pinewood Nematode) 라는박멸프로그램을발족하여실시하였으나, 2007년포르투갈중부를중심으로전역에소나무재선충병확산이확인되면서공식적인조기박멸실패를선언하였다. 이후 2008년포르투갈과연접한스페인국경지역에서신규로소나무재선충병이보고됨에따라, EU에서는긴급국제회의를소집, 새로운소나무재선충병방제를위한기본실행계획을수립하였다. 이에근거하여 EU는 2012년, 유럽위원회긴급소나무재선충병대응조약 을공포하여 27

34 국립산림과학원 EU 차원에서회원국들에대한관리와대응을엄격하게규정하였다. 또한 EU 공동의 소나무재선충병연구프로젝트, REPHRAME(European Commission Research Innovation DG) 를가동하여소나무재선충병방제를위한연구기반도강화시켰다. 2) 확산억제전략유럽의소나무재선충병피해지확산억제에대한기본전략은 Ⅰ단계 박멸조치 (Eradication), Ⅱ단계 봉쇄조치 (Containment) 이다. 박멸조치단계에서는피해지역과완충지역 (20km) 으로구성된 경계구역 을설정하는것이기본사항이며, 이지역내에감염목이발생하면반경 500m 내의소나무를개벌하는것이원칙이다. 이경우기존피해지내에서새로운감염목이발생했을시새로운경계구역을설정, 이에따른완충지역을재조정하게된다 ( 그림 23). 박멸조치이후피해가 4년동안지속적으로발병하거나, 박멸이불가능한것으로판단되는지역의경우 Ⅱ단계인 봉쇄조치 로전환된다. 봉쇄조치에서는박멸프로그램과동일한경계구역을설정하지만, 경계구역내의감염목을개벌이아닌단목제거방식으로관리한다는점에서차이가있다. 하지만지속적모니터링과목재이동부분의단속을강화하여관리하는시스템을가동시키고있다. 그림 23. 유럽의소나무재선충병박멸프로그램기본모식도 28

35 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 3) 예찰및검역예찰방법은미발생지의경우, 감수성수종이나목재및매개곤충을연례적으로조사하는방식을적용하고, 기존발생지의경우경계지역내의의심되는모든고사목 ( 감염수종, 태풍피해목등 ) 을대상으로조사하고있다. 목재의이동관리대상은감염수종및목재, 목재포장재, 수피 (bark) 등이며 EU 국가간이동시에는미피해지수종인지여부, 목재열처리 (56, 30분 ), 식물통행증 (Plant passport) 첨부, 목재포장재의국제처리기준적용등의검사가실시되고, 국가내에서이동시에는이동단속을통한임의수시점검시스템을가동하며, 단속시에관련서류, 식별번호, 식물점검표 ( 미감염확인증 ) 등을확인한다. 또한감염지내에위치한제재소, 목재수급처, 피해지와미피해지경계지역에대한점검이요구된다. 회원국들은매년 3월소나무재선충병점검결과를 EU와회원국에게보고하여야하는의무를가진다. (6) 소나무재선충병청정지역사례분석 우리나라에서소나무재선충병이 1988년부산동래구금정산에서최초발생이후현재까지 85개시 군 구에서피해를받고있으며, 청정지역은 17개지역이다. 청정지역중전남목포, 신안, 영암 3개지역에대한청정지역사례를조사하였다. ( 가 ) 전남목포 ( 표 9, 그림 24) 2001년 10월죽교동유달산외 3개소 ( 고하도 율도 장좌도 ) 에서처음발생하였는데그피해량은 975본에면적은약 20ha 정도로신규발생지로는피해정도가매우심한경우였다. 발생이후처음에는고사목단목벌채에의한훈증방제위주로방제를실시하였다. 그러나피해목발생지역이도서지역으로편중됨에따라훈증처리목의사후관리가되지않아동일지역에서지속적으로피해가발생하였다. 이에방제방법을 2004년가을철피해목방제사업부터소각처리방법으로전환하여사후관리가어려운도서지역및소각처리가능지역으로전량임외반출후소각처리한결과, 2005년 2 월이후유달산일대에서는소나무재선충병피해목이전혀발생하지않았다. 즉, 소각처리방법으로전환함으로써사후관리가불필요하였다. 피해목소각처리와함께지속적인항공방제및홍보를통한주민의식전환으로 2008년이후부터는피해목이전혀발생하지않아 2009년에청정지역으로지정되었다. 29

36 국립산림과학원 표 9. 연도별피해량및방제사업별방제사업규모 ( 단위 : 본, ha, 백만원 ) 구 분 계 ~ 비고 발생본수 2, 제거본수 2, 항공방제 4, , 나무주사 사업비 1, 그림 24. 목포지역소나무재선충병피해상황및방제계획도 30

37 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 나 ) 전남신안 ( 표 10, 그림 25) 신안에서소나무재선충병피해가처음으로발생 보고된것은 2002년 3월로피해량은 44본, 면적은약 2ha정도였다. 발생양상은주로단목으로발생되었으며 2002~2004년단목발생에대한훈증처리에서 2005년훈증 소각처리병행, 2006년전면소구역벌채소각처리방법으로전환하였으며, 소나무재선충병광역방제단을활용한산림내부산물정리작업과기존훈증더미는수집후전량소각처리가이루어졌다. 그리고권역별완전방제계획에따라압축방제실시로전체 2개권역 ( 구례도, 압해도 ) 중 2008년 5월 1개권역 ( 압해 ) 에서만 1본발생이후추가발생되지않았다. 또한소나무재선충병고사목완전처리를위해연 2회이상항공예찰을실행하고예찰방제단을활용주 2회이상피해지정밀예찰을강화하여고사목에대한방제를실행하였다. 그결과 2008년 6월이후소나무재선충병피해목이발생하지않아 2010년에청정지역으로선포하였다. 표 10. 연도별피해상황및방제실적 연도 발생면적 (ha) 감염본수 ( 본 ) 투자액 ( 백만원 ) 피해목제거 ( 본 ) 방제방법별방제상황 (ha) 나무주사 항공방제 ( 연면적 ) , ,050 31

38 국립산림과학원 그림 25. 전남신안군소나무재선충병피해상황및방제계획도 ( 다 ) 전남영암영암은소나무재선충병피해가 2003년 11월에처음으로발생하였으며, 피해본수는 13본, 면적은약 1ha정도였다. 영암도역시최초발생이후부터 2004년까지는피해목에대하여훈증처리하였으나, 그이후추가발생목은발견즉시소각방제위주로전환하였다. 그결과 2003년도 13본발생, 2004년도 23본발생이후더이상소나무재선충병피해목이발생하지않았다. 32

39 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 3. 생리 생태연구 (1) 소나무재선충병수종별피해해석 ( 가 ) 잣나무, 낙엽송에대한소나무재선충병피해해석 1) 잣나무림에서의재선충병발생양상분석잣나무림재선충병발병양상을분석하기위하여소나무재선충병피해지인성남지역에서고정조사구를선정 ( 면적 1ha) 하여매월주기적으로감염목발생상황을조사하였다 ( 그림 26). 현장조사시 GPS를활용하여단목별로좌표를취득하였다. 잣나무림에서소나무재선충병감염목의시기별고사율을조사한결과, 감염당해연도인 11월에 42.5% 로가장높았으며, 7월에는 19.4%, 9월과이듬해 1월에각각 13.8%, 12.9% 가고사되었으며, 이듬해 5월에 2.4% 로가장낮았다. 이는중부지역에분포하는매개충인북방수염하늘소가 5월중순부터우화하기시작하여섭식에의한재선충감염 2개월후부터발병하는것으로조사되었다. R a t e 30.0 o f y = x x D 20.0 R?= e a t h( %) JUL SEP NOV DEC JAN MAR May Month 그림 26. 경기도성남의피해지전경 ( 좌 ) 및시기별고사율 ( 우 ) 2) 고사시기별매개충산란및재선충분포양상 잣나무의고사후시기별매개충및수체내재선충분포양상을조사하기위하여 2013 년 3 월중순에고사목을벌채하여 1m 길이로절단하였다 ( 그림 27). 33

40 국립산림과학원 그림 27. 고사시기및부위별재선충및매개충분포조사 재선충병감염목의고사시기에따른부위별선충밀도및분포상황을분석한결과 ( 그림 28), 병징발현후 3개월이경과한 11월고사목의경우수고 3m이하하부에서 마리 /g와수고 11m부위에서 55.4마리 /g로높은밀도로검출되었다. 한편 10월이전에발병되어고사된잣나무에서는수고와관계없이전부위에서평균 12.4, 13.8마리 /g로고르게검출되었다. 이와같이감염당해연도인 7월부터 11월에고사한잣나무에서는전부위에서소나무재선충이검출되었다. 그러나재선충병감염후이듬해인 1~3월에고사한잣나무의경우수간하부에서는그의검출되지않았으며 9m이상의상부에서만분포하였으며, 초두부에서 35.2마리 /g로높게검출되었다. 그림 28. 고사시기및부위별선충밀도 그림 29. 고사목의부위 ( 굵기 ) 별매개충 분포 34

41 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 또한방위별재선충검출률을조사하기위하여동서남북중 1방위에서만시료를채취하여재선충분리율을조사한결과감염목중 35.6% 만이검출되었으나, 4방위에서골고루시료를채취한경우에는감염목모두검출되어재선충병감염목을 100% 의탐색률을얻을수있었다. 따라서소나무재선충병예찰시시료채취기를이용하여 4방위에서골고루채취하여야만소나무재선충병감염목을 100% 색출할수있을것이다. 그림 30. 목질부내매개충의유충 그림 31. 고사시기에따른높이별매개충 분포 한편, 고사시기별매개충의수체내분포양상을조사한결과 ( 그림 29, 31), 9월이전에고사한잣나무에서만산란하였으며, 그이후에병징이나타나는감염목에서는산란하지않은것으로조사되었다. 9월고사목에서원목의굵기및수고별매개충분포양상을조사한결과, 원목굵기 14~16cm부위에서 31.8% 로가장많이분포하였으며, 상대적으로직경이큰부위보다작은부위에더많이분포하는것으로조사되었고, 직경이 20cm이상되는부위에서도 8% 이상분포하였다. 11월고사목의경우에는 85% 이상이직경 10cm이하에서분포하였다 ( 그림 29). 또한고사목의수고별매개충의서식밀도를조사한결과, 그림 31과같이 7월에고사된공시목에서는전부위에분포하였으며, 특히수고 6m, 5m부위에서각각 39.3, 32마리로서식밀도가매우높았으며, 분포비율은 30.1% 를차지하였다. 잣나무에서북방수염하늘소의부위별서식밀도는고사목전부위중 5 9m부위에서 63% 이상으로집중분포하였다. 반면 11월고사목의경우에는수고 8m이상의높은부위에서만분포한것으로조사되었다. 35

42 국립산림과학원 3) 건전목의하부자연고사지에서의매개충분포여부잣나무는소나무와해송과는달리하부자연고사가지 ( 역지 ) 를낙지시키지않고고사된상태로주간에부착되어있다. 이에피해지내건전목의하부고사가지에서의매개충산란및재선충분포여부를조사하였다 ( 그림 32). 하부고사지중매개충의산란및서식하는가지는전체조사가지중약 3.3% 였다. 또한매개충이서식하는가지에서소나무재선충을분리한결과, 20% 이상에서소나무재선충이검출되었다 ( 그림 33). 이결과를토대로잣나무림에서의소나무재선충병방제시건전목의하부자연고사지까지완전히제거하여야만완벽한방제효과를얻을수있을것으로사료된다. 40 Nematode retention rate (%) Total 29.1% Total 20.7% 0 Gwangju Regional population Pocheon 그림 32. 건전목의하부고사지채취 및매개충침입 탈출공 그림 33. 하부고사지에서의매개충 및재선충서식률 4) 낙엽송에서의북방수염하늘소산란 2013년 2월 12일소나무재선충병신규발생지로보고된양평군계정리지역의낙엽송임지를조사한결과, 동일한임지내에서 30여본가량의낙엽송고사목을발견하였다. 그중약 10여본에서는매개충인하늘소의것으로추정되는많은수의산란흔이확인되었으며, 하늘소의정확한종동정을이들고사목은수집하여실험실로옮겨졌다. 수집된고사목은실내항온항습실 (25, 60%) 에서보관되었으며, 일차적으로종동정을위하여고사목내의유충을분리하여채집하였다. PCR을이용한유전자분석결과유충은모두북방수염하늘소 (Monochamus saltuarius) 로확인이되었고, 이후성충으로우화한하늘소성충의형태적특징역시북방수염하늘소로최종적으로동정이되었다 ( 그림 34). 북방수염하늘소는주로우리나라중부지역및일부중남부지역에넓게분포하고있는종으로서잣나무에서소나무재선충을옮겨주는매개충역할을한다. 이번결과를통하여북방수염하늘소는자연상태에서잣나무뿐만 36

43 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 아니라낙엽송에서도활발하게산란을하고있음을확인할수있었다. 아직까지소나무재선충에감염된낙엽송고사목은확인되지않았으나, 전국적으로낙엽송고사목을대상으로한고사목내분포선충조사는필수적인부분이다. 더군다나우리나라경기지역은잣나무와낙엽송임지가연접되어있으며경기지역의잣나무림에서소나무재선충병발생및확산추이가늘어나고있는상황이므로, 향후소나무재선충의대체기주혹은잠재기주로서낙엽송은주의깊은관찰을요하는수종이라고할수있다. 그림 34. 낙엽송고사목에서분리한매개충의북방수염하늘소종동정확인 5) 재선충속선충의낙엽송에대한병원성검정 2013년 6월 14일낙엽송 (Larix leptolepis) 에서의소나무재선충의병원성검정을위하여선충접종시험을수행하였다. 선충접종밀도는 5,000마리 /20μl이었으며, 처리한선충은 3종으로소나무재선충 (Bursaphelenchus xylophilus), 어리소나무재선충 (B. mucronatus) 및 B. thailandae이었다. 반복수는각각 10본이었으며, 대조구로는소나무재선충의기주인곰솔 ( 해송, Pinus thunbergii) 을접종처리하였고, 무처리구로는증류수를접종하여병원성을비교하였다. 접종 8주후, 처리결과를살펴보면해송에서는소나무재선충접종처리구에서 100% 병원성을나타내었고, 어리소 37

44 국립산림과학원 나무재선충과 B. thailandae 접종목에서는전혀병원성을나타내지않았다 ( 그림 35). 그러나낙엽송의경우소나무재선충처리구와 B. thailandae 접종목에서는해송에처리한결과와동일하게각각 100% 고사율과 0% 의고사율을나타내었지만, 어리소나무재선충처리구에서는접종처리윗부분에부분적고사증상이나타나차이를보였다 ( 그림 36). 어리소나무재선충접종목은처리 12주이후 100% 고사를보임으로써시기적으로차이는있지만묘목의고사율은 100% 임을확인하였다. 또한낙엽송에서의병징발현시기및고사속도는동일한조건에서의해송보다현저히빠르게진행됨을관찰할수있었다. 그러므로낙엽송의경우해송보다소나무재선충에대한감수성이높음을확인할수있었다. 그림 35. 곰솔 ( 해송 ) 에대한재선충속 (Bursaphelenchus) 선충 3 종의병원성발현양상 그림 36. 낙엽송에대한재선충속 (Bursaphelenchus) 선충 3 종의병원성발현양상 38

45 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 6) 소나무재선충을인종접종한잣나무, 낙엽송의병진진전양상조사소나무재선충접종후, 각공시목잎의갈변도를조사한결과 ( 표 11), 접종 2주후에해송과낙엽송의잎에서부분갈변이나타났다. 접종 4주후에는거의모든해송에서잎의갈변이나타났고, 잣나무도절반이부분갈변을나타냈다. 낙엽송도절반이상이부분갈변되었다. 접종 6주후에는해송과낙엽송에서잎이완전히갈변되어고사한묘목이나타났으며모든잣나무에서잎의부분갈변이나타났다. 접종 9주후에잣나무에서도고사목이나타났다. 접종 12주후에해송은 100% 고사하였고, 접종 15주후에낙엽송은 100% 고사하였으며, 잣나무는 20% 가고사, 80% 가부분갈변을나타냈다. 증류수를접종한대조구의경우해송과잣나무는접종 15주후까지도건전하였으나, 낙엽송의경우 1그루가죽고 1그루가부분갈변을보였다. 표 11. 수종별소나무재선충인공접종에의한병징발현양상 Weeks after inoculation Pinus thunbergii P. koraiensis Larix leptolepis Control Inoculation Control Inoculation Control Inoculation N 1) P 2) W 3) N P W N P W N P W N P W N P W ) No change, 2) Partialdiscoloration, 3) Wholediscoloration 7) 잣나무, 낙엽송에있어서의소나무재선충의이동, 분포와증식률조사그림 37의오른쪽은각수종의각각의묘목의각부분에분포하는소나무재선충을베르만법으로분리하여카운트한결과이고, 왼쪽은이숫자를묘목각부분의단위부피로나눈결과이다. 해송의경우, 접종 1주후, 소나무재선충은묘목의모든부분에분포하였고, 2주후에는접종부주변에서증식되어있는것을알수있었다. 6번공시목의경우부분갈변을보였다. 4주후에는접종부에서떨어진부분에서많은선충이검출됐고모든공시목이부분갈변을보였다. 9주후에는검출되는선충의수가 4주후보다감소하였고완전히고사한공시목이나타났다. 39

46 국립산림과학원 잣나무의경우, 접종 1주후, 선충의분포는약간제한되었고, 접종부부근에서해송보다도많은수의선충이검출되었다. 2주후에는묘목의전부분에서선충이검출되었고접종부부근에서특히많은수의선충이검출되었으나부분갈변은나타나지않았다. 4주후에는많은수의선충이접종부부근에서검출되었고 7번공시목에서부분갈변을보였다. 9주후에는접종부에서떨어진곳에서많은수의선충이검출되었고모든공시목에서부분갈변이나타났다. 낙엽송의경우, 접종 1주후, 선충의분포가접종점주변으로크게제한되었다. 접종 2주후, 선충의분포는 1주후보다는넓어졌으나여전히제한적이며증식도제한되었으나 4번공시목에서부분갈변이나타났다. 4주후에는공시목의거의모든부분에서선충이검출되었으나증식은제한적이었고 7번공시목에서부분갈변이나타났다. 9주후에도선충의증식은보이지않았으나한본의고사목과 2본의공시목에서부분갈변이나타났다. 40

47 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 Pinus thunbergii 1 week 2 weeks 4 weeks 9 weeks (cm) P 1) P P P W 2) W P (cm) P 1) P P P W 2) W P ~0 ~0 2~10 2~10 12~20 12~20 22~30 22~30 32~40 32~40 42~50 42~50 52~60 * 3) 52~60 * 3) 62~70 * 62~70 * 72~80 72~80 82~90 82~90 92~100 92~100 Pinus thunbergii 1 week 2 weeks 4 weeks 9 weeks P. koraiensis (cm) P P P P (cm) P P P P ~0 ~0 2~10 2~10 12~20 12~20 22~30 22~30 32~40 32~40 42~50 42~50 52~60 52~60 62~70 62~70 72~80 72~80 82~90 82~90 92~100 92~100 P. koraiensis Larix leptolepis (cm) P P W P P (cm) P P W P P ~0 ~0 2~10 2~10 12~20 12~20 22~30 22~30 32~40 32~40 42~50 42~50 52~60 52~60 62~70 62~70 72~80 72~80 82~90 82~90 92~100 92~100 Larix leptolepis 1 4) ) ) Partial leaves discoloration 0<~9.9 1) Partial leaves discoloration 1~99 2) Whole leaves discoloration 10~99 2) Whole leaves discoloration 100~999 3) Loss of sample 100~999 3) Loss of sample 1000~9999 4) Sample number 1000~ 4) Sample number 10000~ 그림 37. Number of pine wood nematode per unit volume ( cm3 ) (at the left half of figure) and number of pine wood nematode (at the right half of figure) extracted from Pinus thunbergii, P. koraiensis, Larix leptolepis seedlings inoculated with Bursaphelenchus xylophilus. A column represents a seedling and numbers at left side of a column were distances from inoculation site. 41

48 국립산림과학원 ( 나 ) 소나무재선충접종목시기별고사변화조사 1) 야외잣나무성목의접종시기별발병양상및고사율조사잣나무에서소나무재선충접종시기별병발현양상및고사율조사를위하여경기도양평잣나무조림지를선정, 총 3회 (1차 4월 30일, 2차 5월 23일, 3차 7월 3 일 ) 에걸쳐각시기별반복 30본씩, 본당소나무재선충 (Bx142) 20,000마리를접종처리하였다. 외부증상은한달간격으로주기적으로관찰하였으며, 고사율조사는 7 월 31일, 9월 3일, 10월 22일의 3차에걸쳐실시하였다. 실험결과, 병징발현양상은잣나무의경우고사가천천히진행되기때문에다양한병의초기증상을충분히관찰할수있었다. 소나무재선충병의병징발현단계를총 4단계 (1단계: 발병초기에나무꼭대기의초두부부터고사가시작, 2단계 : 가지의아래쪽묵은잎부터시들어갈색으로변화, 3단계 : 연이어당년도의새잎도아래로처지며시들기시작, 4단계 : 급속도로피해가진전되어나무전체가적갈색으로변색 ) 로구분할경우, 잣나무의경우초두부의고사가나타나면서, 1~2단계사이에전체적으로잎이초록색에서연한연두색을띠는현상을볼수있었다. 또한묵은잎의갈변이단시간에오는것이아니기때문에 2~3단계사이에갈변이서서히진행되어나무의잎색깔을초록색, 연한노란색, 갈색잎이혼재하는양상을나타내는것을관찰할수있었다 ( 그림 38~41). 접종후고사율을조사한결과 7월 31일 (1차) 에는 4월접종목 6.6%, 5월접종목 23.3%, 7월접종목 0% 의고사율을나타내었고, 9월 3일 (2차) 에는 4월접종목 33.3%, 5월접종목 53.3%, 7월접종목 6.5% 를나타내었다. 최종적으로 10월 22일 (3차) 에는 4월접종목 50%, 5월접종목 70%, 7월접종목 43.3% 의고사율을기록하였다 ( 그림 42). 흥미로운점은 4월에접종한접종목의고사율이가장높은것이아니라 5월에접종한잣나무의고사율이가장높았다는사실이다. 따라서고사율은 5월접종목 > 4월접종목 > 7월접종목의순서로높았다. 즉, 자연상태에서자연감염의경우에도 4월에우화하거나늦게 7월에우화한매개충보다 5월최성기에활동하는매개충에의하여감염된잣나무가가장고사율이높을수있음을예측할수있다. 42

49 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 38. 잣나무소나무재선충접종목초기병징양상 그림 39. 잣나무소나무재선충접종목말기병징양상 그림 40. 잣나무소나무재선충접종목초기세부병징양상 43

50 국립산림과학원 그림 41. 잣나무소나무재선충감염목 (4 월접종목 ) 병징발현과정 그림 42. 소나무재선충접종시기별잣나무고사율비교 2) 야외소나무성목의접종시기별발병양상및고사율조사소나무에서소나무재선충접종시기별병발현양상및고사율조사를위하여제주도저지시험림에대상목을선정, 총 2회 (1차 5월 21일, 2차 7월 1일 ) 에걸쳐각시기별반복 30본씩, 본당소나무재선충 (Bx142) 20,000마리를접종처리하였다. 또한시기별로선충밀도를 3,000마리, 10,000마리로추가접종하여최소 5반복으로처리하였다. 외부증상은한달간격으로주기적으로관찰하였으며, 고사율조사 44

51 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 는 8월 27일, 10월 22일 2차에걸쳐실시하였다. 실험결과, 병징발현양상은소나무의경우잣나무와비교했을때급격히진행되므로병의초기증상을감지하기어렵다고할수있다. 소나무재선충병의병징발현단계를총 4단계 (1단계: 발병초기에나무꼭대기의초두부부터고사가시작, 2단계 : 가지의아래쪽묵은잎부터시들어갈색으로변화, 3단계 : 연이어당년도의새잎도아래로처지며시들기시작, 4단계 : 급속도로피해가진전되어나무전체가적갈색으로변색 ) 로구분할경우, 소나무의경우 2단계와 3단계가거의동시에진행되며 4단계로의전환속도가빨라서급격한시들음증상을관찰할수있었다 ( 그림 43). 접종후고사율을조사한결과, 8월 27일 (1차) 에는 5월접종목 94%, 7월접종목 97% 의고사율을나타내었고, 10월 22일 (2차) 에는 5월접종목과 7월접종목모두에서 100% 의고사율을나타내었다 ( 그림 44). 잣나무와확연히다른점은소나무에서시기별감염 ( 접종 ) 은그해고사율에크게차이를보이지않았다는점이다. 또한동일한감염시기의기주별고사율을비교해보면, 소나무의 7월소나무재선충병감염목은잣나무 7월감염목보다당해연도고사율이거의 2배가까운것을알수있다. 또한소나무고사목에는이미매개충이산란하여유충이서식하고있음을확인하였으며, 이러한사실은자연상태에서소나무임지의소나무재선충병확산속도및매개충밀도증가속도가잣나무임지보다더욱빠를수있음을예측할수있게한다. 그림 43. 제주도저지시험림소나무재선충접종고사소나무 45

52 국립산림과학원 그림 44. 소나무재선충접종시기별소나무와잣나무고사율비교 (2) 수종별발병기작및해부학적특성조사 ( 가 ) 국내분포침엽수종별소나무재선충병원성특성조사국내침엽수종의소나무재선충병원성특성조사를위하여온실묘목접종실험을수행하였다. 대상기주는백송 (Pinus bungeana), 섬잣나무 (P. parviflora), 스트로브잣나무 (P. strobus), 전나무 (Abies holophylla), 4종이며, 5~7년생묘목을선발하였다. 묘목한본당선충 (Bx142) 5,000마리를접종처리하였으며, 반복은수종별 15 본이었다. 선충접종일은 2015년 7월 30일, 장소는홍릉시험림연구온실에서이루어졌다. 매 1주간격으로외부증상을관찰하고 8주후고사율을최종적으로산정하였다. 실험결과, 약 2주후부터소나무와섬잣나무는묵은잎에서부터잎의갈변으로병징이나타나기시작하였고, 4주후에는소나무, 섬잣나무모두본격적으로묘목전체에서고사가진행되었다. 반대로, 백송의경우시기가지남에도외부증상의변화가거의없었으며, 다만전나무와스트로브잣나무의경우일부초두부에서부분적황화가관찰되었으나, 그상태로유지되며전체고사로이어지지는않았다 ( 그림 45). 따라서백송의경우, 같은 3엽송인리기다소나무와같이저항성기주로판단되며, 전나무와스트로브잣나무는감염이되더라도쉽게고사되지않은점에서저항성 (resistance) 보다내성 (tolerance) 을가진기주로분류될수있다. 8주후최종적으로고사율및병징발현정도는소나무 (100%) > 섬잣나무 (73%) > 스트로브잣나무 ( 부분갈변 ) > 전나무 ( 초두부갈변 ) > 백송 ( 증상없음 ) 의순서로확인되었다. 46

53 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 45. 기주별소나무재선충접종후병징발현양상비교 ( 나 ) 잣나무, 곰솔의시기별소나무재선충접종묘목의조직해부학적특성조사잣나무의재선충병피해특성해석을위해, 소나무재선충의시기별인공접종에의한잣나무의병징발현정도, 소나무재선충의잣나무내이동양상을구명하는실험을수행하였다. 5월 27일 (1차접종일 ), 7월 29일 (2차접종일 ), 9월 23일 (3차접종일 ), 곰솔 ( 해송 ) 과잣나무의신초바로아래부분에소나무재선충 (Bx93) 5,000마리를접종하였고, 대조구에는증류수를접종하였다. 접종후잎의갈변정도를관찰하여고사시기와고사율을조사하였다. 접종 2, 4, 9, 12주후에곰솔과잣나무각 3본의지상부를채취하여측지를제거한후주간의접종접에서상하 10cm 간격으로잘라베르만법으로소나무재선충을분리, 계수하였다. 47

54 국립산림과학원 소나무재선충 1차접종후곰솔과잣나무잎의갈변도는표 12와같다. 곰솔의경우접종 2주후부터바로고사목이나타나, 접종 9주후에는모든공시목이부분고사나고사를보였고, 접종 16주후에는모든공시목이고사하였다. 잣나무의경우접종 4주후에처음으로부분고사목이나타나, 9주후에처음으로고사목이나타났고, 접종 12주후에는모든공시목이고사하였다. 소나무재선충 2차접종후곰솔과잣나무의잎의갈변도는표 13과같다. 곰솔과잣나무묘목이같은시기, 즉접종 2주후에부분고사가, 접종 9주후에고사가시작되었으나, 부분고사나고사를보인묘목수는곰솔의경우가더많았다. 소나무재선충 3차접종후곰솔과잣나무의잎의갈변도는표 14와같다. 3차접종의경우에도, 곰솔과잣나무묘목은같은시기, 즉접종 2주후부터부분고사가, 접종 16주후에고사가시작되었으나, 접종 4주까지부분고사를보인묘목수는곰솔이더많았다. 접종의시기가늦어지면서고사목이나타난시기도 16주후로크게늦어졌으며고사한묘목의수도두수종모두한본씩으로매우적었다. 고사목을제외한나머지묘목은접종 16주후까지부분고사의상태에머물러있었다. 접종 3시기에걸쳐전반적으로곰솔의병진전이잣나무보다빠른경향이있었다. 표 12. 소나무재선충 1 차접종 (5 월 27 일 ) 후곰솔 ( 해송 ) 과잣나무잎의갈변도 관찰일 접종후 경과주 수 ( 개월 ) 건전 접종대조접종대조 부분 고사 해송 고사건전부분고사 고사건전부분고사 잣나무 고사건전부분고사 (1) (2) (3) (4) (5) (7) (8) (9) 고사 48

55 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 13. 소나무재선충 2 차접종 (7 월 29 일 ) 후곰솔과잣나무잎의갈변도 관찰일 접종후 경과주 수 ( 개월 ) 건전 접종대조접종대조 부분 고사 해송 고사건전부분고사 고사건전부분고사 잣나무 고사건전부분고사 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 고사 표 14. 소나무재선충 3 차접종 (9 월 23 일 ) 후곰솔과잣나무잎의갈변도 관찰일 접종후 경과주 수 ( 개월 ) 건전 접종대조접종대조 부분 고사 해송 고사건전부분고사 고사건전부분고사 잣나무 고사건전부분고사 (1) (2) (3) (4) 고사 5월 27일, 소나무재선충을 1차접종한곰솔과잣나무묘목에있어서소나무재선충의분포는그림 46과같다. 접종 2주후, 곰솔과잣나무모두접종부주변에상대적으로높은밀도의소나무재선충이분포하였다. 접종 4주후, 곰솔의경우접종부주변에서선충의밀도가증가한공시목은부분고사를보였고 ( 시료 1), 전신적으로선충의밀도가증가한공시목은완전고사하였다 ( 시료 3). 잣나무의경우에는접종 2주후보다선충의밀도가약간증가하였고, 시료 1, 2에서부분고사를나타내었다. 접종 9 주후에는, 곰솔의경우모든공시목에서선충의밀도가크게증가하였고동시에고사하였다. 반면잣나무의경우에는모든공시목에서선충의밀도가크게증가하였음에도불구하고모두부분고사를보였다. 접종 12주후에는접종 9주후보다공시목내선충의밀도가두수종모두에서감소하였고두수종의모든공시목에서고사현상이나타났다. 49

56 국립산림과학원 7월 29일, 소나무재선충을 2차접종한곰솔과잣나무묘목에있어서소나무재선충의분포는그림 47과같다. 접종 2주후, 1차접종의경우보다많은수의선충이두수종의공시목에서관찰되었고, 곰솔의경우접종점주변의선충밀도가증가한공시목에서부분고사를나타내었다. 잣나무의경우, 접종점주변의밀도가증가되어있음에도부분고사를보이지는않았다. 접종 4주후, 잣나무의경우접종 2주후보다선충밀도가증가하였고접종 4주후의곰솔의선충밀도보다높은밀도를보임에도 3 본의공시목중 1본만부분고사를보이는데그쳤다. 접종 9주후, 곰솔과잣나무모두선충밀도가크게증가하였고 3본의공시목중 2본이완전고사를보였다. 접종 12주후, 선충밀도가증가하지않은 3번시료는부분고사를보였고, 선충밀도가증가한 1, 2번시료의경우완전고사를보였다. 잣나무의경우, 3본의공시목에서높은선충밀도를보였으나, 1번시료는부분고사를보였다. 9월 23일, 소나무재선충을 3차접종한곰솔과잣나무묘목에있어서소나무재선충의분포는그림 48과같다. 접종 2주후, 1차접종시기와같이선충은접종점부근에서증가하였고, 곰솔의경우 1번시료에서부분고사를보였다. 접종 4주후, 두수종의공시목모두선충밀도가약간증가하였고부분고사를보이는시료도존재하였다. 접종 9주후, 선충의밀도는접종 4주후보다는증가하였으나, 1차와 2차접종시기의접종 9주후의선충밀도만큼은증가하지않았고, 두수종의공시목모두에서부분고사만을보였다. 이러한경향은접종 12주후까지도유지되었다. 50

57 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 Pinus thunbergii 2w 1) 4w 9w 12w 1 2) p 3) w w w w w w * Pinus koraiensis p p p p p w w w 그림 46. 소나무재선충 1차접종 (5월 27일 ) 한곰솔 (Pinus thunbergii) 과잣나무 (Pinus koraiensis) 묘목의소나무재선충분포 < 세로막대는하나의공시목주축, 세로막대왼쪽은소나무재선충접종점으로부터의거리, 세로막대내하나의간격은약 10cm 길이의공시목주축가지, 명암은희색 : 선충추출안됨, 밝은회색 : 선충수 1~9마리, 어두운회색 : 10~99마리, 검정색 : 100마리이상을나타냄 } ( 1) 접종후경과주수 ; 2) 시료번호 ; 3) p: 부분고사, w: 완전고사 ; * 누락공시목 )> 51

58 국립산림과학원 Pinus thunbergii 2w 1) 4w 9w 12w 1 2) p 3) p p w w p w w p * Pinus koraiensis p w w p p w w 그림 47. 소나무재선충 2차접종 (7월 29일 ) 한곰솔 (Pinus thunbergii) 과잣나무 (Pinus koraiensis) 묘목의소나무재선충분포 < 세로막대는하나의공시목주축, 세로막대왼쪽은소나무재선충접종점으로부터의거리, 세로막대내하나의간격은약 10cm 길이의공시목주축가지, 명암은희색 : 선충추출안됨, 밝은회색 : 선충수 1~9마리, 어두운회색 : 10~99마리, 검정색 : 100마리이상을나타냄 ( 1) 접종후경과주수 ; 2) 시료번호 ; 3) p: 부분고사, w: 완전고사 ; * 누락공시목 )> 52

59 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 Pinus thunbergii 2w 1) 4w 9w 12w 1 2) p 3) p p p p p p p p Pinus koraiensis p p p p p p p 그림 48. 소나무재선충 3차접종 (9월 23일 ) 한곰솔 (Pinus thunbergii) 과잣나무 (Pinus koraiensis) 묘목의소나무재선충분포 < 세로막대는하나의공시목주축, 세로막대왼쪽은소나무재선충접종점으로부터의거리, 세로막대내하나의간격은약 10cm 길이의공시목주축가지, 명암은희색 : 선충추출안됨, 밝은회색 : 선충수 1~9마리, 어두운회색 : 10~99마리, 검정색 : 100마리이상을나타냄 ( 1) 접종후경과주수 ; 2) 시료번호 ; 3) p: 부분고사, w: 완전고사 ; * 누락공시목 )> 53

60 국립산림과학원 두수종의공시목내소나무재선충의밀도는 1차접종시기 (5월 27일 ) 보다 2차접종시기 (7월 29일 ) 에더빠르게증가하는경향을보였고 3차접종시기 (9월 23일 ) 에서는 3시기중가장느리게증가하는경향을보였다. 이는접종시기에따른주변온도가선충의밀도증가에영향을미쳤기때문인것으로생각된다. 접종 3시기에걸쳐전반적으로잣나무의병진전이곰솔보다늦는경향은, 잣나무의선충밀도가곰솔만큼증가하여도잎의갈변을나타내지않는, 즉외부로병징이표출되는데곰솔보다긴시간이걸리기때문인것으로생각된다. ( 다 ) 저항성수종의해부학적, 생화학적특성연구 2013년 7월 25일, 길이약 1m의해송 (4년생), 잣나무 (4~6년생), 낙엽송 (4년생 ) 에소나무재선충 ( 아이솔레이트 BX93) 5,000마리 /20μl를접종하고대조구에는증류수 20μl를접종구와같은방법으로접종하였다. 접종점를기준으로상부와하부로나눈후, 하부를다시 10cm 단위로나누어, 각 0~1cm 부분은횡단방향으로해부후 WGA 염색액으로염색하여공시목의각조직별소나무재선충의분포를조사하였고, 일부는 DAPI 염색액으로염색후공시목세포핵의생사를관찰하였다. 각 1~2cm 부분의일부는방사방향으로해부후나일블루염색액을사용하여공시목방사유세포의지질을염색하였다. 각 2~8cm 부분과상부는베르만법을이용하여선충을분리계수하였다. 1) 소나무재선충에의한공시목세포핵의파괴와지질의변성해송대조구의경우세포핵의염색성이약해지는경우가있었으나선충접종구의경우에는접종 2후후부터염색성이완전히소실되는공시목이확인되었고 4주후부터는절반이상의공시목에서염색성이소실되는것을관찰하였다 ( 그림 49). 잣나무대조구의경우세포핵의염색성이약해지는경우가있었으나선충접종구의경우에는접종 9주후에염색성이완전히소실되는공시목이확인되었다. 낙엽송의경우대조구와접종구모두염색성이약해지는것으로관찰되었으나염색성이완전히소실되는공시목이접종구에좀더많았다. 각수종의대조구에서부분적인지질의변성이보였으나완전히염색성을잃는경우는없었다. 반면, 소나무재선충접종구의경우해송은접종 2주후의접종점부근 54

61 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 에서접종 4주후에는접종점에서떨어진곳까지염색성을상실하는세포가관찰되었다 ( 그림 50). 잣나무의경우접종점부근에서는염색성을잃는공시목이있었고병증이진전됨에따라공시목수도증가하였으나접종점에서떨어진곳에서는염색성을잃는공시목이관찰되지않았다. 낙엽송의경우접종초기부터지질의변성이나타났고특히선충이관찰되지않았던접종점에서떨어진단편에서도지질의변성이관찰되었다. 그러나접종 9주후까지염색성을완전히잃는공시목은관찰되지않았다. 해송에소나무재선충을접종하면, 접종초기부터소나무재선충이해송묘목전체의목부수직수지도에이동, 분포하면서세포핵의손상과지질의변성을가져왔고, 이후급격한선충의증식과함께세포핵손상과지질의변성이심화되면서고사에이르렀다. 잣나무의경우에는, 접종후소나무재선충이잣나무목부수직수지도를통해서묘목전체로이동, 분포하는데해송에서보다더긴시간이걸렸고, 목부수지도에서의선충증식도해송보다늦어졌다. 이는잣나무의늦어진잎변색시기와정확히일치하였고, 세포핵손상과지질변성의시기도해송보다늦어졌으며고사에이르는시기도해송보다늦어졌다. 잣나무에있어서소나무재선충의이동과증식을억제하는원인에대해서는선충의이동과증식을억제하는물질등을생각할수있으며추후연구를더진행할필요가있겠다. 소나무재선충은낙엽송의피층과형성층에서는이동, 분포하였으나목부수직수지도에서의이동, 분포는제한되었다. 선충의증식도해송과잣나무에서보다크게제한되었다. 낙엽송의경우대조구와접종구모두염색성이약해지는것으로관찰되었으나염색성이완전히소실되는공시목이접종구에좀더많았다. 소나무재선충접종구의선충이관찰되지않았던접종점에서떨어진단편에서도지질의변성이관찰되었으나접종 9주후까지염색성을완전히잃는공시목은관찰되지않았다. 낙엽송에서소나무재선충의이동, 분포, 증식이제한됨에도낙엽송의세포가변성되는것으로부터소나무재선충의이동, 분포, 증식을제한할수있는물질등이낙엽송에존재할것으로생각되었고, 또한이늦어진이동이나억제된증식에의해서낙엽송내부에서소나무재선충에대한방어기작이시작될수있는충분한시간이생겨낙엽송의선충침입에대한방어반응의하나로선충이존재한지않는부분의세포가변성되었을가능성도생각할수있었다. 55

62 국립산림과학원 그림. 49. Pale blue fluorescent nuclei stained with DAPI in each tissues of healthy Pinus thunbergii (a). Nuclei lose fluorescence in all tissues of P. thunbergii inoculated with pine wood nematodes. Abbreviation: cortical resin canal (CRC), cortical tissue (CT), cambial layer (CL), xylem axial resin canals (XARC). 그림. 50. Ray parenchyma cells stained with Nile blue in Pinus thunbergii. Lipid droplets stained pink in healthy trees (a). Lipid droplets stained blue in trees inoculated with pine wood nematodes (PWN) (b). Whole cells stained blue along with destruction of lipid droplets by PWNs (c). Destroyed cells lose stainability (d). 56

63 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 (3) 어리소나무재선충의분포및피해실태조사 ( 가 ) 어리소나무재선충 (Bursaphelenchus mucronatus) 의피해실태분석 2009년솔수염하늘소와북방수염하늘소에서어리소나무재선충을매개하는것이확인되었는데 ( 국립산림과학원, 2009년 ), 이후에도어리소나무재선충은지속적으로소나무류고사목에서검출되고있다. 어리소나무재선충은병원성은월등히낮으나수목의생육이불리한조건에서는쇠약목의고사요인이될수있는가능성이대두되고유럽에서는일부병원성을보고하고있어국내에서의피해실태분석및분포상황을조사하였다. 특히, 경상북도지역의최근 3년간고사목으로부터어리소나무재선충검경결과를토대로고사목발생량등의피해현황을분석하였다. 현재까지고사목에서어리소나무재선충이검출된지역과어리소나무재선충을보유한매개충이확인된지역을바탕으로그림 51과같이어리소나무재선충의전국분포도를작성하였다. 그림 51. 어리소나무재선충분포도 57

64 국립산림과학원 특히, 최근 3년간경북지역의고사목검경시료로부터어리소나무재선충검출결과를토대로어리소나무재선충의피해현황을살펴본결과, 최근 3년간지속적으로고사목에서어리소나무재선충이검출됨을확인하였고그피해가확산되는경향을나타내었다 ( 그림 52). 또한, 최근 5년간고사목시료검경결과를토대로어리소나무재선충검출확인건수와본수를조사한결과, 2010년에는고령을중심으로피해본수가작았으나그이후로매년증가추세를보였으며 2012년에는고령, 성주, 칠곡지역에서피해본수가소나무재선충보다많았으며, 2014년에는소나무재선충보다어리소나무재선충피해본수가더많은것으로나타났다 ( 표 15). 이와같은결과는어리소나무재선충의생리생태특성, 기상요인, 입지환경등어리소나무재선충에의한피해원인분석이필요함을시사하고있으며, 특히경북지역소나무재선충병피해지역내에서도검출되고있어소나무재선충병확산의한요인으로도작용할수있어어리소나무재선충에대한피해실태는지속적으로조사되어야할필요성이있음을시사한다. 그림 52. 최근 3 년간경북지역피해현황 58

65 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 15. 최근 5 년간경북지역검경건수및본수 년도 검경본수 소나무재선충 (B. xylophilus) 어리소나무재선충 (B. mucronatus) 기타 비고 계 29,558 4,277 3,111 23, , ,850 고령 , ,052 칠곡, 성주 , ,129 3,899 고령, 성주, 칠곡 ,317 1, , , ,504 8월말기준 ( 나 ) 어리소나무재선충의지역별 수종별분포조사 2014년도경북지역의경우, 어리소나무재선충이전체고사목검경본수대비평균 15%, 연간 975본의고사목에서검출되었고, 특히소나무재선충병피해지내에혼재하고있으며소나무재선충병확산의한요인으로도작용할수있어어리소나무재선충에대한지속적인피해실태를조사하였다. 어리소나무재선충의지역별분포를조사하기위해경기산림환경연구소, 경북산림환경연구원, 전남산림자원연구소의최근 3년간고사목검경결과를분석하였다. 그결과, 경남, 전남, 경기, 경북지역의소나무와잣나무고사목모두에서어리소나무재선충이지속적으로검출되고있음을알수있었다. 경기지역은 14개지역에분포하였고대부분소나무재선충병피해지내혼재하고있었다 ( 그림 53). 경북지역의경우는 2005년도부터어리소나무재선충이검출되기시작하여 2015년도현재 8개지역에서 20개지역으로그분포지역이확산된것을볼수있었다. 12개지역은소나무재선충병피해지와중복되며, 경북북부지역은어리소나무재선충만이단독으로분포하고있음을확인할수있었다 ( 그림 54). 59

66 국립산림과학원 그림 53. 최근 5 년간경기도내어리소나무재선충검출률변화 그림 54. 경상북도어리소나무재선충분포변화 60

67 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 또한, 전남과경남의경우페로몬유인트랩에유인된북방수염하늘소와솔수염하늘 소체내에어리소나무재선충이존재함을확인함으로써이두종의매개충이어리소 나무재선충을매개하고있음을확인할수있었다 ( 그림 55, 56). 그림 55. 어리소나무재선충분포도 61

68 국립산림과학원 그림 56. 지역별 수종별어리소나무재선충검출현황 ( 다 ) 어리소나무재선충피해지역환경인자분석어리소나무재선충피해와환경요인과의상관관계를알아보고자 2011년부터 2015 년까지전국여름철 (6월 8월) 기상자료를분석하였다 ( 표 16). 여름철고온이지속되고강수량이적었던해에는어리소나무재선충검출률이높았다. 소나무재선충병또한고온과건조한환경에서피해발생량이증가하는것으로나타나이들두선충종의증식과기주의고사에는기후환경인자가밀접한관계가있는것으로추정된다 ( 그림 57). 이와같은결과는어리소나무재선충이검출되는고사목의처리방안에대한모색과어리소나무재선충에대한피해실태가지속적으로조사되어야할필요성이있음을시사한다. 62

69 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 16. 최근 5 년간전국여름철기상자료 ( 자료출처 : 기상청 ) 그림 57. 연도별소나무재선충병발생량과어리소나무재선충검출률비교 63

70 국립산림과학원 (4) 재선충속 (Bursaphelenchus) 의병원성관련유전자분석 소나무재선충및어리소나무재선충을 Botrytis cinerea 배지에접종하고선충밀도가충분히증가되었을때, 선충을분리 ( 배지증식소나무재선충, MGPS-Bx; 배지증식어리소나무재선충, MGPS-Bm) 하였다. 4년생소나무에소나무재선충을접종하고 3주후에소나무재선충을분리 ( 소나무증식소나무재선충, PGPS-Bx) 하였다. 분리된소나무재선충및어리소나무재선충에서 total RNA를추출하였다. NGS를이용한전사체비교분석및특이발현유전자군을분석하였다. 등온증폭기를이용한진단법을개선하였다. (1) Roche 454 platform 기반전사체분석 ( 가 ) 전사체염기서열분석결과소나무및배지에서증식된소나무재선충과어리소나무재선충의전사체염기서열을 NGS를활용하여분석하였으며유전자ID는기존에등록된소나무재선충유전자 DB를활용하였다. 염기서열분석결과는표 17에요약 / 정리하였다. 표 17. 소나무및배지에서증식된소나무재선충과어리소나무재선충의염기서열분석결과 Category PGPS-Bx MGPS-Bx MGPS-Bm Total number of reads 55,732,400 49,133,444 62,231,056 Number of trimmed reads 54,491,454 47,963,176 60,889,068 Number of contigs 27,550 25,508 37,677 N50 of contigs (bp) 1,227 1, Maximum contig length (bp) 19,635 16,554 15,890 Number of genes 18,583 16,905 20,930 ( 나 ) 특이발현유전자분석분석된전사체염기서열을활용하여각각의선충에서 differential expressed gene (DEG) analysis를이용하여특이적으로발현된유전자를선별하였다 ( 표 18, 19). 특히, PGPS-Bx와 MGPS-Bx간비교에서특이발현으로나타난유전자군은소 64

71 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 나무내에서의증식과관련이깊은유전자로판단되고또한병원성과도연관이있는 것으로사료된다. Bx 와 Bm 간비교에서특이발현유전자군은두종간의병원성차이 뿐만아니라생리적차이를설명하는데활용이가능할것으로보인다. 표 18. 소나무및배지에서증식된소나무재선충의 control 대비발현량증가된유전자수 DEG comparison Up-regulation Test Control Total > 2-fold > 5-fold Only test PGPS-Bx MGPS-Bx PGPS-Bx MGPS-Bm MGPS-Bx MGPS-Bm 표 19. 소나무및배지에서증식된소나무재선충의 control 대비발현량감소된유전자수 DEG comparison Down-regulation Test Control Total > 2-fold > 5-fold Only Control PGPS-Bx MGPS-Bx PGPS-Bx MGPS-Bm MGPS-Bx MGPS-Bm 기존에제시된병원성과깊은관련이있을것으로사료되는세포벽분해효소군의유전자발현량을각각비교하였다 ( 표 20). 이결과, 많은유전자군이 PGPS-Bx에서특이적으로발현되는것으로나타났으며이는이들유전자군이소나무내에서소나무재선충의증식에중요한역할을하고있음을나타낸다. 65

72 국립산림과학원 표 20. 소나무및배지에서증식된소나무재선충과어리소나무재선충의세포벽분해효소의발현량비교분석 Gene name Beta-1,4-endoglucanase Pectate lyase Expansin Expression level Gene ID PGPS-Bx MGPS-Bx MGPS-Bm BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s

73 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 세포벽분해효소군외에병원성과관련이있는것으로알려진 2개의유전자군인 venom allergen-like proteins (vaps) 과 cystatins의발현량을비교해본결과, 일부 vaps의발현량이 PGPS-Bx에서높게나타났다. 반변 cystatin은병원성과큰관련이없는것으로나타났다. 표 21. 소나무및배지에서증식된소나무재선충과어리소나무재선충의병원성유전자의발현량비교분석 Gene name Venom allergen-like protein Cystatin Expression level Gene ID PGPS-Bx MGPS-Bx MGPS-Bm BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s BUX.gene.s

74 국립산림과학원 PGPS-Bx에서특이적으로발현된유전자군은소나무재선충의병원성과관련이있는것으로사료되며, 추후이들유전자군의병원성여부와관련된검증실험이필요하다. 또한이들유전자군은소나무재선충감염소나무의진단법개발에도충분히활용이가능할것으로보인다. (2) 등온증폭기를이용한진단법개선기존에개발된등온증폭기진단법의문제점 : 일본에서 2009년도에개발된등온증폭기를이용한진단법은리보솜유전자에서 ITS 부분을대상으로개발되었다 (Kikuchi et al. 2009). 그러나대상유전자가선충개체간변이가높기때문에개발된진단법은주로일본내계통에한정되어사용이가능하다고보고되었다 (Kanetani et al. 2011). 따라서본연구에서는리보솜유전자의 ITS 부분보다더보전이잘된 pectate lyase 3 유전자를활용하여국내실정에맞는등온증폭기진단법으로개선하였다. 아래그림은등옥증폭기진단법개선에사용된프라이머염기서열이다 ( 그림 58). 68

75 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 58. Pectate lyase 3 유전자를이용한등온증폭기진단법에사용된프라이머 정보 69

76 국립산림과학원 다른농도의 DNA 를대상으로등온증폭기진단법의민감도를측정하였다 ( 그림 59). 전용등온증폭기를이용하지않고도 0.5 ng 수준까지소나무재선충진단이눈으 로쉽게확인이가능하였다. 그림 59. 다른농도의 DNA 를대상으로측정한등온증폭기진단법의민감도 <0.5 ng 수준까지도쉽게진단이가능한것을알수있음 > 전용등온증폭기를활용한실험에서는다양한프라이머조합을통해소나무재선충 특이적발현을확인하였으며, 매우낮은농도 (0.25 ng 이하 ) 에서도 15 분이내에쉽 게소나무재선충진단이가능함을알수있다 ( 그림 60). 70

77 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 60. 다양한프라이머조합을통한등온증폭기 진단법의소나무재선충특이적발현확인 (5) 재선충속에대한수종별병원성및발현기작구명 2013년 7월 25일, 길이약 1m의해송 (4년생), 잣나무 (4~6년생), 낙엽송 (4년생 ) 에소나무재선충 ( 아이솔레이트 BX93) 5000마리 /20μl를접종하고대조구에는증류수 20μl를접종구와같은방법으로접종하였다. 소나무재선충접종후, 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, 18, 25, 35, 40, 45, 55, 65주차에잎의갈변도를조사하고, 1, 2, 4, 9주차에각수종의접종구와대조구에서공시목을각 3본씩채취하여일부는선충을분리계수하고일부는해부를위해고정하였다. 1) 소나무재선충접종에따른각수종의병징진전양상소나무재선충접종후, 각공시목잎의갈변도를조사한결과 ( 표 22), 접종 2주후에해송과낙엽송의잎에서부분갈변이나타났다. 접종 4주후에는거의모든해송에서잎의갈변이나타났고, 잣나무도절반이부분갈변을나타냈다. 낙엽송도절반이상이부분갈변되었다. 접종 6주후에는해송과낙엽송에서잎이완전히갈변되어고사한묘목이나타났으며모든잣나무에서잎의부분갈변이나타났다. 접종 9주후에잣나무에서도고사목이나타났다. 접종 12주후에해송은 100% 고사하였고, 접 71

78 국립산림과학원 종 15주후에낙엽송은 100% 고사하였으며, 잣나무는 20% 가고사, 80% 가부분갈변을나타냈다. 접종 35주후에잣나무의 70% 가고사하였고 40주후에는 80% 가고사하였다. 나머지 20% 는 2014년 11월 6일현재부분갈변을유지하고있다. 증류수를접종한대조구의경우해송과잣나무는접종 65주후까지도건전하였으나, 낙엽송의경우 1그루가죽고 1그루가부분갈변을보였다. 표 22. The number of seedlings showing leaf discoloration after Bursaphelenchus xylophilus inoculation. 1) No change, 2) Partial discoloration, 3) Whole discoloration 2) 소나무재선충의각공시목내이동, 분포및증식그림 61의중앙은각수종의각공시목의각부분에분포하는소나무재선충을베르만법으로분리하여카운트한결과이고, 왼쪽은이숫자를단위부피로나눈결과이다. 그림 59의오른쪽은각수종의각공시목의각부분에분포하는소나무재선충을해부염색하여각조직별로카운트한후각조직별로합산한결과이다. 사각기둥이하나의공시목으로접종 1, 2, 4, 9주후에각 3본씩공시하였다. 사각기둥왼쪽의숫자는접종점으로부터의거리를나타낸다. P는부분고사를, W는완전고사를나타낸다. 해송의경우, 접종 1주후, 소나무재선충은묘목의모든부분에분포하였고, 2주후에는접종점주변에서증식되어있는것을알수있었다. 6번공시목의경우부분갈변을보였다. 4주후에는접종부에서떨어진부분에서많은선충이검출됐고모든공시목이부분갈변을보였다. 9주후에는검출되는선충의수가 4주후보다감소하였고완전히고사한공시목이나타났다. 72

79 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 잣나무의경우, 접종 1주후, 소나무재선충은묘목의모든부분에분포하였고, 접종점부근에서해송보다도많은수의선충이검출되었다. 2주후에는해송에서와비슷한분포를보였으나부분갈변은나타나지않았다. 4주후에는많은수의선충이접종점부근에서검출되었고 7번공시목에서부분갈변이나타났다. 9주후에는접종부에서떨어진곳에서많은수의선충이검출되었고모든공시목에서부분갈변이나타났다. 그림 61. Number of pine wood nematode per unit volume (cm3)(at the left part of figure) and number of pine wood nematode(at the right part of figure) extracted from Pinus thunbergii, P. koraiensis, Larix kaempferi seedlings inoculated with Bursaphelenchus xylophilus. Mean number of pine wood nematodes in 5 cross sections (at the right part of figure) of those three species. A column represents a seedling and numbers at left side of a column are distances from inoculation site. Asterisk mark means loss of sample. Abbreviations: P, Partial leaves discoloration; W, Whole leaves discoloration. 73

80 국립산림과학원 낙엽송의경우, 접종 1주후, 선충의분포가접종점부근으로크게제한되었다. 접종 2주후, 선충의분포는 1주후보다는확장되었으나여전히제한적이며증식도제한되었으나 4번공시목에서부분갈변이나타났다. 4주후에는공시목의거의모든부분에서선충이검출되었으나증식은제한적이었고 7번공시목에서부분갈변이나타났다. 9주후에도선충의증식은보이지않았으나한본의고사목과 2본의공시목에서부분갈변이나타났다. 12번공시목의경우소나무재선충이전혀검출되지않은것으로부터접종에서누락되었거나접종에실패한것등을생각할수있었다. 각묘목을해부염색하여조직내의소나무재선충을직접카운트한결과도베르만법으로소나무재선충을추출하여카운트한결과와동일한양상을보였다. 잣나무가다수의선충이존재함에도병징과고사가늦게일어나는이유와낙엽송이소수의선충의존재에도병징과고사가일어나는이유에대하여이후해부학적인측면에서조사하였다. 3) 소나무재선충의각공시목각조직별분포각공시묘목의각부분에존재하는소나무재선충의각조직별분포 ( 그림 62, 63) 와각조직별카운팅결과이다 ( 그림 64). 해송의경우접종 1주후, 소나무재선충은해송의피층과목부수직수지도에묘목전부분에걸쳐서존재하였다. 접종 2주후에는선충의분포역이확대되면서밀도도증가하였다. 접종 4주후에는소나무재선충이해송의전부분에걸쳐모든조직에서관찰되었고높은밀도증가도관찰되었다. 이경향은접종 9주후에도지속되었다. 74

81 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 62. Green fluorescent pine wood nematodes (PWN) stained with F-WGA in each pine tissues. Large number of PWN existed in the pith (a) and one PWN in cortical resin canal (CRC) (d) of Pinus thunbergii. PWN existed in radial resin canal (RRC) and cambial layer (CL) (b), cortical tissue (CT) and xylem axial resin canals (XARC) (c), short branch (SB) (e,f) and resin canals of leaf (g) of Pinus koraiensis. 그림 63. Green fluorescent pine wood nematodes stained with F-WGA in cortical tissues (CT) of Larix chaempferi which has traumatic resin canals (TRC) in CT. Abbreviation: cambial layer (CL), xylem axial resin canals (XARC). 75

82 국립산림과학원 그림 64. Mean number of pine wood nematodes in 5 cross sections of Pinus thunbergii, P. koraiensis, Larix kaempferi seedlings inoculated with Bursaphelenchus xylophilus. A checkerboard pattern is a seedling, a column represents each tissue and numbers at left side of a column are distances from inoculation sites. Asterisk mark means loss of sample. Abbreviations: CRC; cortical resin canals, CT; cortical tissue, Phl; phloem, RRC; redial resin canals, C; cambium, XARC; xylem axial resin canals, XRRC; xylem radial resin canals, T; tracheids, P; pith, SB; short branches, TRS; traumatic resin sphere. 잣나무의경우접종 1주후, 소나무재선충은피층의일부또는전부분에분포하였으나목부수직수지도에는거의분포하지않았다. 접종 2주후에는선충의분포가목부수직수지도에서도관찰되었으나공시목 2본에서는여전히목부수직수지도에서제한된분포를보였다. 접종 4주후에는접종 2주후와비슷하거나확장된분포를보였으며, 접종 9주후에는소나무재선충이잣나무의전부분에걸쳐모든조직에서관찰되었고밀도증가도관찰되었다. 낙엽송의경우접종 1주후, 소나무재선충의분포가접종점부근으로제한되어있고그분포조직도피층으로제한되어있었다. 접종 2주후에는선충의분포가여전히접종점부근으로제한되어있었으나사부나형성층등에서도관찰되었다. 접종 4 주후에는두본의공시목에서묘목의전부분에서관찰되었으나분포조직은여전히피층을포함한인접조직으로제한되어있었고목부수직수지도에서는접종점부근에서 76

83 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 만소수가관찰되었다. 접종 9주후에는접종점에서떨어진목부수직수지도에서도소수의선충이발견되었다. 각조직별로카운팅한소나무재선충을각공시목의각조직별로합산한결과, 해송과잣나무의경우목부수직수지도의선충밀도가 100 이상일때부분고사가나타나는것을알수있었다 ( 그림 65). 그리고잣나무의경우목부수직수지도의선충밀도증가가해송보다지연되는것을알수있었다. 낙엽송의경우전체적으로선충밀도가크게증가하지않음에도불구하고 ( 특히목부수직수지도 ) 부분고사나완전고사목이나타났다. 그림 65. Number of pine wood nematodes in each tissue of Pinus thunbergii, P. koraiensis, Larix kaempferi seedlings inoculated with Bursaphelenchus xylophilus. The number of a column of a bar is a total mean number of pine wood nematodes in a tissue throughout a seedling. A bar is a seedling and numbers at left side of a bar is a sample number. Abbreviations: P, Partial leaves discoloration; W, Whole leaves discoloration; the others are the same as those in Fig

84 국립산림과학원 (6) 재선충속선충의생물적특성연구 ( 가 ) 재선충속 (Bursaphelenchus) 선충종간경쟁특성소나무재선충 (B. xylophilus) 과어리소나무재선충 (B. mucronatus) 간의온도별종간경쟁을비교하기위하여동일한배지조건, 동일한온도조건하에서대치배양시켰을때종의우점도를확인하는실험을실시하였다. 처리한온도조건은 15, 20, 25 였으며, 각온도별 3개의 plate를처리함으로써 3반복을실시하였다. 실험을위하여먼저 PDA배지에 Botrytis cinerea균을접종하여 PDA배지위에완전히자라게하였다. 배지위에좌우양쪽을구분하여각각소나무재선충과어리소나무재선충을접종하였다. 선충은이미곰팡이배지상에서포화상태로자란선충을 Agar disc의형태로가로 세로 (1cm 1cm ) 의크기로잘라내어접종을하였다. 선충의조성및우점도확인을위하여 1차조사는외관상으로선충이 Botrytis cinerea균을다섭식한것으로관찰되는시점인데, 이는온도별로시기가달랐기때문에 15 는 15일후, 20 는 14일후, 2 5 는 8일후에조사를실시하였다. 조사방법은무작위로배지의동서남북 4방향에서암컷선충을채취하고종을동정하여비율로나타내었다. 2차조사는온도와관계없이처리후 21일째에배지의선충을 Baermann 깔때기에거른다음, 무작위로암컷선충을반복채취하여각처리별선충종의우점비율을조사하였다 ( 그림 66). 그림 66. 온도별소나무재선충및어리소나무재선충배지접종 78

85 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 1차조사결과, 소나무재선충의점유율은 15 에서 25%, 20 에서 54%, 25 에서 46% 로평균 42% 를나타냄으로써어리소나무재선충의번식력및우점도가높은것으로확인되었다. 그러나처리후 21일째의 2차조사결과, 소나무재선충의점유율은 15 에서 70%, 20 에서 85%, 25 에서 67% 로평균 74% 를나타냄으로써기간이길어질수록소나무재선충의우점이높은것으로확인되었다. 따라서이러한선충종간의특성은자연상태에서종내경쟁, 생존능력에있어서소나무재선충이어리소나무재선충보다우위에있음을추측할수있게한다. (7) 감염시기별수체내재선충분포 잣나무고사후시기별수체내소나무재선충분포양상을조사하기위하여 3월중순에고사목을벌채하여시험하였다. 소나무재선충병감염목의고사시기에따른부위별선충밀도및분포양상을분석한결과, 잣나무고사시기별소나무재선충분포양상은감염당해연도인 7월부터 11월에고사한잣나무에는전부위에소나무재선충이골고루분포하였으나소나무재선충병감염후이듬해인 1~3월에고사한잣나무의경우 9m 이상의상부에만분포하였다. 또한방위별소나무재선충검출률을조사하기위하여동서남북중 1방위에서만시료를채취하여소나무재선충을분리한결과, 감염목중 35.6% 만이검출되었으나, 4방위에서골고루시료를채취한경우에는감염목에서모두검출되어 100% 의검출률을나타냈다. (8) 매개충의분포양상분석 ( 가 ) 매개충종류별분포지역매개충의종류별분포지역을조사한결과, 표 23과같이북방수염하늘소만분포하는지역은경기 ( 양평, 가평, 양평, 가평, 연천, 양주, 화남, 안성 ), 강원 ( 춘천, 원주, 양구 ), 충북 ( 충주, 미원, 음성, 영동 ) 등이었다. 한편, 솔수염하늘소와북방수염하늘소가같이분포하는지역은충남 ( 보령 ), 경북 ( 구미, 안동, 경산 ), 전북 ( 임실 ) 로두종이혼재하는지역이점차확대되어가고있는것으로조사되었다. 79

86 국립산림과학원 표 23. 매개충의종류별분포지역및수종 지역 수종 매개충종류 경기 양평, 가평, 연천, 양주, 화남, 안성 잣나무, 소나무 북방수염하늘소 강원 춘천, 원주, 양구 잣나무 북방수염하늘소 충북 충주, 미원, 음성, 영동 소나무 북방수염하늘소 충남 보령 소나무 솔수염하늘소, 북방수염하늘소 태안 해송 솔수염하늘소 경북 구미, 안동, 경산소나무솔수염하늘소, 북방수염하늘소포항, 김천, 경주, 의성소나무솔수염하늘소 대구 대구 소나무 솔수염하늘소 전북 임실 잣나무 솔수염하늘소, 북방수염하늘소 매개충의분포및우화 활동시기는지역별맞춤형예찰 방제계획수립에있어중요한방제적기에대한정보를제공함에따라지역별매개충의분포, 우화시기, 활동시기에대한조사는지속적으로실시되어야한다. 따라서지역별매개충이침입한이목을수집하여우화상에반입한후, 매개충의종류및우화상황을조사하고, 매개충페로몬유인트랩을이용하여임내활동시기를조사하였다. 전국 8개소에설치된우화상으로부터우화상황을조사한결과, 북방수염하늘소는 4월 18일에우화가시작되어 5월 22일에종료되었다 ( 표 24). 솔수염하늘소는 5월 9일에우화가시작되어 8월 12일에종료되었다. 북방수염하늘소의경우는 2012년, 2013년에비해우화시작일이 2 3주빨랐으며상대적으로우화종료일도 2주정도빨리종료되었다. 솔수염하늘소의경우에도우화시기가 2주정도빨랐으며, 우화종료는 2주정도빨라진우화시작일에도불구하고예년과같은시기에종료되었다. 이와같은결과는예년에비해높아진기상온도의영향으로우화시기가빨라진것으로추측되며, 소나무재선충병방제계획수립에있어서매개충의발생예보필요성을시사한다. 표 24. 최근 3 년간 2 종의매개충우화상황총괄표 80

87 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 매개충페로몬유인트랩을춘천, 경주, 포항에설치한후, 트랩에마지막으로포획된일을기준으로활동시기종료일로간주하여매개충종류및임내최종활동시기를조사하였다 ( 표 25, 그림 67). 그결과, 북방수염하늘소는강원도춘천에서는 8 월 14일까지, 경북경주에서는 7월 1일까지활동하는것으로확인되었다. 솔수염하늘소의경우는경상북도경주와포항에서는 10월중 하순까지활동하는것으로확인되었다. 특히, 경주에서는북방수염하늘소와솔수염하늘소의혼생이확인됨에따라매개충의혼생지역이확대되고솔수염하늘소만존재하는지역이남해안과제주지역으로그분포지역이좁아진것을확인할수있었다. 표 25. 매개충별임내최종활동시기 구분최종활동시기 ( 마지막채집일 ) 장소 북방수염하늘소 솔수염하늘소 강원도춘천시 경상북도경주시 경상북도경주시 경상북도포항시 그림 67. 매개충유인트랩 이와같은결과로 2 종의매개충전국분포도와활동시기가이드라인을작성할수 있었고 ( 그림 68), 이를근거로소나무재선충병피해고사목제거시기를매개충의우 화 활동기이전에지역별로달리적용되어야함을시책으로건의하였다 ( 그림 69). 81

88 국립산림과학원 그림 68. 매개충전국분포및활동시기 82

89 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 [ 현행 ] 월별 매개충활동유충 번데기 ( 고사목내 ) 우화 후식 교미 산란 ( 임내활동 ) 알 유충 ( 고사목내 ) 예찰조사 예찰조사 예찰및방제 피해고사목제거 매개충지상 항공방제 피해고사목제거 나무주사 나무 주사 ê [ 개선 ] 월별 북방수염하늘 소 유충 번데기 ( 고사목 내 ) 솔수염하늘소유충 번데기 ( 고사목내 ) 우화 후식 교미 산란 ( 임내활동 ), 유충 ( 고사목내 ) 우화 후식 교미 산란 ( 임내활동 ), 유충 ( 고사목내 ) 유충 ( 고사목내 ) 유충 ( 고사목내 ) 예찰 정밀예찰, 전수조사 예찰조사 정밀예찰및전수조사 북방수염 피해고사목제거 피해고사목제거 방 제 하늘소혼생지역솔수염하늘소 피해고사목제거피해고사목제거 지상 항공방제지상 항공방제지상 항공방제 피해고사목제거피해고사목제거 예방 나무주사 나무주사 그림 69. 매개충의생태적주기에따른예찰 방제적기 83

90 국립산림과학원 ( 나 ) 북방수염하늘소의섭식특성조사실내에서우화된북방수염하늘소암 수각각 20마리를대상으로 2013년 3월 20일부터 80일동안소나무와잣나무기주에대한먹이섭식선호성및섭식량을조사하였다. 우화된매개충은실내에서사육되었으며, 섭식량은섭식한흔적을매일모눈종이위에그범위만큼본을떠서그린다음, 스캔을하여면적을구하는방식으로계산하였다 ( 그림 70). A B C 그림 70. 북방수염하늘소섭식량조사방법 <A. 북방수염하늘소실내사육, B. 섭식흔적, C. 모눈종이에섭식흔표시 > 관찰및조사결과, 낙엽송에서우화한북방수염하늘소는 1일평균섭식량은잣나무에서암컷은 76.4mm 2, 수컷은 63.8mm 2 로나타났으며, 소나무에서암컷은 63.8mm 2, 수컷은 72.5mm 2 로확인되었다. 암컷의경우잣나무에서다소섭식량이많았고수컷의경우소나무에서많은것으로나타나기주간의큰차이는없는것으로나타났다. 암수모두우화직후 5~7일차에가장왕성한섭식활동을보였으며, 이시기암컷은하루동안잣나무에서 270mm 2, 소나무에서 181mm 2 를섭식하는것으로조사되었다. 하지만우화후약 15일이후부터는일정한양의먹이섭식활동을하는것으로관찰되었다 ( 그림 69, 70) 84

91 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 71. 낙엽송에서우화한북방수염하늘소수컷의섭식양상 그림 72. 낙엽송에서우화한북방수염하늘소암컷의섭식양상 낙엽송에서우화한북방수염하늘소는소나무와잣나무간에특별한먹이선호성을나타내지는않았지만, 섭식최성기인 5~7일차에서는소나무보다잣나무에서보다많은섭식을하는것을알수있었다. 한편, 온실의묘목을대상으로우화상내에서북방수염하늘소의기주선호성을조사한결과는잣나무 > 해송 > 낙엽송의순으로나타나낙엽송에대한선호성은상대적으로낮은것을확인할수있었다. ( 다 ) 낙엽송, 잣나무림에서소나무재선충병매개충인북방수염하늘소밀도조사낙엽송과잣나무림의하늘소군집과소나무재선충병매개충인북방수염하늘소의밀도를조사하기위해 2014년 3월말부터 10월까지강원도인제낙엽송임지, 2014년 5월부터 9월까지강원도춘천잣나무임지에서 Lindgren트랩과 bark 85

92 국립산림과학원 beetle 유인제인 ipsenol과 ipsdienol을이용하여채집되는딱정벌레목을조사하였다. 인제낙엽송림의조사지점으로 2010년간벌이수행된임지 (2010), 2012년봄 (2010S) 과가을 (2012A) 에간벌이수행된임지, 그리고대조군으로비간벌지 (Con) 를선정하였고, 춘천잣나무림의조사지점으로는 2014년초에간벌이수행된임지 ( 간벌지 ) 와대조군으로비간벌지를선정하였으며각지점당트랩을 5개씩설치하였다. 인제낙엽송림에서 2014년 7월까지분석된조사결과에의하면, 천공성딱정벌레류가 2010년간벌지에서는 7과 74종 1,166개체, 2012년봄간벌지에서는 7과 70 종 6,127개체, 2012년가을간벌지에서는 7과 59종 6,244개체, 대조군비간벌지에서는 6과 66종 3,413개체가채집되어총 7과 126종 16,950개체가채집되었다. 전체종수는 2012년가을간벌지에서가장낮게나타나최근에간벌한지역일수록종다양도가낮음을알수있다. 천공성딱정벌레류중하늘소과 (Cerambycidae) 가차지하는종의비율은 2010년, 2012년봄, 2012년가을, 그리고비간벌지역에서각각 21.6, 34.3, 32.2, 25.8% 로전체천공성딱정벌레류중에서하늘소과가대략 28% 정도를차지하는것으로나타났다 ( 그림 73). 그림 73. 인제낙엽송임지의조사지점별 천공성딱정벌레군집의종수와하늘소과종수비율 86

93 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 하늘소과 (Cerambycidae) 개체수중소나무재선충병을매개하는북방수염하늘소가차지하는비율은 2010년, 2012년봄, 2012년가을, 그리고비간벌지역에서각각 45.5, 64.7, 61.1, 79.7% 였으며전체하늘소과중에서북방수염하늘소가대략 63% 정도로절반이상을차지하는것으로나타났다 ( 그림 74). 그림 74. 인제낙엽송임지의조사지점별 하늘소과개체수와북방수염하늘소개체수비율 하늘소과 (Cerambycidae) 중제 1 우점종과제 2 우점종은표 26 과같다. 모든조 사지점에서제 1 우점종이북방수염하늘소로나타났으며, 제 2 우점종은청동하늘소, 소나무하늘소, 긴다리범하늘소등으로조사되었다. 87

94 국립산림과학원 표 26. 인제낙엽송임지의조사지점별하늘소군집의제 1, 2우점종 조사지점 제 1우점종 제 2우점종 St 북방수염하늘소 청동하늘소 St. 2012S 북방수염하늘소 소나무하늘소 St. 2012A 북방수염하늘소 소나무하늘소 St. CON 북방수염하늘소 긴다리범하늘소 인제낙엽송임지의간벌시기별하늘소과제 1 우점종과제 2 우점종의밀도변화 는다음그림과같다 ( 그림 75). 제 1 우점종인북방수염하늘소는 4 월부터 7 월경까지 활동하는것으로나타났으며, 5~6 월사이에우화피크를나타내었다. 그림 75. 인제낙엽송임지의간벌시기별하늘소과제 1, 2 우점종의밀도변화 88

95 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 춘천잣나무림에서북방수염하늘소는 5월부터 8월까지활동하는것으로나타났으며, 5월말 ~6월사이에우화피크를나타내었다. 밀도는간벌지에서의밀도가통계적으로더유의하게높은것으로나타나, 간벌이북방수염하늘소의밀도를증가시키는데영향을미치는것으로사료된다 ( 그림 76). 그림 76. 춘천잣나무임지의간벌지와비간벌지에서북방수염하늘소밀도변화및비교 (9) 고사시기별수체내재선충과매개충분포조사 ( 가 ) 잣나무의시기별고사목에서의매개충산란잣나무림에서의고사시기별고사목에서의매개충산란양상을조사하기위하여경기도연천지역에고정조사구를선정 (20m 500m) 하였다. 매월초고사본수를조사하면서그고사목중 3본을벌채하여부위별매개충산란양상을조사하였다. 그결과그림 77A와같이잣나무의고사시기에따른북방수염하늘소의산란은 6월부터 9월고사목까지산란하였으며, 9월고사목의경우상부 (8m 이상 ) 에만산란하는것으로조사되었다. 한편, 2014년경기도성남의잣나무림재선충병피해지에서고사시기별매개충의산림분포양상을조사한결과에서도, 9월이전에고사한잣나무에서만산란하였으며, 그이후에병징이나타나는감염목에서는산란이확인되지않았다. 9월고사목에서원목의굵기및수고별매개충분포양상을조사한결과, 원목굵기 14~16cm부위에서 31.8% 로가장높게분포하였으며, 상대적으로직경이큰부위보다작은부위에더많이분포하는것으로조사되었으며, 직경이 20cm이상되는부위에서도 8% 이상분포하였다. 11월고사목의경우에는 85% 이상이직경 10cm이하에서분포하 89

96 국립산림과학원 였다. 또한고사목의수고별매개충의서식밀도를조사한결과 7월에고사된공시목에서는전부위에분포하였으며, 특히수고 6m, 5m부위에서각각평균 39.3, 32.0 마리로서식밀도가매우높았으며, 분포비율은 30.1% 를차지하였다. 잣나무에서북방수염하늘소의부위별서식밀도는고사목전부위중 5 9m부위에서 63% 이상으로집중분포하였다. A. 잣나무 ( 연천 ) B. 소나무 ( 경주 ) 그림 77. 시기별잣나무와소나무의고사율및매개충산란 ( 나 ) 소나무의시기별고사목에서의매개충산란소나무에서의고사시기별고사목에서의매개충산란양상을조사하기위하여경북경주에잣나무림과같은방법으로조사하였다. 그결과, 그림 77B와같이 7월이후고사목에서부터 10월고사목까지산란하는것으로조사되었다. ( 다 ) 건전목하부자연고사지의매개충분포여부조사 2013년도건전한잣나무의하부자연고사가지에서매개충산란과소나무재선충검출이확인됨에따라 2014년도에도계속하여잣나무하부자연고사가지에서의매개충분포여부를조사하였다. 경기도연천군잣나무하부자연고사지에서도매개충서식은지속적으로확인되었고, 경북영주신규발생지의잣나무감염목에서도하부자연고사지에매개충침입공이확인되었다 ( 그림 78). 이러한현상은잣나무림에서의소나무재선충병피해가지속적으로발생되는하나의요인으로작용되지않나추정된다. 따라서잣나무림에서는건전한잣나무의자연하부고사가지에대한집중적관리가필요하며소나무림과는다른방제매뉴얼적용이필요함을시사한다. 90

97 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 78. 건전한잣나무자연하부고사가지의매개충서식확인 < 경기연천 ( 좌 ), 경북영주 ( 우 )> (10) 지역별매개충우화시기및재선충보유여부조사 ( 가 ) 지역별매개충우화상황분석전국 19개소에설치된우화상과페로몬트랩을설치한지역으로부터 2종매개충의우화상황을조사한결과, 북방수염하늘소는 4월중순 6월중순, 솔수염하늘소는 5월중순 8월초순으로예년과동일하였다 ( 그림 79, 표 27). 그림 년도매개충종류별우화상황 91

98 국립산림과학원 표 년도지역별 매개충별우화상황 92

99 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 춘천잣나무림과인제낙엽송림간벌지내에서북방수염하늘소는춘천이 5월초순 ( 그림 80), 인제는 5월중순부터포획되었다 ( 그림 81). 성충활동시기는잣나무림에서는 6월초순까지, 낙엽송림에서는 8월중순까지관찰되었다. 인제낙엽송림의경우는예년과유사하나춘천잣나무림의경우는전년도에비해짧았는데이는밀도가예년에비해낮아서인것으로추정된다. 그림 80. 춘천잣나무간벌지내에서시기별로포획된북방수염하늘소개체수 그림 81. 인제낙엽송간벌지내시기별로포획된북방수염하늘소개체수 93

100 국립산림과학원 ( 나 ) 매개충의선충보유여부조사우화 활동중인매개충의선충보유여부를조사하기위해우화상과임내설치된페로몬유인트랩에서포획된매개충을수집하고해부하여선충보유여부, 선충밀도, 선충종류를조사하였다. 그결과, 북방수염하늘소와솔수염하늘소모두선충을보유하였고, 경북달성에서최고 33.3% 의보유율을보였으며, 경남거창에서최저 2.4% 의보유율을보였다. 또한경북의청도, 달성, 고령에서는 2종매개충모두가소나무재선충을 10.8~33.3% 보유하고있는것으로조사되었고, 경기남양주, 경남거창 합천 함양, 전남구례 곡성, 전북순창에서는 2종매개충모두어리소나무재선충을 2.4~30% 보유하고있는것으로조사되었다. 지역별 매개충별선충밀도는최저 10 마리에서최고 12,033마리까지였으며, 선충보유율은우화시기나포획되는매개충의밀도와는상관관계가없었다 ( 표 28). 표 28. 지역별 매개충별보유선충종류, 보유율및밀도 94

101 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 (11) 기주내매개충분포및임내활동시기 ( 가 ) 기주내매개충분포양상분석매개충의산란생태이해를위해경북경주에서곰솔 30본고사목을대상으로매개충의기주내분포양상을조사하였다. 조사대상총 30본의고사목에는모두매개충이서식하였고, 각각의고사목에서초두부와벌근부에서매개충이분포하지않는부위의최단거리와수피두께를측정하였다. 그결과, 수피두께는 1.1mm 이하, 10.69mm 이상부위에서는매개충서식이확인되지않았고, 초두부로부터 68cm 이하, 벌근부로부터 33cm 이상부위에서는매개충의산란과서식이확인되었다. 또한, 북방수염하늘소는 6월에서 9월까지의고사목에주로분포하였고, 솔수염하늘소는 7월부터 10월까지의고사목에주로분포하는것으로나타났다. 주관적이고외관적병징에의존하는고사시기판단으로는정확한매개충의산란과활동시기와의상관관계판단이어려워추후더보완적인조사가이루어져야할것으로생각된다. ( 나 ) 매개충별활동시기매개충의활동시기구명을위해페로몬유인트랩을설치하고일별포획상을조사하며지역별 매개충별최종임내활동시기를파악하였다. 그결과, 우화상과임내에서의우화상황은동일하였고, 북방수염하늘소는 8월초 중순까지, 솔수염하늘소는 10 월초 중순까지활동하는것으로조사되었다. 가장늦게까지활동하는지역은북방수염하늘소의경우안동에서 8월 24일까지, 솔수염하늘소의경우포항에서 11월 5일까지활동하는것으로조사되었다 ( 표 29). 표 29. 지역별 매개충종류별활동종료일 활동종료일 지역 북방수염하늘소 솔수염하늘소 경기도연천군 경기도남양주 경북포항시 경북안동시

102 국립산림과학원 활동종료일 지역 북방수염하늘소 솔수염하늘소 경남합천군 경남거창군 전북순창군 전남구례군 전남곡성군 두매개충모두우화종료후임내에서 일동안생존하며활동하는것으로나타났다 ( 그림 82). 또한, 전남구례군과곡성군에서도북방수염하늘소가활동하는것으로조사되어사실상북방수염하늘소는전국적으로분포하는것으로추정되며, 이와같은매개충의우화 활동시기를고려하여매개충종류별, 분포지역별방제사업추진일정을세분화하여차별적용해야할것으로판단된다 ( 그림 83, 표 30). 이를근거로소나무재선충병피해고사목제거시기의경우, 제주를제외한전국은 3월말로, 제주지역은 4월말로재조정하는것과방제사업은매개충의분포지역별로차별적용되어야함을시책으로건의하였다. 96 그림 년도매개충 2 종의우화 활동상황

103 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 83. 소나무재선충매개충 2 종의분포도 97

104 국립산림과학원 표 30. 소나무재선충병방제사업추진일정 98

105 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 4. 방제기술연구 (1) 소나무재선충병방제법개선및방제방법별효과분석 ( 가 ) 다목적산불진화용차량을이용한매개충방제효과 1) 지상살포노즐선발다목적산불진화용방재차량에그림 84와같은 4종의살포노즐 ( 소형 1, 중소형 1, 중형 1, 대형 1) 에대하여각각의살포거리를측정하였다. 살포노즐별로살포되는거리를측정한결과, 노즐길이가 90cm인중소형노즐의살포거리가길었다 ( 표 31). 그림 84. 시험에사용된살포노즐종류 ( 상 ) 와살포노즐종류별살포거리효과조사 ( 하 ) 표 31. 살포노즐별규격및살포거리 구분 노즐길이 ( cm ) 살포거리 (m) 비고 살포노즐 소형 살포노즐 중소형 살포노즐 중형 살포노즐 대형 99

106 국립산림과학원 2) 약제살포효과차량이동이용이한지역을대상으로지상에서해송가지에약제 (1,000배희석액 ) 를살포 (2주간격 ) 한후 1주일간격으로가지를채취 (3본) 하여실내에서매개충의먹이로공급하면서 ( 간이사육상, cm ) 처리 1일, 3일경과후치사된개체수를조사하였다 ( 그림 85). 그림 85. 다목적산불진화차량과야외에서의약제살포 약효조사결과는표 32와같이약제살포직후채취한시료에서는 1회, 2회, 3회살포구에서 1일차에각각 83.3, 77.8, 75.0% 였으며, 3일차는모두 100% 치사되었다. 2주경과후각각 1일차에 88.9%, 88.9, 97.2%, 3일차에는처리구모두 100% 살충효과를보였다. 3주경과후 1일차에 61.1%, 75.0%, 88.9%, 3일차에는 72.2%, 80.6%, 97.2% 였으며, 4주경과후 1일차에는 75.%, 63.9%, 75.0%, 3일차에 86.1%, 72.2%, 80.6% 로나타다. 표 32. 다목적산불진화용차량을이용한지상살포후경과일별살충효과 구분 살포횟수 ( 회 ) 처리수 ( 마리 ) 살충률 (%) 1 일차 3 일차 주경과 2 주경과 무처리 무처리

107 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 구분 살포횟수 ( 회 ) 처리수 ( 마리 ) 살충률 (%) 1 일차 3 일차 주경과 4 주경과 무처리 무처리 ) 강우에대한야외지상살포효과약제 ( 희석액 1,000배 ) 를살포하고비가온후 ( 강우량 80mm ) 가지 ( 가지 3부위 /5본) 를채취하여 Petri-dish(10 4cm ) 와곤충사육상 ( cm) 내에서매개충과함께먹이로공급하였다. 처리 1일, 3일경과후치사된개체수를조사하였다 ( 그림 86). 그림 86. 강우후야외에서의약제살포및실내사육광경 약제를살포한후강우가방제효과에미치는영향을조사한결과, 소형케이지 ( cm) 의경우에는 1일차에 78.3%, 3일차에 91.7% 의살충효과를보였으며, Insect breeding dish(10 4cm ) 의경우에는 1일차에는 43.3%, 3일차에는 73.3% 의살충률을보였다 ( 그림 87). 101

108 국립산림과학원 < 간이사육상 > <Insect breeding dish> 그림 87. 매개충지상방제후강우에대한살충효과 ( 나 ) 광역살포기를이용한지상방제효과곰솔묘목이식재되어있는묘포장에서약제 (120리터/ 분, 2,000rpm, 15초 ) 를매개충에직접살포 ( 거리별 (70, 90, 110m) 로솔수염하늘소 (n=13) 를간이그물망에배치하여약제를살포한후실내에서건전한곰솔가지와함께개체사육 ) 와가지에간접살포 ( 거리 (20, 40, 70m) 별로약제가살포된묘목의가지를채취하여건전한하늘소 (n=15) 와함께개체사육 ) 하여처리 24, 48시간경과후매개충직접살포구및가지살포구의치사된개체수를조사하였으며, 가지살포구의 0~3주차까지의지속효과를조사하였다 ( 그림 88). 그림 88. 광역살포기를이용한야외효과검정 102

109 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 광역살포기로부터 70m, 90m, 110m 거리에솔수염하늘소성충을배치하고약제살포후건전한곰솔가지를먹이로하여실내에서개체사육을실시한결과각각 1일차에는 100%, 76.9%, 38.5% 였으며, 2일차에는 100%, 92.3%, 53.8% 가치사되었다 ( 표 33). 또한 20m, 40m, 70m거리에소나무를배치한후약제살포를실시하고 1 주일간격으로시료를채취하여살충효과를조사하였다 ( 그림 89). 살포지점으로부터 20m, 40m, 70m 거리에배치된시료에서각각 1주일경과후 3일차에 95.3%, 98.0%, 96.0% 였고 5일차에는모든처리구에서 100% 였다. 2주경과시에는 3일차에 88.7%, 63.3%, 67.3%, 5일차에 100%, 100%, 93.3% 로나타났다. 3주경과후에는 3일차에각각 70.7%, 49.3%, 18.7% 로살충효과가떨어졌다. 표 33. 살포거리별매개충직접살포효과 구분 직접살포 살포거리 (m) 처리수 ( 마리 ) 살충률 (%) 24 시간 48 시간 무처리 그림 89. 약제살포후거리및경과일수별가지에대한매개충살충효과 103

110 국립산림과학원 ( 다 ) 해수처리에의한유충및소나무재선충의사충률조사해수가매개충과소나무재선충에대한직접적인살충및살선충효과가있는지확인하기위하여실내실험을실시하였다. 1차실험은 소나무재선충 과 매개충의유충 을대상으로 2013년 12월 11일부터 2014년 1월 19일까지 (40일) 실시하였고, 2차실험은 매개충의번데기 를대상으로 2014년 1월 14일부터 2월3일까지 (21일) 수행되었다. 공시충인매개충유충은 2013년미감염지에서공시목으로수집한잣나무이목에서직접채집하였으며, 선충은소나무재선충연구실에서계대사육중인 BX93번계통을증식하여사용하였다. 처리온도는급격한수분증발과미생물오염을피하기위하여매개충유충및선충을모두 18 에서동일하게처리하였다. 소나무재선충은미니플레이트의각홀에해수또는담수를채우고선충암컷을한마리씩처리하는방식으로총 30반복을하여하루간격으로조사를하였다. 매개충유충과번데기는페트리디쉬 (60 15mm) 에 1침수처리, 2부유처리, 3습실처리 3가지방식으로하였으며, 습실처리 를위해서는해수또는민물을적신킴와프스티슈로유충이나번데기을감싼후페트리디쉬에두었다. 유충의몸의표면에왁스성분이있고물보다가벼워물에가라앉지못하고표면에떠있기때문에침수처리를위해서는투명테이프로몸을고정하여가라앉히도록조치를하였다. 1차실험의결과, 해수에침수했을때소나무재선충은 8일 ~9일사이에 100% 사충률을보였다. 대부분의선충은시간이지나면서움직임이둔해지고몸을코일처럼말게되며, 표피는삼투압으로인해쭈글쭈글하게수축이된다. 담수에처리했을시에는 45일이지나면거의움직임이없이죽는것으로관찰되었다 ( 표 34). 매개충의유충의경우, 죽는데소요되는시간은 침수 와 부유 처리간에차이는거의없었고, 해수의경우 7일 ~9일의기간이소요되었다. 같은조건에서담수의경우는총 31~40 일이소요되어해수보다약 3배정도긴시일이더걸리는것으로나타났다. 습실처리 를한경우해수및담수모두에서 24~25일이소요되는것으로나타나오히려민물에서침수하거나부유한것보다짧게걸렸다. 2차실험의결과, 번데기를해수처리를하였을때 침수 시 100% 사충률을나타내는데 3일이소요되었으며, 부유 시에는 14일이소요되었다. 같은방식으로민물에 침수 처리했을시에 6일, 부유 시에는 9일이걸렸다. 해수담수모두에서침수처리가부유처리한것보다기간이짧게나타났고, 유충보다번데기시기에사충효과가빠르게나타나는것으로확인되었다. 104

111 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 34. 매개충과소나무재선충의해수및담수처리결과 처리 해수 담수 종류 100% 사충소요기간 ( 일 ) 매개충유충 매개충번데기 소나무재선충 침수 부유 침수 부유 ( 라 ) 해수침지에의한유충및소나무재선충의방제효과실험소나무재선충감염목에대한해수침지효과조사를위하여 1차, 2013년 12월 12 일부터 2014년 4월 11일까지, 또 2차, 2014년 9월 30일부터 2014년 12월 31일까지진주남부산림자원연구소의월하시험림에서시험을실시하였다. 야외해수풀을인위적으로조성하여직접매개충유충이들어가있는고사목을침수하여 2주간격으로유충과선충의상태를조사하였다 ( 표 35). 1차실험의결과, 처리 8주차까지는선충과매개충모두활력을유지하였으나, 14 주차에이르러매개충의경우 80% 사충률을나타내었고, 선충도같은시기에활력이저하되기시작하였다. 16주차가되었을때유충과선충모두 100% 사멸되었다. 이후 2014년 2월에추가로고사목을처리한후같은해 8월까지지속적인관찰을한결과유충은번데기로의발육에실패하여성충으로우화되지못함을확인하였다. 2차실험은소나무재선충의고사목이발생하기시작하는가을무렵고사목을처리하였을때의처리효과를확인하고자실시된것으로서, 각각 9월, 10월, 11월에고사목을추가로처리하여해수및담수두조건모두에서효과를조사하였다. 표2의결과에서보듯이 9월에처리한고사목은 1주차결과에서해수 40%, 담수 18.2% 결과를나타내었지만, 2주차이후부터는해수와담수모두에서거의 100% 의사충률을나타내었다. 10월에처리한고사목은 2주차에서해수의경우 96%, 담수의경우 87.5% 사충률을나타내었고, 해수처리목의경우 4주차이후부터는 100% 사충률을나타내었다. 하지만담수처리목의경우는 5주차까지사충률이 100% 에이르지못하는것을확인할수있었다. 11월처리목의경우매개충유충이대부분목재내부에들어가있는상태로서 5주차까지해수, 담수모두에서평균사충률이 50% 미만을 105

112 국립산림과학원 나타내는것을확인하였다. 9월부터 11월처리목까지가을에처리한고사목들도처리시기에따라그효과가차이가있다. 9월처리목은효과가빠르게나타났으며해수와담수간의차이도거의없었다. 그러나 10월처리고사목에서는담수보다는해수에서효과가상대적으로높게나타나는것을알수있었으며, 같은해수라하더라도 9월처리목보다 100% 고사에소요되는기간은길었다. 11월처리목의경우는 9, 10월처리목과는전혀다른양상을나타내었으며 5주차가되더라도사충률이증가하는것은보이지않았고이는해수와담수가비슷한결과를나타내었다. 종합해볼때해수침지처리를이용한고사목활용을위해서는겨울철보다가을철 9월부터 10월까지기간동안에처리를하는것이효과를극대화하고, 짧은시간내에종료가가능할것으로예상된다. 표 35. 해수및담수처리고사목내매개충유충의처리기간별사충률조사 처리시기 9 월 10 월 11 월 조사시기 해수 ( 사충률 %) 담수 ( 사충률 %) 수피 * 목질부 ** 계수피목질부내계 1 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 주차 * 수피아래에있는채집된매개충유충의사충률 ** 목질부조직내부에들어가있는채집된매개충유충의사충률 106

113 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 마 ) 잣나무나무주사시험및나무주사방법개선 1) 잣나무나무주사시험 2013년 2월 20, 3월 4일, 3월 11일 3시기에성남시중원구여수동잣나무피해지에서흉고직경 cm당 1ml, 2ml 약량으로아바멕틴유제와에마멕틴벤조에이트유제를처리하였다. 재선충은 5월 23일에접종하였으며잣나무고사목을지속적으로조사하였다 ( 그림 90). 2014년도에 1월에고사목을조사한결과대조구에서 2본, 아바멕틴유제처리구 1본에서고사목이발생하였다. 그림 90. 나무주사천공모습 2) 나무주사방법개선현재사용되고있는천공식 ( 중력식 ) 의방법은소나무에 10mm의큰상처를내는데, 이를보안하기위하여 4.5mm구멍을내서사용하는압력식 ( 가압식 ) 방법을사용하여진주연습림내소나무림에서 2013년 12월부터 2014년 5월까지 Abamectin 1.8% 유제 ( 로멕틴 ), Ebamectin benzoate 2.15% 유제를압력식방법으로소나무재선충병피해를받지않았으며과거나무주사처리이력이없는건전한소나무를선정하여나무주사방법개선을위해선발시험을하였다 ( 표 36). 107

114 국립산림과학원 표 36. 나무주사방법및약제별처리일자및처리본수 처리일자 아바멕틴처리본수 에마멕틴처리본수 천공식 ( 일반 ) 압력식 (5ml) 압력식 (20ml) 압력식 (5ml) 합계 월에재선충 1 만마리주입후, Abamectin 주입목중압력식 ( 캠젯 ) 1 그루가고 사한상태이며, 대조구는 33.33% 고사중에있다. 무처리고사목의본수가적어아직 약효를판단하기는어렵다고판단된다 ( 표 37, 그림 91, 92). 표 37. 소나무재선충접종후고사율 Boring system Abamectin Pressure system Pressure system(chemjet) Control Death rate(%) 그림 91. 나무주사처리방법 108

115 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 92. 접종후고사상태 < 압력식처리목 ( 좌 ) 및대조구 ( 우 )> 월별나무주사처리한소나무 3본씩을선택하여각본당 3방위에서가지를채취한후아바멕틴농약잔류량을분석한결과, 일반천공식처리목에서가장높은농약잔류량을나타내었으며, 특히 3월과 4월에도 0.2ppm 이상의높은잔류량을나타내어 3월과 4월에도나무주사가예방효과가있을것으로추측된다 ( 그림 93). 그러나이를시책화하기위해서는보다많은공시목을이용한추가시험이필요하다고판단된다. 그림 93. 월별나무주사방법별농약잔류량 (2) 매개충유인제효과및휘발성물질에대한행동반응조사 ( 가 ) 매개충유인제효과및휘발성물질에대한행동반응조사 2013 년 3 월 28 일나무좀류페로몬 8 조합 32 트랩, 알코올과피넨 4 조합 16 개트랩을 충청남도보령시청라면사무소인근재선충피해지에설치한후 1-2 개월간격으로 109

116 국립산림과학원 수거하여하늘소류의유인활성을조사하였다 ( 그림 94). 현재까지수거한하늘소류를 동정한결과, 10 종의하늘소가유인되었으나북방수염하늘소와솔수염하늘소는유인 되지않았으며, 밀도가아주작은것으로판단되었다. 그림 94. 하늘소류유인활성시험 ( 나 ) 매개충유인트랩에의한유인조사소나무재선충병매개충방제에있어도심주택가, 친환경농산물재배지, 해안절벽등은지상및항공방제불가지역으로완전한방제에한계가있다. 고사목방제가불가하거나어려운지역에친환경적이며선제적인방제방안도입필요성에따라, 2011 년최초분리보고된솔수염하늘소집합페로몬 (2-undecyloxy-1-ethanol) 이국내에서합성가능하게되어이를이용한유인트랩의매개충유인력조사를실시하였다. 트랩은다중깔때기형을사용하였고 ( 그림 95, 96), 트랩을나무에매달아포획통이지면에서 1 2m 위치에놓이는방식과지면높이 15cm에위치하는방식으로설치하였다. 또한, 집합페로몬이외에에탄올, ipsenol, ipsdienol 등의유인물질을조합하여유인제를각각의트랩에적용하였다. 110

117 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 95. 다중깔때기유형 A 그림 96. 다중깔때기유형 B, C 유형 A 유인트랩세트는다중깔때기타입에국내에서합성한솔수염하늘소집합페로몬 (2-undecyloxy-1-ethanol) 외 8종의유인물질을사용하였고, 건식타입의포획통을지면으로부터 1 2m에고정하여총 5개의트랩을설치하였다. 6월 18일부터 10월 28일까지약 4개월동안매2주마다포획개체수를조사하였다. 유인제 ( 페로몬 + 유인물질 ) 는설치후 68일째 1회교체하였다. 그결과, 7월1일설치 2주차에 5개트랩에서총 26마리가포획되었고, 특히북방수염하늘소와솔수염하늘소가모두유인되어포획됨을알수있었다 ( 그림 97). 총조사기간동안모두 123마리가포획되었고, 설치 1 2주차는트랩당평균 4.3마리, 3 4주차에는트랩당평균 2.0마리가포획되었다 ( 표 38). 즉, 유형 A 유인트랩은솔수염하늘소와북방수염하늘소모두에적용할수있음을알수있었다. 111

118 국립산림과학원 그림 97. 유형 A 유인트랩세트에포획된 2 종의매개충 표 38. 유형 A 트랩세트의포획결과 112

119 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 유형 B 트랩은다중깔때기타입에캐나다로부터수입한 monochamol 집합페로몬, ipsenol, ipsdienol 유인물질조합으로사용하였고지면으로부터 15cm 높이에포획통이위치토록하고포획통에는부동액을채우는습식타입으로하여경기연천, 경북경주에각각 4개씩총 8개의트랩을설치하였다. 7월 1일부터 9월 23일까지약 3개월동안매 2주마다포획개체수를조사하였다. 그결과, 경북경주소나무림에서는설치 2주차에 11마리가포획된후로조사기간동안총 14마리가포획되어트랩당 3.5마리가포획되었으며, 솔수염하늘소외에기타천공성해충이다수포획되었다 ( 그림 98). 경기연천잣나무림에서는조사기간동안총 2마리가포획되어트랩당 0.5마리가포획되었다. 이는설치시기가이미북방수염하늘소의우화가종료 (5월 22일 ) 된이후로설치시기가유인효과를조사하기에는부적절하여유효성있는실험결과를도출하지못하였다. 그림 98. 유형 B 트랩설치모습과포획된매개충성충 유형 A와유형 B 트랩에서포획된딱정벌레목종류와개체수를조사한결과는표 39와같다. A 유형의트랩에는솔수염하늘소와북방수염하늘소 2종이우점하여포획되어 A 유형에적용한집합페로몬과 8종의유인물질조합은 2종의매개충에특이적인유인력을나타내는것으로조사되었다. 유형 B 트랩에서는솔수염하늘소보다는루이스방아벌레와검정하늘소가더우점하여포획되었고기타다수의딱정벌레목에속하는곤충이포획되어종특이성은상당히떨어지는것으로나타났다. 113

120 국립산림과학원 표 39. 유형 A 와유형 B 트랩에서포획된딱정벌레목종류및개체수 유형 C 트랩은다중깔때기타입에국내에서합성한솔수염하늘소집합페로몬과 ipsenol, ipsdienol, ethanol을각기농도와배합을달리한 8개의조합으로유인력이최적인조합을선발하고자하였다 ( 그림 99). 트랩의설치방식은포획통이지면으로부터 15cm 높이에위치토록하고포획통에는부동액을채우는습식타입으로하여경북경주에 8개조합으로 4 반복처리하여총 32개의트랩을설치하였다. 6월 17일부터 7월17일까지약 1개월동안매2주마다포획개체수를조사하였다. 그결과, 전체적으로 2주차에트랩당 4.5마리총 32개트랩에 114마리가포획되었고 4주차에는트랩당 2.2마리전체 32개트랩에총 73마리가포획되었다. 특히 2번과 8번조합의경우는트랩당평균 12마리로 8개의조합중에서는가장유인력이좋은조합으로조사되었다. 추후이두개의조합으로트랩의설치간격및적정설치트랩수를구명하기위한실험을수행할계획이다. 이상의결과로, 솔수염하늘소와북방수염하늘소모두집합페로몬에유인되어포획된것으로확인되어페로몬유인트랩의예찰발생모니터링적용가능성과방제적용가능성이제시되었으므로향후트랩유형, 트랩의설치시기, ha당설치규모, 설치간격, 유인물질의유인력향상, 현장적용성등에대한후속연구를진행할계획이다. 114

121 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 99. 유형 C 트랩설치전경과포획결과 ( 다 ) 잣나무고사목의유인목활용매개충유인효과잣나무림에서건전목의하부고사가지제거작업에는여러현장여건상한계가있어, 하부고사가지산란을제어하는측면에서경기도연천군고능리잣나무조림지에서유인목을설치하여매개충의산란유인효과를조사하였다 ( 그림 100). 유인목은당해연도건전한잣나무를벌채하여 1m 크기로잘라우물정 ( 井 ) 자로 1m 높이로쌓아시험지내 8개소에 4월에설치하였다 ( 그림 101). 매개충의산란, 부화, 유충섭식흔, 유인목주변고사목발생등을 5월부터 10월까지모니터링하고, 유충침입공조사는매개충의산란이완전히끝난 10월에실시하였다. 그림 100. 시험지내산란유인목배치도 그림 101. 산란유인목설치전경 115

122 국립산림과학원 월별유인목내유충서식을확인한결과, 4월과 5월에는유충과침입공이확인되지않았고, 6월부터유충의섭식배설물이확인되었다 ( 그림 102, 103). 또한 9월부터는유충이목질부내로들어간침입공이확인되기시작하였다. 시험지인경기도연천은북방수염하늘소분포지역으로북방수염하늘소는 4월중순에우화를시작하는관계로 4월과 5월에는섭식과교미, 산란을하는시기로이시기에는아직까지부화된유충이확인되지않는매개충의생태특성과일치하였다. 그림 102. 월별유충및침입공확인결과그림 103. 유충의섭식배설물확인 (6 월 ) 유인목주변반경 20m, 50m이내고사목과고사지를모니터링하고, 유인목과주변고사목에서의매개충서식분포를비교조사하였다 ( 그림 104, 105). 매개충침입공비율은반경 50m 이내에유인목을설치한구역에서는침입공이평균 61개, 미설치구역에서는평균 55개로유인목을설치한구역에서침입공비율이 11% 증가한것으로나타났다. 또한, 유인목설치구역내침입공집중율은반경 20m 이내에서는 % 로평균 98% 를보였고, 반경 50m이내에서는 54 74% 로평균 67% 로나타났다. 이와같은결과에서반경 30m 기준으로유인목을 1개소설치하여 ha당 4 개소설치기준을설정할수있었다. 추후, 이와같은설치기준으로산란유인효과및 2015년도고사목발생량을모니터링하여유인목을활용한매개충지상복합방제방법을제시하고자한다. 116

123 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 104. 수피내유충서식확인 (8 월 ) 그림 105. 목질부내유충확인 (10 월 ) (3) 신방제물질탐색및방제법개선연구 ( 가 ) 식물체유래물질, 합성물질등살선충및살충활성이높은신규물질탐색 1) Advocate 의살선충활성억제효과실내검정시험물질에대한선충의반응정도를조사한결과표 40과같이물질에대한초기사충효과는보이지않았으나살균수 1L에 0.06ml첨가시선충의활력이둔화되는반응을보여선충에대한장애를유발하는것으로추정되었으며선충의증식력에도큰영향을미칠것으로판단되었다. 표 40. Advocate 의희석배수에따른선충의반응 조사시기 첨가량 ( ml /d.w. 1L) 별선충반응 ( 사충률, %) 일차운동성없음운동성없음운동성없음활력약함 2 일차 운동성없음 (17.9) 운동성없음 (20.3) 운동성없음 (14.1) 활력약함 (16.2) 3 일차 운동성없음 (28.8) 운동성없음 (27.6) 운동성없음 (33.6) 활력약함 (16.1) 117

124 국립산림과학원 2) Advocate 의선충증식억제효과실내검정시험물질을첨가한배지에서선충증식억제력은매우높게나타났으며첨가량 0.5 ml /1L, 0.25ml /1L에서는 5마리이하로증식수가매우낮았고, 0.135, 0.06ml첨가에서도증식선충수는 33마리이하로무처리 19,100마리에비해증식억제효과가매우높았다 ( 표 41, 그림 106). 표 41. Advocate 첨가배지에서의선충증식력비교 첨가량 (PDA + ml /1L) 에드보킷 선충증식수 *( 마리 /plate) 아바멕틴 ± ± ± ±1.7 PDA( 무처리 ) 19,100±2762 * 선충접종 6일후조사. A B C A B C D E D E 그림 106. 에드보킷첨가배지 ( 좌 ) 에서선충증식과아바멕틴첨가배지 ( 우 ) 에서선충증식 < 좌 ; 무처리, B;0.5 ml, C;0.25 ml, D;0.135 ml, E;0.06g, 우 ; 무처리, B;0.5 ml, C;0.25 ml, D;0.135 ml, E;0.06g> 118

125 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 3) Advocate+imidacloprid 합제의나무주사효과검정실내생물검정에서살선충활성이높은 advocate+imidacloprid 합제를 150배와 700배액으로희석하여해송 1본당 100ml를나무주사한결과선충감염률이 100% 로약제에의한효과는전혀없는것으로나타났다 ( 표 42). 이와같이효과가나타나지않았던요인으로는처리약량의부족또는약제의수체내침투이행력약화, 수체내잔류량부족에의한것으로판단된다. 표 42. Advocate+imidacloprid 합제나무주사처리효과 처리 처리량 (ml) 처리본수 ( 본 ) 약제주입여부 * 선충감염본수 ** ( 감염률, %) 에드보킷 150X % 주입 7(100) 에드보킷 700X % 주입 5(100) 무처리 - 5-5(100) * 약제나무주사 2 일후조사. ** 선충감염증상외부발현 : ( 선충접종후 2 개월 ) 한편, advocate+imidacloprid 합제의매개충에대한살충효과검정시처리약 제에의한매개충치사효과는없었으며섭식활동도매우양호한것으로나타나매개 충방제에활용성이없을것으로판단된다. ( 나 ) 침투이행성살충제의살선충활성검정 1) 살선충활성실내검정수체내침투이행효과가높은약제를대상으로소나무재선충증식에미치는영향을알아보기위하여 Bc균을이용하여소나무재선충의증식수를조사한결과아세타미프리드와티아메톡삼은첨가량이많을수록선충증식수는줄어드는경향을보였으며, 이미다클로프리드는첨가량에따라증식수에영향을받지않는것으로나타났다 ( 표 43). PDA배지 1L에공사약제 0.2ml첨가하여 7일간증식하였을때아세타미프리드는 18,667마리 /palte, 이미다클로프리드는 66,000마리, 티아메톡삼은 6,000마리로티아메톡삼이선충증식억제효과가높았다. 119

126 국립산림과학원 표 43. 침투이행성약제들의실내 petri dish 상에서처리약종별선충증식수 약제첨가량 ( ml /1L) 약제별선충증식수 /plate ( 억제율, %) 아세타미프리드이미다클로프리드티아메톡삼 ,667 (95.8) 66,000 (85.0) 6,000 (98.6) ,000 (83.2) 62,667 (85.8) 14,000 (96.8) ,333 (85.2) 60,000 (86.4) 14,500 (96.7) PDA( 무처리 ) 440,000 2) 나무주사효과검정해송 3년생을대상으로본당 0.5ml나무주사에서티아메톡삼처리구에서는 12본중 2본이선충에감염되어 17% 의선충감염률을보였으며, 이미다클로프리드와아세타미프리드는선충감염률이각각 44%, 30% 였다 ( 표 44). 이러한결과는실내생물검정에서의선충증식억제율과일치하는경향을보였고, 티아메톡삼처리구에서의선충감염률이 17% 로나타난것은처리약량의부족에의한감염이라판단되며완전방제를위한적정처리약량에대한금후부가적인연구가수행되어야할것으로판단된다. 표 44. 침투이행성살충제나무주사에의한소나무재선충병방제효과 약 제 처리약량 ( ml / 본 ) 처리본수 감염본수 ( 감염률, %) 이미다클로프리드 (44) 티아메톡삼 (17) 아세타미프리드 (30) 무처리 (60) ( 다 ) 신규살선충활성화학물질탐색 1) BT, BPP가소나무재선충증식에미치는영향 PDA배지에공시물질을첨가하여배양한 Bc균에선충을접종하여선충증식력을조사한결과 BT와 BPP 0.5g, 1g/100ml처리구에서선충증식수는 0~3마리 /plate 로무처리구 23,000마리 /plate에비해현저히감소하는경향을보였다 ( 표 45, 그림 107). 120

127 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 45. 처리물질의첨가량별선충증식수처리물질처리량 (g/100ml) 선충수 ( 마리 /plate) BT BPP 1 0 BT+BPP 무처리 23,000 그림 107. 물질첨가배지에서의선충증식억제력 <A : PDA, B : BT 첨가배지 > 2) BT, BPP 첨가량별에따른소나무재선충증식영향실험에서공시물질이선충증식억제력을보임에따라 2차생물검증을한결과는표 46, 그림 108과같이무처리구에서의선충증식수는 61,000마리 /plate인데비하여공시물질 1g/100ml처리구에서검출되는선충은없는것으로확인되어선충증식력과증식후선충에미치는영향이큰것으로보여금후부가적인기주식물에대한생물검정이수행되어야할것으로판단된다. 121

128 국립산림과학원 표 46. 처리물질의첨가량별선충증식수 처리물질 배지첨가량 (g/100 ml ) 선충증식수 */plate 1 0 BT BPP G 20% 무처리 - 61,000 A B 그림 108. 물질첨가배지에서의선충증식억제력 <A: 물질첨가배지, B: PDA> 3) NaCl이소나무재선충증식에미치는영향 NaCl이소나무재선충증식에미치는영향을알아보기위하여 PDA 배지에첨가량을달리하여 Bc균의증식력을조사한결과 0.1g~2g/100 ml첨가한배지에서는무처리와같은경향을보인반면에 4g첨가에서는증식력이현저히감소하는경향을보였다 ( 표 47, 그림 109). 선충증식수는무처리구가 17,107마리 /plate, 0.1g 처리구에서는 18,400마리, 0.5g 처리구에서는 10,400마리로증식억제력이높지않았다. 그러나 1.0g 이상처리한구에서는 100마리 /plate로증식력이매우낮게나타났다 ( 표 48, 그림 110). 122

129 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 47. NaCl 이 Botrytis cinerea 균증식에미치는영향 균총직경생장량 ( mm ) 처 리 6일 11일 PDA NaCl NaCl NaCl NaCl NaCl 표 48. NaCl이소나무재선충증식에미치는영향 NaCl 처리량 (g) 선충수 ( 마리 )/plate( 억제율,%) ,400(-7.6) ,400(39.2) (99.4) (99.9) 4.0g 0.7(100) 0 17,107 그림 109. NaCl 첨가량별균생장량 그림 110. NaCl 첨가량별소나무재선충 증식력비교 123

130 국립산림과학원 4) 선충증식억제물질절단가지면침지처리가소나무재선충증식에미치는영향선충증식에영향을미치는물질희석액에해송을침지처리한다음선충을접종하여증식에미치는영향을조사한결과, 선충접종 22일후선충증식수는무처리구가시료 1g 당 688마리, BT처리구가 530마리였으나 BPP와 G, NaCl 처리구에서는 6마리이하로선충증식력이매우낮은것으로조사되었다. 위결과로보아이들물질에대한나무주사효과에대해부가적인연구가수행되어야할것으로판단된다 ( 표 49). 표 49. 소나무재선충증식억제물질침지처리에의한선충증식수 처리 첨가량 (g/100 ml ) 선충수 ( 마리 /g) 6 일 BT BPP G G NaCl NaCl 무처리 ( 라 ) 신규살선충활성식물체유래물질탐색 1) 국내산식물체추출물의살선충효과검정때죽나무등 17종의식물체추출물에대한살선충활성을조사한결과, 10배액에서선충활력이현저히감소되는경향을보였으나 100배액에서는활력이좋은것으로나타났다. 또한 10배액에처리한선충을 100배이상으로희석하였을때는선충의활력이다시살아나는것으로조사되어선충의치사에는크게영향을미치지않는것으로나타났다 ( 표 50). 124

131 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 50. 추출물별선충의살선충활성효과 식물체 부위 24 시간 48 시간 10 배 100 배 10 배 100 배 고추 Capsicum annuum 열매 +* -** + - 때죽나무 Styrax japonica 열매 도라지 Platycodon grandiflorum 줄기 씀바귀 Ixeris dentata 잎 코스모스 Cosmos bipinnatus 줄기 회화나무 Sophora japonica 줄기 정금나무 Vaccinium oldhamii 열매 은행나무 Ginkgo biloba 잎 연꽃 Nelumbo nucifera 잎 호박 Cucurbita moschata 잎 잎 목화 Gossypium indicum 뿌리 줄기 조 Setaria italica 열매 관중 Dryopteris crassirhizoma 뿌리 둥글레 Polygonatum odoratum var. pluriflorum 뿌리 물옥잠 Monochoria korsakowii 잎 개똥쑥 Artemisia annua 잎, 줄기 감국 Dendranthema indicum 꽃 *+ 움직임없음, **- 움직임양호 2) 국내산식물체추출물의소나무재선충증식억제효과실험물체추출물 100배액에서배양한 Bc균에선충을접종하여증식력을검정한결과, 선충증식억제력은감초처리구에서다소억제되는경향을나타내었으나다른물질처리구에서는크게영향을미치지않는것으로조사되었다. 무처리구에서선충증식수는 27,300마리 /plate였으나감국처리구에서는 2,700마리 /plate의증식수를보였다 ( 표 51). 125

132 국립산림과학원 표 51. 공시재료첨가배지조성별선충증식수 시험재료 배지조성 (g/l d.w.) 범위 선충증식수 */plate( 억제율,%) 평균 감초 10 47,000 64,000 55,000(-101.2) 씀바귀 10 23,000 32,000 27,000(1.2) 회화나무 10 19,000 31,000 26,000(4.9) 코스모스 10 14,000 19,000 16,666(39.0) 갈색거저리 20 12,000 15,000 13,333(51.2) 10 24,000 34,000 28,000(-2.4) 감국 10 2,300 3,200 2,700(90.1) 감국 + 감초 + 거저리 ,000 42,000 37,000(-35.4) 무처리 - 2,400 31,000 27,333 * 선충접종 7 일후조사. 3) 추출물나무주사효과검정미생물배양여액과식물체추출물, 화합물을나무주사한결과미생물여액과사탕수수당밀, 오배자추출물은수체내주입이되지않았으나다른물질의주입력은매우높은것으로나타났다. 그러나공시물질이 100% 주입된처리구에서도소나무재선충병에의한고사율은 100% 를나타내어방제효과가없는것으로나타났다. G 처리구의경우다른처리구에비해소나무재선충병피해증상이늦게나타나는경향을보여선충증식력에다소영향을미치는것으로판단된다. 따라서본물질에대한부가적인연구가필요할것으로사료된다 ( 표 52). 표 52. 추출물의수체내주입여부및처리효과조사 처리 조성 처리량 (ml) 처리주수 ( 주 ) 주입여부 감염본수 Helicosporium 배양여액 비주입 5 사탕수수 100ml/L 비주입 5 액비 원액 주입 5 오배자 10g/L 비주입 3 감국 10g/L 주입 3 황기 10g/L 주입 3 126

133 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 처리조성처리량 (ml) 처리주수 ( 주 ) 주입여부감염본수 감초 10g/L 주입 3 G 10ml/L 주입 5* G 100ml/L 주입 5* 무처리 * 선충감염에의한병징발현이타처리구에비해 1 주늦게나타남. (7.24(74 일차 ) 최초감염증상나타남 ) 4) 솔수염하늘소성충에대한살충효과검정선충의활력에다소영향을미치는물질에대한솔수염하늘소성충에대한살충활성을조사한결과, 고추, 도라지, 연잎, 호박, 감초, 감국, 씀바귀및갈색거저리의추출물들은매개충에대한살충효과가없는것으로판명되었다. 5) 키르키즈스탄산식물체추출물의살선충효과검정 키르키즈스탄산식물체추출물들중소나무재선충에대하여살선충활성을가지는 물질은없었다. 그러나증식에는영향을미쳤다 ( 표 53). 표 53. 키르키즈스탄산식물체추출물에대한소나무재선충증식억제율 Code name Rate of proliferatio (%)±SD Code name Rate of proliferatio (%)±SD KZ1 4.9±1.1d KZ25 1.2±0.8d KZ2 0.1±0.1d KZ26 7.6±3.1d KZ3 0.1±0.1d KZ ±34.2d KZ4 0.0±0.0d KZ29 0.7±0.4d KZ5 33.5±5.6d KZ30 8.2±3.3d KZ6 36.3±0.4d KZ ±1291.1a KZ7 0.0±0.0d KZ34 1.2±0.9d KZ8 0.0±0.0d KZ35 1.5±1.3d KZ9 0.0±0.0d KZ ±73.1d KZ ±23.1d KZ ±43.3d KZ ±109.3d KZ ±328.1bc KZ ±48.8d KZ ±114.1d KZ ±26.3d KZ ±171.6d 127

134 국립산림과학원 Code name Rate of proliferatio (%)±SD Code name Rate of proliferatio (%)±SD KZ15 7.5±0.0d KZ ±354.5 KZ ±17.7d KZ ±134.4cd KZ ±1.3d KZ ±313.2d KZ ±4.5d KZ ±223.5cd KZ ±23.7d KZ ±23.8d KZ ±7.9d KZ ±30.5d KZ21 1.7±2.6d KZ ±12.1d KZ ±32.5d KZ51 1.9±0.9d KZ23 2.9±4.8d KZ52 1.5±0.2d KZ ±3.5d KZ ±102.7d 6) 기소나무재선충살선충활성한약재추출물의수간주사효과검정소나무재선충에대하여실내에서 90% 이상의치사효과를보였던식물체추출물들의효과검증결과, 나무주사 140일후와 200일후에소나무재선충에의한나무고사진전이무처리와차이가없었다 ( 그림 111). 곰솔고사목내에서소나무재선충의증식밀도는향부자처리에서낮게나타났다 ( 그림 112). 그러나전체적으로감염목들이고사되어실용성은없는것으로판명되었으며살선충활성물질의소나무수체내이동을조장또는촉진할수있는부분의연구가필요할것으로생각된다. 그림 111. 실내소나무재선충살선충활성한약제온수추출물나무주사후곰솔의고사진전도 128

135 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 112. 실내소나무재선충살선충활성한약제온수추출물 나무주사후곰솔고사목내소나무재선충증식수 ( 마 ) 소나무재선충, 매개충에대한살선충, 살충활성미생물탐색 1) 방선균의소나무재선충살선충활성검정 실험에이용한 36 개균주들중소나무재선충에살선충활성을보이는균주는없었다. 2) 방선균이소나무재선충증식에미치는영향실험에이용한 36개방선균균주들중소나무재선충의증식억제효과가높은것은안면도에서분리된 AM210균주와갑장산에서분리된 a16균주, 영동에서분리된 YD315, YD116 균주였다 ( 표 54). 129

136 국립산림과학원 표 54. 국내산림지역분리방선균에대한소나무재선충상대적증식률 균주 증식증가율 (%) 균주 증식증가율 (%) a A a F-I YD AB a F-I a ABC a F-I PHA A-D MS F-I LA B-E PHA F-I PHA B-E AM F-I a C-F MG GHI YD C-G a GHI a D-H MS GHI PHA D-I PHA HI a E-I a HI YM액배지 E-I a I SS E-I a I a E-I MS I a E-I YD I a F-I YD I a F-I a I a F-I AM I a F-I (4) 신방제물질및방제법개선현장적용시험 ( 가 ) 방선균의소나무재선충살선충활성실내검정실내실험에이용한 11개방선균주중 MS412, SG9를제외한모든균주는배양여액 40% 처리까지살선충효과가있었으며, MG827, YD315는배양여액 20% 처리까지높은살선충활성을보였다 ( 표 55). 130

137 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 55. 실내에서소나무재선충에대한방선균균주별살선충효과 처리 평균생충수 10% 20% 40% 50% AM AM MG MS MS MS SG SG SG SG YD Control ( 나 ) 방선균나무주사효과검정방선균나무주사 30일후나무가지를절단하여소나무재선충을접종하였을때에는 MS412, SG16, SG9 균주처리에서소나무재선충의증식이가장저조하였으나, 180일후나무가지에직접소나무재선충을접종하였을때에는 MS412, SG9 균주처리에서가장낮은소나무재선충증식효과를보였다 ( 그림 113). 그림 113. 방선균나무주사처리이후 30 일후절단가지와 180 일후가지에 소나무재선충을접종시 1 개월후소나무재선충밀도 131

138 국립산림과학원 고사진전도조사에서는 1 차고사진전도조사에서 SG16 균주가높은효과를보 였으나, 2 차고사진전도조사에서는 AM27, SG8, SG9 균주에서무처리에비해낮 은고사진전도를보였다 ( 그림 114). 그림 114. 방선균나무주사이후소나무재선충접종곰솔의피해진전도변화 ( 다 ) 솔수염하늘소에대한살충활성검정 방선균 3 개균주를사용하여솔수염하늘소에대한살충활성을조사한결과, 세개 균주모두에서살충활성을보이지않았다 ( 표 56). 표 56. 방선균배양여액에대한솔수염하늘소성충살충효과 처 리 처리후경과일별생충률 (%) 3 일 4 일 5 일 6 일 7 일 MS SG SG 무처리

139 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 라 ) 한련초추출물농도별살선충효과검정한련초추출물의농도별로살선충효과를검정한결과, 25ppm까지소나무재선충이 100% 치사되었고, 12.5ppm에서는낮은살선충활성을보이는것으로나타났다 ( 표 57). 표 57. 소나무재선충에대한한련초추출물농도별효과 처리 농도 생충수 ±SD 생충률 (%) Eclipta prostrate 100ppm ppm ppm ppm 22.5± ppm 66.75± DMSO ± Control ± ±9.36 ( 마 ) 친환경농자재원료물질 22 종에대한살선충활성검정 α-terpinene 등 22 종의친환경농자재원료에대한살선충활성을조사한결과, terthiophene 에서가장높은살선충효과가나타났다 ( 표 58). ( 바 ) Terthiophene 원제와제제의농도별소나무재선충살선충활성검정 Terthiophene 원제는 0.5ppm과 0.25ppm에서소나무재선충을모두치사시켰고, 0.125ppm에서도높은치사율을보였다. 제제의경우는 0.5ppm에서모두치사하였고, 0.25ppm, 0.125ppm에서높은치사량을보였다. 원제와제제모두 0.125ppm까지높은살선충활성을보이는것으로나타났다 ( 표 59). 133

140 국립산림과학원 표 58. 친환경농자재별소나무재선충에대한살선충효과 처리 생충수 ±SD 생충률 (%) α-terpinene 87.75± α-pinene 85.75± β-thujaplicin 80.25± Cinnamalde hyde 89.5± Eugenol 83.25± Emodin 72.5± Emamectin Benzoate 81.5± Geraniol 79.75± Limonone 72± Methyl palmitate 71.25± Matrine 75.25± Myrcene 74.75± Methyl gallate 74± Nicotine 73.25± Quassin 70.5± Resveratrol 71.75± Rotenone 74± Thymol 70.75± Thujaplicin 87.5± Terthiophene 5.75± Tuberstemonine 82± γ-terpinene 51.25± MeOH control 83.5± Control 81.25±

141 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 표 59. Terthiophene 원제와제제의농도별소나무재선충에대한살선충활성 처리 농도 (ppm) 생충수 ±SD 생충률 (%) Terthiophene Original ± ± ± Terthiophene Formulate ± ± ± ± DMSO Control 83.25± Control 84±12.41 ( 사 ) 소나무재선충감염목의 terthiophene과 eugenol 침지처리가수체내소나무재선충에미치는영향 Terthiophene과 eugenol 100ppm 현탁액내소나무재선충침지처리가수체내소나무재선충치사에미치는영향을조사한결과, 두처리모두무처리와차이가없어효과가없는것으로나타났다 ( 표 60). 표 60. 소나무재선충감염목의 terthiophene 과 eugenol 100ppm 현탁액침지처리시수체내소나무재선충에미치는영향 처리 1g 당생충수 ±SD Eugenol 1.5±1.42 Terthiophene 1.33±0.34 DMSO 1.07±0.62 Control 1.73±

142 국립산림과학원 ( 아 ) 선발된친환경농자재원료물질의수관살포효과검정 Terthiophene과 eugenol을소나무에수관살포하고한달후나뭇가지를절취하여소나무재선충을접종한결과, terthiophene 처리에서는무처리에비하여낮은선충증식을보였다. 그러나 180일후처리목에직접소나무재선충을접종한결과, 무처리와소나무재선충의증식량에차이가없었다. 고사진전도의경우 1차조사에서는 eugenol에서낮은고사진전도를보였으나 2차조사에서는두처리모두고사하였다 ( 그림 115, 116). 그림 115. 곰솔에서 eugenol 과 terthiophene 수관살포후 소나무재선충접종시소나무재선충증식수 그림 116. 곰솔에서 eugenol 과 terthiophene 수관살포후곰솔의고사진전도변화 136

143 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 (5) 훈증시기및훈증피복소재개선시험 ( 가 ) 훈증시기별방제효과분석 1) 수종 ( 매개충 ) 및시간경과별훈증효과소나무재선충병훈증방제가주로수행되는동절기의훈증방제효과를분석하기위하여, 경기연천 ( 서울국유림관리소시험림 ) 과경남진주 ( 남부산림자원연구소시험림 ) 에서각각잣나무감염목과소나무감염목을대상으로훈증처리한후경과일자별방제효과를조사하였다 ( 공시훈증약제 : 킬퍼 ( 메탐소듐 25%), 공시피복소재 : 타포린 A( 조달청등록품 ), 타포린 B( 내구성강화제품 ), PEP 비닐 ). 잣나무감염목훈증처리 1주차에는감염목내북방수염하늘소유충에대한살충률이 46.2~54.5% 였으며, 2주차에는 71.1~87.5% 로증가하였다. 4주차경과후모든처리구에서 100% 의살충효과를보여, 동절기잣나무감염목내북방수염하늘소훈증방제품질을보증하기위해서는최소 4주의기간이필요함을확인할수있었다 ( 그림 117). 소나무감염목훈증처리 1주차에는살충률이 60.5~70.2% 였으며, 2주차에는 76.6~85.3% 로증가하였다. 4주차경과후모든처리구에서 100% 의살충효과를보여, 동절기소나무감염목내솔수염하늘소훈증방제품질을보증하기위해서는잣나무의북방수염하늘소와동일한 4주의기간이요구됨을확인할수있었다 ( 그림 118). 물질의기온과수증기압은지수함수관계에있기때문에하절기또는춘추절기에훈증효과가우수하더라도, 동절기에는동일한시기에동일한방제품질을보장할수없음을단적으로보여준다. 특히, 메탐소듐의녹는점은 17 로서, 영하의기온이지속되는동절기에는최소 4주이상훈증피복재의밀봉상태가유지되어야함을확인할수있었다. 시험기간의평균기온은연천 ( 기상청동두천지역기상센터기준 ) 지역이 4.4 ( 최저 : -9.5 / 최고 : 1.3 ) 로진주지역의평균기온인 0.0 ( 최저 : / 최고 : 7.0 ) 와 4 이상차이가났지만, 저온조건에서는메탐소듐의수증기압증감폭이크지않아훈증효과에큰영향을주지않는것으로확인되었다. 137

144 국립산림과학원 2) 피복소재별훈증효과동절기피복소재별훈증효과를확인하기위하여, 타포린 A( 조달청등록품 ), 타포린 B( 내구성강화제품 ), PEP 비닐등 3소재로훈증방제를실시한결과, 잣나무의북방수염하늘소 ( 경기연천 ) 와소나무의솔수염하늘소 ( 경남진주 ) 모두피복소재간훈증효과의차이는나타나지않았다 ( 그림 117, 118). 모든처리구에서훈증후 2주차까지는살충률이 100% 에미치지못하였으며, 4주차에 100% 살충률에도달하였다. 이와같은결과는시험에사용된피복소재의내구성이동절기살충효과가보장되는 4주까지밀봉상태를유지하는데문제가없음을보여준다. 다만, PEP 비닐소재의경우다른소재와는달리반투명하기때문에작업중파열등의훼손흔적이눈에쉽게띄지않아피복후밀봉확인이반드시필요할것으로판단되었다. Pinus koraiensis (Yeoncheon) 100 T-A T-B PEP CON 80 Morthality(%) Date 그림 117. 시간및소재별메탐소듐훈증효과 ( 좌 : 잣나무 ) 및기온분포 ( 우 ) Pinus densiflora (Jinju) T-A T-B PEP CON Morthality(%) Date 그림 118. 시간및소재별메탐소듐훈증효과 ( 좌 : 소나무 ) 및기온분포 ( 우 ) 138

145 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 나 ) 특수지형훈증피복법개발 1) 훈증피복소재및제형선발석력지, 절벽, 정상부등감염목의훈증방제여건이어려운특수지형에활용가능한피복방법을개발하기위하여, 기존의타포린소재와동일한훈증효과및내구성을갖는소재를탐색하였다. 토양을이용하지않도록훈증무더기가직접지면에접촉하지않고피복소재로감싸는형태가되어밀봉이가능하게고안하였다 ( 그림 119, 틀을갖춘바닥면을고정시키고훈증무더기를적제후상부를피복및밀봉하는방식 ). 후보소재 6종 ( 타포린, PVC, PET, PP, PE, PSP, PC) 의물리적내구성, 주이용분야, 가공가능성, 밀봉유형등을분석하여, 3종 ( 타포린, PET, PC) 을선발하였다. 기존의타포린보다내구성이강화된타포린소재는물리적강도와유연성이강하지만, 틀을갖춘형태로가공하는것이불가능하여바닥면제작소재로는부적합하였다. PET와 PC는일반적인플라스틱가공품으로널리이용되는소재로서, 열경화성이나내충격성이강하고가공시밀봉에대한문제가발생하지않았으나, PC의경우 PET의 2배이상고가의소재로현장적용에어려움이따를것으로판단되었다. 피복재의기본제형은토양존재와관계없이방제가가능하도록박스형으로선정하였으며, 적제및약제처리의편의성을고려하여상부와하부의분리형박스로고안하였다. 하부의소재는 PET, 상부소재는 PET, 타포린 A( 기존 ), 타포린 B( 내구성강화 ) 형으로제작하였다. 139

146 국립산림과학원 그림 119. 특수지형용훈증피복제형개발모식도 2) 선발소재및제형의내구성과훈증효과분석환경에대한내구성을확인하기위하여, 남부산림자원연구소시험림에석력지와유사한지형을조성한후선발피복제형을제작하여고사목을적제하고이상유무를확인하였다 ( 그림 120). 하부는 PET 3겹, PET 3겹 + 에어캡 2겹, PET 3겹 +EVA 2겹등 3조건으로처리하였으며, 상부는 PET 박스형, 타포린포장형, 타포린박스형의 3 조건으로처리하였다. 상부의경우, PET와타포린모두내구성은적합하였으나, 작업의편의성은타포린이우수한반면, 타포린포장형에서는완전밀봉작업이원활하지않아현장적용에는적합하지않을것으로판단되었다. 하부의경우, PET 3겹처리시적제목에눌린흔적은발견되었으나, 천공은되지않아안정적인것으로판단되었다. 140

147 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 다만, 완충재인 EVA 2 겹을추가한경우, 물리적으로 PET 바닥면간빈공간이발생 하여오히려천공에취약한것으로확인되어현장적용시에는 PET 다중처리가가장 적합할것으로판단되었다. 그림 120. 선발피복소재및제형의내구성시험 PET 소재의훈증효과검정을위하여훈증제 ( 디메틸디설파이드, DMDS) 처리후소재의반응성및매개충살충효과를확인하였다 ( 그림 121). PET 소재를잘라훈증제에침지 (24시간) 시켜반응성을확인한결과, 일부변색 ( 투명 반투명 ) 이관찰되었으나뒤틀림, 왜곡현상또는천공등은관찰되지않아현장에서처리시에도약제와의반응에따른내구성에는큰문제가없을것으로판단되었다. 실내조건에서, PET 성형용기 ( 시판용 ) 에북방수염하늘소유충과번데기가들어있는잣나무가지를넣고훈증제처리후밀봉하였고, 7일차에살충효과를조사한결과전수사멸됨을확인하였다. 0.1m3부피의 PET 박스를제작하여야외시험을실시한결과, 훈증제처리 15일차에북방수염하늘소유충과번데기가전수사멸됨을확인하였다. 따라서 PET 박스형피복제의훈증제처리및살충효과는기존타포린처리와동일한효과를보임을확인할수있었다. 그림 121. PET 소재의실내및야외살충효과시험 141

148 국립산림과학원 (6) 훈증용약제선발시험 기존소나무재선충병감염목훈증약제인메탐소듐원제및마그네슘포스파이드원제의사용상애로점을개선하고, 훈증약제의안정적인공급을위하여디메틸디설파이드직접살포액제 (99.55%, DMDS) 의방제효과를조사하였다. 일반적으로저온에서훈증활성이높지않은점을고려하여, 동절기에효과조사를실시하였으며, 잣나무의소나무재선충, 북방수염하늘소및소나무의소나무재선충, 북방수염하늘소에대한훈증방제효과를조사하였다. 아울러, DMDS의물리 화학적인특성과독성기준을비교하여현장적용시발생할수있는위험요인을분석하였다. ( 가 ) 잣나무의소나무재선충및북방수염하늘소방제효과경기도광주시초월읍소재의잣나무피해지에서감염목을벌채한후, DMDS( 시험약제 ) 와킬퍼 ( 메탐소듐 25%, 대조약제 ), 마그나포스 ( 마그네슘포스파이드판상훈증제 56%, 대조약제 ) 를훈증처리하고 1개월경과후소나무재선충과북방수염하늘소에대한살충효과를조사한결과, 시험약제와대조약제모든처리구에서 100% 의살충및살선충효과를보였다 ( 그림 122). ( 나 ) 소나무의소나무재선충및솔수염하늘소방제효과울산광역시울주군청량면소재의소나무피해지에서감염목을벌채한후 DMDS ( 시험약제 ) 와킬퍼 ( 메탐소듐 25%, 대조약제 ), 마그나포스 ( 마그네슘포스파이드판상훈증제 56%, 대조약제 ) 를훈증처리하고 1개월경과후소나무재선충과솔수염하늘소에대한살충효과를조사한결과, 시험약제와대조약제모든처리구에서 100% 의살충및살선충효과를보였다 ( 그림 122). 이와같은시험결과에따라, 2015년 6월농촌진흥청에소나무재선충병훈증방제약제로직권등록요청을하였으며, 2015년 10월중에품목등록이완료되었다. 142

149 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 122. DMDS 의훈증효과 ( 좌 : 잣나무, 우 : 소나무 ) ( 다 ) DMDS의등록및독성정보분석 DMDS는 2개의메틸기 (CH3-) 에 2개의황 (-S-) 이결합된간단한구조의화합물로석유화학및정제공장의황화촉매제로주로활용되고있으며, 농업분야에서는미국, 멕시코, 이스라엘, EU 등에서토양훈증제로등록되어이용되고있다. 국내에서는 2015년참외, 수박, 오이등의토양훈증제로등록된바있다. 곤충신경절에분포하는미토콘드리아전자전달계에서뉴런의 complex IV(cytochrome oxidase) 저해에따른 ATP 채널활동교란으로인한살충기작을갖는다. 노란색의액체제형인 DMDS는황을포함하고있어특유의불쾌한냄새 ( 마늘또는고기썩는냄새 ) 를갖고있어, 메탐소듐에비해느껴지는자극의강도는강하나, 실제흡입독성은메탐소듐보다현저히낮으며, 안전성은전세계적으로입증된바있다 ( 표 61). 단인화점이 16 로상당히낮기때문에, 실제방제현장에서적용하기위해서는작업중절대금연등작업자들의각별한안전관리가요구된다. 143

150 국립산림과학원 표 61. 등록된소나무재선충병훈증방제약제의독성정보 구분킬퍼쏘일킹마그나포스팔라딘 성분명 ( 함량 ) 메탐소듐 (25%) 메탐소듐 (42%) 마그네슘포스파이드 (56%) 디메틸디설파이드 (99.6%) 제형액제액제판상제액제 사용시기및방법 유충월동기피해목밀폐후원액처리 유충월동기피해목밀폐후원액처리 유충월동기피해목밀폐후내부거치 유충월동기피해목밀폐후원액처리 사용약량 1.0 L/m3 0.4 L/m3 117mg(1 장 )/m3 0.4 L/m3 인축독성 III( 보통독성 ) III( 보통독성 ) II( 고독성 ) III( 보통독성 ) 생태독성 III( 저독성 ) I( 고독성 ) I( 고독성 ) III( 보통독성 ) 등록시기 미등록 (7) 지상방제법개선시험 숲가꾸기등임내가정리된곰솔임분과밀생임분의임도를이동하면서원거리방제차로임도위, 아래에티아클로프리드액상수화제 (10%) 를살포하고거리 (20, 30, 40, 60m) 별로곰솔가지를채취하여건전한솔수염하늘소와함께사육하였다 ( 그림 123). 처리 24, 48, 72시간경과후매개충에대한살충효과를조사하였다. 그림 123. 원거리방제차를이용한매개충지상방제효과검정 144

151 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 임도로부터 30m 떨어진위쪽의곰솔중무작위로 3본에서가지를채취하여매개충의먹이로섭식시킨결과, 1일차에 86.7~100% 의치사율을보인반면나머지 1본에서는 0% 의살충률을보였다. 임도아래의경우에는 1일차에 80.0~100% 의치사율을보였다 ( 표 62). 또한임내곰솔임분이밀생되어있는지역에원거리방제차를이용하여약제를살포하여매개충에대한살충효과를조사하였다. 그결과, 임도위아래구분없이 20m 거리에있는곰솔가지를먹이로섭식시킨처리구에서는 2일차에 80.0~100% 살충률을보인반면, 40m 떨어져있는곰솔가지를먹이로공급하였을때는살충효과가전혀없었다 ( 표 63). 표 62. 임내가정리된곰솔임분에원거리방제차를이용한솔수염하늘소살충효과 구분 임도위 (30m) 임도아래 (30m) 반복 처리수 ( 마리 ) 경과일수별매개충살충률 (%) 1 일차 2 일차 3 일차 무처리 표 63. 밀생곰솔임분에원거리방제차를이용한솔수염하늘소살충효과 구분 임도위 임도아래 거리 (m) 처리수 ( 마리 ) 경과일수별매개충살충률 (%) 1 일차 2 일차 3 일차 무처리

152 국립산림과학원 (8) 산란유인목을이용한유인효과분석 ( 가 ) 잣나무피해지내유인목유인효과조사 2014년도산란유인목유인효과조사결과, 적정설치규모는 1m3크기로집재한산란유인목을 ha당 9개를설치하는기준을얻었다. 2015년도에는이러한설치기준을바탕으로유인목의종류에따른산란유인효과를조사하였다. 산란유인목으로는 3월에건전고사목을벌채한것과 2014년도훈증목 (6개월, 12개월경과 ) 을활용하였다. 매개충우화기이전에총 3ha에설치완료후매개충의산란유인효과를조사하였다. 건전고사목과훈증목모두매개충이유인되어산란되었고, 평균 38.5% 비율로매개충이산란하는것으로확인되었다 ( 그림 124). 비교적낮은산란율은조사한지역이지상약제살포, 항공방제, 페로몬유인트랩활용매개충포획방법을복합적으로실시한지역으로전년대비상대적으로산란율이낮았던것으로판단된다. 유인목의종류, 집재방식등유인목유인효과에대해서는추후보완적인조사가이루어져야할것이다. 그림 124. 건전목, 훈증목활용산란유인목의유인효과 (9) 나무주사용예방약제선발및효과분석 ( 가 ) 약제이동방향추적소나무와잣나무에 fuchsin 1% 를염색하여이동경로를관찰한결과, 소나무는약 46도로시계방향으로돌고 ( 그림 125), 잣나무는약 36도로반시계방향으로돌아서 ( 그림 126) 약 5m 지점에서주입구위치와같은선상에도달하였다. 146

153 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 125. 소나무내약제이동경로 그림 126. 잣나무내약제이동경로 ( 나 ) 소나무재선충에대한신규나무주사약제선발본연구에사용된약제는제형화된약제를사용하였으며, 원액을기준으로 10단계로구분한뒤 10배씩희석하여살선충효과를검정하였다. 실험에사용된재선충은잣나무와소나무에서분리된소나무재선충을사용하였으며, 미리배양된잿빛곰팡이균 (Botrytis cinerea) 에서증식시켜사용하였다. 증식된소나무재선충은증류수에약 100마리가존재하도록현탁하고단계별로희석된약제를처리하여 25 에서 20시간 147

154 국립산림과학원 동안배양하여살선충률을조사하였다. 계수된살선충률은선형회귀분석을이용하여 SPSS 통계프로그램으로프로빗 (probit) 분석을실시하고 50% 와 95% 치사농도 (LC 50 과 LC 95 ) 를구하였다. 나무주사약제 6종의소나무재선충에대한살선충활성을검정한결과, 소나무와잣나무분리주모두에서기존의나무주사약제로알려진 emamectin benzoate가가장높은살선충활성을보였으며, abamectin, milbemectin, fluopyram 순으로활성을나타내었다 ( 표 64, 65). 그러나신규나무주사약제로기대되었던 fluensulfone과 levamisole은기존에사용되는나무주사약제보다는활성이매우낮았다. 하지만, 소나무재선충에대한단일약제의연용으로약제저항성을가진개체가발생될수도있기때문에신규약제선발에대한지속적인연구가필요할것이다. 표 64. 나무주사약제별잣나무에서분리한소나무재선충에대한살선충효과 Test compound Slope (±SE) LC 1 50 (ppm) LC 2 95 (ppm) Abamectin (1.8%) (±0.054) (8.84~12.34) (89.76~167.64) Emamectin (2.15%) (±0.068) 5.74 (4.98~6.53) (42.45~65.58) Milbemectin (2%) (±0.045) 4.37 (2.90~6.63) (78.53~330.43) Fluensulfone (40%) (±0.265) (117.17~148.96) (340.06~603.51) Levamisole (50%) (±0.083) (52.30~83.52) (471.29~908.82) Fluopyram (4%) (±0.125) (9.03~11.95) (62.10~142.34) 1 and 2 lethal concentration 50 and 95%. 3 Values in parentheses indicate 95% confidence limit. 표 65. 나무주사약제별소나무에서분리한소나무재선충에대한살선충효과 Test compound Slope (±SE) LC 1 50 (ppm) LC 2 95 (ppm) Abamectin (1.8%) (±0.063) 6.99 (5.82~8.31) (43.03~81.81) Emamectin (2.15%) (±0.076) 5.59 (4.97~6.23) (30.18~44.84) Milbemectin (2%) (±0.039) (7.08~15.89) (160.39~807.90) Fluensulfone (40%) (±0.254) (125.94~162.08) (386.12~713.45) Levamisols (50%) (±0.112) (151.34~196.90) (539.69~882.33) Fluopyram (4%) (±0.123) (9.12~12.22) (69.94~174.64) 1 and 2 lethal concentration 50 and 95%. 3 Values in parentheses indicate 95% confidence limit. 148

155 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 ( 다 ) 나무주사한곰솔이솔수염하늘소의섭식선호도와수명에미치는영향아바멕틴 (abamectin, 이하 Ab) 과에마멕틴벤조에이트 (emamectin benzoate, 이하 Ema) 를나무주사한곰솔이솔수염하늘소의섭식선호도와수명에미치는영향을조사하기위해 30년생으로추정되는제주의곰솔림에서 Ab와 Ema를각각 3그루에나무주사하고약 4개월후약제잔류조사를실시하여 Ab(2ppm) 와 Ema( 각각 1ppm과 3ppm) 가주입된가지를준비하였다. Ab와 Ema가솔수염하늘소의생존기간에미치는영향을조사하기위해서각각의우화상 (30cm 30cm 30cm) 에침엽을제거한약 170g의 1~4년생가지를약제및농도별로배치하고솔수염하늘소 3쌍을 3반복으로사육하고, 1일간격으로솔수염하늘소의사충수를조사하였다. 그결과, 약액을주입하지않은가지를섭식한솔수염하늘소는 25일까지생존이가능하였으나, 약액을주입한가지를섭식한솔수염하늘소는 12일까지생존하여단명하였다 ( 그림 127). 또한, Ema를섭식한솔수염하늘소가 Ab를섭식한솔수염하늘소보다단명하였으며, 약액이많은가지를섭식할수록단명하는것으로확인되었다. 즉, Ab와 Ema는솔수염하늘소에대하여생존기간을단축시키는효과를나타내었으며, Ab보다는 Ema가더많은독성을가지는것으로확인되었다. 그림 127. 아바멕틴 (Ab) 과에마멕틴벤조에이트 (Ema) 를 나무주사한가지를섭식한솔수염하늘소의생존기간비교 149

156 국립산림과학원 우화상 (30cm 90cm 30cm) 에대조구로약제를주입하지않은가지와각약제및농도별가지를한개씩배치하고솔수염하늘소 2쌍을사육하였고, 3반복으로실시하였다. 사육기간중 1일간격으로솔수염하늘소의사충수를조사하였으며, 사육중인솔수염하늘소가모두치사하였을때가지의수피부분의섭식수와크기를조사하였다. 섭식크기는각가지의약제및농도별로섭식한부분을사진촬영하고 image j 프로그램을이용하여측정하였다. 섭식시도수를조사한결과, 약제를주입하지않은대조구에서 36회로가장많았다. 처리구의경우 Ema(3ppm), Ab(2ppm), Ema(1ppm) 순으로약제의농도가높아질수록섭식횟수도증가하는것을확인할수있었다 ( 그림 128). 즉, 선호도는약제를주입하지않은나무의가지를선호하는것을확인할수있었지만약제를주입한나무를기피하는현상은나타나지않았고약량이증가할수록섭식횟수가증가하는추세를나타내었다. 섭식크기를비교한결과, 대조구에서의평균크기는약 24mm로가장작았으며약제의농도가높아질수록섭식량은증가하는추세를보였다. 모든솔수염하늘소는 8일간생존하여단명하는것을재확인하였다. 결론적으로 Ab와 Ema는솔수염하늘소의생존기간단축에영향을미치고, 곰솔의경우, 솔수염하늘소는약액을주입하지않은나무를선호하지만약액을주입한나무를기피하지는않으며, 약액이주입된나무의수피를섭식하는양이더많은것으로조사되었다. 따라서, Ab와 Ema의나무주사는소나무재선충에대한예방효과뿐만아니라매개충인솔수염하늘소의생존기간단축에도영향을미치는것으로판단되었다. 150

157 소나무재선충병수종별피해양상분석및방제기술개선 그림 128. 아바멕틴 (Ab) 과에마멕틴벤조에이트 (Ema) 를나무주사한가지를 솔수염하늘소가섭식한면적및섭식시도횟수비교 151