農業科學技術硏究, 第 48 輯, 2014 年 6 月 Agricultural Science & Technology Research, Vol. 48 나주배수출단지의꼬마배나무이 (Cacopsylla pyricola) 발생양상분석 박정선 1 박중원 1 강아랑 1 이상현 2 양광열 1 김월수 1 김익수 1, * 1 전남대학교농업생명과학대학식물생명공학부, 2 전남대학교배수출연구사업단 Analysis of Occurrence Pattern of the Pear Psylla, Cacopsylla pyricola, in the Pear Exporting Complex Jeong Sun Park 1, Joong Won Park 1, Ah Rang Kang 1, Sang Hyun Lee 2, Kwang-Yeol Yang 1, Wol Soo Kim 1 and Iksoo Kim 1, * 1 College of Agriculture & Life Sciences, Chonnam National University, Gwangju 500-757, Republic of Korea 2 Korean Pear Research Organization, Chonnam National University, Gwangju 500-757, Republic of Korea *Corresponding author: ikkim81@jnu.ac.kr ABSTRACT One of the most serious insect pests for pear is the pear psylla, Cacopsylla pyricola Foerster (Hemiptera: Psyllidae). Due to the nature of the overwintering adults that spend winter time underneath bark the control of the pear psylla is very difficult. Thus, one of the effective control methods recommended includes a spray of machine oil emulsion, when overwintering adults start to move upward to tree branches and when eggs that have been oviposited by overwintered adult females are observed. Previously, the model that predicts the onset date of upward-movement and oviposition has been proposed on the basis of weather and ecological information of the pear psylla, but it based the information obtained from the central region of Korea, requiring the data from the southern part of Korea that is warmer than central region. In this study, therefore, we investigated annual occurrence of the pear psylla by weekly field observation and meteorological data obtained by automatic weather station (AWS) that has been installed at Bonghwang in Naju City. As a result, we found 14 days difference for the onset of upward-movement at maximum and 7 days difference for the first observation of eggs at Naju City compared with the existing prediction. Consequently, additional study for prediction model and resultant modification of the control strategy is needed, targeting the pear psylla populations occurring in southern region of Korea. Additional key words: Cacopsylla pyricola, Pear pest, Pear psylla, Upward-movement, Temperature, Field forecasting information, Automatic weather station - 1 -
서언배는장미목장미과배나무속에속하는과수로서남방형동양배 (Pyrus pyritolia N.), 북방형동양배 (P. ussuriansis M.) 및서양배 (P. communis L.) 등으로분류되며그중남방형동양배는국내에서재배되고있는종으로동아시아가원산지로추측되고있으며, 현재국내를비롯한일본및중국등에서재배되고있다 (Feron et al., 1996). 국내에서배는대표적인수출과수작물로 2011년도에는총재배면적 151,000 헥타르에서 290,000 톤이생산되었고, 그중 17,988 톤은미국과대만으로수출되어국내과실작물중가장많은수출량을기록하고있다 (Jeong et al., 2012). 수출을위한배의선별과정중병해충, 잔류농약, 기형, 압상등다양한이유에의해탈락과가발생하는데이중병해충에의한탈락과는 54% 에이르며이는농가의소득감소와방제를위한농약의남용으로이어진다 (Min et al., 2012; Park et al., 2012). 배의주요병해충중꼬마배나무이 (Cacopsylla pyricola) 는한국, 일본, 유럽및북아메리카에서배나무에발생하는주요해충으로알려져있다 (Kang et al., 2012). 꼬마배나무이의중요한특징중하나는여름과겨울철형태적특성이바뀌는이형성으로여름형성충과월동형성충으로나뉜다. 여름형성충은연한녹색이나녹갈색을띄며, 몸길이는약 2.0mm로날개는반투명한녹색을가지며, 월동형성충은몸체가흑갈색으로흑색에가까운색을띄며몸길이는약 2.5mm로여름형성충보다길고, 날개는시맥을제외한나머지부분은투명한색을가지고있다 (Beer et al., 1993). 가해특징은약충과성충시기에배나무잎과과실을흡즙하여직접적인피해를줄뿐만아니라, 감로를분비하여그을음병을유발하기도하며, 과실을가해하는경우그을음병을유발하여과실의가치를떨어뜨리거나과실의저장력을약화시키는문제점을야기시킨다 (Alden and Seney, 1991). 또한약제저항성이쉽게발달하여방제가매우어려운것으로알려져있어적정방제를위해초기밀도를감소시키는것이매우중요하다 (Mustafa and Hodgson, 1984). 초기밀도감소를위해서는월동 기방제가매우중요하며월동기방제는접촉성약제인기계유유제를살포하여이루어지나꼬마배나무이월동성충의주요서식처가배나무의거친껍질밑으로효과적인방제를위해서월동형성충이산란을위해단과지로올라오는수상이동시기가적기방제기로제시되고있다 (Kim et al., 2007). 현재국내배과원에서월동기방제를위한기계유유제살포는 Kim et al. (2007) 이기상정보를바탕으로꼬마배나무이월동성충수상이동시기및산란조건을기준으로제시되고있다. 즉, 적산온도모형을바탕으로일반적으로사용하는일평균기온과기준이되는온도와의차를일정기간동안합하는온일도를이용하는대신해충이반응하는일일의하한온도이상의날수를누적하는방식을채택하여연구가수행하였으며, 성충으로월동하는해충의경우하루중하한온도이상온도범위에민감하게반응한다는점을바탕으로일별평균대기온도가아닌일별최고온도를이용하였다. 그결과, 월동성충은 2월 1일부터최고온도 6 이상인날수를누적하여 12일이되었을때수상이동이일어나며, 누적일수 16~20일에수상이동최성기를이뤄 25일째산란을시작한다는결과를도출하였다. 그러나 Kim et al. (2007) 이제시한조건은중부지역발생꼬마배나무이를대상으로조사된결과로상대적으로날씨가온난한남부지역에서적용되기위해서는실측자료가필요한실정이다. 따라서본연구는지난 5년간나주지역의꼬마배나무이발생현황과중부지방을대상으로조사된 Kim et al. (2007) 의꼬마배나무이월동성충의수상이동및산란조건이실제로남부지방에서는어떻게적용되는지를알아보기위하여수행되었다. 재료및방법 1. 무인기상장치기상정보의확보를위해본연구는 2008년나주시봉황면황용리전남대학교봉황농장나주실습장에무인기상장치를설치하였다 (Fig. 1). 2009-2 -
생태연구실에설치된 BSM-856 CDMA 수신용모뎀 (Telit, Italy) 을이용하여 2시간간격으로수신하였다. 이의구성과활용에대해선 Park et al. (2012) 에보고한바있다. 2. 현장예찰 Fig. 1. Automated weather station (AWS) equipped with several senses. 1, wind direction; 2, wind speed; 3, quantum; 4, solar radiation; 5, temperature/moisture; 6, solar panel; 7, wireless modem; 8, rainfall; and 9, dew condensation. 년도 ~2013년도까지총 5년간무인기상장치를통해온도, 습도, 강우량, 엽면습윤시간, 풍향, 풍속등주요기상정보를얻을수있었고, 그중꼬마배나무이발생예측을위하여평균온도와최고온도를이용하였다. 기상정보는미국 Campbell Scientific사의 Data Logger인 CR1000을이용하여수집하였으며수집된기상정보는전남대학교나주실습장에설치된 BSM-856 CDMA 송신용모뎀 (Telit, Italy) 과전남대학교곤충분자계통분류및 2009년 ~2013년중연구수행이중단된 2010년도, 2011년도를제외한총 3년동안예찰을수행하였으며, 2월 ~3월까지월 3~4회실시되었다. 예찰방법은국가농작물병해충관리시스템 (http://ncpms.rda.go.kr/) 에서제시한예찰방법을바탕으로연구목적에따라일부수정하여수행되었다. 즉, 배과원중심부에위치한한그루의배나무를선정한후이를중심으로동서로각각 4주씩이동후다시남북으로각각 2주씩이동하여동서남북으로 4그루의예찰주선정하여총 5그루의예찰주를선정하였다 (Fig. 2A). 예찰주내예찰지점은지면에서약 1.5m 높이에위치한약 30cm의단과지를양쪽으로각각 1 군데씩선정하였으며, 선정된예찰주는천이나리본등을이용하여눈에잘띄도록표시하였다 (Fig. 2B). 그후예찰지점내 25개의엽총을선정하여엽총및잎을대상으로꼬마배나무이수상이동시기관찰및수상이동암컷성충의산란시기를관찰하였다. Fig. 2. Forecasting trees selected for field observation of Cacopsylla pyricola. (A) Schematic illustration of forecasting tree (yellow color); and (B) Forecasting tree tied with ribbons. - 3 -
3. 무인기상장치정보및현장예찰정보취합무인기상장치를이용한기상정보는 Kim et al. (2007) 이제시한꼬마배나무이수상이동과산란조건에따라정보를정리하였다. 꼬마배나무이수상이동시작일은 2월 1일부터일최고온도 6 이상인날수를누적하여 12일째되는날로예측된바있고최성기는누적일수 16~20일, 첫산란일은누적일수 25일째로예측하여각각날짜를도출하였다 (Kim et al., 2007). 현장예찰의경우 1월말부터시작하여해당과원의월동성충의유무를먼저확인하였으며, 그후단과지에서월동형성충이발견되는날을수상이동시작일로파악하였으며첫알이관찰된시점을첫산란일로파악하였다 (Fig. 3). 결과및고찰 1. 연도별수상이동시기및산란시기변화나주지역을대상으로 5년간꼬마배나무이의수상이동시기와산란시기를관찰한결과최근에이를수록발생양상이늦어짐을알수있었다. 2009 년의경우 2월 12일이었으나이후더빨라진년도없이 2013년도는 2월 27일로약 2주정도늦어짐을확인하였다. 실제현장예찰결과, 2009년도는 2 월 6일로확인되었으나 2013년도는 2월 27일로 19일정도차이가발생하였다. 이는산란시기에서도같은양상을보였는데기상정보에따르면 2009 년과 2013년을비교할경우약 12일의차이가발 Fig. 3. Pictures of occurrence stages of Cacopsylla pyricola. (A) Overwintering Cacopsylla pyricola; (B) Onset of upward-movement; and (C) First observation of egg, respectively. Table 1. The data of onset of upward-movement and first eggs predicted by automatic weather information and actually observed at the pear farm in Bonghwang, Naju city. situation (Dates) Year Onset of upward-movement Prak period of upward-movement First observation of egg 2009 2010 2011 2012 2013 Weather information 2.12 2.15~2.24 2.28 Field forecasting information 2.06-2.21 Weather information 2.23 2.27~3.04 3.08 Field forecasting information - - - Weather information 2.22 2.26~3.06 3.10 Field forecasting information - - - Weather information 3.01 3.05~3.10 3.16 Field forecasting information 2.15-3.14 Weather information 2.27 3.04~3.09 3.12 Field forecasting information 2.27-3.06-4 -
생하였으며현장예찰결과또한 13일간의차이를확인하였다 (Table 1). 연도별발생양상의차이와기상요소의관계를알아보기위하여연도별기온을살펴보았다 (Fig. 4). 수상이동및산란시기와가장연관이깊은 2월기온을분석한결과수상이동시기가가장이르게측정된 2009년의경우 2월중일일최고기온의평균은 10.58, 일일평균기온의평균은 4.14 로나 타났으며꼬마배나무이의수상이동및첫산란시기가가장늦을것으로측정된 2012년의경우 2월일일최고기온의평균은 4.60, 일일평균기온의평균은 -0.73 로나타났다. 3월이후부터는온도가꾸준히증가하여 7, 8월의온도는측정된해마다일일최고온도및일일평균온도가최근에이를수록증가하였으나이와반대로 2월의기온은최근에이를수록그온도가점점낮아짐을확인 Fig. 4. Maximum and average temperatures at Bonghwang in Naju City. (A) 2009, (B) 2010, (C) 2011, (D) 2012, and (E) 2013, respectively. E, M and L, respectively, indicate early, middle and late of each month. - 5 -
할수있었다. 성충으로월동하는해충의경우하루중활동개시에필요한하한온도에매우민감하게반응하는것으로알려져있다 (Kim and Lee, 2003). Kim et al. (2007) 의경우꼬마배나무이가가장민감하게반응하는하한온도를알아보기위하여하한온도범위를 5~7 로설정하였으며, 연 구결과 5~7 중변이계수가가장적었던 6 를꼬마배나무이의하한온도로설정하였으나, 최근에이를수록 2월일일최고온도가저하하였고, 하한온도인 6 이상의날수역시감소함으로인해꼬마배나무이의수상이동과월동성충에의한산란시기의발생양상이늦어진것으로생각된다. Fig. 5. Maximum and cumulative temperature in occurrence with the infestation stages of Cacopsylla pyricola, obtained from automatic weather station installed at Bonghwang in Naju City. (A) 2009, (B) 2010, (C) 2011, (D) 2012, and (E) 2013, respectively. The gray boxes indicate onset of upward-movement (Onset), peak period of upward-movement (Peak), and first observation of egg (Observation), respectively. - 6 -
2. 기상정보및예찰정보를이용한수상이동시기및산란시기비교 꼬마배나무이월동성충의수상이동은 Kim et al. (2007) 이제시한조건을적용하였을때일치하는경우도있었지만, 적게는 6일부터많게는 12일정도빨리발생하는것으로관찰되었다 (Table 1). 2009년도는기상정보확인결과, 2월 12일이첫수상이동일자로확인되었으나실제나주봉황농장예찰결과실직적으로는 2월 6일로관찰되어기상정보에비해 6일빠르게발생하였다. 2010년도와 2011년도는연구방향의전환으로현장예찰정보를확보하지못하였으나기상정보분석결과각각 2월 23일과 2월 22일로나타났다. 2012년도의기상정보분석결과, 3월 1일이첫수상이동예측일이었으나현장예찰결과 14일빠른 2월 15일로확인되었다. 2013년도는기상정보와현장예찰정보모두 2월 27일로동일하게나타났다 (Table 1; Fig. 5). 산란시기의경우 2009년도의기상정보분석결과, 2 월 28일산란이확인될것으로예측되었으나현장예찰결과 2월 21일로 7일정도이르게나타났으며 2012년도는기상정보분석결과 3월 16일로예측되었으나현장예찰결과, 3월 14일로이틀빠르게확인되었다. 2013년의기상정보분석결과 3월 12 일로예측되었으나, 현장예찰결과 3월 6일로 6일빠르게확인되었다 (Table 1; Fig. 5). 기존발생모델과현장예찰결과와차이를나타내는요인으로 1월기온중하한온도인 6 초과일수의차이로생각된다. 발생모델연구가이루어진중부지방의경우 1월중 6 초과일수가매우적어 2월 1일부터누적되는일수를기준으로수상이동일자를예측할수있으나남부지방의경우중부지방보다겨울철기온이높아 1월중 6 초과일수가많을것으로생각된다. 실제무인기상장치의기상정보를분석한결과 2009년 ~2010년및 2012~2013년도까지 1월중 6 초과일수는각각 16일, 9일, 10일및 7일로나타났다 (Fig. 6). 특히, 2009년의경우기존발생모델에서수상이동시기가 2월중 6 초과일수가 12일째되는날로예측되는것을고려하였을때, 나주지역에서는 1월중 6 초과일수가 16일로이미 12일이초과하는것을확인하였다. Fig. 6. Accumulated days of daily maximum temperature higher than 6 in January at Bonghwang, Naju City. 꼬마배나무이는배의심각한해충으로나무의아랫부분의거친껍질내에서은둔하므로방제를위해서는꼬마배나무이의수상이동시기및산란시기를파악하는것이매우중요하다. 적기방제가이루어지지않는다면이는곧수출량감소및농가의소득감소로이어질수있다. 특히, 남부지방의경우배의주산단지인나주를포함하고있어남부지방을대상으로한수상이동시기및산란시기에대한발생예측모델에대한추가적인연구가필요할것으로생각된다. 초록배에서가장심각한해충으로알려진꼬마배나무이 (Pear psylla, Caccopsylla pyricola) 는월동처가거친나무껍질밑으로약재의효능이낮으며농약저항성이쉽게발달하여화학적방제가매우어려운실정이다. 그러므로월동성충의수상이동시기와알을산란하는시기에기계유유제를살포하는것이중요한방제전략중하나로실행되고있다. 수상이동시기및산란시기의예측은기상정보와꼬마배나무이의생태정보를바탕으로그모형이제시된바있으나기개발된모형은중부지방을대상으로조사된결과로날씨가온난한남부지방에서의실측자료가필요한실정이다. 이에본연구는지난수년간나주지역배수출단지에서꼬마배나무이발생현황에대해조사하였으며아울러무인기상장치를이용한기상정보도수집하였다. 그 - 7 -
결과, 남부지방의높은기온으로인해꼬마배나무이의수상이동시기및산란시기는기존발생예측모델과다소차이가있음을확인하였다. 나주지역의경우수상이동은기존예측모델과비교하여최대 14일차이가발생하였고산란일의경우최대 7 일정도차이가발생함을알수있었다. 이에따라남부지방을대상으로한발생예측모델연구및방제전략의수정이필요할것으로생각된다. 검색어 : 꼬마배나무이, 배발생해충, 수상이동, 현장예찰, 무인기상장치감사의글본연구는농림축산식품부배수출연구사업단의지원에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. Alden, A. and H. Seney. 1991. Integrated pest management for apples and pears. Agriculture and Natural Resources, University of California Press, California, pp.214. 2. Beers, E. H., J. H. Brunner, M. J. Willett and G. M. Warner. 1993. Orchard pest management. Good Fruit Grower Press, Washington, pp.276. 3. Feron, G., P. Bonnarme and A. Durand. 1996. Prospects for the microbial production of food flavours. Trends Food Sci. Technol., 7: 285-293. 4. Jeong, H. K., Y. S. Shin, M. S. Lee and M. S. Yeo. 2012. Chapter 21 Prospect and trend for the supply and demand of fruits; in Agricultural Outlook 2012 (I) (Lee DP ed.). Center for Agricultural Outlook Service, Korea Rural Economic Institute Press, Seoul, pp.559-613. 5. Kang, A. R., J. Y. Baek, S. H. Lee, Y. S. Cho, W. S. Kim, Y. S. Han and I. Kim. 2012. Geographic homogeneity and high gene flow of the pear psylla, Cacopsylla pyricola(hemiptera: Psyllidae), detected by mitochondrial COI gene and nuclear ribosomal internal transcribed spacer 2. Anim. Cells Syst., 16: 145-153. 6. Kim, D. S. and J. H. Lee. 2003. Oviposition model of overwintered adult Tetranychus urticae(acari: Tetranychidae) and mite phenology on the ground cover in apple orchards. Exp. Appl. Acarol., 31: 191-209. 7. Kim, D-S., C-Y. Yang and H-Y. Jeon. 2007. An empirical model for the prediction of the onset of upward-movement of overwintered Caccopsylla pyricola(homoptera: Psyllidae) in pear orchards. Korean J. Agric. For. Meteorol., 9: 228-233. 8. Min, K.-H., J.-P. Ryu, S. H. Lee, I. Kim, W. S. Kim, B. H. Cho and K.-Y. Yang. 2012. Analysis of the cause of off-grade goods for effective control of pear scab occurring in export pear. Agr. Sci. Technol. Res., 47: 21-29. 9. Mustafa, T. M. and C. J. Hodgson. 1984. Observations on the effects of photoperiod on the control of polymorphism in Psylla pyricola. Physiol. Entomol., 9: 207-213. 10. Park, J. W., J. S. Park, A. R. Kang, I. S. Na, G. H. Cha, H. J. Oh, S. H. Lee, K. Y. Yang, W. S. Kim and I. Kim. 2012. Establishment of pest forecasting management system for the improvement of pass ratio of Korean exporting pears. Int. J. Indust. Entomol., 25: 163-169. - 8 -