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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.29 No.1 pp.56-62
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2017.29.1.56

Study on the Seasonal Occurrence pattern and Weather variables of Spodoptera litura (Fabricius, 1775) in Jeonnam, Korea

Jung-Wook Yang*, Jeong-Seop An**, Hyeong-Un Lee*, Mi-Nam Chung***, Joon-Seol Lee*, Seon-Kyeong Han***, Seung-Hyun Ahn****
*Bioenergy Crop research institute, National Institute of Crop Science, RDA. Muan, Jellanam-do, 58545 Korea
**Department of Exhibition and Education Planning, National Institute of Ecology, Seocheon, Chungcheongnam-do, 33657 Korea
***Rural development Administration, Jun-ju, Jellabuk-do, 54875 Korea
****National Institute of Crop Science, Wanju, Jellabuk-do, 55365 Korea
Corresponding author : +82-61-450-0140hg369732@korea.kr
June 21, 2016 March 29, 2017 March 30, 2017

Abstract

Spodoptera litura (Fabricius, 1775) is considered as a serious agricultural pest, which damaged to the many crops including sweet potato (Ipomoea batatas). We investigated weekly occurrence of the Spodoptera litura (Fabricius) using pheromone trap at six study fields of three regions, Jeonnam, Korea. A total of 41,895 individuals were collected from 18th July to 23th September in 2013; Yeongamgun was collected the highest individuals (17,519), and following the Muan-gun (12,709) and Haenamgun (11,667). The seasonal occurrence of S. Litura was increased from July to September, and peak occurrence timing was in late-September. There were a positive correlation between field area and number of individuals (P=0.02, r=0.89), and a negative correlation between field area and density (p=0.02, r=-0.89). As a PCA (principal component analysis) result, adults occurrence pattern were closely related to the temperature and relative humidity during larva stage.


전남지역 고구마 재배지에서 담배거세미나방(Spodoptera litura) 발생 소장 및 발생에 영향을 주는 기상 요인

양 정욱*, 안 정섭**, 이 형운*, 정 미남***, 이 준설*, 한 선경***, 안 승현****
*국립식량과학원 바이오에너지작물연구소
**국립생태원 전시교육기획부
***농촌진흥청
****국립식량과학원 작물재배생리과

초록


    Rural Development Administration
    PJ00873401

    밤나방과(Noctuidae) 까마귀밤나방아과(Amphipyrinae) Spodoptera 속은 6대륙에 약 30종이 분포하고(Pogue, 2002), 국내에는 5종(S. exigua, S. litura, S. depravata, S. pecten, S. aperture)이 알려져 있으며, 그 가운데 S. pecten(남방빗살수 염나방)은 국내 분포가 의심스러운 종이다(Kononenko et al., 1998). 담배거세미나방(S. litura, tobacco cutworm, Fig. 1)과 파밤나방(S. exigua, beet armyworm)은 Spodoptera 속에 속하 는 가장 대표적인 농업해충으로, 우리나라를 포함한 호주, 일 본, 중국 등 열대, 아열대, 온대지역에 이르기까지 광범위한 서 식 분포 범위를 갖는다(Mochida and Okada, 1974). 가해하는 기주의 종류가 넓은 광식성(polyphagous)으로, 콩, 땅콩, 녹두 등 두과작물, 케일 및 배추 등 십자화과, 가지 및 고추의 가지 과, 옥수수 및 바랭이 등의 화본과, 피마자, 잎들깨 및 고구마 등의 광엽성 작물, 카네이션, 장미 및 거베라 등의 화훼류나 감 귤나무등을 식해하여 큰 피해를 야기한다(Minamikawa, 1937; Shin et al., 1987; Bae et al., 1997; Bae, 1999; Bae and Park, 1999; Bae et al., 2003). 우리나라 남부지역에 대발생하 며, 8월 상·중순부터 발생하기 시작하여 9월 상순에 그 밀도가 크게 증가하며 작물에 큰 피해를 준다(Shin et al., 1987). Bae et al.(2007)은 영남지역을 대상으로 담배거세미나방의 성 충 발생 양상이 지역별로 차이가 있음을 확인하였다. Kim et al.(2009)은 전북 순창의 유리온실에서 대량 포획을 통한 방제 를 목적으로 페로몬트랩을 이용하여 담배거세미나방을 채집하 고 발생 양상을 확인하였다. 담배거세미나방의 발생양상은 지 리적, 지역적으로 차이가 있을 것으로 생각되나 이에 관한 연 구는 많지 않다.

    고구마의 원산지는 중남미대륙이며, 1763년 국내 도입되어 우리나라 전역에 걸쳐 광범위하게 재배되었다. 최근 고구마는 기호식품뿐만 아니라 건강 다이어트 식품으로도 각광을 받아 (Han et al., 2012), 식량작물에서 경제적으로 중요한 작물로 인식된다. 고구마 재배는 특정 지역에서 연작되어 병해충 피 해가 클 것으로 예상되나 정밀한 조사가 활발하게 이루어지지 않았다. 고구마에 피해를 주는 해충은 43종이 기록되어 있으며, 잎을 가해하는 해충으로는 뒤흰날개밤나방(Aedia leucomelas), 담배거세미나방 등 7종의 발생 기록이 있다(Ahn and Lim, 1991). 잎을 먹는 해충에 의한 광합성량의 부족은 고구마 괴 근형성 및 비대에 악영향을 미칠 수 있다. 고구마 재배지에서 뒤흰날개밤나방의 발생 소장에 관한 연구를 Lee et al.(2003) 이 수행하였으나 고구마 재배지에서 담배거세미나방의 발생에 관한 조사가 없어서 고구마 재배 현장에서 필요한 실정이다. 국내뿐만 아니라 세계적으로 넓은 서식 범위를 갖는 담배거세 미나방의 발생에 관한 조사는 재배지역에서 방제 시기를 결정 하는데 중요한 정보를 제공할 수 있다.

    본 연구는 고구마 주산지인 전남지역 3개 지역에서 담배 거세미나방의 성충 발생을 매주 모니터링하고 그 결과를 바 탕으로 시기 및 지역별 발생 양상을 기록하고, 발생량과 발 생 밀도를 재배 포장 면적과 비교하고자 한다. 마지막으로 성충 발생 시기를 바탕으로 유충 시기를 예측하고, 유충시 기의 어떠한 기상 요건이 성충 발생에 영향을 주는지 알아 보고자 한다.

    재료 및 방법

    고구마의 재배지인 전라남도 무안군, 영암군, 해남군에서 각 지역별로 2개의 포장을 선정하여 총 6개의 고구마 재배 포 장에서 조사하였다. 무안군 포장 면적은 12,100 m2(a: 5,900, b: 7,200 m2), 영암군 포장 면적은 40,000 m2(c: 15,000, d: 25,000 m2), 해남군 포장 면적은 14,000 m2(e: 5,000, f: 9,000 m2)이다. 해발고도가 가장 높은 포장은 영암군 c포장으 로 21 m이고, 가장 낮은 포장은 7 m로 모든 포장은 해발고도 가 낮은 지역이다(Table 1).

    담배거세미나방 채집은 성페로몬(sex pheromone) 루어(lure) 를 이용한 페로몬 트랩을 이용하였다. 성페로몬은 담배거세미 나방의 수컷에만 유인력을 가지고 있으며, 루어는 Z9, E11- 14:Ac와 Z9, E12-14:Ac를 합성하여 고무격막에 넣어 조제한 것을 이용하였다. 포획기(trap)는 원통형으로 직경 약 170 mm, 높이 약 250 mm이고 포획기 윗부분에 비를 막아줄 수 있는 뚜껑에 성페로몬 루어를 설치하였다(Greenagrotech, Korea). 포장에 설치한 트랩은 지지대를 이용하여 지면에서 약 1.5 m 높이로 각 조사대상 포장에 예찰 적정거리인 50 m 간격으로 5개씩 설치하였다(Fig. 2).

    채집 시기는 담배거세미나방 발생 최성기인 2013년 7월 11 일부터 2013년 9월 23일까지이고, 최초 설치한 1주 뒤부터 매주 조사대상 포장에 방문하여 채집된 담배거세미나방을 수 거한 후 실험실로 운반하여 개체수를 조사하고 기록하였다. 채 집은 총 10회 실시하였으나, 해남군 e포장은 9월 8일 고구마 수확을 시작하여 9월 9일 트랩을 수거하였으며 총 7회 채집 하였고 이후에는 조사하지 못했다(Table 1). 따라서 일부 분석 에서 9월 자료는 제외하였고, 9월 자료를 포함할 경우에는 평 균값을 이용하였다.

    담배거세미나방은 25°C 조건에서 알 3.5일(±0.7), 애벌레 19.0일(±1.4), 번데기 9.4일(±0.8)의 기간을 지나 성충으로 우 화하기까지 약 31.9±2.9일이 소요되며, 성충은 약 10.5±0.7일 간 활동한 후 생활사를 마감한다(Kim et al., 1995). 애벌레 시기의 기상 요인과 성충 발생량과의 관계를 알아보기 위해 어린 성충(우화 후 바로)이 채집되었다고 가정할 경우와 노숙 성충(우화 후 생활사를 마감하기 바로 전, 즉 우화 후 11일 후)이 채집되었을 경우를 가정하여 두 기간의 기상요인을 사 용하였다. 두 기간의 기상 요인에서 어린 성충이 채집되었다 고 가정할 경우 애벌레 기간은 성충이 채집되기 9~28일 전이 며, 노숙 성충이 채집되었다고 가정할 경우 20~39일 전이다 (Fig. 3).

    기상 요인은 목포기상대(N 34°49′, E 126°22′, 30 m)에서 측정한 자료를 이용하였다. 목포기상대는 조사지역 중간 위도 에 위치하며 가장 먼 해남과 약 35 km 떨어져 있다. 목포기 상대는 해안가에 위치해 있어 조사지역과 유사한 기상 조건으 로 생각되어 목포기상대에서 측정한 자료를 이용하였다. 기상 자료는 일별로 기록된 평균기온, 최저기온, 최고기온, 강수량, 상대습도, 일조시간, 운량을 이용하였다.

    목포기상대에서 측정한 자료는 담배거세미나방 성충 발생과 의 관계를 알아보기 위한 상관관계 분석, 주성분분석(Principal component analysis)을 실시하였고, 통계 분석은 통계프로그램 인 R(ver. 3.0.2)과 PAST(ver. 3.0, Hammer et al., 2001)를 이용하였다.

    결과 및 고찰

    성페로몬트랩을 이용하여 고구마 잎에 피해를 주는 담배거 세미나방 발생량을 전남지역 3개 군(무안군, 영암군, 해남군) 에서 2013년 7월 18일부터 9월 23일까지 조사한 결과 총 41,895개체를 채집하였다. 담배거세미나방은 영암 지역이 17,519개체로 가장 많았고, 다음으로 무안 지역 12,709개체, 해남 지역은 11,667개체로 가장 적게 채집되었다. 포장별로는 영암 d포장에서 10,542개체로 가장 많았으며 다음으로 해남 f 포장이 9,403개체, 영암 c 포장 6,977개체, 무안 b, a 포장 각각 6,431, 6,278개체이며, 해남의 e포장이 2,264개체로 가장 적은 개체가 채집되었다(Table 2). 해남의 e포장은 담배거세미 나방의 개체수가 증가하는 9월초에 고구마를 수확 하여 담배 거세미나방을 채집하지 못하였기 때문에 개체수가 적었다.

    담배거세미나방의 시간에 따른 발생 양상은 각 지역별로 약 간의 차이는 있으나 7월에 적은 개체가 발생하고 8월부터 발 생이 증가하여 9월말에 발생 최성기를 이루는 양상이다. 무안 군에서 시기별로 채집된 평균 개체수는 7월 2회 조사(7월 18 일, 7월 25일)에서 각각 52개체씩 채집되었으며 8월 첫 주(8 월 2일)에 134개체, 둘째 주(8월 9일) 387개체, 셋째 주(8월 16일) 524개체, 넷째 주(8월 26일) 585개체, 9월 첫 주(9월 2 일) 618개체, 9월 둘째 주(9월 9일) 946개체, 9월 셋째 주(9 월 16일) 1,290개체, 9월 넷째 주(9월 23일) 1,769개체이다. 영암군 시기별 평균 개체수는 7월 첫째 주(7월 18일) 121개체, 7월 둘째 주(7월 25일) 75개체, 8월 첫 주 112개체, 둘째 주 406개체, 셋째 주 1,152개체, 넷째 주 1,161개체, 9월 첫 주 700개체, 9월 둘째 주 1,410개체, 9월 셋째 주 1,388개체, 9 월 넷째 주 2,237개체이다. 해남군은 7월 첫째 주 64개체, 7 월 둘째 주 24개체, 8월 첫 주 93개체, 둘째 주 131개체, 셋 째 주 501개체, 넷째 주 649개체, 9월 첫 주 1,387개체, 9월 둘째 주 2,350개체, 9월 셋째 주 1,634개체, 9월 넷째 주 1,989개체이다.

    전남지역 3개 군에서 발생하는 담배거세미나방의 시간에 따 른 평균 성충 발생은 7월 첫째 주 79개체, 7월 둘째 주 50개 체, 8월 첫 주 113개체, 둘째 주 308개체, 셋째 주 726개체, 넷째 주 798개체, 9월 첫 주 902개체, 9월 둘째 주 1,569개 체, 9월 셋째 주 1,437개체, 9월 넷째 주 1,998개체이다. 전 주 대비 평균증가율은 8월 첫째, 둘째, 셋째 주에 100%(두 배)이상이었고, 8월 넷째 주 이후부터 증가율은 100% 미만이 었고, 9월 둘째 주에 74%가 증가하였다. 담배거세미나방의 증 가율은 8월에는 높고 9월부터는 낮으나 9월 둘째 주에 약간 높다(Fig. 4).

    재배 포장 면적에 따른 채집된 개체수와 밀도 비교를 위해 7월 18일부터 9월 2일까지 채집된 결과를 이용하였다. 9월 9 일 이후 e포장에서 조사하지 않았기 때문에 이후 자료는 비교 에서 제외하였다. 7회에 걸쳐 채집된 나방은 각 포장별로 a 포장 2,042개체, b 포장 2,660개체, c 포장 2,891개체, d 포 장 4,559개체, e 포장 2,264개체, f 포장 3,430개체였다. 채집 된 담배거세미나방의 개체수는 각 포장의 고구마 재배 면적과 유의한 양의 상관관계가 있었으며(p=0.02 r=0.89), 이는 면적 이 넓을수록 담배거세미나방의 발생량이 많다는 것을 의미한 다. 그러나 단위면적(m2)에서 채집된 개체수는 영암군 d 포장 에서 가장 적은 0.18마리였으며, 해남군 e 포장에서 0.45로 가 장 많았다. 면적당 개체수 즉, 밀도는 면적이 가장 좁은 포장 에서 높게 나타나고 넓은 포장에서 낮게 나타났다(p=0.02, r=- 0.89)(Fig. 5).

    재배 면적이 넓을수록 서식하는 개체수가 많은 것은 넓은 면적의 서식지가 더 많은 나방의 서식공간과 먹이를 제공했기 때문으로 생각된다. 그러나 넓은 면적에서 밀도가 낮은것에 대 한 원인은 명확하지 않다. Oyama et al.(1976)에 의하면 성충 은 5km 떨어진곳에서도 페르몬에 유인되나 밀도가 높은곳에 서는 페르몬에 도착하기 전에 암컷과 교미하여 유인력이 떨어 지고, 기온이 20°C이하로 내려가면 유인수가 감소된다고 했으 며, Kim et al.(2001)등에 의하면 페르몬 루어의 유인력은 50 m까지 효율이 좋으며 100 m 이상에서는 유인력이 1.7% 이 하로 떨어진다고 했다. 또한 Shin & Chu(1994)에 의하면 바 람 방향에 따라 유인력이 달라지며, Oyama et al(1976)와 달 리 13~32°C에서 유인수가 많다고 하였다. 즉 페르몬의 유인력 은 환경에 따라 다르게 반응할수 있어, 영향력 범주 간격인 50 m 간격으로 설치하였어도 환경에 따른 유인력 차이에 의해 밭면적 대비 밀도 상관성에 영향을 준것으로 판단된다.

    성충 발생 시기를 바탕으로 예측한 애벌레 기간은 성충 채 집 9~28일 전과 20~39일 전이다. 이 시기와 성충 발생과의 관계를 볼 때 성충은 발생 20~39일 전의 기상요인에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 성충 발생 9일에서 28일전 기상 요인은 상대습도(p=0.00, r=-0.89)만 유의한 영향을 주는 것으 로 나타났으나. 20일에서 39일전의 기상요인은 평균온도 (p=0.01, r=0.74), 최고온도(p=0.05, r=0.64), 최저온도(p=0.00, r=0.84), 상대습도(p=0.02, r=-0.73), 일조시간(p=0.00, r=0.92), 운량(p=0.00, r=-0.91)이 유의한 영향을 주는 것으로 나타났고, 강수량(p=0.93, r=0.04)의 영향은 유의하지 않는 것으로 나타 났다(Fig. 6).

    나비목 곤충의 발생에 영향을 주는 기상요인에 관한 선행연 구들은 개체수에 영향을 주는 요인으로 온도가 유의한 영향이 있음을 밝혔다(Crozier, 2004; Bailey and Horn, 2007; Choi, 2008; Choi and An 2008; Mutshinda et al., 2011; Wilson and Maclean, 2011; An and Choi, 2013). 본 연구에서도 온 도 요인(평균온도, 최고온도, 최저온도)이 유의한 영향이 있는 것으로 나타났다.

    성충 발생 20일에서 39일 전의 기상요인 가운데 유의성이 없는 강수량을 제외하고 주성분분석(Principal component analysis)을 실시하였다. 두 개의 축으로 요약된 기상요인 가운 데 첫 번째 축은 최고온도와 상관이 있으며, 두 번째 축은 상 대습도와 관계가 큰 것으로 나타났다(Fig. 7, Table 3). 두 개 의 축 값과 채집된 평균 개체수의 회귀분석 결과 성충의 발생 이 20일에서 39일 전의 기상요인과 유의한 관계가 있는 것으 로 나타났다(p=0.000, F=39.412, R2adj=0.90). Mutshindaetal. (2011)은 나방의 활동은 강수량과 온도가 영향을 주는 요인이 라고 하였으나, 본 연구에서 강수량은 유의한 관계가 없는 것 으로 나타났다.

    담배거세미나방 성충의 발생은 애벌레 시기인 20일에서 39일전의 기상요인과 유의한 관계가 있으며, 특히, 최고 온 도와 상대습도의 영향을 많이 받는다. Cho et al.(1996)은 담배거세미나방의 방제를 위하여, 4가지 약제의 영기별 약 제 감수성 조사실시하였다. 약제는 Chlorpyrifos-methyl, chlorpyrifos, etofenprox+PAP와 deltamethrin이며, 약제의 독 성은 2령 혹은 3령부터 현저히 떨어졌다. 즉, 담배거세미나방 의 유충의 영기가 높아질수록 약제 감수성이 낮아졌다. 따라 서 효과적 방제를 위해서는 어린 유충을 대상으로 방제를 실 시해야한다. 또한 부화한 유충은 1~2령까지 잎을 섭식하다 3~5령기에 땅속으로 들어가서 밤에만 나와 식해하여 방제가 어렵다(Kim et al., 1980).

    지금까지 고구마 주요 재배지인 전남지역에서 고구마에 피해를 주는 담배거세미나방에 관한 정보가 없었다. 본 연 구는 전남 3개 지역의 고구마 포장에서 발생하는 담배거세 미나방을 페로몬 트랩을 이용하여 모니터링을 실시하였고, 성충 발생 시기를 조사하여 고구마에 피해를 주는 유충의 발생 시기를 유추 할 수 있으며 이를 토대로 방제 시점을 결정하여 농가 피해를 최화 할 수 있는 기초 자료로 사용 가능할 것이다.

    적 요

    • 1. 담배거세미나방은 고구마를 포함한 많은 작물에 피해를 주는 심각한 농업해충이다. 고구마 주산지인 전남지역 무안군, 영암군, 해남군에서 지역별로 2개씩 총 6개의 고구마 재배포 장에서 페로몬 트랩을 이용하여 담배거세미나방의 발생을 매 주 조사하였다.

    • 2. 2013년 7월 18일부터 9월 23일까지 총 41,895개체를 채 집하였고, 영암지역이 17,519 개체로 가장 많고, 무안 12,709 개체, 해남 11,667개체이다.

    • 3. 전남지역 고구마 포장에서 발생하는 담배거세미나방은 7 월에 적은 개체가 발생하고 8월부터 발생이 증가하여 9월말에 발생 최성기를 이룬다.

    • 4. 재배 포장 면적은 담배거세미나방의 개체수와 유의한 양 의 상관관계가 있었으며(P=0.02, r=0.89), 단위면적당 개체수 는 포장 면적과 음의 상관관계가 있었다(p=0.02, r=-0.89). 주 성분분석 결과 성충의 발생은 애벌레 시기의 온도와 습도에 영향을 받는 것으로 나타났다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 연구는 농촌진흥청 “(과제번호: PJ00873401)”의 지원에 의하여 수행되었으며, 본 연구 수행에 도움을 준 고구마 재배 농가에 감사드립니다.

    Figure

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    The larva of Spodoptera litura.

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    Funnel-typed sex pheromone trap used in this study.

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    Life cycle of Spodoptera litura under 25°C. Estimated period of larva stage: 1) 9 to 28 days ago, 2) 20 to 39 days ago

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    Weekly changes in the mean number of individuals of S. litura from 18 July to 23 September in the three regions by using sex pheromone trap.

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    The relationship of field area - number of individuals (solid line) and area – density (broken line) from 18 July to 2 September at six collecting fields.

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    The p-value of Pearson’s correlation analysis between the weather factor and the number of individuals at two periods. Cut-off line was 0.05. Abbreviations: Tem, average of daily mean temperature, Min tem, average of daily minimum temperature, Max tem, average of daily maximum temperature, Pre, precipitation, RH, relative humidity, Sun, duration of sunshine, Cloud, amount of clouds.

    Table

    Sex pheromone trap placing locations, GPS (global positioning system) data, elevation (the height above mean sea level), field area, and collecting date.

    Summary of the number of individuals of S. litura collected from June to September at six different collecting sites in Jeonnam, South Korea.

    Pearson correlation (r) between weather variables and loadings of 2 axes from principal component analysis (PCA). Abbreviations: Tem, average of daily mean temperature, Min tem, average of daily minimum temperature, Max tem, average of daily maximum temperature, RH, relative humidity, Sun, duration of sunshine, Cloud, amount of clouds. Bold indicates the highest correlation value in each axis.

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