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ISSN : 1225-8504(Print)
ISSN : 2287-8165(Online)
Journal of the Korean Society of International Agricultue Vol.32 No.4 pp.390-395
DOI : https://doi.org/10.12719/KSIA.2020.32.4.390

Studies on the Eco-friendly Management of American Serpentine Leafminer and Whitefly in Tomatoes by Planting Attractive Trap
Plants in Underdeveloped Countries

Mun Haeng Lee*, Seon Young Im**, Dong Jin Lee**†
*Fruit vegetable research institute chungchengnam-do A.R.E.S, Buyeo 32514, Korea
**Department of Crop Science and Biotechnology, Dankook University, 119 Dandero, Cheonan, 31116, Korea
Corresponding author (Phone) +82-41-550-3622 (E-mail) dongjlee@dankook.ac.kr
September 14, 2020 November 13, 2020 November 25, 2020

Abstract


American serpentine leafminer (Trialeurodes vaporariorum) and whitefly (Bemisia tabaci) are serious agricultural insects causing a major damage in tomato cultivation. Therefore, it is important to identify eco-friendly alternative insect host plants which can be used as suitable management against T. vaporariorum and B. tabaci. This study was conducted by evaluating their feeding preferences among three crops, cucumber, oriental melon and eggplant, that are proven to be the favorite hosts for T. vaporariorum and B. tabaci. The overproduction of suckers in oriental melon and small size of plant height as well as relatively high temperature requirement in eggplant make them inappropriate for being alternative host plants in tomato cultivation. As a consequence, cucumber was found to be most suitable host for attracting the insects and was selected for the eco-friendly management of T. vaporariorum and B. tabaci. Cucumbers were planted with tomato plants in ratios of 1 : 10, 1 : 15 and 1 : 20 per row, while control treatment contained only tomatoes. Two insecticides, emmectin benzoate (2.15%) and pyridaben (20%), were mixed and sprayed only on the attractive trap plant (cucumber) at intervals of 10 days. In all three treatments, the population density level of T. vaporariorum and B. tabaci was same. Additionally, their population reduction was similar to the application of the insecticide in the control treatment. These data showed that planting tomato plants with cucumbers in a ratio of 1:10 resulted in significant reduction of insecticide use and high yields of fruits. However, it should be noted that the appearance of T. vaporariorum and B. tabaci was about 6 to 12 days faster on tomato than cucumbers.



저개발국가에서 토마토 재배 시 유인식물을 이용한 친환경적 담배가루이 및 아메리카잎굴파리 방제 연구

이문행*, 임선영**, 이동진**†
*충청남도농업기술원 과채연구소
**단국대학교 식량생명공학과

초록


    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs(MAFRA)
    No120035-1

    서 론

    토마토에 발생하는 주요 해충은 온실가루이, 담배가루이, 아메리카잎굴파리, 총채벌레 등으로 대부분이 외래해충이다(Lee., 2009). 특히 온실가루이(Trialeurodes vaporariorum Westwood) 와 담배가루이(Bemisia tabaci)는 기주 범위가 넓고 시설 내에 서의 세대기간이 짧아 시설 내에 침입 후에는 피해가 급격히 확산된다. 또한, 살충제에 내성도 쉽게 획득하여 관리가 어려 운 실정이다(Choi, 1990;Neuen et al., 2002). 온실가루이는 1977년 국내에 유입한 외래해충으로 전국적으로 피해를 준다 (Choi et al., 1991). 담배가루이는 중앙아시아, 유럽, 북·중아메 리카 등 각 지역에 널리 분포하고 있으며 기주범위가 넓어 약 86과 700여종 이상의 식물을 가해한다(Salas and Mendoza, 1995;Greathead, 1986). 담배가루이의 피해로는 약충과 성충이 잎을 흡즙하여 생산량을 감소시키거나 바이러스병 매개 및 감로분비에 의한 피해이다. 담배가루이는 비교적 낮은 밀도로 도 바이러스병을 옮기는데 그 중에서 가장 문제가 되는 것은 황화잎말림바이러스(TYLCV)이다(Brown et al., 1995;Matsui, 1992;Berlinger et al., 1996;Rubinstein et al., 1999). 담배가 루이는 세계적으로 9가지 biotype이 보고되어 있으며, 국내에서 는 1998년 충북 진천에서 B biotype의 담배가루이가 처음 발견 되었고 A biotype과 Q biotype이 서식하고 있는 것으로 알려져 있다(Brown et al., 1995;Lee and Barro, 2000;Lee et al., 2000;Lee, et al., 2009). 특히 Q biotype은 다른 biotype 보다 농약에 대한 저항성이 높아 방충망, 유인트랩 등 다른 경종적 방법이 요구된다(Lee et al., 2012). 가루이의 방제를 위해 우리나라에서는 델타린 유제 등 29종의 화학살충제를 사용하고 있다(KCPA, 2007). 아메리카잎굴파리는 1994년 1월 전남 광주광역시의 거베라 온실에서 최초로 발생이 확인되었다(Han et al., 1996). 아메리카 잎굴파리는 성충이 잎을 직접 섭식하거 나 유충이 갱도를 형성하면서 엽육조직을 섭식하여 기주식물 의 광합성을 저해한다(Bethke and Parrella, 1985; Nagata et al., 1998). 아메리카 잎굴파리에 대한 방제는 주로 화학적 방제에 의존해 왔으나, 1970년대 이후 유기염소제, 유기인제, 합성피레스로이드제 등 살충제에 대한 저항성이 보고되며 지 속적으로 문제가 제기되고 있다(Schuster and Everett, 1983;Parrella et al., 1983;Robb and Parrella, 1984;Mason et al., 1987;Leibee and Capinera, 1995). 화학살충제의 반복사용은 천적을 활용한 생물학적 방제체계를 교란시키고, 살충제 저항성을 발달시키며, 토양이나 수질오염 및 생태계를 교란하는 결과를 초래했다(Dittrich and Ernst, 1990;Immaraju et al., 1992; Nauen et al., 2002; Arno et al., 2010;Calvo et al., 2009). 따라서 자연환경 및 농업생태계의 안정성을 유지하기 위하여 살충제 사용을 감소시킬 필요가 있다. 또한, 2018년 필리핀 KOPIA 시범사업마을 쌀재배 농가의 1년 수익이 84,000페소(한화 2,100,000원)로 저개발국가 농민들의 농가수입은 낮은 반면, 시설원예에 사용되는 살충제의 가격은 고가이다(Hong et al., 2020). 이번 연구 는 살충제의 가격과 비교하여 농가소득수준이 낮은 저개발국가들을 대상으로 살충제 사용량을 줄이면서 높은 방제효과를 볼 수 있는 기술을 개발하기 위하여 연구하였다.

    재료 및 방법

    1. 토마토 재배에 적합한 유인식물의 선발

    육묘는 육묘용 상토(부농, 한국)를 이용하여 셀 크기가 72 ml 인 50공 연결포트를 사용하였고, 제 1화방의 1번화가 개화되 었을 때 정식하였다. 정식 시 재식거리는 80 cm(조간) × 40 cm (주간)로 하였으며 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였다. 그리고 과실의 수정을 위하여 각 화방마다 2~3개의 꽃이 개화되었을 때 토마토톤을 100배로 희석하여 살포하였다. 시험 품종은 호용(다끼)이였으며 가루이의 활동이 적은 저온기와 많은 고온기로 나누어 2차례 시험을 실시하였다. 1차 시험 파종일은 2014년 11월 1일이었으며 정식일은 2014년 12월 22 일이었고, 2차 시험 파종일은 2015년 5월 4일이었으며 정식일 은 2015년 6월 24일 이었다.

    처 리

    유인식물로 오이 올백다다기(세미니스), 가지흑마장(농우 바이오) 참외 슈퍼꿀 (장춘종묘)를 토마토 10주당 1주씩 식재 하였다.

    조사 및 분석방법

    담배가루이 밀도는 7일 간격으로 토마토와 유인식물 상위 5엽에서 조사하 였으며, 유인식물의 생육은 초장, 경경, 엽장 을 3회 조사하였다.

    2. 유인식물(오이)의 적정 처리 밀도 구명

    재배방법

    육묘는 육묘용 상토(부농, 한국)를 이용하여 셀 크기가 72 ml인 50공 연결포트를 사용하였고, 제 1화방의 1번화가 개화되었을 때 정식하였다. 정식 시 재식거리는 80 cm(조간) × 40 cm(주간)로 하였으며 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 하였다. 그리고 과실의 수정을 위하여 각 화방마다 2~3개의 꽃이 개화되었을 때 토마토톤을 100배로 희석하여 살포하였다. 시험품종은 리코핀9 (대추방울)이였으며 파종일은 2015년 12월 22일이었으며 정식일은 2016년 2월 20일 이었다.

    처 리

    유인식물로 오이 올백다다기(세미니스)를 토마토 10주, 15주, 20주 당 1주 씩 식재하였으며 대조구에는 토마토만 정식하 였다. 유인식물 및 대조구에는 담배가루이, 온실가루이 및 아메리카잎굴파리에 등록된 Emamectin benzoate 유제 2.15% (1,000배)와 담배가루이 및 온실가루이 방제용으로 등록된 Pyridaben 수화제 20% (1,000배)을 혼합하여 7일 간격으로 7회 엽면 살포하였다.

    조사 및 분석방법

    조사는 약제살포 7일 후 실시하였으며 가루이(온실가루이, 담배가루이)는 상위 5엽에서 성충의 밀도, 아메리카 잎굴파리 는 유충의 갱도 형성 피해 정도를 조사하였다.

    결과 및 고찰

    토마토 재배에 적합한 유인식물의 선발

    토마토 사이에서 유인식물로 재배한 참외, 오이 및 가지의 생육상태는 Fig. 1과 같다. 참외를 수직으로 유인하였을 경우 (Fig. 1A), 생육이 불균일하고 이상 엽이 발생하였으며 곁순이 계속하여 발생하는 등 수직으로 유인하기에는 불리하였다. 가지의 경우(Fig. 1C), 생육 온도는 24~29°C로 토마토의 생육 적온인 18~25°C보다 고온의 관리가 요구되며 저온일 경우 생육이 부진하다(Delahaut and Newenhouse. 1997). 토마토의 촉성·반촉성 재배 온도로 관리하게 되면 Fig. 1C과 같이 초장 이 작아 유인식물로 부적합하였다. 오이 생육 적온은 18~24°C 로 토마토와 유사하며 유인 및 적엽 등 재배법도 비슷하여 유인 식물로 사용하기에 가장 적합하였다(McCormack, 2005).

    Table 1은 유인식물의 생육을 조사한 것으로 2015년 4월 6일 조사에서 각 유인식물의 초장은 참외 134-205 cm, 오이 151-171 cm로 토마토의 초장(163-174 cm)과 비슷하였으며, 가지는 저온 영향 및 작물의 생육 특성상 44-51 cm로 가장 작았다. 초장이 작으면 다른 작물에 의해 햇빛이 가려져 생육 에 지장을 받을 수 있다. 엽수는 참외가 가장 많았으며, 다음 은 토마토, 오이 순서였고, 가지가 가장 적었다. 이는 참외가 곁순이 가장 많이 발생하여 나타난 결과로 곁순이 많이 나오 게되면 곁순을 제거하는 작업을 자주하게 되어 재배관리에 시간과 비용이 많아지는 단점이 있다. 잎 길이는 토마토가 38 cm로 가장 길었다. 2015년 5월까지 저온이 계속됨에 따라 가루이(온실가루이, 담배가루이)는 발생되지 않았다.

    Fig. 2는 고온기에 토마토 사이에서 유인식물로 재배한 참외, 오이 및 가지의 생육 상태이다. 가지는 토마토보다 초기 생장이 늦고, 식물체의 크기가 작아서 유인식물로는 적합하지 않았다. 참외는 저온기 재배와 유사하게 곁순이 많이 발생하 고 토마토 재배방식처럼 수식으로 줄기를 유인하기가 어려워 유인식물로 적합하지 않았다. 반면 오이는 고온기에도 초장 등 생육이 토마토와 비슷하고 토마토와 유인하는 방법이 동일하 여 유인식물로 적합하다고 판단되었다.

    Gergis(1997)는 담배가루이의 기주별(오이, 목화, 서양호박, 토마토) 내적 자연 증가율 비교한 결과, 목화와 토마토보다 오이와 서양호박에서 높은 자연 증가율을 보이며 기주의 적합성 이 높다고 하였다. 이번 담배가루이 발생 조사 실험결과에서 도 토마토만 정식한 경우, 토마토 전체 포장에서 담배가루이 가 발생하였으나, 가지, 참외, 오이 등을 유인식물로 혼재하여 정식한 경우에는 유인식물에서만 담배가루이가 발생하여 토마토 보다는 오이나 참외 같은 작물을 선호한다는 결과와 일치 하였다(Table 2). 오이와 토마토는 수직으로 유인하고 곁 순을 제거하는 등 재배 관리방법이 유사하나 참외는 수평으로 유인하고 관리방법 또한 토마토와 차이가 커 참외보다 오이가 유인식물로 적합하였다.

    유인식물(오이) 적정 처리 밀도 구명

    Table 3은 유인식물(오이)의 정식 밀도별 담배가루이 발생 조사 결과이다. 오이를 유인식물로 정식한 포장과 토마토만 재배한 포장에서의 담배가루이 발생 시기를 비교한 결과, 유인 식물을 정식한 곳에서의 담배가루이 발생이 6-13일 빨랐으며 이 결과로 유인식물을 정식 하였을 때 외부에서 담배가루이의 유입이 더 빠르다고 판단할 수 있다. 토마토만 재배한 포장에 서 전체적으로 살충제로 방제한 포장과 오이를 유인식물로 재식하고 유인식물에만 방제한 포장의 담배가루이 발생 정도는 유사하였다. 따라서 유인식물에만 살충제를 살포하는 것만으 로도 토마토 포장 전체에 살포하는 것은 유사한 살충 효과를 얻을 수 있음을 의미한다.

    이것은 살충제 사용량이 1/20로 줄어드는 효과를 기대할 수 있으나 상대적으로 토마토 재식 주수도 줄어들어 토마토의 생산량이 감소된다. 그러므로 토마토 가격이 살충제보다 고가인 경우에는 경제성 분석을 통한 추가적인 고려가 필요할 것이다.

    Table 4는 유인식물인 오이의 밀도 별 아메리카잎굴파리 피해 정도를 나타낸 것으로 오이를 유인식물로 정식한 포장에 서 6일 정도 먼저 아메리카잎굴파리의 피해가 발생하였으며 토마토 포장 전체를 살충제로 방제한 것과 유인식물(오이)에만 살충제를 처리한 것 사이에 피해 정도는 유사하였다. 모든 처리 에서 아메리카잎굴파리의 개체수는 5-6마리/10주 였다.

    Lim et al.(2007)은 아메리카잎굴파리의 경제적 피해허용 수준을 10-20마리/10주 라고 하였는데 이번 연구에서 유인식물 을 이용한 방제 결과는 경제적 피해허용 수준 아래로 방제 효과가 상당히 높다고 할 수 있다.

    적 요

    본 연구는 농가소득에 비해 농약가격이 비싼 저개발국가에 서 농약의 사용을 줄여 농가소득을 향상시키고 지속가능한 농업을 하기 위하여 실시하였다.

    • 1. 담배가루이 및 아메리카잎굴파리가 좋아하는 오이, 가지, 참외 3가지 작물 중 토마토 재배에 가장 유리한 유인식물로 생육온도 및 재배방법이 유사한 오이를 선발하였다. 가지는 초장이 작고 토마토보다 고온을 요구하여 겨울 재배에는 적합 하지 않았다. 참외는 곁순이 많이 나와 오이보다 재배 관리가 어려웠다. 토마토 재배 시 유인식물로는 오이가 가장 적합하였다.

    • 2. 토마토 10, 15, 20주 당 1주 씩 오이를 정식 한 후 Emamectinbenzoate 유제 2.15%와 Pyridaben 수화제 20%를 혼합하여 유인식물에만 7일 간격으로 살포한 결과, 토마토 전체 포장에 살충제를 처리한 결과와 유사한 담배가루이 및 아메리카잎굴파리 발생 및 피해 정도를 보였다.

    • 3. 유인식물을 많이 정식 할수록 토마토의 정식 주수가 줄어들어 토마토의 수확량이 감소하므로 유인식물의 재식주수가 가장 낮은 토마토 20주 당 1주 씩 오이를 정식하는 것이 가장 높은 생산량을 기대할 수 있다.

    • 4. 오이를 유인식물로 사용할 경우 해충의 출현이 토마토만 정식하였을 경우보다 6~12일 빠르므로 예찰에 유의하여야 한다.

    ACKNOWLEDGMENTS

    본 연구는 농림축산식품부 농식품연구성과후속지원사업 (No120035-1)에 의해 이루어진 성과 임.

    Figure

    KSIA-32-4-390_F1.gif

    Photographs of alternative host plants used to attract whitefly (Bemisia tabaci). A: Oriental melon, B: Cucumber, C: Eggplant. Survay day: March 15, 2015.

    KSIA-32-4-390_F2.gif

    Photographs of alternative host plants used to attract whitefly (Bemisia tabaci). A: Oriental melon, B: Cucumber, C: Eggplant. Survay day: July 20, 2015.

    Table

    Growth condition of alternative host plants in winter season

    Comparison of attraction effect of whitefly(Bemisia tabaci) on alternative host plants (eggplant, oriental melon and cucumber)

    Attraction of whitefly according to planting density of cucumber

    Damage of the leaves by American serpentine leafminer according to alternative host plant, cucumber in greenhouse

    Reference

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