서 론

담배가루이는 시설재배 채소류와 관상용 식물에 주로 피해를 주는 해충으로 500여 종의 기주식물이 알려져 있 으며 세계적으로 발생되고 있다. 담배가루이는 흡즙에 의 한 식물체 약화와 배설물인 감로로 인한 2차적 피해인 그 을음병 발생을 일으켜 대상 작물의 광합성 능력을 떨어트 리며 상품성을 저하시킨다. 또한, 토마토황화잎말림바이 러스 (TYLCV; tomato yellow leaf curl virus)를 매개하여 간 접적인 피해가 더 큰 해충이다 (Byrne and Bellows 1991;RDA 2009).

담배가루이 방제는 조기발견 직후 화학적 방제가 가장 효과적인 것으로 알려져 있다. 다만, 담배가루이의 약충과 번데기는 주로 잎 뒷면에서 고정형태로 움직이지 않고, 성 충은 크기가 작고 이동성이 좋아 밀도가 증가하기 전까지 는 조기발견이 어려워 방제시기를 놓치기 쉽다. 조기 방 제시기를 놓쳐 밀도가 증가하게 되면 담배가루이 전충태 가 대상 포장 내에 혼재되므로 피해가 증가하게 되고, 다 양한 약제에 대한 저항성 발달로 방제가 어려운 해충으 로 보고되어 있다 (Wardlow 1976;Byrne and Bellows 1991;Horowiz et al. 1994;Devine et al. 1999; Kim et al. 2000; Lee et al. 2014;Park et al. 2014; Choi et al. 2017). 국내에서 이 러한 문제를 해결하기 위해 포식성 천적인 응애 (Kim et al. 2008) 및 곤충병원성곰팡이 (Park et al. 2013)를 이용한 환 경친화적 방법인 생물적 방제기술이 시도되었다. 또한, 작 물 품종별 섭식행동분석 (Yang et al. 2009), 식물정유 (Choi et al. 2004)를 이용한 친환경적 방제기술도 연구가 진행되 고 있으나, 아직까지 화학적 방제가 주를 이루고 있다. 담 배가루이의 살충제 저항성 문제를 해결하기 위해 유기합 성농약 사용을 최소화하는 연구 중 해충을 유인하여 방 제하는 트랩식물에 관한 연구는 국외에서는 이미 활발히 이루어지고 있으며 최근 들어 국내에서도 이루어지고 있 다 (Al-Musa 1982;Cohen et al. 1986;Al-Hitty et al. 1987;Landis et al. 2000;Choi et al. 2014;Choi et al. 2016;Lee et al. 2019). 트랩식물은 해충이 대상작물보다 선호하는 식물로 경제성 있는 작물을 공격하는 것을 교란시키거나 트랩식 물로 유인하여 방제효율을 높일 수 있는 것으로 알려져 있 다 (Hokkanen 1991). Choi et al. (2015)는 담배가루이 성충 이 토마토에 비해 가지를 더 선호하며, 가지를 성충의 트 랩식물로 이용하여 침투이행성 살충제인 dinotefuran과 동 시에 이용하여 담배가루이의 성충의 방제가 가능하다고 보고한 바 있다. 하지만, 일반적 온실에서 담배가루이는 온 실가루이 (Trialeurodes vaporariorum)와 혼재되어 있으며, 혼재된 상황에서는 가지의 유인력이 담배가루이에 크게 영향을 주지 못한다는 보고가 있다 (Lee et al. 2009). 따라 서 트랩식물로서 가지 이외의 다른 식물에 대한 연구가 요 구되는 실정이다. Lee et al. (2019)는 토마토 온실에서 담배 가루이 방제에 push-pull 전략을 사용하였는데, 이는 화학 적방제를 제외한 식물정유, 유인트랩의 비교, 트랩식물로 메밀을 이용하는 종합적 친환경적 방제이며, 이를 통해 무 방제에 비해 방제효율이 68.7% 증가했다고 하였다.

허브식물은 다른 식물에 비해 번식력이 강해 재배가 비 교적 쉽고 주변에서 구하기 쉬운 식물이며, Spearmint 및 Wildmint와 같은 허브에서 추출한 식물정유를 이용한 친 환경 방제에 관한 연구는 일부 이루어졌으나 (Choi et al. 2004;Jeong et al. 2010), 허브 식물 자체를 트랩식물로 이 용하기 위한 연구는 아직 미비한 실정이다 (Choi 1990;Nauen et al. 2002).

본 연구는 담배가루이 방제 시 해충을 유인하여 방제에 도움이 되는 트랩식물로서 허브식물의 효용성을 알아보 기 위해, 여러 허브식물의 담배가루이 유인효과를 시설토 마토에서 실행하고 그 결과를 비교 분석하였다.

재료 및 방법

1. 시험곤충

실내실험과 시설하우스에 사용한 담배가루이는 충청남 도농업기술원 농업환경연구과에서 분양받아 원예특작환 경과 해충관리사육실에서 오이 유묘로 누대 사육하여 실 험에 사용하였다. 실내 사육조건은 25~28°C, 광주기 16:8 (L : D), 상대습도 50~60%로 하였다. 실내실험에 사용된 곤충사육용 아크릴케이지의 규격은 80×50×50 cm를 사 용하였으며 세 면에는 담배가루이가 빠져나가지 못하면 서 공기가 통하도록 스테인레스 망을 설치하였으며 입구 는 아크릴로 제작한 여닫이 형태로 고리를 이용하여 외부 에서 잠글 수 있도록 하였다. 방울토마토 (품종: 스마트사 마)와 레몬밤, 초코민트, 애플제라늄, 로즈제라늄은 플라스 틱 화분 (Ø15×15 cm)에서 육묘하였고 초장은 15~20 cm 로 동일하게 자란 유묘를 실험에 사용하였다.

2. 담배가루이 유인효과 실내실험

예비 실험으로 원예특작과학원 홍보관 온실에서 10종 (스테비아, 클라리세이지, 애플제라늄, 초코민트. 페퍼민 트, 레몬밤, 장미허브, 스피아민트, 로즈제라늄, 바질)의 허 브식물을 이용하여 황색끈끈이트랩에 유인된 성충수를 조사하여 유인 효과가 우수한 허브식물 3종을 선발하였 다 (레몬밤, 초코민트, 로즈제라늄; unpublished data). 허브 식물에 따른 담배가루이의 유인 효과를 조사하기 위해 기 주식물인 토마토와 3종의 허브식물을 이용하여 유인력 을 조사하였다. 케이지 내 조건은 실험을 하는 동안 온도 26.1°C, 습도 54%를 유지하였고, 아크릴케이지 벽 안쪽에 토마토가 심겨진 플라스틱 화분을 넣고 반대쪽에 토마토 와 초장 (15~20 cm)이 동일한 각 허브식물이 담긴 화분을 넣었다. 케이지 중앙에 50 mL 삼각플라스크 (Conical Flask Class A4980; Borosil, India)에 30 mL의 증류수을 넣고 성 충이 되기 직전 번데기 상태의 담배가루이가 있는 잎을 꽂 아 플라스크의 입구를 파라필름 (Parafilm M PM-996, 폭 10 cm×길이 38 cm)으로 감싼 뒤 물이 마르지 않도록 하였 다. 담배가루이의 번데기는 실체현미경 (SteREO Discovery V8; Carl Zeiss, Germany)을 이용하여 100마리를 확인 후 나머지 번데기는 제거한 뒤 케이지에 넣어 주고 우화되어 나온 담배가루이가 움직이는 것을 확인하였다. 담배가루 이 번데기가 모두 성충이 된 후 산란된 알이 최초로 번데 기가 되는 시점인 10일째부터 한 달간 매일 번데기 수를 확인하였다. 본 과정은 3종의 허브식물을 바꾸어 가며 실 험을 진행하였다.

3. 담배가루이 유인효과 실외검정

허브식물 (레몬밤, 초코민트, 애플제라늄, 로즈제라늄)의 담배가루이 유인 효과를 조사하기 위해 정식 전 20일 동 안 토양소독을 하고, 국립원예특작과학원 시설하우스 (길 이 40 m×폭 7 m)에 25일 된 토마토 유묘를 재식거리 50 cm 간격으로 250주를 정식 (2020년 4월 21일)한 후 9월 29일까지 조사하였다. 재배기간 동안 시설 외부에서 유입 되는 진딧물의 증가로 5월 하순에 진딧물 약제를 1회 살 포하고, 흰가루병 발생으로 살균제를 2회 살포하였다. 정 식 1개월 후 사육한 담배가루이 성충 500마리를 에어필 터식 흡충관 (SL13014; Shinill Science, Korea)을 이용하여 포획한 뒤 흡입병 (Ø26×H67 mm)에 담아 상단부 250마 리, 하단부 250마리를 방사하였다. 하단부는 흡입병을 바 닥에 두었고 상단부는 지주대에 매달아 성충이 자연스럽 게 빠져나가 정착할 수 있도록 하였다. 방사 2주 뒤, 허브 식물을 상단부와 하단부로 나누어 설치하였다 (Fig. 2). 상 단부는 토마토 작물의 끝으로부터 30 cm 위 지점에 고리 를 이용하여 매달았고 (Fig. 2B) 하단부는 과일 수확 상자 (525×365×320 mm)를 세워 지면으로부터 50 cm 지점에 설치하였다 (Fig. 2A). 8 m 간격으로 각 2개의 화분을 순서 대로 레몬밤, 초코민트, 애플제라늄, 로즈제라늄이 심겨진 화분을 두고 5일 간격으로 8회 조사하였으며 조사 시마다 식물체를 한 칸씩 이동하여 위치를 변경하였다.

담배가루이의 성충은 80 mesh 망을 각 허브 식물에 씌 워 성충이 빠져나가지 못하도록 한 다음 생충수를 조사하 였고 알과 번데기는 토마토와 허브 식물의 잎의 크기와 위 치가 동일한 지점에서 무작위로 3엽을 채취하여 그 밀도 를 관찰하였다. 알의 경우 채취한 잎은 실험실로 가져와 현미경 검경 (×100)을 통해 확인하였다.

4. 통계분석

케이지에서 토마토와 각 허브식물 간 담배가루이 유인 력 차이는 Student’s t-tests로 유인된 담배가루이 평균 밀도 를 비교하였으며, 허브식물의 설치 위치에 따른 담배가루 이 생육단계별 발생 밀도는 분산분석 (Analysis of variance) 을 이용하여 비교하였으며, 유의한 차이를 보이는 경우 (P<0.05), Tukey’s HSD procedure를 사용하여 분석하였다 (SAS Institue 2018).

결과 및 고찰

1. 담배가루이 유인 효과 실내실험

가루이류 성충은 이동성이 있어, 외부의 작은 충격에 동 시에 비산하는 특징을 가진다. 또한 알에서 깨어난 유충 의 경우 일부 이동성을 가지게 되고 곧 잎 뒷면에서 고정 태로 번데기까지 성장하므로, 유인력 비교를 위한 밀도조 사는 성충이 어디에 산란을 많이 하는지를 기준으로 보아 야 하며, 식물체 내 밀도조사는 육안조사가 용이한 번데기 를 기준으로 판단함이 마땅하다 (Byrne and Bellows 1991). 따라서 실내실험의 결과는 사육실의 케이지 내에서 각 식 물별 담배가루이 번데기 밀도로 비교하였다. 토마토와 허 브 식물을 이용하여 담배가루이의 번데기 수를 조사한 결과 토마토와 레몬밤의 경우 레몬밤에서 유인수가 높 게 나타났다 (T=8.98, d.f.=3, P=0.0122; Fig. 1). 반면, 토 마토와 로즈제라늄을 비교한 경우 오히려 토마토에서 담 배가루이가 약 6배 높게 발생하였다 (T= - 25.03, d.f.=3, P=0.0016). 토마토와 초코민트는 초코민트에서 유인수가 다소 높았으나, 통계적 유의성이 없었다 (T=1.33, d.f.=3, P=0.3142). 실내실험에서 담배가루이는 유인식물의 가장 어린잎에 많이 분포하고 있으며, 유인식물로서 레몬밤이 토마토에 비해 효과적으로 유인되고, 로즈제라늄은 기피 되는 것을 확인하였다. 레몬밤은 Citronellal, Geraniol, neral 이 주요 구성성분으로 알려져 있으며 (Chae et al. 2014), 그 중, Geraniol은 곤충을 유인하거나 다른식물의 생장을 방 어하는 물질로 알려진 Terpene의 일종이다 (Martina et al. 2015). 이를 통해 레몬밤의 Geraniol 성분이 해충 유인 활 성물질로 작용할 것이라 생각된다. 에센셜 오일성분의 일 부는 해충의 특정 부위 (Kostyukovsky et al. 2002;Priestley et al. 2003;Isman 2008)에만 작용하여 해충 저항성을 감소 시킬 수 있다 (Chae et al. 2011;Kim et al. 2011b)는 연구도 보고된 바 있어, 앞으로 본 실험에서 좋은 유인력을 보인 허브식물 유래 휘발성물질을 이용한 친환경 해충 방제 연 구가 이루어질 것으로 생각된다.

2. 담배가루이 유인효과 실외검정

실내실험에서의 결과가 포장에서 동일하게 나타나는지 확인해 보기 위해 토마토가 재배되는 시설하우스에 허브 식물을 두고 관찰하였다. 하우스 내에서는 기주식물인 토 마토가 생장하면서 작물체의 상단부와 하단부의 높이에 차이가 생기므로 상단부와 하단부로 나누어 설치하였다 (Fig. 2). 그 결과 식물체 잎 뒷면에 있는 담배가루이의 알 의 수는 상단부의 경우 레몬밤에 비해 토마토에서 다소 높 게 발생하였고 로즈제라늄은 발생이 매우 낮았고 애플제 라늄은 담배가루이의 산란율이 극히 낮았다 (Fig. 3A). 하 단부는 레몬밤에 담배가루이의 산란수가 토마토보다도 약 10배 가까이 높았다. 번데기의 경우는 상단부와 하단 부 모두 레몬밤이 높게 나타났고 애플제라늄과 로즈제라 늄은 기주식물인 토마토보다 담배가루이 밀도가 낮았다 (Fig. 3B). 성충 수 또한 번데기 수와 유사한 패턴으로 나타 났다 (Fig. 3C). 초코민트는 담배가루이의 알, 번데기, 성충 의 모든 생육단계에서 유인수가 토마토보다 낮거나 거의 유사한 패턴을 나타내었다.

본 실험에서 토마토에 유인되는 담배가루이는 주로 하 단부보다 상단에서 많이 발생하였고, 이는 담배가루이 와 온실가루이의 성충과 알은 작물의 상단에 주로 서식 하고 (Gerling and Horowitz 1984;Kim et al. 1986;Park et al. 1998;Choi and Park 2015), 토마토에서도 성충과 알은 기주 상단에 주로 분포한다는 (Kim et al. 1999;Arno et al. 2006) 내용과도 일치하였다. 일반적으로 가루이는 특히 노란색에 유인이 잘되어 끈끈이를 도포한 황색점착트랩 이 가루이 발생을 관찰하는 데 효과적인 것으로 알려져 있 다 (Kim et al. 2011a; Park et al. 2012). Kim et al. (2010)의 연 구에 따르면 황색점착트랩을 높이에 따라 담배가루이의 성충이 하단에 상당수 유인되었으며 이는 약충에서 막 우 화한 성충이 아직 상단으로 이동하지 못하고 황색점착트 랩에 포획되었기 때문이라 했다. 본 실험에서도 허브식물 의 설치 위치에 따른 담배가루이 성충의 유인은 상단부보 다 하단부에서 높은 것을 확인하였다. 특히, 레몬밤은 담 배가루이를 유인하고, 로즈제라늄과 애플제라늄은 기피효 과를 보이는 것으로 확인하였다. 허브 식물의 경우 체내에 생물활성을 나타내는 활성물질이 있으며 이 물질에 의해 유인 및 기피효과를 보이는 것으로 알려져 있다 ( Jeong et al. 2010;Kim et al. 2011b;Chae et al. 2011, 2014). 본 실험에 서 레몬밤, 로즈제라늄과 애플제라늄의 활성물질을 분석 하지는 못하였으나, 허브를 상단부에 설치하는 경우는 이 물질이 시설 내에서 위로 확산되어 나가 허브의 유인 효과 가 떨어지는 것으로 생각된다. 반면, 허브의 하단부 설치는 유효물질이 휘발되어 나가더라도 시설 내 재배중인 토마 토에 의해 멀리까지 확산되어 나가지 못하고 하단부에 머 물렀을 것으로 판단된다. 다만, 트랩식물로서 허브식물을 이용하는 경우 담배가루이 단독 효과이므로, 일반적인 한 국의 온실에서 온실가루이와 담배가루이 혼재 시 그 영향 력이 낮아질 가능성이 있으므로 (Lee et al. 2009), 본 실험 에 사용된 허브식물의 활성물질의 연구가 진행되면, 고농 도의 활성물질을 이용한 유인제 및 기피제의 개발이 가능 할 것으로 생각된다.

본 연구 결과를 토대로, 담배가루이는 시설하우스 입구 와 측창으로 유입이 많으므로 허브를 트랩식물로 이용 시 시설 밖에는 기피 식물인 로즈제라늄을 하단부에 설치하 여 담배가루이가 시설 내로 유입되는 것을 막고, 내부는 레몬밤을 측창, 중앙의 하단부에 설치하여 유입된 담배가 루이를 유인하며, Lee et al. (2019)의 결과처럼 다양한 친환 경 방제법과 접목한다면, 화학적 방제를 주 방제수단이 아 닌 보조 수단으로 사용한 친환경 방제법을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

적 요

담배가루이 방제는 대부분 화학적 방제에 의존하므로 약제저항성 증가가 야기되므로, 트랩식물을 이용한 대체 방제법 개발을 위해 허브식물들에 대한 담배가루이의 기 주 선호성을 조사하였다. 완주군에 있는 국립원예특작과 학원 내 토마토온실에서 실험을 진행하였으며, 허브 식물 로 레몬밤, 초코민트, 로즈제라늄, 애플제라늄을 지면으로 부터 50 cm와 작물 상단부의 30 cm 위치에 각각 설치하여 담배가루이 밀도를 조사하였다. 허브식물의 설치 위치별 담배가루이 밀도를 각각 조사한 결과 레몬밤이 설치된 곳 에서 높았으며 로즈제라늄과 애플제라늄은 오히려 기피 하는 것으로 나타났다. 이 결과는 유인제, 기피제 및 트랩 식물을 포함한 허브 식물을 사용하는 담배가루이의 대체 방제법 개발에 도움이 될 것으로 기대된다.