The Korean Society of Pesticide Science
[ ORIGINAL ARTICLES ]
The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 25, No. 2, pp.119-127
ISSN: 1226-6183 (Print) 2287-2051 (Online)
Print publication date 30 Jun 2021
Received 23 Apr 2021 Revised 07 May 2021 Accepted 04 Jun 2021
DOI: https://doi.org/10.7585/kjps.2021.25.2.119

Coumatetralyl과 Flocoumafen 원제 및 제품 제형별 시궁쥐에 대한 살서효과 평가

박성빈 ; 엄태일 ; 김현경 ; 김길하*
충북대학교 농업생명환경대학 식물의학과
Evaluation of Rodenticide Effect of Coumatetralyl and Flocoumafen by Product Formulations on Norway rat (Rattus norvegicus)
Seong Bin Park ; Tae Il Eom ; Hyun Kyung Kim ; Gil-Hah Kim*
Department of Plant Medicine, Chungbuk National University, Cheongju 28644, Korea

Correspondence to: *E-mail: khkim@cbnu.ac.kr

초록

2종의 살서성분인 쿠마테트라릴(coumatetralyl)과 플로쿠마펜(flocoumafen)을 주성분으로 한 제품의 제형별 시궁쥐(Rattus norvagicus)에 대한 살서효과를 검정하기 위하여 비선택적 시험법과 선택적 시험법을 이용하여 비교조사하였다. 살서원제인 쿠마테트라릴과 플로쿠마펜은 LD99값이 각각 0.0176 g/100 g과 0.00512 g/100 g으로 조사되었다. 3종의 쿠마테트라릴 성분의 제품(파우더와 페이스트, 쌀형태)과 2종의 플로쿠마펜 성분의 제품(쌀과 펠렛형태)은 비선택적실험에서 모두 100%의 살서효과를 보였으나 먹이의 섭식량과 체중변화에서는 제품마다 차이를 보였다. 선택적실험에서도 쿠마테트라릴성분의 트래킹파우더제형(93.3%)만 제외하고 모두 100%의 치사율을 보였으며, 먹이 섭취량을 비교한 결과 트래킹파우더에서 시궁쥐의 독먹이 낯가림(poison-shyness)현상을 가장 강하게 보였다. 실험방법과 제품에 따라 치사시간(lethal time)의 차이는 있었으나 모두 높은 치사율을 보였다. 그러나 야외환경에 대체먹이의 존재로 인하여 살서제의 섭취거부반응이 심해진다면 살서효력이 감소될 수 있기에 본 연구 결과를 기초로 살서제 제형개발에 도움이 될 수 있기를 기대한다.

Abstract

Rodenticide effects of Norway rat (Rattus norvegicus) for each formulation of products using coumatetralyl and flocoumafen were experimented with non-choice and choice tests. The 99% lethal dose (LD99) values of coumatetralyl and flocoumafen, which are the active ingredient of rodenticide, were 0.0176 g/100 g and 0.00512 g/100 g, respectively. In the non-choice test of 3 types of coumatetralyl product (tracking powder, paste and rice type) and 2 types of flocoumafen product (rice and pellet type), the mortality was 100%, but there was a difference between the products in the food intake and the change in weight. In the choice test, 100% mortality was observed in all products except tracking powder (T.P) type of coumatetralyl, and the T.P. type was the most poison-shyness to food intake. There was a difference in lethal time according to experimental method and product formulation, but all showed high rodenticide effect. However, if there is an alternative food in an outdoor environment, rodenticide effect may be reduced due to the rejection of the intake of rodenticide. Therefore, it is expected that these data could be helpful for developmental of rodenticide formulation.

Keywords:

Rattus norvegicus, Rodenticide, Coumatetralyl, Flocoumafen

키워드:

시궁쥐, 살서제, 쿠마테트라릴, 플로쿠마펜

서 론

설치류는 작물에 경제적 손실을 초래하고 사람들과 가축에게 위험을 주는 등 직·간접적인 피해를 줄 뿐만 아니라, 파충류와 무척추 동물, 조류 등에 피해를 주어 생태계에 악영향을 미치기도 한다(Leung et al. 2007; Copson 1986; Rowe-Rowe et al. 1989; Newman 1994; Cole et al. 2000; Ruscoe and Murphy 2005). 농업환경에서도 이들을 방제하기 위하여 독먹이법을 이용한 살서제가 가장 널리 사용되고 있으며, 활성성분의 작용방식과 속도에 따라 급성독성과 만성독성으로 구분된다(Eason et al. 2002; Hoare and Hare 2006; John, 2014). 일반적으로 만성독성을 유발하는 항응고제의 사용이 급성독성을 보이는 물질보다 설치류의 방제에 더 효과적인 것으로 알려져 있는데 이는 급성독성을 보이는 물질은 낯가림(poison- or bait-shyness)을 야기하는데 이는 독성발현증상이 빨리 발현되어 치사약량을 섭취하기 전에 섭식을 기피하는 식욕감퇴 및 저항행동과 같은 무독화작용이 일어나 효과를 감소시키는데 반해 만성독성물질은 독성발현의 지연으로 거부효과를 줄여 상대적으로 살서효과를 증대시킬 수 있기 때문이다(Prakash, 1988; Clark, 1958; Buckle, 1994).

항응고 살서제는 독성정도와 개발시기에 따라 1세대와 2세대로 구별된다. 1세대 항응고제는 와파린(warfarin), 디파시논(diphacinone), 클로로파시논(chlorophacinone) 등을 포함하는데 살서효과를 나타내기 위해서는 여러번의 섭취가 필요하며, 시간이 지남에 따라 설치류들의 유전적 저항성 발달로 약효가 감소하게 되었다(Drummond and Rennison, 1973; Thijssen, 1995; Pelz and Prescott, 2015; Endepols et al., 2007). 이러한 단점보완을 위해 브로마디올론(bromadialone)과 브로디파코움(brodifacoum) 등을 포함하는 2세대 항응고제가 개발되며 한번의 섭취로도 충분한 치사약량이 되도록 하였으나 치사에 이르기까지의 시간은 둘 다 유사하였다(Bukle and Eason, 2015; Witmer, 2019).

항응고 살서제는 전세계적으로 널리 사용되지만 자연환경상태에서 대체식량이 공급될 경우 수용 및 효능이 떨어지는 경우가 많다(Johnston et al. 2005). 따라서 이러한 문제점들을 감안하여 미끼의 선호성을 확인 할 수 있도록 살서제 시험법을 선택적시험법과 비선택적 시험법으로 나누어 본 실험에서는 시궁쥐에 대한 살서원제인 2종의 만성독성 살서물질(1세대 항응고제인 쿠마테트라릴과 2세대 항응고제인 플로쿠마펜)과 이들 제품의 제형별 살서효능 평가를 시행하여 각 시험법에 따른 이들의 활성을 비교하고자 하였다.


재료 및 방법

설치류

시험에 사용된 설치류는 체중이 약 150-200 g 사이의 시궁쥐(Rattus norvegicus Wistar Hannover GALASTM)를 ㈜샘타코바이오코리아(오산, 경기도)에서 구입하였다. 사육에 필요한 사료는 ㈜샘타코바이오코리아(Sam # 31)에서 구입하였다.

시험약제

쿠마테트라릴(coumatetralyl, 98%)과 플로쿠마펜(flocoumafen, 98%)은 Sigma-aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 살서제 제형별 실험을 위한 제품들은 쿠마테트라릴을 주성분(0.0375 g/100 g)으로 3가지 제형 중 파우더형태(tracking powder)와 페이스트제형(paste)은 바이엘크롭사이언스(주)에서 구입하였고, 쌀형태(rice)의 제품은 케이팜(김포, 경기도)에서 각각 구입하였다. 플로쿠마펜을 주성분으로 하는 제품(0.005 g/100 g)의 경우 쌀형태(rice)와 펠렛제형(pellet), 2종을 ㈜국보싸이언스(청주, 충청북도)에서 구입하였다.

생물검정

생물검정장치

시험용케이지는 중앙에 집합장소(60 × 60 × 40 cm)와 그 양옆으로 먹이공간(30 × 30 × 20 cm) 두 곳과 그 사이에 사각형(12 × 12 × 20 cm)의 통로로 구성되었다(Fig. 1).

Fig. 1.

Diagram of rodenticidal effect test

케이지의 재질은 시험동물의 상태관찰을 용이하게 하기위해 투명한 아크릴로 구성하였고, 사육환경의 조성을 위해 바닥에 베딩(GLP Bedding (Aspen Shaving), ㈜샘타코바이오코리아, 오산, 경기도)을 깔아주었다.

비선택적 시험법 (Non-choice test)

시험 전 시궁쥐는 7일간 생물검정 케이지에서 일반 먹이와 물을 공급하면서 실험환경에 순응시켰다. 순응 기간 중 먹이의 섭식량을 확인하고 정상적으로 먹지 못하는 개체는 실험에서 제외시켰다. 실험에 사용될 시궁쥐는 시험 전 하루 동안의 공복기를 준 후 실험을 진행하였다.

비선택적 시험법은 약제의 살서효과를 검정할 수 있는 가장 기본적인 방법으로 실험 1일차에 양쪽 먹이공간 모두 살서제가 처리된 살서제만을 공급하는 방법으로 먹이의 선택 없이 강제섭취하도록 한 후 먹이를 회수하여 무게를 측정하였으며, 2일차부터 살서제 처리가 안된 일반 먹이를 제공하였다. 하루에 먹는 섭식량과 치사시간, 치사율, 체중변화를 14일 동안 매일 조사하였다. 먹이통의 물은 매일 부족하지 않게 공급하였으며, 온도는 20 ± 2oC, 습도는 50~60%, 암조건에서 실험을 진행하였다.

쿠마테트라릴과 플로쿠마펜 원제에 대한 시궁쥐의 치사약량을 확인하기 위한 실험은 약제별로 다양한 약량(쿠마테트라릴 3농도와 플로쿠마펜 5농도)으로 에탄올에 희석한 다음 쥐사료와 혼합하여 흡수시켜주고 흄후드에 넣어 1시간동안 충분히 건조시킨 후 제공하였다.

살서제품시험의 경우 시험 첫날에 제품을 제공한 후 다음 날 회수하여 무게를 측정하고, 그 이후로는 살서제가 처리 안 된 먹이를 제공해주어 원제시험과 동일하게 진행하였다. 모든 실험은 케이지당 5마리씩 3반복으로 하였다.

선택적 시험법(Choice test)

모든 실험과정은 비선택적 시험법과 동일하나 먹이공간 한 곳에는 살서제품을 처리하고 다른 한 곳에는 일반먹이를 제공하여 제품의 제형별 선호성을 관찰하고자 하였다. 2종의 살서물질을 주성분으로 한 제품을 제형별로 각각 일반먹이와 3일 동안 동시에 처리 후 4일차부터 일반먹이만을 제공하였다. 선택적실험에서는 살서제품과 일반먹이의 섭식량을 비교하였고 치사시간, 치사율 그리고, 체중변화를 조사하였다.

자료분석

각 생물검정에 대한 치사율(mortality)과 평균 체중변화(weight change) 값은 Tukey’s studentized range test를 이용하였고, 살서원제에 대한 치사약량(lethal dose; LD)과 살서원제 및 살서제품에 대한 치사시간(lethal time; LT) 값은 probit analysis를 이용하여 계산하였다(SAS Institute, 2009).


결과 및 고찰

시궁쥐에 대한 살서원제의 치사활성실험

항응고 살서원제인 쿠마테트라릴과 플로쿠마펜을 이용하여 시궁쥐의 살서효과를 비선택적 시험법을 통하여 조사하였다(Table 1).

Lethal time and dose from two kinds of anticoagulants

쿠마테트라릴은 LD99값이 0.0176 g/100 g으로 나타났으며 플로쿠마펜은 0.00512 g/100g으로 조사되었다. 2종의 살서원제는 농도가 증가함에 따라 치사율도 증가하였고 시궁쥐의 치사 시간(lethal time)은 원제의 농도가 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 일반적으로 살서제품으로 판매되고 있는 쿠마테트라릴을 주성분으로 하는 제품은 함량이 0.0375 g/100 g으로 판매되고 있었으며 플로쿠마펜을 주성분으로 하는 제품들은 0.005 g/100 g으로 모든 제품들이 동일하게 판매되고 있었다. 실험 결과 쿠마테트라릴성분의 제품들은 원제에 비해 고농도로 생산되었고 플로쿠마펜을 주성분으로 하는 제품들은 통계수치와 유사한 약량으로 확인되는데 이러한 주성분의 함량 차이는 각 항응고제의 약제 특성상 1세대 항응고살서제는 여러번의 섭취를 필요로 하는 약제로 야외환경에서 살서효과가 나타나기 위해서는 고농도 처리가 필요할 것이고 2세대 항응고살서제는 한번의 섭취만으로도 살서효력이 나타나기 때문으로 생각된다(Bukle and Eason, 2015; Witmer, 2019; Drummond and Reinnison, 1973; Pelz and Prescott, 2015). 오히려 낮은 농도의 항응고 살서제의 사용은 저항성의 발달을 가속화하여 지난 4 0년간 항응고 살서제의 농도를 2배 가까이 올려 사용하고 있는 실정으로 적절한 살서제 약량 설정이 매우 중요하다(Frankova et al., 2019).

비선택적 시험법을 이용한 살서제품의 제형별 효과 탐색

쿠마테트라릴을 원제로 하는 각기 다른 제형의 제품 3종과 플로쿠마펜을 원제로 하는 2종의 제품을 이용하여 각각의 섭식량과 체중변화를 조사하였다(Fig. 2).

Fig. 2.

Feed intakes and changes in weight of rodents by each rodenticide formulation in non-choice bioassay (A and a, coumatetralyl products; B and b, flocoumafen products).

비선택적 시험법을 이용한 살서제품의 제형별 실험에서 시궁쥐에 대한 치사율은 모두 100%로 나타났다.

쿠마테트라릴을 주성분으로 하는 제품군에서는 페이스트(paste)제형을 가장 많이 섭식하였고 쌀(rice) 형태의 제형을 가장 적게 섭취하는 것으로 나타났으며 페이스트제형과 트래킹파우더(tracking powder) 제형은 3일차부터 섭취량이 급격히 감소하였으나 쌀형태의 제형은 3일차까지 섭취량의 변화가 크지 않았다(Fig. 2A). 먹이의 형태나 맛과 같은 유인요인들에 의해서 쥐들의 먹이 섭식행동과 관련되어 살서제 선호성에 매우 중요한 영향을 미친다(Syahputri and Priyambodo, 2020). 미끼에 대한 낯가림(거부반응)은 맛과 향에 영향을 많이 받게 되는데 미끼용 먹이에 계란, 설탕, 간장, 글루탐산나트륨(monosodium glutamate), 식용유 등의 향을 첨가하면 쥐의 섭취량이 증가하였다(Bhardwaj et al., 1984; Bhardwaj and Khan, 1979). 급성살서제(zinc phosphide)와 만성살서제(coumatetralyl)의 섭식량 비교 실험에서도 만성살서제 처리군의 쥐들이 더 많이 섭식하였는데 이는 만성살서제품의 미끼가 자극적인 향을 내지 않았기 때문이었다(Syahputri and Priyambodo, 2020). 본 실험에서도 제품의 제형에 따라 시궁쥐의 반응에 차이를 보였다.

쿠마테트라릴성분의 제품군의 체중변화를 조사한 결과 쌀형과 트래킹파우더형의 체중변화가 대조군과 큰 차이를 보이지 않은 것으로 조사된 반면에 페이스트제형은 약효의 발현으로 먹이 섭취량은 줄면서 생존기간이 길어져 대조군에 비해 비교적 적은 수준의 체중변화가 관찰된 것으로 보인다(Fig. 2a).

플로쿠마펜을 주성분으로 하는 제품군 중 펠렛(pellet)제형은 살서제의 섭식이 가장 많았으나 이후 먹이 섭취량이 급격히 감소하였다(Fig. 2B). 그에 반해 쌀형은 살서제 섭취량이 적었으나 이후 먹이 섭취량의 변화폭이 적게 나타났다. 미끼의 섭취량이 많으면 쥐체중 당 독성물질의 섭취량도 증가하여 쥐의 치사율도 더 증가하는데 펠렛제형은 대조구(control)보다 초기섭취량이 더 많은 것으로 보아 시궁쥐의 펠렛형에 대한 거부반응이 거의 없는 것으로 보이며 살서제 섭취량이 많았기 때문에 시궁쥐의 살서효과가 빨리 나타난 것으로 보인다. 비선택적실험을 이용하여 폴리네시아쥐(R. exulans)에 대한 인화아연(zinc phosphide) 펠렛제형을 처리했을 경우 다른 대체 먹이가 없음에도 살서제처리 먹이를 거부하여 60%의 치사율을 보였으나 곰쥐(R. rattus)는 100%의 치사율을 보였다(Pitt et al., 2011). 이처럼 약제처리 먹이에 대한 거부반응은 설치류의 종류, 살서제의 성분, 제품의 제형에 따라 활성의 차이를 보이게 된다.

2종의 성분 제품 중 쌀형에 대한 시궁쥐의 먹이 선호성은 조금 떨어지지만 섭취하면 살서효과를 나타내는 것에는 문제가 없는 것으로 보인다. 체중변화에서도 먹이 섭취량이 급감한 펠렛형의 변화폭이 적었는데 이는 빠른 치사로 인하여 시궁쥐가 체중변화하기에 시간적으로 충분하지 않았던 것으로 보이며 쌀형은 비교적 일반먹이의 섭식량이 4일차까지 꾸준히 이루어졌기 때문으로 생각된다(Fig. 2b). 쥐의 치사율과 살서제의 섭취량사이에는 관련성이 있는데 치사약량(lethal dose)을 섭취하면 치사하지만 살서제를 섭취했어도 치사약량 이하 즉, 아치사약량(sub-lethal dose)을 섭취하면 생존하게 된다(Fatmawati, 2015). 그러나 아치사약량에서도 죽기도 하는데 이것은 생존하기에 부적절한 조건에 놓이면 살서제를 포함하는 먹이를 소량 섭취하더라도 치사하게 되는 것이다(Syamsuddin, 2007).

선택적 시험법을 이용한 제품의 효과비교

대체먹이가 존재하는 자연환경상태에서 살서제가 효력을 보이기 위해 가장 중요한 것은 먹이의 적용방법 즉, 제형에 따라서 활성의 차이를 보인다(Quy et al., 1996; Witmer et al., 2007). 따라서 본 실험에서도 제품의 제형에 따른 효과를 평가하기 위하여 선택적 시험법을 이용하여 3일동안 살서제품과 일반먹이를 같이 처리하여 각 제품의 선호성을 관찰하였다(Fig. 3).

Fig. 3.

Comparison of feed intake preference and change in weight of rodent by each rodenticide formulation during 3 days under the choice bioassay (A, coumatetralyl paste type; B, coumatetralyl tracking powder type; C, coumatetralyl rice type; D, flocoumafen pellet type; E, flocoumafen rice type; F, weight change of each rodenticide).

쿠마테트라릴 성분의 페이스트제형과 트래킹파우더제형은 시궁쥐들이 제품보다는 일반먹이를 선호하는 것으로 나타났는데 특히 트래킹파우더제형에서는 살서제 처리한 먹이를 거의 섭취하지 않는 것으로 나타났다(Fig. 3B). 쌀제형은 1일차에 살서제에 대한 먹이 선호성이 떨어졌으나 2일차부터는 낯가림(poison-shyness)이 감소하여 일반먹이와 살서제 처리먹이의 섭식량 차이가 크지 않는 것으로 관찰되었다(Fig. 3C).

플로쿠마펜성분의 제품군에 대한 선택적 시험에서는 펠렛제형의 살서제의 섭취량이 매우 높은 것으로 나타났다(Fig. 3D). 이것은 일반먹이보다 펠렛제형의 살서제를 더 선호하는 것으로 비선택적 실험결과와 유사하였다. 쌀형태의 제형은 1일차에는 살서제에 대한 낯가림이 있는 것으로 보였으나 2일차에는 살서제의 섭취량이 증가 후, 다시 감소하는 양상을 보였다. 이와 같은 결과로 볼때 쿠마테트라릴성분과 플로쿠마펜을 주성분으로 한 살서제품 중 쌀형태의 제형에 대한 시궁쥐의 낯가림이 있음을 알 수 있었다. 플로쿠마펜을 이용한 말라얀들쥐(R. tiomanicus)를 대상으로 한 실험에서는실험실내 100%의 치사율을 보였으나 선택적 실험을 통해서 살서제품을 이용한 실험에서는 선호성도 낮고 4 0% 이하의 치사율을 보였다(Lee and Kamarudin, 1987). 그럼에도 불구하고 야외환경에서는 효과적으로 독성이 발휘되었다. 이러한 설치류들의 거부반응은 식물의 이차산물(plant secondary metabolites, PSMs)을 이용한 살서제에서도 나타나는데, 식물체 특유의 냄새로 인하여 설치류들의 섭식저해가 나타나고 이는 살서효과와 재섭취를 감소시킨다(Edlich and Stolter, 2012; Laitinen et al., 2004; Stolter et al., 2013). 그러나 이러한 효과를 이용한 섭식저해제 또는 기피제로 사용하여 작물의 피해를 줄일 수도 있다(Curtis et al., 2002; Fischer et al., 2013; Hansen et al., 2015).

선택적시험법에서 살서제품들이 시궁쥐 체중에 미치는 영향에 대하여 조사하였다(Fig. 3F).

쿠마테트라릴성분의 페이스트제형과 쌀제형을 처리하면 시궁쥐의 체중이 대조구보다 감소하는 것으로 나타났다. 이것은 살서제의 섭취량과도 관련이 있는 것으로 생각된다. 트래킹파우더제형은 시간이 지남에 따른 섭식량이 감소하였지만 살서제의 섭취량이 매우 적었기에 체중의 감소가 크지 않은 것으로 보인다.

플로쿠마펜성분의 제품 중 펠렛제형의 경우 매우 높은 살서제 선호성을 보여 살서제의 영향을 받아 체중의 변화가 거의 없는 것으로 보이나 쌀형의 경우 초기에 낯가림현상과 무처리먹이의 섭취량이 많았기에 체중의 증가가 관찰된 것으로 생각된다. 일반적으로 살서제의 섭취는 쥐체중의 감소로 나타나기도 하는데 이는 오랜기간 독성물질을 흡수하여 쥐체내에 독성물질의 축적으로 섭식저해가 발생하고 대사작용을 통하여 확실한 살서효과를 보이며 결국 죽음에 이르게 한다(Syamsuddin, 2007; Pakki et al., 2009). 그러나 본 실험에서는 제품의 성분과 제형에 따라 체중변화의 차이를 보였다.

비선택적 시험법과 선택적 시험법의 활성비교

항응고성 살서제에 대한 비선택시험법과 선택적시험법을 이용한 제품의 활성을 비교하였다(Table 2).

Comparison of time to death from rodenticides in non-choice and choice bioassays

쿠마테트라릴 성분의 제품과 플로쿠마펜 성분의 제품들 대부분 시험법과는 상관없이 100%의 살서효과를 보였으나 쿠마테트라릴의 트래킹파우더 제품은 선택적 실험에서 93.3%의 시궁쥐 치사율을 보였다. 이는 앞서 살서제 섭취량에서 조사 된 것과 같이 매우 적은양의 섭취 즉, 제품의 선호성이 낮아서 약효가 충분히 나타나지 않은 것으로 보인다.

제품마다 시궁쥐의 치사활성은 모두 높았으나 시험법에 따른 치사시간의 차이를 나타냈다. 선택적 실험은 3일차까지 살서제를 제공하였음에도 불구하고 제품 선호성에 따른 약제의 섭취량 차이로 LT값이 증가하거나 감소하는 치사시간의 차이가 나타나는 것으로 보인다. 쿠마테트라릴 성분의 트래킹파우더제형은 섭취 선호성이 매우 떨어지므로 강제적 섭취된 비선택적 실험보다 일반먹이가 함께 제공된 선택적 실험에서의 치사시간이 길게 나타났고 쌀형은 시궁쥐의 낯가림으로 초기 살서제의 섭취량이 적기 때문에 효과가 느리게 나타나는 것으로 보이나 선택적 실험에서 살서제처리 먹이를 3일간 처리하였기에 살서제 섭취량의 차이로 오히려 더 빠른 살서효과가 나타난 것으로 보인다(Fig. 4A). 페이스트제형도 3일간의 살서제 섭취로 오히려 LT값이 감소한 것으로 보인다.

Fig. 4.

Comparison of mortality by each rodenticide formulation during 14 days between non-choice and choice assays (A, coumatetralyl rodenticides; N-P, non-choice paste type; N-TP, non-choice tracking powder type; N-R, non-choice rice type; C-P, choice paste type; C-TP, choice tracking powder type; C-R, choice rice type; B, flocoumafen rodenticides; N-Pe, non-choice pellet type; N-R, non-choice rice type; C-Pe, choice pellet type; C-R, choice rice type).

플로쿠마펜성분의 쌀형은 쿠마테트라릴 성분 제품과 다르게 선택적 실험에서 시궁쥐의 치사시간이 길게 조사되었다(Fig. 4B). 이는 살서효과가 매우 늦게 나타나거나 시궁쥐의 낯가림현상으로 인하여 살서제를 매우 적게 섭식한 개체가 있을 수 있기에 개체별 차이가 LT값에 영향을 준 것으로 보인다. 본 연구에서도 페이스트제형의 경우 시궁쥐의 치사시간이 가장 길게 나타났는데 이는 시궁쥐 한 마리가 13일 차 까지 생존하였기 때문이다. 이에 반해 비선택적 실험에서는 치사율이 일정기간후 급격히 증가하여 높은 치사율을 보였다. 야외환경에서는 대체먹이의 존재와 기호성, 미끼의 상태, 사회적 상호작용, 저항성 등과 같은 요인들에 의해 먹이섭취기간이 길어지고 치사하기까지 기간이 지연됨으로 제품의 효과평가에 선택적 실험을 수행하는 것이 적합할 것이다(Jacob and Freise, 2011; Klemann and Pelz, 2015; Volfora and Stejskal, 2003; Volfora et al., 2011; Pelz and Presccote, 2015).

결과적으로 2종의 항응고 살서원제 및 제품들은 모두 높은 살서효과가 있는 것으로 조사되었다. 그러나 선택적 실험을 진행한 결과 자연환경상태에서는 살서제의 접근성과 먹이 선호성이 크게 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다. 그럼에도 불구하고 적은양이라도 섭취를 하면 높은 살서효과가 나타났기에 살서제 처리시 제형의 선택이 매우 중요하다 할 수 있다.

본 연구결과를 기초로 효과적인 살서제 제형 개발에 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.

Acknowledgments

본 논문은 본 결과물은 환경부의 한국환경산업기술원의 안심살생물제 관리기반기술개발사업의 지원을 받아 연구되었습니다(2019002490002).

이해상충관계

저자는 이해상충관계가 없음을 선언합니다.

References

  • Bhardwaj D, Khan JA, 1979. Effect of texture of food on baitshy behaviour in wild rats (Rattus rattus). J. Appl. Anim. Ethol. 5(4):361-367. [https://doi.org/10.1016/0304-3762(79)90106-8]
  • Bhardwaj D, Prakash I, 1984. Efficacy of three anticoagulant rodenticides for the control of poison-shy Rattus rattus. In Clark DO (Ed) Proceedings of the 11th Vertebrate Pest Conference. 6-8 March 1984. Vol. 11. Sacramento. CA. pp.82-83.
  • Buckle AP, Eason CT, 2015. Control method: chemical. In: Rodent pests and their control. 2nd edn. CAB International. Wallingford. pp.123-154.
  • Buckle AP, Smith RH, 1994. Rodent Pests and their Control CAB International. Wallingford. UK. pp.127-160. [https://doi.org/10.1079/9781845938178.0123]
  • Clark RJ, 1958. Report to the government of the Philippines on the control of field rats in Mindanao. FAO Report No. 785:1-29.
  • Cole FR, Loope LL, Medeiros AC, Howe CE, Anderson LJ, 2000. Food habits of introduced rodents in high-elevation shrubland of Haleakala National Park. Maui. Hawaii. Pacific Sci. 54(4):313-329.
  • Copson GR, 1986. The diet of the introduced rodents Mus musculus and Rattus rattus on subantarctic Macquarie Island. Aust. Wildl. Res. 13(3):441-445.
  • Curtis PD, Rowland ED, Good GL, 2002. Developing a plant-based vole repellent: screening of ten candidate species. Crop Prot. 21(4):299-306. [https://doi.org/10.1071/WR9860441]
  • Drummond DC, Rennison BD, 1973. The detection of rodent resistance to anticoagulants. Bull. World Health Organ. 48(2):239-242. [https://doi.org/10.1016/S0261-2194(01)00101-6]
  • Eason CT, Murphy EC, Wright GRG, Spurr EB, 2002. Assessment of risks to brodifacoum to non-target birds and mammals to New Zealand. Ecotoxicology. 11:35-48.
  • Edlich S, Stolter C, 2012. Effects of essential oils on the feeding choice by moose. Alces. 48:17-25. [https://doi.org/10.1023/A:1013793029831]
  • Endepols SE, Prescott CV, Klemann N, Buckle AP, 2007. Susceptibility to the anticoagulants bromadiolone and coumatetralyl in wild Norway rats (Rattus norvegicus) from the UK and Germany. Int. J. Pest Manag. 53(4):285-290.
  • Fatmawati, 2015. Preferensi makan tikus pohon dan tikus rumah terhadap umpan danrodentisida. Bogor: IPB University (In Indonesian) [https://doi.org/10.1080/09670870701427045]
  • Fischer D, Imholt C, Prokop A, Jacob J, 2013. Efficacy of methyl nonyl ketone as an in-soil repellent for common voles (Microtus arvalis) Pest Manag. Sci. 69(3):431-436.
  • Frankova M, Stejskal V, Aulicky R, 2019. Efficacy of rodenticide baits with decreased concentrations of brodifacoum: Validation of the impact of the new EU anticoagulant regulation. Sci. Rep. 9:16779-16779. [https://doi.org/10.1002/ps.3426]
  • Hansen SC, Stolter C, Jacob J, 2015. The smell to repel: the effect of odors on the feeding behavior of female rodents. Crop Prot. 78:270-276. [https://doi.org/10.1038/s41598-019-53299-8]
  • Hoare JM, Hare KM, 2006. The impact of brodifacoum on non-target wildlife: gaps in knowledge. N. Z. J. Ecol. 30(2):157-167. [https://doi.org/10.1016/j.cropro.2015.09.019]
  • Jacob J, Freise JF, 2011. Food choice and impact of food sources from farms on blood coagulation in rodenticide resistant Norway rats. Crop Prot. 30(11):1501-1507.
  • John A, 2014. Rodent outbreaks and rice pre-harvest losses in Southeast Asia. Food Secur. 6(2):249-260. [https://doi.org/10.1016/j.cropro.2011.06.009]
  • Johnston JJ, Nolte DL, Kimball BA, Perry KR, Hurley JC, 2005. Increasing acceptance and efficacy of zinc phosphide rodenticide baits via modification of the carbohydrate profile. Crop Prot. 24(4):381-385. [https://doi.org/10.1007/s12571-014-0338-4]
  • Klemann N, Pelz HJ, 2005. Studies on food selection behaviour of the Norway rat (Rattus norvegicus) on farms J. Pesticide Sci. 78(1):45-52. [https://doi.org/10.1016/j.cropro.2004.09.006]
  • Laitinen ML, Julkunen-Tiitto R, Yamaji K, Heinonen J, Rousi M, 2004. Variation in birch bark secondary chemistry between and within clones: implications for herbivory by hares. Oikos. 104(2):316-326. [https://doi.org/10.1007/s10340-004-0066-1]
  • Lee CH, Kamarudin KA, 1987. Rodenticide use and development in Malaysia. MARDI Res. Bull. 15(2):129-134. [https://doi.org/10.1111/j.0030-1299.2004.12793.x]
  • Leung LKP, Seth S, Starr CR, El S, Russell IW, et al., 2007. Selecting bait base to increase uptake of zinc phosphide and warfarin rodenticide baits. Crop Prot. 26(8):1281-1286. [https://doi.org/10.1016/0305-750X(87)90151-3]
  • Newman DG, 1994. Effects of a mouse, Mus musculus, eradication programme and habitat change on a lizard populations on Mana Island, New Zealand, with special reference to McGregor's skink, Cyclodina macgregori. N. Z. J. Zool. 21(4):443-456. [https://doi.org/10.1016/j.cropro.2006.11.002]
  • Pakki T, Taufik M, dan Adnan AM, 2009. Studi Potensi Rodentisida Nabati Biji Jengkol untuk Pengendalian Hama Tikus pada Tanaman Jagung. Prosiding.Seminar Nasional Serealia.Balai Penelitian Tanaman SerealiaSulawesi Tenggara. 378-382. [https://doi.org/10.1080/03014223.1994.9518015]
  • Pelz HJ, Prescott CV, 2015. Resistance to anticoagulant rodenticides. In Buckle, A.P., and Smith, R.H. (Ed.) Rodent pests and their Control, 2nd edition. CAB International. Wallingford. pp.187-208
  • Pitt WC, Driscoll LC, Sugihara RT, 2011. Efficacy of rodenticide baits for the control of three invasive rodent species in Hawaii. Arch. Environ. Con. Tox. 60(3):533-542. [https://doi.org/10.1079/9781845938178.0187]
  • Prakash I, 1988. Bait shyness and poison aversion. In Prakash, I. (Ed.), Rodent Pest Management. CRC Press. Boca Raton. FL pp.321-329. [https://doi.org/10.1007/s00244-010-9554-x]
  • Quy RJ, Cowan DP, Morgan C, Swinney T, 1996. Palatability of rodenticide baits in relation to their effectiveness against farm populations of the Norway rat. Proc. Vertebr. Pest Conf. 17:133-138. [https://doi.org/10.1201/9781351076456-18]
  • Rowe‐Rowe DT, Green B, Crafford JE, 1989. Estimated impact of feral house mice on sub-Antarctic invertebrates at Marion Island [Indian Ocean]. Polar Biol. 9(7):457-460.
  • Ruscoe WA, Murphy EC, 2005. House mouse. In King, C.M. (Ed.)., The handbook of New Zealand mammals. Oxford University Press. Melbourne. pp.204-221. [https://doi.org/10.1007/BF00443233]
  • SAS Institute (2009) SAS users guide; statistics, version 9.1 ed. SAS Institute. Cary. NC.
  • Stolter C, Ball JP, Julkunen-Tiitto R, 2013. Seasonal differences in the relative importance of specific phenolics and twig morphology result in contrasting patterns of foraging by a generalist herbivore Can. J. Zool. 91(5):338-347.
  • Syahputri DAA, Priyambodo S, 2020. Flavor ingredients in the rodenticide formulation to improve consumption rate and mortality of house rat (Rattus tanezumi L.) IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 468:012005. [https://doi.org/10.1139/cjz-2012-0270]
  • Syamsuddin, 2007. Tingkah laku tikus dan pengendaliannya. Prosiding Seminar Ilmiah dan Pertemuan Tahunan PEI dan PFI XVIII Maros Indonesia. Maros: Balai Penelitian Tanaman Serealia. (In Indonesian) [https://doi.org/10.1088/1755-1315/468/1/012005]
  • Thijssen HHW, 1995. Warfarin-based rodenticides: mode of action and mechanism of resistance. Pestic. Sci. 43(1):73-78.
  • Volfova R, Stejskal V, 2003. How mice choose among different bait-stations in a new environment: the role of design and conspecific-odour contamination. Int. Pest Control. 45(4):190-192. [https://doi.org/10.1002/ps.2780430112]
  • Volfova R, Stejskal V, Aulicky R, Frynta D, 2010. Presence of conspecific odours enhances responses of commensal house mice (Mus musculus) to bait stations Int. J. Pest Manag. 57(1):35-40.
  • Witmer G, 2019. The changing role of rodenticides and their alternatives in the management of commensal rodents. Hum–Wildl. Interact. 13(2):186-199. [https://doi.org/10.1080/09670874.2010.503285]
  • Witmer G, Eisemann JD, 2007. Rodenticide use in rodent management in the United States: An overview. In Nolte DL, Arjo WM, Stalman D, (Ed.) Proceedings of the 12th Wildlife Damage Management Conference. Corpus Christi. Texas. pp. 160-167. Washington. DC: The Wildlife Damage Management Working Group. the Wildlife Society.
Author Information and Contributions

Seong Bin Park, Department of Plant Medicine, Chungbuk National University, Master student, http://orcid.org/0000-0001-9151-5390

Tae Il Eom, Department of Plant Medicine, Chungbuk National University, Master student

Hyun Kyung Kim, Department of Plant Medicine, Chungbuk National University, Doctor of Philosophy

Gil-Hah Kim, Department of Plant Medicine, Chungbuk National University, Professor, http://orcid.org/0000-0001-6256-8759

Research design; Kim G-H, Kim HK, Investigation; Park SB, Eom TI, Data analysis; Kim HK, Writing – original draft preparation; Kim HK, Park SB, Writing – review & editing; Kim G-H, Kim HK.

Fig. 1.

Fig. 1.
Diagram of rodenticidal effect test

Fig. 2.

Fig. 2.
Feed intakes and changes in weight of rodents by each rodenticide formulation in non-choice bioassay (A and a, coumatetralyl products; B and b, flocoumafen products).

Fig. 3.

Fig. 3.
Comparison of feed intake preference and change in weight of rodent by each rodenticide formulation during 3 days under the choice bioassay (A, coumatetralyl paste type; B, coumatetralyl tracking powder type; C, coumatetralyl rice type; D, flocoumafen pellet type; E, flocoumafen rice type; F, weight change of each rodenticide).

Fig. 4.

Fig. 4.
Comparison of mortality by each rodenticide formulation during 14 days between non-choice and choice assays (A, coumatetralyl rodenticides; N-P, non-choice paste type; N-TP, non-choice tracking powder type; N-R, non-choice rice type; C-P, choice paste type; C-TP, choice tracking powder type; C-R, choice rice type; B, flocoumafen rodenticides; N-Pe, non-choice pellet type; N-R, non-choice rice type; C-Pe, choice pellet type; C-R, choice rice type).

Table 1.

Lethal time and dose from two kinds of anticoagulants

Anticoagulant Dose
(g/100 g)
Mortality
(%)
LTa)50
(day, 95% FL)
LT99
(day, 95% FL)
Slope ± SE LDb)50
(g/100g, 95% FL)
LD99
(g/100g, 95% FL)
Slope ± SE
a) LT indicates lethal time
b) LD indicates lethal dose
Coumatetralyl 0.005 20.0 ± 0.0 14.5
(11.9-21.1)
57.7
(34.0-163.0)
3.90 ± 0.65 0.007
(0.0065-0.0076)
0.0176
(0.015-0.022)
3.40 ± 0.60
0.01 80.0 ± 11.5 6.1
(5.4-6.8)
13.1
(9.7-27.0)
6.80 ± 1.16
0.02 100 ± 0.0 5.7
(5.6-5.8)
8.3
(7.9-8.9)
14.30 ± 1.07
Flocoumafen 0.0005 20.0 ± 11.5 28.2
(22.2-41.2)
340
(167.5-1071)
2.96 ± 0.46 0.00106
(0.00049-0.0016)
0.00512
(0.0027-0.1963)
3.39 ± 0.76
0.001 40.0 ± 11.5 14.5
(12.7-17.8)
97.6
(59.6-222.1)
3.41 ± 0.48
0.0015 60.0 ± 11.5 11.2
(10.6-12.0)
45.4
(37.3-58.5)
4.00 ± 0.43
0.002 80.0 ± 11.5 8.0
(7.3-8.7)
22.9
(18.5-32.0)
6.61 ± 0.47
0.0025 100 ± 0.0 5.9
(5.2-6.5)
20.7
(16.7-28.6)
4.07 ± 0.41

Table 2.

Comparison of time to death from rodenticides in non-choice and choice bioassays

Anticoagulant Formulation Method Mortality
(%)
Time to death
(day)
LTa)50
(day, 95% FL)
LT99
(day, 95% FL)
Slope ± SE
a) LT indicates lethal time
Coumatetralyl Paste Non-choice 100 ± 0.0 3 – 14 5.7
(5.4 – 5.9)
15.3
(14.1 – 16.8)
5.40 ± 0.26
Choice 100 ± 0.0 4 – 14 5.9
(5.5 – 6.3)
14.6
(12.8 – 17.4)
5.93 ± 0.48
Tracking powder Non-choice 100 ± 0.0 4 – 9 5.9
(5.4 – 6.5)
11.3
(9.5 – 16.2)
8.21 ± 1.21
Choice 93.3 ± 6.67 4 – 12 6.4
(5.9 – 6.9)
15.6
(13.6 – 18.9)
6.04 ± 0.52
Rice Non-choice 100 ± 0.0 4 – 9 5.8
(5.6 – 6.1)
9.2
(8.4 – 10.4)
11.90 ± 1.09
Choice 100 ± 0.0 5 – 8 5.6
(5.2 – 6.0)
8.8
(7.8 – 11.0)
11.93 ± 1.63
Flocoumafen Pellet Non-choice 100 ± 0.0 4 – 10 5.9
(5.7 – 6.1)
11.0
(10.3 – 12.0)
8.57 ± 0.51
Choice 100 ± 0.0 4 – 13 5.5
(4.9 – 5.8)
13.1
(11.3 – 16.0)
5.99 ± 0.54
Rice Non-choice 100 ± 0.0 4 – 10 5.9
(5.4 – 6.4)
10.2
(9.0 – 12.9)
9.74 ± 1.60
Choice 100 ± 0.0 5 – 13 8.2
(7.5 – 8.75)
21.2
(17.9 – 45.7)
5.85 ± 0.56