The Korean Society of Pesticide Science

Current Issue

The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 24 , No. 2

[ ORIGINAL ARTICLES ]
The Korean Journal of Pesticide Science - Vol. 23, No. 4, pp.280-288
Abbreviation: Korean J. Pestic. Sci.
ISSN: 1226-6183 (Print) 2287-2051 (Online)
Print publication date 31 Dec 2019
Received 04 Nov 2019 Revised 15 Nov 2019 Accepted 20 Nov 2019
DOI: https://doi.org/10.7585/kjps.2019.23.4.280

사과원에서 노린재류 생태 및 살충제 실내 검정
김세진 ; 이동혁 ; 남종철 ; 이동용 ; 김지원*
농촌진흥청 국립원예특작과학원 사과연구소

Ecology and Chemical Control of Two Stink Bugs in Apple Orchards
Se Jin Kim ; Dong-Hyuk Lee ; Jong-Chul Nam ; Dong-Yong Lee ; Ji Won Kim*
Apple Research Institute, National Institute of Horticultural & Herbal Science, Rural Development Administration, Gunwi 39000, Republic of Korea
Correspondence to : *E-mail: kjw99341018@korea.kr

Funding Information ▼

초록

본 연구는 사과원 주요 노린재류의 발생 소장과 중생종 사과에 대한 노린재류의 피해 양상을 조사하고, 썩덩나무노린재에 대한 8가지 약제의 접촉 독성을 평가하기 위해 수행하였다. 국내 사과원에 피해를 주는 주된 노린재는 갈색날개노린재와 썩덩나무노린재로 집합페로몬트랩을 이용해 발생량과 발생시기를 조사하였다. 갈색날개노린재는 4월 하순부터 5월 중순까지 발생피크를 보였고, 10월 중순까지 지속적으로 발생하였다. 썩덩나무노린재는 4월 중순부터 지속적으로 발생하여 9월 중순부터 10월 중순까지 발생피크를 보였다. 중생종인 국내 육성 신품종 ‘아리수’ 사과에 대한 노린재류의 가해시기별 피해 양상을 확인한 결과 노린재 종간 피해 양상은 차이가 없었고 만생종 품종인 ‘후지’에서의 가해 시기별 피해 양상과도 거의 유사했다. 썩덩나무노린재에 대한8가지 약제의 접촉 독성 평가 결과, 처리후 24시간부터 피레스로이드 성분 단제와 혼합제가 높은 살충률을 보였다.

Abstract

This study was conducted to investigate the seasonal occurrence and fruit damage characteristics of two stink bugs in apple orchards and to assess the contact toxicity of eight insectides for Halyomorpha halys. Two stink bugs in apple orchards are brown-winged stink bug (Plautia stali, BWSB) and brown marmorated stink bug (H. halys, BMSB). The seasonal fluctuation was investigated using commercial aggregation pheromone traps in apple orchards. BWSB were showed peak of late April to mid May and continuously occurred until mid October. BMSB were occurred from late April to mid October and peaked to mid October from mid September. In investigation on fruit damage characteristics of two kinds of stink bug on ‘Arisoo’, the new domestic mid-maturing apple variety, fruit damage characteristics between two kinds of stink bug are not significantly different. Also fruit damage characteristics of ‘Arisoo’ are similar to those of ‘Fuji’, the late- maturing apple variety. In contact toxicity test on BMSB with 8 insecticides, single pyrethroid formulation and mixed formation with pyrethroids showed high mortality from 24 h after the treatment.


Keywords: Apple, Contact toxicity, Damage characteristics, Pyrethroid, Stink bug
키워드: 사과, 접촉 독성, 피해 양상, 피레스로이드, 노린재

서 론

우리 나라의 사과 해충은 문헌상 312종으로 과수 중 가장 많이 기록되어 있으며(RDA, 1988), 1993년부터 2015년까지 국립원예특작과학원 사과연구소가 전국 사과 재배 주산지에 발생하는 해충과 천적의 종류를 조사한 결과 65종의 해충과 21종의 천적이 발생하는 것으로 알려져 있다(RDA, 2017). 사과나무와 과실에 경제적인 피해를 야기하는 주요해충으로 점박이응애, 사과응애, 복숭아순나방과 복숭아심식나방, 노린재류 등 10여종 이상이 있으며(Lee et al., 2007; Choi et al., 2010), 이들 중 노린재류는 2000년 이전까지 크게 문제가 되지 않았지만 2000년 이후 사과와 더불어 배, 복숭아 등 과수에서 피해를 주고 있다(Choi et al., 2010; Kim et al., 2011; Lee et al., 2015). 노린재류의 증가 이유는 아직 명확하지 않으나 기후온난화와 함께 농·산림 생태계의 작부 방식 및 체계 변화 등이 원인으로 제시되고 있다(Bae et al., 2008; Lim, 2013).

국내 사과를 가해하는 노린재류로 알락수염노린재(Dolycoris baccarum), 톱다리개미허리노린재(Riptortus pedestris), 풀색노린재(Nezara antennata), 썩덩나무노린재(Halyomorpha halys), 갈색날개노린재(Plautia stali) 등이 있으며(Choi et al., 2010; Lee et al., 2015) 이중 썩덩나무노린재와 갈색날개노린재는 한국과 일본에서 특히 사과와 단감을 비롯한 과수에 큰 피해를 주는 것으로 보고되어 있다(Lee et al., 2002). 노린재류의 피해를 받은 사과 과실은 피해 부위가 둥글게 움푹 들어가 우박으로 인한 피해나 칼슘 결핍으로 인한 생리 장해인 고두 증상과 비슷하지만 가운데가 노린재의 구침으로 찌른 흔적이 있고 주로 과실 윗부분이나 몸통 부분에 집중적으로 피해를 받아 앞의 증상과는 구분이 된다(Kim and Ko, 2014; Lee et al., 2015). 더불어 과실의 피해가 20~30일 경과되면 피해 부위가 붉은색이 되고, 피해 부위의 껍질 아래 속은 갈색으로 코르크화 된다(RDA, 2017).

국내 사과와 관련된 노린재류의 연구로 Choi et al. (2010)이 사과원 톱다리개미허리노린재의 발생 생태와 사과 후지 품종을 대상으로 노린재 피해에 관한 연구를 진행하였으며, Lee et al. (2015)은 썩덩나무노린재와 갈색날개노린재를 대상으로 단일 계통의 농약에 대한 생물 활성 평가를 진행하여 사과원 노린재 방제 약제에 대한 기초 정보를 제시하였다. 그러나 최근까지 사과 노린재류 피해의 증가에도 불구하고 사과원에 발생하는 노린재류에 대한 발생 생태 연구가 미흡하고 노린재 방제 약제로 새로운 살충제들이 등록되고 있어, 노린재류의 발생 생태 연구와 효과적인 살충제 선발이 필요하다. 따라서 본 연구는 국내 사과원에 피해를 주는 노린재류 중 썩덩나무노린재와 갈색날개노린재의 발생량과 발생 시기를 조사하고, 중생종인 ‘아리수’ 사과에 대한 두 노린재류의 피해 양상을 비교하였다. 또한 사과원 노린재류 방제를 위해 사과 노린재류에 등록된 살충제 중 단제와 혼합제를 아울러 8종을 선발하여 썩덩나무노린재에 대한 접촉 독성을 확인하였다.


재료 및 방법
사과원 노린재류 발생소장 조사
갈색날개노린재 및 썩덩나무노린재 발생 소장

경상북도 군위군에 위치한 사과연구소 시험포장에서 2016년부터 2018년까지 노린재 집합페로몬트랩(Green Agro Tech, Gyeongsan, Korea)을 이용해 사과원에 피해를 주는 두 종의 노린재인 썩덩나무노린재와 갈색날개노린재의 발생밀도를 조사하였다. 갈색날개노린재 집합페로몬의 주요 성분은 methyl (2E,4E,6Z)-decatrienoate (CAS No.: 51544-64-0)이며, 썩덩나무노린재는 murgantiol (CAS No.: 1030630-94-4)이다. 집합페로몬트랩 설치는 사과연구소 시험포장내 100 m 이상 거리를 두어 3개소를 선정하였고, 선정된 곳의 트랩은 사과나무와 2~3 m 이상의 거리를 두고 울타리에 설치하였다. 주 2~3회 집합페로몬트랩의 노린재 유살수를 조사하였으며 유살된 노린재 종을 구분하고 각 종의 암, 수와 약충·성충을 분류하였다. 집합페로몬 루어는 35일 간격으로 교체하였고, 조사 결과는 순별로 정리하여 연간 발생 밀도 변화를 비교하였다.

주요 노린재류의 가해 시기별 피해 양상
실험곤충

갈색날개노린재와 썩덩나무노린재는 집합페로몬트랩과 포충망을 이용하여 채집한 뒤 사육실에서 하루 이상 안정화 기간을 거친 후 사용하였다. 실내 사육 조건은 온도 25±3oC, 광주기 16L:8D, 상대습도 60%로 유지했으며, 사육 상자내 상토를 깔고 수분을 공급하며 건조하지 않게 유지했다. 페페로미아, 땅콩, 백태 등을 먹이원으로 제공하였다.

2종 노린재의 인공 접종 및 가해시기별 피해 양상 관찰

중생종인 국내 육성 신품종 ‘아리수’ 사과에 대해 썩덩나무노린재와 갈색날개노린재의 가해시기별 피해 양상을 조사하였다. 24시간 동안 먹이를 제공하지 않은 노린재의 암컷과 수컷 각각 3마리씩을 하나의 과실에 접종하였다. 노린재 접종 시기는 6월 상순부터 8월 중순까지 하였다. 6월은 상순에 만 접종하였고, 7월부터 8월까지는 15일 간격으로(7월 상순, 7월 중순, 8월 상순, 8월 중순)으로 접종하였다. 접종 48시간 후 흡즙 구멍을 육안으로 확인하고 접종한 노린재를 제거하였다. 이후 10~15일 간격으로 피해 양상을 관찰하였다.

썩덩나무노린재 약제 실내 검정
처리 약제 선발

처리 약제는 사과 노린재류에 등록된 약제들 중 단제와 혼합제를 아울러 8종을 선발하였다. 처리 약제는 단제 5종(Dinotefuran, Bifenthrin, Etofenprox, Clothianidin)과 혼합제 3종(Dinotefuran + Etofenprox, Buprofezin + Dinotefuran, Chlorantraniliprole + Cyhalothrin(λ-))이다. 약제의 계통별로는 네오니코티노이드계 2종, 합성피레스로이드계 2종, 클로 로니코티닐계 1종, 네오니코티노이드계 +합성피레스로이드계 1종, 티아디아진계 + 네오니코티노이드계 1종, 디아마이드계+합성피레스로이드계 1종 등 이다. 이들 살충제에 대한 일반명, 유효성분량, 제형 및 추천농도(ppm)는 Table 1과 같다.

Table 1. 
List of insecticides used for contact toxicity test
Insecticide Trade name AIa) (%) Formulationb) RCc) (ppm)
Neonicotinoids
Dinotefuran O 10 WP 100
Dinotefuran P 20 WG 100
Synthetic pyrethroids
Bifenthrin Ca 8 WG 20
Etofenprox T 10 WP 100
Chloronicotinyles
Clothianidin B 8 SC 40
Mixtures
Dinotefuran + Etofenprox Ch 5 + 8 WP 130
Buprofezin + Dinotefuran G 20 + 15 WP 175
Chlorantraniliprole + Cyhalothrin (λ-) A 9.26 + 4.63 SC 17
a) Active ingredient.
b) WP=Wattable powder, WG=Water dispersible granule, SC=Suspension concentrate.
c) Recommneded concentration.

썩덩나무노린재 약제 실내 검정

실험에 사용한 썩덩나무노린재는 트랩과 포충망을 이용해 채집한 뒤, 사육실에서 안정화 기간을 거친 후 사용하였다. 실험실내에서 썩덩나무노린재 성충에 대한 선발 약제 8종의 접촉 독성은 노린재 성충을 10마리씩 넣고 추천 농도로 희석한 약액를 충분히 분무해 몸체에 묻게 한 뒤, 소독된 핀셋을 이용해 5마리씩 트위스트팩(지름 11 cm ×높이 17 cm, Forc&Art, Korea)에 옮겼다. 각각의 트위스트팩에는 땅콩과 물을 제공하였고, 각 약제 처리당 6반복씩 진행하였다. 약제처리 후 3 h, 6 h, 12 h, 24 h, 48 h, 72 h에 생충수를 조사하였다. 썩덩나무노린재의 보정살충률(%)은 (1 − a / b) × 100으로 산출하였다. 이때 a는 처리구의 노린재 생충률이고 b는 무처리구의 생충률이다.


결과 및 고찰
사과원내 노린재류 발생 밀도 변화

사과원내 갈색날개노린재와 썩덩나무노린재는 주로 4월부터 10월까지 발생하였다. 갈색날개노린재와 썩덩나무노린재 모두 4월 상·중순에 월동 성충이 나오기 시작했으며, 이 시기에 확인되는 갈색날개노린재 성충은 월동태로 몸이 전체적으로 갈색을 띠는 경우가 많았다(S. J. Kim, unpublished observation). 갈색날개노린재는 4월 하순부터 5월 중순까지 발생피크를 보였고, 10월 중순까지 지속적으로 발생하였다(Fig. 2). 썩덩나무노린재는 4월 중순부터 지속적으로 발생하여 9월 중순부터 10월 중순까지 발생피크를 보였다(Fig. 3). 갈색날개노린재와 썩덩나무노린재는 아시아 원산 지역에서는 연간 1~2세대를 경과하는 것으로 알려져 있다(Lee et al., 2003; Bae et al., 2008; Huh et al., 2005; Leskey et al., 2012a).


Fig. 1. 
Contact toxicity of eight insecticides to Halymorpha halys in laborotary condition (O=Dinotefuran, P=Dinotefuran, Ca=B ifenthrin, T=Etofenprox, B=Clothianidin, Ch=Dinotefuran + Etofenprox, G=Buprofezin + Dinotefuran, A=Chlorantraniliprole + Cyhalothrin (λ-)).


Fig. 2. 
Seasonal occurrence of Plautia stali from apple orchards in Gunwi (2016-2018).


Fig. 3. 
Seasonal occurrence of Halymorpha halys from apple orchards in Gunwi (2016-2018).

유살된 성충의 성비는 암컷이 수컷보다 썩덩나무노린재는 약 1.2~1.5배, 갈색날개노린재는 약 0.9~1.8배 더 많이 유살되었다. Lee et al. (2002)은 4월부터 8월까지 감 과원에 설치한 집합페로몬트랩에 유살된 썩덩나무노린재는 암컷이 수컷에 비해 2.0배, 갈색날개노린재는 암컷이 수컷에 비해 1.9~5.3배 많이 유살된다고 하였으며, Leal et al. (1995)은 톱다리 개미허리노린재 또한 암컷이 수컷보다 집합페로몬트랩에 더 많이 유살된다고 보고하였다. 대부분 암컷이 수컷에 비해 많이 유살되지만, 기주 식물이 나 발생 환경에 따라서 정도의 차이가 나타나는 것으로 여겨진다.

2종 노린재의 가해 시기별 피해 양상 변화

6월 상순 ‘아리수’ 사과에 갈색날개노린재와 썩덩나무노린재를 접종한 경우 두 종 모두 일주일까지 가해하지 않았다. 그러나 6월 가해 여부를 확인하기 위해 접종 노린재를 제거하지 않고 유지한 결과 6월 하순부터 피해가 나타났으며 가해받은 과실은 정상적으로 비대하지 않고 낙과하였다(Fig. 4A). 7월 상순에 가해한 경우는 가해 15일 후부터 가해 부위가 약간 함몰되고 수침상이 형성되면서 피해 부위가 확연히 관찰되었다(Fig. 4B). 7월 중순에 가해한 경우 가해 5일 후부터 가해 부위에 수침상이 형성되면서 육안으로 피해 부위를 확인할 수 있었다(Fig. 4C). 8월 상순에 가해한 경우 가해 15일 후부터 가해 부위가 약간의 함몰을 동반하며 붉게 착색돼, 피해 부위를 용이하게 확인할 수 있었다(Fig. 4D). 8월 중순에 가해한 경우 수확기까지 피해 부위가 눈에 띄게 변하지 않았다(Fig. 4E).


Fig. 4. 
Damage Characteristics of P. stali and H. halys on ‘Arisoo’ apple fruit(A, June; B, early July; C, mid July; D, early August; E, mid August).

Funayama (1996)에 의하면 노린재가 가해한 사과는 초기 흡즙 피해를 구별하기 어렵지만, 점차 피해 부위가 진녹색으로 변하면서 움푹 파이고 그 아래에 스펀지화를 동반한 탈색이 진행된다고 하였다. Choi et al. (2010)이 ‘후지’ 사과에서 알락수염노린재와 톱다리개미허리노린재의 피해 양상을 확인한 결과 또한 Funayama (1996)와 유사하였다. 본 실험의 ‘아리수’ 사과에 대한 썩덩나무노린재와 갈색날개노린재의 피해 양상 또한 Funayama (1996)Choi et al. (2010)과 유사한 결과를 보였으며, 두 종의 피해 양상은 큰 차이를 보이지 않았다.

‘아리수’ 재배 농가의 경우 수확기인 8월 하순부터 9월 상순에 Fig. 4와 같은 심한 함몰이나 코르크화 등의 노린재 피해가 발생하는 사과원은 7월을 주 방제시기로 하여 적절한 약제를 살포하여야 할 것으로 판단된다.

썩덩나무노린재 약제 실내 살충력 검정

선발한 8가지 약제를 이용해 썩덩나무노린재 성충을 대상으로 접촉 독성을 평가하였다. Dinotefuran, Clothianidin, Buprofezin + Dinotefuran을 살포한 처리구에서 약제 처리 3시간부터 6시간 사이에 썩덩나무노린재 성충이 일시적으로 움직임을 멈추었다가(moribund) 회복하는 현상을 보였다. 여러 연구에서 살충제 접촉시 노린재류가 일시적으로 움직임을 멈추었다가 회복하는 현상이 관찰되고 있으나(Tillman and Mullinix, 2004; Nielsen et al., 2008; Leskey et al., 2012b; Morrison et al., 2016) 회복의 메커니즘에 대한 보고는 없다. Nielsen et al. (2008)이 피레스로이드 물질에 대해 24시간에서 48시간 이내에 이런 현상이 발생한다고 보고한 것과 같이 주로 피레스로이드계 살충제에서 보고되어 있으며, 네오니코티노이드계인 Dinotefuran에서도 보고된 바 있다(Morrison et al., 2016).

썩덩나무노린재 성충은 약제 처리후 6시간과 12시간에는 Clothianidin이 가장 높은 보정사충률을 보였다. 처리후 24시간부터 Dinotefuran + Etofenprox와 Etofenprox가 70% 이상의 보정사충률을 보였다. 처리후 48시간과 72시간에는 Bifenthrin과 Dinotefuran + Etofenprox가 90% 이상의 높은 보정사충률을 보였다. 특히 처리후 72시간에 Bifenthrin은 100%의 보정사충률을 보였다. 높은 살충 효과를 보인 약제는 Bifenthrin이나 Etofenprox와 같은 피레스로이드계 물질을 포함하였다. 썩덩나무노린재를 대상으로 한 많은 약제효과 검정 실험에서 피레스로이드계 약제가 높은 살충 효과를 보이며, 특히 Bifenthrin은 피레스로이드계 약제 중에서도 썩덩나무노린재에 대한 살충 효과가 가장 높은 것으로 알려져 있다(Nielson et al., 2008; Krawczyk, 2011; Morrison et al., 2016; Cira et al., 2017).

썩덩나무노린재에 대한 여러 살충제의 독성 연구에서 네오니코티노이드계 살충제는 피레스로이드계와 비슷하거나 약간 낮은 정도의 살충력을 가진다고 알려져 있다(Nielson et al., 2008; Krawczyk, 2011). 본 실험에서 Dinotefuran을 포함한 살충제는 처리후 3시간에서 6시간 사이 일시적으로 기절하는 현상을 보인뒤 다수 회복하여, 최종적으로 처리후 72시간에 약 50%의 보정살충률을 보이며 합성피레스로이드계 약제에 비해 다소 낮은 살충 효과를 보였다. Lee et al. (2015)은 Dinotefuran 처리후 48시간에 썩덩나무노린재 암컷 성충의 사충률은 53.3%, 수컷의 사충률은 74.5%로 나타난다고 하여 본 실험의 결과와 유사함을 나타냈다. 네오니코티노이드계 약제는 곤충이나 식물을 흡즙하는 해충의 중추 신경계에서 신경 자극을 전달하는 화학 경로를 차단하여 곤충을 마비시켜(Tomizawa and Casida, 2003) 살충효과를 나타내는 반면 피레스로이드계 살충제는 다양한 해충에 대해 접촉독 혹은 소화 중독에 의해 곤충을 마비시켜 살충력을 보이는 약제로 속효성을 나타낸다(Kang et al., 2016). 추후 네오니코티노이드계 살충제의 섭식 독성에 관련된 추가 적인 실험이 필요할 것으로 생각된다.

사과원에서 노린재류 종합방제체계

썩덩나무노린재와 갈색날개노린재는 산림의 낙엽속, 상록수 등의 나뭇 가지와 조피 사이, 농작물의 잔재물 속에서 성충으로 월동한 뒤 4월 하순부터 5월 중순에 월동 세대가 나타난다(Huh et al., 2005; Lee et al., 2014). 이 시기 사과나무는 어린 과실이 형성되는 시기로, 사과의 떫은 맛이 강하다. 이러한 떫은 맛을 내는 탄닌(tannin) 성분은 사과의 유과 기때 매우 높은 함량을 갖는다고 알려져 있다(Hong et al., 2019). Kim and Park (2015)에 의하면 감의 탄닌 성분은 썩덩나무노린재의 감에 대한 선호도를 떨어뜨리고, 썩덩나무노린재의 사충률을 높이고 산란 수를 감소시킨다. 따라서 노린재류의 월동 성충이 나오는 4월 하순부터 5월 중순에는 탄닌 함량이 높은 사과를 크게 가해하지 않을 것으로 판단된다. Lee et al. (2015)에 의하면 사과에 해를 끼치는 노린재류는 7월 이후 사과 열매에 피해를 준다고 하였으며, 사과연구소가 조사하는 8개 지역 22개 사과원에서도 5월에는 노린재에 의한 과실 피해가 확인되지 않는 것으로 나타났다(S. J. Kim, unpublished data). 사과원의 노린재 약제 방제는 두 종의 노린재가 과실을 직접적으로 가해하는 6월부터 (Fig. 4A) 실시해야 하며 Fig. 4B, 4C와 같이 수확기 과실에 심각한 피해가 있는 사과원은 7월~8월 노린재 방제에 집중을 해야 한다.

노린재 방제 약제 중 피레스로이드계 약제는 썩덩나무노린재에 대해 접촉 독성이 높고 지속적인 살충 효과를 보이며(Funayama, 2002; Nielsen et al., 2008; Leskey et al., 2012b) 6월 하순부터 심식나방류 방제에 동시 사용하고 있으나 최근 이 계통의 약제 살포 횟수가 증가하면서 천적에 대한 영향(Leskey et al., 2014)과 작업자의 농약 노출에 따른 위험성이 커지고 있다. 따라서 페로몬트랩을 이용한 심식나방류와 노린재류의 발생 예찰을 통하여 동시에 약제 방제를 할 수 있도록 해야 한다.

또한, 사과는 수확 시기에 따라 약제 방제를 달리 하므로 만생종 품종인 ‘후지’ 사과원은 7월 상순~중순, 7월 하순~8월 상순, 8월 중순~하순에 심식나방류와 노린재류를 동시에 방제할 수 있는 살충제를 2~3차례 사용하면 효과적이며 (Lee et al., 2015), 중생종 품종인 ‘아리수’의 경우 수확 시기(8월 하순~9월 상순)를 고려해 안전사용기준을 준수하여 최대 8월 상순까지 약제를 살포해야 한다.


Acknowledgments

본 연구는 농촌진흥청 기관고유사업(과제번호: PJ01270302)의 지원에 의하여 이루어진 것입니다.


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