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ISSN : 1229-3571(Print)
ISSN : 2287-819X(Online)
Korean Journal of Organic Agricultue Vol.26 No.3 pp.409-425
DOI : https://doi.org/10.11625/KJOA.2018.26.3.409

Occurrence and Yield Characteristics of Lepidopteran Insect Pests in Green Maizes and Sorghum Crops between Paddy-upland Rotation and Continuing Upland Fields

Hyeong-Chan Jo****, Min-Joon Kim***, Sung-Tag Yoon*****, Hee-Kwon Lee******, Soon-Il Kim**
Corresponding author, ㈜나리소 기능성연구소(weed90@hanmail.net)
20180329 20180611 20180806

Abstract


Occurrence and yield characteristics of lepidopteran insect pests in both PUR (paddy-upland rotation) and CU (continuing upland) fields for 8 maize (Eolrukchal 1, Heugjeom 2, Miheukchal, Ilmichal, Heukjinjuchal, Chalok 4, Mibaek 2, Daehakchal) and 7 sorghum (Hwanggeumchal, Anzunbaengisusu, Moktaksusu, Sodamchal, DS-202, Nampungchal, Donganme) varieties was surveyed. The population of Ostrinia furnacalis adults showed 3 times highest peaks in 2016. In addition, the damaged ratios of maize and sorghum leaves and stems were increased depending on the growth periods of the crops and those by O. furnacalis larvae were also increased steeply in mid August. The damaged ratios of maizes such as Miheukchal, Eolrukchal 1, Ilmichal, Heugjeom 2, and Mibaek 2 by O. furnacalis larvae were statistically different (P=0.05) between organically managed PUR and CU fields. Except for DS202 among sorghum varieties, the damaged ratios of the other ones were high and similar (50-92%) in the CU field. The ear damaged ratio of maize varieties by lepidopteran larvae including O. furnacalis and Helicoverpa armigera was from 5 to 38% in Chalok 4 and Heukjinjuchal, respectively, and Daehakchal gave relatively higher damage ratio in the PUR field (33%) than in the CU field (14%). The ear ratio of Sodamchal and DS-202 varieties in the PUR field was 94 and 82%, and all sorghum varieties were damaged over 78% by lepido-pteran larvae in the CU field. Interestingly, the correlation coefficients between the damaged ratio and invasive pores on their stems by O. furnacalis larvae were positive (maize r=0.69paddy-upland, 0.95continuing; sorghum r=0.93paddy-upland, 0.97continuing, respectively). Additionally, the correlation coefficients between the damaged ratio and the ear weight or the thousand kernel weight (g) of maizes and sorghums by lepidopteran larvae were negative (maize r=-0.38paddy-upland, -0.49continuing; sorghum r=-0.70paddy-upland, -0.57continuing, respectively). These results indicate that the focused management on lepidopteran insect pests occurring maizes and sorghums cultivated in PUR and CU fields is an important strategy to secure their yields.



유기농 풋옥수수와 수수의 답전윤환밭과 연속밭에서 나방류 해충들의 발생 및 수량 특성*

조 형찬****, 김 민준***, 윤 성탁*****, 이 희권******, 김 순일**
***㈜나리소 기능성연구소
****우석대학교 재활학과
*****단국대학교 농업생명자원대학
******고창군 농업기술센터

초록


    Rural Development Administration
    PJ010844

    Ⅰ. 서 론

    경제성장과 건강에 대한 일반인들의 관심이 증가하면서 옥수수나 수수와 같은 잡곡류에 대한 관심 역시 증가하였다. 하지만, 수수를 비롯한 잡곡의 자급률은 30% 미만으로 대부분 수입에 의존하고 있는 것이 현실이다(Yoon, 2011). 이러한 수급 불안정을 극복할 수 있는 하나의 대안이 논을 밭으로 전환하여 잡곡 생산지로 활용하는 것이다. 2017년 쌀 생산량은 전년보다 22만톤(-5.3%) 감소한 반면, 평년에 비해서는 3만 2천톤(0.8%) 증가한 것으로 나 타났는데, 이는 재배면적 감소, 정부의 쌀 적정생산유도 정책에 따른 타 작물 전환 등의 영 향으로 전년대비 3.1% 감소한 것이다(KOSTAT, 2017). 하지만, 논을 완전히 밭으로 전환하 여 활용하게 되면 향후 가장 중요한 식량작물의 생산기반을 상실하여 미래식량안보에 부정 적인 결과를 초래할 수 있다. 따라서 논 상태와 밭 상태를 몇 해씩 돌려가면서 벼와 밭작물 을 재배하는 답전윤환 형태의 작부 방식을 활용하는 것이 이러한 문제를 극복할 수 있는 농법이다.

    답전윤환은 주로 아시아에서 이용되고 있는 작부체계인데(Timsina, 2001), 토양에 투입되 는 자원의 양은 감소시키면서 토양의 질적 향상과 양분 이용의 효율성을 증가시키는 등의 장점을 갖고 있다(Yoon et al., 2014). 그리고 토양 무기태질소 함량은 연작한 수도 포장에 비해 밭에서 논으로 전환한 논 토양에서 무기태질소 생성량이 크게 증가하는 양상을 보이 고(Ahn et al., 1992), 질소고정균(Bradyrhizobium japonicum)의 밀도 역시 증가하였다(Park et al., 1997). 또한 신간척지에 농지를 조성하고 벼를 재배한 후 옥수수로 윤환하면 옥수수만 연작한 것에 비해 옥수수 생육 및 수량이 양호해진다(Oh et al., 2016). 답전윤환을 실시한 논에서 밭1년차와 밭2년차 재배에 있어 수수의 생육 및 수량 특성을 비교하면, 수수의 생 육 및 수량은 품종별 차이는 보였지만 전체적으로 밭1년차에 비해 밭2년차에서 더 양호한 결과를 보였다(Yoon et al., 2015).

    생육기 옥수수 및 수수에 주로 발생하는 주요 해충들로 나방류는 멸강나방(Seudaletia separata), 조명나방(Ostrinia furnacalis), 왕담배나방(Helicoverpa armigera), 노린재류는 애긴 노린재(Nysius plebejus), 썩덩나무노린재(Halyomorpha halys), 갈색날개노린재(Plautia stali), 풀색노린재(Nezara antennata), 알락수염노린재(Dolycoris baccarum) 그리고 기장테두리진딧 물(Rhopalospadi padi) 등을 들 수 있다(RDA, 2017). 이들 중 Ostrinia속 곤충들은 조명나방 (O. furnacalis), 오리엔트조명나방(O. orientalis), 분홍무늬들명나방(O. palustralis memnialis), 콩줄기명나방(O. scapulalis), 큰섬들명나방(O. zaguliaevi), 큰조명나방(O. zealis bipatrialis)의 6종이 기록되어 있는데(Bae, 2001), 잡곡류에서는 가장 중요한 해충들이라 할 수 있다. 조명 나방은 년 3회 이상 발생하고 3화기 유충이 옥수수나 수수의 그루터기 또는 줄기 속에서 월동하여(Lee et al., 1980), 이듬 해 부화하여 잎, 줄기, 이삭 등에 피해를 입힌다. 멸강나방 은 주로 중국에서 5월 하순부터 6월 중순 그리고 7월 중순부터 하순에 날아오는 해충으로 옥수수나 수수의 잎에 피해를 입혀 수량 감소를 초래한다. 또한 왕담배나방은 수수 개화기 때 꽃봉오리를 섭식하고 등숙기에 유충이 이삭 말단부로 들어가 가해함으로써 상품성을 떨 어뜨리는 경제해충이다.

    이와 같이 쌀의 과잉 생산을 관리하고 밭작물의 자급률, 특히 잡곡의 생산성을 증가시키 기 위해서는 답전윤환 작부체계의 적극적인 활용이 중요하다고 할 수 있다. 하지만 답전윤 환 체계를 활용해 옥수수와 수수를 비롯한 잡곡의 안정적인 수량 확보를 위해서는 답전윤 환 포장에서 발생하는 주요 해충들에 대한 발생 정보의 확보가 중요하다. 따라서 본 연구 는 옥수수와 수수의 답전윤환 및 유기농 포장들에서 나방류 성충들의 발생 특성 및 조명나 방 유충의 가해 특성을 조사하고, 수확기와 수확 후 이삭에서 발견된 나방 유충에 의한 가 해특성과 각 품종별 수량 등을 비교하였다. 이는 향후 답전윤환 옥수수 및 수수 포장에서 발생하는 주요 해충들의 관리 대책 수립을 위한 기초 자료를 제공하는데 목적을 두었다.

    Ⅱ. 재료 및 방법

    1. 시험포장 및 재료

    시험포장은 경기도 안성시 공도읍 마정리에 위치한 2년차 답전윤환밭(37°00'45.2"N 127° 11'33.8"E; 약 690 m²) 및 유기농 연속밭(37°00'44.1"N 127°11'29.7"E; 약 490 m²)이었다. 2년 차 답전윤환 및 유기농 연속밭 내 옥수수 재배포장은 각 약 250 m²였고, 수수 재배포장은 약 220 m²를 할당하여 관리하였다. 나머지는 조를 정식하였다. 시험작물들인 옥수수와 수 수의 재식거리는 모두 70 cm × 20 cm로 하였다. 흑색비닐멀칭을 한 포장에 2016년 5월 13 일에 정식한 옥수수는 8품종(대학찰, 미백2호, 일미찰, 얼룩찰1호, 찰옥4호, 미흑찰, 흑점2 호) 그리고 2016년 5월 20일에 정식한 수수는 7품종(DS-202, 목탁수수, 소담찰, 남풍찰, 앉 은뱅이수수, 동안메, 황금찰)이었다.

    시험포장의 재배기간(2016.6.04.~2016.10.31.) 내 토양 평균온도는 윤환밭에서 24.15℃, 연 속밭에서 24.52 ℃로 연속밭이 0.37℃ 높았고, 토양 평균습도는 각 21.52%와 19.88%였다(Yu et al., 2017). 또한 토양 내 pH는 답전윤환밭 토양에서 6.5, 밭전용밭 토양에서 6.6으로 크게 차이를 보이지 않았으며, 유기물과 유효인산은 밭전용밭 토양에서 18.7 g/kg, 344.0 mg/kg으 로 답전윤환밭 토양의 함량보다 높았다(Yu et al., 2017). 치환성양이온 K은 밭전용밭 토양 에서 0.5 cmolc/kg으로 답전윤환밭 토양보다 함량이 높았지만, Ca, Mg은 답전윤환밭 토양에 서 9.2, 2.4 cmolc/kg으로 밭전용밭 보다 높았다.

    본 시험포장 중 답전윤환밭은 2015년 이전까지 논농사로 벼 재배를 주로 해왔고 최근 까 지 화학합성 살충제 등을 최대한 억제하여 관리해 온 포장이었으며, 연속밭은 2010년 이후 부터 유기재배로 관리해온 포장이었다. 각 포장에서 옥수수와 수수의 곁가지 제거를 6월 10일과 7월 3일에 실시하였다. 해충관리 목적으로 답전윤환밭과 연속밭 모두 옥수수에 6월 8일과 6월 16일 그리고 수수에 7월 8일에 유기농업자재로 목록공시된 고삼 33% 제제를 추 천농도로 살포하였다. 2015년 동일 답전윤환밭에서 6월초 중순 발생한 조명나방 성충이 밀 도를 기준으로 할 때, 본 약제의 처리로 약 10-20% 정도의 밀도를 억제했을 것으로 추정한 다(Kim et al., 2016).

    2. 나방류 성충 발생 조사

    담배나방, 왕담배나방과 조명나방 성충의 옥수수 및 수수 포장에서 연간 발생 특성을 조 사할 목적으로 각 시험포장 내 나방류 성충 페로몬 트랩(그린아그로텍, 경산시) 1개씩을 설 치하여 운영하였다. 담배나방과 왕담배나방 성충은 콘트랩을 이용하였고, 조명나방 성충은 1.2 m 높이의 철근 지지대로 고정한 델타트랩을 활용하였다. 발생조사는 옥수수 정식이 이 뤄진 5월 13일부터 작물 수확기까지 1주 간격으로 트랩을 수거하여 이뤄졌고, 나방류들의 각 페로몬 루어는 4주 간격으로 교체하였다.

    3. 조명나방 유충 가해 특성 조사

    답전윤환밭 및 연속밭에서 재배하고 있는 옥수수 및 수수의 조명나방 유충에 의한 피해 특성을 정식 이후부터 수확기까지 조사하기 위해 옥수수 2개 품종(대학찰, 미백2호)과 수수 2개 품목(남풍찰, 동안메)을 선정하였다. 이들 각 2개 품종들에 대해 매주 15-20주를 1반복 으로 3반복씩 잎과 줄기에 나타난 가해흔과 침입공을 육안으로 실셈 조사하였다. 또한 1주 간격으로 이뤄진 포장조사 후 수확기에 포장 내 정식했던 모든 옥수수 8품종(얼룩찰1호, 흑 점2호, 미흑찰, 일미찰, 흑진주찰, 찰옥4호, 미백2호, 대학찰)과 수수 7품종(황금찰, 앉은뱅 이수수, 목탁수수, 소담찰, DS-202, 남풍찰, 동안메)을 대상으로 포장에서 수확기 직전에 조 명나방 유충에 의한 줄기 및 이삭대에 생긴 침입공수를 조사하였다. 또한 수확 후 이삭에 미치는 영향을 조사하기 위해 옥수수 및 수수 각 품종별 이삭 10개씩을 3반복으로 천립중 (g)과 수확량(kg/10a)을 조사하였고, 이삭 내 조명나방 유충수와 그 피해율을 조사하였다.

    4. 통계처리

    야외 포장 조사에서 얻어진 수확기 풋옥수수 및 수수 품종들의 조명나방 유충에 의한 피 해율, 침입공수 및 이삭 피해율 등의 평균간 비교를 실시하였고(Sheffe’s test), 각 품종별 답 전윤환밭과 연속밭에서 각 품종별 가해율을 t-test (P=0.05, 양측검정)로 비교하였다(SAS Institute, 2004). 또한 답전윤환밭과 연속밭에서 옥수수 품종별 조명나방 유충에 의한 피해 율, 침입공수, 이삭무게, 유충수 등을 비교 변수로 하여 상관분석을 실시하였고, 수수의 경 우는 피해율, 침입공수, 천립중 등을 비교 변수로 하여 상관분석을 실시하였다.

    Ⅲ. 결과 및 고찰

    1. 나방 성충 발생 특성

    답전윤환밭 및 유기농 연속밭 옥수수와 수수 재배 포장에서 조명나방 성충은 옥수수 정 식이 이뤄진 1주일 후부터 답전윤환밭 및 연속밭 모두에서 출현하다 정식 2주후부터 약 4 주간 최성기를 보였으며, 6월말 성충 밀도가 감소하여 7월 중순부터 소폭 증가하다 감소 후 9월 초에 재출현하는 양상을 보였다(Fig. 1). 답전윤환밭 및 연속밭에서 조명나방 성충의 발생시기와 발생최성기가 2015년에 비해(Kim et al., 2016) 2주 정도 차이를 보인 것은 옥수 수 정식 시기 간 차이와 작물 생육기의 평균온도가 2015년보다 2016년에 0.1-0.8℃ 정도 높 았기 때문으로 보인다(Fig. 1; KMA, 2018). 비슷하게, 평균온도가 낮을 경우 율무 포장에서 조명나방 성충 발생이 늦어짐이 알려져 있다(RDA, 2014). 하지만 조명나방 성충의 발생 특 성은 2015년과 2016년 모두 유사한 양상을 보였다. 즉, 안성시 답전윤환밭 및 연속밭에서 조명나방 성충은 년 3회 최성기를 갖는 것으로 나타났는데, 새만금간척지 및 남부지역 옥 수수 포장에서 5월 하순과 9월 상순 년 2회 최성기를 보이는 것과 다소 차이를 보였으나 (Lee et al., 2014), 조명나방 성충의 답전윤환밭에서 발생 특성은 2015년 동일 포장에서 조 사된 결과와 유사하였으나(Kim et al., 2016), 그 발생밀도는 50% 수준이었다. 이는 포장관 리 목적으로 살포한 고삼 33%제 사용에 따른 효과일 수 있으나, 이를 정확히 규명하기 위 해서는 보다 면밀한 포장시험이 이뤄져야 할 것으로 생각한다. 본 연구에서 3회의 최성기 를 보인 결과는 아마도 시험포장 인접지에 옥수수, 수수, 조 등 조명나방이 기주로 활용 가 능한 작물들이 혼재된 점, 각 작물들이 각기 다른 시기에 정식된 점 그리고 월동 성충 또는 1세대 성충들이 각기 다른 시기에 포장에 유입되어 산란 시기의 편차 등의 요인이 작용한 결과로 생각한다.

    또한 담배나방 성충은 연속밭에서 옥수수 정식 후 3-4주 후 포장에 나타나기 시작해서 6 월에 최성기를 보이다 감소하여 7월 말 재출현하였고 이후 1-2개체만인 채집되다 9월 초에 소폭 증가 후 감소하였다. 이러한 경향은 답전윤환밭에서도 유사하였으나 채집된 개체수는 1-3개체 이하로 매우 적은 수였다(Fig. 1b). 왕담배나방은 답전윤환 잡곡 포장에서 정식 3주 후부터 출현하여 6월 중순에 최성기를 보이다 감소하여 7월 하순에 재출현하였고 옥수수 수확이 이뤄진 8월 이후에는 1-2개체만이 채집되었다(Fig. 1c). 유기농 연속밭에서 왕담배나 방 성충은 7월 초에 최성기를 보이다 중순부터 감소하여 이후 포장에서 관찰되지 않다가 9월 중순에 1-2개체만이 나타났다. 이러한 왕담배나방의 발생 특성이 제주, 밀양, 원주 등 수수 포장에서 보인 발생최성기가 제주는 7월 상순-9월 상순, 밀양은 7월 하순~9월 중순, 원주는 8월 중순~9월 중순까지로 나타난 결과와 다소 상이하다(Kim et al., 2014). 하지만, 이러한 편차는 옥수수 파종 보다 다소 늦게 파종되는 수수를 감안하면 매우 유사한 발생 특성이라 할 수 있다.

    전체적으로 담배나방류 성충은 상대적으로 연속밭에서 답전윤환밭에 비해 더 많은 수가 나타났다. 2016년 답전윤환 잡곡 포장에서만 관찰한 담배나방 성충은 6월 중순 1차 최성기 를 보였고 7월 초순부터 증가하여 7월 중순과 8월 초에 2-3차 최성기를 보이다 9월 초에 1-2개체가 채집되다 포장에서 사라졌다(Fig. 1b). 또한 왕담배나방은 2016년 답전윤환밭에 서 6월 초 1-2개체 채집되다 7월 중순과 8월 초에 1-2차 최성기를 보였고 이후 꾸준히 2-3 개체가 채집되다 9월 초 소폭 증가 후 9월 중순 이후 관찰되지 않았다(Fig. 1c). 이는 수원 에서 왕담배나방 1화기가 6월 상중순, 2화기가 7월 중하순, 3화기 8월 중하순, 4화기는 9월 중하순인 결과와 유사하다 할 수 있다(Jung et al., 2015). 이렇게 2-3회 발생하는 왕담배나방 은 옥수수 이삭이 여물기 시작하기 전 산란하여 그 유충이 이삭을 가해하는 양상을 보이는 것이 특징이다(Kim et al., 2013).

    2. 조명나방 유충 발생 특성

    국내에서 주로 재배되고 있는 옥수수 품종들인 미백2호와 대학찰을 대상으로 조명나방 유충에 의한 피해주를 정식 후 잎에 나타난 식흔과 줄기의 침입공을 중심으로 매주 조사하 였다(Fig. 2). 조명나방 유충에 의한 옥수수 피해는 우화 성충이 포장에 유입하여 발생한 유 충들이 정식 2주후부터 발생하여 4주까지는 주로 잎이나 신초에 피해를 입혔다(Fig. 2a). 이 와 같이 조명나방 유충에 의한 옥수수 피해는 잎에서부터 시작해서 줄기에 침입공을 형성 하는 형태로 진행되었다(Fig. 2b). 미백2호와 대학찰 품종들의 조명나방 유충에 대한 피해 율과 침입공수 모두 시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 보였는데, 답전윤환밭(약 77%) 이 연속밭(60%)에 비해 더 많은 피해를 입은 것으로 나타났다(Fig. 2a, 2b). 피해율 면에서 보면 이들 품종들 간에 유의한 차이는 보이지 않았다. 비슷하게 조명나방 유충에 의한 평 균 침입공수도 답전윤환밭에서 재배한 미백2호와 대학찰 품종들이 더 많은 경향을 보였다 (Fig. 2b). 이러한 특성은 2015년도에 조사한 결과와 유사하였다(Kim et al., 2016). 또한 답 전윤환 수도작, 콩, 감자 포장에서 잎집무늬마름병 발생이 수도작 단일 재배 시 더 높게 나 타났고(Kim et al., 1993), 풋옥수수 윤환밭이 연속밭에 비해 잎마름병, 잎집무늬마름병 및 점무늬병 발병률이 더 높게 나타났다(Yu et al., 2017). 이러한 결과는 병해충 발생 관리가 답전윤환 유기농 잡곡 재배지에서 중요하다는 것을 시사한다. 일반적으로 조명나방 유충이 옥수수를 가해하는 시기는 수원, 춘천, 평창 지역에서 7월 중순에 줄기에서 시작하여 8월 초순부터 줄기 및 이삭 모두에서 이뤄지는데(Park, 1983), 찰옥수수 재배지들인 춘천, 강릉, 태백, 홍천, 철원 등 강원도 옥수수 포장들에서도 유사한 특성을 보인다(Choi et al., 2010). 조명나방 유충의 발생 시기는 옥수수 파종 시기에 영향을 받는 것으로 보이는데, 1화기 옥 수수의 잎 피해는 조기 파종에서 먼저 나타났고 2화기 잎과 옥수수 피해는 늦게 파종할수 록 커지는 경향을 보였다(Lee et al., 2017a).

    조명나방 유충에 의한 국내 주요 수수 재배종들인 남풍찰 및 동안메는 정식 2-4주까지는 옥수수에 입히는 피해처럼 주로 잎이나 신초에 피해를 보이다가 유충들이 성장하면서 점차 줄기에도 피해를 입히는 양상을 보였다(Fig. 3). 남풍찰과 동안메에 대한 조명나방 유충의 침입은 답전윤환밭에서는 6월 하순부터 시작되었는데, 연속밭의 8월 초에 비하면 약 1개월 정도 더 이른 특성을 나타냈다. 또한 남풍찰(81-90%)이 동안메(51-56%)에 비해 조명나방 유 충에 대해 조사 포장 모두에서 더 감수적인 특징을 보였다(Fig. 3a, 3c). 동안메 피해율과 비 슷하게 유기재배 수수 포장에서 조명나방 발생은 6월부터 9월까지 꾸준히 증가하여 그 피 해가 52.5-47.5%에 달한 것으로 나타났다(Kim et al., 2010). 이와 같은 결과는 남풍찰이 동 안메에 비해 침입공수 면에서 주당 약 5-6배(0.9-1.4개/주)나 더 많은 요인에서 기인하였으 리라 추정한다(Fig. 3b, 3d). 하지만 답전윤환밭과 연속밭 모두 조명나방 유충에 의한 피해 율의 급격한 증가는 8월 중순으로 비슷하였다. 이와 유사한 결과를 2015년 조사에서도 확 인하였는데, 조명나방 유충에 의한 주 당 침입공수가 8월 초순부터 나타나기 시작해 수확 기인 9월 중순까지 남풍찰은 주당 평균 1.09개, 동안메는 주당 평균 0.49개로 나타났다(Kim et al., 2016). 조명나방의 또 다른 기주 작물인 율무에 대해 조명나방 1화기 유충은 6월까지 잎을 가해하다가 7월 이후에는 줄기를 식해하는데, 이들에 의한 실질적인 피해는 7월부터 시작하여 수확기인 9-10월이 되면 약 34-38%에 달하게 된다(Chang et al., 1998). 본 조사 결 과를 보면, 답전윤환밭과 연속밭에서 조명나방에 의한 남풍찰과 동안메의 피해율은 율무의 피해 보다 더 크게 나타났다.

    이상의 결과를 바탕으로 답전윤환밭 및 연속밭 옥수수와 수수 포장에서 발생하는 조명 나방 유충을 효과적으로 관리하기 위해서는 옥수수와 수수의 각각 잎 피해가 나타나는 5월 말과 6월 중순 그리고 줄기에 침입공이 나타나는 6월 중순과 7월말에 적절한 방제 수단을 투여해야 함을 알 수 있다. 옥수수 재배에 있어 조명나방의 약제 방제 적기는 잎과 줄기 피 해 모두 살충제 처리가 빠를수록 약효도 우수하고 수량도 증가한다고 하였다(Lee et al., 2017b).

    3. 수확기 조명나방 피해 특성

    수확 후 각 옥수수 품종별 조명나방 유충에 의한 피해율을 줄기 및 수술대에 나타난 침 입공수를 기준으로 보면, 조명나방 유충에 의한 피해율은 옥수수 품종별 차이를 보였지만 전체적으로 답전윤환밭이 연속밭에서 재배된 품종들에 비해 더 높은 경향을 보였다(Table 1). 특히 답전윤환밭에서 미흑찰(83%), 미백2호(77%), 대학찰(76%), 일미찰(75%) 등의 피해 가 높게 나타났다. 이러한 차이는 아마도 답전윤환밭은 전 년도에도 옥수수를 재배하였고 수확 후 잔여물들을 포장 근처에 집적해둠으로써 조명나방 유충의 월동처로 제공되어 이듬 해 유입이 조금 더 이격된 연속밭에 비해 더 용이했기 때문으로 보인다. 한편 연속밭에서 재배한 옥수수 잔여물들은 수확 후 밭 주변에서 제거되었다. 조명나방 유충에 의한 피해율 은 답전윤환밭과 연속밭 간에 미흑찰, 얼룩찰1호, 일미찰, 흑점2호, 미백2호 등에서 통계적 으로 유의한 차이(P=0.05)를 나타냈다. 침입공수에서는 통계적인 유의성이 미흑찰에서만 보였다. 주당 침입공수는 유기농 포장의 일미찰에서 0.39개로 가장 적었고 미흑찰이 답전 윤환밭에서 주당 0.85개로 가장 많았다(Table 1). 비슷하게도 답전윤환밭의 대학찰과 미백2 호가 피해율 및 침입공수에서 높은 수치를 보였다(Kim et al., 2016). 이는 답전윤환밭 및 연 속밭에서 나타나는 조명나방 유충에 의한 옥수수 8품종들의 평균 피해율과 평균 침입공수 간 에 보이는 강한 정의 상관관계(각 r=0.69, 0.95)에서 그 원인을 찾을 수 있다(Table 5).

    수수 7품종의 수확기 무렵 조명나방 유충에 의한 피해율은 옥수수와 유사하게 품종별로 차이를 보였지만 통계적으로 유의한 수준은 아니었다(Table 2). 답전윤환밭에서 DS202, 소 담찰 그리고 남풍찰 품종이 81% 이상 조명나방 유충에 의해 피해를 입었고, 유기농 연속밭 에서는 황금찰(76%)과 동안메(56%)를 제외한 5개 수수 품종 모두 83% 이상 피해를 입었다. 전체적으로 DS202 품종(83%와 89%)을 제외한 나머지 6종 수수 품종들의 조명나방 유충에 의한 피해율은 연속밭에서 높거나 비슷하게 나타났다(50-92%). 침입공수에서는 남풍찰 만 이 유기농 포장에서 주당 1.4개로 답전윤환밭의 주당 0.92개에 비해 통계적으로 유의한 차 이(P=0.05)를 나타냈다(Table 2). 경북 봉화지역 수수 포장에서 왕담배나방에 의한 피해율이 흰찰수수(33.7%), 목탁수수(29.3%), 황금수수(13.0%) 순이었고, 왕담배나방 2-3령 유충을 인 공 접종하면 발생시기가 빠를수록 피해율도 최대 46%에서 89%로 증가하는 경향을 보였다 (김 등, 2011). 이러한 조명나방 유충에 의한 답전윤환 및 유기농 포장의 수수 피해율은 줄 기나 이삭대에 발생한 침입공수가 많을수록 더 높은 정의 상관관계(각 r=0.93, 0.97)를 보였 다(Table 5).

    4. 조명나방에 의한 이삭 피해

    옥수수 각 품종별로 이삭 10개씩 3반복으로 수확하여 나방 유충에 의한 이삭 피해율을 조사한 결과, 나방 유충에 의한 이삭 피해는 품종 및 포장 특성에 의존적이었다. 답전윤환 밭에서 수확한 옥수수 각 이삭 당 나방 유충수는 얼룩찰(0.09개체), 흑진주찰(0.52개체), 대 학찰(0.38개체), 일미찰(0.24개체), 찰옥4호(0.05개체), 미흑찰(0.24개체), 흑점2호(0.09개체), 미백2호(0.24개체) 등이었다(Table 3). 반면 연속밭에서는 얼룩찰1호(0.14)와 흑점2호(0.19)가 답전윤환 포장에서 수확한 나머지 품종들의 이삭 보다 더 많은 유충이 관찰되었다. 또한 이삭 피해율은 전체적으로 5%(찰옥4호)에서 38%(흑진주찰) 범위였는데, 대학찰의 경우 답 전윤환밭(33%)이 연속밭(14%)에 비해 상대적으로 더 높은 피해를 입었다. 이와 같이 수확 전 옥수수 이삭 내 침입한 나방 유충에 의한 수량 감소는 필연적인 것으로 보인다. 답전윤 환밭 및 연속밭에서 나방 유충에 의한 옥수수 8품종들의 평균 피해율과 이삭무게 간에 부 의 상관관계(각 -0.38, -0.49), 침입공수와 이삭무게 간에도 부의 상관관계(각 -0.44, -0.51), 이삭 내 나방 유충수와 이삭무게 사이에도 부의 상관관계(각 -0.47, -0.51)를 나타냈으며 침 입공수와 이삭피해율 간에는 양의 상관관계(각 0.55, 0.55)를 보였다(Table 5).

    수수 각 품종별 이삭 3주씩 3반복으로 수확하여 나방 유충에 의한 이삭 피해율을 답전윤 환밭과 연속밭에서 수확하여 조사하였다. 답전윤환밭에서 소담찰은 94%, DS202 82%로 높 은 피해율을 보였고, 연속밭에서는 소담찰 100%, 앉은뱅이와 목탁수수 93%, DS202 89% 등 대다수 품종들이 78%(동안메) 이상의 높은 피해율을 보였다(Table 4). 나방 유충에 의한 수 수의 이삭 피해도 옥수수와 유사하게 품종 및 포장 특성에 의존적이었는데, 대체적으로 유 기농 포장이 답전윤환 수수 포장에 비해 나방 유충에 의한 피해를 높게 입었다. 특히, 유충 에 의한 이삭 가해는 직접적인 가해에 따른 영향과 더불어 2차적으로 곰팡이에 의한 오염 피해도 심했다. 수수 7품종들의 평균 피해율과 천립중(g) 간에는 부의 상관관계(각 -0.70, -0.57), 침입공수와 천립중 간에도 부의 상관관계(각 -0.71, -0.57), 이삭피해율과 천립중 간 에도 부의 상관관계(각 -0.03, -0.34), 침입공수와 이삭피해율 간에는 정의 상관관계(각 0.30, 0.58)를 보였다(Table 5).

    이상의 결과로부터 옥수수나 수수 각 품종은 나방 유충에 대한 피해율에 있어 품종별 그 리고 작부방식에 있어 차이를 보였지만, 전체적으로 피해율이 높으면 이삭 피해율이 높았 고 이에 따른 수량도 감소하는 경향을 나타냈다. 답전윤환 1년차 옥수수 및 수수 포장에서 조명나방 유충에 의한 피해율이 수확량과 상관관계를 보이지 않았던 것과 대조된다(Kim et al., 2016). 이러한 차이는 기존 벼만 재배하던 논에서 옥수수를 비롯한 수수와 조 등 잡곡 류로 전환한 첫 해에는 조명나방 성충이 정식 이후 인근 월동처에서 유입된 결과로 보인 다. 하지만, 2년차 답전윤환지에서는 1년차 잡곡류에서 발생한 월동 성충들이 환경에 적응 하여 상대적으로 안정된 상태에서 발생했기 때문으로 추정한다.

    Ⅳ. 적 요

    유기농 답전윤환밭 및 연속밭의 옥수수 8품종(얼룩찰1호, 흑점2호, 일미찰, 흑진주찰, 찰 옥4호, 미백2호, 대학찰)과 수수 7품종(황금찰, 앉은뱅이수수, 목탁수수, 소담찰, DS202, 남 풍찰, 동안메)에서 나방류 발생 및 수량 특성을 조사하였다. 조명나방 성충은 년 3회 최성 기를 보였고 담배나방류 성충들은 3-4회 최성기를 보였다. 또한 조명나방 유충에 의한 옥수 수 및 수수의 잎과 줄기 피해율은 시간이 지날수록 증가하는 경향을 보였는데, 수수의 조 명나방 유충에 의한 피해율은 8월 중순에 급격히 증가하였다. 미흑찰, 얼룩찰1호, 일미찰, 흑점2호, 미백2호 등 옥수수 품종들에 대한 조명나방 유충에 의한 피해율은 윤환밭과 연속 밭 간 통계적으로 유의한 차이(P=0.05)를 보였고, DS202 품종(83%와 89%)을 제외한 나머지 6종 수수 품종들의 조명나방 유충에 의한 피해율은 연속밭에서 높거나 비슷하였다(50-92 %). 옥수수의 나방 유충에 의한 이삭 피해율은 5%(찰옥4호)에서 38%(흑진주찰)였는데, 대 학찰 품종은 답전윤환밭(33%)에서 연속밭(14%)에 비해 상대적으로 더 높은 피해를 입었다. 답전윤환 수수 포장에서 소담찰(94%)과 DS202(82%)가 높은 피해율을 보였고, 연속밭에서 는 7개 수수 품종 모두 78% 이상의 피해율을 보였다. 흥미롭게도 답전윤환밭 및 연속밭의 옥수수와 수수 품종들에 대한 조명나방 유충에 의한 평균 피해율과 평균 침입공수 간에는 각 정의 상관관계(옥수수 r=0.69윤환밭, 0.95연속밭; 수수 r=0.93윤환밭, 0.97연속밭)를 보였다. 또한 수확 후, 유기농 윤환밭 및 연속밭 포장에서 나방 유충에 의한 옥수수 8품종들과 수수 7품 종들의 평균 피해율과 이삭무게 또는 천립중(g) 간에 부의 상관관계(옥수수 r=-0.38윤환밭, -0.49연속밭; 수수 r=-0.70윤환밭, -0.57연속밭)를 나타냈다. 이상의 결과는 유기농 옥수수 및 수수 재배포장에서 나방류의 관리가 수량 확보에 매우 중요하다는 사실을 의미한다.

    Figure

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    The occurrence patterns of Ostrinia furnacalis (a), Helicoverpa armigera (b), and Heliothis assulta (c) adults using sex pheromone traps in maize and sorghum crops cultivated in paddy-upland rotation and continuing upland fields during May 9 to October 8, 2016.

    KJOA-26-409_F2.gif

    The mean damaged ratios (a and c) and the number of invasive pore on the stem (b and d) by Ostrinia furnacalis larvae against 2 maize varieties, Mibaek 2 and Dahakchal cultivated in paddy-upland rotation and continuing upland fields.

    KJOA-26-409_F3.gif

    The mean damaged ratios (a and c) and the number of invasive pore on the stem (b and d) by Ostrinia furnacalis larvae against 2 sorghum varieties, Nampungchal and Donganmae cultivated in paddy-upland rotation and continuing upland fields.

    Table

    The ratio of damaged maize varieties and the number of invasive pore on their stems by Ostrinia furnacalis larvae in PURa and CU fields

    The ratio of damaged sorghum varieties and the number of invasive pore on their stems by Ostrinia furnacalis larvae in PURa and CU fields

    The number of lepidopteran larvae in the ears of maizes, ratio of damaged maize varieties, and the number of invasive pore on their stems in PURa and CU fields

    The ratio of damaged ears of sorghum varieties by lepidopteran larvae, their thousand kernel weight (g), and the weight or yield (g) per ear in PUR and CU fields

    The correlation coefficients among 5 variables such as the damaged ratio of maize or sorghum, the invasive pores on their stems formed by lepidopteran larvae, the number of larvae per ear or kernel, the weight per ear (or the thousand kernel weight), and the damaged ratio of ear

    Reference

    1. Ahn, S. B. , T. Motomatsu, B. Y. Yeon, and C. S. Yuk. 1992. Mineralization of nitrogen in soils under paddy-upland switching cultivation systems . Korean Soc. Soil Sci. Fertil.25(2): 133-137.
    2. Bae, Y. S. 2001. Family Pyraloidea: Pyraustinae & Pyraliae. Economic Insects of Korea 9 . Ins. Koreana Suppl.16, 252p. Junghaeng-Sa, Seoul.
    3. Chang, S. W. , E. S. Yi, K. J. Kim, and H. S. Lee. 1998. Occurrence and ecological characteristics of Ostrinia furnacalis Guenee, in Adlay field. Kor. J. Medicin . Crop Sci.6(4): 328-332.
    4. Choi, J. K. , T. S. Jung, Y. G. Moon, J. K. Han, and M. R. Hwang. 2010. Economic thresholds for corn borer on waxy corn . Korean J. Pestic. Sci.14(3): 241-246.
    5. Jung, J. K. , B. Y. Seo, C. G. Park, S. J. Ahn, J. I. Kim, and J. R. Cho. 2015. Timing of diapause induction and number of generations of Helicoverpa armigera (Huber) (Lepidoptera: Noctuidae) in Suwon, Korea . Korean J. Appl. Entomol.54(4): 383-392.
    6. Kim, C. H. , H. S. Lee, and S. B. Ahn. 1993. Disease incidence pattern on rice and upland crops in paddy-upland rotation system . Korean J. Plant Pathol.9(4): 280-285.
    7. Kim, H. J. , S. D. Bae, Y. N. Yoon, B. P. Mainali, I. S. Oh, and J. K. Park. 2014. Seasonal occurrence and economic injury level of Helicoverpa armigera adults in a sorghum field. Spring Proceeding, Korean Society of Applied Entomology, p. 141.
    8. Kim, H. J. , S. D. Bae, Y. N. Yoon, K. M. Park, B. R. Choi, and J. W. No. 2011. The occurrence pattern of Helicoverpa armigera, the damage characterization of sorghum crops, and the control effect of insecticides. Autumn Proceeding, Korean Society of AppliedEntomology, p. 171.
    9. Kim, J. I. , M. Kwon, J. S. Kim, Y. G. Lee, S. Y. Ji, J. D. Shim, J. G. Jeong, G. J. Park, and E. H. Jang. 2013. The occurrence pattern of Helicoverpa armigera in Kwangwon highland maize fields and the selection of insecticides. Autumn Proceeding, Korean Society of Applied Entomology, p. 256.
    10. Kim, J. S. , H. C. Ko, S. T. Yoon, Y. H. , Cho, J. G. Kim, and C. K. Shim. 2010. Occurrence of insect pest from organic seed producing field of minor grain germplasms . Korean J. Crop Sci.55(1): 58-64.
    11. Kim, M. J. , S. T. Yoon, and S. I. Kim. 2016. Characterization of Ostrinia furnacalis (Lepidoptera: Pyralidae) occurrence against maize and sorghum varieties in a paddy-upland rotation field . Korean J. Appl. Entomol.55(4): 329-336.
    12. KMA (Korea Meteorological Administration), 2018. Available on http://www.weather.go.kr/weather/climate/past_table.jsp (Accessed on June 5, 2018).
    13. KOSTAT (Korea National Statistical Office). 2017. The survey results on dometic rice production in 2017. http://kostat.go.kr/portal/korea/kor_nw/2/1/index.board?bmode=read&bSeq=&aSeq=364563&pageNo=1&rowNum=10&navCount=10&currPg=&sTarget=title&sTxt=
    14. Lee, H. J. , M. Y. Choi, H. K. Shim, T. H. Ro, M. H. Song, J. G. Jeong, and K. W. Lee. 2014. The occurrence pattern of moth insect pests in Saemangum maize fields. Spring Proceeding, Korean Society of Applied Entomology, p. 153.
    15. Lee, S. W. , J. G. Jeong, C. G. Park, and B. Y. Seo. 2017a. The development and damage of Ostrinia furnacalis depending on different maize cultivation periods. Autumn Proceeding, Korean Society of Applied Entomology, p. 62.
    16. Lee, S. W. , J. G. Jeong, C. G. Park, and B. Y. Seo. 2017b. The control effect of different insecticide application periods against Ostrinia furnacalis. Spring Proceeding, Korean Society of Applied Entomology, p. 108.
    17. Lee, Y. B. , C. Y. Hwang, K. M. Choi, and J. Y. , Shim. 1980. Studies on the bionomics of the Oriental corn borer, Ostrinia furnacalis . Korean J. Plant. Prot.19(4): 187-192.
    18. Oh, Y. Y. , S. H. Lee, J. Jung, J. C. Ko, W. Y. Choi, J. H. Jeong, S. Kim, J. H. Ryu, Y. J. Kim, H. S. Bae, S. H. Lee, J. H. Kim, K. Y. Kim, Y. D. Kim, and S. L. Kim. 2016. Change of soil properties and crop productivity by paddy-upland rotation in newly reclaimed tidal land . J. Korean Soc. Int. Agric.28(3): 390-396.
    19. Park, C. Y. , M. T. Youn, S. U. Choi, H. S. Ha, and U. G. Kang. 1997. Relatedness of naturalized Bradyrhizobium japonicum populations with soil physico-chemical characteristics as affected by paddy-upland rotation . J. Korean Soc. Agric. Chem. Biotech.40(5): 438-441.
    20. Park, Y. S. 1983. Occurrence ecology and control means to Asian corn borer. Bi-Mon . Mag. Agrochem. Plant Protec.4(8): 56-63.
    21. RDA (Rural Development Administration), 2014. Nongsaro, Technical information of insect pests on cultivated crops, especially Ostrinia furnacalis on Coix lachryma-jobi var. mayuen (Roman Stapf). Available on http://www.nongsaro.go.kr/portal/portalMain.ps?menuId=PS00001 (Accessed on June 5, 2018).
    22. RDA (Rural Development Administration). 2017. Plant diseases and insect pests, National Institute of Crop Science. http://www.nics.go.kr/oneStopApi/techStopCrop.do?CategoryFilter=FC04&TechFilter=GP&pageNo=1&keyword=
    23. SAS Institute. 2004. SAS Online Doc1, Version 8.01. Statistical Analysis System Institute, Cary, North Carolina.
    24. Timsina, J. and D. J. Connor. 2001. Productivity and management of rice }wheat cropping systems: issues and challenges . Field Crops Res.69(2): 93-132.
    25. Yoon, S. T. 2011. Estimation on its export potential based on the evaluation and analysis of various grain projects, Rural Development Adminstration. pp. 1-118.
    26. Yoon, S. T. 2014. Survey and evaluation of paddy-upland rotation production system . Korean J. Int. Agric.26(4): 531-543.
    27. Yoon, S. T. , Y.-J. Kim, I.-H. Jeong, T.-K. Han, J.-B. Yu, M.-H. Ye, Y.-S. Cho, and H.-W. Kang. 2015. Growth and yield characteristics of foxtail millet, proso millet, sorghum and rice in paddy-upland rotation . Korean J. Crop Sci.60(3): 300-307.
    28. Yu, J. B. , Yoon, S. T. , Yang, J. , Ye, M. H. , Lee, G. J. , Cho, S. B. , Lee, Y. K. , Han, K. S. , Baek, S. W. , Kim, B. R. , Kim, S. I. , Kim, K. W. 2017. Disease, insect damage and growth characteristics of green maize between rotational upland field and continuing upland field in order to select optimum varieties for paddy-upland rotation system . Korean J. Org. Agric.25(2): 387-401.