현재 우리나라의 수도해충으로는 114종이 기록되어 있다. 그 중 12종이 주요 해충으로 알려져 있으며 최근에는 애멸구를 비롯한 멸구류와 매미충류의 발생 빈도가 증가하고 있으며, 혹명나방의 비래밀도가 격년으로 증감하고 있다. 벼애나방 및 줄점팔랑나비가 국지적으로 다량 발생하여 보고가 접수되고 있는 실정이다. 끝동매미충의 피해는 간접적으로 벼위축병, 및 누른 오갈병의 매개와 직접 흡즙에 의한 벼잎의 황변, 분얼수 감소 및 염실장애 등으로 피해를 주고 있으며, 발생이 많은 남부지방에서 피해 및 방제가 문제가 되고 있는 실정이다(엄 등 1978). 우리나라에서는 끝동매미충의 방제를 위해 내충성 품종육성(최 등 1973, 최, 1975, 김 1978), 약제저항성 검정(최, 1976), 우수살충제선발( 최 등 1977, Hokyo 1971)등의 연구가 이루어져 있으나, 최근 지구온난화에 따른 끝동매미충의 본답으로의 이동시기 등에 관한 연구는 전무한 실정이다. 한편 해충의 적절한 방제 및 관리를 위해서는 대상해충의 발생경과를 포장을 중심으로 한 생활사와 개체군 동태에 관한 기초성적의 누적이 필요하다. 따라서 본 연구는 주요 지역의 과거 30여년간의 유아등 자료를 바탕으로 월동 후 1세대의 본답으로의 50% 이동 일수 변화를 살펴봄으로써 향후 이들의 발생시기 및 방제전략 수립의 기초자료로 활용함을 목적으로 하고 있다
This study was conducted to investigate specific stages and distribution of overwintering nymphs of green rice leafhopper, Nephotettix cincticeps by measuring head capsule width. The nymphal head capsule width of the 1st instar to the 5th instar was 0.381, 0.502, 0.673, 0.979 and 1.128 ㎜, respectively. Its coefficient variation was 5.3, 4.0, 3.0, 4.5 and 5.3%, respectively. Growth ratio of each instar was not significantly different among 2nd to 4th instars as 1.31 to 1.34, but for the 5th instar it decreased as 1.28. The logarithm of the nymphal head capsule width was regressed as a function of the stage number of insects, resulting in LogY = 1.4627 + 0.1192X (r² = 0.9993). Also fitness to the Dyar’s law for the nymphal head capsule width of each instar was 98% or over and the Dyar’s constant (K) was 1.316. The occurrence of N. cincticeps was maximum at the end of January with 195 individuals/0.25 ㎡. The most abundant instar in the overwintering N. cincticeps population was 4th instar accounting for over 90%. Population of the 5th instar began to increase from mid-March, and adults began to occur in early April.
본 연구에서는 벼의 주요 해충인 끝동매미충(Nephotettix cincticeps, 매미목)에 대한 ASD7 벼 품종의 항생적 저항성을 검토하고 EPG(Electrical Penetration Graph) 기법을 이용한 흡즙행동 관찰을 통해 저항성 원인을 추정하였다. 2006년도에 충남 태안지역 에서 채집되어 실내누대사육 중인 끝동매미충은 약충기간 동안 ASD7에서 오대벼(감 수성) 대비 약 4배 높은 사망률을 보였다. 약충 발육기간도 ASD7에서 지연이 되었는 데 특히, 4, 5령의 발육기간은 감수성에 비해 약 1.8배로 길었다. 암컷 성충의 산란수 또한 ASD7에서 감수성 품종들에 비해 약 1.4배 이상 감소하였다. 이상의 결과 ASD7 품종은 끝동매미충에 대해 약충 생존율 감소와 약충 발육기간 지연, 그리고 성충의 산란수 감소를 보이는 항생적 저항성을 보였다. 한편, EPG 기법을 이용하여 오대벼 와 ASD7에서 끝동매미충 암컷의 흡즙행동을 6시간 동안 기록한 후 분석하였다. 끝 동매미충에서 분리된 7개의 파형들(Nc1, Nc2, Nc3, Nc4, Nc5, Nc6, Nc7) 중에서 오대 벼를 먹인 끝동매미충들 모두가 Nc1-Nc6파형을 보였지만 Nc7파형을 보인 끝동매미 충의 마리 수는 매우 적었다. 반면에 ASD7을 먹인 끝동매미충들 모두가 Nc1-Nc5파 형을 보였고 Nc7파형도 대부분의 끝동매미충들이 보였으나 체관부를 흡즙하는 파형 인 Nc6파형을 보인 끝동매미충의 마리 수는 매우 적었다. Nc6파형을 제외한 나머지 EPG 파형들의 평균 출현 빈도수는 오대벼에 비해 ASD7에서 더 높게 나타났다. 구침 을 떼고 흡즙행동을 보지 않는 Nc1파형의 평균 누적시간은 오대벼에 비해 ASD7에서 더 길게 나타난 반면에, 체관부 수액을 흡즙하는 Nc6파형의 평균 누적시간은 ASD7 에 비해 오대벼에서 더 길게 나타났다. 이상의 분석결과로부터 끝동매미충에 대한 ASD7의 항생적 저항성의 주요한 원인은 체관액 흡즙의 곤란으로 인한 영양분 부족 때문일 것으로 추정된다.
끝동매미충은 흡즙에 의한 벼 잎의 황변, 분얼수 감소 및 임실장해 등의 직접적인 피해를 줄뿐만 아니라, 벼 오갈병 바이러스를 매개하는 해충으로 알려져 있다. 2006년 끝동매미충에 의한 벼 오갈병이 발생되어 90%이상의 발병주율을 보였던 전북지역 친환경 벼 재배지역에 발생하는 끝동매미충의 월동 밀도 및 월동충태의 보독충률을 2007년 12월부터 2008년 4월에 걸쳐 조사하여 월동충태의 밀도변화를 예측하여 예찰 및 방제에 이용하는 기초 자료로 활용하고자 실시하였다.
전북 김제시 친환경농업지역에서 월동하는 끝동매미충의 밀도 및 충태 변화를 조사한 결과, 2008년 1월 하순에 0.25m2당 15마리가 채집되어 월동개체군 밀도가 이시기에 가장 높게 나타났으며, 1월부터 3월 중순까지는 월동개체군의 90% 이상이 4령 약충으로 나타났으며, 이후 영기 변화를 보이며 5령 약충의 출현과 함께 4월 상순부터 성충이 발생하는 개체군 충태 변동양상을 보였다. 벼오갈병이 발생하였던 친환경 벼 재배지에서 2008년 1월부터 3월까지 채집된 월동 끝동매미충 보독충률은 벼 오갈병 특이 프라이머인 RDR3 -C20 & RDR3-M40을 이용하여 RT-PCR 검정했을 때 월동 초기인 1월 초에는 4.0%의 보독충률을 보였으며, 3월에 10.3%가 보독되어있었으며, 평균 7.4%의 보독충률을 나타내었다.
친환경 벼 재배지에서 월동하는 끝동매미충 약충을 1~3월까지 매달 채집한 후 저온을 5단계(-9~-17, -12~-20, -16~-22, -17~-23, -19~-26℃)로 구분한 저온 냉동기에 30분 간격으로(30분, 1시간, 1시간 30분, 2시간) 접종하여 생존율을 조사하였다. 1월에 채집한 끝동매미충에 대한 생존율을 조사한 결과, 저온 처리 후 처음 30분 동안 -19~-26℃를 제외한 나머지 4단계 온도 모두 100%의 생존율을 보였고, -9~-17℃에서의 끝동매미충의 생존율을 조사한 결과, 30분, 1시간, 1시간 30분, 2시간에서 각각 100, 100, 100 및 95%의 생존율을 보였다. 2월에 채집한 끝동매미충에 대한 생존율을 조사한 결과, 저온 처리 후 처음 30분 동안 -19~-26, -17~-23℃를 제외한 나머지 3단계 온도 모두 100%의 생존율을 보였고, -9~-17℃에서의 생존율은 각각 100, 100, 100 및 92.5%였다. 3월의 경우 -9~-17℃를 제외한 나머지 4단계 온도에서 -12~-20℃를 제외한 모든 온도에서 1시간 이내에 생존한 개체는 없었다. 따라서 1~3월까지 월동하는 끝동매미충의 저온처리를 분석한 결과, 온도가 조금씩 올라가는 3월로 갈수록 전체적인 생존율이 낮아지는 경향을 보였는데, 이것은 월동기간인 추운 겨울을 지나 따뜻한 봄의 날씨에 적응하는 과정으로 생각된다.
밀양에서 끝동매미충 개체군의 월동상채에 관한 정확한 자료를 얻고자 본 연구를 수행하였다. 월동하는 끝동매미충의 영기구성 현황은 월동초기인 12월 5일에 4령약충이 약 77~79%로 가장 많았으며, 다음이 약 15~17%의 3령약충과 약 3%의 5령약충이었다.이러한 끝동매미충의 영기구성 비율은 월동중 채집시기와 함께 2령약충과 3령약충의비율이 상재덕으로 감소하고 5령약충의 비율이 서서히 증가하여 이듬해 2월 20일에는 5령약충의 비율이 13~16% 였으며, 월동후기인 3월에는 5령약충과 성충의 비율이 점점 증가하였 3월 19일에는 5령약충이 약 70-71%였고, 4월 8일에는 성충의 비율이 약 47~50%를 차지하였다. 끝동매미충의 두 월동기간 시기별 영기수성 현황을 수치로 환산한 평균령기는 월동초기인 12월 5일에는 각각 약 3.91령기와 3.86령기였으며, 이듬해 2월 20일에는 각각 4.11령기와 4.07령기, 3월 19일 에는 각각 약 4.75령기와 4.79령기였고, 4월 8일에는 각각 약 5.42령기와 5.45령기였다. 한편 끝동매미충의 시기별 영기구성 및 평균령기는 두 월동기간간에 큰 차이는 없었으나, 끝동매미충이 월동에 들어가는 초기(11월 12월상순)의 기온과 월동후기(3월)의 기온에 따라 끝동매미충의 영기구성에 약간의 차이가 있었다. 또한 끝동매미충의 채집기간 평균령기를 비교한 발육지수의 값이 대체로 1.0이상의 값을 나타내어 월동중에도 끝동매미충은 발육이 진행되었음을 알 수 있었다. 끝동매미충의 월동장소별 채집밀도는 보리밭보다 휴반에 서 현저히 높았다.
4종류(種類)의 살충제(殺蟲劑)(monocrotophos, diazinon(유기인계(有機燐系)), carbofuran, BPMC(carbamates계(系)) 중 두 약제(藥劑)를 택하여 1대 1 비율로 섞은 6가지 혼합제(混合劑) 조합(組合)들에 대한 협력작용(協力作用)을 보이는 조합(組合)을 발견하기 위하여 벼멸구(Nilaparvata lugens)와 끝동매미충(Nephotettix virescens)을 공시하여 실험을 수행하였다. 1. 벼멸구에 대하여는 carbofuran과 diazinon 조합(組合) 및 BPMC와 carbofuran 조합(組合)이 협력작용계수(協力作用係數) 200정도로 효과적이었다. 2. 끝동매미충(N. virescens)에 대하여는 diazinon과 monocrotophos 조합(組合)이 협력작용(協力作用) 계수(係數) 234로 효과적이었다. 3. 여타의 조합(組合)들은 독립용작(獨立用作)내지 부가작용을 보였다.
이 시험은 우리나라 남부지방에 있어서 끝동매미충의 알에 기생율이 높은 Paracentrobia andoi의 포장생태에 대해서 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 월동후 활동은 3월상순부터 활발하였으며 4월상순 이후 부터는 휴한답로 옮겨가는 경향이였다. 2 .휴한답의 둑새풀에서 끝동매미충의 알에 대한 기생율은 끝동매미충의 산란최성기인 4월하순에서 5월상순 사이에 높은 경향이였다. 3. 휴한답에서 지역별 평균 기생율은 거창과 남지는 , 남해, 김해 및 진주는 였다. 4. 본답에 있어서 이 알기생봉은 3회 발생을 하였으며 발생최성기는 8월중순과 10월초순경이였다. 5. 본답기에 있어서 끝동매미충의 2세기충(6월하순경 발생)과 3세대충(8월하순경 발생)에 대한 이 알기생봉의 평균 기생율은 각각 와 였다.
본 연구는 1982연과 1983년 끝동매미충의 난기생봉중에 우종인 Gonatocerus sp. y의 생태를 실내와 포장에서 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. Gonatocerus sp. y의 난에서 성충으로 우화되기까지 평균발육기간은 및 에서 각각 53일, 25일, 15일 및 12일이였다. 2. 성충의 평균 산란수는 및 에서 각각 28개, 48개, 42개 및 32개였고 산란기간은 대부분 일 이내였으며 최고 산란수는 98개였다. 3. 성충의 우화는 전체의 가 아침에 이루어 졌으며 오후에는 거의 우화하지 않았다. 4. 성충의 우화성비는 암수의 비율이 4 : 1인 것이 가장 많았다. 5. 성충의 수명은 물보다 꿀물을 먹이로 주었을 때가 현저히 길어졌으며 수컷보다 암컷이 다소 길어졌다. 그리고 꿀물을 주었을 때 암컷의 평균 수명은 에서 30일, 에서 15일이였다. 6. 휴한답의 둑새풀에 산란된 끝동매미충 난에 대한 시기별 Gonatocerus sp. y의 기생율은 4월 하순에서 5월 상순에 가장 높았다. 7. 휴한답에 있어서 4월 하순부터 5월 상순 사이에 지역별로 조사한 본 난기생봉의 기생율은 거창, 남지, 진주지방에서 , 남해, 김해지역에서 였다. 8. 본답기에 있어서 끝동매미충의 2세대충(6월 하순경발생)과 3세대충(8월 하순경 발생)에 대한 본 난기생봉의 기생율은 각각 와 였다.
본답후기인 8중-9상순에 걸쳐 끝동매미충 난에 기생하는 기생봉의 종류와 이들의 기생율을 남부 4개 지역에서 재래품종과 통일계통 품종 포장에서 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 난에 기생하는 실적으로 Gonatocerus sp. 2종과 Paracentrobia andoi 그리고 Anagrus sp. 1종 등 모두 4종의 난기생봉이 분포하고 있음이 밝혀졌다. 2. 기생율 조사 결과 Gonatocerus sp.의 평균 난괴기생율과 난립기생율은 각각 58.8%와 41.0%였고 Paracentrobia andoi의 경우에는 각각 6.2%와 5.3%로서 Gonatocerus sp.가 Paracentrobia andoi의 기생율 보다 훨씬 높안 우점종을 이루어 있었으며 이들 두 종이 같은 난괴에 혼재하는 율은 5.4%였다.
끝동매미충(Nephotettix cincticeps Uhler) 개체군의 초기밀도, 기주식물의 생육상태, 온도 그리고 기주의 조건화가 개체군증가에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 야외 Pot시험에서 이 해충의 개체군밀도 증가율은 접종한 개체수의 증가에 따라 감소하며 이러한 밀도의존적 작용은 기주식물의 생육상태에 따라 차가 있었다. 2. 흡즙에 의한 기주의 조건화는 성충의 산란수를 감소시켰으며 이것은 흡즙중에 분필되는 산난억제물질에 의한 것으로 생각되나 흡즙에 의한 직접적인 영향을 전연 배제할 수는 없을 것으로 생각된다. 3. 개체군의 밀도와 기주식물의 생육상태는 개체군의 생장에 있어서 복합적인 관련성을 갖고 있어서 만식구의 경우 기주의 생육상태는 조식구에 비해 낮은 충밀도에서는 개체군의 생장에 유리하였으나 높은 충밀도에서는 불리해졌다. 4. 약충생육기의 고온은 산난수를 감소시키고 약충기 치사율을 증대시피며 성충개체군의 성비에 명백한 영향을 미친다. 5. 생육기간중 개체군의 증식에 가장 유리한 온도는 였으며 의 고온에서는 우화율이 낮고 성충의 산란력에 장해를 주어서 산란수가 적었다.
본 실험은 끝동매미충의 온도와 일장조건에 따른 발육도 및 증식능력을 조사하여 실내 대양사육에 적합한 온도와 일장의 범위를 밝히고 나아가 온도와 발육속도와의 함수관계를 유도하는데 필요한 기초자료를 얻고자 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 비교적 고온조건인 와 에서 약충의 발육이 빠르a 우화율이 높았으나 변온처리(와 각 12시간)에서는 발육이 지연되었다. 2. 성충의 산란력은 고온)에서 약충기를 거친 성충은 산란수가 매우 적었으나 에서 우화한 성충은 고온에서 많은 산란을 하였다. 3. 에서의 일장은 약충의 발육 및 우화율에 큰 영향을 미치지 못했다. 4. 약충의 발육속도는 까지는 온도가 상승함에 따라 직선적으로 빨라졌으나 고온에서는 증가율이 둔화되는 결과를 얻었다. 5. 이상의 결과로 적합한 사육조건은 약충기에 , 성충기에 인 것으로 생각된다.
벼의 주요해충의 효율적인 방제법을 확립하기 위하여 관용살충제인 유기인제계의 MPP제, Diazinon제와 Carbamate 제계의 NAC제에 대해 여러 지역의 이화명충 (Chilo suppressalis W.)과 끝동매미충(Nephotettix cincticeps U.)의 저항성 수준 및 분포를 조사한 결과 가. MPP제에 대한 이황명충은 조암, 수원, 이천계통이 양평계통에 비하여 2-4배의 저항성을 보였고 나. MEP제에 대한 이화명충은 양평계통에 비해 김포, 평택, 용인, 이천, 수원 및 조암계통이 2-6배의 저항성을 보였으며, 다. Diazinon제에 대한 이화명충은 수원계통이 양평계통에 비교하여 약 3배의 저항성을 보였으나 다른 계통간에는 별차가 없었다. 라. 이화명충의 월동유충이 사육유충보다 약제에 대한 저항성이 더 떨어지는 것은 사육중 활력이 떨어지기 때문인 것으로 생각된다. 마. 끝동매미충에 있어서 MEP제의 겨우 이리계통이 수원계통에 비하여 약 13배, 밀양, 평택계통이 7-8배, 이천계통이 4배의 저항성을 보였고, 바. MEP제에 대한 끝동매미충은 역시 이리계통이 수원계통에 비해 약 7배, 평택계통이 4배로 나타났으며, 사. NAC제에 대한 끝동매미충은 지역별 계통간에는 별차를 보이지 않았다.
1974년도 IRRI(국제미작연구소)에서 새로 입수된 48개 종품 및 게통을 공시하여 한국산 끝동매미충에 대한 저항성품종 및 게통을 선발하고 나아가 몇가지 저항성기작을 검토하기 위해 본 시험을 실하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 끝동매미충에 대한 유묘검정에서 48개 품종 또는 계통중 저항성반응(R)을 보인 것은 Balamawee, IR-26, IR-1529-525-2-2, IR-1539-1042-6, IR2061-214-2-3-5, IR2061-214-2-3-6, Jhingasail, Murungakayan 및 Vunam등 9개 품종 또는 계통이었고 중도저항성반응(MR)을 보인 것들로서는 Chianung-Shen-Yu-11, C62-1-230, C62-1-373, Dikwee, D204-1, Murungakayan-3, Palasithari-601, Peta-2802, RP6-516-34-1-8(TKM ), RP6-590-10-1-11(TKM6IR8), RP9-4(IR8W1251)등 11개 품종 또는 계통이었다. 2. 저항성 및 중도저항성반응을 보인 것들을 공시하여 약충접종에 의한 저충성검정시험결과 저항성반응을 보인 것은 모두 의 사충율을 보였으나 몇몇 품종 또는 계통에서 사충율이 좀 저하하였고 저조한 우화율을 나타내었다. 저항성반응을 보인 벼에서 2영기 약충이 살아 남을 수 있는 일수는 3-10일에 불과하였다. 즉, 유묘의 반응에서 저항성으로 나타난 벼들은 고도의 저충성이 있음을 보였다. 3. 저항성반응을 품종 또는 계통간에 차이가 없었을뿐더러 유묘의 저항성반응과도 아무런 상관이 없었다. 5. 이상의 결과를 종합해 볼 때 끝동매미충에 대한 벼의 저항성기작은 저항성 뼈는 고도의 항충성(Antibiosis)을 지니고 낮은 식이선호성(Non-feeding preference)을 나타내지만 감수성 벼는 반대로 항충성을 지니고 있지 않은데다가 높은 식이선호성을 나타내는데 있다고 보아진다.
끝동매미충에 대한 국내장여품종, 계통 및 IRRI선발품종의 저항성정도, 그들 품종에 대한 끝동매미충의 산난선호성, 식이선호성, Antibiosis 및 몇개 지역의 끝동 매미충에 대한 벼의 저항성차이 유무를 알기 위해 시험을 실시한바 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 국내장여품종은 모다 감수성(S) 반응을 보였고 IR 667에서 얻어진 품종과 계통은 중간성(M) 반응을 보였다. 2. IRRI 선발품종중 Bir-tsan-3, MTU-15, DK-1, DV-139, H105, ASD-7, MGL-2, PTB-18, Muthumanikam 및 Vellanlangalayan은 저항성 반응을 보였고 IR20과 Mudgo는 중도저항성을 보였으며 IR8, IR22, Pankari-203, Su-Yai-20 및 T(N)1은 감수성 반응을 나타내었다 3. Nephotettix cincticeps와 N. impicticeps간에 현저히 다른 반응을 나타낸 품종은 H105, IR8, Mudgo, Pankari-203 및 Su-Yai-20이었다. 4. 산난선호성은 품종에 따라 현저한 차이가 있었는데 비교적 많은 산난수를 보인 품종은 Suweon 215, Shirogane, Su-Yai-20 및 Milsung 등이었고 비교적 적은 품종은 Palkweng, Kimmaze, Mudgo 및 Akibare 등이었다. 5. 식이선호성도 품종에 따라 현저한 차이가 있었는데 비교적 부착충수가 많은 품종은 Shirogane, , Paltal 및 Nongbaek등이었고 비교적 적은 부착충수를 보인 품종은 Su-Yai-20, TKM-6, Mudgo 및 Murunga 137 등이었다. 6. 유묘의 저항성과 산난선호성, 식이선호성들 간에 유의한 상관은 없었으나 유묘의 저항성과 식이선호성은 비교적 깊은 관계가 있는 것 같았다. 7. 공시품종에 대한 부화약충의 생존충율에 있어서 PTB-18은 3일만에, Muthumanikam은 7일만에, Vellanlangalayan과 H105는 8일만에, 100의 사충률을 보였으며 그 외에도 저항성품종에서 낮은 생존충률을 보였다. 8. 수원, 이리, 밀양 및 진주 4개 지역의 끝동매미충에 대한 벼의 반응에 차이가 없어 끝동매미충의 생태형은 찾아 볼 수 없었다.
국내 주요 해충인 끝동매미충에 대한 저항성 품종‘청남’은 ‘기누히까리’와 ‘밀양189호’를 각각 모본과 부본으로 인공교배 한 후 약배양으로 육성하였으며, 주요 연구결과는 아래와 같다. 출수기는 평야지 보통기 재배에서 8월 11일로 중생종이며 수당립수는 ‘남평벼’보다 적은 편이고 현미천립중은 무거운 편이다. 불시출수는 발생하지 않았으며, 수발아는 ‘남평벼’보다 약간 높은 편이고, 포장도복은 없었으며, 내냉성은 ‘남평벼’와 비슷하다. 잎도열병 밭못자리 검정 중 정도 저항성을 보였으며, 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병(K1, K2, K3)에는 강하며, 바이러스병을 매개하는 끝동매미충에 저항성으로 오갈병에 포장저항성을 나타낸다. 검은줄오갈병에 약하고 벼멸구 등 충해에는 감수성이다. ‘청남’의 끝동매미충 유전분석을 수행한 결과 1개의 단순우성유전자에 의해 지배됨을 확인하였다. ‘청남’의 쌀은 맑고 투명하며 완전미율이 높았으며, 밥맛은 양호한 편이다. ‘청남’의 수량성은 2007년부터 2009년까지 3년간 실시한 지역적응시험 보통기 보비재배 11개소에서 5.43 MT/ha, 이모작재배에서는 5.00 MT/ha, 만식재배에서는 5.18 MT/ha이었다.