미국선녀벌레 [Metcalfa pruinosa (Say, 1830)]는 북미 원산 해충으로서 2009년 서울, 경기, 경남 등 3개 시군구에서 처음 확인되었으며, 2015년 현재 52개 시군구로 급격히 분포 지역이 확대 되고 있는 침입 해충이다. 본 연구는 미국선녀벌레의 월동난의 휴면 종료 시기를 추정하고, 온도에 따른 발육 특성을 조사하고자 수행되었다. 월동난의 휴면 종료 시점을 추정하기 위해 2011년 2회, 2012년 8회, 2015년 5회 월동난을 채집하여 실내에서 가온하였으며, 2013년 채집된 월동난을 이용하여 10개 항온, L:D=14:10 조건에서 발육 특성을 조사하였다. 미국선녀벌레 월동난은 4월 상순부터 휴면이 종료되기 시작하여, 4월 하순경에는 대부분의 난들이 휴면에서 종료되는 것으로 추정된다. 월동난은 처리 온도 중 12.5℃와 35℃를 모든 온도 조건에서 약충으로 발육이 가능하였다. 온도에 따른 난 발육 기간은 4월 26일 채집된 월동난의 경우 15℃에서 46.9일로 가장 길었고 30℃에서 13.3일로 가장 짧았다. 선형모델을 이용하여 추정한 미국선녀벌레 월동난의 발육영점온도는 10.1℃였으며 유효적산온도는 252.5DD 였다. 온도에 따른 발육률을 설명하기 위해 사용된 Lactin 2 등, 4가지 비선형 모델 모두 r2=0.99 이상의 높은 모형적합성을 보여주었다. 2013년 경기도 수원지역의 온도 자료를 사용하여 월동난 부화시기를 추정한 결과 5% 누적 부화일은 5월 22일, 99% 누적 부화일은 6월 5일로 추정되었다. 이상의 결과들은 미국선녀벌레의 효율적인 개체군 밀도 관리 대책 수립을 위한 기초 정보로 사용할 수 있을 것이다.

흰등멸구, Sogatella furcifera (Horvath), 의 온도에 따른 알 및 약충 발육 기간을 12.5~5±1℃범위에서 2.5℃ 간격으로 10개 항온, 14:10(L:D) h 광, 상대습도 20~30% 조건에서 조사하였다. 알은 12.5℃를 제외한 모든 온도 조건에서 1령으로 성공적으로 발육하였으며, 1.5℃에서 22.5일로 가장 길었고, 32.5℃에서 5.5일로 가장 짧았다. 약충은 15~32.5℃ 온도범위에서 성충까지 발육 가능하였으며, 약충 전체 발육기간은 15℃에서 51.9일로 가장 길었으며 온도가 증가함에 따라 짧아져 32.5℃에서 9.0일로 가장 짧았다. 온도와 발육률과의 관계를 설명하기 위해 선형 및 7개의 비선형(Analytis, Briere 1, 2, Lactin 2, Logan 6, Performance, Modified Sharpe and DeMichele) 모델을 사용하여 분석하였다. 선형 모델을 이용하여 추정한 알과 약충 전기간 발육을 위한 발육영점온도는 각각 10.2℃와 12.3℃였으며 발육에 필요한 유효적산온도는 각각 122.0, 156.3 DD였다. 7가지 비선형 모델 중 Briere 1 모델이 모든 발육단계에서 온도와 발육률과의 관계를 가장 잘 설명하였다(r2= 0.88~0.99). 알 및 유충의 발육단계별 발육완료 분포는 사용된 3가지 비선형(2-parameter, 3-parameter Weibull, Logistic) 모델 모두 2령과 5령을 제외한 발육단계에서는 비교적 높은 r2(0.91~0.96) 값을 보여 양호한 모형 적합성을 보였다.

최근 경기, 충남, 전북, 전남지역에 발생하여 사과, 감, 산수유, 밤 등 각종 과수와 산림에 피해가 심한 갈색날개매미충(Ricania sp.)이 전남지역에서는 구례 산동면 일대의 286ha에 발생하였다. 갈색날개매미충은 1년생 가지내 산란에 의한 신초고사, 약충과 성충의 흡즙에 의한 양분손실 및 감로 배설에 의한 그을음병 유발의 피해를 준다. 따라서 본 연구는 갈색날개매미충의 적기방제에 의한 방제효율을 향상하고자 온도별 발육시험을 통한 알의 부화시기를 예측할 수 있는 발육모델을 개발하였다. 구례 산동의 산수유 가지에 산란된 난괴를 ‘12년 1월에 채집하여 항온기의 15, 18, 21, 24, 27, 30℃(14L-10D) 조건에서 부화소요기간과 부화율을 조사한 결과, 부화소요기간은 각각 51.1, 30.9, 24.6, 19.6, 17.0, 19.3으로 온도가 높을수록 기간이 짧아졌으며, 부화율은 56, 74, 75, 70, 73, 59%로 18~27℃에서 부화율이 비교적 높았다. 이를 근거로 온도와 발육속도와의 관계식은 Y=0.0024X-0.0114 (R2=0.8507)이었으며, 알의 발육영점온도는 4.75℃, 유효적산온도는 429.3일도였다. ’12년 순천기상대 자료를 이용하여 갈색날개매미충의 부화시기는 5월 10일경으로 예측되었다. 몇가지 약제를 이용하여 갈색날개매미충 알의 살란효과를 조사한 결과, 무처리의 부화율이 65.1%였으나 클로르피리포스수화제는 전 농도처리에서 부화하지 않아 살란율이 높았으며, 다른 약제는 부화율을 약간 낮추는 효과가 있었다.

 ,  , The developmental period of Laodelphax striatellus Fallen, a vector of rice stripe virus (RSV), was investigated at ten constant temperatures from 12.5 to 35±1℃ at 30 to 40% RH, and a photoperiod of 14:10 (L:D) h. Eggs developed successfully at each temperature tested and their developmental time decreased as temperature increased. Egg development was fasted at 35℃(5.8 days), and slowest at 12.5℃ (44.5 days). Nymphs could not develop to the adult stage at 32.5 or 35℃. The mean total developmental time of nymphal stages at 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5 and 30℃ were 132.7, 55.9, 37.7, 26.9, 20.2, 15.8, 14.9 and 17.4 days, respectively. One linear model and four nonlinear models (Briere 1, Lactin 2, Logan 6 and Poikilotherm rate) were used to determine the response of developmental rate to temperature. The lower threshold temperatures of egg and total nymphal stage of L. striatellus were 10.2℃ and 10.7℃, respectively. The thermal constants (degree-days) for eggs and nymphs were 122.0 and 238.1DD, respectively. Among the four nonlinear models, the Poikilotherm rate model had the best fit for all developmental stages (r<, SUP>, 2<, /SUP>, =0.98∼0.99). The distribution of completion of each development stage was well described by the two-parameter Weibull function (r<, SUP>, 2<, /SUP>, =0.84∼0.94). The emergence rate of L. striatellus adults using DYMEX<, SUP>, ®<, /SUP>, was predicted under the assumption that the physiological age of over-wintered nymphs was 0.2 and that the Poikilotherm rate model was applied to describe temperature-dependent development. The result presented higher predictability than other conditions.

팥나방(Matsumuraeses phaseoli)의 온도의존적 발육율에 기초한 선형모델들을 작성하기 위하여 25℃에서 인공사육된 알과 갓부화 유충, 성충을 대상으로 하 여 10℃에서 34℃까지 3℃ 간격으로 하여 9개 온도에서 각각 부화, 우화 및 사망까지 사육하였다. 알과 유충, 번데기 및 성충 각각의 발육기간 평균값을 이용하여 발육 선형모델을 작성하고, 발육 최저온도(LDT)와 발육 완성을 위한 유효적산온도(DD)를 구하였다. 알은 10-25℃ 범위에서 y=0.0158x-0.1357 (r2=0.9730)의 선형식과 LDT와 DD가 각각 8.6℃와 63.0온일도였다. 유충은 적 용한 온도에 관계없이 5령까지만 관찰되었는데, 5령 기간이 가장 길었고 1령 기간이 다음으로 길었다. 13-28℃에서 유충기간에 대한 선형식과 LDT, DD는 각각 y=0.0038x-0.0343(r2=0.9891), 9.0℃와 263.7온일도로 구해졌고, 번데기 단 계에서는 y=0.0064x-0.0564(r2=0.9920), 8.9℃와 157.4온일도였다. 성충 암컷과 수컷 수명은 16~34℃에서 각각 y=0.0040x-0.0202(r2=0.8435), 5.0℃, 248.6온일도 와 y=0.0049x-0.0354(r2=0.8832), 7.3℃, 206.0온일도였다. 성충은 28℃ 이상에서 는 산란하지 않았는데, 13-22℃에서 산란전기간에 대한 선형식은 y=0.0321x-0.3916 (r2=0.9835), LDT와 DD는 각각 12.2℃, 31.1온일도였다

1998년 영국에서 처음으로 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델이 밀에서 개발되었으며, 이후 2001년에 는 진주조와 수수 등에서도 개발되었다. 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델은 평균발육속도를 추정하 여 발육단계를 예측하는 기존모델에 비해 예측 정확도가 높은 것으로 인정되었다. 우리나라에서도 2001년 독자적으로 벼에서 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델이 개발되었는데, 예측 정확도가 높은 것으로 인정되었으나, 단일 시험품종으로 다양한 유전적 변이를 검토하지 못하였다. 또한 출엽속도 추정에 의해 발육 단계를 예측하기 위해서는 최종엽수를 정확하게 추정해야 하는데, 일장에 의한 최종엽수 추정식이 미흡하였 다. 따라서 본 연구에서는 품종을 조생종 오대벼, 중생종 화성벼, 중만생종 일품벼를 시험품종으로 하여 18, 21, 24, 27℃ 조건에서 온도에 대한 출엽속도 반응을, 12:00, 13:00, 13:30, 14:00, 16:00 조건에서 일장에 대한 최종엽수 반응을 검토하여 보다 적용성과 정확도가 높은 벼 발육단계 예출모델을 구축하고자 하였다. 오대벼, 화성벼, 일품벼 모두 유효적산온도와 주간엽수가 매우 밀접하게 관련되었는데, logistic 함수에 의하여 99% 이상 모두 잘 설명되었다. 따라서 유효적산온와 주간엽수와의 logistic 관계식을 미분하여 유효적산온도에 의한 출엽속도 추정식을 구하였다. 최종엽수는 일장과 매우 밀접한 관련성을 보였으며, 오대벼와 화성벼는 bilinear 함수, 일품벼는 quadratic 함수에 의하여 98% 이상 모두 잘 설명되어 최종엽수 추정식으로 사용 가능한 것으로 판단되었다. 여기에서 구한 출엽속도 추정식과 최종엽수 추정식을 이용하여 벼 발육단계 예측모델을 구축하였다.

출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델은 평균발육속도 추정에 의한 기존 발육단계 예측모델에 비하여 예측 정확도가 높은 편이다. 그러나 대부분의 작물모형은 평균발육속도 추정에 의한 발육단계 모델을 사용하 는데, 이는 출엽속도에 비해 평균발육속도를 추정하는 것이 쉽고, 작물모형의 서브모델로써 다른 서브모델과 연결시키기 쉽기 때문이다. 본 연구는 출엽속도 및 평균발육속도 추정에 의한 발육단계 예측모델을 여러 벼 품종 및 재배조건에서 비교 검토하여 출엽속도 추정모델의 장점과 한계 구명을 통해 적용성을 검토하고자 하였다. 시험품종은 조생종 오대벼, 중생종 화성벼, 중만생종 일품벼로 하여 2002년과 2003년에는 직파재배와 육묘기 무보온 이앙재배 조건에서, 2004년, 2005년, 2006년에는 육묘기 부직포 보온 이앙재배 조건에서 수행 하였다. 직파재배는 육묘기 보온과정에서 발생하는 불규칙한 온도 변화와 이앙기 활착스트레스의 영향 없이, 육묘기 무보온 이앙재배는 이앙기 활착스트레스만 고려될 때, 육묘기 부직포 보온 이앙재배는 육묘기 보온과 정에서의 온도변화와 활착스트레스 모두 고련된 조건에서 발육단계 예측능력을 검토하기 위하여 수행되었 다. 추정방법에 관계없이 오대벼는 화성벼 및 일품벼에 비해 발육단계 예측 정확성이 불량하였다. 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델은 담수직파와 육묘기 무보온 이앙재배에서 기존모델에 비하여 출수일수를 잘 예측하였다. 육묘기 부직포 보온 이앙재배 시 출엽속도 추정에 의한 모델은 출수일수를 과소 추정하는 경향이었으나, 기존모델에 비해 결정계수가 0.94로 매우 높으며, 추정값과 실측값과의 단순회귀선인 1:1선에 평행하였다. 따라서 출엽속도 추정에 의한 발육단계 예측모델의 적용성을 높이기 위해서는 육묘기 보온에 의한 온도상승 효과를 반영시킬 수 있는 알고리즘 개발이 필수적이라 할 수 있겠다.