미국선녀벌레(Metcalfa pruinosa)는 2009년 최초 보고된 외래해충으로 지속적으로 발생 밀도 및 면적이 증가 했고 산림뿐만 아니라 과수, 원예작물 등에서도 큰 피해를 야기하고 있다. 충청남도에서 발생한 미국선녀벌레의 밀도에 따른 시간적-공간적 분포 특성을 조사하고, 발생 면적을 추정하였다. 충청남도 내 미국선녀벌레의 밀도 는 증가하는 추세였으며 실제 조사된 발생지점의 비율도 증가하였고, 추정 분포면적은 2011년에 비해 2014년에 크게 증가하였으며 2017년부터는 43개 조사지점을 모두 포함한 다각형 면적에 도달해 충남 전역에 퍼진 것으로 추정되었다. 충청남도 내 농경지에서 실제 발생면적률은 연도별로 뚜렷한 증가 추세를 보였으나, 비농경지에서 의 발생면적률은 연도별로 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서 충남 전역으로 확산된 미국선녀벌레는 발생면적이 정점에 도달했으며, 밀도가 지속적으로 증가할 것으로 예상된다.

해바라기, 콩, 들깨, 참깨를 트랩식물로 이용하여 미국선녀벌레 약충에 대한 유인효과를 조사한 결과, 실내실험의 경우, 어린단계와 성숙단 계 모두에서 해바라기가 각각 평균 47.6%와 66.5%로 가장 높은 유인력을 보였고, 야외실험의 경우에도 어린단계와 성숙단계 모두에서 해바라기가 각각 평균 52.3%, 53.2%로 가장 높았다. 실내실험과 야외실험에서 어린단계의 콩은 시간이 지나면서 해바라기 다음으로 유인력이 높았으나 성숙단계의 콩은 들깨 보다도 낮은 유인력을 보였으며 실내실험과 야외실험간 비교에서 동일 트랩식물간 유의성은 없는 것으로 보아 미국선녀벌레 약충에 대하여 가장 유인력이 높은 식물은 해바라기였다.

미국선녀벌레에 방제효과가 높은 3종 (데리스, 시트로넬라, 계피)의 식물추출물과 보조제 (잔탄검과 실리콘 계열 화합물)를 함유하는 조성물을 개발하였다. 이 조성물은 인삼 재배지에서 미국선녀벌레 방제효과가 90% 이상으로 높았다. 또한 다른 흡즙성 해충에도 살충률이 높아 PLS (positive list system) 전면 시행에 따른 대응방안으로 활용이 가능할 것으로 생각된다.

기주범위가 넓은 미국선녀벌레에 대한 선행연구는 약충과 성충을 구분하지 않고 조사되었으나 본 연구에서는 발육단계를 약충단계와 성충 단계로 구분하여 기주를 조사하였다. 미국선녀벌레 약충은 78과 227종의 기주에서 발견되었고, 27과 38종을 새롭게 기록하였다. 초본류와 목본 류로 구분하였을 때 초본류에는 110종 목본류에는 117종을 기록하였다. 미국선녀벌레 성충은 87과 233종에서 발견되었고 26과 36종을 새롭게 기록하였다. 초본류와 목본류로 구분하였을 때 초본류에는 105종과 목본류에는 128 종을 기록하였다. 따라서, 약충과 성충을 포함하여 미국선녀 벌레의 국내 기주는 총 98과 345종 이었다. 미국선녀벌레 약충과 산란전단계의 성충은 국화과의 해바라기를 특이하게 선호하였고, 산란단계의 성충은 쪽과 해당화를 선호하였다.

Recently, Metcalfa pruinosa is the pest that can not be easily controlled due to its wide host range. Therefore, it seems necessary to develop a trap plant that can block the entry of M. pruinosa into the farm. We have examined the host preference of M. pruinosa in previous studies and verified their attractiveness to these pests for some favored plants(bean, perilla, sunflower and sesame). We divided the plants used in the experiment into young and maturing stages. In the yougn stage of the plant, the soybeans were highly suscetible to M. pruinosa, but the sunflower was the most influential in the mature stage. Therefore, we selected sunflower as a trap plant to M. pruinosa and conducted a field survey. The sunflower attracted effectivley M. pruinosa in aronia cultivation system. But the time of our experiments was at the nymphal stages of M. pruinosa and at the beginning of adult emergence. Therefore, we plan to conduct experiments at the peak period of adult emergence and develop the trap with attractants.

우리는 미국선녀벌레의 월동알 조사를 하는데 있어 조사자의 공통된 조사방법을 제시하고자 전국적으로 분포하는 아카시나무의 가지를 부위별로 조사하였다. 조사한 총 표본수는 189개 샘플이었고 가지는 가시밑둥, 잔가지밑둥, 가지표면 세부분으로 나누어 알을 조사하였다. 모든 부위에서 알이 존재하지 않는 샘플을 포함했을 때는 모두 정규분포를 따르지 않았으나 알이 존재하지 않는 샘플을 제외했을 때는 가지밑둥과 잔가 지밑둥에서 조사된 알은 정규분포를 따랐다. 가지의 굵기에 대한 정규성 정도는 없었다. 가지밑둥과 잔가지밑둥에서의 미국선녀벌레 알의 밀도는 가지표면에서 보다 유의성 있게 높은 밀도를 보여주었고 가지의 굵기별 조사에서는 유의성이 없었다. 따라서 미국선녀벌레가 주로 산란하는 아카시나무는 전국적으로 분포하고 있는 수종으로 아카시나무 가지의 굵기와 상관없이 가시밑둥과 잔가지밑둥에서 미국선녀벌레 알을 조사하는 것이 밀도 추정의 정밀도를 높여 정확한 한반도 분포 특성과 발생예측을 위한 조사방법으로 크게 기여할 것으로 판단된다.

The citrus flatid planthopper, Metcalfa pruinosa is one of the invasive insect species in South Korea. M. pruinosa is a broad polyphage damaging over 200 plant species including ginseng, although there is a difference in preference. We selected six insecticides that showed high mortality in ginseng field such as emamectin benzoate EC, sulfoxaflor SG, etofenprox EW, cypermethrin EC, thiacloprid SC and pyrifluquinazon SG. In addition, a method to attract and kill M. pruinosa by treating pesticides on attractive plants (e.g., corn, perilla) with high preference was also tested. The control effect varied from 10 to 80% depending on the distance between forest and farmland. These methods can be used for the control of M. pruinosa in the ginseng farm when the PLS (Positive List System) is fully implemented in 2019.

최근 변화하는 기후로 인해 외래해충의 유입이 증가하였으며 발달된 교통수단 등으로 인해 새로운 지역으로 확산이 가속화되는 추세(Bale, 2002)이므로 그 중요성이 증대하고 있다. 본 연구는 우리나라의 최근에 침입한 대표적인 흡즙성 해충인 미국선녀벌레를 대상으로 충청지역의 발생분포를 파악하기 위해 수행되었다. 이를 위해 2018년 5월부터 8월까지 충남북 관내 주요 행정구역을 대상으로 미국선녀벌레 발생여부와 피해정도를 중심으로 조사하였다.

본 연구에서는 계피 정유 3종의 구성성분을 분석하였고, 미국선녀벌레에 대한 살충활성을 검정하였다. (E)-Cinnamaldehyde을 포함한 9종의 계피 정유 구성성분과 21종의 유사 물질을 미국선녀벌레 약충에 대해 살충활성을 검정한 결과, hydro-cinnamic acid가 반수치사농도 1.55 mg/cm 2로 가장 좋은 살충활성을 보였으며, geranic acid도 1.59 mg/cm 2로 높은 살충 활성을 보였다. Cinnamaldehyde를 포함한 hydro-cinnamaldehyde, (E)-cinnamaldehyde, cinnamdyl alcohol, cinnamyl acetate, dibutyl phtalate, anethole, a-cyano cinnamic acid, (s)-perillyl alcohol, methyl cinnamaldehyde, bonyl acetate 12종이 중간정도의 활성(1.60 - 4.94 mg/cm 2 )을 보였으며, 다른 물질들은 살충활성이 낮거나 없었다. 미국선녀벌레 성충에 대해서는 eugenol 이 반수치사 농도 10.81 mg로 가장 높은 살충활성을 보였으며, geranic acid (30.68 mg)도 높은 살충력을 보였다. Cinnamaldehyde 등 9종이 반수 치사 농도 105.44~255.76 mg의 살충활성을 보였다. 다른 18종의 물질은 활성이 낮거나 없었다. 실제 포장인 인삼포장에 발생하는 미국선녀벌레에 대한 적용시험에서 cinnamon bark 정유와 cinnamon green leaf 정유가 각각 82.3%와 82.9%의 높 은 살충활성을 보였다. 농업환경에서 고독성 합성살충제의 사용을 줄일 수 있는 방안으로 본 논문에서 선발한 계피정유가 미국선녀벌레의 약충 및 성충 방제에 유용한 수단으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

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.

The insecticidal activity of cinnamon essential oils, cinnamon bark, cinnamon technical, cinnamon green leaf oils and their constituents and structurally related compounds against citrus flatid planthopper, Metcalfa pruinosa, was examined using a direct contact application. At 500 mg litre-1 very strong mortality (100%) was observed in cinnamon technical, cinnamon bark, cinnamon green leaf, mortality against flatid planthopper M. pruinosa. The cinnamon oils constituents were identified by GC-MS. The active principles were determined to be hydrocinnamic acid (24 h LC50, 30.66 mg/L), geranic acid (24 h LC50, 31.23 mg/L), cinnamaldehyde (24 h LC50, 32.65 mg/L), hydrocinnamaldehyde (24 h LC50, 39.11 mg/L) and trans-cinnamaldehyede (24 h LC50, 39.54 mg/L) were the most toxic against both nymph and adult of citrus flatid planthopper, M. pruinosa. The moderate activity was observed with cinnamyl acetate, dibutyl pthalate, anethole, α -cyano cinnamic acid, cinnamyl alcohol, methyl cinnamaldehyde, eugenol, 2.4-dihydrocyl cinnamic acid, bornyl acetate (24 h LC50, 53.35- 97.17 mg/L) respectively. The other constituents were showed less or no activity against adult of M. pruinosa. Global efforts to reduce the level of highly toxic synthetic insecticides in the agricultural environment justify further studies on the active cinnamon oils active principles act as potential insecticides for the control of M. pruinosa populations as direct spray with contact action.

Electrical Penetration Graph(EPG)는 기주식물과 곤충을 전기적 회로에 연결하여 곤충의 섭식활동으로 나타나는 전기적 신호를 실시간 기록하고 특정 섭식관련 파형에 대해 정량적 분석이 가능한 시스템이다. 미국선녀벌레는 기주범위가 넓고 군서하기 때문에 농작물에 섭식을 통한 직접 피해와 왁스물질과 감로분비를 통한 2차 피해를 줄 가능성이 큰 흡즙성 외래 해충이다. 본 연구에서는 미국선녀벌레의 섭식 특성을 이해하고 피해작물을 예측하기 위한 기초연구로서 EPG를 이용하여 기주식물로 알려진 무궁화를 섭식하는 동안 나타나는 전형적인 섭식파형을 분리하였다(np, Mp1, Mp2, Mp4 Mp4-H, Mp5, Mp5-1, Mp7). np는 구침을 찌르지 않는 상태로 전압수준이 “0”에 가까우며, Mp1은 구침을 식물에 찌름과 동시에 전압이 급격하게 상승되어 섭식활동을 시작하는 파형으로 분리하였다. Mp2는 Mp1 이후 3∼5.8V의 전압수준에서 나타나는 불규칙성의 wave 모양의 파형으로 분리하였다. Mp4는 전압수준이 “0”이하로 가장 낮고 진폭이 0.1V 이하의 반복적인 peak가 약 4∼5Hz 주기적으로 나오는 특징을 보였다. 특히 Mp4가 진행 중인 가운데 감로를 분비하기위해 배 끝을 빠르게 여러 번 움직이는 행동을 보이는데 이때 약 0.6V 진폭의 peak 파형을 Mp4-H로 분리하였다. Mp5와 Mp5-1은 전압수준이 약 3V로 높고 아래로 뾰족한 peak가 약 4∼6Hz 주기적으로 나타나는데 각각을 진폭의 상대적 크기로 구분하였다. Mp7은 전압수준이 2.5∼5V로 높으면서 Mp2와 유사하지만 진폭이 더 낮고 약 0.03Hz 주기로 반복되는 특징을 보였다. 한편, Mp5와 구침의 식물조직 내 위치 관계를 추적한 결과 물관부 섭식활동과 관련이 있을 것으로 추정되었다.

The insecticidal activity of 120 plant essential oils and control efficacy of six experimental spray formulations (SF) containing the oils (SF-0.25, 0.5, 1, 2.5, 5 and 10% sprays) against both nymph and adult of citrus flatid planthopper, Metcalfa pruinosa, was examined using a direct contact application. Reponses varied according to dose (1000 mg litre-1 and 500 mg litre-1). Based on 24 h exposure in leaf dipping assay at 1000 mg litre-1 strong mortality was observed in more than 19 essential oils among 130 was screened. At 500 mg litre-1 very strong mortality (100%) was observed in cinnamon technical, cinnamon green leaf, cinnamon #500, cassia tree, citronella java and penny royal followed by origanum, thyme white, grape fruit, savory, fennel sweet, aniseed and cinnamon bark (93.3- 80%) showed considerable moratality against nymphs of M. pruinosa. The moderate mortality was found in thyme red, tagette, calamus, lemoneucalptus and geranium (73.3-60%). The other oil has low or very low mortality against M. pruinosa. The oil applied as SF-10% sprays provided 100% mortality against adult M. pruinosa. In particular cinnamon technical showed very strong (>SF-0.5= 100%) effect followed by cinnamon #500 (>SF-2.5=100%), cinnamon green leaf (>SF-2.5=100%) and penny royal (>SF-2.5=100%) respectively. Global efforts to reduce the level of highly toxic synthetic insecticides in the agricultural environment justify further studies on the active essential oils as potential larvicides for the control of M. pruinosa populations as direct spray with contact action.

미국선녀벌레[Metcalfa pruinosa (Say, 1830)]는 2009년 서울, 경기(수원), 경남 (김해)에서 처음으로 발견된 선녀벌레과(Flatidae) 외래해충이다. 이 해충은 원산 지인 북미지역에서는 피해가 미미하였으나 1979년 이탈리아를 시작으로 2000년 대 중반까지 유럽지역에서 꾸준히 분포가 확대되면서 농작물 및 산림해충으로서 널리 알려지게 되었다. 과수, 채소 등 농작물 피해는 약충과 성충의 흡즙과 분비물 (밀납)에 의한 직접적인 피해 이외에도 잎, 줄기에 서식하는 약충 집단의 감로 분비 에 따른 그을음에 의한 피해가 매우 위협적이다. 우리나라에서 미국선녀벌레에 의 한 농작물 피해는 아직 초기단계로서 이 해충의 주요한 증식처인 산림 인근에 위치 하는 사과, 배, 감 등 과수원에서 부분적으로 관찰되고 있다. 이 해충의 분포확산은 알이나 약, 성충이 부착된 식물의 인위적인 이동, 약충의 도약 또는 성충의 비행을 통한 자연확산, 그리고 성충이 차량에 부착하여 원거리 이동에 의한 것으로 추정되 고 있다. 지난 2년간(2010-2012) 중부지역을 중심으로 미국선녀벌레의 분포확산 을 추적한 결과, 2010년도에는 인천(남구), 경기(과천, 안성, 용인, 이천, 파주), 충 북(단양, 음성, 진천, 청원, 충주), 충남(공주, 태안)에서, 2011년도에는 인천(중구), 충북(괴산), 충남(금산, 예산), 전북(익산)에서, 그리고 2012년도에는 경기(여주), 강원(원주), 충남(천안), 부산(해운대)에서 추가 발생하여 누적 분포지역은 2012년 현재 6개도 31개시군이었다. 주요한 확산경로로 추정되는 고속도로 휴게소 및 진 출로의 발생지점과 주요한 기주식물을 제시하고자 한다.

미국선녀벌레 [Metcalfa pruinosa (Say, 1830)]는 북미 원산 해충으로서 2009년 서울, 경기, 경남 등 3개 시군구에서 처음 확인되었으며, 2012년 현재 31개 시군구로 급격히 분포 지역이 확대 되고 있는 침입 해충이다. 본 연구는 미국선녀벌레의 월동난의 부화시기를 조사하고, 약충의 온도에 따른 발육기간 및 야외에서 성충 발생 시기를 조사하여 효율적인 개체군 밀도 관리 대책 수립을 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 2012년 01월 14일부터 04월 27일까지 2주 간격으로 충북 청원군 오창읍에서 채취한 월동난을 실험실내 항온기 (A조건 : 25.0±1℃, RH 75-80%, L:D = 12:12, B조건 : 27.5±1℃, RH 75-80%, L:D = 12:12, C조건 : 25.0±1℃, RH 75-80%, L:D = 14:10, D조건 : 27.5±1℃, RH 75-80%, L:D = 14:10)에 넣은 후 부화약충을 조사한 결과 4월 13일부터 4월 27일 사이에 채집한 월동난에서 A조건 38마리, B조건 11마리, C조건 26마리, D조건 0마리의 약충이 부화하는 것으로 조사되었다. 충북 청원, 경남 김해, 전북 익산에서 05월 09일부터 08월 14일까지 2주 간격으로 야외 발생 조사를 한 결과 최초 약충 발생은 05월 20일경 이었고, 최초 성충 발생은 6월말경 이었으며 각 조사지역의 시기별 약충의 발육태 분포와 성충의 분포를 조사하였다. 또한 부화약충을 채집하여 콩(대원콩)을 기주로 12.5∼35.0℃ 항온 조건 (RH 75-80%, L:D= 14:10) 에서 약충 발육 조사 결과, 25.0℃에서 발육기간이 약 42일 경과 후 성충으로 우화하였으나 대부분의 온도조건에서 약충이 95%이상의 높은 사망률을 보여 적합한 기주 재탐색후 재실험이 필요한 것으로 판단된다.

This study was investigated the seasonal occurrence of Metcalfe pruinosa (Say) in Chungbuk province and established the optimal control timing. Population densities of nymph and adults were investigated and egg hatching period and oviposition period was examined from three locations (Cheongwon, Jincheon, Eumseong area). Egg hatching period was investigated. The first day of egg hatching observed on May 25, the day of peak egg hatching was on May 29, and the perfect accumulative egg hatching ratio was on Jun. 13. Oviposition period of M. pruinosa female was observed the cut branch (cut within 10 cm length, 1 cm dia.) of oak tree, an althea, and an acacia under stereoscope. The first oviposition was observed at Jul. 28 and continually increased until late-Sept. with sharply increased at mid-Aug. Population density of M. pruinosa nymph was observed the cut branch (cut within 30 cm length, 1 cm dia.) of oak tree, an althea, an acacia, and pear tree. Population density began decreased showing after highest density with 25.3 (Jul. 1). The adult was first appeared at Jul. 11 and showed highest population density with 13.1 (Aug. 4) and then continuously decreased. To control M. pruinosa at pear orchard, optimal control timing for nymph was judged from Jun. 13 to Jul. 2, because of its small size of body and exuviae, low damaging by honeydew producing, low wax materials produced. Second control timing was judged at early Aug., when the adult invading to the pear orchard from near forest and the period before oviposition. The control agents for M. pruinosa were not yet registered, but will be anticipated to register the chemicals such as penitrothion WP, acetamiprid WP, dinotefuran WP, lambda cyhalothrin, thiamethoxam SP in 2012.

미국선녀벌레 [Metcalfa pruinosa (Say, 1830)]는 북미 원산 해충으로서 2009년 서울, 경기, 경남 등 3개 시군구에서 처음 확인되었으며, 2011년 현재 22개 시군으로 급격히 분포 지역이 확대 되고 있는 침입 해충이다. 본 연구는 미국선녀벌레의 국내 지역별 정착 위험도 분석을 통하여 빠른 확산 가능 지역을 예측하고 약충에 대해 효과적인 약제 선발을 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 위험도 분석은 상용 프로그램인 CLIMEX® (version 3.0) (Sutherst et al., 2007)와 Strauss (2010) 문헌에 수록된 매개변수 값을 이용하여 분석하였다. 분석은 68개 시군을 대상으로 하였으며, 평년(30년) 기상자료를 사용하여 분석하였다. 분석 결과 거제 등 19개 시군은 EI (Ecoclimatic index)값이 9이하로 낮은 정착 가능성을 보였으며, 구미, 포항, 영천, 영덕, 대구는 20이상의 EI 값을 가져 높은 정착 가능성이 있을 것으로 판단되었다. 나머지 시군에서는 10∼19 사이의 보통의 정착 위험도를 보였다. 미국선녀벌레 약충에 효과적인 약제를 선발하기 위하여 imidacloprid 등 14개 약제의 기준량 및 배량에서의 사충율을 조사하였다. 시험방법은 콩을 기주로 하였으며, 3∼5령의 약충을 10초간 약액에 침지한 후 기주로 옮긴 후 25±3℃ 항온실에 보관하며 2일후, 5일후 사충수를 조사하였다. 조사 결과 기준량에서는 dinotefuran 등 7개 약제에서 5일후 100% 사충율을 보였고 1/4량에서는 dinotefuran 등 4개 약제에서 5일후 100% 사충율을 보였다.