이류체 포그시스템을 이용한 가루이의 친환경적 예방 및 방제법 개발

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 시설 내 토마토 수경재배에서 고온기에 온습도를 조절할 목적으로 사용되는 이류체 포그시스템을 이용한 온․습도 조절이 가루이 방제에 미치는 영향을 알아보고, 환경조절에 의한 가루이 방제법에 대해 알아보고자 하였으며, 이류체 포그시스템과 천연물을 이용하여 효과적이고 친환경적인 가루이 예방 및 방제 방법을 구명하기 위해 수행되었다.
첫 번째 실험에서는 토마토 시설재배에서 고온기에 온습도를 조절할 목적으로 사용되는 이류체 포그시스템이 가루이 방제에 미치는 영향을 알아보았다. 이류체 포그시스템을 설치한 온실을 처리구로 두었고, 설치하지 않은 온실을 대조구로 두어 각각의 온실 내에 활동하는 가루이 개체수를 황색점착트랩을 이용하여 조사하였다. 이류체 포그시스템의 작동은 25℃ 이상, 습도 80% 이하일 때 150초 작동 후 40초 휴식을 반복하였다. 분무를 시작한 지 일주일 이내에 가루이의 개체수가 대조구에 비해 약 87% 감소하였고, 이때 온실의 일일평균기온은 이류체 포그시스템을 작동한 분무구에서 2℃ 정도 낮았다. 또한 일일평균습도는 분무구에서 약 3~4% 높았다. 이류체 포그시스템에서는 음향이 발생하는데 포그시스템에서 발생하는 물과 음향의 효과를 구별하기 위해서 물을 제외하고 공기만 분사한 결과, 가루이의 밀도에는 아무 영향이 없는 것으로 나타나 분무구의 효과는 노즐에서 뿜어져 나오는 미세수분입자가 가루이와 접촉하여 가루이의 생육을 억제한 것으로 판단되었다.
두 번째 실험에서는 이류체 포그시스템이 가루이 방제에 미치는 효과를 보다 자세히 알아보고, 이를 활용한 효과적이고 친환경적인 가루이 예방 및 방제 방법을 모색하기 위해 이류체 포그시스템을 작동하였을 때 가루이의 구역별 분포와 높이별 분포 및 변화추이를 조사하였다. 첫 번째 실험과 같이 이류체 포그시스템을 설치한 온실을 처리구로 두었고, 설치하지 않은 온실을 대조구로 두어 각각의 온실 내에 활동하는 가루이 개체수를 황색점착트랩을 이용하여 조사하였다. 두 번에 걸친 실험에서 이류체 포그시스템이 가루이의 개체수와 운동성을 감소시키는 효과가 재확인되었고, 시설 내에서 가루이는 출구에서 먼 쪽의 구역에 높은 밀도로 분포하며, 이류체 포그시스템을 작동하였을 때 가루이의 수직분포가 달라지는 것이 조사되었다. 따라서 이류체 포그시스템을 가루이의 예방 및 방제에 사용하되, 밀도가 높은 구역의 기주식물 중상부에 황색점착트랩을 설치하여 가루이를 방제하는 소극적 방제가 가능할 것으로 사료되었다.
세 번째 실험에서는 이류체 포그시스템과 천연물을 이용하여 적극적이고 친환경적인 가루이 예방 및 방제 방법을 구명하기 위해 총 4회의 실험을 수행하였다. 1차 실험에서는 별도의 습도조절 없이 이류체 포그시스템을 작동하였고, 2차 실험에서는 이류체 포그시스템으로 습도를 70% 이상으로 제어했고, 3차 실험에서는 이류체 포그시스템으로 1500ppm Neem oil을 분무처리 하였고, 4차 실험에서는 2000ppm 농도의 oleic acid를 분무처리 하였다. 1차 실험에서 분무처리구의 가루이의 밀도는 크게 감소하였다. 2차 실험에서는 1차 실험보다도 분무효과가 더 크게 조사되었다. 이를 통해 습도를 높게 관리하여 미세수분입자의 양이 많고 또한 오래 공중에 머물게 하는 것이 가루이 방제에 더욱 효과적인 것으로 판단되었다. 3차 및 4차 실험에서 Neem oil과 oleic acid의 방제효과는 78%와 76.4%로, 분무만 했을 때의 53%보다 큰 효과를 나타냈다. 따라서 가루이 방제에 화학 살충제를 대신하여 이류체 포그시스템을 분무방법으로 이용하여 두 가지 천연물을 사용하는 것이 매우 좋은 방법이며, 특히 저렴한 oleic acid를 이용하는 것이 경제적인 것으로 판단되었다. 또한 평소에 이류체 포그시스템으로 온도와 습도관리를 하다가, 약제방제시 이류체 포그시스템을 이용하는 것이 악성 노동력 감소, 환경친화성, 생산성 증대 등에 기여하는 방안이 될 것으로 사료되었다.
다섯 번째 실험에서는 이류체 포그시스템을 이용하여 oleic acid를 분무할 때, oleic acid의 적정농도와 처리횟수를 구명하기 위해 실험을 수행하였다. oleic acid의 적정농도는 2000ppm에서 81.6%, 4000ppm에서 93.6%의 방제가를 나타내었다. 따라서 농도를 높게 처리할수록 가루이의 밀도는 크게 감소하는 것을 확인하였다. 그러나 2000ppm을 3회 처리하였을때, 농약등록 기준보다 높은 85.8%의 방제가로 조사되어 4000ppm으로 처
리하는 것보다 작물에 미치는 영향을 최소화하면서 가루이를 방제할 수 있는 효과적인 농도와 횟수라고 사료되었다.
이상의 연구에서 이류체 포그시스템을 이용하여 oleic acid를 2000ppm 농도로 이틀 간격으로 3회 처리하는 것이 가루이 방제에 가장 효과적인 것으로 구명되었으며, 토마토 재배에서 가장 문제가 되고 있는 가루이의 효과적인 친환경 방제법으로 그 가치가 높게 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was designed and executed in order to measure the impact of two-fluid fogging system, which controls the temperature and humidity in greenhouses, on control of whiteflies in tomato cultivation. This study aimed to develop a climate-control method for eliminating whiteflies and to investigate the effectiveness of using natural substances in addition to two-fluid fogging system for the purpose of eco-friendly prevention of whiteflies.
The first experiment examined the impact of two-fluid fogging system, which controls the temperature and humidity in greenhouses, on controling whiteflies in tomato greenhouses. The two-fluid fogging system was installed in the treated greenhouse and not installed in the control greenhouse. As the measure of the impact, the number of whiteflies caught on the yellow sticky traps in each of the greenhouses was counted. The two-fluid fogging system was operated for 150 seconds followed by a break of 40 seconds repeatedly whenever the greenhouse temperature was higher than 25oC and the relative humidity (RH) was lower than 80%. Within one week, the whitefly population in the treated greenhouse decreased about 87% compared to the control greenhouse. 24hr-average temperature of the treated greenhouse was 2oC lower than that of the control greenhouse. 24hr-average RH of the treated greenhouse was 3~4% higher than that of the control. The two-fluid fogging system generates sound when it was operated. In order to make sure that the sound was not a confounding factor, the treated greenhouse was operated without water, and the result showed that the two-fluid fogging system without water did not decrease the whitefly population. Therefore, I concluded that the effect of two-fluid fogging system came from numerous tiny water particles, not from the sound. I inferred that whiteflies couldn't reproduce and grow when they got wet from the tiny water droplets.
The second experiment investigated the effect of the two-fluid fogging system more in detail in order to develop an eco-friendly method to prevent and control whiteflies. The effectiveness of the two-fluid fogging system was measured by the changes in both sectional and vertical distribution of whitefly population. The second experiment was conducted in two trials, in the same manner as the first experiment. In both trials, the fogging system consistently lowered the number of whiteflies and decreased their mobility significantly. It affected the vertical distribution of whiteflies as well. Based on these experiments, I strongly recommend using the fogging system to prevent and control whiteflies in greenhouses. Since whiteflies are found in higher density in places farther away from doors or exits, additionally installing yellow sticky traps in the these areas of highest whitefly density can increase the effectiveness.
The third experiment aimed to develop the most environmentally friendly and effective use of the two-fluid fogging system to prevent and exterminate whiteflies in tomato cultivation. It was conducted in four trials. The first trial used only the two-fluid fogging system without additional humidity control. In the second trial, the two-fluid fogging system controlled the humidity level to be above 70%. The third and the fourth trial utilized natural substances, which were 1.5 mg/L of Neem Oil and 2 mg/L of oleic acid respectively, without additional humidity control. From the first trial, I could observe again that simply using the two-fluid fogging system alone decreased the density of whiteflies in the greenhouses. The impact of the fogging system on whiteflies was greater in the second trial, in which the fogging system maintained the humidity above 70%. By comparing the first and the second trial, I concluded that whitefly prevention is more effective when the fogging system maintains higher level of humidity because the small water droplets would float in the air for a longer period of time when humidity is higher. In the third and the fourth trials, the extermination level was 78% and 76.4% respectively, compared with only 53% in the first trial. Therefore, using the natural substances along with the fogging system increases the extermination effectiveness. Considering that the third and the fourth trial had similar results, oleic acid has a greater appeal for its lower price. In conclusion, the two-fluid fogging system is recommended to be used to control the humidity on a daily basis and to be used with the natural substances for occasional extermination. This would reduce labor cost and increase production in an environmental way.
The fifth experiment aimed to find the optimal concentration and the optimal number of treatments of oleic acid to be used with two-fluid fogging system. Two concentrations of oleic acid, 2000ppm and 4000ppm, reduced whiteflies by 81.6% and 93.6% respectively. Therefore, it was confirmed that higher concentration of oleic acid is more effective in reducing the density of whiteflies. When the 2000ppm of oleic acid was used in three consecutive treatments, however, the whitefly population decreased by 85.8%, which is above the Korean agrichemical standard. Therefore I concluded that a set of three treatments of 2000ppm oleic acid is better than one treatment of 4000ppm oleic acid because of less side-effects.
From this study, I concluded that the most effective method of whitefly control is to use the two-fluid fogging system with oleic acid of 2000ppm, three treatments every two days. This effective and eco-friendly method of preventing whiteflies presents a valuable solution for tomato cultivation, which suffers from whiteflies.

Key words : spray, two-fluid nozzle, Trialeurodes vaporariorum, Bemisia tabaci, temperature, humidity, spest control, control value, eco-friendly agricultural materials

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 2. 연구사 2
• 2.1. 가루이 2
• 2.2. 이류체 포그시스템 5
• 2.3. 가루이 방제법 6
• 2.4. oleic acid 9
• 3. 재료 및 방법 10
• 3.1. 이류체 포그시스템을 활용한 가루이 방제 10
• 3.2. 이류체 포그시스템을 이용한 친환경적 가루이 방제 12
• 3.3. 이류체 포그시스템 및 천연물을 이용한 친환경적 가루이 방제 14
• 3.4. oleic acid 이용한 친환경적 가루이 방제시 적정 농도와 횟수 구명 16
• 4. 결과 및 고찰 19
• 4.1. 이류체 포그시스템을 활용한 가루이 방제 19
• 4.2. 이류체 포그시스템을 이용한 친환경적 가루이 방제 26
• 4.3. 이류체 포그시스템 및 천연물을 이용한 친환경적 가루이 방제 40
• 4.4. oleic acid를 이용한 친환경적 가루이 방제시 적정 농도와 횟수 구명 47
• 5. 종합고찰 53
• 참고문헌 56
• ABSTRACT 71
• 감사의 글 76