Integration of horticultural mineral oil in Kinnow mandarin orchards: phenology-guided management of multi-pest complexes under semi-arid subtropical conditions in Southwestern Punjab India

기술 요약: 키노우 만다린 과수원 내 원예용 미네랄 오일의 통합 활용

문제 제기
인도 남서부 펀자브 지역의 키노우 만다린(Citrus reticulata) 재배는 시트러스 슈가(citrus psylla, Diaphorina citri), 진딧물(Toxoptera aurantii 및 Aphis gossypii), 시트러스 리프마이너(Phyllocnistis citrella), 스리프스(Scirtothrips citri), 그리고 응애(Eutetranychus orientalis)를 포함한 복합 해충의 발생으로 인해 생산성과 품질 측면에서 상당한 제약을 받고 있다. 이 지역의 합성 살충제 의존도는 저항성 발달, 천적 개체군 교란, 잔류 농약 축적에 대한 우려를 야기했다. 또한, 스리프스와 응애에 의한 피해는 과실의 흉터를 유발하여, 반드시 수량 자체에는 영향을 미치지 않더라도 시장 가치를 심각하게 저하시킨다. 따라서 다중 해충 복합체를 효과적으로 제어하면서 동시에 과실 품질과 유익한 절지동물을 보존할 수 있는 생태학적으로 건전한 종합적 해충 관리(IPM) 전략이 시급히 필요하다.

연구 방법론
본 현장 조사는 반건조 아열대 지역인 아보하르(Abohar)의 펀자브 농업 대학교 지역 연구소에서 2012년부터 2016년 사이에 수행되었다. 연구는 15년생 키노우 만다린 과수원을 대상으로 하였으며, 세 가지 주요 실험 구성 요소로 나뉘었다:

1. 해충 역학 모니터링: 기초 표현형을 확립하기 위해 2012년부터 2016년까지 살충제 처치 없이 15개의 표식 나무를 대상으로 D. citri 성충과 약충을 매주 모니터링하였다.
2. 방제 시험 (슈가 및 진딧물): 네 차례의 연례 시험(2013~2016년)을 통해 다양한 농도(1.0%, 1.25%, 1.50%, 1.75%)의 원예용 미네랄 오일(HMO)을 D. citri와 진딧물에 대해 평가하였다. 처리는 해충 밀도가 임계치(10cm 가지당 성충/약충 40마리)를 초과하는 활성 성장기 동안 분무기를 통해 적용되었다. 이미다클로프리드(Imidacloprid) 17.8 SL이 표준 화학적 대조군으로 사용되었다. 효능은 살포 후 3, 7, 10, 14일(DAS)째에 측정되었다.
3. 방제 시험 (스리프스, 응애 및 리프마이너):
   • 스리프스 및 응애: 2015년과 2016년의 시험에서는 과실 흉터에 대한 HMO의 효능을 평가하였다. 두 차례의 살포가 실시되었으며(3월 중순 및 5월 첫째 주, 15일 간격으로 반복), 과실 손상은 레벨 I(건강함)부터 레벨 V(흉터 50% 초과)까지의 척도로 등급을 매겼다.
   • 리프마이너: 2015년과 2016년의 시험에서는 두 차례의 15일 간격 살포를 통해 리프마이너 발생에 대한 HMO의 효능을 평가하였다. 트리아조포스(Triazophos) 40 EC가 표준 대조군으로 사용되었다.
4. 천적 평가: 유익한 절지동물(무당벌레, 풀잠자리, 거미)의 호환성을 평가하기 위해 살포 전과 살포 14일 후에 시각적 계수를 기록하였다.

데이터는 백분율 데이터에 대해서는 아크사인(arcsine) 변환을, 계수 데이터에 대해서는 제곱근(square root) 변환을 사용하여 분산 분석(ANOVA)으로 분석되었다.

주요 결과

• 해충 표현형: D. citri 개체군은 뚜렷한 계절적 패턴을 보였으며, 새로운 영양 생장 플러시(flush) 시기와 일치하는 늦겨울에서 초봄(2월3월) 사이에 발생이 정점에 달했다. 두 번째로 작은 정점은 8월9월에 나타났다. 시트러스 리프마이너 발생은 이봉형(bimodal) 정점을 보였으며, 4월(15.20%)에 가장 높았고 8월(11.70%)에 두 번째 정점이 나타났다.
• 슈가 및 진딧물에 대한 효능: HMO 적용은 농도 의존적인 효능을 보였다.
  • 슈가: HMO 1.75%는 3~7 DAS에서 약충 개체군을 67.80%에서 70.40%까지 감소시켜, 낮은 농도(1.0% 및 1.25%)보다 유의미하게 높은 성능을 보였다. 이미다클로프리드가 약간 더 높은 감소율(최대 71.54%)을 보였으나, 최고 농도의 HMO는 상당한 억제력을 제공했다.
  • 진딧물: HMO 1.50% 및 1.75%는 각각 5267% 및 5465%의 감소를 달ach했다. 이미다클로프리드가 여전히 가장 효과적이었다(74~88% 감소).
• 스리프스 및 응애에 대한 효능: 높은 농도의 HMO(1.50% 및 1.75%)는 과실 흉터를 레벨 II(<5% 흉터)로 유의미하게 감소시켰으며, 이는 감염된 과실이 24.15~24.40%임을 의미한다. 주목할 점은, 이미다클로프리드 대조군이 가장 높은 흉터율(51.95%, 레벨 IV)을 기록했다는 것인데, 이는 이 특정 해충들에 의한 표면 손상을 방지하는 데 있어 체계적 살충제가 HMO의 물리적 장벽보다 효과가 낮았음을 나타낸다.
• 리프마이너에 대한 효능: HMO는 리프마이너 발생에 대해 중간 정도의 억제력을 제공했다. 1.75% 농도에서 HMO는 7 DAS에 48.5%의 감소를 달성했으나, 트리아조포스는 72.3%를 기록했다. 효능은 14 DAS까지 감소했으나 최저 농도의 HMO와 비교했을 때 통계적으로 유의미한 수준을 유지했다.
• 천적에 미치는 영향: 모든 실험에서 천적(무당벌레, 풀잠자리, 거미)의 개체군은 안정적으로 유지되었다. 살포 전후 14일간의 개체수 사이에 유의미한 차이가 관찰되지 않았으며, 이는 HMO 적용 농도가 유익한 절지동물의 보존과 호환됨을 나타낸다.

핵심 기여 및 의의
본 논문은 1.25%에서 1.75% 농도의 HMO를 키노우 만다린 생산을 위한 효과적이고 생태학적으로 건전한 종합적 해충 관리 프로그램의 초석으로 통합하는 것을 검증한다. 저자는 다음과 같은 의의를 주장한다:

1. 표현형 기반 관리: 연구는 개입 시점이 해충의 표현형 및 기주 플러시 주기와 일치해야 함을 강조한다. 특히, 지수함수적 개체군 성장 전인 늦겨울에서 초봄(2월~3월) 기간을 타겟팅하는 것이 D. citri를 억제하는 데 매우 중요하다.
2. 작용 기전 및 저항성 관리: 저자는 HMO가 특정 생화학적 표적이 아닌 물리적 기전(질식, 건조 및 세포막 파괴)을 통해 작용한다는 점을 강조한다. 이러한 다중 모드 작용은 저항성 발달 위험을 낮추며, 특히 D. citri에 대한 네오니코티노이드 저항성이 직면한 지역에서 회전 프로그램의 귀중한 도구가 될 수 있다.
3. 과실 품질 보호: HMO가 이미다클로프리드와 같은 체계적 살충제에 비해 과실 흉터를 줄이는 데 탁월한 능력이 있다는 점이 핵심적인 발견이다. 흉터를 5% 미만(레벨 II)으로 줄임으로써, HMO 적용은 수출 등급 과실 품질을 유지하는 데 직접적으로 기여하며 외관상 결함과 관련된 경제적 손실을 해결한다.
4. 생태학적 호환성: 본 연구는 HMO 적용이 천적 개체군에 큰 해를 끼치지 않음을 확인한다. 이러한 선택성은 포식자가 제공하는 생태계 서비스를 보존함으로써, 광범한 살충제 사용과 관련된 이차 해충 발생 및 화학적 의존의 순환을 끊는 데 도움을 준다.
5. 차별화된 효능: 논문은 HMO가 외부 흡즙 해충(슈가, 진딧물, 스리프스, 응애)에는 매우 효과적이지만, 내부 흡즙 해충인 리프마이너에 대한 효능은 중간 정도라는 점을 명시한다. 저자는 리프마이너 관리를 위해 HMO를 단독으로 의존하기보다는 생물적 방제 인자(예: Ageniaspis citricola)나 경작적 방법과 통합하여 사용할 것을 제안한다.

결론적으로, 저자는 HMO가 최적의 농도로 배치되고 해충의 표현형에 따라 전략적으로 시기가 조절될 때, 과실 품질 보호와 환경 안전을 균형 있게 맞추면서 화학적 살충제를 대체하거나 보완할 수 있는 지속 가능한 대안이 될 수 있다고 주장한다.