병해충종합관리(IPM: Integrated Pest Management) 이론

출처 : http://blog.naver.com/ipmkorea/20005422353

병해충종합관리

(IPM: Integrated Pest Management)
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가. 서론
우리나라 농업은 지난 수십년 동안 급속히 현대화되어 쌀, 채소, 과일의 단위 면적당 생산량은 세계적인 수준으로 높아졌고 품질 또한 현저히 좋아졌다. 그러나 생산량을 높이고 좋은 품질의 농산물을 생산하기 위하여 상대적으로 많은 양의 비료와 농약을 사용하여온 것도 사실이며, 앞으로 현재의 농사법에 만족하지 않고 문제점을 정확히 파악하여 개선할 점이 있으면 시급히 해결해 나가야 할 것이다.   병해충종합관리도 농사법 개량의 일종으로 이를 정확히 이해하여 실천 함으로써 세계적으로 변하고 있는 추세에 보조를 맞춰 함께 함으로써 불이익을 받지 않도록 노력해야 할 것이다.

 

나. 병해충종합관리(IPM)의 개념
해충과의 싸움은 인간이 농경생활을 하면서 시작되었다고 볼 수 있으나 농업생산이 집약화 되면서 심각해졌다. 그러던 중 2차 세계대전후 DDT, BHC 등 유기합성농약이 개발되어 사용이 보편화되면서 강력한 살충력, 사용의 편리함, 저렴한 가격 등으로 사용량이 급격히 증가하였다. 사용량이 증가하면서 환경에 대한 영향도 다양화되고 부작용이 야기되어 여러 방법을 모색하다가 1970년대부터 병해충종합관리라는 개념으로 발전하게 되었다.
종합적방제(IPC)는 두 가지 이상의 방제수단을 종합한다는데 반해 종합관리라는 개념은 방제수단 보다는 해충의 관리라는 보다 넓은 뜻으로 쓰이고 있다.  병해충종합관리(IPM)는 각종 방제수단을 상호보완적으로 활용함으로 단기적으로는 병해충에 의한 경제적 피해를 최소화하고 장기적으로는 병해충의 발생이 경제적문제가 되지 않을 정도의 낮은 수준에서 유지될 수 있도록 병해충을 관리하는 것이라 할 수 있다.  여기서 중요한 점은 각종 방제수단을 사용한다는 것과 경제적 피해를 최소화하여 낮은 밀도로 유지시킨다는 점이다.

 

다. IPM의 필요성

   (1) 방제체계의 와해
○ 살충제에 대한 저항성 해충의 출현
    저항성 해충이란 정상적인 농도로는 방제가 힘든 해충계통을 말하며, 유기합성 살충제의 사용이 일반화되면서 1946년 이후 급격히 증가하여 현재까지 447종의 해충에서 보고되고 있으며 이들의 수는 계속 증가할 것으로 생각된다.
 ○ 방제후 해충밀도의 조속한 회복
    살충제 사용에 의해 해충의 밀도가 감소된 후, 단시일 내에 이들의 밀도가 처리전 밀도와 비슷하거나 그 보다 높은 밀도로 회복되는 현상을 말한다. 살충제 사용으로 인한 해충밀도의 감소로 이들간의 경쟁요인이 제거됨과 함께 천적류도 제거되어 정상적인 상태에서보다 해충밀도가 빨리 회복되는 것으로 해석된다.
 ○ 2차해충의 발생
     살충제 사용으로 현재까지 문제가 되지 않던 2차해충의 피해가 증가하는 현상이다. 이것은 살충제가 사용된 후, 살충제 사용 전에는 경쟁에서 우위에 있던 해충의 밀도가 억제되어 경쟁이 약해지면서 경쟁력이 약했던 해충(2차해충)의 세력이 커지는 것으로 해석된다. 물론, 이들을 억제하던 천적밀도의 농약사용에 의한 감소도 원인의 하나로 해석된다.

   (2) 환경오염
○ 인축에 대한 농약의 독성
○ 농약의 토양 및 수질오염
    결과적으로 살충제 일변도의 방제체계로 일어나는 이러한 문제점들은 해충문제를 복합적으로 어렵게 하여, 여러 가지 방제수단을 하나의 체계적인 통일성 있는, 생태학적으로 건전한 종합적 체계로 개발하여 시행할 필요성을 갖게 하는 것이다.

 

라. 병해충 관리방법

 

   (1) 농약에만 의존할 경우 부작용
   ○ 생태계를 구성하는 생물군집을 단순화시켜 천적에 의한 자연억제능력을 저하시키고
   ○ 저항성 계통 해충이 출현하며
   ○ 생태계내에 농약의 잔류로 인한 생태계 파괴
   ○ 식품잔류 등을 들 수 있을 것이다.

   (2) 부작용을 최소화시키는 방안
   ○ 농약안전사용기준을 만들어 살포회수, 량, 적용약제 등을 지키도록 하는 방법
   ○ 농약사용을 최소한으로 줄이며 꼭 필요한 때만 사용케 하는 방법
   ○ 전혀 농약을 사용하지 말자는 방법이 있다.

   (3) 방제에 앞서 결정해야 할 사항
       일반적인 병해충종합관리 기술에서는 우선 작물을 건전하게 키우며 과다한 비료살포를 줄여 작물체를 건강하게 키움으로서 자체 방어능력을 높이는 것이 최우선이다.
   ○ 전, 후작 작물을 고려하여 작목을 선택하며(윤작)
   ○ 지역특성 즉 토양성질, 기상을 파악하여 품종을 선택하고
   ○ 지역에 따라 극심한 발생을 하는 병해충이 있으면 강한 품종을 선택하고
   ○ 병해충 주 발생시기를 피하여 재배하도록 노력한다.
   ○ 병해충 관리는 여러 방제수단을 사용되면 방제여부를 결정할 때는 정확한 상황
       판단으로 결정하고
   ○ 농약을 사용할 때는 꼭 필요한 것만 기준에 맞게 살포하도록 노력한다.

   (4) 방제수단
○ 유전학적방법 : 기존의 병해충에 저항력이 있는 종자나 식물을 선택하여 사용함으로써 병해충을 예방하는 방법(불임성, 유전자불화합성, 전좌현상 이용 등)
○ 재배적방법 : 파종 및 수확시기의 조절, 파종밀도의 조절, 경운 형태와 시기의 변화, 작물윤작체계의 변화, 피복작물과 녹비작물의 경작 등을 통하여 기존의 병해충사이클을 파괴함으로써 병해충을 조절하는 방법(포장위생, 경운, 윤작, 혼작, 작물저항성 이용 등)
○ 생물적방제 : 천적관계에 있는 익충 또는 페로몬(유인물질)트랩을 사용하여 병해충을 억제하는 방법(각종 유익생물-천적, 곤충병원미생물, 생물농약, 기생물, 포식자 등 이용)
○ 물리적/기계적방제 : 병해충의 침입을 줄이기 위하여 농지 가장자리에  울타리 또는 함정을 만들고, 트랩작물을 재배하거나 파종장소 및 파종시기를 변경하는 방법(온도처리, 습도, 가시광선, 자외선 이용, 방사선, 음파 차단, 포살, 유살 등)
○ 화학적방제 : IPM을 보조할 필요가 있을 때 화학적 농약을 사용하는 방법(살충제, 살균제, 제초제, 페로몬, 유인제 등)

   (5) 생물적방제와 화학적방제 비교
○ 생물적방제 - 자연생물, 잔류독성 없음, 저항성유발 어려움, 지효성, 영속적, 선택적
○ 화학적방제 - 인공합성, 잔류독성, 저항성유발, 속효성, 일시적 효과, 비선택성

 

마. 병해충종합관리(IPM)의 직·간접효과
 ○ 병해충 종류의 정확한 식별, 병해충 문제의 조기 식별과 조치 능력함양
 ○ 농약사용 감소에 따른 익충의 보호 및 확대
 ○ 농약사용 횟수 및 사용량 감소에 따른 농약에 대한 병해충 저항성 구축 감소
 ○ 농민 및 농가구원의 농약에 대한 위험성 감소
 ○ 농약 비용 감소와 농작물 손실예방에 따른 농가이윤의 증대
 ○ 농약사용 감소에 따른 토양 및 수자원의 보호
 ○ 농약의 식품잔류 가능성 감소와 안전한 농산물 공급 등이다.

 

바. 해충관리의 경제적 개념

 

 (1) 해충밀도의 분류
해충관리는 생물학적인 현상과 생태학적 원리를 토대로 방제계획의 경제적·기술적 합리성 및 타당성을 검토해야 하며, 이를 위해서는 충분한 시간적 여유를 가져야 한다.   해충의 분포, 발생시기 및 해충개체군동태 등과 같은 해충의 생물학적 현상에 대한 지식은 방제수단, 횟수, 시기, 범위 등을 결정하는데 필요한 일차요인이다.
해충의 밀도는 지역적으로나 계절적으로 또는 해에 따라 다른 경우가 많다. 그리고 방제실시 여부는 해충에 의한 피해액과 방제비와의 관계에서 결정되는 것으로, 해충의 밀도를 피해의 측면(경제적측면)에서 구분, 이해하는 것은 해충관리의 중요한 기초가 되며 다음과 같이 분류된다.
○ 일반평형밀도(GEP: General Equilibrium Position)
일반적인 환경조건하에서 해충방제의 일시적인 간섭에 영향을 받지 않는 장기간에 걸친 곤충개체군의 평균밀도이다. 기생자, 포식자, 병 등과 같은 밀도의존적 요인들의 영향의 결과로서 개체군밀도는 이 평균수준을 중심으로 진동한다.
○ 경제적피해수준(EIL: Economic Injury Level)
경제적 손실이 나타나는 해충의 최저밀도 즉 해충에 의한 피해액과 방제비가 같은 수준의 밀도로 작물의 경제성, 지역, 사회적 여건 등에 따라 달라질 수 있다.
○ 경제적피해허용수준(ET: Economic Threshold)
해충의 밀도가 경제적 피해수준에 도달하는 것을 억제하기 위하여 방제수단을 써야하는 밀도수준이다. 따라서 경제적 피해수준보다는 낮으며 방제수단을 사용할 수 있는 시간적 여유가 있어야 한다.

 (2) 해충의 경제적 지위
해충의 경제적 피해수준은 일반평형밀도의 상·하 어느 곳에 존재할 수 있으며 이 두 밀도수준의 관계에 따라 해충의 경제적 지위가 다음과 같이 분류된다.
○ 잠재해충(Potential Pest)
밀도가 언제나 경제적 피해수준의 훨씬 아래에 있어서 방제대상이 되지 않는 곤충이다. 그러나 이것은 환경조건이 바뀌어 밀도가 증가하면 경제적으로 중요한 해충이 될 수도 있다.
○ 간헐해충(Occasional Pest)
   밀도가 가끔 경제적 피해수준을 넘는 해충으로 이때에 한하여 방제수단이 강구되어야 한다.
○ 수시해충(Frequent Pest)
   밀도가 경제적 피해수준을 넘는 빈도가 수시로 있고 정도도 커서, 경계를 항상 필요로 하는 해충이다.
○ 상시해충(Constant Pest)
   일반 평형밀도가 경제적 피해수준 위나 근처에 있어 가장 피해의 정도가 높고 항상 문제가 되는 해충이다.

 

사. 병해충종합관리를 위한 기본원칙
   (1) 건전한 작물재배 : 주요 병해에 대한 저항성이 있고 지역환경에 적응이 잘된 품종을 이용하는 것이다. 건전한 작물은 병에 대한 저항성이 있고, 병과 해충에 의한 피해를 스스로 회복할 수 있는 보상능력을 가지고 있기 때문이다.
   (2) 천적보호 : 해충을 잡아먹는 포식자(즉 곤충, 거미, 개구리 등), 해충의 알, 애벌레, 번데기, 성충의 체내에서 기생하면서 이들을 죽이는 기생자 그리고 곤충병원균 등이 자연적으로 발생하여 해충방제에 유용하게 활용되는 것은 매우 중요하다.
   (3) 주기적인 포장관찰(발생예찰) : 작물생육, 병, 잡초, 그리고 해충발생상황 등을 관찰하고 분석하는 것이다. 모든 피해가 수량 감소로 이어지지 않는다는 점을 유념하면서 관찰을 통해 작물이 잘 자라고 있는지 해충이 수확감소를 유발하는지를 결정한다. 노동력, 우수한 종자, 저항성품종, 비료, 관개, 그리고 농약 등을 효과적이고 적절하게 사용하기 위해서는 포장에 대한 적절한 조사와 분석이 이루어져야 한다.
   (4) 농업인의 전문가화 : 농업인이 농장경영에 책임을 지는 것이다. 제한된 자원을 적절히 이용하여 작물 수익과 농업지속성을 유지하는 것은 농업인에게 달려있다.

아. 병해충종합관리(IPM)의 수행(의사결정)
병해충종합관리는 단지 병해충이 발생한 것을 관찰하고 방제를 하는 것이 아니다. 가장 중요한 것은 병해충이 발생하였을 때 방제를 할 것인가 말 것인가를 결정한 다음, 방제를 한다면 어떤 방제수단을 이용할 것인가를 선택하는 의사결정 과정이다. 이 의사결정은 실제 경작하는 포장에서 이루어지며 포장의 여건과 기상에 따라 결정기준이 다르게 나타날 수 있다.
   (1) 해충과 그의 천적에 대한 식별을 한 후에는 해충방제에 대한 의사결정을 하기 위해서 다음사항을 필요하다.
   ○ 작물이 몇 마리의 해충에 의한 피해에 대한 보상력을 유지할 수 있는가? 보상력이 있다면 수확량 감소는 없다. 만약 보상력이 없다면 수확량 감소가 생긴다.
   ○ 해충밀도를 감소시키거나 낮은 수준으로 유지시킬 수 있는 충분한 천적이 존재하는가? 있다면 해충은 문제가 되지 않는다. 만약 그렇지 않다면 해 충수는 증가할 것이다.
   ○ 수확량 감소와 해충을 방제하는데 드는 노력(방제비용, 시간) 가운데서 어느 것이 더 비용이 많이 드는가를 알아보아야 한다. 수확량 감소가 예상된다면 해충을 방제해야 한다. 수확량 감소가 없을 것으로 예상된다면 정 기적으로 포장을 관찰, 유지하면 된다.
   (2) 병을 식별할 수 있고 병의 최적성장조건에 대해서 알고 있다면 병해방제를 위해서 의사결정을 하는데는 다음 요소들을 필요로 한다.
   ○ 작물이 현재의 병발생에 대해서 보상력을 갖고 있는가? 그렇다면 작물수확량 감소는 없을 것이다. 만약 보상력이 없다면 수량 감소가 있을 것이다.
   ○ 병이 발육하기에 좋은 조건인가? (예를 들면 질소비료, 기상, 품종) 그렇다면 병은 작물체에 혹은 포장내에 퍼지게 될 것이다. 그렇지 않다면 병은 그 상태를 그대로 유지하거나 줄어들게 될 것이다.
   ○ 병에 의한 수확량 감소와 병방제를 하는데 드는 노력(방제비용, 시간) 가운데 어느 것이 더 비용이 많이 드는가를 알아보아야 한다. 수확량 감소가 예상된다면 병을 방제해야 한다. 수확량 감소가 없을 것으로 예상된다 면 정기적으로 포장을 관찰, 유지하면 된다. 예를 들어서 개화기 동안 도열병에 감수성인 품종이고, 춥고 비가 오는 날씨에 질소비료를 사용한 경우에는 목도열병이 생길 가능성이 높다. 병해충종합관리 농업인은 살균제사용의 비용, 시간, 효용 등과 경제적인 수확 감소에 대해 신중히 고려해 야 한다.
   (3) 잡초방제는 단기적인 방법과 장기적인 방법으로 나누어서 실시할 수 있는데 단기적인 방법은 손으로 잡초를 제거하거나 농기계, 오리, 제초제 등을 이용하는 방법이고, 장기적인 방법은 매년 잡초증식을 줄이는 방법으로 잡초 뿌리 및 잡초 씨앗을 줄이는 방향으로 한다. 항상 염두에 두어야 할 것은 작물과 그들을 둘러싸고 있는 생물에 대한 생태계와 생물학적인 지식을 계속적으로 알고 있어야 보다 나은 병해충종합관리를 할 수 있다는 점이다.

 

카. 천적이란
   자연계에서 생물들 간에 서로 먹고 먹히는 관계나, 먹이에 대해 서로 경쟁하는 관계처럼 한 생물이 다른 생물의 생존이나 번성에 불리하게 작용하는 현상들이 많은데 이때 다른 생물을 먹는 생물을 "천적"이라고 한다.  천적관계를 이용하는 것은 생물학적 방제(천적이 해충의 밀도를 조절하는 능력)의 한 방법으로서 주로 해충방제에 이용되고 있다. 벼농사에서 수도해충으로 보고된 천적의 종류만 해도 150여종이 넘는데 이들 중에서 벼의 주요 해충인 벼멸구를 잡아먹는 포식성천적으로 대표적인 것이 거미류이다.

 

타. 천적의 분류
   (1) 포식성 천적
       ○ 거미류 : 성충이 될 때까지 7-10회 탈피를 하며 탈바꿈은 하지 않는다. 수명은 1-2년이 보통이나 종에 따라서는 수년-20년 사는 것도 있다. 어미는 보통 하루에 8-10마리 멸구를 잡아먹는다.
       ○ 사마귀류 : 육식성 곤충으로 1년에 1회 발생하고 알은 가을에 나무가지에 덩어리를 형성해 알 덩어리에 수십개에서 백여개의 알을 낳는다. 다음해 5월경에 부화하여 곤충을 잡아먹으면 5번 허물을 벗고 성충이 된다. 가을에 날개가 완전히 나오면 교미 후 다시 알을 낳는다. 활동이 활발하고 닥치는 대로 곤충을 잡아먹는다.
       ○ 잠자리류 : 잠자리는 약충과 성충이 모두 육식성 곤충으로써 유충은 물속에서 살고 성충은 지상에서 날아다니며 곤충을 잡아먹는다. 그렇기 때문에 유충은 물 속에서 물고기나 수서 곤충을 잡아먹고 살다가 여름이 되면 성충이 되며 물 속에 알을 낳는다. 1년에 1회 발생하고 종류도 여러 가지가 있으나 논에서는 실잠자리가 천적으로 행동하고 있다.
       ○ 노린재류 : 노린재류에는 곤충의 알과 유충을 잡아먹고 사는 천적과 식물의 즙액을 빨아먹고 사는 식식성 노린재로 구분된다. 전자는 천적이고 후자는 해충이다. 천적노린재에는 침노린재와 장님노린재가 있으며, 곤충의 알과 유충을 침에 박고 곤충의 내용물을 빨아먹고 산다. 연 수회 발생한다.
       ○ 반날개류와 딱정벌레류 : 반날개는 논뚝과 같은 곳에서 곤충을 잡아먹고 살고, 먼지벌레처럼 건드리면 연기와 같은 것을 내는 딱정벌레도 곤충을 잡아먹고 살고 있다. 생태는 잘 알려지지 않고 있다. 논물속에서 살고 있는 물장군, 송장헤엄치개, 물방개, 물벌레, 장구애비, 깨알 소금쟁이 등이 물위에 떨어진 멸구, 이화명나방, 혹명나방 등의 해충들을 잡아먹고 산다.

   (2) 기생천적
       ○ 알기생벌 : 이화명나방, 혹명나방, 멸구, 매미충류의 알에 기생하는 알벌류는 명충알벌, 벼멸구알벌, 매미충알벌 등 여러 종류가 있다. 벼 포장에서 흔히 발생할 수 있으므로 이들을 보호하는 측면에서 약제살포시 주의해야 한다.
       ○ 유충기생벌, 기생파리, 곤충기생선충, 기생성응애 등 : 유충이나 번데기에 기생하는 벌류와 침파리류, 곤충기생선충, 집개벌, 맵시벌류, 고치벌류, 침파리류들이 유충에 기생하며, 멸구에 기생하는 선충과 집개벌 등도 지역에 따라 발생하며 해충에 천적이 된다.