4.1. 기후변화와 병해충 발생의 관계
4.1.1. 벼
기후변화는 농업생태계 전반에 영향을 미쳐 벼 재배시 병해충 발생과 직 접적인 연관성을 가진다. 기후가 변화하면서 벼 재배에 피해가 확산되고 있 는 병으로는 도열병(Rice blast), 잎집무늬마름병(Sheath blight), 흰잎마름병 (Bacterial blight), 줄무늬잎마름병(Stripe) 등이 있다. 도열병은 저온 다습 조건 에서 주로 발병하며, 모내기(모도열병), 본답초기(잎도열병), 출수후(목도열 병), 출수후(이삭도열병)에 주로 발병한다.15 본답초기 잎도열병의 경우 방제 를 적기에 하지 않을 경우 나중에 목도열병과 이삭도열병도 발생하게 된다. 잎집무늬마름병은 고온 다습한 조건에서 발병하게 되는데, 주로 7~8월에 발 병한다. 흰잎마름병은 침수될 때 발병하는 것으로 7~9월 집중호우에 발병하 게 된다. 줄무늬잎마름병은 애멸구가 매개체가 되어 발생하는 병이며, 과거 보리가 많이 재배되던 지역에서 줄무늬잎마름병 피해가 있었다가 보리 재배 면적이 감소하면서 함께 줄어들었다. 특히 중국으로부터 날아오는 애멸구 가운데 바이러스를 전파하는 애멸구가 많아 인천, 강화 등 서해안을 중심으 로 줄무늬잎마름병 피해가 2000년대에 갑자기 나타나기 시작하였다.
기후가 변화하면서 벼 재배에 피해가 커지고 있는 충으로는 멸강나방(Rice armyworm), 홍명나방(Rice leaf roller), 애멸구(Smaller brown planthopper), 벼 물바구미(Rice water weevil) 등이 있다. 1990년 이전에는 벼멸구(Brown Plant
15 벼 재배 시 병해충 관련 정보는 농촌진흥청 국가농작물병해충관리시스템(http://
ncpms.rda.go.kr/npms/Main.np)에 잘 제시되어 있다. 본답초기의 본답(本畓)은 볏모를 옮겨 심은 논을 의미한다.
Hopper), 흰등멸구(White-backed planthopper)가 주로 벼에 피해를 주었으나 최 근에는 중국에서 날아오는 홍명나방과 멸강나방의 피해가 증가하고 있다. 이들 나방은 보통 5~6월 사이에 중국으로부터 날아오는데, 온난화되면서 이 들 나방이 날아오는 빈도와 양이 많아진 것으로 추정된다(농촌진흥청 작물 보호과). 멸강나방의 경우 2012년 8월 28~29일 태풍 볼라벤의 기류를 타고 중국으로부터 서해안에 대량으로 날아왔는데 이와 같이 태풍 기류를 타고 비정상적인 시기에 비래해 오는 경우도 있다. 애멸구는 우리나라에서 월동 을 하는 충으로 보통 4령 혹은 5령으로 월동을 하게 된다.16 애멸구는 겨울철 기온이 상승할수록 월동하는 애멸구의 밀도가 높아지게 된다. 보통 보리 재 배지에서 보리를 기주로 증식을 하게 되므로 과거 보리가 많이 재배되던 지 역에서 발생하였다. 또 애멸구는 중국으로부터 비래해 오기도 하는데 최근 온난화의 영향으로 5월 말에서 6월 초에 개체수가 증가하고 있다. 벼물바구 미는 외래해충으로 국내에 정착하였으며, 주로 야산에서 화본과 작물에서 월동을 한다. 5월 하순쯤 벼에 와서 수확기까지 생활하다가 다시 야산으로 가게 된다. 월동기 생존율이 벼물바구미 밀도에 영향을 미치게 되는데 월동 기 생존율은 저온과 반비례 관계에 있다.
일반적으로 저온 다습한 조건에서는 병해가, 고온 건조한 조건에서는 충 해가 발생하게 된다. 병의 경우 모두 국내에서 월동을 하며 포자의 월동량이 밀도에 중요한 영향을 미치게 된다. 온난화될수록 포자의 월동량은 증가하 게 된다. 충의 경우 국내에서 월동을 하는 것으로는 애멸구, 벼물바구미가 있으며, 온난화될수록 월동기 생존율이 높아지게 된다. 따라서 겨울철 최저 기온이 높을수록, 여름철과 가을철 최고기온이 높을수록 충의 피해가 커질 것으로 추정되며, 겨울철 최저기온이 높을수록, 여름철과 가을철 집중호우, 홍수 피해가 발생할수록 병의 피해가 커질 것으로 추정할 수 있다.
16 애멸구의 발생세대는 1령에서 5령까지 있으며 4~5령으로 월동을 하게 된다.영 기(齡期)는 유충의 탈피기와 탈피기의 사이를 가리킨다.
4.1.2. 맥류
맥류에 발생하는 병으로 붉은곰팡이병(Scabs)이 있다. 출수기 때 남부지방 의 온난 다습 조건 하에서 많이 발병한다. 출수기 때 발병하는데, 처음에는 이삭이 갈색으로 변하고 나중에는 분홍색의 분생포자퇴(分生胞子堆)17가 생 기는 것이 특징이다. 이삭이 나오기 시작할 때 감염된 이삭은 마치 포백된 것 같이 보이며, 결실하지 못하거나 알이 충실해지지 못한다. 파종 직후 또 는 유묘기(幼苗期)에는 종자가 썩고 뿌리가 썩어 피해를 주기도 한다. 특히 비가 계속 올 때 이삭의 감염률이 높아진다. 따라서 기후변화로 온도가 상승 하고 강수량이 많아지면서 더 많이 발생할 것으로 예상된다.
4.1.3. 두류
두류에서는 장마기에 불마름병 등 세균병(Bacteriosis)이 발병한다. 세균병 은 잎이 전개되면 나오기 시작하여 9월까지 발병한다. 세균들이 떨어지는 빗 방울에 튀어 발생하게 되며 집중호우가 다발하면서 많이 발생하고 있다. 또 고온 다습한 조건에서 발병하는 탄저병(Anthrax)과 꼬투리가 마르는 미라병 (Mummy Disease) 등이 있다.
톱다리개미허리노린재는 두류의 꼬투리를 먹는 것으로 고온·건조한 조건 에서 다발한다. 7월 하순부터 8월 상순에 발생하여 10월까지 영향을 미친다.
진딧물의 경우 6월 하순경 콩의 새순을 빨아먹어 피해를 주며, 고온·건조한 조건에서 다발한다. 담배거세미나방(Tobacco cutworm)의 경우 6월 하순에서 10월까지 잎을 먹어 피해를 주며, 고온·건조한 조건에서 다발한다. 톱다리개 미허리노린재, 진딧물류, 담배거세미나방 모두 월동을 하기 때문에 온난화 조건에서 생존율이 높아질 가능성 있다.
17 분생포자병이 빽빽하게 나는 것을 말한다.
그림 3-6. 벼 병해충 종류별 발생면적 변화추이
단위: ha
자료: 농촌진흥청 재해대응과 내부자료
4.2. 기후변화와 병해충 발생
농촌진흥청 재해대응과에서 협조를 받아 1991년부터 2011년까지의 지역별 벼 병해충 발생면적 자료를 분석하였다. 벼 병해충으로는 잎도열병, 이삭도 열병, 잎집무늬마름병, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병, 흑명나방, 흰등멸구, 벼 멸구, 애멸구, 벼물바구미 등이 포함된다. 연도별 병해충 발생면적을 전체적 으로 보면, 1991년 160만 4,656ha에서 2002년 47만 7,239ha로 빠르게 줄어들 었다가 2003년 100만 660ha로 크게 증가한 이후 지속적으로 줄어들어 2011 년 28만 862ha를 기록하였다.
발생면적이 가장 넓은 병충해는 잎집무늬마름병으로 1991년 34.0%의 비중 을 차지하였었고, 2011년에는 발생면적이 1991년의 5분의 1수준으로 줄었으 나 38.5%의 높은 비중을 차지하였다. 벼 병해충 발생면적은 전반적으로 줄어 드는 추세를 보이고 있다. 특히, 잎집무늬마름병과 흰등멸구, 벼물바구미 등 이 감소추세를 주도하고 있다. 잎도열병의 경우 1993년에 14만 8,592ha로 최 고치를 기록하였다가 다음해 2만 8,484ha로 급격히 감소한 후 증감을 반복하
그림 3-7. 지역별 잎도열병 발생면적 변화추이
자료: 농촌진흥청 재해대응과 내부자료
여 왔다. 2006년 이후 감소하였으며, 2010년 10,300ha, 2011년 7,926ha의 면적 에서 발생하였다. 지역별로 보면 주로 전북, 전남, 경북을 중심으로 많이 발 생하였다.
반면, 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병, 이삭도열병은 증가추세를 나타내고 있다. 줄무늬잎마름병은 다른 병해충에 비해 상대적으로 발생면적이 적다.
1991년부터 2000년까지 10년 동안은 많이 발생하지 않았으나 2001년 이후 발생빈도가 늘어났다. 2001년에 5,124ha에서 발생했던 줄무늬잎마름병은 지 속적으로 줄어들어 2006년에 442ha까지 감소하였으나 이후 2007년에 1만 2,030ha로 급격히 증가하였고, 2009년에는 21,420ha로 발생면적이 늘어났다.
흰잎마름병은 발생면적이 증가하는 추세를 보이고 있다. 특히 2001년 이 후 급격히 층가하고 있으며, 2005년과 2006년에는 각각 27,479ha와 27,957ha 에서 발생하여 가장 넓은 발생면적을 기록하였다. 지역별로 보면, 특히 전남 지역에서 많이 발생하고 있는 것으로 나타났다.
그림 3-8. 줄무늬잎마름병 발생면적 변화추이
단위: ha
자료: 농촌진흥청 재해대응과 내부자료
그림 3-9. 흰잎무늬마름병 발생면적 변화추이
자료: 농촌진흥청 재해대응과 내부자료
4.3. 분석모형 및 자료
패널모형을 이용하여 벼 주요 병해충 관찰포 피해면적 요인을 분석하였다. 패널분석모형은 시계열 과정에서 발생하는 추정오차와 지역별 단위의 자료 에서 발생하는 추정오차를 통제할 수 있어 현실적인 분석을 할 수 있는 장점 이 있다. 분석모형을 일반적인 선형으로 표현하면 다음과 같다.
′
(1)단 지역 ⋯
연도 ⋯
여기서 는 횡단면 관측치를 나타내며, t는 시간변수를 나타낸다.
는 종 속변수를 의미하고
는 설명변수를 의미한다. 는 교란항으로 관측 불가능 한 횡단효과()와 나머지 교란항()으로 구분된다.오차항의 형태에 따라 고정효과 모형과 확률효과 모형으로 나뉘게 된다. 고정효과 모형은 교란항과 독립변수 간의 상관관계가 없다고 가정하고 있고 누락된 변수가 고정된 값을 가지고 있다고 가정하고 있기 때문에 가변수 최 소자승법을 모수추정방법으로 활용한다. 확률효과 모형은 를 고정된 상수 가 아닌 확률변수로써 고려한다. 는 상호 독립적이며 오차항()과도 독립 적인 것으로 가정하고 있다. 이상의 가정들을 식으로 표현하면 다음과 같다.
∼
∼
(2)
모든
에 대해
모든
에 대해 이면
, 아니면 = 0 모든
에 대해 이면
, 아니면 = 0<식 1>과 <식 2>의 가정으로부터 다음을 도출할 수 있다.
표 3-4. 기초통계량
M 5,458 31,268 5,498 6,178 5,966 11.0 7.4 18.0 148.7 131.5 3.6 SD 5,470 14,956 3,127 4,145 3,907 6.2 1.7 0.8 88.1 43.0 2.1 전
남
M 9,029 54,354 6,869 20,893 10,822 11.0 8.3 18.5 157.8 137.2 3.4 SD 7,891 28,911 4,810 16,743 6,433 6.2 1.9 0.7 75.2 47.8 1.6 경
북
M 11,491 47,241 1,079 14,764 20,806 11.0 8.9 18.6 136.6 146.1 2.4 SD 5,680 17,535 755 11,421 12,077 6.2 1.7 1.0 82.9 49.6 2.2 경
남
M 7,132 35,818 2,260 15,233 15,052 11.0 10.3 18.1 164.5 160.6 3.7 SD 5,585 14,460 1,397 7,560 11,689 6.2 1.5 0.7 50.9 52.7 2.4 전
체
M 6,326 35,777 3,980 11,524 11,282 22 7.5 17.9 151.9 142 3.5 SD 5,778 23,180 3,739 11,504 10,158 6.1 2.3 1 72.7 45.5 2.1 주: 1) LB는 잎도열병, SB는 잎짚무늬마름병, STR는 줄무늬잎마름병, RLR는 혹명나방,
수는 기상청의 1일 30mm 이상 비가 내린 날 수를 이용하였다. 월 강수량 및
수는 기상청의 1일 30mm 이상 비가 내린 날 수를 이용하였다. 월 강수량 및