농작물 해충 및 바이러스병의 발생 특성과 이를 효율적으로 관리하기 위한 드론 기술의 활용 방안 doc_id PCY_201709040334323881_1

꽃매미(학명 Lycorma delicatula)는 노린재목 꽃매미과로 1년에 1회 발생한다. 포도, 배, 복숭아 등 41종의 기주 가지에 알을 낳는다. 5월 상순부터 부화하며 약충 시기를 거쳐 7월 하순부터 출현한 성충은 9월 하순부터 11월 상순까지 알을 낳고 죽는다. 2006년 서울, 충남 천안에서 발생한 후 2014년부터 해마다 감소하다가 강원도의 방제가 소홀한 지역에서 점차 늘어나 2015년 1,176㏊에서 2016년 2,561㏊로 전년보다 발생량이 2.1배 증가하였다. 올해 5월 월동란 부화시기에 평균기온이 22.2℃로 평년보다 1.1℃ 높았고 강수량은 평년의 45% 수준으로 해충 부화 밀도가 증가하였으며 부화 후 자연치사율이 낮고 증식속도가 빨랐다. 국내에는 아직 이들 해충을 제어할 천적이 없고 농경지 주변 산림은 방제하기가 어려운 반면 나무, 풀 등 기주 범위가 넓어 증식 조건이 좋았다. 미국선녀벌레(학명 Metcalfa pruinosa)는 노린재목 선녀벌레과로 1년에 1회 발생한다. 감나무, 밤나무 등 120종의 기주의 나뭇가지 틈에 알을 낳고 알 상태로 월동하며 5월 초순부터 부화해 7월부터 8월 중순경에 성충이 되며 8월 말부터 10월경까지 산란하고 죽는다. 2009년 서울과 경남 밀양에서 처음 발견되었으며 2015년 4,026㏊에서 2016년 8,116㏊로 전년보다 발생량이 2배 증가하였다. 갈색날개매미충(학명 Ricania sp.)은 노린재목 큰날개매미충과로 1년에 1회 발생한다. 대추, 사과, 산수유 등 30여 종의 기주 가지에 알을 덩어리 상태로 낳고 줄기 속에서 월동한다. 5월 중순부터 6월 상순까지 부화하여 7월 중순부터 성충이 되며 8월 중순부터 산란하고 죽는다. 2010년 충남 공주, 전북 순창에서 발생한 후 2015년 6,958㏊에서 2016년 11,276㏊로 전년보다 발생량이 1.6배 증가하였다. 최근 기온상승 등의 기후 변화로 밀, 보리 등에 바이러스병이 많이 발생하고 있으며 특히 흙 전염성 곰팡이에 의한 바이러스병이 증가하는 추세이다. 국내에서 밀, 보리 등 맥류에 주로 발생하는 바이러스병은 보리누른모자이크병(BaYMV, BaMMV), 보리모자이크병(SBWMV), 보리위축병(BYDV) 등이다. 이 중 BaYMV, BaMMV, SBWMV는 흙 전염성 곰팡이 폴리믹사 그라미니스(Polymyxa graminis, P.graminis)로 전염된다고 알려져 있다. P.graminis는 식물체 뿌리를 통해 감염을 일으키는 곰팡이로 밀에서 최초로 보고되었다. P.graminis의 바이러스 획득과 전반(傳搬)은 유주자(遊走子)가 기주(寄主)세포에 감염하고 원형질이 세포 내로 이동하는 단계 또는 균체 세포와 기주세포가 얇은 막 경계에서 접촉하여 변형체를 형성하는 단계 가운데 하나일 것으로 알려져 있다. 일반 적으로 획득된 바이러스는 휴면포자와 유주자에 존재한다고 알려져 있다. 눈에는 보이지 않는 바이러스를 가진 P.graminis는 보리뿌리 내에서 휴면포자를 형성하고 흙 속에서 장기간 생존한다. P.graminis는 8~20℃에서 활동하며 13~15℃가 감염되기 좋은 온도이다. 이 곰팡이는 직접적으로 기주에 피해를 주지는 않지만 BaYMV, BaMMV, SBWMV 등의 바이러스 매개자로서 병의 전염에 중요한 역할을 수행한다. P.graminis는 순활물 기생균으로 인공배양이 어렵고 토양 중에서 휴면포자의 형태로 존재하여 검출에 어려움이 있다. 포장이 일단 이 곰팡이에 오염되면 매개균의 휴면포자에 존재하고 있는 바이러스는 10년 이상 병원력을 유지하기 때문에 화학적 방제 및 돌려짓기 등에 의한 재배학적 방법으로도 완전히 오염원을 제거하기 어렵다. 따라서 발병한 포장은 장기간에 걸쳐 이 곰팡이의 매개에 의한 바이러스병의 발생이 우려된다. P.graminis가 매개하는 맥류의 바이러스병을 방제하기 위해서는 토양 중에 존재하는 매개곰팡이의 유무를 검정하고 이들 곰팡이의 밀도 저감 방법 탐색 등의 적극적인 노력이 필요하다. 드론은 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도나 자율항법장치로 비행과 조종이 가능한 고정익 비행기 또는 헬리콥터 모양의 회전익 무인기를 총칭한다. 최근 사회 전 분야로 확산되고 있는 멀티콥터 드론은 회전날개 여러 개와 컴퓨터, 항법장비, 무선 송수신기, 가시광선 및 적외선 센서 등의 장비 덕분에 전후좌우 이동, 상승, 하강, 호버링(hovering), 공중회전 등 다양한 움직임이 가능하고, 카메라와 각종 첨단 센서 등으로 다양한 산업 분야에서 새로운 서비스 영역을 확대해 가고 있다. 드론은 기술이 발전해 다양한 산업과 융합하고 새로운 가치를 지속적으로 창출하면서 급속히 확산되고 있다. 군사용뿐 아니라 택배, 인터넷 통신, 농업, 환경보호 등에서 활용이 시도되고 있다. 구글과 페이스북은 드론 기술을 활용하여 인터넷이 지원되지 않는 지역에 인터넷 연결을 확대하는 프로젝트를 진행 중이며, 인도네시아 오랑우탄 서식지 연구, 불법 어획 감시, 알래스카 빙하와 고래 관찰 등 생태계 감시와 보존에도 드론을 이용하고 있다. 뛰어난 이동성과 여러 가지 센서를 바탕으로 인간이 접근하기 어려운 환경에서 특정한 임무를 수행할 수 있는 드론은 소형화, 제작 가격 하락 등으로 다양한 산업 분야에서 수요 계층이 빠르게 늘고 있다. 재난이 발생했을 때 생존자 탐색, 산림 화재 진화, 화산·허리케인·토네이도 등 위험한 자연재해 조사, 미디어 및 영화산업에서 드론의 헬리캠 영상으로 생생한 화면 전달 등 드론이 여러 산업 분야와 융합하면서 새로운 가치와 산업을 창출하고 있다. 농업 부문에서도 드론을 활용하는 일이 급속히 늘어날 전망이다. 국제무인시스템협회(AUVSI)에 따르면 드론시장은 2025년까지 85조 원 규모에 이르며, 이 중 상업용 드론의 80%가 농업용으로 활용될 전망이다. 최근 농업에서 드론을 사용하는 움직임이 농업 선진국을 중심으로 크게 증가하고 있다. 농촌이 고령화되면서 농업 노동력 부족으로 어려움을 겪고 있는 영농현장의 인력난을 해소할 뿐 아니라 농약 살포에 드론을 활용하면 농업인이 화학약품에 직접 노출되는 것을 막을 수 있고, 농작업 능률도 크게 높일 수 있다. 드론을 이용하면 논 위를 3~4m 높이로 낮게 날면서 로터에서 발생하는 바람을 이용해 약제가 벼 아랫부분까지 골고루 스며들도록 하므로 방제 효과가 높다. 일반 유인 항공방제의 경우 광범위한 면적을 대상으로 하므로 주변 지역의 피해가 우려되지만 드론 방제는 낮은 고도에서 목표 지역만 집중적으로 살포할 수 있어 항공방제의 부작용을 최소화할 수 있다. 초기에는 병해충 방제에만 사용되었지만 드론의 활용성이 갈수록 커져서 최근에는 영양제·미생물 제제 등 각종 친환경제제와 비료 살포, 방역, 벼 바로뿌리기 재배에까지 활용되고 있다. 게다가 드론의 항공촬영 기능과 원격탐사 기술을 활용하면 작물의 병해충 발생 여부도 미리 알 수 있고 작황도 예측할 수 있을 뿐 아니라 농업로봇의 원격 조종과 모니터링도 할 수 있다. 농촌진흥청은 드론의 농업적 활용을 돕기 위해 멀티콥터의 적정 약제와 방제효과를 검증하기 위한 연구, 드론을 이용해 농업 정보를 효율적으로 수집하기 위한 원격탐사 기술 개발 등을 추진하고 있다.