토마토 스마트 온실에서 꽃노랑총채벌레와 담배가루이의 친환경 관리 전략

학위논문 (박사) -- 서울대학교 대학원 : 농업생명과학대학 농생물학과(곤충학전공), 2020. 8. 이준호.The smart greenhouse refers to a greenhouse in which the crop growth environment can be managed remotely by incorporating ICT, and is a system that enables labor reduction and high efficiency production through automatic environmental control and environmental optimization by computers. In Korea, tomato is a major plant in smart greenhouses, and Frankliniella occidentalis and Bemisia tabaci are major insect pests in tomato greenhouses. Chemical control has been the most frequently used method for insect pest control in greenhouses. However, in addition to environmental and health problems due to excessive use of chemicals, its control efficacy has been also hampered by insecticide resistance development in insect pests including F. occidentalis and B. tabaci. Thus, strategies enhancing eco-friendly pest management such as cultural and biological control methods have been increasingly considered. To explore the eco-friendly management strategy for F. occidentalis and B. tabaci in tomato smart greenhouses, following studies were conducted. I examined relationship between occurrence of thrips and whitefly and environmental conditions in tomato smart greenhouses to determine which factors should be considered to manage populations of these two pests. F. occidentalis was the dominant thrips species, and B. tabaci was the dominant whitefly species in investigated greenhouses. For thrips, its population density in the greenhouse was highly related with its outside population, indicating prohibition of inflow of thrips from outside of the greenhouse is important. Also, its population was correlated with variation of temperature and humidity in greenhouses. On the contrary, whitefly density in the greenhouse was not significantly correlated with greenhouse environmental conditions, but was also related with its outside population. The life history characteristics of F. occidentalis were investigated at control temperature and humidity (27.3 ± 0.54 ℃, 79.9 ± 2.79% RH) (mean ± SD), a 10 ℃-range fluctuation in temperature (27.1 ± 5.28 ℃, 81.5 ± 4.03% RH), a 20 ℃-range fluctuation in temperature (26.5 ± 10.09 ℃, 80.4 ± 5.76% RH), a 20%-range fluctuation in humidity (26.8 ± 0.37 ℃, 80.7 ± 9.55% RH) and a 30%-range fluctuation in humidity (27.3 ± 0.41 ℃, 76.3 ± 15.28% RH). Overall, the life history traits of F. occidentalis were more negatively affected by fluctuating environmental conditions. The impact of temperature fluctuation was more severe than that of humidity fluctuation. Additionally, the degree of impact increased as the fluctuation range of the temperature increased, while the reverse trend was observed with humidity fluctuations. With the 20 ℃-range fluctuation in temperature, F. occidentalis died at the 1st instar larval stage. The offsprings sex ratio was significantly higher at the 20%- and 30%-range fluctuations in humidity (0.47 and 0.49, respectively). From the fertility life table analysis, the intrinsic rate of increase (r) was higher at the 30%-range fluctuation in humidity and control conditions as 0.218 and 0.205, respectively. At the 10 ℃-range fluctuation in temperature conditions, r was significantly lower as 0.169 than other conditions. High fluctuations in temperature and low fluctuations in humidity appear to be the best conditions for controlling F. occidentalis populations in greenhouses. Nesidiocoris tenuis is a biological control agent for controlling B. tabaci. Successful establishment of a biological control agent and its spatial coherence with pest in the target area is essential for effective biological control. To explore effective wavelength which can be used for enhancing spatial coherence of B. tabaci and N. tenuis, Y-tube test was conducted for various wavelengths. The 385 nm wavelength was found to be best. The incubator test was conducted to verify effect of 385 nm wavelength on N. tenuis, and enhanced establishment rate of N. tenuis was observed at 385 nm wavelength treatment. The 385 nm wavelength LED light significantly affected population dynamics of N. tenuis and B. tabaci in greenhouses. In the plots of 385 nm wavelength LED with release of N. tenuis and B. tabaci, the 385 nm wavelength appeared to enhance establishment of N. tenuis and control of B. tabaci. In conclusion, control of F. occidentalis might be enhanced by humidity control in smart greenhouses. Enhanced establishment rate of N. tenuis by 385 nm wavelength would help to control the B. tabaci population in smart greenhouses.스마트온실이란 ICT를 농가에 접목해 농작물의 성장환경을 원격으로 유지·관리할 수 있는 농장을 말하며, 컴퓨터에 의한 자동 환경 제어와 환경 최적화를 통해 노동력 감소와 고효율 생산이 가능한 시스템이다. 갈수록 커지는 농경지와 노동 고령화 문제를 해결할 대안으로 정밀농업과 자동생산 등이 떠오르고 있다. 토마토는 한국의 스마트 온실의 주요 작물이며, 토마토의 주요 해충으로는 담배가루이와 꽃노랑총채벌레가 있다. 화학 살충제를 사용한 해충 방제는 매우 유용한 방법이지만, 과사용시 환경 오염이나 농약 중독과 같은 문제를 일으킬 수 있다. 또한, 화학살충제의 과사용은 총채벌레나 가루이류와 같은 온실 해충들에게 살충제 저항성을 유발시킬 수 있다. 그러므로, 경종적 방제법이나 생물학적 방제법 같은 친환경 해충 관리 방법에 대한 연구는 필요하다. 꽃노랑총채벌레와 담배가루이의 스마트 온실에서의 친환경 방제 전략을 수립하기 위해 연구들이 수행되었다. 토마토 스마트 온실에서 어떤 환경 변수가 총채벌레류와 가루이류의 발생에 유의미한 영향을 미치는지 확인하기 위해, 온실 내부 환경조건들과 해충 발생에 대한 상관관계를 조사했다. 조사된 온실에서 총채벌레류는 꽃노랑총채벌레가 우점종이었고, 가루이류는 담배가루이가 우점종이었다. 총채벌레류는 온실 외부 밀도와 높은 상관관계를 보여 외부로부터 유입을 줄이는 것이 중요해 보였다. 또한, 총채벌레류는 온실 내부 온도와 습도와 상관관계를 보였다. 이와 반대로, 가루이류는 온실 내부 환경변수들과 유의미한 상관관계를 보이지 않았고, 외부 밀도와 높은 상관성을 보였다. 정온/정습 조건과 변온, 변습 조건에서 꽃노랑총채벌레의 생활사적 특징이 연구되었다. 전반적으로, 꽃노랑총채벌레의 생활사적 특징은 변동하는 환경조건에서 부정적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 온도의 편차가 큰 조건이 습도의 편차가 큰 조건보다 더 큰 영향을 미쳤다. 그리고, 온도의 편차가 커질 수록 더 심한 영향을 미쳤고, 습도는 이와 반대의 경향을 보였다. 자식 세대의 성비는 20% 범위(0.47), 30% 범위(0.49)의 습도 편차 조건에서 유의미하게 높게 나타났다. Fertility life table 분석 결과, 30% 범위의 습도 편차 조건에서 0.218의 내적 자연증가율을 보였고, 정온/정습 조건에서 0.205로 뒤를 이었다. 스마트온실내에서 꽃노랑총채벌레의 밀도 조절을 위해서는 온도 편차가 크고, 습도 편차가 작은 조건이 유리할 것이라 생각된다. 담배장님노린재는 담배가루이의 천적이다. 방제 대상지역 에서 천적의 성공적인 정착과 대상 해충과의 공간적 일관성은 효과적인 생물학적 방제를 위해 필수적이다. Y-tube 실험을 통해 385 nm LED가 선발되었고, 이 파장을 온실 내에서 검증하기 전에 항온기 내에서 실험을 진행하였다. 그 결과 385 nm LED 처리구에서 담배장님노린재의 정착률이 높아지는 것을 확인하였다. 385 nm LED는 온실내 담배장님노린재와 담배가루이의 개체군 동태에 유의미한 영향을 미쳤다. 385 nm LED와 함께 담배장님노린재, 담배가루이를 방사한 실험구에서 385 nm LED는 성공적으로 담배장님노린재의 정착률을 높였고, 이는 성공적으로 담배가루이의 밀도를 낮췄다. 이 결과는 대조구와 비교했을 때 유의미한 결과였다. 385 nm LED는 담배가루이와 담배장님노린재 모두를 유인했다. 그리고, 담배장님노린재의 정착률을 향상 시킴과 함께, 담배가루이와의 공간적 일관성을 통해 방제율을 높일 수 있었다. 결론적으로, 온실내 총채벌레류 밀도조절을 위한 경종적방제법은 습도 편차의 조절을 통해 가능할 것으로 보인다. 또한, 385 nm LED를 사용하면 담배가루이의 천적인 담배장님노린재의 정착률을 높일 수 있고, 이를 통해 담배가루이의 효과적인 방제가 가능할 것이다.General introduction 1 Chapter I. Correlation analysis between environmental factors and insect pest density in the smart greenhouse 7 Abstract 9 1.1. Introduction 10 1.2. Materials and Methods 13 1.2.1. Data collection 13 1.2.2. Data analysis 20 1.3. Results 21 1.3.1. Whitefly and thrips density in greenhouses 21 1.3.2. Correlation analysis 46 1.4. Discussion 48 Chapter II. Cultural control method (Environmental control) Thrips, Life history characteristics of the western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande) (Thysanoptera: Thripidae), under fluctuating conditions of temperature or relative humidity 53 Abstract 55 2.1. Introduction 57 2.2. Materials and Methods 60 2.2.1. Rearing of F. occidentalis 60 2.2.2. Life table experiments 61 2.2.3. Statistical analysis 65 2.2.4. Life table analysis 66 2.3. Results 69 2.3.1. Immature development 70 2.3.2. Adult data 72 2.3.3. Survivorship and Sex ratio 74 2.3.4. Life table 76 2.4. Discussion 80 Chapter III. Biological control method Whitefly, Increase of control efficacy of Nesidiocoris tenuis (Hemiptera: Miridae) in the greenhouse by enhancing its establishment using UV-LED 85 Abstract 87 3.1. Introduction 88 3.2. Materials and methods 92 3.2.1. Test insects 92 3.2.2. Y-tube experiment 93 3.2.3. Preliminary test in greenhouse 95 3.2.4. Incubator experiment 96 3.2.5. Life table experiment 100 3.2.6. Greenhouse experiment 106 3.3. Results 114 3.3.1. Y-tube experiment 114 3.3.2. Preliminary test in greenhouse 117 3.3.3. Incubator experiment 119 3.3.4. Life table 124 3.3.5. Greenhouse experiment 133 3.4. Discussion 141 General conclusion 153 Literature Cited 160 Appendix 190 국문 초록 192 감사의 글 197Docto

기술에 대한 현상학적 고찰 : Don Ihde를 중심으로

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :철학과 서양철학전공,2000.Maste

긴꼬리이리응애(진드기아강: 이리응애과)의 발육과 산란 모형, 생명표 및 기능 반응에 관한 연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 농생명공학부, 2017. 2. 이준호.많은 이리응애들은 상업화되어 농경지 내에서 응애, 총채벌레, 가루이 방제를 위해 이용되고 있다. 긴꼬리이리응애는 국내 토착 이리응애로, 사과원 내 잎응애류의 초기방제원으로 알려져 왔다. 천적으로서 긴꼬리이리응애의 잠재성 평가를 위해, 점박이응애를 먹이로 하여 긴꼬리이리응애의 생태적 특성에 관한 연구가 진행되었다. 먼저, 온도 별 긴꼬리이리응애의 발육과 산란에 관한 연구와 그것을 이용하여 발육과 산란 모형이 만들어졌다. 두번째로, 여러 온도 조건에서 긴꼬리이리응애의 개체군 성장 특성을 분석하기위해 생명표가 작성되었다. 세번째로, 점박이응애 유충을 이용하여 긴꼬리이리응애의 기능 반응 연구가 진행되었다. 긴꼬리이리응애의 발육 실험은 11개 온도(18.0, 20.1, 21.6, 24.0, 24.1, 27.4, 28.6, 30.2, 32.0, 33.2, 35.9 °C)에서 진행되었고, 산란 실험은 6개 온도(18.0, 21.6, 24.1, 27.4, 30.2, 33.2 °C)에서 진행되었다. 발육 모형은 Briere1 식을 이용하여 표현되었다. 미성숙기 발육 모형의 발육영점온도, 적정온도, 발육한계온도, B80은 각각 13.2, 30.6, 35.9, 25.5 ~ 34.0 °C 였다. 미성숙기의 발육 완료 모형은 Weibull 식을 사용하여 표현되었다. 산란 수 모형은 Extreme Value 식을 이용하여 표현되었다. 산란에 대한 적정온도, B80은 각각 24.3, 20.5 ~ 27.4 °C 였다. 성충의 발육 모형, 누적 산란 모형, 나이에 따른 생존율 모형은 각각 TableCurve 2D의 목록에 있는 식과 Weibull 식, reverse sigmoid 식을 이용하여 표현되었다. 긴꼬리이리응애의 생명표 분석은 6개 온도 (18.0, 21.6, 24.1, 27.4, 30.2, 33.2 °C) 그리고 Age-stage, two-sex life table 이론에 따라서 분석되었다. 연령 - 발육 단계 별 생존율, 연령 – 발육 단계 별 산란 수, 연령 – 발육 단계 별 번식가, 연령 별 생존율, 연령 별 산란 수 그리고 개체군 증가율 예측이 측정되었다. 내적 자연 증가율은 0.2619로 27.4 °C 에서 가장 높게 나타났다. 평균 세대 기간은 18.0 °C 에서 26.9일로 가장 길었고, 30.2 °C 에서 10.5일로 가장 짧았다. 긴꼬리이리응애의 기능 반응 실험은 점박이응애 유충 10, 30, 50, 70, 130마리에서 진행되었다. 긴꼬리이리응애는 2형 기능 반응을 나타냈다. 공격율은 암컷은 0.109 였고, 수컷은 0.019 였다. 처리 시간의 경우 암컷은 0.164 h 그리고 수컷은 0.234 h 였다. 공격율의 경우 암컷과 수컷이 95% 신뢰 구간에서 통계적으로 유의미한 차이를 보였지만, 처리 시간의 경우 유의미한 차이를 보이지 않았다.Many species of Phytoseiidae have been used to control the pest such as mites, thrips and white flies in agricultural crop systems. Amblyseius eharai is a native Phytoseiidae in Korea and known for a biological control agent of spider mites in the early season in apple orchards. To evaluate the potential of A. eharai as a biological control agent, ecological characteristics of A. eharai were studied by using Tetranychus urticae (Koch) (Acari: Tetranychidae) as prey. First, development and fecundity of A. eharai were studied at different temperatures and its temperature-dependent development and oviposition models were developed. Second, life table of A. eharai was constructed at various temperatures to analyze its population growth characteristics. Third, functional response of A. eharai was studied against larvae of T. urticae. Development of A. eharai was examined at 11 constant temperatures (18.0, 20.1, 21.6, 24.0, 24.1, 27.4, 28.6, 30.2, 32.0, 33.2 and 35.9 °C) and oviposition of A. eharai was examined at six constant temperatures (18.0, 21.6, 24.1, 27.4, 30.2 and 33.2 °C). Development of A. eharai was well described by the Briere 1 function. Lower threshold, optimal, and upper threshold temperatures of development of total immature stage were 13.2, 30.6, and 35.9 °C, respectively. Developmental variation of immature stages was well described by the two-parameter Weibull function. Fecundity was well described by the Extreme Value function. Optimal and B80 temperatures of fecundity were 24.3 and 20.5 ~ 27.4 °C, respectively. Adult developmental rate model, cumulative oviposition model and age-specific survival rate model were well described by the equation from the TableCurve 2D library, Weibull function and reverse sigmoid function, respectively. Life table analysis of A. eharai was conducted at six constant temperatures (18.0, 21.6, 24.1, 27.4, 30.2 and 33.2 °C) according to the age-stage, two-sex life table theory. Age-stage specific survival rate, age-stage specific fecundity, age-stage specific reproductive value, age-specific survival rate, age-specific fecundity and population projection were estimated. The intrinsic rate of increase was the highest at 27.4 °C as 0.2619. Mean generation time was longest at 18.0 °C as 26.9 days, and shortest at 30.2 °C as 10.5 days. Functional response of A. eharai was conducted at 10, 30, 50, 70 and 130 larvae of T. urticae. Functional response of A. eharai was the Type 2. The attack rate of female and male A. eharai was 0.109 and 0.019, respectively. The handling time of female and male was 0.164 h and 0.234 h, respectively. The attack rate was significantly different between males and females at 95% confidence interval. However, handling time was not statistically different.1. General introduction 1 2. Temperature-dependent development and oviposition models of Amblyseius eharai (Amitai et Swirski) (Acari: Phytoseiidae) 4 2-1. Introduction 4 2-2. Materials and Methods 6 2-2-1. Mite culture 6 2-2-2. Development 7 2-2-3. Oviposition 8 2-2-4. Development and oviposition models 9 2-3. Results 16 2-3-1. Development model 16 2-3-2. Oviposition model 27 2-4. Discussion 36 3. Age-stage, two-sex life table of Amblyseius eharai (Amitai et Swirski) (Acari: Phytoseiidae) 38 3-1. Introduction 38 3-2. Materials and Methods 40 3-2-1. Data 40 3-2-2. Life table analysis 41 3-2-3. Population parameters 41 3-3. Results 44 3-4. Discussion 51 4. Functional response of Amblyseius eharai (Amitai et Swirski) (Acari: Phytoseiidae) to larval Tetranychus urticae (Koch) (Acari: Tetranychidae) 54 4-1. Introduction 54 4-2. Materials and Methods 56 4-2-1. Experiments 56 4-2-2. Data analysis 58 4-3. Results 60 4-4. Discussion 69 Literature Cited 73 초록 85Maste

T-type 칼슘 채널에 의한 진전증 생성 기작 연구

한국과학기술원 : 생명과학과, 한국과학기술원 : 생명과학과, 2011., [ i, 84 p. ]Tremor is a rhythmic muscle contraction that has been implicated in physiological and pathological functions of brain; however, the neural pacemaker underlying tremor rhythm remains obscure. Here, we investigate the role of T-type calcium channel on tremorogenesis, by using two models of essential tremor and mice lacking CaV3.1 T-type calcium channel. In harmaline-induced tremor model, potentiation of CaV3.1 is critical on the generation of 4-10Hz tremor rhythm in the inferior olive. In GABA-A α1 subunit knockout tremor model, however, absence of CaV3.1 enhances tremor by inducing 20-25Hz tremor-related oscillation in motor cortex; thus, T-type calcium channel is critical for pacemaking tremor rhythm and its way of contribution depends on the acting brain area. Our findings cast light on the molecular mechanism of tremorogenesis, proposing T-type calcium channel as a new therapeutic target of essential tremor.한국과학기술원 : 생명과학과

니들 가이드 장치 및 이를 포함하는 시스템

이하, 실시예들은 니들 가이드 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 니들 가이드 장치는, 제1 빔 및 상기 제1 빔에 평행하게 배치되고 상기 제1 빔의 길이 방향의 축을 따라 이동 가능한 제2 빔을 포함하고, 일 단부에 니들이 장착되는 드릴이 상기 제1 빔의 일 단부 및 상기 제2 빔의 일 단부에 각각 연결되고, 상기 드릴은 상기 제1 빔의 길이 방향의 축 및 상기 제1 빔의 길이 방향의 축에 교차하는 축에 대하여 회전 가능하다

An Efficient Software Update Technique with Code-Banking & Delta-Image for Wireless Sensor Networks

Software update has been regarded as one of fundamental functions in wireless sensor networks. It can disseminate a delta-image between a current software image operating on a sensor node and its new image in order to reduce an update image(transmission data) size, resultantly saving energy. In addition, code-banking capability of micro-controllers can decrease the update image size. In order to maximize the efficiency of the software update, the proposed scheme exploits both the delta-image and the code-banking at the same time. Besides, it additionally delivers a recovery delta-image to properly handle abnormal conditions, such as message corruptions and unexpected power-off during the update.2