• Title/Summary/Keyword: Linear and nonlinear developmental rate model

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흰띠명나방의 온도발육 모형 (Temperature-dependent Development Model of Hawaiian Beet Webworm Spoladea recurvalis Fabricius (Lepidoptera: Pyraustinae))

  • 이상구;김주;정성수;김연국;이상계;황창연
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.5-12
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    • 2013
  • 비트의 주요 해충인 흰띠명나방을 9개의 다른 온도조건(15.0, 17.5, 20.0, 22.5, 25.0, 27.5, 30.0, 32.5 및 $35.0^{\circ}C$), 상대습도 $65{\pm}5%$, 광조건 16L:8D에서 발육특성을 조사한 결과, 알에서 성충 우화 전까지의 발육기간은 $17.5^{\circ}C$에서 51.0일로 가장 길었고, $35^{\circ}C$에서 14.6일로 가장 짧게 조사되었다. 온도와 발육율의 관계를 직선회귀에 의해 분석한 결과, 결정계수($R^2$) 값이 0.87 이상으로 나타났으며, 온도에 따른 발육은 직선회귀에 부합되었다. 알부터 성충 우화 전까지의 발육영점온도와 유효적산온도는 $10.4^{\circ}C$와 384.7일도를 나타내었다. 각 태별 발육모형은 $R^2$값이 0.97~0.99로 비선형회귀식에 잘 부합되었다. 각 태별 발육누적분포와 발육기간에 대한 평균 발육기간으로 나눈 값을 Weibull 함수에 적용한 결과 $r^2$값이 0.63~0.87이었다.

애멸구 온도 발육 모델과 월동 개체군의 성충 발생 예측 (Temperature-dependent Development Model and Forecasting of Adult Emergence of Overwintered Small Brown Planthopper, Laodelphax striatellus Fallen, Population)

  • 박창규;박홍현;김광호
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.343-352
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    • 2011
  • 줄무늬잎마름병을 매개하는 애멸구, Laodelphax striatellus Fallen의 온도에 따른 알 및 약충 발육 기간을 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, 30, 32.5, $35{\pm}1^{\circ}C$의 10개 항온, 14:10 (L:D) h 광, 상대습도 30~40% 조건에서 조사하였다. 알은 모든 온도 조건에서 1령으로 성공적으로 발육하였으며, 발육기간은 $12.5^{\circ}C$에서 44.5일로 가장 길었고 온도가 증가함에 따라 짧아져 $35^{\circ}C$에서 5.8일로 가장 짧았다. 약충은 12.5, 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, $30^{\circ}C$에서 성충까지 발육 가능하였으며, 각 온도에서 약충 전체 발육기간은 132.7, 55.9, 37.7, 26.9, 20.2, 15.8, 14.9, 17.4일이 소요되었다. 온도와 발육율과의 관계를 설명하기 위해 선형 및 4개의 비선형 (Briere 1, Lactin 2, Logan 6, Poikilotherm rate) 모델을 사용하여 분석하였다. 선형 모델을 이용하여 추정한 알과 약충 전체기간 발육을 위한 발육영점온도는 각각 $10.2^{\circ}C$$10.7^{\circ}C$였으며 발육에 필요한 유효적산온도는 각각 122.0, 238.1DD였다. 4가지 비선형 모델 중 Poikilotherm rate 모델이 모든 발육단계에서 온도와 발육율과의 관계를 가장 잘 설명하였다 ($r^2$=0.98~0.99). 알 및 유충의 발육단계별 발육완료 분포는 two-parameter Weibull 함수를 사용하였으며 모든 발육단계에서 비교적 높은 상관관계 ($r^2$=0.84~0.94) 값을 보여 양호한 모형 적합성을 보였다. DYMEX$^{(R)}$(version 3.0)를 이용하여 2개 지역에서 애멸구 월동 개체군의 발육을 추정한 결과 월동 후 개체군의 생리적 연령을 0.2로 가정하고 온도발육 모델로 Poikilotherm rate 모델을 사용하였을 경우 높은 우화시기 예측력을 볼 수 있었다.

비선형 곤충 온도발육모형의 특성과 발전과정에 대한 고찰 (A Review for Non-linear Models Describing Temperature-dependent Development of Insect Populations: Characteristics and Developmental Process of Models)

  • 김동순;안정준;이준호
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제56권1호
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    • pp.1-18
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    • 2017
  • 곤충의 온도발육모형은 해충의 발생예찰모형을 비롯한 개체군모형에서 기본이 되는 요소이다. 본고에서는 곤충의 온도의존적 비선형 발육모형에 대하여 고찰하였다. 모형의 종류를 크게 경험모형과 생물리적 모형으로 구분하였으며, 수식의 유사성 내지 기원에 대한 유연관계에 따라 세분하였다. 발육률 곡선의 형태적 묘사에 적합한 수식을 적용하는 경험모형은 Stinner-계열, Logan-계열, 수행모형, 그리고 베타 분포모형으로 세분화하여 고찰하였다. 촉매반응을 바탕으로 하고 있는 생물리적 모형은 Eyring-모형, SM-모형, SS-모형, SSI-모형으로 이어지는 단계통으로 분류하였다. 본 연구에 포함된 각 모형의 개발과정과 형태적합 특성에 대하여 기술하였다.

갈색거저리(Tenebrio molitor L.) 유충의 온도발육 모형 (Temperature-dependent Development Model of Larvae of Mealworm beetle, Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae))

  • 구희연;김선곤;오형근;김정은;최덕수;김도익;김익수
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.387-394
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    • 2013
  • 갈색거저리의 온도에 따른 유충 발육시험을 15, 17, 20, 22, 25, 28 및 $30^{\circ}C$의 7개 항온조건, 광주기 14L:10D, 상대습도 60~70% 조건에서 수행하였다. 유충은 13령까지 경과하였고 항온 조건에서 사망률은 17, $20^{\circ}C$에서 극소수 개체만이 발견되었고, $22^{\circ}C$ 이상의 항온조건에서는 발견되지 않았다. 유충의 발육기간은 $17^{\circ}C$에서 244.3일로 가장 길었고, $30^{\circ}C$에서 110.8일로 가장 짧았다. $15^{\circ}C$는 부화되지 않아 유충 발육 조사가 불가능하였다. 온도와 발육율과의 관계를 알아보기 위하여 선형모형과 비선형모형(Logan 6)을 이용하였으며, 선형모형을 이용하여 추정한 전체유충의 발육영점온도는 $6.0^{\circ}C$, 발육 유효적산온도는 2564.1DD 였으며 선형, 비선형 모두 결정계수값($r^2$) 이 0.95로 높은 값을 보였다. 전체유충의 발육완료분포는 2-parameter Weibull 함수를 사용하였으며 전체 유충의 결정계수 값은 0.8502~0.9390의 양호한 모형 적합성을 보였다.

흑다리긴노린재[Paromius exiguus (Distant)] 온도발육 모형 (Temperature-dependent Development Model of Paromius exiguus (Distant) (Heteroptera: Lygaeidae))

  • 박창규;박홍현;엄기백;이준호
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.305-312
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    • 2010
  • 흑다리긴노린재 [Paromius exiguus (Distant)]의 온도에 따른 발육 시험을 15, 17.5, 20, 22.5, 25, 27.5, 30, 32.5, $35{\pm}1^{\circ}C$의 9개 항온, 광주기 14L:10D, 상대습도 20-30% 조건에서 수행하였다. 알은 $15^{\circ}C$에서 발육하지 못하였으며 $17.5^{\circ}C$에서 발육기간이 28.2일로 가장 길었고 온도가 증가함에 따라 짧아져 $35^{\circ}C$에서 5.9일이 소요되었다. 약층은 $17.5^{\circ}C$$35^{\circ}C$에서 1령 약층을 넘기지 못하고 모두 사망하였으나, $20-32.5^{\circ}C$ 범위에서는 온도가 증가할수록 발육기간이 짧아지는 경향을 보였고, 4령을 제외한 모든 영기에서 $32.5^{\circ}C$에서의 발육기간이 $30^{\circ}C$와 같거나 더 길어져 발육속도가 둔화되는 경향을 보였다. 온도와 발육율과의 관계를 설명하기 위해 선형 및 3개의 비선형(Briere 1, Lactin 2, Logan 6) 모형을 사용하여 분석하였다. 선형모형을 이용하여 추정한 알과 전체 약층발육의 발육영점온도는 $13.8^{\circ}C$$15.3^{\circ}C$였으며 발육 유효적산온도는 각각 109.9, 312.5DD였다. 3가지 비선형 모형 종 Logan-6 모형이 모든 발육단계에서 온도와 발육율과의 관계를 가장 잘 설명하였다 ($r^2$=0.94-0.99). 알 및 유충의 발육단계별 발육완료 분포는 3-parameter Weibull 함수를 사용하였으며 모든 발육단계에서 높은 $r^2$ (0.91-0.99) 값을 보여 양호한 모형 적합성을 보였다.

흰등멸구 [Sogatella furcifera (Horvath)] 온도 발육 모델 (Temperature-dependent Development Model of White Backed Planthopper (WBPH), Sogatella furcifera (Horvath) (Homoptera: Delphacidae))

  • 박창규;박홍현;김광호;이상계
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제52권2호
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    • pp.133-140
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    • 2013
  • 흰등멸구, Sogatella furcifera (Horvath), 의 온도에 따른 알 및 약충 발육 기간을 $12.5{\sim}5{\pm}1^{\circ}C$범위에서 $2.5^{\circ}C$ 간격으로 10개 항온, 14:10(L:D) h 광, 상대습도 20~30% 조건에서 조사하였다. 알은 $12.5^{\circ}C$를 제외한 모든 온도 조건에서 1령으로 성공적으로 발육하였으며, $1.5^{\circ}C$에서 22.5일로 가장 길었고, $32.5^{\circ}C$에서 5.5일로 가장 짧았다. 약충은 $15{\sim}32.5^{\circ}C$ 온도범위에서 성충까지 발육 가능하였으며, 약충 전체 발육기간은 $15^{\circ}C$에서 51.9일로 가장 길었으며 온도가 증가함에 따라 짧아져 $32.5^{\circ}C$에서 9.0일로 가장 짧았다. 온도와 발육률과의 관계를 설명하기 위해 선형 및 7개의 비선형(Analytis, Briere 1, 2, Lactin 2, Logan 6, Performance, Modified Sharpe and DeMichele) 모델을 사용하여 분석하였다. 선형 모델을 이용하여 추정한 알과 약충 전기간 발육을 위한 발육영점온도는 각각 $10.2^{\circ}C$$12.3^{\circ}C$였으며 발육에 필요한 유효적산온도는 각각 122.0, 156.3 DD였다. 7가지 비선형 모델 중 Briere 1 모델이 모든 발육단계에서 온도와 발육률과의 관계를 가장 잘 설명하였다($r^2$= 0.88~0.99). 알 및 유충의 발육단계별 발육완료 분포는 사용된 3가지 비선형(2-parameter, 3-parameter Weibull, Logistic) 모델 모두 2령과 5령을 제외한 발육단계에서는 비교적 높은 $r^2$(0.91~0.96) 값을 보여 양호한 모형 적합성을 보였다.

가루깍지벌레(Pseudococcus comstocki (Kuwana))월동알의 온도발육 및 부화시기예찰모형 (Modeling Temperature-Dependent Development and Hatch of Overwintered Eggs of Pseudococcus comstodki (Homoptera:Pseudococcidae))

  • 전흥용;김동순;임명순;이준호
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.119-125
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    • 1996
  • 가루깍지벌레 월동안 부화시기 예찰모형을 수립하기 위하여 월동알에 대한 온도발육 실험이 수행된다. 5개온도(10, 15, 20, 25, 27$^{\circ}C$)와 채집시기별로 월동알 부화기간을조사하여 비교분석하였다. Wagner 등 (1984a)의 비선형발육모형이 온도별 평균발육률에 대하여 적용되었으며 ($R^2$=0.9729). 발육영점온도는 15~$25^{\circ}C$ 영역에서 얻은 직선회귀식에 의하여 $11.9^{\circ}C$로 추정되었으며, 발육완료를 위해서는 154.14일도가 필요하였다. 적산온도 모형과 발육률전산(Wagner 등 1985) 모형이 부화시기 예측에 이용된다. 적산온도 모형은 평균온도에서 발육영점온도 이상의 온도를 적산하는 방법(Mean-minus-base 추정법), Sine wave 추정법(Allen 1976), 그리고 Rectangle 추정법(Arnold 1960)을 잉요하여 계산하였다. 50% 부화예측일을 실측일과 비교한 결과 적산온도를 이용하는 경우 Mean-minus-base 추정법은 18~28일, Sine wave 추정법은 11~14일, 그리고 Rectangle 추정법은 3~5일의 편차를 보였고, 발육률 적산모형은 2~3일의 편차가 있었다.

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콩줄기명나방(Ostrinia scapulalis) (나비목: 포충나방과)의 발육과 산란에 미치는 온도의 영향 (Effects of Temperature on the Development and Reproduction of Ostrinia scapulalis (Lepidoptera: Crambidae))

  • 안정준;김은영;서보윤;정진교
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.577-590
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    • 2022
  • 콩줄기명나방은 콩과작물 특히 팥을 가해하는 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 온도가 콩줄기명나방의 발육단계별 발육기간, 성충의 수명과 산란특성에 미치는 영향을 파악하고자 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 36℃ 항온조건에서 조사하였다. 알과 유충은 7, 10, 13℃를 제외한 항온조건에서 다음 생애단계로 성공적으로 발육하였다. 알, 유충, 번데기의 발육기간은 온도가 상승할수록 짧아지는 경향을 보였다. 콩줄기명나방 발육단계별 발육 최저, 최고 한계는 LRF와 SSI모델을 이용하여 계산하였고 발육영점온도와 유효적산온일도는 선형회귀분석을 이용하였다. 1령 유충 부화부터 성충출현까지의 발육영점온도와 유효적산온일도는 13.5℃와 384.5DD로 추정되었다. SSI모델을 이용한 부화부터 성충출현까지 발육 최저 및 최고온도는 19.4℃과 39.8℃였고 이들간의 차이 즉 발육적정온도범위는 20.4℃였다. 성충은 16℃와 34℃ 범위에서 부화하는 알을 생산하였고, 25℃에서 최대 약 416마리의 자손을 낳았다. 노화율, 나이별 생존율, 나이별 누적산란율, 온도의존 산란수에 관련된 성충모델들이 작성되었다. 본 연구에서 제시한 온도발육모형과 산란모형은 야외에서 콩줄기명나방의 개체군동태를 이해하고 콩과작물의 종합적인 해충군관리체계를 마련하는데 기초기반자료로 활용될 것으로 기대된다.

콩명나방(Maruca vitrata) (나비목: 포충나방과) 발육과 산란에 미치는 온도의 영향 (Effects of Temperature on the Development and Fecundity of Maruca vitrata (Lepidoptera: Crambidae))

  • 안정준;김은영;서보윤;정진교;이시우
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제61권4호
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    • pp.563-575
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    • 2022
  • 콩명나방은 콩과작물 특히 팥을 가해하는 해충으로 알려져 있다. 본 연구는 콩명나방의 생물적 특징을 알아보기 위해 발육단계별 발육기간, 성충의 수명과 번식능력을 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34℃ 항온조건에서 조사하였다. 알은 모든 항온조건에서 부화하였고 유충은 16~31℃ 온도조건에서 성공적으로 성충까지 발육을 완료하였다. 알의 발육기간은 31℃까지 온도가 상승할수록 짧아지다가 이후 온도에서 길어지는 경향을 보였다. 유충, 번데기의 발육기간과 성충수명은 온도가 상승할수록 감소하였다. 콩명나방 발육단계별 발육 최저, 최고 한계는 LRF와 SSI모델을 이용하여 계산하였고 발육영점온도와 유효적산온일도는 선형회귀분석을 이용하였다. 1령 유충 부화부터 성충출현까지의 발육영점온도와 유효적산온일도는 12.8℃와 280.8DD였다. SSI모델을 이용하여 추정한 부화부터 성충출현까지 발육최저 및 최고온도는 14.2℃과 31.9℃였고 이들간의 차이 즉 발육적정온도범위는 17.7℃였다. 온도와 관련된 콩명나방 성충의 생존, 수명, 산란기간, 산란수 자료들을 이용하여 산란모형을 작성하였다. 본 연구에서 제시한 온도발육모형과 산란모형은 야외에서 콩명나방의 개체군동태를 이해하고 콩과작물의 종합적인 해충군관리체계 확립에 기여할 것으로 보인다.

호박꽃과실파리 온도 발육모형 (Temperature-dependent Development Model of the Striped Fruit Fly, Bactrocera scutellata (Hendel)(Diptera: Tephritidae))

  • 전성욱;조명래;김양표;이상계;김소형;유진;이종진;황창연
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.373-378
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    • 2011
  • 호박의 주요 해충인 호박꽃과실파리[Bactrocera scutellatus (Hendel)]를 항온항습기($24{\pm}1.0^{\circ}C$, $70{\pm}5%$ RH, 14L: 10D) 7개 온도(15, 18, 21, 24, 27, 30, $33{\pm}1.0^{\circ}C$, RH $70{\pm}5%$, 14L:10D)에서 온도발육실험을 수행하였다. 알의 온도별 발육기간은 $15^{\circ}C$에서 4.2일로 가장 길었고 $33^{\circ}C$에서 0.9일이 걸려 온도가 증가할수록 발육기간은 짧아지는 경향을 보였다. 유충은 2령을 제외한 1, 3령에서 온도가 증가 할수록 발육기간이 짧아지다가 $27^{\circ}C$ 이상에서는 발육 속도가 둔화하였다. 번데기 기간은 $15^{\circ}C$에서 21.5일로 가장 길었고 $33^{\circ}C$에서 7.6일로 온도가 증가할수록 짧아졌다. 알의 사망율은 $33^{\circ}C$에서 22.9%로 가장 높았으며, 유충의 사망율은 $15^{\circ}C$에서 1, 2, 3령 각각 24.1, 27.3, 18.2% $33^{\circ}C$에서는 14.8, 17.4, 31.6%를 보여 고온과 저온에서 가장 높았다. 번데기 발육기가간증의 사망율은 $15^{\circ}C$에서 18.2, $33^{\circ}C$에서 23.1%였다. 알, 유충, 번데기 기간의 발육영점온도는 12.5, 10.7, $6.3^{\circ}C$였고, 발육기간 동안의 발육영점온도는 $8.5^{\circ}C$였으며 알 유충, 번데기의 발육단계별 유효적산온도는 33.2, 118.3, 181.2일도였다. 각각의 온도에서 개체들의 발육기간을 평균 발육기간으로 나눈 값들을 3-parameter의 Weibull 함수에 적용한 결과 r2 값이 0.78-0.86 이었다.