화분매개의존도는 밀원가치를 평가하는데 매우 필요한 자료임에도 불구하고, 산림 자원에 대한 화분매개의 존도 자료는 매우 부족하다 본 연구는 국내 중부지방에 분포하는 밀원수를 대상으로 화분매개의존도, 화밀/화분 생산량 및 꽃의 형태학적 특징을 규명을 목적으로 하였다. 화분매개의존도는 개화 전 꽃봉오리를 망사를 씌워 화분매개자의 출입을 제한 후, 결실률을 조사하여 평가했다. 화밀은 모세관 튜브를 이용하여 조사하며, 화분은 꽃가루의 수와 무게 측정을 통해 생산량을 추정하였다. 식물의 특징으로는 각 식물의 본 당 꽃 수, 개화시기, 화관 및 화서의 형태 등 형태적 특징을 조사하였다. 65종 평균 화분매개자 의존도는 평균 56±3.12%로 나타났고, 최대 100%(산수유), 최소 0%(상수리)로 나타났다. 45종의 화밀 및 화분량을 추정한 결과, 꽃 당 평균 화밀의 분비량은 인동 3.56±0.33㎕으로 가장 높았으나, 본 당 평균 화밀 분비량은 피나무 212.7㎖로 가장 높았다. 평균 화분의 무게는 피나무가 141.75g로 가장 많았다. 꽃 당 화밀량은 밀원수의 개화하는 시기가 봄에서 여름이 가까워질수록 적어졌 으나, 7, 8월에는 본 당 꽃의 수가 증가하여 여름에 개화하는 식물들이 본 당 화밀의 양을 더 많이 분비하는 경향을 확인하였다. 이는 산림 생태계의 밀원가치를 평가하는데 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 2년동안 한국에서 꿀벌의 소실현상으로 식량난이 벌어질 것이라는 우려가 있다. 2020년 기준 국내 12개 과채류에서 화분매개벌의 의존도는 67.2%로 농업에서 화분매개벌은 중요한 위치를 차지한다. 이번 꿀벌 소실로 인해 딸기, 수박, 참외에서 화분매개용 꿀벌의 수요공급 불균형 문제가 발생하였다. 딸기에서는 12월 중 꿀벌 조기소실 문제, 수박과 참외에서는 벌의 임대가격이 30-50% 상승과 더불어 벌을 구하지 못해 인력수급의 어려움 등 작물재배 농가에 큰 부담이 되었다. 꿀벌의 소실은 전세계적인 문제이며 복합적인 원인에 의해 발생하므로 단기간에 해결되기 어렵다. 따라서 꿀벌에 소실에 대비하여 안정적인 작물 생산을 위한 종합적인 화분매개 관리 가 반드시 필요하다. 첫째 화분매개용 꿀벌의 사양기술의 표준화를 통하여 기존 채밀위주의 사양기술보다 더 안정적으로 벌을 생산할 수 있는 기술이 개발되어야 한다. 둘째 작물에서 더욱 효과적으로 벌을 이용하고 관리할 수 있는 기술이 확립 보급되어야 한다. 셋째는 꿀벌을 대체할 수 있는 곤충자원(뒤영벌, 토종벌)을 이용한 화분매 개 기술을 개발해야 한다. 아울러 기후변화에 대응하여 장기적인 기상변동 데이터 확보와 더불어 야생 화분매개 자원의 보호 보존을 위한 연구가 수행되어야 할 것이다.

동물 화분매개는 대부분 벌과 파리 등의 곤충에 의해서 이루어지는 매우 중요한 생태계 서비스 중 하나이다. 농업생산성의 유지와 영양분의 안정적 공급은 인류 복지의 근간이 된다. 이 연구는 한국 농업에서 화분매개가 식량 생산 증진에 미치는 기능을 평가하였다. 2015년 농업총조사, 농촌진흥청 농업 소득자료집, 기타 시장가격 자료 등의 농작물 재배와 생산액에 대한 자료에 화분매개 의존도를 반영하였다. 12개의 식량작물, 19개 과수, 18개 노지 채소와 13개 시설 채소 그리고 9개의 특용작물 등 71개 작물을 대상으로 한 분석에서, 전체 작물의 화분매개 의존도는 평균 29.2%이었으며, 식량작물이 가장 낮은 7.5%로 나타났다. 화분매개 의존량은 전체 농작물의 17.8%이었으며 그 경제적 가치는 6조 8.5천억원 (65.1-71.9천억원)으로 추정되었다. 화분매개 의존 생산량은 시설 과채류에서 49.2%로 가장 높았고 과수가 42%, 특용작물이 35.9%를 차지하 였다. 본 연구를 통해 곤충 화분매개는 한국 농업 생산에서 핵심적 과정이며 식량-영양안보적 관점에서 보호증진해야 하는 과정임이 분명해졌다. 농업에서 화분매개자를 보호하고 화분매개서비스를 강화할 수 있는 관리 전략으로 병해충-화분매개 통합관리(IPPM)개념과 추진 전략에 대하여 추가적으로 논의하였다.

머리뿔가위벌을 사과에 더욱 효과적으로 사용하기 위하여 중생종 ‘홍로’와 만생종 ‘후지’에서 머리뿔가위벌의 영소활동과 화분매개효과를 조사하였다. 그 결과, ‘후지’에서의 영소활동이 ‘홍로’보다 2.5배 많았다. 영소율과 증식률에서 ‘후지’가 ‘홍로’ 보다 각각 1.5배, 3.8배 높았다. 품종 에 따른 화분매개효과를 조사한 결과, 중심화결실률에서 ‘후지’가 ‘홍로’보다 1.6배 높았다. 과실의 품질에서 사축과율은 ‘후지’가 ‘홍로’보다 2.5배 낮았고, 사과종자의 수는 1.9배 많았다. 이에 대한 원인을 밝히기 위해 개화기 기상환경과 머리뿔가위벌의 활동량에 대한 상관관계를 분석한 결과, 머리뿔가위벌의 활동에 영향을 미치는 주된 요소는 온도로 나타났다 (R2 = 0.578). ‘후지’(평균 17.4 ~ 최고 24.1°C)의 개화기 기온은 ‘홍로’(평균 12.5 ~ 최고 20.2°C)보다 4 ~ 5°C 높았기 때문에 ‘후지’에서 영소활동과 화분매개효과가 ‘홍로’보다 큰 것으로 생각된다. 따라서 조생종 ‘홍로’에서는 머리뿔가위벌보다 기상환경에 영향을 적게받는 뒤영벌과 같은 화분매개곤충을 사용하는 것이 권장되며, 만생종 ‘후지’에서는 머리뿔가위벌의 사용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구는 사과 재배 농가에게 사과의 안정적인 생산을 위한 중요한 정보로 사용될 수 있다. 아울러 기후변화에 인하여 머리뿔가위벌의 화분매개활동이나 증식률이 변할 수 있다는 결론은 식생과 곤충상에 변화에 대한 근거로 활용할 수 있을 것이다.

최근에 감에서 떫은맛을 조절하는 AST에 연관된 지역에서 분자 표지들이 개발되었다. 이중에서 sequence characterized amplified region (SCAR) marker는 5R region에 인접한 지역에서 개발되었다. 하지만 이 SCAR마커는 분석 방법이 다소 복잡하고 해석이 어려워 많은 교배실생을 분석할 경우에는 적합하지 않다. 우리는 5R 지역의 sequences에 기반하여 high-resolution melting (HRM)-based 분자 표지를 개발하였다. 개발된 HRM preimer set을 8개 품종의 단감 및 떫은감에 대해 적용한 결과 단감 품종에서는 직선을 나타낸 반면 떫은감 품종에서는 다양한 크기의 곡선으로 나타나서 차이를 확인할 수 있었다. 결과적으로 이번 연구에서 개발된 HRM primer set은 분자 표지를 활용한 감 품종 육성 연구에 매우 효율적으 로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

수입되는 서양뒤영벌과 그에 대한 화분매개 대체안들을 비교 평가하기 위해 증분이익을 추정하여 분석하였다. 분석결과, 판매수익에서 공통 생산원가를 차감한 증분수익은 인공수분을 사용할 때보다 화분매개곤충을 사용할 때 더 많았으며, 증분원가는 수입산 서양뒤영벌이나 꿀벌을 사용할 때보다 국내산 서양뒤영벌이나 인공수분을 사용할 때 더 적었다. 각 대안별 증분이익을 살펴보면, 수입산 서양뒤영벌 46,801 백만원, 국내산 서양뒤영벌 47,170 백만원, 꿀벌 46,975 백만원, 인공수분 29,839 백만원 이었다. 증분이익은 각 대안을 선택했을 경우 얻을 수 있는 회계적 이윤을 의미한다. 다만, 회계적 이윤 전부를 화분매개 대안이 기여한 것으로 볼 수 없으며, 귀속지대나 정상이윤과 같은 잠재적 비용이 포함되어 있다. 잠재적 비용에 해당하는 기회원가를 고려할 때, 수입산 서양뒤영벌을 사용하는 대안은 경제적 손실이 발생하는 것으로 나타났다. 이는 과수⋅작물 생산농가가 수입산 서양뒤영벌을 사용하는 대신 다른 대체안을 선택할 경우 추가적인 경제적 이윤을 창출할 수 있음을 의미한다.

농업생산량 증대 위해 여러 국가의 수분에 대한 접근을 연구했다. 이 연구에서는 자연수분과 인공수분의 상태와 그 상관관계를 고찰했다. 검토한 나라들에서 산림훼손, 기후변화, 그리고 살충제 과용 등으로 인해 자연수분과 인공수분의 비율이 변화하는 경로가 있음을 확인하였다. 이 논문의 분석과 여러 국가의 모범관행에 비추어 볼 때 우즈벡에 현대적 수분방법을 도입하여 농업발전을 도모하기 위한 필요한 조치들을 제안하였다.

We investigated the effects of honey bee (Apis mellifera L.) colony size on the pollination of greenhouse-cultivated watermelon grown under the forcing cultivation system. The highest pollination activity of bees was observed (14.3 ± 5.0 honey bees/day) when the bee colony size was 10,000 honey bees, followed by 7,500 and 5,000 honey bees. There was a positive correlation between the bee colony size and pollination activity (R = 0.262). There was no significant difference in the fruit set with different honey bee colony sizes (88%–91%). However, the larger the bee colony size, the higher the number of seeds fertilized and the rate of seed fertilization (p > 0.05). The number of seeds and the content of sugar were negatively correlated (R = -0.714). Overall, we found that a colony size of 5,000 honey bees was the most effective for the pollination of watermelon grown under forcing cultivation.

To investigate the effectiveness of ventilation in bumblebee colony, we ventilated bumblebee(bombus terrestris) colonies using PC cooling fan to replace the fanning behavior of bumblebees, unventilated colonies were used as controls. The temperature of the colonies that were ventilated using the cooler fan was 3 ℃ lower than the control colonies, and the rate of fanning behavior were 9 times lower in ventilated colonies than in the control colonies. Foraging activity and survival rates of worker bees in ventilated colonies doubled compared to the control colonies. Rates of seed set per flower and number of seeds set by bees in the ventilated colonies was 12 % and –15 % and 1.1 and –1.4 times higher pollination, respectively, than for the control colonies. We conclude that installing a ventilation device on the colony box can improve the internal environment of bumblebee colonies at high temperatures through ventilation and that this is a good option to increase pollination effectiveness for the crops in high temperature greenhouse conditions.

We compared the fruit set and the quality of the Asian pear (Pyrus pyrifolia Nakai cv. Niitaka) among flowers pollinated by insect pollinators such as the honeybee(Apis mellifera) and bumblebee(Bombus terrestris) and pollinated artificial. The hand pollination rate was 1.3 times higher than bumblebee and 1.9 times higher than the honeybee pollination rate. Moreover, the artificially pollinated flowers produced fruit that was 5 to 10% higher in weight, 2 to 3% larger in size, and had a higher fruit shape index(L/D) than pollinated by the insect pollinators. On economic analysis, net profit from insect pollinator was 93.5 to 97.1% of net profit from hand pollination. Therefore, artificial pollination is more efficient than insect pollination in 'Niitaka' pear. However, regarding fruit quality and net profit, these results suggest that bee pollinator can be an good alternative to hand pollination in pear cv. Niitaka.