국내 원예작물에서 화분매개곤충의 의존도는 해마다 증가하고 있다. 우리는 사과, 딸기 등 화분매개곤충의 의존도가 높은 주요 과수와 시설작물에 대하여 화분매개곤충의 사용기술을 개발하고 이를 현장에 적용하는 연구를 수행하고 있다. 2021년부터 2022년까지 딸기, 키위 등 5가지 주요 농작물에서 화분매개벌을 적용한 결과, 딸기에서 뒤영벌의 적용결과 기존 꿀벌과 통계적으로 같은 수준의 화분매개효과를 나타내었으며, 하우스에서 농약적용시 하우스 밖으로 벌통을 위치시키는 것이 방치보다 벌의 소실을 20% 더 감소시킬 수 있었다. 인공수분 에 의존하고 있는 씨없는 수박에서 수분수 식재와 꿀벌을 이용함으로 기존 벌 방사보다 16% 착과율을 향상시킬 수 있었다. 시설고추에서 꿀벌과 뒤영벌의 혼합사용시 기존 꿀벌 방사보다 고추 수량이 10% 향상되었고, 토마토 에서 660㎡당 뒤영벌의 봉군량을 1.5배 증가시 토마토 수량은 4.4% 향상되었다. 키위는 꿀벌로 기존의 인공수분 을 충분히 대체할 수 있었고, 인건비가 60%이상 절감되었다. 또한 현재 시판중인 30종의 살충제와 27종의 살균제 에 대하여 24시간내 반수치사를 보인 농약은 각각 살충제 6종와 살균제 4종 이었다. 이어서 2023년부터 참외, 멜론, 사과, 단감에 대한 현장적용연구가 진행되고 있다.

Bee traffic at the hive entrance can be used as an important indicator of foraging activity. We investigated patterns of honeybees and bumblebees near their hives as a basis for calculating bee traffic using the image deep learning. The flight pattern near the hive differed significantly according to bee at entering and leaving the hive. Honeybees mainly showed flight that changed flight direction more than once (69.5%), whereas bumblebees mainly performed straight flight (48.7%) or had a single turn (36.5%) in flight. When bees entered the hive, honeybees primarily showed one-turn or two-turn flight patterns(88.5%), and bumblebees showed a one-turn flight pattern (48.0%). In contrast, when leaving the hive, honeybees primarily showed a straight flight pattern (63.0%), and bumblebees primarily showed a straight or one-turn pattern (90.5%). There was a significant difference in flight speed according to the flight pattern. The speed of straight flight (0.89±0.47 m/s) was 1.5 to 2.1 times faster than flight where direction changed. Therefore, our results can help determine the capturing and recognizing the flying image of bees when calculating bee traffic by image deep learning.

시설재배 딸기의 화분매개에 꿀벌 사용이 보편화되어있지만 동양종(A. cerana) 꿀벌의 화분매개효과 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 딸기에서 동양종 꿀벌의 화분매개자로 가능성을 평가하기 위하여 비닐하우 스 딸기에서 서양종 꿀벌과 화분매개행동 특성을 비교하였다. 향후 봉군 수명과 착과된 딸기의 기형과율품질을 평가 할 예정이다. 서양종과 동양종 꿀벌은 10시 이후부터 활동량이 증가하고, 13시에 방화활동이 가장 활발하였 으며 이후부터 감소하는 일주행동 패턴을 보였다. 서양종과 동양종 꿀벌 활동성은 모두 온도, 조도, 자외선과 정의 상관관계를 나타냈으며 상대습도와는 부의 상관을 보였다. 특히 서양종 꿀벌은 온도, 조도, 자외선이 같은 수준의 상관(r=0.7)을 보이는 것에 반해, 동양종 꿀벌의 경우 온도와 습도보다 광조건(조도, 자외선)에서 더 높은 상관계수(r＞0.9)가 나타났다. 서양종과 동양종 꿀벌의 방화특성을 조사한 결과 꽃에 머무는 시간은 서양종 꿀벌 이 평균 6.9초, 동양종 꿀벌이 7.0초로 같은 수준이었으나(p>0.05), 꽃 간 이동시간은 동양종 꿀벌이 2.4초로 서양 종꿀벌(3.1초)보다 20% 유의미하게 짧은 것으로 나타났다(p=0.011). 따라서 같은 시간에 동양종 꿀벌이 서양종 꿀벌보다 더 많은 꽃을 방문 할 수 있을 것으로 생각된다.

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.

국내에서 한시적 식용 곤충으로 등록된 아메리카왕거저리의 사육에 적합한 온도를 규명하고자 온도별 발육특성을 조사하였다. 25°C, 27°C, 30°C, 33°C 등 4개의 온도(9L/15D, 65% R.H., 1330-1800 lux 조건)에서 1-18령까지 발육기간은 30°C가 120.0 ±5.8일로 가장 짧았 고, 그 다음이 33°C (132.6±10.7일), 27°C (136.5±9.2일), 25°C (156.7±7.5일) 순이었다. 30°C는 25°C보다 36.7일나 단축되었다. 33°C의 경 우, 25°C, 27°C, 30°C에 비해서 폐사율이 2.7-3.3배나 높았다. 33°C를 제외하고 온도가 높을수록 발육기간이 단축되는 경향이었으며, 온도별 발육기간은 고도의 통계적 유의성을 나타내었다. 체중의 경우, 30°C가 가장 무거웠고 그 다음은 27°C, 33°C, 25°C 순이었다. 두폭, 체폭, 체장 도 체중과 같은 경향을 보여, 온도 간에 발육의 차이가 확인되었다. 온도와 발육기간, 체중, 체장에 대한 회귀분석 결과, 29-30°C가 가장 적합한 온도이었다. 온도별 전용율은 17령이 43.1%로 가장 높았고, 18령(30.3%), 16령(15.4%), 19령(7.1%), 20령(1.9%)순으로 88.8%가 16령-18령 사이에 전용이 되었다. 전용기간(15-20령)은 27°C와 30°C가 각각 18.8±1.9일, 18.8±2.3일이었고, 그 다음이 33°C (23.0±2.4일), 25°C (23.1±2.9일) 순으로 온도가 낮을수록 늦어지는 경향이었다. 번데기기간 또한 온도가 높을수록 짧아지는 경향을 나타내었다. 암수 간의 번데기 기간은 각각 11.1±2.2일, 11.6±2.4일로 차이가 없었다. 이상의 결과들로 볼 때 아메리카왕거저리의 발육에 적합한 온도는 30°C로 판단된다.

식용 및 사료용 곤충으로 활용되는 풀무치에 대한 기초 연구로서 발육 단계별 난소 및 알 발육 특성을 조사하였다. 난소발육을 조사한 결과, 풀무치는 1쌍의 난소와 90개 이상의 무영양실형 난소소관을 가지고 있었다. 난소 길이는 5령 약충보다 성충시기가 더 길었다. 성충 1일째 난소길이는 5령 1일보다 약 2.5배 길었다. 난소 길이는 성충 30일까지 증가한 후, 성충 35일부터 감소되었다. 난소소관 길이는 난소 길이의 1/2 정도로, 역시 난소 길이와 같은 경향을 보였다. 난소 및 난소소관 길이는 체중과 비례적인 상관관계가 있었다. 난소소관의 수는 94-104개로 성충 30일이 총 104개로 가장 많았고 35일부터 감소하였다. 성숙란 수 역시 성충 15일부터 확인할 수 있었고, 성충 30일이 50.6개로 가장 많았다. 수정낭의 크기는 또한 발육 단계에 따라 영향을 받았다. 난괴에서 알을 분리하여 산란 후 일별로 발육 특성을 조사한 결과, 산란 4일부터 무게 및 알의 크기가 급격하게 증가하였고, 산란 후 7일부터는 변화의 폭이 거의 없었다. 산란 7일부터 몸체의 구분이 가능했으며, 산란 10일에 부화되었다. 이상의 결과로 볼 때, 풀무치의 난소발육은 성충 30일이 가장 좋았고, 산란 10일경에 풀무치 1령 약충이 우화하는 것으로 판단된다.

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.