본 연구는 주변 환경의 차이에 따른 화분매개곤충의 유입 특성을 파악하기 위하여 국립수목원 내 진화속을걷 는정원과 부추속전문전시원에 식재된 울릉산마늘의 화분매개곤충을 조사하였다. 2023년 5월 22일부터 6월 2일 까지 꽃이 70% 이상 개화하였을 때 포충망을 활용하여 8일간 곤충을 채집하였고, 각 전시원 별 식생(피도), 기후 (온도·습도·조도)를 조사하였다. 조사 결과 진화속을걷는정원에서 피도 60% 온도 26.4℃, 습도 31.5%, 조도 40953.6lx, 화분매개곤충 20과 450개체, 부추속전문전시원은 피도 90%, 온도 25.6℃, 습도 31.6%, 조도 6387lx, 화분매개곤충 15과 196개체로 나타났다. 온도와 조도가 상대적으로 높은 진화속을걷는정원이 채집된 곤충의 다양성과 방문 빈도가 높았다. 시간대별 곤충의 방문 빈도를 비교해본 결과 온도와 조도는 개체수가 증가할 때 같이 증가하는 경향을 보였으며, 습도는 반대의 경향을 보였다.

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.

생대추가 신소득 작목으로 부각되면서 재배지가 확대되고 있으나 우리나라 장마기와 최근 이상기후로 인해 대추 수분·수정 및 착과에 문제 가 발생하고 있는 실정이다. 이에 생대추 재배를 위해 도입된 비가림하우스에서 서양종 꿀벌과 서양뒤영벌을 이용하여 화분매개곤충의 활동 특성 과 착과 효율에 어떠한 영향을 미치는지 구명하고자 본 시험을 수행하였다. 대추 복조 품종을 대상으로 비가림하우스에 망실을 씌워 서양종 꿀벌 과 서양뒤영벌을 2016년 6월 1일부터 7월 25일까지 약 55일정도 방사하였다. 서양종 꿀벌은 주로 오후에 활동이 많았으나 서양뒤영벌의 활동은 시간에 관계없이 다소 균일하였다. 대추 신초 가지의 착과율을 조사한 결과 방화곤충을 차단한 무처리 5.5% 대비 서양종 꿀벌은 10.2%, 서양뒤 영벌은 8.9%로 대추 비가림하우스내 화분매개곤충 활용시 착과량 증진으로 농가 소득증대에 기여할 것으로 생각된다.

고창군농업기술센터 복분자시험장 비닐하우스 및 노지 시험포장에서 2009년도부터 2013년도까지 복분자가 꽃피 는 시기인 5월 초순부터 5월 말까지 1~3일/1주 오전 11시부터 오후 2시 사이에 복분자 꽃에 모이는 곤충류를 화분매개곤 충으로 채집하여 조사하였다. 채집된 곤충의 종류는 주로 파리류와 벌류가 조사되었다. 파리목 중에서는 꽃등에과의 개체수가 많았으며 벌목 중에서는 꿀벌의 개체수가 많았다. 화분매개를 하는 곤충의 종류와 개체수는 노지 시험포장에 서보다 비닐하우스내에서 더 많이 조사되었다. 복분자 꽃이 많이 피는 시기인 5월 중순에는 화분매개곤충의 개체수가 많았으나 상대적으로 복분자 꽃이 적은 시기인 5월 초순과 말경에는 화분매개곤충의 개체수가 적었다. 비가 많이 내린 날에 화분매개곤충은 노지포장에서 조사되지 않았고 비닐하우스내에서는 조사되었으나 개체수가 적게 조사되 었으며 움직임 또한 적었다. 이러한 해의 복분자 수정율은 낮았다. 이때 비닐하우스내에 꿀벌 1통/495㎡을 방사할 경우 방사하지 않은 비닐하우스내에서보다 복분자 수정율이 높았다.

생대추는 최근 고소득 작목으로 부각 되면서 재배에 대한 관심이 높아지고 있으나 착과시기가 우리나라 장마기와 겹쳐 안정적인 착과가 곤란한 실정이다. 또한, 대추는 자가수정이 용이하나 조기 낙과되는 경향이 많아 화분매개곤충인 꿀벌과 뒤영벌을 이용하여 대추 수분 활동과 착과효율에 어떠한 영향을 미치는지 구명하고자 본 시험을 수행하였다. 대추 비가림하우스에 망을 설치한 제한된 구역에서 복조품종 5년생 나무를 사용하여 무처리구와 꿀벌(2,000마리/165㎡), 뒤영벌(100마리/165㎡)을 대추 개화기인 2015년 6월 16일부터 8월 25일까지 방사 후 화분매개곤충의 방화활동 특성을 조사하였다. 시간에 따른 봉종별 화분매개활동 조사결과 꿀벌의 방화활동 최성기는 13시 30분경으로 총활동비율이 7.4%로 오후에 활동이 집중적이었고, 뒤영벌은 15시 30분경에 13.7%이며 전체적으로 고른 활동을 하는 것으로 나타났다. 비가림하우스 내 온도조건에 따른 일주활동은 일일 최고온도인 오후 3시 30분경 30.4℃에서 꿀벌의 경우 39.7마리로 온도에 비례하여 일주활동수가 변하는 경향이었으나, 뒤영벌의 경우 4.7마리로 온도변화에도 활동수가 일정한 것으로 나타났다. 대추 신초가지 잎줄기의 착과율에 있어서 초기에는 무처리 4.0% 대비 꿀벌 2.5%, 뒤영벌 8.1%이였으나, 초기 낙과 이후 착과율은 뒤영벌 처리구가 9%로 가장 높았고, 꿀벌 처리구는 8.2%로 화분매개곤충 이용시 무처리구 6%에 비해 착과율이 높은 것으로 나타났다.

현재 국내에서 채종용 양파의 수분을 위해 파리류가 사용되고 있으나, 개화적기 공급부족, 파리류 생산시 발생하는 악취 및 비위생성 등으로 많은 민원이 발생하고 있다. 이와같은 문제를 해결하기 위하여, 채종용 양파 소형망실(1.3m×2.3m×1.8m) 에서 기존에 사용 중인 파리류와 서양뒤영벌을 이용하여 화분매개효과를 조사한 결과, 서양뒤영벌이 70배 정도나 적었음에도 불구하고, 화분매개효과가 동등하거 나 다소 좋았다. 따라서 채종용 양파의 수분을 위해 뒤영벌이 파리류를 대체할 수 있을 것으로 판단된다. 소형망실에서 적정한 뒤영벌의 봉군은 일벌 50~80마리이 었다. 조생종 양파품종인 ‘샐러드-5’, ‘연신황’과 중만생품종인 ‘콜러서스’를 대상 으로 파리류와 뒤영벌의 화분매개효과를 조사한 결과, 서양뒤영벌이 파리류에 비 해 동등하거나 다소 좋은 결과를 보여주었다. 또한 화분매개효과에 있어서 뒤영벌 은 품종간의 차이가 없는 반면, 파리류는 품종 간에 차이를 보여주었다.

키위(참다래)는 열대성 작물로서 충매화이기 때문에 자연수분은 곤충에 의해 이 루어진다. 또한 참다래는 암수딴그루로서 원활한 수분을 위해서는 반드시 일정 비 율의 수꽃나무 식재가 필요하다. 그러나 비가림 및 병해충 예방을 위하여 노지에서 하우스 내로 재배환경이 바뀌고 있는 추세와 더불어 대부분 수꽃나무를 식재하지 않고 인공수분에 의존하고 있다. 본 시험은 하우스 내에서 인공수분을 대체하기 위 한 방편으로 수꽃나무를 식재하지 않고 화분분배장치(Pollen dispenser)를 이용하 여 서양뒤영벌의 화분매개 가능성을 조하였다. 화분분배기를 이용하여 방사한 서 양뒤영벌의 소문 출입활동은 조사한 결과, 09시부터 17시까지 고르게 활동하는 것 으로 나타났으며, 화분단자를 부착하여 귀소하는 화분매개활동 비율은 75%이상 으로 나타났다. 방화활동의 특성을 조사한 결과, 13시에 피크를 보였다가 15시에 활동량이 떨어지는 경향을 보였고 다시 17시에 상승하는 패턴을 보였다. 환경조건 에 따른 방화활동은 온도 보다는 조도에 비례하여 활동추이가 변하는 경향이었고, 특히 15시에 활동량이 현저히 감소한 것은 조도의 저하와 동시에 일어나 영향이 있 는 것으로 판단되었다. 본 시험에서의 문제점은 출봉 시 화분배합제인 미세한 석송 자 가루와 수꽃화분이 날개진동에 의하여 비산되는 경향이 있어 추후 화분가루의 분배기 내 투여량을 조절할 필요가 있는 것으로 관찰 되었으며, 출입봉 시 분배기의 통로가 길어 정상적인 활동에 다소 애로가 있는 것으로 판단이 되었고, 귀소 시에는 입구 쪽에는 통로를 짧게 설계하여 원활한 출입활동을 하게 할 필요가 있는 것으로 판단된다.

백부자 Aconitum coreanum (Lev.) Lev.는 환경부 지정 멸종위기식물 2급에 해당 하는 식물로 서식지와 서식지 이외 지역에서 종 보전이 필요한 식물이다. 종 보전을 위한 기초 조사로 백부자의 화분 매개곤충과 매개방법에 대해 자생지인 강원도 영 월에서 개화된 백부자의 꽃을 방문하는 곤충들을 조사하였다. 낮 시간대에 방문하 는 곤충으로는 벌목 꿀벌과의 우수리뒤영벌Bombus ussurensis Radoszkowski을 확인할 수 있었고, 밤 시간대에 꽃을 방문한 곤충으로는 나비목 밤나방과의 담배거 세미나방 Spodoptera litura (Fabricius)를 확인하였다. 이 중 충체에서 백부자의 화 분을 가지고 있어 매개곤충으로 확인된 곤충은 우수리뒤영벌이었다. 백부자는 꽃 잎 모양의 꽃받침 조각은 5개로 투구 모양을 이루고 2개의 꽃잎은 뒤쪽 꽃받침 속으 로 들어가 밀선이 되며 꽃 내부 안쪽 상부에는 헛밀선이 있다. 이러한 꽃의 구조 때 문에 우수리뒤영벌에 의한 화분 매개는 다음과 같은 방식으로 이루어졌다. 1) 우수 리뒤영벌은 꿀을 빨아먹을 목적으로 꽃에 접근하여 바로 선 상태로 꽃 내부로 들어 간다. 2) 꽃 내부에서 간 뒤 입을 위쪽의 헛밀선에 접근시키기 위해 몸을 뒤집어 거 꾸로 매달리게 된다. 3) 아래쪽에 위치한 수술로부터 화분이 우수리뒤영벌의 가슴 등판과 날개기부에 묻혀 지게 된다. 4) 이후에 암술이 성숙한 꽃을 방문하였을 때, 같은 방법으로 몸이 뒤집어진 벌의 몸에서 화분을 암술에 묻게 하여 수정시키게 된 다. 이와 같은 방법을 달성하기 위해서는 화분매개 곤충의 몸 크기가 위쪽의 헛밀선 과 아래의 수술사이 거리와 적절하게 일치하여야 하기에, 우수리뒤영벌이 백부자 의 주 화분매개곤충으로 상호선택이 이루어질 가능성이 높은 것으로 판단된다.

최근 유전자원 유출문제, 해외채종지 인건비 상승 등으로 채종용 양파의 국내 채 종비율이 증가하고 있다. 채종용 양파의 수분을 위해 파리류를 사용하고 있으나, 개화시 적기공급, 하우스내 고온환경에서 수분률 저하, 악취 및 위생곤충 생산 등 의 문제가 발생하고 있다. 따라서, 파리류를 대체할 양파종자 생산에 적합한 수분 곤충을 선발하기 위해, 양파의 교배순화용상자(Ø=0.6m, h=0.8m)내에서 연두금파 리를 비롯한 서양뒤영벌, 머리뿔가위벌, 꿀벌 등 4종의 곤충에 대하여 화분매개효 과를 조사하였다. 화구수정률은 꿀벌과 서양뒤영벌이 연두금파리와 머리뿔가위 벌에 비해 10%이상 높은 결과를 보였다. 소화수정률은 연두금파리보다 꿀벌이 22%, 서양뒤영벌이 13% 더 높았고, 화구당 종자수는 연두금파리 대비 꿀벌 35%, 뒤영벌 30% 더 많았다. 이러한 결과로 볼 때, 교배순화를 위한 채종용 양파의 수분 을 위하여 꿀벌과 서양뒤영벌을 이용하는 것이 파리류를 대체할 수 있다고 판단된 다. 또한, 채종용 양파의 교배순화를 위해 꿀벌과 서양뒤영벌의 적정한 마리수는 꿀벌은 15마리 이상, 서양뒤영벌은 10~15마리였다.

제주도에서 재배되는 열대작물 중 망고(mango; Mangefera indica)의 재배면적과 농가수가 가장 많고, 재배품종은 대부분이 Irwin 계통이다. 현재 망고 수분에는 검정뺨금파리(Chrysomyia megacephala)가 농가에서 활용되고 있는 실정이다. 본 연구는 검정뺨금파리와 화분매개곤충으로 주로 활용되는 꿀벌(Apis mellifera)과 서양뒤영벌(Bombus terrestris)가 망고 수분 활동과 착과효율에 어떠한 영향을 미치는지 구명하고자 수행하였다. 2010년 4월 서귀포시 사계리에 위치한 농가에서 화분매개곤충별 활동력을 조사한 결과 검정뺨금파리는 낮동안에 활발한 활동을 한 반면 꿀벌과 뒤영벌은 낮은 활동성을 보였다. 방화시간은 꿀벌과 뒤영벌이 각각 6.1초와 5.8초인 반면에 검정뺨금파리는 379.9초로 꽃에 오래 머물며 꽃 위를 걸어다녔다. 꽃간 이동시간은 꿀벌과 뒤영벌이 각각 2.7초와 2.6초였고, 검정뺨금파리는 0.5초였다. 2010년 사계리 농가에서 착과율은 꿀벌과 뒤영벌구가 다소 높았지만 수정과율은 검정뺨금파리와 꿀벌구가 가장 높았다. 태흥리 소재 농가에서는 검정뺨금파리구가 착과수와 수정과수가 가장 높았고 서양뒤영벌구가 가장 낮았다. 2012년 가시리농가에서 착과율은 서양뒤영벌이 검정뺨금파리보다 다소 높았지만 검정뺨금파리를 투입한 구에서 수정과율이 가장 높았고 위수정과 발생량도 가장 낮았다. 결과적으로 꿀벌은 전체적으로 착과율과 수정과율은 전반적으로 낮은 경향을 보였다. 서양뒤영벌은 착과율과 수정과율이 2012년 조사에서만 다소 높게 나왔지만 위수정과의 발생량이 매우 높았다. 검정뺨금파리는 세 지역 결과를 모두 종합하면 착과와 수정과 발생이 균일하게 안정적으로 이루어졌고 위수정과 발생이 가장 적어 망고 수분에 유리한 것으로 판단된다.

체리의 경우 유과기나 과실수확기에 비가 잦을 경우 각종 곰팡이에 의한 과실썩음병과 열과가 발생하여 고품질의 과실을 생산하기 어렵다. 따라서 우리나라와 같이 장마기가 있는 기후조건에서는 농약살포 횟수를 줄이고 고품질의 과실을 안정적으로 생산하기 위해서는 반드시 비가림 시설재배가 필요하다. 국내에서 체리의 개화시기는 4월 상 중순으로 개화기 저온에 의해 자연상태의 꿀벌을 통한 화분매개는 결실율이 불안정하며, 봄철에는 화분매개용 꿀벌 봉군을 구입하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 최근 시설재배 방울토마토, 애호박 등에서 화분매개용으로 많이 이용되고 있는 서양뒤영벌을 비가림 재배 조건에서 꿀벌을 대신하여 체리에 대한 화분매개 곤충으로 이용코자 하였다. 방화활동력은 서양뒤영벌의 경우 한 꽃에 약 6초 정도 머물러 분당 11개 정도의 꽃을 방문하였고, 꿀벌의 경우 한 꽃에 약 15초씩 머물러 분당 4~5개 정도의 꽃을 방문하였다. 또한 결실율과 과실특성에 있어 두 벌 처리구 간에 통계적인 유의성은 없었다. 따라서 비가림 체리 재배에서 개화기에 화분매개용으로 꿀벌을 대신하여 서양뒤영벌을 이용하더라도 어떠한 부정적인 영향은 없었다.

현재 파의 육종 및 채종 수분을 위해 파리류를 사용하고 있으나, 먹이구입 곤란, 악취 등 비 위생문제로 수분에 어려움이 많다. 따라서, 파의 F1 채종에 적합한 수분 곤충을 선발하기 위하여 파리류를 비롯한 서양뒤영벌, 머리뿔가위벌, 꿀벌, 연두금 파리에 대하여 화분매개능력을 조사하였다. 육종용 대파의 교배순화를 위한 자식 케이지(Ø=0.4m, h=0.5m) 내에서 화구수정률을 조사한 결과, 파리류가 다른 실험 곤충보다 3-4배 많았음에도 불구하고 서양뒤영벌은 파리류와 같은 화구수정률을 보였으며, 다른 3가지 곤충은 화구수정률이 저조하였다. 또한 소화수정률 및 종자 수의 경우에서도 뒤영벌 방사구가 대조인 파리류와 유사한 수준을 보여 자식케이 지에서의 육종용 파의 수분에는 뒤영벌을 이용하는 것이 효율적이라고 생각된다. 채종용 파에 뒤영벌을 화분매개곤충으로 사용하기위해 자식케이지내 적정한 뒤영 벌의 수를 조사한 결과, 뒤영벌 일벌 10-15마리내외가 효율적이라고 판단된다. 또 한 설탕물의 공급여부에 따라서 일벌수명에 약 4배정도의 차이가 있어 파에서 뒤 영벌의 봉군관리를 위해서는 설탕물을 공급하주는 것이 반드시 필요하다고 생각 된다.

We compared the fruit set and the quality of the ‘Niitaka’ pear (Pyrus pyrifolia Nakai) among flowers pollinated by two bee species (Apis mellifera and Bombus terrestris) and pollinated artificial. The artificial pollination rate was 1.3 to 1.9 times higher than the bee 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 fruit pollinated by the bees. On economic analysis, net profit from insect pollinator was 93.5 to 97.1% of net profit from artificial pollination. Therefore, artificial pollination is more efficient than bee pollination in ‘Niitaka’ pear. However, regarding fruit quality and net profit, these results suggest that bee pollination can be an good alternative to artificial pollination in ‘Niitaka’ pear.

당귀는 타식성 작물로 품종개발과 기본식물의 유지에 많은 노력이 든다. 이러한 요인은 당귀 육종작업을 어렵게 만들고 있다. 따라서 본 연구에서는 참당귀와 일당귀에서 육종작업의 효율성 증진을 위해 화분매개가 가능한 곤충들의 효과에 대해 검토하였다. 당귀에 비래하는 곤충의 대부분은 벌과 파리였으며 그 외의 곤충들로는 나비, 딱정벌레 및 노린재가 있었다. 당귀에 비래하는 곤충의 수는 참당귀에서 월등히 많은 것으로 조사되었다. 화분매개 곤충으로 사용하기 위한 파리의 사육은 소의 허파를 이용하여 비교적 간단하게 할 수 있었다. 참당귀에서 당귀 종자의 결실율은 자연방임구 76.6%, 벌방사구 49.2%, 파리방사구 15.3%, 인공수분구 15.3%로 나타났다. 일당귀에서는 각각 46.9%, 43.6%, 27.9%, 20.3%의 결실율을 나타내었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 자연 방임구를 제외하고는 벌 방사구의 결실율이 가장 높은 것으로 나타났으나, 취급의 간편함과 적은 비용을 감안하면 파리를 이용하는 것이 가장 효율적인 방법으로 판단되었다. 본 연구에서는 파리의 인공적인 사육과 화분매개 효과에 대한 가능성을 확인할 수 있었으며, 이러한 결과들은 앞으로의 당귀 육종작업에 있어서 효율성 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.