국립수목원 산림생물다양성연구과는 2023년부터 산림생태계 보전을 위한 화분매개곤충 특성연구 사업을 추진하면서 그 첫 번째 단계로 화분매개곤충 인벤토리 구축을 위한 연구를 수행하고 있다. 수목원 4개소(강원도 립화목원, 경상남도수목원, 국립수목원, 대구수목원)에서 9종의 식물(국수나무, 미선나무, 산수유, 산철쭉, 생강 나무, 수수꽃다리, 아까시나무, 진달래, 히어리)을 대상으로 각 식물에 어떤 곤충들이 방문하는지 쓸어잡기 방법 을 이용하여 확인하였다. 조사된 곤충 중에서 가장 많은 개체수를 차지하고 있는 곤충은 파리목(1,407개체)이었 으며, 26과의 다양한 파리목 곤충들을 확인할 수 있었다. 그중에서도 가장 많은 개체수를 차지하고 있는 과는 재니등에과 (4속, 5종, 651개체), 꽃등에과 (24속, 34종, 302개체), 기생파리과 (8속, 9종, 111개체)로 집계되었으며 이 중에서도 꽃등에과의 종다양성이 가장 높게 나타났다. 조사한 식물 중에서 가장 많은 파리목 곤충이 모인 식물은 수수꽃다리와 미선나무였고, 각각 314, 308개체 이상의 파리목 곤충을 확인하였다. 반면 파리목 곤충의 방문이 가장 저조한 식물은 국수나무와 아까시나무였으며 확인된 개체수는 각각 38, 45개체였다. 우리는 화분매 개곤충에 대한 인벤토리 구축을 통해 화분매개곤충에 대한 다양한 분류학 및 생태학적 데이터의 지속적인 확보 를 위해 노력하고 있으며, 본 소모임에서 이에 대한 발전방안 및 축적된 데이터의 활용방안에 대해 모색하고자 한다.

Hymenoptera is one of the most important pollinators for many crops and wild plants in Korea. Many species visit in flowers for acquirement energy source of adults, and especially bees need pollen for rearing larvae. So, bees forage on flowers more than other insects. In 2023, specice number of bees in Korea is 308 species under 6 families, 38genera. However, many bees as like bumblebees are reduced rapidly because of climate change to warm, habitat destruction as like urbanization and pestcide abuse as like Neonicotinate. For example, in Gwangreung forests there were 6 species records : Bombus ignitus, B. ardens, B. koreanus, B. ussuriensis, B. atripes and B. opulantus. But, in 2023 we could find only two species Bombus ignitus and B. ardens. Bees need protection of Habitat, healthe, and food plants by human.

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.

식물에게 있어 화분매개는 필수적인 요소 중 하나인데, 화분매개를 하는 식물 중 50%이상이 곤충에 의해 화분매개가 이루어지고 있다. 화분매개를 하는 곤충에 대한 조사는 주로 농업과 관련되어 있는 과수작물 주변의 화분매개곤충에 대해 조사가 되어있지만, 정작 양봉과 관련되어 있는 밀원식물 주변의 화분매개곤충은 조사된 바가 없다. 이에 연구진은 밀원식물 중 국내에서 가장 많은 양봉생산물을 만드는 아까시나무(Robinia pseudoacacia L.)의 개화시기에 맞춰서 화분매개곤충을 조사하였다. 조사지역은 총 6군데로, 백두대간을 중심으로 RCP 기후변화 시나리오에 의해 지정되었다. 조사 결과, 전체적으로 6목 60과 183종 1,555개체의 화분매개곤충이 채집되었다. 이중, 가장 많이 채집된 종은 노린재목의 애긴노린재(Nysius plebejus)로 약 21.30%가 채집되었다. 채집된 종을 군집분석한 결과, 강릉지역이 가장 안정적인 생태계를 유지하고 있으며, 완주지역이 가장 불완전한 생태계를 유지하고 있는 것으로 확인되었다.

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.

덕유산국립공원 내 멸종위기 야생생물 Ⅰ급 광릉요강꽃(Cypripedium japonicum Thunb.)의 자생지 보전과 복원기초자 료 축적을 위해 개화기에 찾아오는 곤충을 조사하였다. 그 결과, 5개목 19과 26종의 곤충이 관찰되었지만 꽃 내부로 출입하는 곤충은 벌목 뿐 이었다. 광릉요강꽃 구조상 화분 매개를 위해서는 우수리뒤영벌(Bombus ussurensis)과 호박벌(Bombus ignitus)과 같은 몸체의 두께가 1cm 내외의 꿀벌과가 효과적이다. 그렇지만 꿀벌과 곤충은 꽃이 질 무렵(5월 18일 이후)부터 관찰되었으며, 꽃 내부로 출입하는 비율은 14.3%로 다른 과(Family)에 비해 낮게 나타났다. 광릉요강꽃의 자연수정률이 낮은 원인으로 화분매개곤충의 활동시기와 개화시기가 일치하지 않는 점으로 여겨지 는 바, 개화시기와 화분매개곤충의 유효적산온도와의 상관관계를 연구할 필요가 있다. 더불어 새순이 날 때 진딧물류, 수정된 씨방에서 굴파리(Ophiomyia sp.)가 발견되어 결실율을 높이기 위해서는 이들의 기주식물을 조사해 자생지에서 격리 및 타 기주 내 방제방법 연구가 필요하다.

The economic contribution of the pollinators is often estimated in order to understand the importance of the pollinator population, particularly insects. Also declining of the pollinator population would be a potential threat to food production which in turn affects nutritional security negatively. Unlike the economic contribution in terms of currency, seldom the contribution has been addressed in terms of nutrients. In the present paper, we estimated the contribution of pollinator population in the micronutrients viz. minerals and vitamins supply of the country. A higher pollinator dependency than present global average was noted in connection with all minerals deemed nutritionally important and most of the vitamins. Pollinator-dependent (PD) crops provide a substantial share of micronutrients to the population, especially with regard to vitamins C and E and elements iron. A positive trend was found in the PD supply of all micronutrients over the last 30 years in Korea, but the rate of increment was somewhat lower for vitamins C and K as well as folate.

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.

곤충에 의한 수분과정은 충매하는 식물의 생존과 인류 식량자원 생산에 매우 중요한 과정이고 75%의 식물은 수분 매개자를 필요로 한다. 곤충은 다양한 생태계에서 화분매 개, 종자포식 또는 종자산포를 담당하며, 유묘발생과 식생 의 동태에 결정적으로 영향을 미치고, 이형유전자의 증가와 식물의 적응성 향상의 주요한 수단이다(Schowalter, 2006). 최근 꿀벌개체군의 쇠퇴로 야생 화분매개충이 작물의 화분 매개를 꿀벌 대신 수행할 수 있는가에 많은 관심이 쏠렸으 며, 조사결과 야생 화분매개충이 상업적 작물의 수분을 4년 간 꾸준히 성공적으로 수행하였고 적절한 수분서비스를 위 해서는 화분매개충이 영향하는 농작업은 야생 화분매개충 이나 꿀벌 모두를 고려하여 수행함이 필요하다(Rader et al., 2012)고 보고했다. 본 연구는 층층나무속(Coruns) 4수종의 화분매개충을 밝 히고자 2013년 3월부터 2015년 6월까지 비가오지 않는 맑 은날 오전 10시부터 17시까지 산수유나무, 층층나무, 말채 나무, 산딸나무 꽃에 방문하는 곤충을 조사하였다. 화분매 개충의 방화를 촬영하고, 포충망을 이용하여 쓸어잡기 (Sweeping)방법으로 채집하고 산림곤충실험실로 옮겨와 실체현미경(Carl Zeiss Microlmaging Gmbh 37081 Göttingen, GERMANY)을 사용하여 종 동정하였다. 식물종별 화분매 개충의 주요 분류군별 방화빈도를 Yumoto(1998), Calzoni and Speranza(1998)의 방법을 변형하여, 한 식물종의 꽃을 관찰 10분간 5회이상 동종의 곤충이 방화하면 3으로, 2~4회 방문하면 2로, 1회이하면 1로 등급화 하였다. 식물종에 따른 주요화분매개충의 방화빈도 등급 합을 보 였다(Table 1). 층층나무속 전체의 꽃을 찾는 벌목 곤충의 방화빈도 등급의 합이 71로 가장 크게 나타났고, 딱정벌레 목 곤충들도 57의 높은 방화빈도를 보였다. 파리목 곤충들 은 8, 나비목과 노린재목은 4로 같게 나타났고 매미목은 3으로 낮았다. 강도래목, 밑들이목, 잠자리목과 하루살이목 은 1로 아주 낮았다. 식물종에 따른 화분매개충의 방화빈도 등급 합은 층층나무가 54로 가장 높았고, 그 다음으로 산딸 나무가 52로 높았으며, 산수유나무는 22, 말채나무는 12로 비교적 낮았다. 층층나무속 꽃을 찾는 곤충종들은 총 10목 35과 52종으로 나타났으며, 총 161개체수가 방문하였다. 층층나무에서 방화곤충이 34종으로 가장 많았고, 다음으로 산딸나무에서 18종, 산수유나무 8종, 말채나무 7종 순으로 낮아졌다. 식물분류군별 주요 화분매개충 목별 방화빈도의 평균과 통계분석 결과를 보였다(Table 2). 나비목과 파리목에서만 통계적 유의성이 인정되었다. 이 연구로 층층나무속 4수종 의 화분매개 곤충간의 상리공생적 상호관계를 어느정도 파 악하였다. 식물과 곤충의 상리공생은 건전한 생태계유지에 필요한 연구 분야이며, 식물의 생존과 농림업의 생산성은 물론 멸종위기종의 보전에도 영향한다. 지구온난화로 인한 생태계 변화를 겪으며 식물과 곤충의 상리공생, 화분매개에 더 많은 연구가 필요할 것이라 사료된다.

Insect pollinators of the endanger orchid Cypripedium japonicum were surveyed and identified during two years, as a part of a conservation project of the orchid at Jukyeup-san and Hwaak-san (Mt.), South Korea. In total 40 individuals of 16 species in 4 families were identified. The dominant family was Halictidae, and Lasioglossum exiliceps Vachal visited the most frequently C. japonicum during the surveys. The average visiting frequency was 2.5 individuals per hour and the highest 4.3, from 12:00 – 13:00 in a day. After 15:00 insects did not visit the flowers at all. However, all of the visiting insects were found to not carry a pollinium or pollens of the orchard on their bodies; pollen carryover by any of the visiting insects did not occur at all. The orchid seems to require certain pollinators in particular body thickness due to its unique pollination mechanism. The orchid has two exit route openings, around 1 cm in diametre, where the entrapped insects can exit and an anther is situated just in front of each opening. It was inferred that a pollen carrier should be around 1 cm in body thickness. Therefore, the candidate species as the proper pollen carriers can be Tetralonia nipponensis Perez, Xylocopa appendiculata circumvolans Smith and Bombus consobrinus Dahlbom among the surveyed visitors.

To improvement the fruit quality of the korean raspberry fruit, 3 species of bee, Bombus terrestris, Apis mellifera and Osmia cornifrons were used for pollination in korean raspberry fruit field from Korea. This study was also conducted using 3 kinds of methods for pollination effect, natural condition, net-house and control method. Blooming time of korean raspberry fruit shows always in the middle of the May, foraging behavior of bees used in this examination showed different tendency each other. Especially pollinating time of B. terrestris was 2.73sec and transfer time between flower was 2.64sec. Rate of korean raspberry fruit setting pollinated with B. terrestris, A. mellifera, O. cornifrons were showed 83.1%, 80.5%, 77.5% respectively. And, rate of fruit setting of the untreated control and the control (natural condition pollination) were 36.2% and 76.0%. Therefore, korean raspberry fruit set in the case of B. terrestris compared control was superior to 230%, 109% in contrast to natural pollination showed, A. mellifera and O. cornifrons were no significant difference over natural pollination. The quality of the products of korean raspberry fruit pollinated with B. terrestris showed the highest quality as a result fruit diameter 19.5±0.85, fruit weight 2.7±0.32, sugar content 11.2±1.48 Brix%, seed no. of 86.8±10.15. The rate of productivity increase using the Bombus terrestris was 21% in contrast to natural pollination.

Currently, flies are used to pollinate Welsh onion for seed production. However, the use of flies for pollination has caused problems in Welsh onion seed production due to sanitation issues, smell, and the difficulty of feeding the flies. Therefore, we investigated the effects of pollination with bumblebees (Bombus terrestris), flies (e.g., houseflies, flesh flies, blue bottle flies), mason bees (Osmia cornifrons), honeybees (Apis mellifera) and blowflies (Lucilia illustris) in a small net screen house (2.2m×1.7m×2.5m) for onion seed production. Although the number of flies was about three times than that of other insect pollinators, fies and bumblebees showed equivalent pollination ratios, but the remaining three insect species showed lower values. For the percentage of seed set per umbel, the number of seeds per flower and umbel, bumblebees and flies showed similar results. These results showed that pollination by bumblebees can be used as an alternative approach in breeding Welsh onion. An analysis of the most appropriate colony of bumblebees for use as pollinators for breeding Welsh onion in a small net screen house showed that colony of fifty to eighty bees was the most efficient level. The visiting time on the flower and spending time from a flower to another flower of B. terrestris worker on small net screen house was 2.2 seconds and 1.8 seconds, respectively.

우리나라에 생육하는 꿀풀과와 산형과 식물들의 화기구조와 화분매개충의 상호관련성을 밝히고자, 2010년 4월부터 2012년 8월까지 꽃을 찾는 곤충들을 조사였으며 꽃들의 화기구조를 관찰하였다. 꿀풀과 식물을 찾는 벌목 곤충의 방화빈도 등급의 합이 21, 나비목 곤충들이 16의 높은 방화빈도를 보였다. 꽃무지과를 비롯한 딱정벌레목과 꽃등에를 비롯한 파리목 곤충들의 방화빈도 등급의 합은 1로 매우 낮았다. 산형과 식물을 찾는 파리목 곤충의 방화빈도 등급의 합이 27, 벌목 곤충들이 24, 꽃무지를 비롯한 딱정벌레목 곤충들이 21, 그리고 나비목 곤충들의 방화빈도 등급의 합은 13으로 나타났다. 식물종에 따른 화분매개충의 방화빈도 등급 합은 산형과의 기름나물이 24로 가장 높았고, 다음으로 구릿대가 13으로 높았으며, 꽃이 작은 편인 꿀풀과의 꽃층층이꽃, 석잠풀, 오리방풀이 등이 방화빈도 등급 합이 2로 가장 낮았다. 곤충 분류군별 방화빈도에서는 벌목 곤충이 57, 파리목 곤충이 46으로 높았으며, 나비목과 딱정벌레목 곤충은 23으로 낮은 편이었다. 참당귀는 방화곤충이 17종으로 가장 많았고, 다음으로 배초향 15종, 꿀풀 13종, 기름나물 13종, 구릿대 11종의 순으로 낮아졌다. 꽃층층이꽃과 오리방풀에서는 각각 좀뒤영벌과 어리황뒤영벌 1종만이 방화하였다. 딱정벌레목과 파리목 곤충들은 꿀풀과 식물의 꽃 보다 산형과 식물의 꽃에 높은 방화빈도를 보였다. 파리목과 나비목 곤충들은 자주색에 비하여 백색의 꽃에 상대적으로 높은 방화빈도를 보였다. 이 연구로 국화과 식물의 화기구조와 화분 매개 곤충 간의 상리공생적 상호관계를 어느 정도 파악하였다.

우리나라에 생육하는 국화과 식물들의 화기구조와 화분매개충의 상호관련성을 밝히고자, 2010년 4월부터 2011년 10월까지 꽃을 찾는 곤충들을 조사였으며 꽃들의 화기구조를 관찰하였다. 나비목 곤충이 38, 꽃등에과를 비롯한 파리목 곤충의 방화빈도 등급의 합이 38, 벌목 곤충들이 36의 높은 방화빈도를 보였다. 꽃무지과를 비롯한 딱정벌레목의 방화빈도 등급의 합이 6으로 가장 낮았다. 주요 화분매개충은 벌목 13종(꿀벌과 11종, 개미과 2종), 나비목 29종(배추흰나비과 5종, 네발나비과 12종, 뱀눈나비과 3종, 팔랑나비과 3종, 부전나비과 2종, 왕나비과 1종 및 나방류 2종), 파리목 16종(기생파리과 1종, 꽃등에과 12종 및 집파리과 1종), 딱정벌레목 6종(꽃무지과 2종, 하늘소과 2종, 잎벌레과 1종 및 꽃벼룩과 1종) 등 65종으로 나타났다 개망초는 방화곤충이 31종으로 가장 많았고, 다음으로 등골나물이 15종, 까실쑥부쟁이가 13종 순으로 낮아졌다. 솜방망이, 씀바귀, 금불초, 지느러미엉겅퀴, 곰취, 단풍취, 수리취, 고려엉겅퀴, 이고들빼기 및 산국은 모두 방화곤충이 2종으로 매우 적었다. 나비목 곤충들은 황색이나 자주색에 비하여 백색의 꽃에 상대적으로 높은 방화빈도를 보였다. 이 연구로 국화과 식물의 화기구조와 화분 매개 곤충 간의 상리공생적 상호관계를 어느 정도 파악하였다.

Commercially managed bees are available for pollination services and are used in large commercial fields, small gardens, or enclosures such as greenhouses and screen houses. We investigated the use rate and number of commercial bees such as bumblebees, honeybees and mason bees for the pollination of 10 major horticultural crops and fruit trees in Korea. The use rates of bumblebees for 10 major horticultural crops and fruit trees were approximately 7.9% and 2.8% in 2009, respectively. The use numbers of bumblebees as pollinators was more than 64,345 colonies which included 51,400 for 10 major horticultural crops and 12,945 colonies for 10 major fruit trees, in 2009. The use rate of honeybees as a pollinator for 10 major horticultural crops in greenhouses and fruit trees were approximately 48.0% and 7.7%, respectively. The number of hives used for 10 horticultural crops and fruit trees was estimated to be 305,216 and 32,386, respectively. The number of honeybees hives used for pollination of 10 major horticultural crops and fruit trees was estimated to be 337,602. The use numbers of honeybees as pollinators was more than 337,602 hives in 10 major horticultural crops and fruit trees, in 2009. The number of honeybee hives used as pollinators of outside crops, including many fruits and vegetables, was estimated to be more than 500,000. The value of honeybees as pollinators was estimated to be more than 8.5% to 15.0% of total Korean beekeeping products. The rate of use of mason bees for 10 major fruit trees was approximately 3.3%. The number of mason bees individuals used for 10 major fruit trees was estimated to be 1,350,000. The value of commercial insect pollinators in 2009 in Korea was estimated at more than $45 million.