노동력 줄이고 소득 높이는 ‘화분매개곤충’ 효자네!
국립농업과학원은 농업기초과학 연구와 현장적용 실용기술 연구·개발의 성과를 바탕으로 한국농업의 미래를 개척해 나가고 있다. 국립농업과학원이 농업분야 기초연구를 비롯해 비용절감과 현장적용 효율성 제고 등의 다양한 연구를 선도하고 있는 것이다.
최근에는 '세계 최초 토종벌 낭충봉아부패병 저항품종 개발‘, ’총채벌레 및 식물탄저병균 동시방제 미생물제제 선발‘ 등이 성과를 내고 있다. 농과원이 R&D 우수성과로 추천한 분야별 연구를 3회에 걸쳐 소개한다.
글 싣는 순서-----------------------------------------------------
Ⅰ. 세계 최초 낭충봉아부패병 저항성품종 개발
Ⅱ. 총채벌레 및 식물탄저병균 동시 방제 미생물 개발
Ⅲ. 화분매개용 꿀벌의 현장적용 기술 개발
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■ 화분매개곤충 효과 과학적으로 증명
화분매개란 식물의 꽃가루를 암술머리에 옮겨 종자를 맺히게 하는 것이다. 전세계의 식물의 약 75%는 화분매개를 필요로 하며 바람이나 물, 화분매개자(Pollinator)로 불리는 동물에 의해 이뤄진다.
화분매개자중 대부분을 차지하는 화분매개곤충의 경제적 가치는 2천억 달러로 추산되며 전 세계의 약 300여종의 상업용 작물 중 84%가 화분매개곤충에 의해 수정되는 것으로 밝혀졌다.
최근 기후변화, 도시화, 농약의 오남용 등으로 생태계가 변화하고 있을 뿐만 아니라 화분매개곤충의 종수와 밀도도 급격히 감소되고 있는 실정이다. 이에 따라 작물의 생산성 역시 감소되고 있어 전 지구적인 문제로 대두되고 있다.
특히 우리나라의 경우에도 야외 과수 재배지역에서 야생 화분매개곤충의 부족으로 어려움을 겪고 있고 화분매개가 필요한 시설하우스를 통한 작물재배 면적 또한 늘어나고 있다. 농작물의 생산량 증가와 고품질의 농작물 생산을 위해 인력으로 행하는 인공수분 기술이 개발됐으나 이는 많은 노동력을 필요로 한다.
그러나 농촌의 고령화로 인한 노동력의 부족, 농가 경영비 상승으로 수분(가루받이) 노동력이 최소화 되는 기술이 요구되고 있다. 또한 최근 시설 작물과 과수를 중심으로 농가이용과 관련된 시장이 빠르게 확대됨에 따라 농업현장에 화분매개곤충의 효과를 과학적으로 증명하고, 효율성을 높인 표준화 기술이 필요하게 됐다.
이에 농촌진흥청은 가장 중요한 화분매개곤충 중 하나인 꿀벌을 인위적으로 방사하는 기술을 통해 수분 노동력을 절감시키고 작물의 착과율 증대 및 고품질화로 농가소득을 증대시키고자 관련 연구에 뛰어들었다.
■화분매개 꿀벌 위한 새 벌통 개발
화분매개 꿀벌을 통한 성과를 내기 위해서는 이 꿀벌을 위한 새로운 벌통 개발이 시급했다. 농진청은 연구 끝에 화분매개 꿀벌을 위한 새 벌통을 개발해 화분매개 꿀벌을 좀더 쉽게 관리할 수 있는 길을 열었다.
농진청은 화분매개 꿀벌 사용농가와 생산자가 안전하고 크기가 작은 먹이 공급형 개포(벌집 덮개)가 내재된 화분매개 전용 꿀벌 벌통을 개발했다. 개발된 화분매개전용 꿀벌 벌통은 수직사양기가 필요 없고 기존에 비해 부피가 반으로 줄고 개포를 열지 않고도 먹이를 공급할 수 있어 안전할 뿐만 아니라 벌통관리가 편리하다는 장점을 갖고 있다.
현재 화분매개곤충 중 꿀벌 사육농가는 약 2만이고, 화분매개곤충 꿀벌 관련 시장은 2016년 기준으로 11개 채소 및 15개 과수 작목에서 360억 규모이다.
개발된 벌통은 먹이 공급 일체형 개포를 사용하게 돼 벌통의 천개포를 열지 않고도 사양수와 화분떡을 공급해 꿀벌에 쏘일 위험성을 적게 했다.
수직사양기를 사용하는 기존벌통의 경우 지면의 냉기로 인해 겨울철에는 사양수가 차가워져 꿀벌들이 잘 먹지 못하는 단점이 있었는데 개발된 벌통은 이 문제를 해결해 겨울에도 꿀벌들이 사양수를 쉽게 마실 수 있게 했다.
또한 기존의 꿀벌 벌통은 소비(벌집틀)가 최대 10장에 사양기(먹이통)가 포함되어 있는데 반면에 개발된 화분매개전용 벌통은 소비수가 최대 6장만으로도 가능하게 해 크기를 반으로 줄일 수 있게 됐다.
벌통이 작으면 무게가 가벼워 사용농가에서 관리가 용이하고, 화분매개 전용 꿀벌 생산자가 사용농가에게 운송할 때 운송비를 절반 정도 줄일 수 있는 장점을 갖고 있다. 이번에 개발된 화분매개전용 꿀벌 벌통은 특허출원을 마치고 8월에 국내 양봉업체에 기술 이전을 완료했다.
■ 화분매개곤충 이용기술 잠재력 무궁무진
농진청은 여기서 멈추지 않고 일일이 손으로 하던 배 수분 작업을 꿀벌로 대체할 수 있도록 배 품종별 꿀벌 사용량과 방사시기를 구명하고 착과를 증진시킬 수 있는 기술을 확립했다.
현재 우리나라 배 수분은 대부분 손으로 일일이 작업하는 인공수분에 의존하고 있다. 우리나라 배 재배면적의 80%를 차지하는 ‘신고’ 품종이 꽃가루가 나오지 않아 곤충을 통한 자연수분이 어렵기 때문이다.
인공수분은 안정적으로 배를 수분시킬 수 있는 장점이 있으나 짧은 개화기 동안 집중적으로 많은 노동력이 필요하고, 개화기 날씨에 따라 수정 효과가 좌우되는 등 어려움이 있어 왔다.
이번에 확립된 기술은 배 품종별 꿀벌 이용 방법으로, ‘신고’ 품종의 경우 1ha당 벌통(일벌 10,000마리 기준) 5개, 국내 육성 품종인 ‘황금배’와 ‘원황’의 경우 1ha당 3～4개, ‘추황배’의 경우 최소 2개의 벌통이 필요하다.
꿀벌 방사 시기는 배꽃이 완전히 피기 5일 전부터 2일 전까지인 전남 나주 기준 4월 8일부터 11일 경으로 배꽃이 약 10% 정도 피었을 때가 최적기다.
꿀벌은 과수원 내 수분수가 식재돼 있거나 수분수 가지를 접목하는 등의 작업을 한 후 활용 가능하며 개화기가 끝난 후에는 벌통을 치운 후 살충제를 살포해야 한다. 또한 주변 농가와 약제 살포 일정을 공유해 꿀벌에 대한 피해가 없도록 주의해야 한다.
이 기술을 시험포장에 적용한 결과, 신고 64%, 황금배 91%, 원황 90%, 추황배 78%의 착과율을 보였다. 인공수분은 신고 71%, 황금배 94%, 원황 100% 등으로 인공수분의 80-90% 수준을 나타내었다. 또한 벌을 방사하지 않는 자연수분에 비해 1.6배 높은 착과율을 나타내었다. 또한 과실의 품질은 인공수분과 비교해서 동일했으며 인공수분에 비해 수분에 필요한 비용이 약 68% 절감됐다.
이와 함께 지난 2016년 화분매개곤충 이용현황 실태조사 결과 2011년(19작목)에 비해 증가해 26개 작목(11개 채소 및 15개 과수 작목)에서 화분매개곤충을 사용하는 것으로 나타났다. 특히 아열대작목인 참다래, 망고, 패션플루트 및 여주 등에서의 사용량이 증가하는 것으로 조사됐다.
아열대작목 뿐만 아니라 아열대작물 재배면적도 증가(1,345ha, 2014년→1,406.5ha, 2016년) 함에 따라 주요 아열대 작물의 수분에 적합한 화분매개곤충 적용기술 개발 연구를 확대할 예정이다. 농진청은 확립한 기술을 농업 현장에서 활용할 수 있도록 안내서를 제작해 배포하고 교육을 통해 신속하게 보급했다.
미니인터뷰 = 이경용 박사
다양한 작목 활용할 수 있도록 연구 매진할 터
우리 농업에서 화분매개곤충은 이미 큰 비중을 차지하고 있다. 현재 시설 작물의 60%가 화분매개곤충에 의존할 정도로 사용량이 빠르게 확대되고 있다. 농촌진흥청에서도 지난 1999년부터 연구를 시작했고 이경용 박사는 2009년부터 연구에 뛰어들었다.
이 박사는 “꿀벌은 작물의 화분매개에 34만 봉군 이상이 사용되고 있지만 지역마다, 꿀벌을 공급해주는 양봉농가마다, 그것을 이용하는 작물재배농가마다 효과가 천차만별이었기 때문에 과학적 근거가 뒷받침된 기술표준화가 필요하다는 필요성에 따라 이 연구에 매진하게 됐다”고 말했다.
이 박사는 지난 10여년간 연구 끝에 꿀벌을 이용하고 있는 딸기와 수박 그리고 인력으로 수분에 의존하고 있는 배에 대해 작물의 다양한 작부체계, 기상환경, 꿀벌의 행동, 작물의 품종 등 을 다각적으로 분석해 효율성을 크게 높이고 노동력을 획기적으로 절감할 수 있는 꿀벌의 화분매개 이용기술을 확립하는데 성공했다.
이 기술은 복잡한 기술체계 없이 현장에 바로 적용할 수 있는 기술로, 농가에서 쉽게 이 기술을 접할 수 있도록 안내서를 배포하고 영농기술정보, 교육, 시범사업 등으로 기술을 보급하고 있다.
이 박사는 “기후변화로 인한 생태계 변화, 농촌의 고령화로 인한 노동력 부족과 더불어 고품질의 안전농산물에 대한 소비자 욕구로 화분매개곤충 시장이 더욱 확대될 것으로 예상된다”면서 “앞으로 더욱 다양한 작목에서 효과적으로 화분매개곤충을 이용할 수 있는 기술을 개발해 농산물의 품질 및 생산성 향상 등을 통해 농가소득을 극대화하는데 이바지하도록 최선을 다하겠다”고 말했다.