농촌진흥청(청장 조재호)은 뒤영벌을 이용해 국내 온실에서 재배하는 아열대 과수 중 두 번째로 재배면적이 넓은 패션프루트(백향과)를 착과시키는 방법을 개발해 소개했다.
패션프루트는 벌과 같은 화분 매개 곤충이 수술의 꽃가루를 암술에 묻혀주는 화분 매개 과정이 꼭 필요한 충매화다.
5월에서 6월 사이 늦은 오전(10시 이후)에 꽃이 피고 당일 저녁(20시)이면 지기 때문에 매일 낮 내내 수분 작업을 해야 안정적으로 생산할 수 있다. 국내에서는 여름 수확을 위해 패션프루트 꽃이 피는 5월에 사람이 일일이 꽃가루를 붓으로 묻혀주는 인공수분을 해왔다. 최근 들어 인건비가 증가하고 노동력이 감소하면서 수분 작업에 어려움을 겪고 있다.
이번에 개발한 ‘패션프루트 뒤영벌 이용 기술’은 수정 시기에 작물 재배면적과 나무가 심어진 밀도에 따라 뒤영벌 수를 조절해 투입하고 벌 활동 시간을 조절하는 것이다.
적정밀도= 나무당 뒤영벌 4마리가 가장 효과적이다. 비닐온실에 100그루 나무를 심었다면 100마리 벌무리(봉군) 4개를 사용한다. 개화 기간 중 한 달에 1번 벌통을 교체한다.
활동 조절= 꽃 암술은 낮 12시 이후 벌어지나 수술은 오전 10시부터 꽃가루가 나와 뒤영벌통 출입구를 낮 12시 열고 저녁 6시에 닫는다. 벌통을 연 채로 놔두면 벌이 꽃가루만 가져가므로 과일 생산이 줄어들 수 있다.
곁창(측창)망= 비닐온실 곁창에 망(간격 3~5mm)을 꼭 설치해 벌 유실을 막는다. 이때 그물코 너비가 너무 촘촘하면 바람이 통하지 않아 재배상 문제가 발생할 수 있으므로 주의한다.
이 기술을 패션프루트 재배 농가에 적용한 결과, 그루당 착과 수가 인공수분보다 1.2배(51.9 → 61.5개)로 늘어 인공수분 완전 대체 가능성을 확인했다. 인공수분을 뒤영벌 이용 기술로 완전히 대체하면, 수분에 드는 인건비를 10아르(a)당 360만 원 줄일 수 있다.
농촌진흥청은 연구 결과를 한국양봉학회지에 논문으로 게재했으며, 신속한 기술 보급을 위해 현장 실증연구를 진행할 계획이다. 또한, 농가 대상 영농기술 교육과 기술 지원을 늘려갈 예정이다.
농촌진흥청 양봉생태과 한상미 과장은 “최근 아열대 작물의 재배면적이 늘어나면서 화분 매개 벌 적용 기술을 선제적으로 개발하고 있다.”라며, “다가오는 5월 패션프루트 수분 기간에 뒤영벌을 이용하면 인건비 걱정을 덜고 안정적으로 작물을 생산할 수 있다.”라고 말했다.
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붙임 1 |
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백향과에서 뒤영벌의 이용 효과 |
□ 배경
○ 한반도 기후 변화로 연평균 기온 상승 및 재배기술의 발달로 아열대 작물의 재배지역 증가.
- 국내 아열대 작물 재배면적: 322ha(‘21) → 333ha(’22) (23, 원예원)
○ 아열대 작물 중 백향과(패션프루트)는 착과를 위해 인공수분이 보편화되어 있으나, 일 개화량이 많고, 1~2개월의 착과기간 동안 매일 6시간 이상 인력으로 수분을 해야 하기 때문에 노동력이 크게 요구됨.
○ 패션프루트의 수분 노동력 대체를 위하여 패션프루트의 착과를 위한 화분매개곤충의 적용기술 필요
□ 영농기술정보 개요
○ 대상작물: 패션프루트 자색종(Passiflora edulis)
○ 재배방식: 비닐하우스 연동 재배, 2,000㎡, 하수식
※ 화분매개곤충 밀도: 1통 / 360㎡, 망실설치
○ 화분매개곤충: 서양뒤영벌(Bumbus terrestris)
- 유효봉군밀도: 서양뒤영벌 일벌 4마리/나무
- 방사시기 및 기간: 꽃이 10% 개화시 벌통을 설치 후 1일 정도 안정화 후 방사, 약 2개월 정도 착과시킨 후 벌통을 제거
- 곤충을 통한 수분효과
․ 인공수분과 같은 수준의 가지별 착과수, 과실의 크기 무게
․ 3마리 이상/나무가 3마리 미만/밀도보다 착과수는 1.4배, 과실무게는 6% 높음
- 봉군관리
ㆍ뒤영벌: 방사 1개월 이후 일벌의 수 감소로 인해 추가 봉군 투입 필요
□ 연구결과
○ 방화활동수를 비교한 결과, 4마리/나무가 3마리 미만/나무보다 2.5배 방화활동을 하는 일벌의 수가 많았으며(p<0.05), 화분을 수집하는 벌의 수는 1.9배 많았음(p>0.05).
○ 줄기에 달린 전체 착과수를 비교한 결과, 4마리/나무와 인공수분이 각각 47.3개 40.3개로 같은 수준이었으며, 3마리 미만/나무가 32.8로 가장 낮았음(p<0.05).
○ 수확물 특성 중 무게에서 인공수분과 4마리/나무는 같은 수준이었고, 3마리 미만/나무가 가장 낮았음. 그러나 종자수에서는 벌을 통한 수분이 인공수분보다 많았는데 특히 뒤영벌은 인공수분보다 1.1배 많았음.
○ 종자수와 과실의 무게, 과육무게, 과육비율은 정의 상관관계를 가지므로 벌을 통한 수분이 인공수분보다 유리하다고 판단됨, 특히 뒤영벌의 수가 많은 4마리/나무가 3마리 미만/나무보다 더 많은 종자 수를 확보할 수 있으므로 화분매개에 더 효과적인 것으로 생각됨.
⇒ 패션프루트에서 뒤영벌의 효과적인 밀도는 4마리/나무가 3마리 미만/나무보다 효과적으로 나타났음. 줄기 내 전체 착과수에서는 인공수분과 같은 수준의 착과수를 보이기 때문에, 인공수분을 대체 할 수 있을 것으로 판단됨.
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4마리/나무 |
3마리/나무 |
인공수분 |
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그림 1. 수확물 비교 |
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붙임 2 |
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백향과 착과를 위한 뒤영벌의 농가 적용 시험 |
□ 백향과(패션프루트)에서 뒤영벌의 화분매개 효과 농가 단위 검증
① 농가 선정
㉠ 신○○ 농가(남원시 금지면)
- 재배면적: 660㎡, 68주 정식×2동
- 재배품종: 패션프루트 자색종
- 시험구: 1동 뒤영벌 3봉군, 측창망(mash: 4mm), 2동/ 인공수분
㉡ 서○○ 농가(김제시 부량면),
- 재배면적: 360㎡, 136주 정식 × 2동 * 차광제 설치
- 재배품종: 패션프루트 자색종
- 시험구: 1동 뒤영벌/뒤영벌 4봉군, 측창망(mash: 4mm), 2동/ 인공수분
② 비닐온실 환경조사
- 분석 중: 봄철 데이터 로거를 통한 비닐온실 내 온도/습도/조도/자외선량
③ 착과율 조사
그림 1. 패션프루트에서 수분 방법별 주당 평균 착과수
1) 통계분석: t-test t46=2.642, p=0.011
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뒤영벌이 인공수분보다 주당 착과수가 9∼10개 유의미하게 많은 것으로 확인됨 |
④ 수확물 품질 조사
표 1. 인공수분과 뒤영벌 적용에 따른 패션프루트 과실 품질 비교
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시험구 |
과중(g) |
부피(cm3) |
당도(Brix) |
산도(%) |
종자무게(g) |
종자수(개) |
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인공수분 |
75.9±7.1 |
62.8±7.5 |
13.5±0.6 |
2.1±0.4 |
0.15±0.03 |
184.4±32.4 |
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뒤영벌 |
77.2±7.1 |
64.2±7.9 |
14.2±1.2* |
2.2±0.6 |
0.15±0.03 |
195.1±24.9 |
1) 통계분석: t-test 과중, 부피, 종자무게 산도, 종자수 p>0.05; welch’s t-test 당도 t82=3.092, p=0.0001
표 2. 각 과실 품질 조사 항목당 상관관계
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과중 × |
부피 |
종자무게 |
당도 |
산도 |
종자수 |
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과중 |
0.638 |
0.136 |
0.251 |
-0.122 |
0.664 |
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p value |
0.0001 |
0.217 |
0.021 |
0.269 |
0.0001 |
1) 통계분석: pearson correlation ; n=84
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○ 과중(1.3g), 부피(1.4cm3), 산도(0.1%), 종자수(10개) 뒤영벌이 인공수분보다 높았음(p>0.05) ○ 당도(0.7brix) 뒤영벌이 인공수분보다 유의미하게 높았음(p<0.05) ○ 과중과 부피, 당도, 종자수는 유의미한 상관이 있었음. 따라서 벌을 사용할 경우 인공수분보다 무겁고, 크고, 당도가 높은 과실을 얻을 수 있을 것으로 기대됨, * 생산성 향상과 품질이 좋아짐 |
⑤ 경제성 분석(부분예산법): 기술지원과 협조
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검토 부문 |
의견 및 활용 가능한 통계 자료 |
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총수입 부문 |
<의견> 뒤영벌 도입으로 패션프루트 수량 증가가 예상. 당도의 증가는 가격 향상요인이 아니라고 적시되어, 단위면적당 수량(kg/10a) 증가와 단가의 곱인 총수입 증가를 계산. <통계 자료> ① 영농기술정보 “아열대 작물 백향과(패션푸르트)의 국내재배 수익성 및 적정 경영모형(적용 년월 2021년 2월)” 중 백향과 수량 및 단가 <산출 예시> 증가하는 총수입 = 2,319kg/10a × 0.2(증가율) × 9,589원/kg |
부분예산법 적용 결과 758만원/10a 경제적 이익이 발생
(단위 : 원/10a)
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손실적 요소(A) |
이익적 요소(B) |
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o 증가되는 비용 : - 노동비(수확) : 827,612 - 기타재료비 : 540,000
계(A) 1,367,612 |
o 증가되는 이익 - 총수입 : 4,447,378
o 감소되는 비용 - 유동자본용역비 : 76,621 - 노동비(수정) : 4,432,452
계(B) 8,956,451 |
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o 추정수익액(B-A) 7,588,839원/10a |
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붙임 3 |
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백향과 생산을 위한 뒤영벌 이용 지침 |
가) 백향과(패션프루트)의 특성
- 장미목 시계꽃과 시계꽃속에 속하는 반목본성 다년생 덩굴식물
- 패션프루트 품종: 자색종, 황색종, 교잡종
- 재배방식: 하우스 재배 (줄기유인방법: 평덕형, T자형, 울타리형-하수식)
- 패션프루트 재배면적 및 화분매개곤충 사용률(‘21): 11ha, 7.1%
나) 적용품종: 자색종
다) 이용 가능 곤충: 뒤영벌
라) 사용 가능 시기: 5월 중 순∼7월 상순
마) 사용 기간: 2개월(개화기중 1회 또는 2회 투입)
바) 투입 시기: 패션프루트꽃 개화 10% 정도 투입
사) 방사량 * 온실 재배면적과 재식밀도가 다양하므로 재식 주수 당 밀도계산
- 뒤영벌: 1봉군(120마리)/30주
아) 설치 방법
- 봉군의 출구를 해가 있는 방향으로 방사 1∼2일 전 설치하고, 30∼100cm 높이의 받침대와 직사광선을 피하기 위해 봉군 지붕에 판자나 스티로폼 등으로 덮어줌
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패션프루트에 뒤영벌 봉군 설치 |
패션프루트꽃에서 뒤영벌의 방화활동 |
착과된 패션프루트 |
자) 주의사항
① 봉군사용
- 뒤영벌의 방화활동은 새벽 5시부터 시작되므로 암술이 완전히 개화되기전 수술의 꽃가루만 가져가는 현상으로 착과불량이 생길 수 있음. 따라서 벌의 출입구를 낮 12시에 열어두고 저녁 7시 이후 출입구를 닫아주어야 함
- 측창이나 천정으로 벌의 유실을 방지하기위해 반드시 측창망응을 설치할 필요가 있으나, 그물눈의 크기가 너무 작을 경우 바람이 잘 통하지 않아 작물에 생리적 장해가 올 수 있으므로 주의할 것
② 시설내부환경
- 패션프루트의 착과기간은 5월에서 7월 사이로 비닐하우스 내부가 30℃이상 고온환경이 지속되고, 착과기간도 1개월 이상으로 고온에 의한 봉군피해가 없도록 관리해야 함
- 덩굴유인 방법 중 평덕형보다 울타리형이나 T자형이 빛을 더욱 잘 받을 수 있기 때문에 벌의 사용이 유리함
- 측창망 설치가 용이한 단동하우스에서 뒤영벌의 사용이 유리함
③ 농약 안전관리
- 개화기 전에 사용하는 살충제는 침투성계열인 ‘네오니코티노이드계’는 되도록 피하며, 개화기 중에는 살충제 살포를 피함
- 부득이하게 살충제 사용 시, 화분매개곤충에 위해가 적고, 약효지속기간이 짧은 농약을 선택함
- 농약 살포시 벌통의 구멍을 막고 농약이 닿지 않는 창고에 두거나, 거적을 덮어두며, 살포시 봉군을 수거하여 선선한 곳에 보관하고 2∼3일 후에 재투입함 (뒤영벌 보관 시 화분 투입 필요: 한 티스푼/1∼2일)
차) 화분매개 종료 후 관리
- 재사용 불가, 폐기 원칙
