Journal Archive

시험에 사용할 토종벌 개량벌통 선정 및 현황 조사를 위해 (사)한국한봉협회 관계자 및 토종벌 사육 농가 등 102명을 대상으로 설문조사를 수행하였다. 설문지 문항은 총 13문항으로 사육 관련 2문항, 개량벌통 제원 5문항, 부착자재 5문항, 공급가격 관련 1문항으로 구성하였다.

실험용 꿀벌은 충북 충주시 살미면 토종벌 농가에서 누대 사육하여 관리해 온 토종벌 (Apis cerena) 봉군을 사용하였다. 또한 시험 벌통은 시중에서 유통되고 있는 규격이 각기 다른 3종류 개량벌통 (밀양벌통, 하남벌통, 충주벌통)과 신규제작 개량벌통 (수원벌통) 등 4종류였다 (Table 1). 밀양벌통과 하남벌통은 대부분의 제원에서 매우 유사한 특성을 보였으나, 충주벌통은 측잔흘림, 상잔두께 및 넓이, 벌통 하부 받침대 중 소문 아래 횡단 가로대가 구비된 것이 특징이 있었고 환풍구가 상대적으로 길게 구비되어 있었다.

시험용 벌통의 배치는 1차 시험 시 2019년 4월 30일부터 11월 30일까지 꿀벌 사육장 (충북 충주시 살미면 도선동길 32) 정면 좌측부터 우측으로 각 3통씩 충주, 밀양, 하남벌통을 배치하였다. 2019년 10월 1일부터는 새로이 수원벌통을 추가 편성하여 4종류 벌통으로 시험하였는데, 2020년 2월 28일까지 3반복 시험구에서 무작위로 4종 벌통을 배치하였다 (Fig. 1). 각 벌통 내 소비의 수는 관행 방식으로 봉군의 세력에 맞춰 관리하였다 (Table 2). 벌통 내 수분이 부족하지 않도록 외부에서 자동급이장치를 이용해 공급했고, 화분떡은 2~3일 간격으로 벌통을 조사해 부족할 때마다 새롭게 교체했으며 분봉이 발생하지 않도록 소초광 추가 및 왕대 제거 등을 실시하였다. 하남벌통의 경우 9월에 소비수가 감소한 이유는 개미 및 소충의 피해로 소비 수를 제거했기 때문이고, 12월에 모든 시험 벌통들의 소비수가 같은 것은 월동봉군의 세력 편차를 줄이기 위해 소비 수를 균일화하였기 때문이다.

Fig. 1. 
The experimental arrangement of Apis cerena hives for Chungju (1-1, 1-2, 1-3), Miryang (2-1, 2-2, 2-3), and Hanam (3-1, 3-2, 3-3) models from April 30 to September 30, 2019 (A). Suwon type hives (4-1, 4-2, 4-3) were added to these and randomly rearranged from October 1, 2019 to January 31, 2020 (B).

시험 사육장에 배치한 각 토종벌 개량벌통의 내외부 온습도의 변화를 조사하기 위하여 시험기간 동안 와치독 (WatchDog^®, Aurora, IL) 데이터로거를 각 벌통 종류별로 산란권 내부 (중앙 소비)에 설치하여 매일 1시간 간격으로 데이터를 수집하였다. 또한 모든 벌통의 격리판 밖 (격리 공간)에 데이터로거를 설치하여 온습도를 수집하였다. 그리고 사육장 비가림 시설의 중앙 처마 밑에 데이터로거를 설치하여 외부 기상자료를 수집하여 비교 분석하는 데 활용하였다 (Fig. 2).

Fig. 2. 
The temperature and relative humidity of brood area between combs, top of winter cluster, and separated space within the bee hives and open environment (Chungju, Chungbook province) were observed at every one hour using the data logger (WatchDog^®, Aurora, IL) during experimental period.

각 벌통의 무게 변화는 접시 지시저울 (1~50 kg)로 월 2회 측정하였다. 이상 모든 시험은 각 벌통 종류별로 3반복으로 하였고, 시험 봉군들은 관행 토종벌 관리방법에 준하여 사양관리를 하였다.

벌통 종류에 따른 벌통 중심부 육아권 온습도 변화, 격리판 밖 격리 공간내 온습도 변화, 월동 봉구 상부의 온습도 변화, 중심부 육아권 및 격리판 밖 격리 공간 내 일간 온도변화 그리고 벌통 간 무게 변화에 대한 평균 간 비교를 t-test (P=0.05)를 실시하였고, 각 벌통 간 그룹 비교는 ANOVA (Scheffe’s multiple test) 검정을 이용했다 (SAS, 2014). 그리고 각 시험 벌통의 외부 온도변화와 벌통 육아권, 격리실 및 월동벌 소비 상부에서의 각 벌통 간 온도변화에 대한 상관관계 그리고 시험 벌통의 월별 평균 소비수에 따른 벌통 육아권, 격리실 및 월동벌 소비 상부에서의 각 벌통 간 온도 그리고 월별 벌통 무게 변화 간 상관관계를 조사하였다.

설문 응답자 102명을 대상으로 한 토종벌 사육 및 경험에 관한 질문에 토종벌에 대해 사육 경력이 2년 이하인 농가가 42%, 3~5년 이하 농가는 26%, 5년 이상 농가는 32%를 차지하였다 (Fig. 3A). 현재 사용 중인 토종벌 벌통의 종류는 대다수 사각 됫박벌통이나 개량벌통을 활용하고 있었는데, 농가당 벌통 수를 보면 토종벌 개량벌통 13.2통, 서양꿀벌 벌통 11.3통, 재래 사각 됫박벌통은 7.4통, 재래 원형벌통은 3.8통 등으로 나타나 관리가 용이하거나 구입하기 손쉬운 개량벌통을 농가들이 선호하는 것으로 나타났다 (Fig. 3B). 이들 개량벌통들 중 국내에 가장 널리 보급된 3종 토종벌 개량벌통의 활용비율은 하남벌통, 충주벌통, 밀양벌통 등의 순이었다 (Fig. 3C). 개량벌통 뚜껑의 높이는 10 cm (약 45%)로 하는 것이 적절하다는 의견이 가장 많았다 (Fig. 3D). 토종 개량벌통의 부착자재들 중 소문의 규격은 높이 1 cm, 길이 5 cm가 적합하다고 하였고 (Fig. 3E), 환기창은 뚜껑 양쪽에 하나씩 1쌍이 필요하다고 하였다 (Fig. 3F). 사양기의 위치는 벌통 밖 보다는 안쪽에 두는 것 (71%)이 좋고 (Fig. 3G), 현재 사용하고 있는 수직사양기가 적합하다는 의견이 74%로 많았다 (Fig. 3H). 받침대가 필요하다는 의견이 70%로 많았는데 (Fig. 3I) 그 높이는 30 cm (36%), 20 cm (21%) 등으로 20 cm 이상이 적합하다고 하였다 (Fig. 3J). 또한 격리판이 개량벌통에 구비되어야 하고 (83%, Fig. 3K), 개량벌통의 적정 가격으로는 3만원대가 적합하다는 의견 (40%)이 많아 기존 서양꿀벌 벌통의 가격과 유사하거나 낮은 가격으로 공급되기를 희망하였다 (Fig. 3L).

Fig. 3. 
The questionnaire survey from 102 beekeepers of Apis cerana about the bee hives; the career of beekeeping (A), the number of four types bee hives (B), the ratio of beekeepers using the improved A. cerana bee hives (C), height of hive lid (D), size of the hive entrance (E), number of ventilation windows (F), need for vertical board feeder (G) and its position (H), need for hive stand (I) and its height (J), need for separating panel (K), and expecting retailed price of hive (L).

벌통 내 중심부 육아권의 5월부터 9월까지 평균온도는 안정적으로 유지하는 경향 (31.3~35.1℃)을 나타냈는데, 그 중 하남벌통은 8월 및 9월 육아권 온도가 크게 변화하는 양상을 보였다 (Fig. 4A). 이는 1개 하남벌통이 개미 침입과 분봉 발생으로 봉군 세력이 약화됨으로써 다른 벌통들에 비해 육아권의 적정 온도 유지에 실패했기 때문으로 추정된다. 서양종꿀벌은 육아권의 온도를 외부 온도변화에 무관하게 35℃ 근처에서 미세하게 조절함을 보고하였고 (Yi and Jung, 2010), 봉군의 세력에 문제가 발생하거나 극히 취약해지면 벌통 내부 온도의 항상성이 유지되기 어렵다고 하였다 (Lee et al., 2008; Zacepines, 2012). 이와 같이 벌통 육아권의 온도변화가 일정한 이유는 벌들의 능동적인 온도 조절 기구에 따른 것으로 여름철에는 육아권의 중심 온도와 외부 온도 간 뚜렷한 상관성을 보이지 않고, 일부 예외적인 경우를 제외하고는 전반적으로 벌통 내부 온도는 외부 온도에 독립적인 경향을 나타낸다는 결과와 유사하였다 (Gates, 1914). 특히 충주벌통과 밀양벌통의 육아권 온도는 34~35℃로 매우 일정하게 유지되었다 (Fig. 4A). 벌통 유형별 간 5월과 9월의 육아권 온도변화는 상호 간 모두 유의한 차이를 보였고 (t-test, P=0.05), 6월과 8월에는 충주벌통-하남벌통과 밀양벌통-하남벌통 간 차이를 보였으며 7월에는 상호 벌통 유형 간 유의한 차이를 보이지 않았다. 이는 5월 (소비 수 3매)이나 6월 (3.7~5매)에 비해 7월 (8~10매)에 3종 벌통 내 봉군이 매우 안정적으로 증가하여 모든 벌통들에서 증가한 많은 일벌들이 온도를 효율적으로 관리하였기 때문으로 생각 된다.

Fig. 4. 
Temperature differences in three types of Apis cerana hives observed from October 1, 2019 to January 31, 2020. Temperature within brood area (A), in separated space by separating panel (B), and on top of winter bee clusters (C) in different types of A. cerana hive. The different letters indicate significant difference tested by Scheffe’s test at P=0.05.

개량벌통 내 격리판 밖 격리 공간의 5월부터 9월간 평균온도는 충주벌통이 5월 22.5℃, 6월 26.4℃, 7월 28.6℃, 8월 28.8℃, 9월 34℃이었고 밀양벌통은 각각 22.6℃, 26℃, 30.2℃, 30.6℃, 32.7℃이었으며 하남벌통은 21.2℃, 24.7℃, 27.2℃, 28.2℃, 24.3℃로 (Fig. 4B) 하남벌통을 제외한 2종류의 격리 공간 온도는 점진적으로 증가되는 경향을 나타내었다. 벌통 외부 온도는 격리 공간의 온도에 비해 상대적으로 더 낮았다. 특이한 점은 7월의 격리공간의 평균온도는 3종 벌통 간에 모두 통계적으로 유의한 차이를 보여 육아권 온도에서의 경향과 다른 경향을 보여주었다.

4종 개량벌통의 2019년 10월부터 2020년 1월까지 월동 봉구 상부의 평균온도를 보면, 10월에 20℃ 이상이었고 11월과 12월은 15℃ 이상으로 유지되다가 1월에는 외부 온도 감소에 따라 10℃ 이하까지 떨어지는 특성을 나타냈다 (Fig. 4C). 전체적으로 외부 온도 하강에 따라 월동 봉구 윗쪽의 평균온도도 점진적으로 낮아지는 경향을 보였다. 하지만 각 벌통 유형 간에 유의한 차이 (P=0.05)를 나타내지는 않았다.

2019년 5월부터 9월까지 매일 1시간 간격으로 조사한 육아권 중심부의 일간 온도변화량은 충주벌통이 5개월 동안 평균 1℃ 미만으로 가장 안정적이었고, 밀양벌통은 0.5~1.5℃의 작은 변동을 보였으나 하남벌통은 0.7~4℃까지 불안정한 경향을 보였다 (Fig. 5A). 이와 같이 5개월 동안 일간 평균 온도변화량은 충주벌통과 밀양벌통 (P=0.02) 그리고 충주벌통과 하남벌통 (P=0.03)에서 통계적으로 유의한 차이를 보였고 밀양벌통과 하남벌통 (P=0.15)은 유의한 차이를 나타내지 않았다. 결과적으로 충주벌통에서 토종벌 봉군이 안정적인 육아 온도를 유지함을 알 수 있었다.

Fig. 5. 
Comparison of daily temperature variance among four types bee hives. Temperature within brood area (A), in separated space by separating panel (B), and on top of winter bee clusters (C) in Apis cerana hives. The different letters indicate significant difference tested by Scheffe’s test at P=0.05.

한편, 격리판 외곽의 격리 공간의 일간 온도변화는 중심부 육아권의 온도변화에 비해 상대적으로 크게 나타났는데, 충주벌통은 평균 2.7~5.5℃, 밀양벌통은 평균 2.8~6.0℃ 그리고 하남벌통은 3~5.5℃를 나타냈다 (Fig. 5B). 상대적으로 7월과 8월에 비해 9월의 3종 벌통 내 격리 공간의 일 온도 평균 변화량은 더 컸다. 이는 4군 교미벌통 (여왕벌 4마리로 4개 봉군을 사육할 수 있도록 고안한 교미벌통)의 내외부 온도 차이가 8월에 비해 9월에 더 크게 나타났다는 결과와 유사하였다 (Lee et al., 2015). 충주, 밀양 그리고 하남벌통들의 격리공간의 일간 온도 변화는 상호 유의한 차이 (P=0.05)를 나타내지 않았다.

그리고 10월부터 1월까지 4종 벌통들의 월동 봉구 상부의 일 온도 평균 변화는 10월과 11월이 비슷하게 상대적으로 높은 변화폭 (4~5℃)을 나타냈고, 12월은 2.5~4℃의 변화량을 보였으며 1월에는 상대적으로 적은 변화폭 (1.5~2℃)을 나타냈다 (Fig. 5C). 전체적으로 4개월 동안 월동 봉구 상부의 일 온도변화는 하남벌통이 크게 나타났는데, 이는 벌통 내부 공간이 상대적으로 넓어 온도 변이폭이 크게 나타난 것으로 보인다. 4종 벌통간 월동 봉구 상부의 일 온도변화량은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.

각 벌통의 소비 수 변화와 벌통 내 중심부인 육아권의 온도변화 간 상관성을 보면, 충주벌통은 높은 상관관계 (80.4%)를 보였고 하남벌통은 상대적으로 낮은 상관관계 (26.4%)를 보였으나 밀양벌통은 별다른 상관성을 보이지 않았다 (Table 3). 즉, 벌통들의 특성에 따라 소비수 변화에 의한 벌통 내 육아권 온도변화가 다를 수 있다는 것이다. 이는 소비 수에 따른 서양종꿀벌 벌통의 재질을 스티로폼과 나무로 하였을 때, 소비 4매 이상에서는 외부 온도 변화에 벌통 내부 온도가 영향을 받지 않았으나 소비 2매 이하이면 외부 온도변화에 민감하게 영향을 받았는데, 벌통 재질에 따라 다른 양상을 나타냈다는 결과와 유사한 것으로 보인다 (Lee et al., 2015). 또한 벌통 내 격리 공간의 온도와 소비 수는 모든 벌통들이 높은 상관관계 (충주 72.3%, 밀양 84.3%, 하남 94.2%)를 나타냈다. 이는 소비 수가 증가하면 격리 공간이 줄어들어 벌이 뭉쳐서 발생하는 봉군 온도의 영향을 받아 온도 증가 효과를 볼 수 있음을 의미한다. 또한 예측한 대로 벌통 외부 온도변화에 따른 격리 공간 온도는 매우 밀접한 강한 상관관계 (94.5% 이상)를 보였다. 월동 봉구 상부 온도변화와 소비 숫자간 관계는 충주벌통에서는 매우 약한 양의 상관성 (12.6%)을 나타냈지만 나머지 3종 벌통들은 음의 상관성 (밀양 -51.3%, 하남 -28.6%, 수원 -41.4%)을 보였다.

한편 외부 온도변화에 따라 월동 봉구의 상부 온도 역시 강한 양의 상관성 (충주 78.6%, 밀양 87.1%, 하남 76.8%, 수원 82.5%)을 나타냈다 (Table 3). 이는 벌통 뚜껑과 근접하게 배치된 소비 상부의 온도는 중심부 육아권의 온도와 달리 토종벌들에 의한 직접적인 온도 조절 혜택을 상대적으로 더 적게 받아 벌통의 외부 온도변화에 직접적인 영향을 받기 때문으로 생각된다. 이는 겨울철 및 여름철 봉군 내 온도에 관한 연구 결과 (Gates, 1914)와 유사한 것으로 벌통 온도는 외부 온도가 높으면 약간 더 상승하는 경향을 보인다는 점과 동일하다. 또한 벌통 중심부 온도에 대한 외부 온도 영향은 매우 적어서 약한 상관관계를 나타내지만, 육아권 밖이나 육아가 전혀 이뤄지지 않는 곳의 온도는 외부 온도변화에 따라 증가하거나 감소하는 경향을 나타낸다 (Dunham, 1931)는 결과와 유사하다.

벌통 중심부 육아권의 상대습도는 벌통 외부 습도 (60~85%)에 비해 5월은 45~50%, 6월부터 9월까지는 50~60%로 상대적으로 일정하게 유지됨을 알 수 있다 (Fig. 6A). 3종 벌통 간 중심부 상대습도는 9월에 밀양벌통과 하남벌통을 제외하고 충주벌통과 하남벌통 그리고 충주벌통과 밀양벌통 간 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (P=0.05). 이는 각 벌통들의 크기, 봉군 세력, 일벌들의 습도 조절 기능 등의 차이 때문일 것으로 보인다. 벌통 외부 습도는 5월 61%에서 점차적으로 증가해 9월에는 평균습도가 85% 이상을 나타냈다.

Fig. 6. 
Relative humidity at average in four types of hives during winter season (October, 2019 to January, 2020). Relative humidity within brood area (A), separated area by separating panel (B), and on top of the winter bee clusters (C). The different letters indicate significant difference tested by Scheffe’s test at P=0.05.

5월부터 9월까지 벌통 내 격리 공간의 3종 개량벌통들의 평균습도는 5월에는 65~70%를 유지했고 6월부터 8월까지는 75~85%를 보이다가 9월에는 62~65%를 나타냈다 (Fig. 6B). 결과적으로 격리 공간의 상대습도는 5월이나 9월에 비해 6~8월에 더 높게 유지되었고, 벌통 중심부에 비해 변이폭이 훨씬 크게 나타나 외부 습도에 더욱 영향을 받는 것으로 보였다. 그리고 10월부터 1월까지 월동 봉구 상부의 상대습도는 충주벌통은 65~75%, 밀양벌통은 65~78%, 하남벌통은 63~70%, 수원벌통은 68~73%를 보였고 외부 습도는 10월에 83%에서 점차적으로 소폭 감소해서 1월 77%를 나타냈다 (Fig. 6C). 전체적으로 10월부터 1월까지 월동 봉구 상부 상대습도의 변이폭은 수원벌통이 가장 적게 나타났다.

개량벌통 3종의 누적 무게변화를 비교한 결과, 봄에서 여름으로 들어서면서 무게가 증가하였고 가장 큰 무게 증가 변화는 밀양벌통이었으며 다음으로 충주벌통이었다 (Fig. 7). 밀양벌통의 무게 증가가 큰 것은 다른 2종 벌통에 비해 상대적으로 벌통 규격이 커서 벌집을 이루는 소초광과 이에 따른 내부 공간이 넓어짐으로써 자연분봉이 억제되어 봉군의 세력이 강하게 잘 유지되었기 때문으로 보인다. 충주벌통은 7월에 3통 모두 분봉이 발생했고 8월에 들어서는 규격이 더 큰 밀양벌통과 통계적으로 유의한 차이를 나타내지 않았다 (t-test, P=0.05). 하지만 하남벌통은 무게 변화의 변이가 컸는데 이는 분봉과 개미 침입 등의 영향에 의한 내외부적인 요인 발생으로 봉군 형성에 영향을 받았기 때문으로 보인다.

Fig. 7. 
The comparison of cumulative weight of three types of Apis cerana hives (Chungju, Miryang, and Hanam) from May 31 to August 30, 2019. The different letters indicate significant difference tested by Scheffe’s test at P=0.05.

누적무게 변화와 소비 수 간 상관관계를 보면, 5월부터 8월까지 충주벌통과 밀양벌통은 양의 상관관계 (각 65.5%와 67.5%)를 보였지만 하남벌통은 별다른 상관관계 (6.4%)를 나타내지 않았다 (Table 4). 하남벌통에서 상관성이 약한 것도 역시 개미 피해 그리고 분봉에 따른 내외부적인 환경요인 때문으로 보인다.