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비벡터링(Bee vectoring) 기술은 화분매개를 위해 설치한 벌통에 병해충 방제제를 담은 디스펜서를 벌통 내부나 외부에 부착하여 벌들이 벌통 밖으로 나갈 때 이 디스펜서를 통과하여 지나가게 함으로써 충체에 방제제를 묻혀 화분매개 활동 동안에 이를 식물체에 퍼뜨려 병해충 방제에 이용할 수 있도록 고안된 기술이다(Kevan et al., 2008; Mommaerts and Smagghe, 2011). 이 기술은 벌을 이용함으로써 약제 살포의 노동력을 줄이고 친환경적인 방제제를 사용함으로써 천적을 활용한 시스템과도 호환이 가능해 외국에서 꾸준히 기술개발이 이루어져왔고(Shipp et al., 1994; Kevan et al., 2008), 국내에서도 Park et al. (2011; 2013)에 의해서 최초로 소개되었다.

이 기술은 1990년대 초 캐나다 온타리오에서 꿀벌을 이용하여 미생물제제(Clonostachys rosea)를 매개하여 딸기의 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea)을 기존 살포방식과 유사한 수준으로 방제함으로써 이용가능성이 주목을 받기 시작했다(Peng et al., 1992; Yu and Shutton, 1997). 이후 캐나다 시설재배 하우스에서 생물적 방제의 일환으로 적용 가능성이 연구되었는데, 파프리카와 토마토의 해충인 온실가루이, 꽃노랑총채벌레, 진딧물류 등의 방제를 위해 적합한 제형 개발 및 최적농도 구명, 기술적용에 따른 방제효과 등의 결과가 잇달아 보고되었다(Al-mazra’awi et al., 2006; Kapongo et al., 2008). 유럽 등지에서 신형 디스펜서 개발, 맞춤형 제형 연구 등이 다양하게 이루어지면서 실용화에 성큼 다가섰고(Mommaerts et al., 2009; Mommaerts et al., 2010; Shipp et al., 2012), 캐나다와 벨기에 회사들을 통해 Vectorhive^TM, Flying doctor^® 등의 제품으로 딸기, 블루베리 등에서 상업화되어 이용되고 있다(BVT, 2020; Biobest, 2020).

Kevan et al. (2008)은 이 기술이 실용화되기 위해서는 1) 활동력이 우수한 매개곤충, 2) 사용하기 편리한 디스펜서, 3) 병해충 방제효과 뿐만 아니라 매개곤충에 안전한 미생물 제제가 핵심 3가지 요소라 하였다. 이러한 요소를 고려할 때 우리나라는 비벡터링 기술을 도입하여 활용하기에 좋은 여건을 갖추고 있다. 왜냐하면 시설재배 농가에서 뒤영벌을 많이 활용하고 있으며(Yoon et al., 2013), 활용 가능한 디스펜서도 국내 기술력으로 개발된 상태이다(Park et al., 2013).

그러나, 아직 이 기술에 적용 가능한 병해충 방제제 선발에서는 미흡한 편으로 이 기술을 현장에서 확산하는데 애로 사항으로 남아있다. 본 연구에서는 비벡터링 기술에 활용될 수 있는 뒤영벌에 안전한 미생물제제를 선발하고자 하였다.

소규모 망사케이지 시험을 통해 총 7개 미생물제제에 대해 검토하였다. 처리에 앞서 미생물제제 각각의 농도를 실험실에서 배양하여 검토한 결과, 제품을 그대로 사용한 B.t var kurstaki 등 4개 제제는 제품 규격과 유사한 농도를 확인할 수 있어 A. quisgualis AQ94013, B. subtilis KBC1010에 대해서는 농도 측정을 생략하였다(Table 1). 한편, 본 시험에서 이용한 B. bassiana 혼합시료와 같이 제품에 옥수수 가루 같은 미세분말을 섞어서 농도를 조절하는 경우에는 시험에 사용한 혼합시료의 농도를 확인하는 과정이 꼭 필요하며, Kapongo et al. (2008)에서도 B. bassiana의 저, 중, 고 농도의 혼합시료를 만들어 시험에 사용할 시 시료에 대해 미생물 농도를 측정하여 보고하였다.

디스펜서를 빠져나오는 벌 충체에 묻어있는 미생물제제의 농도는 제제에 따라 10³~10⁷ cfu/bee 로 검출되었다(Table 2). 본시험에서 B. subtilis QST713을 넣은 디스펜서를 통과한 벌에서 측정된 미생물제제 농도(6.33 × 10⁵ cfu/bee)는 Park et al. (2012)이 동일 제제로 사용하여 농가 비닐하우스에서 측정한 9.0 × 10⁵~1.9× 10⁶ 보고와도 유사하였다. 한편, 벌의 충체에 묻혀 나오는 제제의 양은 디스펜서에 장착된제제의 농도에 영향을 받을 수 있는데 Kapongo et al. (2008)의 경우에는 저, 중, 고 3단계 농도의 B. bassiana를 장착했을 때 농도가 높을수록 뒤영벌 충체에서 검출되는 농도가 높아지는 결과를 보고했다. 본 시험에서도 제제 농도가 낮은 B. subtilis KBC1010을 장착할 시 벌에서 가장 낮은 농도(약 10³)가 검출 된 반면, 이 보다 높은 B. t. kurstaki, B. subtilis QST713, B. subtilis Y1336 및 B. bassiana를 장착한 디스펜서에서 채집된 벌에서는 10⁵~10⁷의 농도 범위를 보였다.

벌통을 빠져나와 망사케이지내에서 관찰된 뒤영벌은 30~40마리로 매우 활발한 활동을 보였고, 30분간 출입수도 최소 18마리에서 최대 40마리까지였다(Table 2). 농가포장예비조사에서 디스펜서를 설치하지 않은 벌통에서 오후 1시에서 3시 사이에 측정한 뒤영벌의 출입수가 30분간 30마리 내외였는데, 이런 결과로 볼 때 본 케이지시험이 벌에 스트레스를 많이 줄 수 있는 매우 제한된 공간의 시험이지만 벌의 활동량과 벌 충체에서 검출된 미생물 양을 볼 때 벌이 미생물제제에 충분히 노출되어 벌에 대한 제제의 독성여부을 판단할 수 있는 시험조건이라고 판단된다.

제제에 노출된 벌의 사망률은 무처리구에서 11~25%, 처리구에서는 8~35% 범위에 있었다. 이 중 B. bassiana 처리구의 사망률이 무처리보다 유의하게 높아 벌에 독성을 나타내는 것으로 판단된다. B. bassiana에 노출 시 뒤영벌 사망률이 높아지는 것은 Mommarerts et al. (2009)이 미량국소처리법을 통해서도 보고하였다. 한편 B. bassiana는 시설작물의 꽃노랑총채벌레, 가루이등에 방제효과가 있어 비벡터링 기술에 활용을 위해서는 벌에 영향이 없는 범위에서 사용될 수 있도록 제제의 개선이 이루어져야 할 것으로 판단되며, 캐나다의 BVT에서도 시설 해충 방제의 가능성 있는 방제제로 고려하고 있다.

나머지 B. subtilis QST713 등 6종의 제제에 노출된 벌은 무처리구와 비교해서도 통계적으로 사망률에서 차이가 없어 뒤영벌에 대한 영향이 높지 않은 것으로 판단된다(Table 2). IOBC (International Organization for Biological Control of Noxious Animals and Plants) 의 독성 판단기준으로 25% 미만 사충률인 경우 독성이 낮은 것으로 간주한다. 따라서 본 제제들은 대부분 이러한 기준을 충족한다고 볼 수 있다. 시험 후 디스펜서 내부 모습은 약제의 영향을 분명하게 보여준다(Fig. 2). 뒤영벌에서 독성이 있을 경우, 일벌들이 죽은 유충들을 벌통에서 끄집어 내며(Fig. 2a), 독성이 강한 경우에는 다수의 죽은 개체들이 디스펜서내에서 발견되었고, 독성이 약한 경우에는 이러한 사체들이 발견되는 경우가 드물었다(Fig. 2b, c, d). 따라서 본 시험 결과, 6종의 미생물제제가 비벡터링 기술 활용 시 디스펜서에 장착할 수 있는 제제라고 판단된다.

Fig. 2. 
Photos of inner container in each dispenser after two weeks bee-vectoring trials. (a) B. bassiana mixture, (b) B. subtilis QST713, (c) B.t var. kurstaki, and (d) B. subtilis Y1336.

식약처 식품공전 (2020)에서 안전성이 확보된 천연식물보호제 성분은 잔류허용기준의 면제 대상이 된다(Foodcode, 2020). 이러한 성분들이 60여종이 공시되어 있는데, 본 시험에서 선발한 B. subtilis QST713 등 5종도 이 목록에 포함되어 있다. 금후에는 잔류가 문제되지 않는 나머지 식물보호제들에 대해서도 비벡터링 기술에 적용할 수 있는지에 대한 검토가 되어야 할 것이다.

외국의 BVT, 바이오베스트같은 비벡터링 전문회사에서는 기존 제품보다는 자체적으로 적합한 제제를 개발하여 활용하고 있는 실정이다(BVT, 2020; Biobest, 2020). 또한 한 가지 제제뿐만 아니라 살충제, 살균제, 생장보조제 등을 혼합하여 이 기술에 이용하고 있다. 우리나라도 비벡터링기술의 현장보급을 앞당기기 위해서는 적합한 제제 선발에 대한 추가 연구가 시급하다고 할 수 있다.