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[독성 농약을 벌레로 대체하는 친환경 농업용 젤] 스위스 뉴샤텔 대학의 패트릭 팔렛(Patrick Fallet)이 이끄는 과학자 팀은 특히 유충을 표적으로 삼기 위해 르완다 토종 EPN( Steinernema carpocapsae )을 유전적으로 변형하는 작업을 시작했다. 그런 다음 연구원들은 무독성 생분해성 카르복시메틸 셀룰로오스의 젤라틴 매트릭스에 부유된 살아있는 선충으로 구성된 하이드로겔을 만들었다.

박영숙세계미래보고서저자 | 기사입력 2024/04/17 [09:24]

[독성 농약을 벌레로 대체하는 친환경 농업용 젤] 스위스 뉴샤텔 대학의 패트릭 팔렛(Patrick Fallet)이 이끄는 과학자 팀은 특히 유충을 표적으로 삼기 위해 르완다 토종 EPN( Steinernema carpocapsae )을 유전적으로 변형하는 작업을 시작했다. 그런 다음 연구원들은 무독성 생분해성 카르복시메틸 셀룰로오스의 젤라틴 매트릭스에 부유된 살아있는 선충으로 구성된 하이드로겔을 만들었다.

박영숙세계미래보고서저자 | 입력 : 2024/04/17 [09:24]

 

독성 농약을 벌레로 대체하는 친환경 농업용 젤

자연의 해충 방제사, 선충류: 친환경 농업의 새로운 동반자

토양 속 작은 세계에는 자연적인 해충 방제자로서 기능하는 선충류가 존재한다. 통상적으로 토양의 상단 몇 인치에서 발견되는 이 작은 회충들은 길이가 일반적으로 2.5mm를 넘지 않으며, 그들 중 일부는 식물의 뿌리를 손상시키지만 다른 일부는 농업에 유익한 영향을 미친다.

곤충병원성 선충의 역할

특히 주목할 만한 선충류는 곤충병원성 선충(Entomopathogenic nematodes, EPN)으로, 이들은 곤충의 몸 안에 알을 낳을 뿐만 아니라 숙주 곤충을 신속하게 제거하는 독소를 분비한다. 이 과정에서 EPN은 곤충의 몸을 이용하여 번식하며, 해당 곤충이 작물을 해치는 해충인 경우, 농업에 큰 도움이 된다.

친환경 해충 방제법

최근 자연 친화적인 방법에 대한 수요가 증가함에 따라, 많은 농부들이 화학 농약에 대한 의존도를 줄이고 있다. 이러한 상황에서 EPN은 무농약 해충 관리 방법으로 떠오르고 있다. 벌레를 활용한 이 생물학적 방제법은 토양에 직접 액체 제형으로 도입되어 자연스럽게 해충을 제거하고, 이로써 작물을 보호한다.

농업에서의 적용 가능성

EPN의 이용은 친환경 농업뿐만 아니라 지속 가능한 농업을 실현할 수 있는 방법 중 하나로 간주된다. EPN이 해충을 표적으로 삼는 방식은 특정 해충에게만 영향을 미칠 뿐 다른 유용한 곤충이나 환경에는 해롭지 않다는 점에서 큰 장점을 가진다. 또한, 이들은 작물의 건강과 수확량을 직접적으로 증진시키는 효과도 가져온다.

EPN이 제공하는 자연스러운 해충 관리 솔루션은 농업 기술의 한계를 넓히고, 환경에 미치는 부정적 영향을 최소화하는 동시에 농작물의 질과 수량을 향상시킬 수 있는 가능성을 내포하고 있다. 이러한 자연 친화적 접근 방식은 미래의 지속 가능한 농업을 위한 중요한 발판이 될 것으로 기대된다.

작지만 강력한 자연의 해충 방제군, 곤충병원성 선충(EPN) 소개

토양 속에서 살아가는 작은 선충, 우리에게 익숙한 벌레와는 조금 다른 모습을 가진 이 작은 생명체는 사실 우리 농작물을 지키는 중요한 역할한다. 길이가 약 2.5mm 정도밖에 되지 않는 선충 중 일부 종은 우리 농작물을 해치는 해충을 물리치는 자연의 해충 방제군으로 활용된다.

EPN이란 무엇일까요?

EPN은 곤충병원성 선충의 약자로, 곤충의 몸에 알을 낳는 선충을 뜻한다. 이 선충은 숙주 곤충의 몸에 알을 낳으면서 독소를 분비하여 곤충을 빠르게 죽인다. 다행히도 EPN은 인간이나 다른 동물에게는 해를 끼치지 않는다.

EPN의 작동 방식

EPN은 토양 속에서 곤충의 기를 찾아 다니며, 곤충을 발견하면 몸에 알을 낳는다. 숙주 곤충이 EPN의 알을 먹으면 알이 곤충의 몸 안에서 부화하여 독소를 분비하기 시작한다. 이 독소는 곤충을 빠르게 죽이고 EPN은 죽은 곤충의 영양분을 흡수하며 번식한다.

EPN의 활용

EPN은 화학농약의 부작용 없이 해충을 방제할 수 있는 친환경적인 해충 방제 방법으로 주목받고 있다. 농부들은 액체 제제로 EPN을 토양에 도입하여 해충을 효과적으로 제거할 수 있다. 특히, EPN은 다양한 종류의 해충에 효과적이며, 지속적인 사용으로 해충에 대한 내성을 발생시킬 가능성이 낮다는 장점가진다.

들판에 단 옥수수의 성숙한 노란색 개암 나무 열매 하나 가을에 옥수수 작물을 모으십시오 | 프리미엄 사진

EPN의 장점

  • 안전성: 인간과 다른 동물에게 무해
  • 효과: 다양한 해충에 효과적
  • 지속성: 지속적인 사용으로 해충에 대한 내성 발생 가능성 낮음
  • 환경친화: 화학농약 사용 감소로 환경 오염 감소

EPN 활용 시 주의사항

  • 적절한 종류의 EPN 선택: 해충 종류에 맞는 EPN을 선택해야 효과적
  • 적절한 시기 사용: 해충의 발생 초기 단계에 사용해야 효과적
  • 적절한 양 사용: 과다 사용은 오히려 역효과를 초래할 수 있음
  • 다른 생물적 방제 방법과 병행 사용: 더욱 효과적인 해충 방제 가능

작고 보이지 않지만 강력한 자연의 해충 방제군, EPN은 우리 농작물을 안전하게 지키면서 환경 오염을 줄이는 데 중요한 역할한다. 지속 가능한 농업을 위해 EPN과 같은 친환경적인 해충 방제 방법활용점점 더 중요해지고 있다.

 

코킹건을 사용하여 옥수수 식물의 소용돌이에 젤을 적용합니다.
코킹건을 사용하여 옥수수 식물의 소용돌이에 젤을 적용한다.
패트릭 팔렛
 
 

벌레가 채워진 젤은 환경 친화적이지 않은 살충제를 사용하지 않고도 해충으로부터 작물을 보호하는 것으로 나타났다. 그다지 비밀스럽지 않은 성분은 수십 마리의 작은 선충류인데, 이들은 일반적으로 지하 서식지 밖에서는 생존할 수 없다.

선충류는 일반적으로 토양의 상단 몇 인치에서 발견되는 작은 회충이다. 길이가 약 2.5mm를 초과하는 경우는 거의 없다. 그리고 일부 종은 식물의 뿌리를 먹는 반면 , 다른 종은 유익한 효과를 나타낸다.

곤충병원성 선충(EPN)으로 알려진 다른 종 중 하나는 곤충의 몸에 알을 낳는다. 벌레가 알을 낳으면서 숙주 곤충을 빠르게 죽이는 독소를 분비한다. 때때로 이러한 곤충은 작물을 먹는 해충이다. 그러한 경우 농부들은 실제로 무농약 해충 방제 수단으로 액체 제제를 통해 토양에 EPN을 도입 할 수 있다.

선충류는 가을 거염벌레 애벌레를 감염시켜 죽인 후 그 애벌레에서 나옵니다.
닐 빌라드

불행하게도 EPN이 토양에서 제거되면 태양의 자외선에 노출되거나 단순히 건조되어 곧 죽는다. 이는 대부분의 해충이 먹는 식물의 일부인 식물의 잎에 이 물질을 적용할 수 없음을 의미한다. 그러한 해충 중 하나는 가을 거염벌레 애벌레로, 이는 아프리카와 아시아의 옥수수 작물에 큰 피해를 준다.

이것이 바로 새로운 선충 보호 젤이 등장하는 곳.

스위스 뉴샤텔 대학의 패트릭 팔렛(Patrick Fallet)이 이끄는 과학자 팀은 특히 유충을 표적으로 삼기 위해 르완다 토종 EPN( Steinernema carpocapsae )을 유전적으로 변형하는 작업을 시작했다. 그런 다음 연구원들은 무독성 생분해성 카르복시메틸 셀룰로오스의 젤라틴 매트릭스에 부유된 살아있는 선충으로 구성된 하이드로겔을 만들었다.

르완다에서 실시된 현장 시험에서 자원 봉사자들은 코킹 건을 사용하여 한 성장 시즌 동안 2주마다 옥수수 소용돌이에 젤을 바른다. 소용돌이는 잎이 자라면서 바깥쪽으로 방사되는 식물의 지점이다. 다른 옥수수 플롯은 상업용 액체 선충 제제로 처리되거나 일반적으로 사용되는 살충제 사이퍼메트린으로 처리되거나 대조군으로 처리되지 않은 채로 두었다.

과학자들은 일부 옥수수 식물에서 가을 거세미벌레의 생존을 평가한다.
스테판 토퍼

세 가지 처리 모두 애벌레에 어느 정도 영향을 미쳤지만 젤이 가장 잘 작동하여 대조군에 비해 침입을 약 50% 줄였다. 그 결과, 젤 처리된 농장에서는 헥타르당 옥수수 1톤을 추가로 생산했다.

Fallet과 동료들은 하이드로겔의 상업용 버전은 기존 살충제보다 가격이 저렴해야 하며 사람이나 환경에 해롭지 않으며 거위벌레가 저항성을 갖지 않을 것이라고 말한다.

"전체적인 결과는 정밀하게 구성되고 적용하기 쉬운 선충이 FAW(가을 거염벌레) 방제를 위한 살충제에 대한 매우 효과적이고 저렴하며 지속 가능한 대안이 될 수 있음을 의미합니다."라고 과학자들은 최근 발표된 연구에 관한 논문에서 밝혔다. PNAS Nexus 저널에 게재되었다출처: EurekAlert를 통한 PNAS Nexus

 

 

 
 
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