우리나라는 농작물병, 해충, 잡초 등의 피해를 받는 면적이 연간 약 2억 헥타르(회)에 달하며, 약 25만톤의 농약을 생산하고 사용해야 한다. 활성 성분) 매년.
생물농약은 광범위한 원료 공급원, 비표적 유기체에 대한 안전성, 낮은 독성 및 부작용, 우수한 환경 친화성 등의 특성을 갖고 있어 글로벌 농약 산업 발전의 새로운 추세가 되었습니다. .
1 생산 규모
현재 우리나라에는 약 200개 정도의 생물농약 제조업체가 있습니다. 2004년 등록된 생물농약 활성성분 종류는 140개로 우리나라 농약 전체 활성성분 품종의 15%를 차지하며, 등록된 농약제품의 8%를 차지하는 연간 생산량은 12만~13만톤이다. 전체 농약 생산량의 약 10%를 차지하며 연간 생산량은 약 3억 달러로 총 농약 생산량의 약 10%를 차지하며 사용 면적은 약 4억 에이커입니다. . 현재 신규 개발 및 등록된 생물농약의 수는 매년 4%씩 증가하고 있다.
우리나라의 주요 생물농약에는 Bt 농약, 농업용 항생제, 식물성 농약, 유전자 변형 식물, 바이러스 농약, 곰팡이 농약 및 식물 성장 조절 농약이 포함되어 있습니다. Bt와 Bt는 다양성, 제형, 품질 및 수량 측면에서 선진국과 거리가 멀고 국내외 시장의 요구를 충족시키지 못합니다. 2001년 국가계획위원회 첨단산업화 실증사업에서는 천연식물유래 살충제 피레스로이드, 연간 생산량 6,000톤에 달하는 바이오바이러스성 살충제 '우다오아시스' 시리즈, 진균생물방제제제, 복합생균제제 및 연간 생산량이 5,000톤에 달하는 올리고당 생물농약을 생산하는 5개 생물농약 프로젝트가 승인되었습니다. 2002년에는 바이오바이러스 농약 '안후이 Aolv' 시리즈 연간 3000톤 생산, 닝난마이신 연간 생산 1만톤, 선충 생물학적 방제 제제, 고체 발효 Bt 연간 3만톤 생산 등 바이오농약 프로젝트가 승인됐다.
2 국내외 연구 핫스팟 및 동향
중국의 생물농약 연구는 1950년대 초반에 시작되었으며 현재 생물농약 연구 및 연구 분야의 과학 연구 기관, 대학이 30개가 넘습니다. 개발 특정 작업 조건을 갖춘 연구 단위뿐만 아니라 국가 및 부처 핵심 실험실에서는 생물농약의 자원 스크리닝 및 평가, 유전 공학, 발효 공학, 생산 후 처리 및 엔지니어링 시연 및 검증에 대한 자체 시스템을 구축했습니다.
생물농약의 주요 개발 동향은 유전자 재조합을 중심으로 한 전략적 첨단기술 경쟁이 점점 치열해지고, 핵심 기술 혁신이 크게 가속화되고, 생물농약 연구 및 연구에 최신 분자생물학 방법이 점점 더 많이 적용되고 있다는 점입니다. 개발 최근 몇 년 동안 유전자 변형 생물 농약의 새로운 품종이 지속적으로 등장하고 있으며, 이에 대한 연구 개발과 응용이 보다 안전하고 환경 친화적인 방향으로 발전하고 있으며 생물 농약 산업이 가장 유망한 개발 분야가 되었습니다. 농업 산업에서.
안전하고 효율적이며 환경친화적이며 다기능성인 새로운 품종의 생물농약을 개발함으로써 생물농약 유전공학 및 발효공학의 핵심 기술을 돌파하고 제조 및 가공, 제품 품질, 생물농약의 환경적 거동 등 농산물의 안전성을 확보하고, 인간생태환경을 보호하며, 농업생산의 지속가능한 발전을 달성하기 위한 일련의 연구를 수행합니다.
2.1 세균 및 바이러스성 농약
Bacillus thuringiensis(Bt)는 국내외 주요 농약이다. 우리나라에서는 1950년대부터 Bt 농약에 대한 연구가 시작되어 연간 생산량이 약 40,000톤에 달합니다. 그러나 선진국과 비교하면 우리 제품의 발효 및 제제 수준에는 여전히 상당한 격차가 있습니다. 고효율 및 광범위한 스펙트럼의 엔지니어링 균주는 높은 발효 수준과 높은 발효 제품 회수율로 해외 생산에 널리 사용되었습니다. 정제, ES(유화현탁액), 서방제, 생물학적 코팅제 등이 있습니다. 그러나 국내 생산 균주의 대부분은 Bt Bacillus thuringiensis (Bt) k 유형이며 제품 제형은 수화제 및 현탁제뿐입니다. 액체 발효 공정은 주로 회분식 발효 기술을 사용하고 추출 후 기술은 원심 분리 농축을 사용합니다. 과정을 거치면서 발효액이 생성되면서 시너지 인자 등 유효 성분이 다량 손실됩니다. 또한, 우리나라의 현재 분무건조 장비 역시 제품 회수율 향상을 제한하고 있습니다. 안정적인 효능과 광범위한 제어 범위를 갖춘 Bt 조작 곰팡이를 만들기 위해 유전 공학 기술을 사용하는 것은 Bt 생물농약 개발의 새로운 추세입니다.
표적 해충에 대한 지속적인 방제 효과를 갖는 곤충바이러스 살충제에 대한 연구는 1970년대부터 시작됐다. 지난 세기 목화나방의 발생은 목화나방 핵다각체증 바이러스 살충제의 개발을 촉진했습니다.
우리나라에 등록된 바이러스성 살충제 15종 중 12종이 볼웜 핵다각체증 바이러스인데, 이는 우리나라가 현재 단일 품종의 곤충바이러스성 살충제를 보유하고 있음을 나타냅니다.
신규 살충 미생물 제제: 잎벌레, 비트 거세미벌레 등 나비목 해충을 주요 방제 대상으로 하여 고효율 광역 Bt 제제 개발 및 활용에 관한 연구를 진행하겠습니다. 우리나라의 매우 풍부한 미생물 자원을 최대한 활용하여 독립적인 지적 재산권과 중요한 응용 가치를 지닌 새로운 내충성 및 질병 저항성 단백질 유전자를 분리합니다. 살충 단백질 유전자 조합, 분자 진화, 다양한 영역의 아미노산 위치 지정 돌연변이 유발, 융합, 교환 및 기타 분자 설계 방법을 통해 살충 독성을 더욱 향상시키고 살충 스펙트럼을 확장할 수 있습니다.
2.2 농업용 항생제
우리나라의 농업용 항생제는 전체 생물농약 생산량의 90%를 차지하고 있지만, 실용화할 수 있는 독립적인 지적재산권을 보유한 새로운 농업용 항생제 품종은 거의 없다. 1990년대 이후 중국에서는 독립적인 지적재산권을 가진 일부 새로운 농업저항성 품종이 선별되어 보고되었으며, 그 중 살충항생물질로는 타이마이신(Taimycin), 살균항생물질로는 닝난마이신(Ningnanmycin) 등이 있으나 현재는 닝난 품종만이 실용화되고 있다. 난마이신(Nanmycin) 종류입니다. 우리나라는 현재 29종의 살충 및 살균항생제 농약을 보유하고 있으며, 120개 제품, 약 100개 제조사를 보유하고 있으며, 연간 조제약 생산량은 8만톤 이상이다. 중국은 농업용 항생물질의 주요 생산국이지만 아직 영향력 있는 새로운 항생물질을 창출하지 못했다. 농업 저항성 품종. 세계적으로 볼 때 가장 영향력 있는 새로운 살충항생제인 아베르멕틴과 제초항생제 프톡사졸린은 1980년대에 발견되었고, 가장 영향력 있는 새로운 살충항생제인 스피노사드와 살균항생제 스트로빌루린은 1990년대에 발견되었습니다. 그 중 아버멕틴(Avermectin)은 미국 머크(Merck) 등의 회사에서 개발하여 세계 최고의 제품이 되었습니다. 세계 최고의 생물농약 및 살균제 제품이 될 것으로 기대됩니다.
우리나라 '9차 5개년 계획'에 등록된 닝난마이신의 발효과정은 더욱 개선될 필요가 있다. Zhongshengmycin은 벼 세균성 잎 마름병과 같은 다양한 세균성 질병에 대해 상당한 방제 효과가 있습니다. 현재 수성제와 수화제의 두 가지 유형만 있으므로 다양한 작물과 다양한 생태 환경의 적용 요구를 충족할 수 없습니다.
일부 천연 농업 항생제의 구조를 변형하여 용도를 늘리거나 효능을 향상시키는 데 중점을 두고 오래된 품종의 연구 개발을 강화하고 대사를 통해 징강 곰팡이를 크게 개선하는 데 초점을 맞춘 고도로 표적화된 화학적 변형 기술을 개발합니다. 공학 난창마이신 및 메일링이신과 같은 징강마이신 생산 박테리아는 기존 산업 생산 균주의 생산량을 초과했으며, 유전자 클러스터의 연속 녹아웃을 통해 공학적으로 난창마이신 또는 메일링이신만 생산하여 새로운 활성 박테리아를 얻을 수 있습니다. 조합 생합성을 통한 파생 항생제. 발효 공학 기술을 사용하여 농업용 항생제의 발효 및 대사 규칙을 연구하고 발효 수준을 크게 향상시키는 새로운 공정과 새로운 제형 처리 기술을 얻습니다.
해양 미생물, 곤충 병원성 박테리아 및 장내 미생물에 대한 연구는 최근 몇 년간 특정 서식지에서 특정 살충 또는 항균 대사산물을 생산할 수 있다는 진전을 이루었습니다. 결과는 Xenorhabdus nematophilum Beijing 변종에서 생산된 이소쿠마린 유도체가 감자 역병, 토마토 역병 및 흰가루병과 같은 중요한 질병에 대해 우수한 방제 효과가 있음을 보여줍니다.
2.3 곰팡이 제제
곤충병원성 곰팡이는 해충의 살충제 저항성 문제를 해결할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 1980년대 후반부터 해외에서는 40종 이상의 곰팡이 농약이 등록되어 널리 사용되고 있다. 곤충병원성 진균 자원 수집, 독성 균주 스크리닝, 살충 진균의 감염 메커니즘, 유전공학을 이용한 독성 균주 형질전환 등에 관한 연구를 수행합니다. Agrobacterium 매개 곰팡이 형질전환 기술을 이용하여 곤충 껍질을 분해하는 클로닝된 protease와 chitinase 유전자를 Beauveria bassiana에 도입하였습니다. 진딧물 등 흡인해충에 대한 방제효과가 현저히 향상된 재조합 균주를 선별합니다. Ecdysone을 유도제로 사용하여 규제 시스템을 구축하고, 낮은 습도와 다양한 온도에서 살충 진균 포자의 발아 및 감염을 촉진하고 살충 진균의 유효 기간을 늘릴 수 있는 보조제를 스크리닝하는 유전 공학 기술은 매우 효율적인 방법이 되었습니다. 살충 곰팡이 균주를 번식시킵니다.
살충 곰팡이 농약 중 보베리아 바시아나(Beauveria bassiana)는 매년 1,000만 에이커가 넘는 면적에서 소나무 유충과 옥수수 천공충을 방제하는 데 가장 오랜 연구 역사와 최대 규모의 연구팀을 보유하고 있다. 주요 살균성 살균제에는 Trichoderma wait가 포함됩니다.
트리코더마는 1930년대 식물병 예방 효과가 발견된 이래로 가장 많은 연구와 가장 큰 응용 분야를 가진 살균제였으며 현재 제품은 주로 액체-고체 2단계 발효를 통해 분생포자를 생산하고 있다. 1990년대 후반 미국에서 개발된 액상발효 클라미도스포어 생산공정은 트리코더마 산업화에 새로운 길을 제시할 것으로 기대된다. Trichoderma가 생산하는 클라미도스포어의 조절 메커니즘에 대한 연구를 수행하고 Paecilomyces basidioides와 같은 효율적인 균주를 선별하고 공학적 균주를 구축하여 곰팡이 발효 과정의 획기적인 기술 지원을 제공합니다.
2.4 새로운 식물 활성화 단백질
식물의 면역력을 자극하고 질병 저항성을 자극하며 생산량을 증가시키는 단백질 활성화제에 대한 연구는 국내외에서 폭넓은 관심과 주목을 받고 있습니다. 2000년 미국 기업 EDEN이 세균성 알레르겐을 원료로 개발한 농약 제품인 메신저(Messenger)는 미국에 등록되어 EPA에 검사 잔류물 면제 농약 제품으로 등재되어 모든 작물에 사용이 허용되었습니다. 현재 미국, 멕시코 및 기타 국가의 담배, 야채 및 과일에 널리 사용됩니다. 2004년 농업부 살충제 통제 연구소(ICAMA)의 승인을 받은 후 Kangzhuangsu는 임시 살충제 등록 인증서를 획득하고 첫 번째 배치에서 토마토, 고추, 담배 및 유채에 사용하도록 권장되었습니다.
Activator와 HarpinXo는 현재 중국에서 개발되고 있으며, 현재 우리나라에서는 여러 식물 활성화 인자 유전공학 균주를 성공적으로 분리 및 확보하고 있습니다. 현장 실험에 따르면 단백질 농약을 활성화하면 다양한 식물 바이러스 질병을 70% 예방하고 수확량을 10% 이상 늘릴 수 있는 것으로 나타났습니다. 2004년 결과는 농업부의 성과 평가를 통과하여 유사한 수준의 국제 선진 수준에 도달했습니다. 연구.
2.5 생화학 및 새로운 농약 유도제
1980년대에 학자들은 키틴과 곰팡이 및 식물 세포벽에서 추출된 기타 물질이 식물의 다양한 신호 전달 경로를 활성화할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 새로운 유형의 생물학적 유도제(올리고당, 당단백질, 폴리펩티드, 지방산 및 기타 물질 포함), 생화학 살충제의 연구 개발, 생산 및 응용은 외국 과학 기술계와 국제 다국적 기업의 큰 관심을 끌었습니다. 중국은 높은 평가를 받아야 하는 올리고당과 같은 생물학적 유발제에 대한 풍부한 자원과 R&D 이점을 가지고 있습니다. 출력은 10%에서 30%까지 크게 증가할 수 있습니다.
곤충 생화학적(소화)효소 억제제에 관한 최신 연구에 따르면 저분자 단백질과 유기지방산(히알루론산)이 곤충 생화학적(소화)효소를 강력하게 억제하는 효과가 있어 곤충을 사멸시키는 것으로 나타났다. 또한 선충류, 곰팡이, 박테리아 및 바이러스의 이중 저항성을 가지고 있습니다.
3 생물농약 타당성 분석의 활발한 개발
(1) 풍부한 생물자원. 우리나라는 세계 생물유전자원의 10%를 보유하고 있는 생물자원이 풍부한 나라입니다. 불완전한 통계에 따르면 우리나라에는 약 26만종의 동식물, 미생물이 존재하고 있으며, 다른 나라에서는 보기 드문 풍부한 인간유전자원이 존재하고 있다. 현재 우리나라는 30만여 종의 작물 생식질 물질을 보존하고 있으며 세계 1위를 차지하고 있으며 우리나라의 생명과학과 생명공학 발전을 위한 풍부한 물질을 제공하고 있습니다. 이 장점은 대체할 수 없고 배타적입니다.
(2) 환경 보호 및 시장 수요. 농림부 통계에 따르면 우리나라의 농작물병해충은 일년 내내 약 60억 에이커의 면적에서 발생하여 매년 1,600만 톤의 식량 손실을 가져오고, 80만 톤 이상의 식량 손실을 가져온다. 매년 화학 농약 제제를 생산하고 사용해야 합니다. 그 중 80%가 독성이 강한 농약으로, 과일과 채소의 20% 이상, 곡물의 10% 이상이 기준을 초과하는 농약 잔류물을 함유하고 있습니다. 그러므로 생물농약 산업의 발전은 농업의 지속가능한 발전을 보장하고 국민의 생명과 건강을 보호하며 생태환경을 보호하는 데 매우 중요합니다. 이는 우리나라 농산물 수출에 매우 유리한 조건을 조성하고 국제화를 크게 향상시킬 것입니다. 우리나라 농산물의 경쟁력. 우리나라는 모든 살충제에서 생물농약의 비율을 현재 10%에서 2015년까지 30%로 늘릴 계획입니다.
중국의 WTO 가입에 대응하여 선진국들은 제품 수입에 대한 기술적 기준을 조정하고 높였으며, 농산물이 그 영향을 가장 크게 받았습니다. 유럽연합은 2003년 12월 31일에 유럽연합에서 320종의 농약 판매를 공식적으로 금지했습니다. 여기에는 31종의 살충제를 포함해 중국에서 생산된 60종 이상의 농약과 살균제, 제초제를 포함한 기타 농약이 포함됩니다. 우리나라에서는 생산량과 사용 범위가 일정 규모에 도달했습니다.
따라서 생물농약의 연구개발은 농산물의 고품질, 안전한 생산을 효과적으로 달성하고, 농산물의 경제적 부가가치를 높이며, 우리나라 농산물 및 부업의 수출시장을 확대하는 것이 최우선 과제가 되었습니다. 제품을 생산하고, 녹색농업 발전을 촉진합니다.
(3) 연구팀은 계속해서 성장하고 있습니다. 우리나라는 생물농약 기술 분야에서 높은 수준의 R&D 팀과 상당한 업무 기반을 구성했으며 혁신과 개발 능력이 지속적으로 향상되었습니다. 현재 우리나라에는 30여개의 생물농약 연구기관과 약 200여개의 생물농약 생산업체, 2만명의 생명공학 R&D 인력이 매년 약 4,600여명의 생명공학 전공 대학생과 대학원생이 대열에 합류하고 있다. 생명공학 연구개발 측면에서는 어느 정도 경쟁력을 갖춘 연구팀이 형성되기 시작했다.
(4) 정부 정책의 지원. 우리 정부는 무공해 농업생산기술 개발을 매우 중요하게 생각하고 있습니다. 1996년 "중국의 의제 21"에는 선정된 첫 번째 프로젝트 중 생물농약의 연구 개발이 포함되었습니다. 1998년 "2116 프로젝트"에는 주요 프로젝트 개발 계획의 첫 번째 배치에 생물농약, 미생물 비료, 식물 성장 조절제 및 미생물 분해 제제도 포함되었습니다. 중국녹색식품개발센터와 유기농식품개발센터도 설립됐다. 베이징, 푸젠성 및 기타 성 및 도시에서는 무공해 생산에 대한 규정을 제정하여 야채 생산 시 독성이 강한 농약 및 일부 독성이 강한 농약의 사용을 금지한다고 명확히 규정했습니다.
4 우리나라 생물농약의 발전 방향과 해결해야 할 문제
우리나라 농약산업 전체에서 생물농약이 차지하는 비중은 상당히 제한적이며, 선진국과 비교하면 여전히 격차가 크다.
우리나라의 생물농약 개발에 존재하는 뛰어난 어려움과 문제점을 고려하여 다음과 같이 권고합니다. 첫째, 경제적, 사회적 이익이라는 이중적 관점에서 개발 전망을 고려하고, 생물 농약 개발, 연구 개발 자금 증가, 기업의 세금 및 수수료를 삭감하거나 인하해야 하며, 독성이 높고 독성이 높으며 잔류량이 많은 화학 농약의 사용을 금지하거나 제한해야 합니다. 둘째, 자원 우위의 통합과 통합 혁신을 촉진하여 전국적으로 개발 능력과 대규모 생산을 모두 갖춘 대규모 생물농약 회사를 형성하고 점차적으로 다품종 구조의 생물농약 산업 발전 패턴을 형성해야 합니다. 셋째, 기업과 농업기술 부서는 농민들이 생물농약 사용을 숙달할 수 있도록 생물농약의 기술 홍보를 강화하기 위해 협력합니다.