농업부산물을 활용한 농산업 소재 개발

영역	2	어젠다		1	대과제		3
과제 및 세부과제명			과제구분	연구분야	수행기간	과제책임자 및 세부과제 책임자
농업부산물을 활용한 농산업 소재 개발			기관고유	유기농업	’20∼’26	친환경미생물연구소	장재은
1) 느타리 수확후 부산물 유기자원화 연구			지역특화	유기농업	’20~’23	친환경미생물연구소	장재은
2) 농업 부산물을 활용한 친환경 사과 병 방제 기술 개발			기관고유	유기농업	’20~’22	친환경미생물연구소	남주희
3) 배추과 뿌리혹병 방제용 미생물 활용기술개발 및 현장실증			어젠다	유기농업	’22~’26	친환경미생물연구소	남주희
색인용어	농업부산물, 버섯수확후배지, 퇴비, 유기자원, 사과, 배추과, 뿌리혹병, 탄저병, 겹무늬썩음병, 탄소중립

◈ 연구개발의 필요성

버섯 수확후배지(Spent Mushroom Substrate)는 국내 약 46만톤/년 정도 발생되고 있음

느타리 주생산지인 경기도는 전국생산량의 70.8%을 점유하고 있으며, 느타리 SMS 발생량이 약 16만톤에 이르는 것으로 추정됨

SMS는 수분함량이 약 65%이고 유기물함량이 높기 때문에 쉽게 부패되는 단점이 있어 제 때에 사용되지 못하고 방치될 경우 환경오염 등 문제점 발생할 수 있음

SMS는 대부분 가축분퇴비 제조에 활용되고 있으나, SMS 발생량 대비 수요가 낮아 새로운 소비처 개발이 요구됨

SMS의 소비 및 수요확대를 위해 대량소비가 가능한 퇴비, 바이오차, 가축사료 등에 활용할 수 있는 기술 개발이 필요함

정부가 발표한 2050 탄소중립 추진으로 저탄소농업 기술에서 바이오차는 유일한 탄소포집기술로 바이오매스를 350℃이상 온도로 가열하여 발생하는 고체물질로 H/C 0.7이하이면 바이오차의 탄소저장효과가 인정되며 현재 목재 및 왕겨 부산물을 이용하여 바이오차 생산하며 버섯수확후배지 부산물을 이용한 바이오차 이용기술 개발이 필요함

가축분퇴비에 수분조절용 톱밥(혼합 30~40%)을 현물 또는 건조 SMS로 대체할 수 있는 영농기술을 개발하였고 축분퇴비공장에서 현장 실증기술 개발이 필요함

경기도에서 공공급식으로 출하되는 과수 중 사과는 학교수요량이 약 147톤으로 수요량이 높지만, 공급량은 약 20톤으로 수요에 비하여 공급이 매우 낮은 편에 속하며(친농연, 2019), 친환경 병해충 문제로 급식 품위기준이 맞지않는 것이 원인으로 나타남

국내 사과나무에 병을 일으키는 병원체는 곰팡이, 세균, 바이러스로 알려져있고, 이로부터 약 41여종의 병이 발생하는데(한국식물병리학회, 2009) 친환경 방제가 까다로워 수확량과 경제적 손실이 큼.

유기농업자재 공시 자재는 총 1,809종으로 병해관리용 등 6분류로 나뉘어져있고, 토양개량 및 작물생육용이 907종으로 전체 비율의 50% 이상을 차지하며, 병해관리용은 197종(10.9%), 병충해관리용 114종(6.3%)로 적은 편에 속함(국립농산물품질관리원, 2019)

경기도 친환경 사과 재배지에서는 예방적 관리로 석회보르도액, 석회유황합제를 주로 사용하고 있으며 그 외 미생물제, 식물추출물(자가제조) 등을 교호로 사용하고 있으나 사용하고 있는 농자재 및 시판중인 유기농업자재 20여종 스크리닝 결과 일부 미생물제를 제외하고는 방제효과가 50% 미만으로 효과가 미비하였음.

사과 병원균 중 경제적 피해를 입히는 병해는 점무늬낙엽병, 갈색무늬병, 겹무늬썩음병 및 탄저병 4종 정도이며, 겹무늬 썩음병과 탄저병은 과실을 직접 부패시키며 저장 중 많은 피해를 입히고 있는 병으로 방제 연구가 지속적으로 필요함

뿌리혹병(Clubroot)을 발생시키는 Plasmodiophora brassicae는 원생동물계(Protozoa) 뿌리혹균문(Plasmodi ophoromycota)에 속하는 절대기생균으로 휴면포자가 토양 내 장기간 생존하기 때문에 약제 처리로도 방제 효과를 얻기 어려운 난방제 병해임

Net-zero 선언(’20.10, VIP) 후속으로 탄소중립위원회 출범(’21.5), 국가 탄소 중립 시나리오 수립(’21.10), 국제 메탄서약(’21.11., COP26) 실시

친환경 소재 농자재 개발 및 보급 촉진을 위해, 농업 부산물을 산소공급이 제한된 조건에서 열분해하여 화학적으로 안정적인 탄소결합을 형성하는 바이오차로 변환하는 연구가 증가하고 있음

박테리아 방제재(Bacterial Bio-pesticides)는 4가지 범주로 분류함; crystalliferous spore formers(Bacillus thuringiensis); obligate pathogens(Serratia marcesens); facultatative pathogens(Pseudomonas aeruginosa). 안전성과 효율성 때문에 spore farmers가 상업적인 목적으로 가장 널리 채택됨

생물학적 방제법이 현장에서 효과를 나타내기 위해서는 미생물 저장과 현장에서의 생존 능력이 중요한데, 염류변화, pH, 토양 내 수분장력, 입상, 삼투압 등 기주-기생체 및 근권에서 일어나는 차이를 줄여가는 연구를 통한 현장 적용 가능한 생물학적 병해충 방제재 개발이 필요함

친환경(유기농, 무농약) 배추과 채소 재배 시 뿌리혹병 방제를 위한 현장 적용이 가능한 생물학적 병해충 관리용 유기농업자재 개발 연구가 시급한 상황임

 

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