농업미생물 자원 확보 및 실용화 기술 개발
영역 |
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어젠다 |
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대과제 |
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과제 및 세부과제명 |
과제구분 |
연구분야 |
수행기간 |
과제책임자 및 세부과제 책임자 |
농업미생물 자원 확보 및 실용화 기술 개발 |
기관고유 |
미생물 |
’20~’23 |
버섯연구소 |
백일선 |
1) 작물 생육촉진용 미생물 개발 및 현장 적용연구 |
기관고유 |
미생물 |
’20~’23 |
버섯연구소 |
백일선 |
2) 복합 병 방제용 미생물 개발 및 현장 적용연구 |
기관고유 |
미생물 |
’20~’23 |
버섯연구소 |
문지영 |
색인용어 |
친환경농업, 미생물, 생육촉진, 병 방제 |
- 연구개발의 필요성
- 농업미생물은 화학비료와 농약을 대체할 수 있는 가장 중요한 친환경농업의 자원이며, 친환경 재배작물 농가에서는 작물생육촉진, 양분공급(생물비료), 병충해방제(생물농약) 등을 목적으로 유용한 미생물을 활용하고 있음.
- 친환경농산물에 대한 수요 증대, 친환경농업 및 녹색성장에 따른 유용미생물의 수요와 시장 증가로 작물 생육촉진 및 병방제에 활성을 가지는 미생물제 개발이 확대되고 있으며, 미생물제로 가장 많이 상용되는 바실러스는 내생포자를 생성하여 제제화하기 용이한 미생물로 활용도가 높음(Nicholson, 2002; Cawoy et al., 2011).
- 식물호르몬 생산, 질소고정능, 박테리오클로로필 함량 우수 등 농업적 기능성이 우수한미생물을 지속적으로 탐색하고 선발할 필요가 있음.
- 최근에는 건강한 작물 주변의 마이크로바이옴을 정밀 진단하여 미생물군집을 인공적으로 토양에 처리하여 병을 방제하고 수량을 증가시키는 식물 마이크로바이옴 연구가 이루어지고 있음.
- 경작지 건전토의 미생물 분포는 호기성세균, 방선균, 사상균, Pseudomonas sp., Bacillus sp., Azotobacter sp. 탈질균, 암모니아산화균, 아질산산화세균 등 있음(Suh and Shin ,1997).
- 밭토양에서 분리된 인산가용화균은 Bacillus pumilus, Breviacillus sp., Paenibacills peoriae, Cedecea davisae, Pseudomonas chlororaphis, 시설재배지 토양에서 분리한 인산가용화균은 Bacillus lentimorbus, Bacillus megaterium, Cellulimonas biazotea, Cellulomonas turbata 등이 있음(Shu and Kwon, 2008).
- 식물에 대한 양분흡수는 토양의 pH에 의해 영향을 받으며 작물마다 적합 재배 pH는 다르지만 일반적으로 pH 6.5 내외에서 토양의 미네랄 및 칼슘이 풍부하므로 토양의 산성화를 막는 것이 중요함.
- 국내에 등록된 토양개량 및 작물생육용 미생물제는 173종, 병충해방제용 미생물제는 103종으로 알려져 있으며(2019), 국내에서 개발된 생물농약의 90%이상이 Bacillus sp.로 펩타이드계의 항균물질을 생산함.
- 토양근권미생물은 작물의 뿌리생육 발달에 유리한 토양환경을 조성하며 토양 내 유해균과 길항작용으로 유익균을 증가시키는 역할을 함.
- 유익한 토양미생물은 각종 양분을 가용화하며 유기질을 분해하여 토양 내 유기물 함량을 높여주므로 토양개량제로서의 생물비료 개발이 지속적으로 필요함.
- 농업 현장에서 미생물비료(biofertilizer)로 가장 많이 활용되고 있는 광합성세균은 IAA 생성, 질소고정 등의 역할을 함.
- 세계 미생물제품 시장 규모는 2,590억 달러(297조원, 2016년)이고, 그 중 농업미생물시장은 23억 달러(2조6,400억원, 2015년) 수준임. 농업미생물 시장은 연간 평균 15.5% 성장하여 2020년까지 47억 달러(5조4,300억원)까지 성장할 것으로 예상됨. (Global Agricultural Microbials Market – Growth, Forecasts and Trends (2016-2021), Research and Markets)
- 국내 미생물 시장 규모는 3.4조원(2016)이며, 그 중 미생물비료가 297억, 미생물농약이 139억으로 증가되고 있는 실정임.
- 국내 미생물 시장의 대표 기업으로는 팜한농, 그린바이오텍, 대유(농업용), CTC바이오, 대호 (축산용), 대상, CJ, 국순당, 오뚜기, 샘표(식품용) 등이 있으며 이들 기업은 연평균 3.5%의 성장을 보이고 있음.
- 전 세계적으로 생물다양성이 감소되는 위기상황으로 1992년 생물다양성협약(CBD; Convention on Biological Diversity)이 채택됨. 생물다양성협약은 생물 및 유전자원에 대한 국가의 주권적 권리가 인정되고, 이용으로부터 발생하는 이익의 공정하고 공평한 공유를 규정함.
- 2010년 UN 생물다양성협약 10차 총회에서 ‘생물 및 유전자원에 대한 접근 및 그것으로 인하여 발생되는 이익의 공유’를 다룬 나고야의정서(ABS; Nagoya Protocol on Access and Benefit Sharing)가 채택됨. 우리나라도 2018년 8월 18일, 나고야의정서 이행을 위한 유전자원법이 전면 시행됨. 따라서 외국의 생물 및 유전자원을 사용할 때 제공국에게 사전에 통보하여 허가를 받고, 발생한 이익에 대하여 대가(로열티)를 지불해야 함. 이로 인한 분쟁이 생겼을 경우, 우리나라는 환경부 국립생물자원관에서 대응, 교육 등을 수행함
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