스웨덴 말뫼대학교(Malmo University)의 Anton Fagerstrom 박사는 식물 장벽인 식물 방어 생산물질(plant protection products)과 식물 방어 생산물질의 효과를 상승시키는 보조물질 간 상관관계를 조사하였다. 이 결과를 통해, 농업 분야에서 사용되는 식물 방어 생산 물질의 사용이 최소화될 수 있도록 새로운 전략이 마련될 것이다.
만약 농산물 산업이 경쟁력을 갖추고 수익성을 마련한다면, 외부 환경에서 유입되는 곰팡이와 곤충의 공격으로부터 식물을 보호할 수 있는 식물 방어 생산물질을 필요로 하게 된다. 하지만, 식물 방어 생산물질은 환경에 상당히 부정적인 영향을 가진다. 따라서, 지속가능한 농업을 만들어가기 위해서는, 농부는 식물 방어 생산물질의 사용을 반드시 최적화해야 한다.
Fagerstrom 박사는 “우리 연구진은, 얼마 전부터 계면활성제, 표면 활성 물질이 식물 방어 생산물질의 효과를 강화시킬 수 있음을 확인하였다. 하지만, 식물 잎사귀 장벽에 미치는 계면 활성제의 메커니즘과 활성 물질의 흡수에 대해서는 아직 밝혀진 부분이 미미하다”고 설명하였다.
Fagerstrom 박사 연구팀은 식물 잎사귀의 가장 바깥층인 표피와 식물 방어 생산물질, 식물 방어 생산물질의 효과를 증대시키기 위해 추가된 계면 활성제, 표면 활성 물질 간 상호 작용에 초점을 맞췄다. 식물을 보호하고 외부 원소의 흡수를 방지하는 장벽은 표피 내에 위치해 있다. Fagerstrom 박사는, “장벽은 믿기 어려울 정도로 얇은 두께를 가지고 있지만 식물을 보호하는 작용을 하며, 또한 매우 효과적이다.
우리 연구진은 다양한 온도 조건에서 계면 활성제와 물이 추가될 때 장벽의 구조가 어떻게 변하는지를 결정지을 수 있는 새로운 모델을 개발하였다. 이를 통해 계면 활성제 활성에 대한 이해를 더욱 높일 수 있었다”고 덧붙였다. 더불어, Fagerstrom 박사 연구팀은 식물 방어 생산물질의 표피 흡수와 흡수에 영향을 미치는 혼합물질의 물성을 연구하였다.
미래에는, 이번 연구 결과를 통해 특정한 식물 방어 생산물질을 위한 가장 효과적인 계면 활성제의 선택이 가능해질 것이다. 또한 특정 식물에 맞는 가장 효과적인 식물 방어 생산물질의 선택도 가능해질 것이다. 이를 통해 농산물 산업에 사용되는 식물 방어 생산물질의 사용량을 최소화할 수 있다. Fagerstrom 박사는, “미래에는 계속해서 증가하는 인구를 감당할 수 있는 지속가능한 농업 기술이 마련되어야 하며, 이를 위해서는 이번 연구가 반드시 지속되어야 한다”고 강조하였다.
[출처 : KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 6월 10일]
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Smart application of surfactants gives sustainable agriculture
Anton Fagerstrom at Malmo University, Sweden, has investigated the interaction between the plant's barrier, plant protection products and adjuvants that are added to increase the effect of the plant protection product. The results of this research can be applied to minimise the use of plant protection products in agriculture.
If the agricultural industry is to be competitive and profitable, we need plant protection products that protect the plants against fungal and insect attack. However, plant protection products have a number of negative effects on the environment. Therefore, to generate a sustainable agriculture, farmers must optimise their use of plant protection products.
"We have known for some time that surfactants, surface-acting agents, reinforce the effect of plant protection products. But we know very little about the underlying mechanisms that affect the plant leaf barrier and thus also uptake of the active substances," comments Anton Fagerstrom, a researcher at Malmo University, Sweden
Anton Fagerstrom's research has focused on the interaction between the cuticle which is the outermost layer of the plant leaf, and plant protection products and surfactants, surface-acting agents that are added to increase the effect of the plant protection product. The barrier that protects the plant and prevents uptake of foreign elements is situated in the cuticle.
"The barrier is highly effective and protects the plant even though it is unbelievably thin.
We have developed a new model to determine how the structure of the barrier changes when surfactants and water are added at various temperatures. This increases our understanding of how surfactants act."
Furthermore, Anton Fagerstrom has studied cuticle uptake of plant protection products and which properties in a mixture that affect uptake.
In the future, the results of this research could enable selection of the most effective surfactant for a particular plant protection product, and the most effective plant protection product for a particular plant. Thus minimising the amounts of plant protection products used in the agricultural industry.
"The future demands sustainable agriculture that can feed the world's ever-increasing population. To succeed, the research must continue."
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