생물학적 식물 보호 제품 및 생물 자극제 – 제형 개발 과제

식물 보호 제품은 해충, 잡초, 질병 및 곰팡이로부터 작물을 보호하는 데 중요한 역할을 하며, 생물 자극제는 악천후로부터 식물을 보호하고 전반적인 상태를 개선합니다. 이러한 제품의 유용성은 의심할 여지가 없습니다. 최근 몇 년 동안 화학 살충제의 대체재에 대한 연구가 활발해지면서 생물학적 대안이 중요성을 더해가고 있습니다. 이 범주에는 자연적인 생화학적 메커니즘을 통해 해충을 방제하는 천연 물질이 포함됩니다. 이러한 물질은 식물이나 동물 유래 물질(예: 오일, 사포닌, 유기산) 또는 세균 대사산물(예: 스피노사드, 아바멕틴, Bt 독소)입니다. 식물 생장 조절제 의 경우, 옥신, 사이토키닌, 지베렐린과 같은 천연 물질을 함유한 제제도 개발되었습니다.

생물학적 식물 보호 제품에는 거대 유기체와 미생물도 포함됩니다. 생물제제의 활성 성분으로 사용되는 미생물에는 바이러스, 박테리아(주로 바실러스균 과 슈도모나스균 ), 그리고 곰팡이( 트리코더마균, 보베리아균 , 코니오티리움균, 마타르히지움균, 피티움균 ) ^등이 있습니다.

식물의 생물학적 과정을 지원하는 생물자극제 개발에도 상당한 진전이 있었습니다. 해조류 추출물, 식물 추출물, 아미노산 및 단백질, 휴믹산, 그리고 미생물을 기반으로 한 다양한 제품들이 시중에 나와 있습니다. 특히 미생물은 뿌리 발달 촉진, 영양분을 식물이 더 쉽게 이용할 수 있는 형태로 전환, 그리고 해충이나 곰팡이 방제 등 다양한 방식으로 식물을 지원할 수 있다는 점에서 독특합니다. 따라서 미생물을 기반으로 하는 생물자극제는 종종 식물 보호 제품으로도 등록될 수 있습니다 ^{. [ 3, 4, 5]} .

위에서 설명한 두 종류의 농약은 매우 특정한 방식으로 작용하며, 생분해가 용이하고 환경과 소비자에게 안전하며, 무엇보다도 작물 수확량을 매우 효과적으로 증가시킵니다 ^{. [ 3]} .

미생물을 기반으로 한 생물학적 제제

미생물 기반 식물 보호 제품은 생물 살충제 중에서 가장 널리 사용되고 연구되는 종류입니다 . 이러한 제품은 박테리아, 곰팡이, 바이러스와 같은 미생물을 함유한 제제입니다. 미생물 기반 살충제는 해충 유충을 죽이거나 경작지에서 잡초의 성장을 억제합니다. 독소 생성, 효소 분비, 휘발성 화합물, 직접적인 군집 형성 또는 숙주 섭취와 같은 다양한 기전을 통해 식물 병원균과 해충에 작용합니다. 각각의 활성 성분은 비교적 특이적이지만, 다양한 종류의 해충을 방제할 수 있습니다. 살포 후 작물에서 증식할 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 특징이 있습니다. 또한 식물 성장을 촉진하고 작물 품질을 향상시킵니다 ^.

바실러스균 기반의 생물자극제 및 식물보호제품

토양 매개 식물 병원균, 해충 또는 식물 기생 선충에 대항하기 위해 다양한 종류의 박테리아를 사용할 수 있습니다. 여기에는 바실러스 (예: B. amyloliquefaciens, B. subtilis 및 B. thuringiensis )와 스트렙토마이세스를 포함한 포자 형성 박테리아와 파 스테우리아 및 슈도모나스 와 같은 속의 비포자 형성 박테리아가 포함됩니다. ^[2]

바실러스 박테리아를 기반으로 하는 생물 자극제는 농업에 사용되는 미생물 제제 중 특별한 위치를 차지합니다. 이는 첨가제 및보조제 (보조 물질)와 혼합된 동결 건조된 포자로 구성되며 식물에 여러 가지 이점을 제공합니다. ^[7]

바실러스 종의 대사 및 유전적 다양성은 다양한 환경 조건에 적응할 수 있도록 합니다. 식물과 관련된 박테리아는 토양 염분이나 가뭄과 같은 스트레스에 대한 식물의 저항력을 증가시키는 것으로 나타났습니다. 또한 이러한 박테리아는 식물의 성장과 발달에 긍정적인 영향을 미치는 식물 호르몬(식물호르몬)을 생성할 수 있습니다 ^.

성공의 열쇠 – 잘 준비된 포뮬러

생물농약 제제의 제조 과정은 미생물 성분을 다양한 담체 및 보조제와 혼합하여 최종 제품을 만드는 것으로 ^{, 이는} 환경 조건에 대한 보호력 향상, 생물 제제의 생존율 증가, 생물 활성 및 저장 안정성 개선에 기여합니다. 생물농약 제제는 액상형과 건상형 으로 나눌 수 있습니다. 액상 제제는 물, 식물성 기름, 이러한 기름을 기반으로 하는 에스테르, 지방 알코올, 락타이드 또는 이들의 조합을 기반으로 할 수 있습니다. 수성 제제(현탁액 농축액(SC), 농축 유화액(EW), 캡슐 현탁액(CS) 등)에는 분산제 , 유화제, 습윤제 , 증점제 , 유동성 조절제 , 가교 단량체, 염료, 부동액 및 추가 영양소와 같은 불활성 성분을 첨가해야 합니다. 제형의 종류에 따라 제형 공정은 단순 혼합 또는 고전단 혼합, 습식 분쇄 또는 현장 중합을 포함합니다. 건조 제형(분산성 분말(WP) 및 분산성 과립(WG), 직접 적용용 과립(GR) 또는 정제(TB) 등)은 분무 건조, 동결 건조, 공기 건조 등 다양한 기술을 사용하여 유동층 사용 여부에 관계없이 생산할 수 있습니다. 과립화 기술 또한 코팅을 이용한 습식 과립화, 분말 압축 및 분쇄를 이용한 건식 과립화, 압출 및 구형화 등 여러 가지가 있습니다. 이러한 기술에도 결합제, 담체, 분산제, 습윤제 등이 첨가됩니다. 생물농약 및 ​​생물자극제의 가장 일반적인 제형은 SL, OD, CS 및 WP 또는 WG입니다. 앞서 언급했듯이 미생물은 태양 복사, 습기 또는 과도한 저장 온도 변화와 같은 외부 요인에 특히 민감하므로 OD 및 CS 제형이 미생물에 특히 적합합니다. 오일은 미생물을 자외선으로부터 보호하고, 습기로부터 차단하며, 온도 변화로부터 보호합니다. CS 제형에서는 미생물이 캡슐에 담겨 있어 외부 요인에 대한 취약성이 줄어듭니다. 박테리아와 곰팡이의 내생포자 또는 포자는 건조될 수 있기 때문에 WP 및 WG 제형에서도 발견됩니다. 생물 자극제로 사용되는 대부분의 추출물은 물에 매우 잘 녹고 방부제로 보존할 수 있기 때문에 SL 제형에서 흔히 발견됩니다 ^{. [ 7, 8]}

제형에 사용되는 미생물은 적절한 담체에 현탁되며, 생존율을 극대화하고, 목표 부위에 대한 적용을 최적화하며, 적용 후 미생물을 보호하기 위해 첨가제가 추가됩니다 ^{. [ 7, 8]}

이 제형에는 하나 이상의 활성 물질과 효능을 향상시키는 여러 가지 추가 성분이 포함되어 있습니다. 여기에는 안전제(제초제 보호제), 상승제, 운반체, 증점제 및 접착 물질, 습윤제 등이 포함됩니다.

제형 관련 어려움

생물학적 식물 보호 제품의 효과는 형태에 크게 좌우됩니다. 천연 물질을 기반으로 하는 이러한 제제는 화학 물질로 만든 제제보다 환경 조건에 훨씬 더 민감합니다. 특히 바실러스 박테리아를 기반으로 하는 생물 자극제의 경우 더욱 그렇습니다. 따라서 업계는 살아있는 미생물이 장기간 효과적이고 안정적으로 유지되도록 하기 위해 여러 가지 제형 문제를 해결해야 합니다. ^{[ 7, 8]} .

미생물의 환경 요인에 대한 민감도

일부 미생물은 불안정하여 빛, 공기 또는 고온에 노출되면 빠르게 분해됩니다. 작용 지속 시간이 짧고 효능이 일정하지 않아 식물 보호 제품 분야에서 시판될 수 있는 천연 물질의 수가 제한적입니다. 이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 방법은 특히 바실러스(Bacillus) 균주의 유도체의 생존력과 효능을 극대화하는 보다 안정적이고 효과적인 제형을 개발하는 것 ^입니다 . 미세 캡슐화는 중요한 진전입니다. 이 공정에서 포자는 환경 스트레스 요인으로부터 보호하는 보호막으로 둘러싸입니다. 코팅은 점차 분해되어 적절한 장소와 시간에 박테리아를 방출합니다.

활성 물질의 제어 방출

활성 물질의 제어 방출은 그 효과를 높여 잦은 살포 필요성을 줄이고 전체 비용을 절감합니다. 자주 사용되는 방법 중 하나는 앞서 언급한 마이크로캡슐의 사용입니다. 특정 자극(예: pH 또는 습도 변화)에 반응하여 성분을 방출하는 특수 매트릭스도 사용됩니다. 흥미로운 해결책 중 하나는 고분자 담체의 사용입니다. 생분해성 고분자를 담체로 사용하여 잎이나 뿌리를 통해 식물에 물질을 표적화하고 제어하여 전달하는 것은 매우 유망합니다( ). 고분자는 햇빛이나 토양 미생물에 의해 (위치에 따라) 분해되면서 천천히 방출됩니다. 생물 살충제의 방출 속도는 다양한 단량체와 가교 첨가제를 사용하고 적절한 비율을 선택함으로써 조절할 수 있습니다. 나노다공성 구조의 사용 또한 흥미로운 예입니다 ^{[ 8, 9]} .

나노 제형의 시장 출시

나노기술은 생물농약의 효과를 높이는 새로운 해결책을 제시할 잠재력을 가지고 있습니다. 한 예로, 활성 성분을 외부 요인으로부터 보호하는 나노미터 크기의 코팅을 만드는 것이 있습니다. 나노에멀젼 제조 기술의 발전은 흥미로운 가능성을 열어줍니다. 이 경우, 활성 물질은 액체 담체에 분산됩니다. 이러한 제형은 분산성이 뛰어나 식물에 고르게 도포될 수 있습니다. 또한, 작은 크기 덕분에 침투력이 향상되고 더욱 표적화된 작용을 할 수 있습니다. 나노 제형의 시장 도입은 큰 기회이지만, 동시에 여러 가지 과제와 의문점도 제기합니다. 가장 중요한 과제 중 하나는 상대적으로 높은 생산 비용과 나노물질 ^이 환경에 미치는 장기적인 영향이 아직 알려지지 않았다는 점입니다.

종합적인 식물 보호를 위한 다기능 제형

생물농약 제형 개발의 흥미로운 방향 중 하나는 바실러스 균주를 다른 생물방제제 또는 생물자극제와 시너지 효과를 내도록 조합하여 식물을 종합적으로 보호하고 생장을 촉진하는 다기능 제제를 만드는 것입니다. 각 균주는 서로 다른 효과와 특성을 가지고 있으며, 이들을 조합하면 식물에 대한 종합적인 지원을 제공할 수 있습니다. 또한, 휴믹산이나 조류 추출물과 같은 다른 보조 성분을 첨가하면 박테리아의 작용을 더욱 강화할 수 있습니다. ^{[ 3, 6, 7]}

PCC Exol 생물농약 및 ​​생물자극제 제형 솔루션 공급업체입니다.

계면활성제 제조업체인 PCC Exol 오랜 기간 동안 제품과 기술 자문을 통해 농업 산업을 지원해 왔습니다. 또한, 위에서 설명한 생물농약 및 ​​생물자극제 제형에 대한 최적의 솔루션을 끊임없이 모색하고 있으며, 이러한 이유로 해당 분야에 적합한 다양한 제품을 추천해 드릴 수 있습니다 .

SL 제형의 경우, 당사는 다양한 습윤제, 분무 형성 및 유지력 향상제, 그리고 흡수율을 높이는 잎 표피 침투제를 제공합니다 . 이 모든 제품은 생분해가 용이하고 환경에 무해합니다. 습윤제로는 특히 EXOwet D15 , EXOwet L5, EXOwet T7, EXOwet OS 와 같이 이 목적에 맞게 특별히 개발된 제품을 추천합니다. ROKAnol 그룹의 NL8P4 , L5P5 , DB 시리즈, GA 시리즈, ID 시리즈 등도 우수한 습윤성을 제공합니다. 분무 형성 및 유지력을 향상시키는 제제로는 ROKAmer 시리즈 ( ROKAmer G4300 및 G3800 포함), 특히 ROKAmer 6500 또는 수성으로 사용이 더욱 간편한 ROKAmer 6500W를 권장합니다. 잎 표피 침투제로는 HLB 값이 중간 정도인 불포화 지방산 또는 지방 알코올 기반 제품인 ROKAcet O7 또는 ROKAnol O10 ^을 권장합니다. OD 제형에서는 물에 첨가 후 오일 상의 적절한 현탁 안정성과 유화성을 확보하는 것이 중요하므로, 이러한 두 가지 기능을 모두 갖춘 계면활성제가 효과적입니다. 또한, 이러한 계면활성제는 미생물에 해를 끼치지 않아야 하므로, 본 제형에는 R 시리즈의 ROKAcets와 ROKwin 및 ROKwinol 제품군을 권장합니다. 이들 제품은 분무액의 특성을 개선하고 분무 효율을 향상시키는 ^데 에도 효과적입니다. CS 제형에서는 계면 중합 또는 현장 중합 과정에서 오일 상의 적절한 유화가 보장되어야 하는데, 이를 위해서는 유화제와 보호 콜로이드의 정확한 선택이 필수적입니다. 그렇지 않으면 미셀이 서로 뭉쳐 캡슐 크기가 부적절해질 수 있습니다. 또한, 기존 물질 캡슐화에 사용되는 많은 용매와 유화제는 미생물을 사멸시키기 때문에 식물성 오일과 적절하게 선택된 유화제가 주로 사용됩니다. 캡슐화 공정 후에는 적절한 습윤제와 수분산제를 첨가해야 합니다. SL 제형에 사용되는 ROKAnol 또는 ROKAmer를 습윤제로 사용할 수 있습니다. ROKAmers는 또한 보조 분산제 역할을 하여 현탁액을 안정화합니다. 분산제로는 EXOfos PT K25 또는 PT K60, SULFOROKAnol TSP95, EXOdis PC40 , Rodys OP 및 Rodys KP ^[10] 을 권장합니다.

PCC Exol 또한 다양한 제형 관련 문제 해결에 대한 기술 자문을 제공하고 고객의 요청에 따라 신제품 또는 그 변형 제품을 개발합니다. 당사 제품 카탈로그를 방문하시거나 문의해 주시기 바랍니다.