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수확량을 증가시켜 주는 쌀을 개발해낸다는 것은 매우 중요한 의미를 갖는다. 이같은 어려운 과제를 실현하기 위해서는 반드시 애초부터 새로운 접근방식을 개발하여 실험대상 품종(초록의 “이상적인 품종”을 참조), 새로운 기법 및 교잡 프로세스를 선정하는 한편, 새로운 품종과 이상적인 agroecosystem을 개발해내야 한다. 쌀 수확량의 증대를 목적으로 제안된 가설을 이용함으로써, 새로운 품종 및 새로운 agroecosystem 모델을 개발하기 위한 효과적인 방안을 고안해낼 수 있었다. 즉 단순한 쌀의 교잡을 넘어 기타 모든 곡류까지를 포괄하는 새로운 국면이 제시된 셈이다.10t/ha인 현재의 쌀 생산고를 능가할 수 있을 것으로 전망된다.
쌀의 타작을 위한 수단 및 이를 시연하기 위한 관련장비에 대한 연구를 수행함으로써 초기의 모델에 대한 부분적인 승인을 얻어낸 바 있다. 이 모델에서는 정확한 방향으로 가압된 공기를 발사할 수 있는 특수장비를 이용하여 목표한 지역에 산재하는 곡물에 공기역학적 압력을 가함으로써 타작이 이루어진다. 높은 효율을 자랑하는 본 기술이 개발됨으로써 얻을 수 있는 이점으로는, 뿌리부분을 겨냥한 타작이 가능하고(아직 수확은 이루어지지 않음), 현재 사용중인 기계적 타작기법에 비해 타작의 생산성이 높아지며(1.5-2배), 완전한 손상을 거의 예방할 수 있으므로 파종 시에 종자확보를 위해 소요되는 비용을 절감할 수 있다(최고 3배).뿌리 부분에서 쌀을 타작하기 위한 쌀 수확용 컴바인을 제작.
전기식 분무기의 제작 및 제어에 필요한 기술을 개발하였다. 실험을 통해, 식물체의 가려진 부분에 대해서는 일반적인 살충제 분무장치를 사용하는 것보다 전기식 분무기를 사용하는 편이 100배나 더 효과적임이 밝혀졌다. 따라서 보다 적은 양의 살충제만을 사용해도 동일한 살포효율을 달성할 수 있다. 즉 포말의 흐름을 제어함으로써 새로운 돌파구가 마련된 셈이다. 이러한 제어기법을 활용함으로써 살충제 분말을 특정한 목표지점으로 뿜어 줄 수 있으며, 나아가 이 기능을 더욱 응용하면 공항 등에 낀 안개를 제거할 수도 있을 것이다.
가금농장, 축산농장, 농산물회사, 도시지역의 하수 침전처리장 등에서 배출되는 분뇨찌꺼기에 대한 재처리 기술을 개발하기 위한 연구 및 동 연구결과를 실현하기 위한 건조처리단지에 관한 연구를 수행하였다.러시아 국내의 가금농장에 이 기술을 응용할 수 있다(모스크바 지역에서만도 40여개의 가금농장이 운영되고 있다).
Institute of Hydroponics Problems에서는 의료용 식물(Mentha Piperita L., Rhodiola Rocea L., Eleutherococus Senticous Max., Schizandra Chinesis Max, etc.), 방향식물(Melissa Officinalis L., Pelargonium Roseum, Ocimum Gratissimum L., Cybopogon Citratus Stapf. etc.) 및 색소를 포함하는 식물(Lawsonia Inermis L., Indigofera Tinctoria L.)을 수경재배하기 위한 생물공학 기법을 개발하였다.고품질의 생태학적으로 무해한 의료, 기술적 및 영양 첨가물의 생산체제를 수립. 제약학, 향수제조, 식품생산 등에 활용.
생태학적으로 열악한 토양에서 배양된 박테리아를 활용하여 농산물을 재배하기 위한 기술을 개발하였다. 필드에서의 실험을 통해 밝혀진 바로는, 배양된 박테리아를 농산물 재배에 활용함으로써, 토양이 오염된 경우에도 생태학적으로 무해한 농산물을 얻을 수 있었다. 그 결과 식물의 성장속도가 더욱 빨라졌으며, 성숙에 필요한 기간도 단축되었다. 또한 무기질비료의 사용량을 60-70%만큼 줄일 수 있었음에도 불구하고, 수확량은 15-30%나 증가하였다.아동용 식료품의 재료로 사용될 농산물을 생산할 때 이 기술을 응용할 수 있다.
프로젝트 추진의 주요 목표: 농작물을 보호하기 위한 생물학적 방법을 실천에 옮기는 한편, 미생물을 이용하여 잡초를 제거한다. 과거 10년간, 병충해를 유발하는 무척추동물을 생물학적 기법으로 컨트롤하기 위한 일련의 실험을 통해, 농산물을 해치는 해충 및 잡초에 대해 가장 뛰어난 활성을 갖는 천연병원체를 발견할 목적으로 조사가 수행된 바 있다.
균류를 높은 생산성 조건하에서 배양시킨 다음 이를 이용하여 해충으로부터 농작물(감자, 토마토, 사탕무우, 후추 등)을 보호하기 위한 연구가 수행된 바 있다. 이러한 균류가 효과적으로 사용될 수 있는 까닭은 해충에 대해 매우 적대적인 속성을 가지며, 감염성이 탁월한 동시에, nematologic한 특성을 갖기 때문이다. 이와 같이 생산된 균류는 또한 항생제, 알칼로이드, 비타민 및 발효제품의 생산에도 활용된다. 생물학적 약물을 생산하는 기술은 최근에 더욱 수준높게 발전하였다. 이러한 기술을 개발함으로써 얻을 수 있는 또다른 이점은 새로운 효과적인 특성을 갖는 품종을 개발할 수 있다는 것이다.식물을 보호하고 생육조건을 개선하기 위한 새로운 생물학적 약물의 생산.
연구과제로 제안된 사항은, ANPS가 radionuclide의 함량과 Aravat 계곡지역 생태계의 변동(migration)에 미치는 영향 및 유해한 방사능대의 확산을 완화하기 위한 보호용 삼림대를 형성하는 일이었다. 원자력 시설로부터 환경 속으로 방출되는 가장 유해한 인공 radionuclide 가운데는 긴 붕괴시간(half-decay time)을 나타내는 90-Sr, 137-Cz 및 방사성 우라늄 등이 있다. 본인들은 정기적으로 ANPS 인근에서 채취된 물, 토양 및 식물 샘플을 대상으로 앞서 말한 radionuclide의 함량을 연구하였다. 상기 동위원소들로 인한 유해한 효과를 감소시키기 위해 다음과 같은 기법들을 채택하였다. - Radionuclide를 집중적으로 흡수하는 교목 및 관목의 묘목들을 밝혀낸다. - 이러한 교목 및 관목의 묘목들에 대한 수경재배를 기획한다. - ANPS 주위에 방호용 수림이나 관목숲을 조성한다.수경재배를 통한 radionuclide를 흡수하는 묘목의 생산, 유해한 동위원소의 확산을 완화하기 위한 삼림대의 형성.
최근에 확인된 바와 같이, 이 프로젝트는 genotrophic한 기원을 갖는 보리 개체군에서 명확한 유전적 변형을 수반하는 개체들이 높은 빈도로 발견되는 현상에 바탕하고 있다. DNA 함량을 근거로 관련 가능성을 조사해 본 결과, gene amplification이 진행 중이라는 가정이 도출되었다. 겨울에서 봄에 걸쳐 생육하는 여러 품종의 보리에서 나타나는 genotrophic 개체들은 특징적인 몇 가지의 유용한 특성을 가지며, 교잡 및 생물공학 연구의 재료로도 사용될 수 있다.배타적인 적응 능력과 높은 생산성을 겸비한 새로운 보리 품종 및 변종을 개발하여 기존의 전 세계 보리 데이터베이스에 추가시킴.
단위생식 즉 수정에 의존하지 않고 클론을 이용한 생식을 통해 종자를 생성하는 기법을 응용함으로써 범세계적인 농작물 생산의 일대 혁신을 이룰 잠재력을 갖추는 동시에, 또한 이는 잡종이 갖는 왕성한 생육능력을 고착시킴으로써 식료품, 사료 및 섬유 생산이란 측면에서도 지대한 영향을 끼칠 것이다. 일부 국가(미국, 중국)들에서는 단위생식을 통해 새로운 품종의 보리, 콩, 사탕수수 등이 이미 개발된 바 있다. 쌀에 대해서는 최고 73%의 잡종강세가 성공을 거두었음이 알려져 있으며, 수크령에 대해서는 81%의 알곡생산량 증가를 달성하였다(Hanna, 1996).세포학적-발생학적 단위생식 메커니즘, 단위생식의 유전학적 컨트롤, 전반적 및 종자 생산성의 개선을 통해 pomictic한 품종을 획득.
PCR(폴리메라제 연쇄반응)을 응용한 마커 및 용해성 단백질은 밀과 보리의 정성적, 정량적 특성 및 가뭄에 대한 저항성의 유전학적 연구에 사용되어 왔다. 밀과 보리를 교잡할 때, 야생의 개체에서 채취한 생식질을 생물 및 비생물적 인자에 대한 저항성을 갖는 유전자의 출처로 사용할 수 있는 가능성에 대해서도 연구된 바 있다. 현재 중앙 아시아 및 세계의 기타 지역으로부터 밀과 보리의 야생개체군 및 여러 종류의 재배품종이 수집되어 있다.
신속하게 선택을 마무리할 수 있는 가장 효과적인 방법은 생물공학적 기법을 개발하여 도입하는 것이다. 그리고 현존하는 방법가운데서도 배의 배양(embryoculture), 실험을 통한 반수체의 형성 및 “인공” 종자의 생성 등은 특히 그 우수성을 인정받고 있다.
저렴하고 독성이 없는 가축과 조류용 생육 촉진제를 찾던 중, 코발트(II) 클로라이드tris(izonicotinhydrazid)를 채택하였다.정육 및 우유 생산량을 증가시키기 위해 촉진제를 포함하는 영양식을 개발해냈다.
녹병균은 매년 곡류의 수확량을 감소시키는 심각한 위협요인이 되고 있다. 식물체가 내성을 갖도록 하는 일은 질병을 퇴치할 수 있는 가장 유리한 수단이다. 최근에는 녹병균 감염에 대한 곡류의 내성을 판정하기 위한 새로운 기법의 개발이 크게 관심을 끌고 있다.곡류의 녹병균 감염 및 식물면역학적 내성을 입증하려는 목적에서 곡류를 선별하는 기법이 활용되고 있다.
성장촉진 기법은 농작물 특히 당근, 감자 및 무우 등에 대한 처리를 위해 도입된 것으로 생각된다. 수확량의 증대라는 측면에서는 감자에 이를 적용함으로써 가장 큰 효과를 얻을 수 있었으며, 이에 따라 수익이 대폭 증가함으로써 추가비용을 투입한 것이 주효했음을 입증해 주었다. 성장촉진제로 생각되는 물질은 질소를 함유한 heterocyclic 화합물의 유도체로서, 가용한 화학반응제를 이용하여 쉽게 합성할 수 있다.감자의 괴경을 제안된 촉진제 용액으로 처리하면 신속한 발아, 눈의 개수 증가, 성장 촉진에 이어, 싹, 잎, 뿌리 및 괴경 등 식물체의 모든 영양기관들의 발달이 이루어진다.
Cermec으로부터 합성되는 화합물은 높은 성장활성과 항독효과를 나타내며, 식물과 화훼 종자의 발아를 촉진하는 저장식료품의 경우에는 가죽 가공 및 착색 공업에도 활용할 수 있다.가축의 진료에 항생물질로서 활용할 수 있는 외에, 농업에서는 성장촉진제로, 식품공업에서는 항산화제로, 가죽제조공업에서는 가공 및 착색용으로 각각 사용할 수 있다.
작은 과실을 생산하는 초지의 과수 재배를 위한 기술은 성장을 증진시키는 한편 까치밥나무 및 sea-buckthorn과수림의 생산성을 3-4배 만큼 개선하는 것을 그 근본목표로 삼고 있는데, 이들 과수들은 의료용 원자재 및 유용한 영양분을 제공하는 원천이 되고 있다. 이 나무들의 재배에는 전혀 새로운 원칙에 입각한 낭비없는 기법이 활용되고 있다. 가장 유망한 품종인 금색, 적색, 그리고 흑색의 열매가 열리는 까치밥나무 및 sea-buckthorn을 과밀 상태로 재배하고 있는 과수원에서는 최적의 수분-영양소 및 토양조건하에서 과수를 재배하고 있으며, 2-3년마다 지상의 모든 식물체를 수확된 과실과 함께 완전히 제거하고 있다. 신선한 상태 및 냉동한 장과류를 소비하는 이외에, 생물학적으로 유용한 원자재인 까치밥나무 및 sea-buckthorn의 잎과 목질부는 식료품, 약품제조 및 화장품 제조공업에 이용된다. 현재의 계획으로는 식재 후 2년째에는 장과류의 수확량을 20-30t/ha로, 3년째에는 40-60 t/ha로 늘릴 예정이다.“초지에 생육하는 작은 열매를 맺는 플랜테이션”에 사용된 재배기술을 카자흐스탄 남동부의 농업지대에 도입할 예정이다.
저장 중에 과일이 손실되는 주된 이유는 곰팡이로 인한 감염때문이다. 일부 실과(사과, 배)의 경우에는 이와 같이 곰팡이가 원인이 된 경제적 손실분이 전체 수확량의 80%에 이르기도 한다. 주요한 위협요인은 여러 종류의 곰팡이들이 높은 독성 및 발암성을 갖는 마이코톡신을 생성한다는 점이다. 곰팡이가 원인이 된 부패를 방지할 목적에서 수확 전 및 수확 후에도 화학약품을 이용한 처리를 널리 사용하고 있지만, 화학적 기법을 적용해 과일을 직접 처리할 경우 인체보건에는 불리한 영향을 끼치므로 이는 최소수준으로 억제되어야 한다.곰팡이 구제 효능이 뛰어난 신물질을 개발한 다음, 카자흐스탄 지역의 생산조건 하에서 이를 활용함으로써 수확한 농작물을 보호하려는데 협력의 목표를 두고 있다.
물에 고압 스파크 방전을 가함으로써 발생되는 높은 펄스를 갖는 유압을 사용한 전기유압식 처리 장비 및 기법 .이 기술은 한편으로는 높은 펄스 출력을 내는 디바이스(레이더 따위)용으로 설계 및 생산된 장비(부품)를 기초로 하고 있으며, 다른 한 편으로는 열핵융합 프로그램의 연구를 위해 개발된 고출력방전의 원리를 기반으로 하고 있다.핵발전소의 해체, 도시지역의 낡은 건물에 대한 재건축, 낡은 콘트리트 블록의 해체, 도로 및 터널 공사 등.