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배 농장에서 거품총으로 실험, 수분 성공율은 약 95%, 깃털 브러시를 사용한 손 수분과 동일.
분배를 위해 드론 사용. 드론 프로펠러의 공기 흐름으로 비눗방울 터지는 것 방지위해 안정제로 2% 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC)를 추가했다. 손 수분보다 쉽고 저렴. 비바람은 난제.

수분 보조제로 비눗방울
"거품 총"으로 만든 비눗방울로 꽃가루를 옮긴다.
드론을 사용해 경제성 높이고 손 수분과 동일한 95% 수분율 달성

무지개 빛깔의 꽃가루 배달 :
벌과 다른 수분이 부족한 곳에서 비눗방울이 앞으로 도움이 될 수 있다.
연약한 기포가 꽃가루를 꽃으로 운반하고 성공적으로 수정시킬 수 있다는 것을 실험으로 알 수 있었다. 비누 거품을 분배하기 위해서는 일반적인 거품 총‘으로 충분하지만 드론은 비누 분무기로도 작동한다. 이 '거품 수분'은 정교한 손 수분에 대한 저렴하고 간단한 대안이 될 수 있다.

▲ 꽃가루로 가득 찬 비누 방울은 앞으로 작물을 수분하는 데 도움이 될 수 있다. © 에이지로 미야코 Eijiro Miyako

과일 나무, 딸기, 토마토 또는 커피나무 등 모든 작물의 4분의 3은 곤충의 수분에 의존한다. 그러나 많은 곳에서 꿀벌과 같은 수분 매개 곤충들이 줄어들고 있다.
일부 지역에서는 이 곤충 손실이 이미 너무 커서 과일 나무를 손으로 수분해야 한다.
그러나 이것은 아몬드 나무에 대한 경험이 보여주듯이 매우 복잡하며 수확량의 손실로 이어진다.

거품 멤브레인으로 꽃가루

노미(Nomi)에 있는 일본 첨단 과학기술연구소(JAIST)의 시 양(Xi Yang)과 에이지로 미야코(Eijiro Miyako)는 현재 가능한 대안으로 비누 거품을 제시한다. 비누 용액에 미리 첨가하면 표면이 꽃가루를 거의 자동으로 농축시키기 때문이다. 이 비눗방울 중 하나가 꽃에 떨어지면 꽃가루가 거품 막에서 암술로 옮겨 수분이 발생할 수 있다.

그러나 이에 대한 전제 조건은 꽃가루 부하에도 불구하고 비눗방울이 충분히 오랫동안 안정적으로 유지되고 비누 용액이 꽃가루의 비료 능력을 손상시키지 않는 것이다.
5가지 계면 활성제를 사용한 테스트에서 연구원들은 합성 계면 활성제 라우라미도프로필 베타인 Lauramidopropyl Betain(A-20AB)의 0.4% 용액이 최상의 특성을 제공한다고 판단했다.
이것이 거품을 안정적으로 형성하고 꽃가루에 피해를 주지 않았다.

▲ 복숭아 꽃에 있는 꿀벌 A honeybee pollinating a peach flower in an orchard in Swifts Creek, Victoria.

배 농장에서 거품 총으로 실험

그러나 실제로 비누 거품 수분은 어떻게 작동할까?
이를 위해 연구원들은 거품 꽃 총, 배 꽃가루가 함유된 비누 용액으로 몸을 고정하고 꽃이 만발한 배 농장을 방문했다. 그곳에서 그들은 비누 거품으로 꽃을 ‘표적화'했고, 각각은 2천 개의 꽃가루 곡물을 막에 담았다.

결과 :

"목표 꽃에 비눗방울을 놓은 후 16일이 지나면 첫 번째 어린 과일이 형성되었다"라고 Miyako와 Yang은 말했다. "이것은 놀라운 효과이다. 단지 몇 방울의 거품만으로도 그러한 효과를 얻을 수 있기 때문이다." 그들의 정보에 따르면, 성공적인 수분의 비율은 약 95%였으며 이는 깃털 브러시를 사용한 손 수분과 동일하다.

버블 디스펜서로서의 드론

연구자들은 보충 실험에서 시연한 것처럼 비눗방울은 드론으로도 분배될 수 있다.
이를 위해, 그들은 자동 버블 메이커를 갖춘 일반적인 쿼드로 콥터를 장비하고 꽃가루와 비누 용액으로 채웠다.
양과 미야코는 이전에 드론 프로펠러의 공기 흐름으로 인해 비눗방울이 터지는 것을 방지하기 위해 안정제로 2% 히드록시프로필메틸셀룰로오스(HPMC)를 추가했다.

실제 테스트에서이 GPS 제어 수분 조절기 드론은 약 2 미터 높이에서 피는 백합 위로 날아 갔으며 분당 약 5천 개의 비눗방울을 방출했다. 프로펠러 바람에도 불구하고 백합의 최대 90%까지 수분을 공급하기에 충분한 비눗방울이 꽃에 닿았다.
드론이 초당 2미터 이상을 이동하지 않았을 때 성공률이 가장 높았다.

손 수분보다 쉽고 저렴

과학자들에 따르면, 이 결과는 비눗방울이 꽃가루 운반자로 적합하다는 것을 보여준다.
미야코는 “환상적인 것처럼 들리지만 기능성 비눗방울은 실제로 효과적인 수분을 가능하게 하고 손 수분만큼 좋은 과일 품질을 제공한다"고 설명했다.

비눗방울은 기존의 방법에 비해 몇 가지 장점이 있다.

거품은 생산 및 적용이 쉽고 무게가 적고 유연한 멤브레인으로 인해 섬세한 꽃을 손상시키지 않는다.

그러나 양과 미야코는 이 거품이 많은 꽃가루 택시는 모든 곳에서 모든 조건에서 사용될 수 없다는 것을 인정한다. 비가 오거나 강한 바람이 불 때 꽃에 닿기 전에 터진다.
또한, 기포가 가지와 나무 꼭대기의 내부 영역에서 꽃에 얼마나 잘 도달 할 수 있는지 여부는 아직 명확하지 않다.

(iScience, 2020; doi : 10.1016 / j.isci.2020.101188)
출처 : Cell Press 

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