KR100373319B1 - 병해(病害) 방제효과를 가지는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 포도에서 수득된 포도씨, 껍질, 줄기를 포함하는 포도 잔여물을 발효처리하여 이루어진 중성상태의 산도(酸度)를 띠는 비료용 포도 잔여 발효추출물을 제공함으로써, 첫째, 100% 생물제제로 이루어져 인체에 전혀 무해한 작물을 재배할 수 있고, 둘째, 발효물로 이루어져 토질이나 환경에 악영향을 끼치지 않으며, 산성화된 토질을 개선해주고, 세째, 병해(病害) 방제효과를 가지고 있어, 복합비료에 의한 것보다 단기간에 많은 수확량을 얻을 수 있다.

Description

병해(病害) 방제효과를 가지는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법{Method of Manufacturing Grape Remnants Fermented Extract for Manure having crop damage preventing effect}

본 발명은 포도 잔여 발효추출물의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 병해(病害) 방제효과를 가지는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법에 관한 것이다.

본 출원인은 이 포도 잔여 발효추출물에 대하여 대한민국 특허출원 제 2000-5837호(2000.02.08 - "포도 잔여 발효추출물을 이용한 피부치료제 및 기능성화장품") 및 대한민국 특허출원 제 2000-69340호(2000.11.21 - "화상치료제용 포도 잔여 발효추출물 및 그의 제조방법")로 선출원한 바 있는데, 그 후 이 포도 잔여 발효추출물을 비료로 사용시, 농작물의 생육을 촉진할 뿐만 아니라, 병해 방제효과까지 가짐을 발견하였다.

상기 제 2000-5837호에서는, 이 포도 잔여 발효추출물이 여드름과 같은 피부 트러블에 유효한 효과가 있고, 그 외에 이 포도 잔여 발효추출물을 화장료의 주요성분으로 하여 기초화장품, 바디제품 및 기타 여성피부미용 화장품에도 적용됨을 명시하였다.

그리고, 상기 제 2000-69340호에서는, 이 포도 잔여 발효추출물을 화상치료제로 이용하면, 치료기간을 상당히 단축시킬 수 있고, 환자에게 전혀 고통없이, 스프레이 타입으로 환부에 뿌려주기만 하면 되고, 뿌린 후 피부에 바로 스며들어 끈적임이 없어 활동시 편리하며, 완치 후에 피부에 흉터가 거의 남지 않고, 100% 생물제제(生物製劑)로 이루어져, 인체에 전혀 부작용이 없는 것을 명시하였다.

그러나, 이러한 포도 잔여 발효추출물만을 비료로 사용한 예는 어느 문헌에서도 찾아볼 수 없다.

종래의 농작물 재배방식은 순수한 토양에서 재배하는 것이 관행으로 이어졌는데, 이러한 재배방식은 뿌리의 산소공급이 부족하고 온도 및 일조량과 같은 변화요인으로 작황(作況)이 불안정하여, 카오린(kaolin)을 주성분으로 하는 상토(上土)로 대체하고 있으나, 이러한 토양에는 무기양분이 결핍되기 쉽기 때문에 영양보충을 위해 별도의 질소(N), 인산,(H₃PO₄), 칼륨(K)같은 무기영양분을 주요성분으로 하는 복합비료의 일종인 화학비료를 공급하는 실정이다.

초창기에는 퇴비를 비료로 사용하였으나, 퇴비는 퇴비중의 75%나 되는 수분을 동시에 처리하는 것이므로 그 처리무게가 상당하여 노동력 소비가 많은 비효율적인 단점을 가지고 있기 때문에, 오늘날에는 천연 유기질 비료에 비해 소량으로도 충분하며, 또 운반이나 저장이 쉽고, 악취나 더럽혀지는 일이 없고 기생생물이 생길 염려도 없는 화학비료가 주로 이용되고 있는 것이다.

이 화학비료는 무기염(無機鹽) 또는 쉽게 무기염 형태가 되기 때문에 이온의 형태로 물에 쉽게 녹을 수 있어, 토양에 준 화학비료는 토양입자에 흡착되어 유지된다.

그러나, 화학비료는 질산암모늄(NH₄NO₃), 황산칼륨(K₂SO₄) 속의 황산이온이나 염화암모늄(NH₄Cl), 염화칼륨(KCl)속의 염소이온처럼 비료성분 이외의 토질을 산성화시키는 이온도 다량 함유하고 있고, 속효성(涑效性)을 띠기 때문에, 다량으로 사용하게 되면 오히려 작물의 생육을 저하하게 된다.

오늘날, 화학비료의 사용은 농산물의 생산력과 직결되어 필수불가결한 요소로 자리잡고 있으나, 갈수록 화학비료만으로 편중되게 사용함에 따라 다음과 같은 문제점이 지적되고 있다.

첫째, 화학비료의 과용은 토질을 산성화시키는 등 토질을 오염시키게 된다.

둘째, 오염된 토질은 토양의 침식, 운반, 퇴적에 의해 수질오염을 일으키고 다른 지역을 오염시키는 등 환경오염으로 이어지게 된다.

세째, 오염된 토질은 농작물의 생육을 방해하여 연작장해를 일으키게 된다.

네째, 화학비료로 재배된 농작물의 비수용성 화학물질은 인체에 유해한 요소로 작용하는 문제점이 있다.

다섯째, 화학비료만으로 농작물을 재배하게 되면서 토양의 산성화 및 단립화(單粒化)를 가져와 지력이 약해져서 병해가 심해지기 때문에 이를 방지하기 위한 농약의 사용이 정비례로 늘어나게 되므로, 농약에 따른 자연생태계의 파괴 및 인체에 주는 악영향은 가중되게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 종래 폐기 처리되던 포도씨, 껍질, 줄기 등과 같은 포도 잔여물을 일정한 조건 하에서 발효 처리한 휴무스(humus)균을 함유하는 포도 잔여 발효추출물을 비료로 이용하여, 농작물의 생육을 촉진할 뿐 아니라, 병해 방제효과를 갖추어, 농작물의 생산성 증대 뿐 아니라 토질의 향상 및 환경오염을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상기 휴무스는 부식이라고 명명하기도 하며, 동식물 등 생물의 유체가 토양 속의 미생물작용에 의해 분해와 부식화 두 경로를 거쳐 생기는, 어두운 색을 띠는 토양 고유의 비결정형 고분자 물질로서, 흙이 대부분 암흑색을 띠고 있는 것을 보통 이러한 휴무스 때문이며, 흙색깔의 진하고 연함에 따라 휴무스의 존재와 함유량을 쉽게 짐작할 수 있다.

휴무스라는 용어는 때로는 땅 속의 유기물 전체를 가리키는 넓은 뜻으로 쓰이기도 하는데, 그것은 휴무스가 복잡한 조성을 지닌 물질군이며, 단일물질이 아니므로 그 양과 질이 토양에 따라 뚜렷하게 다르기 때문이다. 휴무스는 흙에 가해진 동식물의 유체에서 생기기 때문에 토양 표면에 다량으로 존재하고, 이 휴무스는 토양의 식생에 중요한 역할을 한다.

본 발명의 휴무스는 포도의 씨앗에서 얻어지는 천연물질이다. 휴무스는 로마시대로부터 약으로 쓰인 재료로 예전에는 구체적인 내용이 정립되어 있지 않아 주로 황제나 그 귀족들의 입욕제로 쓰여왔음이 문헌을 통해 알려져 있고, 지금도 와인을 많이 생산하는 유럽에서는 피부질환자에게 포도나무 밭에 누워 부식토를 덮고 치료를 하는 민간요법이 행해져 오고 있다.

한편 전 세계에는 연간 약 7백5십만톤 이상의 포도 잔여물이 특정 폐기물로 분류되는 쓰레기로서 발생한다. 이 중에서도 포도씨는 토양 중에서 부식토를 형성하기 위한 필수 조건인 고농도의 탄닌과 리그린을 함유하나 저항력이 매우 강하여 특정한 방법에 의하지 아니하고는 약 12~15년 후에야 썩게 된다.

본 발명자는 이러한 포도 잔여 폐기물을 일정한 온도 조건하에서 처리하면, 이 포도 잔여물 내에서 휴무스 균이 생성, 배양되고, 이 휴무스 균의 작용에 의해 발효추출물이 수득됨을 밝혀내었다.

그리고, 본 발명에서는 휴무스 균이 생성되는 포도씨 뿐만 아니라, 다량의 수분을 함유하는 포도껍질과 줄기를 같이 발효시킴으로써, 100% 생물제제로 이루어진 비료를 제공할 수 있다.

도 1은 실험예 1에 따라 재배된 오이를 공급된 비료별로 나타낸 도면.

도 2는 실험예 2에 따라 재배된 오이를 공급된 약제별로 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>(A) : 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물(액제)을 시비한 오이

(B) : 별도의 비료를 시비하지 않은 오이

(C) : 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물(입제)을 시비한 오이

(D) : 기존의 복합비료를 시비한 오이

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 포도에서 수득된 포도 씨, 포도 껍질 및 포도 줄기를 포함하는 포도 잔여물을 준비하는 단계와; 상기 포도 잔여물을 휴무스균에 의하여 발효시키는 단계와; 상기 발효된 포도 잔여 발효물의 산도를 중성화하는 단계와; 상기 중성화된 포도 잔여 발효물을 고형물과 추출액으로 분리하는 단계를 포함하는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법을 제공한다.

상기 발효단계는 호기성 조건 하에서, 습도 57~84%, 온도 40~60℃로 유지하는 단계이며, 상기 포도 잔여 발효물을 중성화하는 단계와 상기 포도 잔여 발효물을 고형물과 추출액으로 분리하는 단계 사이에 상기 중성상태의 포도 잔여 발효물을 50~75℃에서 30~40시간 동안 저장하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 포도 잔여 발효물을 고형물과 추출액으로 분리하는 단계 이후에, 상기 포도 잔여 발효추출물을 액제 또는 입제 타입으로 각각 형성하는 단계를 더욱 포함한다.

그리고, 상기 포도는 흑포도인 것을 특징으로 한다.본 발명에서의 휴무스균은 포도의 씨앗을 포함하는 포도 잔여물이 분해되는 과정에서 증식되는 호열성 세균으로서, 상기 휴무스를 생성시키는 미생물을 말한다.

이하, 본 발명을 이에 따른 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명한다.

< 실시예 >

실시예에서는 흑포도로부터 수득된 포도 잔여물을 이용한다.

왜냐하면, 다종의 포도 가운데 흑포도로부터 수득된 포도 잔여물을 이용하는 것이 가장 효과적이기 때문이다.

이하, 설명의 편의상 흑포도에서 수득된 포도 잔여물을 포도 잔여물로 약칭한다.

1. 컨디셔닝(conditioning) 단계

컨디셔닝 단계는 포도 잔여물을 발효시키기 전 준비단계라고 할 수 있다.

우선, 수확된 포도송이로부터 포도 줄기, 포도씨, 포도 껍질을 포함하는 포도 잔여물을 분리시킨다.

상기 분리된 포도 잔여물들은 압축, 분쇄된 뒤에 사일로(silo, 저장고)에 이송된다. 상기 포도 분쇄물 중에는 탄수화물, 단백질, 지방 등이 포함되어 있으므로, 미생물의 생장이 촉진되고, 그에 따라 사일로의 온도가 상승하게 된다.

사일로 내의 온도가 호열성 세균이 생장하는 데 적정온도인 60℃ 가량으로 상승하게 되면, 효모에 의하여 상기 포도 잔여분쇄물 중에 포함된 당에서 변환된 알코올과 지방산이 에스테르 반응을 일으킨다.

이 과정에서 사일로 내의 온도는 더욱 상승(약 64℃)하게 되어 호열성 세균의 증식이 더욱 활발해지고, 상기 포도 잔여 분쇄물은 상기 호열성 세균의 작용에 의하여 분해, 부식되어 고유의 비결정형 고분자 물질인 휴무스(humus)를 형성하게 된다.

2. 초기 발효단계

초기 발효단계는, 상기 컨디셔닝 단계를 거친 포도 잔여물을 산소가 공급되는 1m3의 발효조 내에서 진행시킨다.

이 단계에서는 휴무스 균이 활동할 수 있는 최적의 조건을 형성하는 것이 중요한 것으로 습도 57~84%, 온도 40~60℃, 산도(pH) 5.5~7.0을 유지하면서 2~3주간 발효를 시킨다.

3. 연속 발효단계

연속 발효단계는 상기 초기 발효단계에서 배양된 휴무스 균에 의해서 본격적인 발효가 시작되는 단계이다.

본 단계에서는 산소 공급과 함께 초기 발효단계에서 진행된 포도씨의 분해 과정이 반복될 뿐만 아니라 대부분의 생물학적 반응이 이루어진다.

상기 연속 발효단계에서는 에스테르화 과정에서 생성된 아인트라겐(Eintragen)이 생성되는데, 이 아인트라겐은 피부 호흡을 원활하게 하는 작용을 한다.

이 발효과정이 끝나면 포도 잔여 발효물의 액체와 고체의 비율은 60 : 40 정도이다.

4. 완료 단계

완료 단계에서는, 상기 발효공정을 마친 포도 잔여 발효물에서 당분 및 알코올을 제거하여 포도 잔여 발효추출물을 수득하는 단계이다.

본 단계에서는 상기 컨디셔닝 단계에서와 같이 알코올과 지방산의 에스테르화가 일어난다. 따라서, 상기 연속 발효단계 직후의 포도 발효물은 산도 4.5 가량의 약산성을 띠는 반면, 본 단계를 거쳐 최종적으로 수득된 포도 발효물은 산도 6.5~7.0 가량의 중성을 띠게 된다.

이러한 포도 잔여 발효추출물은 50~75℃에서 약 30~40시간 저장하는 공정을 거친 후, 추출액과 고형물로 분리하여, 각각 액제(液劑) 및 입제(粒劑) 타입으로 제조한다.

상기 입제 타입의 포도 잔여 발효추출물은 건조, 분쇄하는 과정을 거쳐 형성할 수 있다.

상기 일련의 발효과정을 거친 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물은 추출액과 고형물을 포함하여 다음과 같은 조성비를 가진다.

<표 1>

조성물	중량 (%)
건식물(Dry Matter)	0.32~0.38
유기적 셰어(Organic Share)	0.18~0.20
애쉬(Ash)	0.14~0.18
질소(N)	3.10~3.60
P205	3.80~5.10
K20	8.00~8.50
탄소(C)	0.09
N : C	1.00 : 7.55
pH	6.50~7.00

그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 취지에 어긋나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.이하, 상기 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물이 가지는 비료효과에 대한 실험결과에 대해서 설명한다.

실험예 1

실험예 1의 목적은 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물을 공급한 농작물의 생육효과를 구명코자 하는 것이다.

1. 대상작물 : 오이(가락만춘 ; 오이 품종의 하나로서, 가시오이계통)

2. 실험장소 : 비닐하우스

3. 실험입지조건 : 폿트(pot)

4. 실험에 사용된 비료 품목(처리 내용) : 표 2에 기재

<표 2>

* 상기 표 2에서 실시예 1, 2 품목은 본 발명에 따른 실시예에 의해 수득된 액제 또는 입제 타입의 포도 잔여 발효추출물이며, 비교예 1, 2 품목은 기존의 화학비료 및 별도의 비료처리하지 않은 것을 각각 지칭한다.

5. 처리방법 : 준비된 폿트에 모래를 담고, 상기 준비된 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 따른 비료를 관주(灌注) 또는 혼합방식으로 폿트를 채운 후, 2개의 엽(葉)을 가지는 오이묘를 상기 폿트에 각각 정식(定植)하였다.

6. 경종법(耕種法) : 폿트 재배

7. 시험구 배치 : 난괴법을 이용하여 1주 단위로 3주에 걸쳐 3개의 폿트에 대해서 반복 실행하였다.

8. 조사방법 : 정식 3주후 각 폿트별 오이의 크기, 엽수, 근중을 조사하였다.

9. 실험성적

본 발명에 따른 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 따른 품목을 시비한 결과 나타난 오이의 크기, 엽수, 근중에 대한 생육효과의 결과치를 품목별로 하기 표 3에 기재하였다.

<표 3>

이하, 상기 실험예 1의 실험 성적을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 실험예 1에 따라 재배된 오이를 공급된 비료별로 나타낸 도면이다.

상기 도면에서, (A), (B), (C), (D)는 각각 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물(액제)을 시비한 오이, 별도의 비료를 시비하지 않은 오이, 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물(입제)을 시비한 오이, 기존의 복합비료를 시비한 오이에 관한 것이다.

상기 도면에서는, 실험예 1에 따른 실험성적 <표 3>의 실험 수치결과가 나온오이를 실험항목인 엽수와 근중을 비교해서 보여주기 위해, 폿트에서 분리한 상태로 나타내었다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 입제타입의 포도 잔여 발효추출물(실시예 2)을 시비한 오이(C)가 엽수 및 근중치가 가장 크게 나타났다.

즉, 실시예 2의 비료를 시비한 오이가 그외의 비료보다 오이묘 생육에 가장 효과가 컸다.

그리고, 실시예 1에 의한 오이는 뚜렷한 생육효과를 보이지 않았지만, 상기 <표 3>의 결과를 보면 비교예 1, 2에 의한 오이에 비해 근중치가 높게 나왔음을 볼 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물은 인체에 전혀 무해한 작물을 수득할 수 있을 뿐 아니라, 중성상태를 띠는 발효추출물이 산성화된 토질을 중성화시키는 작용을 하게 되어, 토질을 향상시키는 효과까지 가지며 작물 생육을 촉진시킬 수 있다.

실험예 2

실험예 2의 목적은 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물의 병해 방제효과를 구명코자하는 것이다.

1. 대상 병해: 잘록병 병원균의 일종인 제 1 모잘록병 병원균(R. (Rhizoctonia) solani),제 2 모잘록병 병원균(P.(Pythium) ultimum)

2. 실험 작물 : 오이(가락만춘)

3. 실험에 사용된 약제(처리내용) : 하기 표 4에 기재

<표 4>

* 상기 표 4에서 실시예 3, 4 품목은 본 발명에 따른 실시예에 의한 액제 또는 입제 타입의 포도 잔여 발효추출물을 일정한 희석배율로 제조한 것이며, 비교예 3, 4는 기존의 병해 처리약제 및 별도의 약제처리하지 않은 것을 각각 지칭한다.

4. 처리방법

모래와 유묘(幼苗)용 비료를 1 : 1로 혼합한 상토가 담긴 폿트를 구비하는 단계와, 이 폿트별 상토에 잘록병원균을 접종하는 단계와, 이 병원균이 접종된 폿트별 상토에 실험대상 품목을 관주 또는 혼합방식으로 시비하는 단계를 거친 후 오이(가락만춘)을 점파하였다.

5. 경종법 : 폿트재배

6. 시험구 배치 : 난괴법을 이용하여 3 폿트에 대해서 반복 실행하였다.

7. 조사방법 : 파종(播種) 3주후 발병률을 조사하였다.

8. 실험성적 : 하기 표 5에 기재

<표 5>

이하, 상기 실험성적을 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 실험예 2에 따라 재배된 오이를 공급된 약제별로 나타낸 도면이다.

상기 도면에서, (I), (II), (III), (IV)는 각각 별도의 약제처리를 하지 않고 재배된 오이, 본 발명에 따른 액제타입의 포도 잔여 발효추출물, 본 발명에 따른 입제타입의 포도 잔여 발효추출물, 기존의 병해 약제인 안파를 시비한 오이를 각각 나타낸다.

결과적으로, 제 1 모잘록병 병원균(R.solani)에 대해서는 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물은 액제타입(실시예 3)이 5%, 입제타입(실시예 4)이 10%의 방제가능성을 나타냈으나, 제 2 모잘록병 병원균(P. ultimum)에 대해서는 액제타입(실시예 3)은 50%, 입제타입(실시예 4)은 5%의 방제가능성을 나타내었다.

즉, 본 발명에 따른 액제타입의 포도 잔여 발효추출물(실시예 3)은 상기 실험예 1의 결과치와 비교해 볼 때 농작물에 대한 생육효과는 평균치를 나타내지만 제 2 모잘록병 병원균(P. ultimum)에 대한 방제효과는 무처리 품목과 비교시 상당히 높은 수치를 나타냈다.

농작물이 토양과 밀접한 관계를 갖는 것은 뿌리부분인데, 지상부의 생육은 뿌리의 생장에 의하여 지탱되므로, 이러한 뿌리를 통해 작물을 병들어 죽게만드는 병해를 방제하는 효과를 가진다는 것은 연작 향상에도 중요한 작용을 한다는 것이다.

상기 실험예 1, 2의 결과를 통해 볼 때, 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물로 이루어진 비료는 기존의 복합비료에 비해 생육 효과도 뛰어나지만, 더욱이 그 자체적으로 병해 방제효과를 지니고 있으므로, 별도의 농약 사용을 극소화시킬 수 있는 효과를 부가적으로 가지게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 포도 잔여 발효추출물을 이용한 비료를 농작물 재배에 이용시 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 100% 생물제제로 이루어져 인체에 전혀 무해한 작물을 재배할 수 있다.

둘째, 발효물로 이루어져 토질이나 환경에 악영향을 끼치지 않으며, 산성화된 토질을 개선해준다.

세째, 병해 방제효과를 가지고 있어, 복합비료에 의한 것보다 단기간에 많은 수확량을 얻을 수 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 포도에서 수득된 포도 씨, 포도 껍질 및 포도 줄기를 포함하는 포도 잔여물을 준비하는 단계와;

   상기 포도 잔여물을 휴무스균에 의하여 발효시키는 단계와;

   상기 발효된 포도 잔여 발효물의 산도를 중성화하는 단계와;

   상기 중성화된 포도 잔여 발효물을 고형물과 추출액으로 분리하는 단계

   를 포함하는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 발효단계는 호기성 조건 하에서, 습도 57~84%, 온도 40~60℃로 유지하는 단계인 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 포도 잔여 발효물을 중성화하는 단계와 상기 포도 잔여 발효물을 고형물과 추출액으로 분리하는 단계 사이에, 상기 중성 상태의 포도 잔여 발효물을 50~75℃에서 30~40시간 동안 저장하는 단계를 더욱 포함하는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 포도 잔여 발효물을 고형물과 추출액으로 분리하는 단계 이후에, 상기 포도 잔여 발효추출물을 액제 또는 입제 타입으로 각각 형성하는 단계를 더욱 포함하는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 포도는 흑포도인 것을 특징으로 하는 비료용 포도 잔여 발효추출물의 제조방법.