KR100498005B1 - 기능성 액상비료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기능성 액상비료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 전체 용액 100 부피%에 대하여 피레스로이드계 살충제 5-15% (v/v), 식용유 50-70% (v/v), 목초액 10-20% (v/v), 글리세린 10-30% (w/v) 및 구리 1-3% (w/v)를 포함하며 나머지는 물로 이루어진 액상비료 및 이를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 기능성 액상비료는 인체에 무해하고 환경친화적이면서 작물의 생육을 촉진시키며, 병해충에 대한 저항성을 증진시키고 살충효과가 우수하다.

Description

기능성 액상비료 및 그 제조방법{Functional liquid fertilizer and preparation thereof}

본 발명은 인체에 무해하고 환경친화적이면서 작물의 생육을 촉진시키고 살충효과가 우수한 기능성 액상비료 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

비료는 식물에 영양을 주거나 식물의 재배를 돕기 위하여 흙에서 화학적 변화를 가져오게 하는 물질과 식물에 영향을 주는 물질을 말한다(비료관리법 제2조).

비료는 시비시기에 따라 밑거름, 웃거름, 제법과 성상에 따라 입상비료, 분상비료, 사상비료, 고형비료, 액상비료, 원료에 따라 유기질비료(동식물비료), 무기질비료(N.P.K 비료), 광물질비료, 주성분에 따라 단비, 복합비료, BB비료, 질소질비료, 인산질비료, 가리질비료, 미량요소비료, 효과에 따라 속효성 비료, 완효성 비료, 지효성 비료, 용도에 따라 수도용비료, 원예용비료, 과수용비료, 비료 공정 규격에 따라 무기질 질소비료, 무기질 인산비료, 무기질 가리비료, 복합비료, 유기질비료, 석회질비료, 규산질비료, 고토비료, 미량요소비료, 규인비료, 규인가리비료, 부산물에 따라 퇴비, 부숙겨, 재, 분뇨잔사, 부엽토, 아미노산 발효 부산비료, 건계분, 건조축산 폐기물, 부숙왕겨 및 톱밥, 토양미생물제제(미생물효소) 및 토양활성제제비료로 분류된다.

액상비료는 액상의 비료로서 액체비료 또는 액비라고도 하며, 일반적으로 액비란 가축이 배설한 분뇨 그리고 가축을 사육하는 과정에서 자연 발생되는 가축이 먹다가 남은 사료나 깔짚 등이 섞여 액상의 상태로 퇴비화한 것으로, 퇴비와 비교하여 화학비료처럼 속효성과 유기질 비료로서 지속적인 효과를 나타내는 장점이 있다.

액체비료에 대한 종래기술을 살펴보면, 한약, 농축산, 어패류의 폐기물을 이용한 유기질 복합액체비료, 바이오세라믹 워터를 사용한 액체비료, 고농도 유기물질 폐수를 활용한 액체비료, 수용성 규산액체비료, 고농도 유기물질 폐수와 당밀을 주재로 한 아미노산 액체비료, 음식물찌꺼기를 이용한 액체비료, 불가사리를 이용한 액체비료, 혈분 분해액을 기초로 한 액체비료, 동물로부터 얻어진 부산물을 이용한 액체비료, 폐피혁을 주재로 한 액체비료, 양조주류폐수를 이용한 유기질 복합 액체비료 등으로 주로 폐수나 폐자원을 이용하여 제조하였다.

본 발명자는 상술한 종래의 액체비료가 폐자원의 재활용을 목적으로 한 것과 달리 기능성을 갖춘 액상비료에 착안하여 연구한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 비료기능과 살충기능을 겸비한 신규한 기능성 액상비료 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 말명의 기능성 액상비료는 전체 용액 100 부피%에 대하여 피레스로이드계 살충제 5-15% (v/v), 식용유 50-70% (v/v), 목초액 10-20% (v/v), 글리세린 10-30% (w/v) 및 구리 1-3% (w/v)를 포함하며 나머지는 물로 이루어진다.

본 발명의 특징은 비료기능과 살충기능을 동시에 갖춘 액상비료를 제공하는 것으로, 이를 위하여 본 발명의 액상비료는 비료기능을 하는 성분과 살충기능을 하는 성분을 모두 포함한다. 구체적으로 살충기능을 하는 주성분은 피레스로이드계 살충제이며, 목초액, 식용유, 글리세린 및 구리는 식물의 생장을 촉진하거나 저항성 증진을 도모하는 비료 역할을 하면서 상기 피레스로이드계 살충제의 살충효과를 증진시키는 보조적 기능을 한다. 상기 구성성분들은 모두 인체에 무해한 성분들이다.

피레스로이드(pyrethroid)계 살충제는 농약용, 가정원예용 및 파리/모기/바퀴벌레 살충용으로 널리 사용되고 있는 범용 살충제로서, 인간을 포함한 온혈동물에는 해가 없으며 곤충과 같은 저온동물에는 맹독성 속효성을 나타내며 중추신경에 직접 작용하여 뛰어난 살충 효과를 나타낸다.

본 발명에서 사용가능한 피레스로이드계 살충제는 특별히 제한되지 않으며, 식물인 제충국(除蟲菊)에서 추출한 피레스린과 같은 천연 피레스로이드계 살충제 또는 이와 유사한 화학구조를 가진 합성 피레스로이드계, 구체적으로 예를 들면 퍼메트린(permethrine), 테트라메트린 (Tetramethrin), 사이퍼메트린 (Cypermethrin), 알파메트린 (Alphamethrin), 펜발러레이트 (Fenvalerate), 사이플루스린 (Cyfluthrin) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 일반식 C₂₁H₂OCl₂ O₃로 표기되는 합성 피레스로이드계 살충제를 사용한다. 상기 일반식의 합성 피레스로이드계 살충제의 LD₅₀ 값은 체중단위 kg당 4,000 mg/kg (쥐, 경구투여)으로 포유동물에는 거의 독성이 없어 안전하게 사용될 수 있다.

피레스로이드계 살충제의 살충효과는 방제 대상 해충의 종류에 따라 그리고 주요 살충성분의 함량에 따라 다르게 나타나나, 오랜 기간의 실험실내 실험결과, 전체 용액 100 부피%에 대하여 5-15% (v/v)일 때 가장 경제적으로 대부분의 대상 해충을 방제할 수 있는 것으로 확인되었다.

식용유는 동식물에 있는 유지(지방질)를 먹을 수 있도록 정제한 것으로, 주로 불포화지방산으로 구성되어 있으며, 탄수화물 및 단백질과 함께 작물의 성장에 중요한 에너지원으로 작용한다. 본 발명에서 사용되는 식용유는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 대두유, 채종유, 옥수수유, 면실유, 참기름, 홍화유, 해바라기유, 올리브유, 미강유, 괌유, 아마인유, 땅콩기름, 팜유, 야자유, 피마자유, 우지, 돈지를 사용할 수 있다.

식용유는 직접적인 살충효과는 없으나 해충의 기문을 막아 호흡을 저해시키고 주된 살충성분의 증발을 막아 살충효과를 지속적으로 발휘할 수 있도록 하는 보조적 기능을 하고 있다. 식용유의 함량이 너무 많으면 해충의 기문뿐만 아니라 식물의 기문도 막아 호흡저해로 인한 식물의 피해가 있을 수 있고, 그 함량이 너무 적으면 충분한 에너지원을 제공하지 못하므로, 식용유의 적절한 함량은 전체 용액 100 부피%에 대하여 50-70% (v/v)이다.

목초액은 나무를 태우면 발생되는 연기를 냉각 응집시킨 후 이를 숙성 및 정제시켜 얻어지는 적갈색의 투명한 액체로서, 각종 유기산 (주로 초산)과 페놀류를 포함한 200여종 이상의 다양한 성분을 함유한다. 목초액은 식물이나 동물의 체내에서의 침투성 및 흡수성이 뛰어나 식물성장에 필요한 비료성분의 흡수를 도모하며, 살충성분을 포함하여 병충해를 감소시킬 수 있다. 또한, 목초액은 농작물의 발아, 발근 및 생장을 촉진시키며, 벼의 도열병을 예방하고, 과실의 단맛을 증가시키며, 광합성을 촉진시키고 엽록소의 양을 증가시켜 잎 색을 짙게 하는 등 비료 효과가 뛰어나다. 본 발명에서 사용되는 목초액은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 참나무, 낙엽송, 소나무 또는 잣나무로부터 제조된 것을 사용할 수 있다.

목초액은 특유의 냄새로 인해 해충의 기피제로서 널리 사용되고 있으며, 본 발명에서 첨가한 이유는 실험실내 실험 결과 주요 살충성분의 전착력을 높여 약효 증진 효과가 있음이 확인되었기 때문이다. 그러나, 과다한 목초액의 첨가는 약효증진 뿐만 아니라 식물에 대한 약해가 발생될 우려가 있기 때문에 그 배합비율을 20% 미만으로 제한하는 것이 바람직하며, 목초액의 적절한 함량은 전체 용액 100 부피%에 대하여 10-20% (v/v)이다.

글리세린(일반식: C₃H₈O₃, 분자량: 92)은 글리세롤(1,2,3-프로판트리올)이라고도 하며, 동물 지방 및 식물성 기름에 매우 광범위하게 분포되어 있고 비누화반응 (saponification)에 의하여 이들로부터 분리될 수 있다. 글리세린은 투명, 무색으로 유동성이 거의 없으며 무향의 단맛이 나는 흡습성 액체로서 부동(antifreeze)효과가 있으며, 약용, 공업용, 화장품 원료, 다이너마이트의 주원료로 사용된다. 본 발명에서 글리세린은 탄소원이나 에너지원으로서 비료역할 뿐만 아니라, 살충성분인 피레스로이드계 살충제의 상승제(synergist)로서 살충작용을 배가시키는 역할을 한다. 글리세린의 LD₅₀ 값은 체중단위 kg당 20,000 mg/kg(랫, 경구투여)으로 어떠한 독성도 나타내지 않고 사용될 수 있다.

글리세린이 과다하게 배합될 경우 식용유와 목초액과의 화학반응에 의한 식물에 약해를 유발할 수 있고, 반면에 그 함량이 너무 적으면 탄소원 및 살충성분에 대한 상승제로서의 기능을 충분히 발휘할 수 없으므로, 글리세린의 적절한 함량은 전체 용액 100 부피%에 대하여 10-30% (w/v)이다.

구리(Copper, Cu)는 주기율표 제1B족의 구리족원소에 속하는 금속으로, 작물에 대한 주요한 생리적 작용은 산화, 환원작용의 조절이다. 구리이온(Cu²⁺)은 약한 환원제에 의해 쉽게 환원되고 또한 산소에 간단히 결합하여 산화되는 성질이 있기 때문에 Fe²⁺와 함께 광합성이나 호흡 등의 산화환원제에 관여한다. 또한 구리는 핵산, 단백질 및 탄수화물의 대사에도 참여하여 구리가 부족한 작물에서는 단백질 합성이 저해되고 가용성 아미노 질소화합물이 집적된다.

구리가 결핍되면 새잎의 선단부터 황백화하고 시들고 생육이 불량하며 줄기의 선단이 시들어 말라죽고 개화가 지연된다. 반면에 구리가 과잉하면 뿌리의 신장이 멎는다. 본 발명에서 사용되는 구리는 특별히 제한되지 않으며, 금속 자체를 사용할 수도 있으나 용해성 및 타 성분과의 혼합을 고려하여 구리화합물 형태로 첨가되는 것이 바람직하며, 이러한 구리화합물로서, 구체적으로 예를 들면 염화제일구리(CuCl 또는 Cu₂Cl₂), 염화제이구리(CuCl₂·2H₂O), 요오드화 제일구리(CuI), 질산구리(Cu(NO₃)₂·3H₂O), 피로인산구리(Cu₂P₂O₇ ·3H₂O), 황산구리(CuSO₄·5H₂O)를 사용할 수 있다.

구리의 첨가는 식물의 생장을 도모하며, 미생물에 대한 살균효과가 있다. 구리의 함유량이 과다하면 과잉현상으로 인한 식물의 생장을 저해할 수 있고, 그 함량이 너무 적으면 결핍현상을 유발할 수 있으므로, 구리의 적절한 함량은 전체 용액 100 부피%에 대하여 1-3% (w/v)이다.

본 발명의 기능성 액상비료의 제조방법은 (a) 피레스로이드계 살충제 및 식용유를 교반기에 넣고 혼합하는 단계; (b) 목초액에 구리를 첨가하고 혼합하는 단계; (c) (b) 단계의 혼합물에 글리세린을 첨가하고 혼합하는 단계; 및 (d) (a) 단계 및 (c) 단계의 혼합물을 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명의 기능성 액상비료는 비료기능 및 살충기능을 겸비한 것으로, 작물의 생육을 촉진하고 병해충에 대한 저항성을 증대시키며, 응애, 진딧물, 총채벌레, 고자리파리, 온실가루이 등에 대한 살충효과가 우수하고 인체에 무해한 환경친화적인 액상비료이다.

이하 실시예를 들어 본 발명은 구체적으로 설명하고자 하지만, 하기 실시예에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 액상비료의 제조

피레스로이드계 살충제로서 일반식 C₂₁H₂OCl₂O₃로 표기되는 5P30(상품명), 식용유로서 100% 콩 식용유(시제품), 목초액으로서 소나무 목초액(시제품), 글리세린으로서 고급 글리세린(시제품) 및 구리로서 황산구리(시제품)를 사용하였다.

먼저 5P30 100 ㎖ 및 콩 식용유 600 ㎖를 교반기에 넣고 적정 온도(30-60℃)에서 적정 교반속도(100-200rpm)로 혼합하여 첫번째 혼합물을 제조하였다. 이와 별도로 동일한 혼합조건에서 목초액 150㎖에 구리 20g을 첨가하고 혼합한 후, 이 혼합물에 글리세린 200 g을 첨가하고 혼합하여 두번째 혼합물을 제조하였다. 최종적으로 상기 첫번째 및 두번째 혼합물을 동일한 혼합조건에서 혼합한 다음 1ℓ가 되도록 물을 보충함으로써 본 발명의 기능성 액상비료를 제조하였다.

실시예 2: 액상비료의 비료 및 살충효과

상기 실시예 1에서 제조한 본 발명의 액상비료를 100∼250배로 희석하여 대상 식물의 재배면적 1㎡당 100-200 ㎖를 처리한 결과, 식물의 생장을 도모하는 각종 비료성분으로 인해 식물의 생장이 촉진되어 각종 병해충에 대한 저항성이 증진되었다. 이러한 결과는 특정 식물에만 국한되는 것이 아니라 다년간(1999-2002년)의 포장실험결과 거의 모든 식물에도 동일하게 유효함을 확인하였다.

또한 동 시험기간 중 밝혀진 결과에 따르면, 본 발명의 액상비료는 최근 식물에 심각한 피해를 주고 있는 점박이 응애 및 먼지 응애를 포함한 응애류와 진딧물에 아주 탁월한 살충효과를 나타내었다. 응애류와 진딧물 이외에도 총채벌레, 나비목 유충, 온실가루이 등에도 우수한 살충효과를 나타냈으며, 식물뿐만 아니라 가축에 각종 질병을 매개하는 진드기, 파리, 모기에도 살충효과를 보여 다양한 방면에 적용할 수 있음을 확인하였다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 기능성 액상비료는 비료기능 및 살충기능을 겸비한 것으로, 작물의 생육을 촉진하고 병해충에 대한 저항성을 증대시키며, 응애, 진딧물, 총채벌레, 고자리파리, 온실가루이 등에 대한 살충효과가 우수하고 인체에 무해한 환경친화적이다.

Claims (3)

1. 전체 용액 100 부피%에 대하여 피레스로이드계 살충제 5-15% (v/v), 식용유 50-70% (v/v), 목초액 10-20% (v/v), 글리세린 10-30% (w/v) 및 구리 1-3% (w/v)를 포함하며 나머지는 물로 이루어진 기능성 액상비료.
2. 제 1항에 있어서, 상기 피레스로이드계 살충제는 일반식 C₂₁H₂OCl₂O₃ 로 표기되는 합성 피레스로이드계 살충제인 것을 특징으로 하는 기능성 액상비료.
3. (a) 피레스로이드계 살충제 및 식용유를 교반기에 넣고 혼합하는 단계;

   (b) 목초액에 구리를 첨가하고 혼합하는 단계;

   (c) (b) 단계의 혼합물에 글리세린을 첨가하고 혼합하는 단계; 및

   (d) (a) 단계 및 (c) 단계의 혼합물을 혼합하는 단계를 포함하는 기능성 액상비료의 제조방법.