KR100522894B1 - 환경친화형 식물 생육향상제의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탈 아세틸화도가 70% 이상인 천연산 키토산을 주성분으로 하는 환경친화형 식물 생육 향상제에 관한 것으로, 화학적 또는 효소법을 통해 얻은 탈 아세틸화도가 70% 이상인 키토산을 증류액중에 분산 시킨후 천연목재에서 추출하여 얻은 목초액과 현미분을 알코올 발효시켜 얻은 현미식초를 각각 무게 중량비로 1:1로 하여 희석 용해시키고 복합 아미노산 50 ～ 200 g/ℓ, 식물 생장촉진균 0.5 ～ 1.0 g/ℓ및 살균능력을 가지는 길항균 0.5 ～ 1.0 g/ℓ에 미량의 수용성 금속성분을 첨가하고 이를 교반 용해시킴을 특징으로 하는 식물 생육 향상제의 제조방법에 관한 발명으로 본발명 생육 향상제는 식물의 발육촉진과 각종 생리장해 예방 및 회복, 토양 소독, 토질 개량, 토양 미생물의 활성화 촉진, 병충해 방지 등의 효력이 강화된 환경친화형 식물 생육 향상제로서 화학비료가 갖고 있는 관행시비의 단점을 개선시키고 토양과 작물에 유익한 생육 향상제임.

Description

환경친화형 식물 생육향상제의 제조방법
본 발명은 자연친화형 소재를 주성분으로 하는 식물 생육향상제의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학적 또는 효소법을 통해 얻은 탈 아세틸화도가 70% 이상인 키토산을 증류액중에 골고루 분산시키고 천연목재에서 추출한 목초액과 현미분을 당화한 후 알코올 발효한 현미식초로 용해한 다음 복합아미노산, 미생물인 식물 생장촉진균, 길항균과 미량의 수용성 금속성분인 붕소, 구리, 철, 망간, 몰리브덴, 아연등을 첨가하여 식물의 발육촉진과 토양소독, 토질개량, 토양미생물활성화, 병충해방지에 대한 저항력을 부여한 환경친화형 식물 생육향상제의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업화에 따르는 공장폐수, 중금속 오염 및 화학비료, 농약등의 과다 투입으로 인하여 토양은 점차 완충능력을 상실하게 되고, 농지의 황폐화가 가속화되어 작물재배능력이 크게 떨어지며 병충해에 대한 저항력이 약화되며 식물에 유익한 미생물들이 점차 활성을 잃어 가고 있다.
또한 작물에는 질산염이 토양에는 인산과 가리성분등이 과다 축적되어지고 있어, 토양환경을 보전하고 고품질의 우수농산물을 재배하기 위해서는 시비개선에 의한 토양의 생명력 회복이 시급한 과제가 되고 있다.
이러한 점을 개선하고자 종래에는 질소, 인산, 가리에 미량의 요소, 아미노산, 비타민등을 혼합하여 사용하여 왔으나, 화학비료를 지속적으로 시비할 경우 토양 과다축적에 따른 염류장애로 작물의 생육부진, 환경오염 및 생산비 부담 증가등 많은 문제점이 있었다.
이를 개선하기 위해서 자연으로부터 수집 가능한 키틴, 키토산에 수용성 암모늄, 포름산칼륨의 화학비료와 미량의 금속성분 및 결정 석출방지용 약산을 첨가한 키틴 및 키토산계의 복합비료가 우리나라 특허공고 제97-384호에 개시된바 있으나 토양의 개량, 미생물의 활성화가 떨어지고 환경친화형 농작물재배에는 다소 미흡하였다. 키틴, 키토산이라는 물질이 갖고 있는 특성은 우수하지만 건강한 토양을 개량향상시키면서 식물성장과 수확증대 및 미생물의 장기적인 활성화에는 많은 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 소비자가 원하는 안전하고 맛이 좋은 신선한 고품질의 농산물을 생산 할 수 없고, 환경친화형 농작물은 환경보전형 자재의 개발등으로 토양의 통기성, 보습성, 배수성을 향상시킴으로써 지력향상과 함께 토양 미생물의 증식, 연작장애 예방, 작물의 생육촉진, 수량증대등 다양한 효과가 기대되어 진다.
이에 본 발명자는 화학적 또는 효소법을 통해 얻은 탈 아세틸화도가 70% 이상인 키토산에 자연친화형 소재를 주성분으로 하는 환경친화형 식물 생육향상제를 제조하기 위하여 예의 연구한 결과, 키토산을 증류액중에 골고루 분산시키고 천연목재에서 추출한 목초액과 현미를 알코올 발효한 현미식초로 용해한 다음 복합아미노산 17종, 식물 생장촉진균, 길항균과 미량의 수용성 금속성분을 첨가하여 교반처리함으로써 식물의 발육촉진과 토양소독, 토질개량, 토양미생물활성화, 병충해방지에 대한 저항력을 부여한 환경친화형 식물 생육향상제를 얻는데 성공하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본발명 생육 향상제는 화학적 또는 효소법을 통해 얻은 탈 아세틸화도가 70%이상인 천연고분자물질인 키토산을 증류액중에 0.05～10.0g/ℓ 비율로 투입시키고 15～40℃를 유지하면서 천연목재를 가열하여 열분해 시킨것을 냉각 후 추출한 목초액과 현미분을 당화한 후 알코올 발효시킨 현미식초를 각각 무게중량비로 1:1로 희석한 후 50～200g/ℓ씩 서서히 투입하면서 키토산의 분말입자를 완전용해 시킨 다음, 복합아미노산 17종 50～200g/ℓ, 식물 생장촉진균 및 길항균을 각각0.5～1.0 g/ℓ씩 순서대로 투입하여 골고루 혼합해 주고 작물 성장의 필수원소인 수용성 금속성분인 붕소 3.0～5.0 g/ℓ, 구리 3.0～5.0 g/ℓ, 철 7.0～10.0 g/ℓ, 망간 7.0～10.0 g/ℓ, 몰리브덴 0.8～1.0 g/ℓ, 아연 3.0～5.0 g/ℓ을 투입한 후 교반 용해시킨다.
또한 키토산의 탈 아세틸화도가 70% 이하이면 용해시간이 길어지고 초기단계는 증류액에 키토산이 분산상태임으로 점도가 거의 없으나, 키토산이 용해되면서 부터 점도가 급격하게 상승함으로 온도를 상승시키면서 목초액과 현미식초를 서서히 투입한다.
키토산이 용해된 상태의 pH 는 3.0～3.5로서 미생물의 활동을 일시적으로 정지하게 한 후 식물, 토양에 물로 희석시비할 때 작용하도록 한다.
또한 천연목재인 참나무를 가열하여 열분해 시킨것을 냉각 추출한 목초액은 적갈색 또는 흑갈색의 투명한 액체이며 비중 1.02～1.04 , pH는 2.3～3.5, 당도는 6.5～12로 아세트산 함량이 60% 이상인 것과 현미를 초산 발효시켜 숙성, 여과시킨 현미식초는 1ℓ당 80g 의 현미를 함유하고, 산도는 6.0～7.0% 인 것을 사용한다.
농작물은 토양에서 흡수한 무기태형의 질소와 광합성 생산물인 탄수화물에서 유도된 유기물을 결합해서 아미노산과 함질소 유기물이 되며 여러종류의 아미노산이 결합하여 단백질이 되므로 본 발명에서 사용하는 복합 아미노산으로는 엽록소 조성에 중요한 역할을 하는 히스티딘, 상괘한 맛을 내는 아르기딘, 세린, 칼리염과 결합하여 내균성을 강하게 하는 글루타민산, 과실류의 생육촉진을 돕는 메치오닌, 색과 광택을 좋게하는 트립토판, 아미노산 합성에 촉매작용을 하는 아스파르트산외 스레오닌, 글리신, 알라닌, 시스틴, 발린, 이소로이신, 로이신, 페닐알라닌, 라이신, 아스파라긴산 과 뿌리의 모세근 주변에 무수한 미생물이 생존하며 식물성장에 있어 중요한 아미노산, 저분자 헥산, 비타민, 호르몬등을 사용하며 식물의 뿌리에 직접, 간접적으로 흡수되어 건전한 생육을 촉진시킨다. 또한 식물 생장촉진균으로 는 슈더모마스 플루오르센스, 트리코드마 비리드와 먹이의 결합등을 사용하며, 물질의 생산, 기생등에 의해 병원균을 살균하거나 억제하는 작용을 하는 길항균으로 는 바실루스 섭틸리스, 트리코드마 폴리스포라, 닥틸엘라 시오노파가아스로보트리스 닥치로이더스 의 선충길항균을 함유한 미생물을 투입 사용하여 양분공급기능 및 생육촉진기능과 식물의 유익한 길항균의 증식으로 병해의 발생을 억제하고 토양미생물에 의한 분해생성물과 균사등에 의해 토양의 공극이 형성되어 공기소통과 투수성이 원활하게 되고 보수력이 증대되어 작물뿌리의 신장이 촉진되게 한다.
작물의 필수원소인 수용성 금속성분인 붕소, 구리, 철, 망간, 몰리브덴 아연의 투입량은 식물과 토양의 과다축적을 방지하기 위해 농림부고시 (제96-96호) 비료관리법에 의한 함유량을 최소량으로 첨가한다.
본발명 환경친화형 식물 생육향상제는 작물의 생육상태에 따라 알맞은 농도로 물에 잘 희석 시킨 후 작물의 잎에 골고루 살포하는 것이 바람직하다.
이하 실시예에 따라 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
실시예 1
화학적 또는 효소법을 통해 얻은 탈 아세틸화도가 70%인 천연고분자물질인 키토산을 증류액중에 0.05 g/ℓ 로 투입시키고 15℃를 유지하면서 목초액과 현미식초를 각각 무게중량비로 1:1로 희석한 후 200g/ℓ 으로 서서히 투입하면서 키토산의 분말입자를 완전용해한 다음 복합아미노산 17종 200g/ℓ, 식물 생장촉진균 및 길항균을 1.0 g/ℓ 순서대로 투입하여 골고루 혼합해 주고 작물의 필수원소인 수용성 미량금속성분인 붕소 3.0 g/ℓ, 구리 3.0g/ℓ, 철 7.0 g/ℓ, 망간 7.0 g/ℓ, 몰리브덴 0.8 g/ℓ, 아연 3.0 g/ℓ을 투입한 후 교반 용해시켜 pH 3.0 로 제조하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하나, 실시예 2에서는 화학적 또는 효소법을 통해 얻은 탈 아세틸화도가 90%인 천연 고분자물질인 키토산을 증류액중에 10g/ℓ로 투입시키고 40℃를 유지하면서 목초액과 현미식초를 각각 무게중량비로 1:1로 희석한 후 50g/ℓ으로 서서히 투입하면서 키토산의 분말입자를 완전용해한 다음 복합아미노산 17종 50g/ℓ, 식물 생장촉진균 및 길항균을 0.5 g/ℓ 순서대로 투입하여 골고루 혼합해 주고 작물의 필수원소인 수용성 미량금속성분인 붕소 5.0 g/ℓ, 구리 5.0 g/ℓ, 철 10.0 g/ℓ, 망간 10.0 g/ℓ, 몰리브덴 1.0 g/ℓ, 아연 5.0 g/ℓ을 투입한 후 교반 용해시켜 pH 3.5 로 제조하였다.
실시예 3
실시예 2와 동일하나, 실시예 3에서는 화학적 또는 효소법을 통해 얻은 탈 아세틸화도가 90%인 천연 고분자물질인 키토산을 증류액중에 10 g/ℓ로 투입시키고 30℃를 유지하면서 목초액과 현미식초를 각각 무게중량비로 1:1로 희석한 후 100g/ℓ으로 서서히 투입하면서 키토산의 분말입자를 완전용해한 다음 복합아미노산 17종 50g/ℓ, 길항균을 1.0 g/ℓ 순서대로 투입하여 골고루 혼합해 주고 작물의 필수원소인 수용성 미량 금속성분인 붕소 5.0 g/ℓ, 구리 5.0 g/ℓ, 철 10.0 g/ℓ, 망간 10.0 g/ℓ, 몰리브덴 1.0 g/ℓ, 아연 5.0 g/ℓ을 투입한 후 교반 용해시켜 pH 3.5 로 제조하였다.
비교실험예
본 발명의 실시예 1, 2, 3에서 제조한 환경친화형 식물 생육향상제의 제조 제품과 시판되고 있는 제4종비료, 키틴 및 키토산계 액상비료를 엽면시비 및 관주시비 효과를 다음과 같이 시험재배 하였다.
시험재배로는 채소재배시험의 노지, 시설재배로 구분하여 채소 품종은 토마토, 무우, 배추로 토양은 동일한 장소에서 절취한 후 가로 100㎝, 세로 100㎝, 높이 100㎝ 의 천연목재상자에 토양무게를 측정하여 동일한 양을 담은 다음, 초기상태의 토양수분을 60%로 조절했다.
토마토는 파종 후 30일이 경과하고 무우, 배추의 경우는 종자별로 30알씩을 파종후 20일이 경과했을 때 본 발명의 실시예 1, 2, 3 에서 제조한 환경친화형 식물 생육향상제의 제조 제품과 제4종 비료, 키틴 및 키토산계 액상비료를 엽면시비 및 관주시비를 하였다. 제4종 복합비료는 질소 6%, 인산6% 및 칼륨 5%를 함유한 것과 키틴 및 키토산 액상비료는 질소전량 2%, 수용성인산14%, 수용성망간 0.1%, 수용성붕소 0.05%, 키토산 5% 을 함유하는 액상비료를 사용하였다.
이상과 같은 제품을 실시예 1, 2, 3 및 제4종비료, 키틴 및 키토산 액상비료를 파종후 30일 경과할 때 초기 500배로 희석하여 관주시비하고 6일간격으로 500배로 엽면시비, 1000배 관주를 3회 반복 하였으며, 이 때 비료를 주지 않는 무처리 시험재배에는 동일량의 물을 주었다. 파종 50일 후 생체중량, 과실중량을 측정했다.
〔표 1〕 실시예 1, 2, 3에서 제조한 환경친화형 식물 생육향상제와 시판되고 있 는 제4종비료, 키틴 및 키토산계 액상비료를 엽면 및 관주시비를 병행한 효과에 대한 비교 시험결과
이상과 같이 본 발명에 의하면 화학적 또는 효소법으로 얻은 탈 아세틸화도가 70% 이상인 키토산과 자연친화력이 우수한 천연목재에서 추출한 목초액과 현미분을 당화한 후 알코올 발효한 현미식초를 사용하고 이를 유기농업에 알맞도록 복합아미노산, 미생물인 식물 생장촉진균, 길항균과 식물에 필수미량금속성분을 첨가하여 식물의 발육촉진과 각종 생리장해 예방 및 회복, 토양소독, 토질개량, 토양미생물활성화, 병충해방지에 대한 저항력을 강화한 환경친화형 식물 생육향상제로서 화학비료가 갖고 있는 관행시비의 단점을 보완하면서 식물과 토양에 유익한 농산물을 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 탈 아세틸화도가 70% 이상인 키토산을 증류액중에 분산시킨 후 목초액과 현미식초로 용해시키고, 복합 아미노산 50～200g/ℓ, 식물 생장촉진균 0.5～1.0g/ℓ, 길항균 0.5～1.0g/ℓ 및 미량의 수용성 금속성분을 첨가하여 교반 용해시킴을 특징으로 하는 식물 생육향상제의 제조방법
  2. 청구항 1에 있어서, 천연 고분자물인 키토산을 증류액중에 0.05～10.0g/ℓ비율로 투입하여 분산시킴을 특징으로 하는 식물 생육향상제의 제조방법
  3. 청구항 1에 있어서, 목초액과 현미식초는 각각 무게 중량비 1:1로 첨가함을 특징으로 하는 식물 생육 향상제의 제조방법
  4. 청구항 1에 있어서, 길항균으로 바실루스 섭틸리스, 트리코드마 플리스포라, 닥틸엘라 시오노파가, 아스로보트리스 닥치로이더스중 하나 이상을 사용함을 특징으로 하는 식물 생육향상제의 제조방법
  5. 청구항 1에 있어서, 수용성 금속성분으로 붕소 3.0～5.0g/ℓ, 구리 3.0～5.0g/ℓ, 철 7.0～10.0g/ℓ, 망간 7.0～10.0g/ℓ, 몰리브덴 0.8 ～1.0g/ℓ, 아연 3.0～5.0g/ℓ을 첨가함을 특징으로 하는 식물 생육향상제의 제조방법
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