KR100523246B1

KR100523246B1 - 복원 식물 배양토 블록

Info

Publication number: KR100523246B1
Application number: KR10-2003-0045239A
Authority: KR
Inventors: 박노일
Original assignee: 광일토건환경 주식회사; 박노일
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-10-20
Also published as: KR20050003749A

Abstract

본 발명은 토양의 복원에 사용되는 복원 식물 배양토 블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 버미큐라이트 40 ∼ 60중량%, 퍼라이트 20 ∼ 30 중량%, 세피오라이트 10 ∼40 중량%로 구성되는 다공성 광물 혼합재; 상기 다공성 광물 혼합재 80 ∼ 98 중량%에 2 ∼ 20 중량%의 복합비료를 혼합하여 제조된 배양토; 상기 배양토를 생분해성 식물성 섬유소재의 그물망에 식생 복원용 식물의 종자와 함께 블록 형태로 포괄시켜 제조되는 것을 특징으로하는 복원 식물 배양토 블록에 관한 것이다.

Description

복원 식물 배양토 블록{SOIL BLOCK FOR VEGETATION RECOVERY}

본 발명은 토양의 복원에 사용되는 복원 식물 배양토 블록에 관한 것으로, 식물성 섬유재로 블록 형상의 그물망을 구성한 다음, 그 내부에 버미큐라이트, 퍼라이트, 세피아라이트의 다공성 인공토양 조성물과 식물의 종자를 충전하여, 노출된 토양의 복원을 보다 용이하게 할 수 있는 복원 식물 배양토 블록에 관한 것이다.

현재 도시와 도로망이 발달함에 따라 토양층이 노출된 절개지가 늘어나고 있으며, 이의 복원에는 여러가지 방법이 사용되고 있다. 예를 들어, 식물의 종자를 직접 파종하거나 잔디의 떼를 옮겨 식재하는 방법은 가장 고전적인 방법이면서도 널리 사용되는 방법이지만, 발아 및 증식에 많은 시간이 소요되며 또한 비에 의하여 종자가 유실되거나 미처 증식하지 못한 식생이 쉽게 파괴되는 것이 단점이다.

상기한 문제점을 해결하는 방법으로서, 시트지에 잔디씨를 포괄시킨 후 짚 등의 보호층으로 적층하여 경사지 등에 덮는 방법 등이 있으나, 이 방법의 경우 발아와 최초 착지는 비교적 용이하지만, 토양층에 식생이 밀착하여 자라는데 많은 시간이 소요된다. 특히 잔디의 생장에 필요한 비료나 물을 분산시켜 공급할때 일부만이 흡수되고 대부분이 낭비되며, 수분이 쉽게 증발하는 문제점이 있다.

이외에도, 토양 침식 방지용 매트를 설치 및 고정한 후, 그 위에 식물의 종자와 흙을 동시에 또는 개별적으로 살포하는 방법도 사용되고 있으나, 이러한 방법은 토양 침식 방지용 매트를 설치하는 작업과, 종자와 토양을 살포하는 작업의 2 단계의 작업이 필요하므로 시공에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있다.

최근들어, 시공단계에서 부터 식생기반재, 토양안정제, 천연보습제, 배합비료 등을 집중적으로 사용하여 복원하는 공법이 널리 사용되고 있으나, 시공 및 관리가 까다롭고 이러한 방법 역시 많은 비용을 필요로 한다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 이하 발명의 구성에서 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식물성 섬유재로 블록 형상의 그물망을 구성한 다음, 그 내부에 버미큐라이트, 퍼라이트, 세피아라이트의 다공성 인공토양 조성물과 식물의 종자를 충전하여, 노출된 토양의 복원을 보다 용이하게 할 수 있는 복원 식물 배양토 블록을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 토양의 복원에 사용되는 복원 식물 배양토 블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는,

버미큐라이트 40 ∼ 60중량%, 퍼라이트 20 ∼ 30 중량%, 세피오라이트 10 ∼40 중량%로 구성되는 다공성 광물 혼합재를 제조하는 단계;

상기 다공성 광물 혼합재 80 ∼ 98 중량%에 2 ∼ 20 중량%의 복합비료를 혼합하여 배양토를 제조하는 단계;

상기 배양토를 생분해성 식물성 섬유소재의 그물망에 식생 복원용 식물의 종자와 함께 블록 형태로 포괄시켜 블록 형태로 제조하는 단계;

를 거쳐 제조되는 것을 특징으로하는 복원 식물 배양토 블록에 관한 것이다.

이하 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 식생 복원에 사용되는 식물의 발아 와 정착이 용이한 초본 식물 배양토 블록을 제시하고자 한다. 식생 복원에는 다양한 형태의 식물이 사용된다. 흔히 사용되는 것으로 양잔디와 재래종 잔디 등 잔디종이 있고, 복원하고자 하는 토양의 성상에 따라, 다양한 초본류와 목본류가 사용된다. 또한, 복원하고자 하는 대상이 하천이면 갈대류 등도 사용된다.

상기한 복원용 식물들은 그 자체로도 뛰어난 생장능력을 가진것들이 사용되나, 대체로 복원하고자 하는 대상 토층이 척박한 환경인 경우가 많으므로 복원 후 집중적으로 관리하며, 특히 식물의 빠른 정착을 위하여 시공 단계에서 부터 식생기반재, 토양안정제, 천연보습제, 배합비료 등을 집중 투입하는 방법이 사용된다. 그러나, 이런 방법은 식물의 정착과 식생의 복원이 매우 빠른 장점이 있지만, 비용과 노력이 많이 소요되는 것이 단점이다.

본 발명에서는 식생기반재, 토양안정제, 보습제, 배합비료를 시공 단계에서 부터 집중 투입하는 방법의 장점을 인지하고, 이들 시공 소재의 기능을 생분해성 식물성 그물망과 그 내부에 포괄되는 버미큐라이트, 퍼라이트, 세피오라이트의 다공성 광물을 이용하여 구현하였다.

본 발명의 버미큐라이트는 질석이라고도 하며, 이의 주요화학성분은 Mg, Fe, Al,Si,O로서 알루미늄, 마그네슘, 철의 수산화규산염으로 된 점토광물이다. 굳기는 1∼2 이며 비중 2.76으로, 회백색 또는 갈색에 진주 광택이 나는 광물이다. 질석은 산에 쉽게 분해되고 양이온 교환능력이 크며, 가열하면 팽창하는 특성을 가지고 있으며, 일반적으로 사문암 지대에 속해 있는 광산에서 산출된다.

특히, 질석은 다공질이며, 흡수 능력이 좋아서 내열재료 및 방음재로서 널리 이용되고 있다. 버미큐라이트의 보습능은 내부에 존재하는 무수한 기공이 수분을 유지시켜 주기 때문이다. 이러한 버미큐라이트의 다공성은, 버미큐라이트를 약 300℃ 이상의 고온으로 급격히 가열할 경우, 원래 두께의 20배까지 팽창하는 성질을 이용한것이다. 팽창된 질석은 비중이 0.09보다 작을 정도로 가벼우므로 운반과 이동이 용이하여 경사면과 같이 절개된 토양에 이용할때 시공이 편리하다.

퍼라이트는 화산 활동으로 발생한 용암이 급속히 냉각되어 생성된 유리질 암석으로 2.5%의 결정수를 함유하고 있는 광물이다. 퍼라이트도 버미큐라이와 유사하게 871℃ 이상의 온도에서 급속히 가열하면 결정수가 기화되면서 팽창 퍼라이트라는 가벼운 다공성 입자로 발포된다.

퍼라이트는 건자재, 농원예, 여과 조제에 적용되고 있고, 진주처럼 납빛을 가지며 보통 회색이거나, 약간 푸르스름하나 갈색이나 청색 혹은 적색을 가지는 것도 존재한다. 크게 퍼라이트라고 불리워지는 광물에는 Obsidian(흑요석), Perlite(진주암), Pitch stone(송지암)등이 있으며, 이러한 모두를 통상적으로 퍼라이트라고 칭하기도 한다. 또한 일정온도 이상으로 가열하여 팽창시킨 팽창퍼라이트(expanded perlite)도 퍼라이트라고, 하며 통상적으로 말하는 퍼라이트(perlite)란 이러한 팽창퍼라이트를 말한다. 본 발명에서도 이러한 팽창 퍼라이트를 이용하였다.

팽창퍼라이트는 식물이 생육하기에 매우 적합한 물리성 즉, 공극율이 70% 이상으로 높은 통기성을 가지고 있고, 투수계수가 10^-3cm/sec 이상으로 높은 배수성을 가지고 있으며, 식물에 필요한 수분함량인 유효수분(0.03∼15기압)값이 40% 이상으로 높은 수분보유력을 가지고 있다.

또한 10㎛ 내외의 공극과 500 ㎡/g의 높은 비표면적 때문에 미생물이 서식하기에 매우 좋은 환경을 제공하여 미생물 담체로도 많이 쓰이며, 식물생육시 식물과 공생하여 유용한 물질 및 좋은 서식환경을 조성하는 미생물이 잘 자라는 특징을 가지고 있다. 따라서, 본 발명에서의 퍼라이트는 주로 식물의 성장에 필요한 미생물계를 구성하는 용도로 이용하였다.

세피오라이트는 섬유상의 함수 규산마그네슘 광물에 속하며 섬유상과 토상으로 분류될 수 있다. 토상분은 부분적으로 섬유상 구조를 갖는 점토이다. 일반적으로 백색이 아닌 회색 다갈색으로 섬유상 이외에 괴상 판상 점토상으로 산출된다. 화학조성은, SiO₂ 55.7%, MgO 24.9%, H₂O 19.4% 이며 산지는 스페인, 미국, 중국이 대표적이다.

세피오라이트는 비표면적이 커서( 230 - 380m²/g) 결정구조의 미세기공에 의해 가스를 흡착할 수 있으며 가공처리에 의해 액체 흡착력이 상승된다. 따라서, 또한, 단열성이 좋아 식물의 뿌리에 급격한 온도 변화를 막아주는 효과를 가진다. 또한, 버미큐라이트가 쉽게 부스러지는 성질을 가지고 있는데 비하여, 세피오라이트는 점도 증진의 효과가 있으므로 본 발명에서 상호 보완적인 효과를 가져오는 장점이 있다.

상기한 다공성 광물의 각각의 기능은 버미큐라이트 40 ∼ 60중량%, 퍼라이트 20 ∼ 30 중량%, 세피오라이트 10 ∼40 중량%의 비율로 사용하는 것이 바람직하였다. 그리고, 이러한 다공성 광물은 보습성, 보온성, 점성 등의 특성은 일반 토양에 비하여 매우 탁월하나, 식물의 생장에 필수적인 영양 성분은 부족하므로 상기 다공성 광물로 구성된 다공성 광물 혼합재에 일정 정도의 복합비료를 배합하는 것이 바람직하였고, 그 비율은 2 내지 20 중량%가 가장 바람직하였다.

복합 비료는 사용하는 식물에 따라 다른 종류의 것을 사용해야 하는 것이지만, 이러한 비료의 종류 및 사용법은 당해 분야에서는 통상적으로 알려져 사용되는 것이므로 자세한 언급을 생략한다.

상기한 다공성 광물 혼합재와 복합 비료를 혼합한 배양토는, 도 1에 도시된 형태의 복원 식물 배양토 블록(11)으로 제조된다. 도 1의 블록(11)은 식물성 소재의 섬유를 이용하여 블록 형태의 그물망으로 제조한 다음 여기에 배양토와 식물의 종자를 포괄한 것으로서, 이러한 형태의 그물망은 통상적인 편직기나 직조기를 이용하면 손쉽게 제조할 수 있고, 여기에 사용되는 식물성 섬유는 면직물 등 각종 식물의 섬유소로 직조된 것이면 충분하다.

도 2는 복원 식물 배양토 블록(11)의 단면을 도시한 것으로 식물성 소재의 그물망(21)에 배양토(22)와 식물의 종자(23)가 포괄된 것을 도시하고 있다. 도 3은 도 1에 도시한 배양토 블록(11)을 시공하는 방법을 도시한것으로서, 경사면(3) 형태의 절개지에 블록(11)을 설치하는 방법을 도시한 것이다.

실시예 1 : 복원 식물 배양토 블록을 이용한 식생 복원예

30^o의 경사와 5 m²의 면적을 가지는 경사면에 본 발명의 복원 식물 배양토 블록을 시공한 후, 성장 속도를 뗏장으로 이식한 양잔디와 비교하였다. 복원 식물 배양토 블록은 경사면에 시공한 후 하루 1회씩 물을 분무해주었고, 동일한 양의 물을 이식한 잔디 뗏장에도 공급해 주었다. 또한, 양자의 면적과 경사도는 동일한 조건이었다. 이하 표 1은 두가지 방법을 비교한 것으로서, 양 방법으로 이식했을때 이식 기간 별로 양잔디의 평균 길이를 측정한 것이다. 표 1에 잘 나타나 있듯이, 본 발명의 배양토 블록으로 시공했을때 20일 이후 잔디의 평균 성장 속도가 기존 방법에 비하여 매우 빠름을 알 수 있다.

복원 식물 배양토 블록의 식물 생장 속도 비교

시공 후 시간(day)	복원식물 배양토 블록의양잔디 평균 길이(cm)	뗏장 이식 양잔디 평균 길이(cm)
4	0	6
8	1	6
12	4	7
16	6	10
20	10	10
24	12	11

또한, 시공후 24일이 경과 한 후 단위 면적당 양잔디의 단위 면적당 양잔디의 밀도도 본 발명의 배양토 블록이 약 2배 이상 높았다.

본 발명의 복원 식물 배양토 블록을 이용하여 토양층의 식생을 복원한 결과 기존의 통상적인 방법에 비하여 식물의 생장 속도 및 생장 밀도가 매우 높아, 절개지 등 토양이 노출된 곳의 식생 복원에 매우 우수하였다.

도 1은 본 발명에 따른 복원식물 배양토 블록을 도시한 사시도

도 2는 본 발명에 따른 복원식물 배양토 블록을 도시한 단면도

도 3은 본 발명에 따른 복원식물 배양토 블록을 도시한 설치 상태도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11 : 복원식물 배양토 블록

21 : 그물망

22 : 배양토

23 : 종자

3 : 경사면

Claims

다공성 광물 혼합재 80 ∼ 98 중량%에 2 ∼ 20 중량%의 복합비료를 혼합하여 제조된 배양토를 생분해성 식물성 섬유소재의 그물망에 식생 복원용 식물의 종자와 함께 블록 형태로 포괄시켜 제조되는 것에 있어서,

상기 다공성 광물 혼합재는 굳기 1 ~ 2이며 비중이 2.76인 버미큐라이트 40 ∼ 60중량%, 공극율이 70%이고 투수계수가 10^-3cm/sec인 퍼라이트 20 ∼ 30 중량%, 비표면적이 230 ~ 380㎡/g인 세피오라이트 10 ∼40 중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 복원 식물 배양토 블록.