KR100554709B1 - 그린 수도용 매트형 상토 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벼 자동 일관 파종기에 적합한 성형성과 수분 흡수 특성을 구비한 수도용 매트형 상토에 관한 것으로, 팽연왕겨 70 중량부와 신문지 유래 펄프 30 중량부를 골고루 배합 펄핑한 상토 배합물에 최종 매트형 상토 1장을 기준으로 계면활성제를 0.3~0.5㎖로 첨가하여 충분히 교반한 후, 황산을 가하여 배합물의 산도를 5.5 수준으로 조절한 매트형 상토 성형 원료를 직경 약 6㎜ 정도의 금형핀이 최대 66개로 일정하게 형성된 소정의 금형기에 채운 후 성형하여 제작하여 수분흡수 소요시간이 2~4초로 균일하면서도 빠르게 수분흡수가 진행되는 특성을 갖는 벼 자동 일관 파종기에 적합한 매트형 상토에 관한 것이다.

수도, 벼, 육묘, 매트형 상토, 팽연왕겨, 펄프, 계면활성제, 수분흡수

Description

그린 수도용 매트형 상토{Green Mat-type Bed Media for Raising Rice Seedlings in Trays}

본 발명은 벼 자동 일관 파종기에 적합한 수도용 매트형 상토에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펄프, 팽연왕겨 등의 유기질 원료를 적정 배합 펄핑하여 성형성을 개선하고, 다수의 구멍을 천공하고 계면활성제를 첨가하여 매트형 상토의 수분 흡수 소요시간을 단축시키고, 수분 흡수의 균일도를 향상시킨 벼 자동 일관 파종기에 적합한 수도용 매트형 상토에 관한 것이다.

수도재배를 위한 상자육묘는 육묘상자에 입자상의 상토용 흙이나 시트형상의 상토용 재료를 넣고 관수하여 볍씨를 파종한 후 복토하는 과정으로 이루어지는데, 이러한 육묘과정은 번거롭고 노동력이 많이 드는 등의 어려움이 있었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여, 흙 상토를 대체한 육묘용 상토 조성물을 제공하거나 종자가 포함된 시트나 종이모판을 제공하고자 하는 등의 다양한 시도가 있었 다. 상토 자재의 경량화를 목적으로 하여 종래의 피트모스와 같은 원예용 상토에 팽연왕겨, 지오라이트, 펄라이트 등을 첨가한 유기질 상토가 제조되어 다수 보급되었으나, 육묘과정의 번거로움과 과중한 육묘 노력의 해소에는 크게 도움이 되지 않았으며, 비싼 가격과 유통관리의 문제점이 지적되었다.

한편, 모판에 비닐을 깔고 얇은 종이 사이에 볍씨를 파종하여 겹치게 한 후 물을 분사하여 모판용 상토시트를 제조하는 것도 제안되었으나, 지그재그상으로 연속적층된 볍씨는 허실이 많아 추가적인 파종관리상의 어려움이 지적되었고, 종래 상토재질의 형성된 모판에 비하여 매우 부실한 시트형성으로 인해 이어지는 기계이앙작업을 고려할 때, 그 실용성이 의문시되었다.

또한, 원예용 상토를 압축강압하여 완전 건조시킨 시트형 상토가 제공되었으나, 압축성형으로 인하여 매트조직이 치밀하고 공극이 불량하여 수분이나 공기의 투과성이 좋지 않아 종자의 발아 및 성장에 적합한 환경을 제공할 수 없어 육묘용 상토매트로는 적합하지 않은 것으로 평가되었고, 매트조직의 파열 강도가 약해 운반시에 파손되기 쉽고, 원예용 상토의 물성과 압축 시스템으로는 과다 생산비용과 현실적으로 대량생산보급이 어렵다는 문제점이 지적되었다.

한국등록특허 제10-0380531호에는 피트모스 등의 유기질 원료와 제지 섬유소를 주재료로 한 유기질 상토 조성물과 그로부터 제조된 상토매트가 개시되어 있으나, 조 작용이성 우수하고, 대량생산이 가능하며, 공기와 수분의 투과성이 양호하여 종자의 발아율이 증대된다는 장점에도 불구하고, 매트 제조시 100~120℃ 이상의 고온에서 건조되므로 과건조로 인하여 매트의 형상이 평탄하지 못하여 균일한 상품성을 얻기가 곤란할 뿐만 아니라, 모판상자에 넣은 후 골고루 관수하기가 힘들다는 문제가 있었다. 또한 과건조된 매트는 목질화 현상으로 인해 변형되어 수분흡착이 더디므로 매트에 충분한 수분흡착이 이루어지지 않은 상태에서 파종할 경우 모 들뜸이 발생하는 등 수분 흡수와 관련된 다수의 문제점으로 인하여 최근 기계화 추세에 따라 일반적으로 행해지고 있는 일관 자동 파종기에는 적합하지 않은 것으로 평가되고 있다. 이를 해결하고자 보습제 등을 첨가하는 방법이 제시되었으나, 기대한 효과를 달성하지 못하였다.

한편, 한국등록특허 제10-0438049호에는 피트모스 등의 유기질 성분 60 내지 90 중량부와 제지섬유소 10 내지 40 중량부와 비이온계 계면활성제 0.1 내지 0.5 중량부 및 천연 유해생물 기피제 3 내지 5 중량부를 포함하며, pH가 5 내지 5.5로 조정된 상토 조성물을 진공성형한 다음 표면에 엠보싱 처리와 타공 처리하여 제조된 수도작용 상토매트가 개시되어 있으나, 종전의 고온 건조로 제조한 매트에 비해 수분흡착에 필요한 소요시간이 20-30초로 수분흡수 속도가 상당히 개선되었고, 특히 시트를 절단한 매트에 조밀도로 타공한 매트는 10초 정도의 급속 관수시에도 수분이 완벽히 흡착되어 자동파종기의 자동관수속도에 적용할 수 있다고는 하나, 일관 자동 파종기를 사용할 때 매트의 수분흡수시간이 5초 이하이어야만 실용성이 있다는 점 을 감안할 때, 여전히 충분하지 못한 수분 흡수 특성이 문제점으로 지적되었다.

한국공개특허공보 제2004-0097818호에는 피트모스, 코코낫 피트 및 팽연 왕겨로 이루어진 유기질 원료 52 내지 90 중량부와 골판지, 신문지 또는 그라프트지에서 얻어지는 제지섬유소 48 내지 10 중량부를 포함하여 제조되는 일관 자동 파종기에 적합한 수도작용 상토 조성물이 개시되어 있으나, 이 역시 관수후 수분흡착에 소요되는 시간이 8초 정도로 여전히 일관 자동 파종기의 효과적인 작용에는 미치지 못하는 문제점을 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 벼 자동 일관 파종기에 적합한 성형성과 수분 흡수 특성을 구비한 수도용 매트형 상토를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 유묘의 뿌리 활착이 양호하여 모 들뜸의 발생을 방지할 수 있는 수도용 매트형 상토를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 노령화된 농촌 현실에 적합한 가볍고 취급하기 용이한 수도용 매트형 상토를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 팽연왕겨의 장점을 살리고 펄프의 함량을 줄여 자원의 활용도가 높은 수도용 매트형 상토를 제공하는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 성형성을 개선하기 위하여 팽연왕겨와 신문지, 화장지 등의 펄프를 소정의 비율로 배합 펄핑하고, 수분흡수 특성을 개량하기 위하여 계면활성제를 적정 비율로 첨가한 후 미세구멍을 천공한 것을 특징으로 한다.

보다 구체적으로는 팽연왕겨의 장점을 살리고 펄프의 함량을 줄이기 위해 30%로 줄이고 펄프의 소재를 전량 신문지 유래로 하면서도 성형성을 좋게 개선한 것을 특징으로 한다.

또한, 매트형 상토의 수분흡수 속도와 균일도를 개선하기 위하여 계면활성제를 매트형 상토 장당 0.3~0.5㎖ 첨가하고, 수분흡수 속도를 더욱 개선하기 위하여 직경 6㎜ 정도의 금형핀으로 미세한 구멍을 매트의 전면에 일정한 간격으로 매트 윗면에서 바닥면을 관통되게 형성하여 매트형 상토내 수분함량이 약 5.2%가 되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 매트형 상토는 최종 제품을 기준으로 제품 내 수분함량이 약 5.2% 정도이며, 수분흡수에 필요한 소요시간이 2~4초로 균일하면서도 빠르게 수분흡수가 진행되는 특성을 갖는 벼 자동 일관 파종기에 적합한 매트형 상토를 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 팽연왕겨는 왕겨를 고온에서 팽창시켜 잡초종자, 병원균, 해충 등을 사멸시키고 조직을 부드럽게 한 것으로 리그닌, 조섬유는 물론 벼 생육에 필수적인 규산질을 다량 함유하고 있고, 수분함수율이 좋으며, 배수력과 통기성이 탁월한 등 여러 장점을 지니고 있다.

이하 상기와 같은 특징을 가지는 본 발명의 매트형 상토의 제조과정을 상세히 설명한다.

매트형 상토의 주성분인 팽연왕겨 70 중량부와 신문지 유래의 펄프 30 중량부를 골고루 배합 펄핑한다. 상기와 같이 배합된 상토 배합물에 최종 매트형 상토 1장을 기준으로 0.3~0.5㎖의 계면활성제가 함유되도록 계면활성제를 첨가하여 충분히 교반한다. 상기와 같이 계면활성제가 첨가된 상토 배합물에 황산을 첨가하여 배합물의 산도를 농촌진흥청 수도용 상토 관리 기준(pH 4.5~5.8)에 준하는 약 5.5 정도로 조절한다. 상기와 같이 준비된 매트형 상토 성형 원료를 직경 약 6㎜ 정도의 금형핀이 최대 66개로 일정하게 형성된 소정의 금형기에 채운 후 성형하여 본 발명의 매트형 상토가 제조되는 것이다.

이하, 본 발명의 구성을 바람직한 실시예를 통하여 보다 상세히 설명할 것이나, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 오직 특허청구범위에 기재된 바에 의해 한정되어야 할 것이다.

<실시예 1> 원료 배합비 결정 시험

팽연왕겨와 화장지, 신문지의 펄프 재료를 비율을 달리하여 골고루 배합 펄핑하여 매트형 상토 제조를 위하여 제조된 직경 약 6㎜ 정도의 금형핀이 66개로 일정하게 형성된 소정의 금형기에 채운 후 성형하여 매트형 상토의 성형성 및 수분 흡수 양상을 기존의 매트형 상토와 비교 평가하였다.

[표 1] 원료 배합비에 따른 성형성

처리	화장지(%)	신문지(%)	팽연왕겨(%)	성형성
종래 매트형 상토	10	25	65	양호
실시예 1	0	30	70	양호

상기 표 1에서의 결과와 같이, 팽연왕겨의 장점을 살리고 펄프의 함량을 줄이기 위해 펄프 재료를 전량 신문지로 하여 전체 펄프의 배합량을 35%에서 30%로 줄이고 팽연왕겨의 배합량을 5% 증가시켰으나, 성형성은 양호하였다.

[표 2] 제품내 수분함량과 수분흡수 소요시간

처리	수분함량(%)	수분흡수 소요시간(초)
종래 매트형 상토	5.7	31.0
실시예 1	5.2	3.0

상기 표 2에서의 결과와 같이, 실시예 1에 의해 제조된 매트형 상토는 제품 내 수분함량이 5.2%일 때, 수분흡수에 필요한 소요시간이 약 3초로 흡수가 빠르게 진행되어 벼 자동 일관 파종기에 적합한 수분흡수 소요시간(5초 이하)을 충족하였다.

<실시예 2> 계면활성제 첨가량 결정 시험

상기 실시예 1과 같이 팽연왕겨 70 중량부와 신문지 유래 펄프 30 중량부를 골고루 배합 펄핑한 상토 배합물에 최종 매트형 상토 1장을 기준으로 계면활성제(Polyoxyethylene Tridecyl Ether))의 첨가량을 표 3과 같이 0.1~2.0㎖로 첨가비율을 달리하여 계면활성제의 최적 첨가량을 실시예 1의 방법으로 제조된 매트형 상토의 수분흡수 특성을 비교하여 검정하였다.

[표 3] 계면활성제 첨가량에 따른 수분 흡수 특성

처리번호	계면활성제첨가량 (㎖/장)	수분흡수 소요시간(초)
		평균	최대	최소
1	2.0	3	4	2
2	1.0	3	4	2
3	0.5	3	4	2
4	0.3	3	4	2
5	0.2	11	14	8
6	0.1	14	18	9
7	0.0	40	56	24

기존의 팽연왕겨 함유 매트형 상토는 수분흡수가 불균일하고 느리기 때문에 자동 일관 파종기에 적용상의 문제점이 있었으나, 상기 표3에서의 결과와 같이, 계면활성제를 매트형 상토 장당 0.3~0.5㎖ 첨가할 경우 수분흡수 소요시간이 짧고 균일하였으며, 육묘과정에서도 약해를 유발하지 않는 경제적인 첨가량으로 평가되었다. 한편, 계면활성제의 첨가량이 상토 장당 0.3㎖ 미만일 경우, 소망하는 수분흡수 특성 개선 효과를 기대하기 어려웠고, 0.5㎖를 초과할 경우, 더 이상의 수분흡수 특성 개선 효과를 기대하기 어려웠으며, 잉여 계면활성제 성분으로 인한 육묘 장애가 우려되었다.

<실시예 3> 벼 육묘 시험

팽연왕겨 70 중량부와 신문지 유래 펄프 30 중량부를 골고루 배합 펄핑한 상토 배합물에 최종 매트형 상토 1장을 기준으로 계면활성제를 0.3㎖로 첨가하여 충분히 교반한 후, 황산을 가하여 배합물의 산도를 5.5 수준으로 조절한 매트형 상토 성형 원료를 직경 약 6㎜ 정도의 금형핀이 66개로 일정하게 형성된 소정의 금형기에 채운 후 성형하여 수도용 매트형 상토를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 매트형 상토의 실제 육묘 효과를 검정하기 위하여 벼 육묘 시험을 농촌진흥청 벼 육묘 표준재배법에 준하여 다음과 같이 수행하였다.

재료 및 방법

⑴ 시험장소：농업기술연구소 온실

⑵ 시험품종：추청벼

⑶ 경종 개요 및 처리방법

- 육묘상자：어린모용

- 파종량：200g/상자 (침종종자 기준)

- 치상온도：28℃

- 치상기간：3일

- 녹화처리：온실에서 8시간 동안 신문지를 덮어 실시

⑷ 시험구 배치：완전임의배치법 10반복

⑸ 조사항목 및 조사시기

- 조사항목：초장, 엽수, 들뜸 정도

- 조사시기：파종 후 15일

[표 4] 벼 육묘 시험 결과

처리	초장(㎝)	엽수(개/주)	들뜸 달관평가
종래 매트형 상토	15.1	3.1	1.0
본원 매트형 상토	15.2	3.1	0.9

* 들뜸 달관평가：0-들뜸 문제 없음, 1-약 10% 들뜸, 3-약 50% 들뜸, 5-모판전체 들뜸(사용불가)

본 발명의 매트형 상토의 육묘 효과를 검정한 결과, 상기 표3에서의 결과와 같이, 유묘의 생육은 종래의 매트형 상토와 차이가 없었고, 들뜸 정도는 다소 개선되는 경향을 나타내었다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수도용 매트형 상토는 성형성이 양호하고, 수분흡수 소요시간이 짧으면서도 균일하며, 유묘의 활착이 양호하여 모 들뜸의 발생이 경감된 벼 자동 일관 파종기에 적합한 매트형 상토의 구비 조건을 충족하는 효과적인 매트형 상토로 평가되었다.

또한, 본 발명에 따른 수도용 매트형 상토는 팽연왕겨의 장점을 살리고 펄프의 함량을 줄이면서도 전량 신문지 유래 펄프를 이용함으로써 자원의 활용도가 높이는데 기여할 것으로 기대되었다.

Claims (4)

1. 팽연왕겨 70 중량부와 펄프 30 중량부를 포함하며, 계면활성제를 최종 매트형 상토 1장당 0.3㎖ 내지 0.5㎖로 함유하고, 매트 윗면에서 바닥면을 관통하여 형성된 미세 구멍이 일정한 간격으로 형성되어 수분흡수에 필요한 소요시간이 2~4초로 수분흡수가 균일하고 빠르게 진행되는 것을 특징으로 하는 자동 일관 파종기에 적합한 수도용 매트형 상토.
2. 제 1항에 있어서, 상기 펄프의 소재는 신문지 유래 펄프인 것을 특징으로 하는 자동 일관 파종기에 적합한 수도용 매트형 상토.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 미세 구멍은 직경 6㎜의 금형핀으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동 일관 파종기에 적합한 수도용 매트형 상토.
4. 제 3항에 있어서, 상기 매트형 상토의 수분함량이 5.2% 수준인 것을 특징으로 하는 자동 일관 파종기에 적합한 수도용 매트형 상토.