KR100633856B1 - 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의병해충방제제 - Google Patents

산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의병해충방제제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제에 관한 것이다.
본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제는, 오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피% 로 구성된 직경이 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있고, 이 용액의 오존농도는 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액이다.
본 발명에 의해, 고농도의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있어 친환경적이면서도 살충 및 살균효과가 뛰어난, 작물의 병충해방제제가 제공된다.
산소, 오존, 병해충, 방제제, 미세기포, 작물

Description

산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제{DISEASES AND PESTS CONTROL AGENT OF CROPS DISSOLVED MICRO-BUBBLES, CONTAINING OXYGEN AND OZONE}
도 1은 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제의 제조공정도.
도 2는 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제의 상태도
10 : 용기 20 : 병해충방제제
21 : 물 22 : 미세기포
도 3은 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제의 사진
도 4는 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제를 이용한 장미의 진딧물 사멸사진.
A : 장미의 병해충방제제 처리전 사진.
B : 장미의 병해충방제제 처리 4 일 후 사진.
도 5는 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해 충방제제를 처리한 자두의 사진.
A : 무처리 자두의 사진.
B : 자두의 병해충방제제 처리후 사진.
본 발명은 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제에 관한 것이다.
최근에는 작물의 병해충방제제 등의 사용시 환경오염을 일으키지 않으면서 인체에도 이로운 친환경물질을 개발하여 사용하기 위한 다양한 시도가 있어왔다.
한편, 오존(Ozone, O3)은 산소의 동소체로써, 상온에서는 약간 청색을 띠며 특이한 냄새가 나는 기체이며, 물에 잘 녹지 않는 특징이 있다.
오존은 산소의 가열, 황산의 전기분해, 자외선이나 X선, 음극선 등이 공기 속을 통과할 때에도 생기며, 자외선이 풍부한 높은 산, 해안, 산림 등의 공기 중에도 존재하여 상쾌한 느낌을 주는 근원이 되고 있으나, 다량으로 존재할 때는 오히려 불쾌감을 느끼게 하며, 통상적으로 오존은 공기의 정화에 사용되며, 살균작용을 이용하여 음료수 소독, 표백 등에 사용되어 왔다.
이러한 살균작용의 특성을 갖는 오존을 용해시켜 농작물에 화학비료 대신 사 용하기 위한 시도가 있어왔다.
오존을 물에 용해시켜 농작물에 적용하시 위해서는 먼저 오존을 많이 발생시켜야 하는데, 종래의 오존을 발생시키는 방법으로는 방전법, 자외선조사법, 물의 전기분해법 등이 있다.
방전법은 방전극을 이용하여 산소를 오존으로 변환시키는 것으로 방전극 1 개가 만드는 오존량은 아주 작으며, 많은 오존을 발생시키기 위해 방전극수를 많이 증가시켜야 하므로 오존제조장치가 커져서 운반 등 사용이 불편하고, 비용부담이 커지는 문제가 있었다.
또, 자외선조사법은 자외선을 발생하는 전구에 산소를 넣어서 오존을 만드는 방법으로, 전구 1개가 만들 수 있는 오존량이 매우 작아서 많은 오존을 만들기 위해서는 많은 수의 자외선전구가 필요하게 된다. 그러므로, 고농도의 오존수를 만들기 위해서는 오존 제조장치가 커져서 이 역시 운반 등 사용이 불편하고, 비용부담이 커지는 문제가 있었다.
또한, 물의 전기분해법은 물을 전기분해할때 나오는 산소를 오존으로 변화시키는 방법으로 이 방법 역시 오존 발생량이 적고 장치가 고가이며 사용이 불편한 문제가 있었다.
오존을 물에 녹여 농작물 등으로 사용하기 위해서, 종래에는 오존을 물속으로 주입하여 기체방울로서 물속을 통과하게 하여 오존을 물에 녹이는 방법을 사용하였다.
이때, 오존이 물에 녹는양은 물과 오존이 얼마나 오랜시간 접촉하느냐에 따 라 용해량이 결정되는데, 오존의 기포가 크면 클수록 빨리 물속에서 부상하여 접촉시간이 짧게되어 오존의 용해량이 작게 된다.
오존을 물에 많이 녹게 하려면 같은 농도의 오존인 경우 오존의 기체방울을 작게 하여 물속에 오래 머물게 하여야만 하나, 현재까지는 오존기체방울을 작게 하는 적당한 방법이 없었다.
또한, 작은 오존의 기체방울을 만들어 오랜시간 물속에 주입하면 오존의 농도가 일시적으로 높아지기는 하나, 물속에서 시간이 지나면 오존이 분해하기 시작하므로 30 분이 경과하면 오존의 농도가 반 이상 줄어들기 시작하여 종래의 방법으로는 오존수 농도를 계속적으로 유지시킬 수가 없었다.
한국등록특허출원 10-2003-0045419(오존 및 TiO2 광촉매를 이용한 농산물 살균처리장치)에서는 농산물에 존재하는 병원성 미생물 및 잔류농약을 제거하기 위해 오존 및 TiO2 광촉매를 이용한 농산물 살균처리장치에 관한 것이 공개되어 있다.
한국등록특허출원 10-1998-0004694(음이온 및 오존을 이용한 환경 친화적인 농사방법 및 그 농사장치)에서는 음이온 및 오존(O3)발생장치를 이용하여 공기 중에서 발생한 음이온 및 오존(O3)을 수중으로 용존시킨 후, 이를 이용하여 각종 병원균을 살균하고, 용존산소량이 증가된 음이온수와 오존수를 각종 작물과 그 토양에 분사함으로써 환경친화적인 농사방법 및 그 농사장치에 관한 것이 공개되어 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 오존발생장치 등을 이용하여 발생시킨 오존을 수중에 용존시키던 방법은 물에 잘 녹지 않는 오존의 특징으로 인해 물에 녹아 있 는 오존의 양이 극히 적어 통상적으로 쓰이는 농약대신 작물의 병해충를 방제할 수 있는 방제액으로 이용하기에는 미흡한 실정이다.
또한, 상기와 같은 종래의 기술로는 시간이 경과하면서 오존이 물에서 분해되어 농도가 약해지는 문제를 해결하지 못해 농도를 계속적으로 유지시키기도 어려웠다.
따라서, 종래의 기술로는 고농도의 오존수를 제조하여 그 농도를 유지시키면서 계속적으로 공급하여 사용하도록 할 수 없어 농작물 등에 실질적으로 적용시키기 어려운 실정이었다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해, 고농도의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있어 친환경적이면서도 살충 및 살균효과가 뛰어난, 작물의 병충해방제제를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 처음 제조시의 농도를 유지시키면서 작물에 살포할 수 있는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제에 관한 것이다.
본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제는, 오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피% 로 구성된 직경이 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있고, 이 용액의 오존농도는 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액이다.
보다 상세히 설명하면, 본 발명의 병해충방제제는 산소분리장치를 이용하여 공기중에서 순산소(99.0 ~ 99.99 % O2)를 분리하고, 분리된 순산소를 오존발생장치에 주입하여 오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피% 로 구성된 산소오존 기체를 만들고, 4.5 KW의 혼합펌프를 이용하여 상기의 산소오존 기체는 0.5 ~ 21 ℓ/min의 속도로, 물은 300 ~ 700 ℓ/min의 속도로 주입시켜 혼합하고, 이 혼합액을 혼합펌프에서 기포용해장치로 이동시키고 10 분간 순환시켜 직경이 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있고, 이 용액의 오존농도는 1 ~ 30 mg/ℓ인 작물의 병해충방제제를 제조하는 것으로 구성된다.
또한, 본 발명의 병해충방제제의 살포방법은, 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제를 0.3 ~ 3 ㎥/h로 1 분 이내로 살포하고, 살포와 동시에 산소오존 기체와 물의 속도를 소모된 용액과 동일한 농도가 되도록 조절하여 혼합펌프에 주입하고, 이 혼합펌프를 통해 소모된 용액과 동일한 양의 용액을 0.3 ~ 3 ㎥/h로 기포용해장치로 지속적으로 주입시켜 오존농도를 일정하게 유지시키는 것으로 구성된다.
작물에 발생하는 병충해는 수백여종이 있으며, 특히 이 중에서 동일하거나 유사한 종류의 병원균이 여러 작물에 병을 일으키는 경우가 많다.
즉, 중요한 병해를 보면 잿빛곰팡이병, 노균병, 흰가루병, 탄저병, 덩굴마름병, 잎무늬병류(잎곰팡이병, 검은별무늬병, 겹둥근무늬병 등), 균핵병, 역병, 시들음병(덩굴쪼김병, 위황병). 잘록병, 무사마귀병, 검은썩음병, 무름병, 풋마름병, 세균성점무늬병, 모자이크병, 괴저바이러스병 등이 있는 데 이들은 과수 및 채소의 종류가 다를지라도 그 유형별로 병원균이 비슷하므로 병의 식별이 가능하고 방제법도 유사하다.
따라서, 통상적으로 어떤 종류의 병충해에 의한 것인지 알아내어 농약을 사용을 해야하는데, 예를 들면 종래의 세균병방제제는 대부분 곰팡이병에 효과가 없으며, 반대로 곰팡이병방제제는 대부분 세균병방제에 효과가 없는데, 병을 오인하여 농약을 살포하면 값비싼 농약만 낭비하는 결과가 발생하게 되는 문제가 있었다.
또한, 최근에는 환경과 건강에 대한 관심이 높아지면서 친환경적인 병충해방제제를 개발하기 위한 많은 연구와 시도를 하고 있다.
한편, 오존(Ozone, O3)은 물에 잘 녹지 않는 기체로써, 통상적으로 공기의 정화에 사용되며, 살균작용을 이용하여 음료수 소독, 표백 등에 사용되어 왔다.
최근에는 이러한 오존의 살균작용을 이용하여 농작물에 이용하기 위한 시도가 있었으나, 수중공기분산기 및 가압펌프 등과 같은 통상적인 장치를 이용하면 오존이 물에 잘 녹지 않는 성질로 인해 10 분간 용해시 오존의 농도가 0.02 ㎎/ℓ 이 하로 극히 미량의 오존이 녹아있다는 것을 확인하였다.
즉, 오존을 물에 녹여 농작물 등으로 사용하기 위해서, 종래에는 오존을 물속으로 주입하여 기체방울로서 물속을 통과하게 하여 오존을 물에 녹이는 방법을 사용하였다.
이때, 오존이 물에 녹는양은 물과 오존이 얼마나 오랜시간 접촉하느냐에 따라 용해량이 결정되는데, 오존의 기포가 크면 클수록 빨리 물속에서 부상하여 접촉시간이 짧게되어 오존의 용해량이 작게 된다.
오존을 물에 많이 녹게 하려면 같은 농도의 오존인 경우 오존의 기체방울을 작게 하여 물속에 오래 머물게 하여야만 하나 현재까지는 오존기체방울을 작게 하는 적당한 방법이 없었다.
또한, 작은 오존의 기체방울을 만들어 오랜시간 물속에 주입하면 오존의 농도가 일시적으로 높아지기는 하나, 물속에서 시간이 지나면 오존이 분해하기 시작하므로 30 분이 경과하면 오존의 농도가 반 이상 줄어들기 시작하여 종래의 방법으로는 고농도 오존수의 농도를 계속적으로 유지시킬 수가 없었다.
따라서, 본 발명의 발명자는 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 오존의 농도를 높이면서 방제효과가 큰 작물의 병해충방제제를 개발하기 위해 많은 시행착오를 겪으면서 연구하여 오던 중 본 발명을 완성하게 되었다.
오존이 물에 잘 녹지 않는 문제를 해결하기 위해 본 발명의 출원인이 선출원하여 공개된 등록특허 10-0465756(기포용해장치)를 이용하였다.
상기의 기포용해장치는 입경이 큰 기포를 처리대상액체와 함께 선회류관 내 부의 선회류 발생날개에 의해 선회류로 발생시키고 이 선회류 중의 기포를 기포분쇄돌기에 의해 잘게 부수어 1 시간에 1 m 정도 밖에 부상하지 않는 매우 미세한 미세기포로 만들 수 있으며, 이에 따라서 처리대상 액체와의 접촉시간이 증대되어 비약적으로 고도의 접촉산화효과는 물론 용해효과를 얻을 수 있는 장치이다.
본 발명에서는 상기의 기포용해장치를 이용하여 직경 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포를 만듦으로 인해, 오존의 농도가 월등히 높은 콜로이드 상태의 용액을 제조할 수 있었다.
본 발명은 산소분리장치를 이용하여 공기중에서 순산소(99.0 ~ 99.99 % O2)를 분리하고, 분리된 순산소를 오존발생장치에 주입하여 오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피% 로 구성된 산소오존 기체를 만들고, 4.5 KW의 혼합펌프를 이용하여 상기의 산소오존 기체는 0.5 ~ 21 ℓ/min의 속도로, 물은 300 ~ 700 ℓ/min의 속도로 주입시켜 혼합하고, 이 혼합액을 혼합펌프에서 기포용해장치로 이동시키고 10 분간 순환시켜 직경이 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있고, 이 용액의 오존농도는 1 ~ 30 mg/ℓ인 작물의 병해충방제제를 제조하였다.
이때, 본 발명에서 순산소를 분리할때 이용하는 장치는 산소분리장치로서, 흡착제 ZMS를 사용하여 평형상태에서 흡착량의 차이를 이용하여 질소(N2)가 78.08 %, 산소(O2)가 20.95 % 함유된 공기중에서 질소를 흡착시키고 산소를 분리하는 장치 이다.
또, 오존을 생성시킬때 이용하는 오존발생장치는 전자가 산소분자의 고리를 파괴하여 2 개의 불안정한 산소원자를 만든 후, 다시 산소분자와 반응하여 오존을 생성하는 원리를 이용하여 만들어진 장치이다.
또한, 본 발명에서는 4.5 KW의 혼합펌프를 이용하여 오존발생장치를 통해 만들어진 산소오존 기체를 물과 혼합하여 다시 기포용해장치로 이송하는데 이용한다.
이때, 이 혼합펌프로 인해 산소오존 기체는 0.5 ~ 21 ℓ/min의 속도로, 물은 300 ~ 700 ℓ/min의 속도로 혼합펌프속에 주입되고 혼합되며, 다시 주입속도와 같은 속도로 기포용해장치로 이송시켜 오존농도가 1 ~ 30 mg/ℓ이 되도록 한다.
특히, 오존발생장치에서 발생된 산소오존 기체가 오존(O3) 1.0 ~ 4.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 96.0 부피% 로 구성된 경우에는, 혼합펌프에 물의 속도를 300 ~ 400 ℓ/min의 속도로 주입시키는 것이 바람직하며, 산소오존 기체가 오존(O3) 4.1 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 90.0 ~ 95.9 부피% 로 구성된 경우에는, 혼합펌프에 물의 속도를 400 ~ 700 ℓ/min의 속도로 주입시키는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제조한 본 발명의 병충해방제제를 이용하여, 작물에 대해 방제효과가 높은 콜로이드 상태의 용액을 얻기 위해 많은 실험과 연구를 거쳐 가장 효과적인 콜로이드용액의 농도를 알 수 있게 되었다.
쌀, 보리, 밀, 콩, 감자, 고구마 등의 식량작물, 토마토, 오이, 수박, 참외, 멜론, 가지, 호박 등의 과채류, 인삼, 더덕, 작약, 황기, 천마 등의 약초류, 장미, 튜울립, 백합 등의 화훼작물, 사과, 배, 귤, 밤, 대추, 복숭아, 매실, 자두 등의 과수의 병해충방제시에는, 오존농도가 1 mg/ℓ 미만의 용액을 살포할 때에는 방제효과가 없거나 미약했으며, 오존농도가 1 ~ 30 mg/ℓ의 용액을 과수에 살포할 경우에는 살포만으로도 효과가 좋았고, 오존농도가 30 mg/ℓ를 초과한 용액을 과수에 0.3 ㎥/h으로 20 초 이상 살포할 경우에는 잎이 마르는 현상이 나타났다.
따라서, 본 발명의 병해충방제제를 이용하여 식량작물, 과채류, 약초류 및 과수의 병해충을 방제하기 위한 가장 적절한 방법은, 오존농도가 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것이 가장 방제효과가 좋다.
또한, 고추, 상추, 레타스, 시금치, 파, 부추, 배추, 깨, 들깨 등의 채소의 병충해방제시에는, 오존농도가 1 mg/ℓ 미만인 용액을 채소에 살포할 경우에는 방제효과가 없거나 미약했으며, 오존농도가 1 ~ 20 mg인 용액을 채소에 살포하는 경우에는 살포만으로도 효과가 좋았고, 오존농도가 20 mg/ℓ를 초과하는 용액을 채소에 0.3 ㎥/h으로 20 초 이상 살포할 경우에는 잎이 마르는 현상이 나타났다.
따라서, 본 발명의 병해충방제제를 이용하여 채소의 병해충을 방제하기 위한 가장 적절한 방법은, 오존농도가 1 ~ 20 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것이 가장 방제효과가 좋다는 사실을 알 수 있었다.
이하, 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병충해방제제에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
<본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병충해방제 제의 제조공정>
1. 순산소(100% O 2 ) 분리
산소분리장치(Pressure Swing Adsorptwion, PSA)를 이용하여 공기중에서 순산소(99.0 ~ 99.99 % O2)만을 분리해 낸다.
2. 산소오존 기체 생성
오존발생장치를 준비한다.
상기에서 분리된 순산소(99.0 ~99.99 % O2)를 준비한 오존발생장치에 주입하여 오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피% 로 구성된 산소오존 기체를 발생시킨다.
3. 혼합액 제조
4.5 KW의 혼합펌프를 준비한다.
이 혼합펌프에 상기의 산소오존 기체는 0.5 ~ 21 ℓ/min의 속도로, 물은 300 ~ 700 ℓ/min의 속도로 주입시켜 혼합한다.
이때, 오존발생장치에서 발생된 산소오존 기체가 오존(O3) 1.0 ~ 4.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 96.0 부피% 로 구성된 경우에는, 혼합펌프에 물의 속도를 300 ~ 400 ℓ/min의 속도로 주입시키고, 산소오존 기체가 오존(O3) 4.0 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 96.0 ~ 90.0 부피% 로 구성된 경우에는, 혼합펌프에 물의 속도를 400 ~ 700 ℓ/min의 속도로 주입시키는 것이 바람직하다.
4. 콜로이드 상태의 병해충방제제 제조
본 발명의 출원인이 선출원하여 공개된 등록특허 10-0465756 의 기포용해장치를 준비한다.
혼합펌프를 이용하여 혼합한 용액을 준비한 기포용해장치에 주입하고 10 분간 순환하여, 오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피% 와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피% 로 구성된 직경이 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 제조한다.
또한, 이때 이 용액의 오존농도는 1 ~ 30 ㎎/ℓ이며, 미세기포가 콜로이드 상태로 녹아 있어 우유빛을 띄는 작물의 병해충방제제이다.
상기와 같은 제조공정을 거쳐 제조된 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액은 작물의 병충해방제제로 사용하여, 병해충으로 인한 작물의 재배에 피해가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 병해충방제제를 작물에 살포할때, 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제를 0.3 ~ 3 ㎥/h로 1 분 이내로 살포하고, 살포와 동시에 산소오존 기체와 물의 속도를 동일한 농도가 되도록 조절하여 혼합펌프에 주입하고, 이 혼합펌프를 통해 소모된 용액과 동일한 양의 용액을 0.3 ~ 3 ㎥/h로 기포용해장치로 지속적으로 주입시켜 오존농도를 일정하게 유지시켜야 한다.
한편, 본 발명의 병충해방제제를 과수에 분사하는 경우에는 오존농도가 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것이 가장 효과가 좋으며, 채소에 분사하는 경우에는 오존농도가 1 ~ 20 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것이 가장 효과가 좋다.
이하, 실시예와 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
<실시예 1> 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병충해방제제의 제조 1
산소분리장치(Pressure Swing Adsorptwion)를 준비하였다.
이 산소분리장치를 이용하여 공기중에서 순산소(100% O2)만을 분리하였다.
오존발생장치를 준비하였다.
상기에서 분리된 순산소(100% O2)를 준비한 오존발생장치에 주입하여 오존(O3) 2.3 부피%와 산소(O2) 97.7 부피%로 구성된 산소오존 기체를 만들었다.
4.5 KW의 혼합펌프를 준비하였다.
이 혼합펌프에 상기의 산소오존 기체는 0.5 ℓ/min의 속도로, 물은 300 ℓ/min의 속도로 주입시켜 혼합하였다.
본 발명의 출원인이 선출원한 등록특허 10-0465756 의 기포용해장치를 준비하였다.
혼합펌프를 이용하여 혼합한 용액을 준비한 기포용해장치에 주입하고 10 분 간 순환하여, 오존(O3) 2.3 부피%와 산소(O2) 97.7 부피% 로 구성된 직경이 0.5 ㎛인 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 제조하였다.
용존산소 측정기(Dissolved oxygen meter DO-5509)를 이용하여 오존농도를 측정한 결과, 오존농도는 1 ㎎/ℓ인 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 작물의 병충해방제제를 제조하였다.
<실시예 2> 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병충해방제제의 제조 2
산소분리장치(Pressure Swing Adsorptwion)를 준비하였다.
이 산소분리장치를 이용하여 공기중에서 순산소(100% O2)만을 분리하였다.
오존발생장치를 준비하였다.
상기에서 분리된 순산소(100% O2)를 준비한 오존발생장치에 주입하여 오존(O3) 7.5 부피%와 산소(O2) 92.5 부피%로 구성된 산소오존 기체를 만들었다.
4.5 KW의 혼합펌프를 준비하였다.
이 혼합펌프에 상기의 산소오존 기체는 0.5 ℓ/min의 속도로, 물은 600 ℓ/min의 속도로 주입시켜 혼합하였다.
본 발명의 출원인이 선출원한 등록특허 10-0465756 의 기포용해장치를 준비하였다.
혼합펌프를 이용하여 혼합한 용액을 준비한 기포용해장치에 주입하고 10 분 간 순환하여, 오존(O3) 7.5 부피%와 산소(O2) 92.5 부피% 로 구성된 직경이 10.0 ㎛인 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 제조하였다.
용존산소 측정기(Dissolved oxygen meter DO-5509)를 이용하여 오존농도를 측정한 결과, 오존농도는 10 ㎎/ℓ인 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 작물의 병충해방제제를 제조하였다.
<실시예 3> 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병충해방제제의 제조 3
본 발명의 실시예 1의 병충해방제제와 동일한 방법으로 제조하되, 산소오존 기체를 13 ℓ/min 의 속도로 주입하고, 물은 300 ℓ/min의 속도로 혼합펌프에 주입하고 기포용해장치에 이동하고 10 분 동안 순환시켜, 오존(O3) 2.3 부피%와 산소(O2) 97.7 부피% 로 구성된 직경이 25 ㎛인 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 제조하였다.
용존산소 측정기(Dissolved oxygen meter DO-5509)를 이용하여 오존농도를 측정한 결과, 오존농도는 20 ㎎/ℓ인 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 작물의 병충해방제제를 제조하였다.
<실시예 4> 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병충해방제제의 제조 4
본 발명의 실시예 2의 병충해방제제와 동일한 방법으로 제조하되, 산소오존 기체를 21 ℓ/min 의 속도로 주입하고, 물은 700 ℓ/min의 속도로 혼합펌프에 주입하고 기포용해장치에 이동하고 10 분 동안 순환시켜, 오존(O3) 7.5 부피%와 산소(O2) 92.7 부피% 로 구성된 직경이 40 ㎛인 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 제조하였다.
용존산소 측정기(Dissolved oxygen meter DO-5509)를 이용하여 오존농도를 측정한 결과, 오존농도는 30 ㎎/ℓ인 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 작물의 병충해방제제를 제조하였다.
<비교예 1> 오존이 녹아있는 오존수의 제조
통상적인 방법으로 수중공기분산기와 가압펌프를 이용하여 10 분간 물에 용해시켜 오존수를 제조하였다.
용존산소 측정기(Dissolved oxygen meter DO-5509)를 이용하여 상기의 용해오존수의 농도를 측정한 결과, 오존농도가 0.02 mg/ℓ인 오존수를 제조하였다.
<비교예 2> 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액 비교제조 1
본 발명의 실시예 1의 병충해방제제와 동일한 방법으로 제조하되, 산소오존 기체를 0.1 ℓ/min 의 속도로 주입하고, 물은 300 ℓ/min의 속도로 혼합탱크로 주 입하고, 기포용해장치에서 10 분 동안 순환시켜, 오존(O3) 2.3 부피%와 산소(O2) 97.7 부피% 로 구성된 직경이 0.3 ㎛인 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 제조하였다.
그 결과, 오존농도는 0.5 ㎎/ℓ인 콜로이드 상태의 용액을 비교제조하였다.
<비교예 3> 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액 비교제조 2
본 발명의 실시예 2의 병충해방제제와 동일한 방법으로 제조하되, 산소오존 기체를 25 ℓ/min 의 속도로 주입하고, 물은 300 ℓ/min의 속도로 혼합탱크로 주입하고, 기포용해장치에서 10 분 동안 순환시켜, 오존(O3) 7.5 부피%와 산소(O2) 92.5 부피% 로 구성된 직경이 20.0 ㎛인 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 제조하였다.
그 결과, 오존농도는 35 ㎎/ℓ인 콜로이드 상태의 용액을 비교제조하였다.
<실험예 1> 오존농도 측정실험
본 발명의 실시예 2의 방법으로 병충해방제제를 제조하되 산소오존 기체와 물을 10 분동안 동시에 주입하되, 2 분마다 오존농도를 측정하였다.
비교예 1의 방법으로 오존수를 제조하되, 오존을 물에 10 분동안 주입하되, 2 분마다 오존농도를 측정하였다.
그 결과, 아래의 표 1에 나타내었다.
<표 1> 오존농도의 측정결과
구 분 0 min 2 min 4 min 6 min 8 min 10 min
실시예 2 0 mg/ℓ 2 mg/ℓ 4 mg/ℓ 6 mg/ℓ 8 mg/ℓ 10 mg/ℓ
비교예 1 0 mg/ℓ 0.004 mg/ℓ 0.008 mg/ℓ 0.012 mg/ℓ 0.016 mg/ℓ 0.02 mg/ℓ
상기 표 1의 결과에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 2의 병해충방제제가 통상적인 오존수에 비해 오존의 농도가 월등히 높음을 알 수 있었다.
<실험예 2> 오존농도에 따른 병해충방제제의 처리효과 실험
본 발명의 실시예 1 내지 4의 병해충방제제를 준비하였다.
비교예 2와 비교예 3의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 준비하였다.
채소와 과수에 대해 상기에서 준비한 각각의 용액을 아래의 표 2, 3과 같이 살포시간을 달리하여 효과를 실험하였다.
채소로는 배추, 무, 고추, 마늘, 상추, 배추, 레타스, 시금치, 파, 부추, 깨, 들깨를 대상으로 하여, 파종후 작물에 전체적으로 0.3 ㎥/h 로 10 초간 20 kgf의 압력으로 분사하였다.
이때, 작물에 분사시 분사한 양 만큼의 같은 농도의 용액을 0.3 ㎥/h로 기포용해장치에 끊임없이 보충시켜 오존농도를 일정하게 유지시키면서 분사하였다.
본 발명의 병해충방제제를 채소에 살포한 결과를 3 일 후에 관찰하여 표 2에 나타내었다.
<표 2> 채소에 대한 오존농도에 따른 처리결과
구 분 오존 농도(㎎/ℓ) 비 고
실시예 1 1 효과 우수
실시예 2 10 효과 우수
실시예 3 20 효과 우수
실시예 4 30 잎이 마름
비교예 2 0.5 효과 없음
비교예 3 35 잎이 마름
상기의 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 병충해방제제를 살포했을 때에는 효과가 좋았음을 알 수 있었다.
그러나, 채소에 본 발명의 실시예 4의 오존농도가 0.30 ㎎/ℓ인 미생물방제제를 살포했을 때에는 잎이 마르는 현상이 나타났다.
또한, 비교예 2의 오존농도가 0.5 ㎎/ℓ인 콜로이드용액을 살포했을 때에는 효과가 나타나지 않았음을 알 수 있었으며, 비교예 3의 오존농도가 35 ㎎/ℓ인 콜로이드용액을 살포했을 때에는 잎이 마르는 현상이 나타났음을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 병해충방제제를 채소에 살포하는 경우에는 오존농도가 1 ~ 20 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것이 가장 바람직하다는 사실을 확인할 수 있었다.
또한, 과수로는 사과, 배, 귤, 밤, 대추, 복숭아, 매실, 자두를 대상으로 하여, 잎이나 꽃이 나기 전부터 1 주일 간격으로 수확시까지 잎의 앞.뒤면과 가지 및 줄기 부위에 3 ㎥/h 로 10 초간 분사하였다.
이때, 작물에 분사시 분사한 양 만큼의 같은 농도의 용액을 3 ㎥/h로 기포용해장치에 끊임없이 보충시켜 오존농도를 일정하게 유지시키면서 분사하였다.
본 발명의 병해충방제제를 과수에 살포한 결과를 관찰하여 표 3에 나타내었다.
<표 3> 과수에 대한 오존농도에 따른 처리결과
구 분 오존농도(㎎/ℓ) 비 고
실시예 1 1 효과 우수
실시예 2 10 효과 우수
실시예 3 20 효과 우수
실시예 4 30 효과 우수
비교예 2 0.5 효과 없음
비교예 3 35 잎이 마름
상기의 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4의 병충해방제제를 살포했을 때에는 효과가 좋았음을 알 수 있었다.
그러나, 비교예 2의 오존농도가 0.5 ㎎/ℓ인 용액을 살포했을 때에는 효과가 나타나지 않았음을 알 수 있었으며, 비교예 3의 오존농도가 35 ㎎/ℓ인 용액을 살포했을 때에는 잎이 마르는 현상이 나타났음을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 병해충방제제를 과수에 살포하는 경우에는 오존농도가 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것이 가장 바람직하다는 사실을 확인할 수 있었다.
<실험예 3> 본 발명의 병해충방제제의 살균활성 실험 1
본 발명의 실시예 1 내지 4의 병해충방제제를 준비하였다.
비교예 1의 종래의 오존수를 준비하였다.
오수를 준비하여 상기의 5 종류의 용액을 4 분 동안 오수에 분사한 다음, 5 시간 후에 대장균의 검출여부 및 일반세균수를 조사하여 아래의 표 4에 나타내었다.
<표 4> 살균활성 실험결과
구 분 대장균 검출여부 일반세균수(개/㎖)
비교예 1(오존농도 0.02㎎/ℓ) 검출 98
실시예 1(오존농도 0.05㎎/ℓ) 불검출 40
실시예 2(오존농도 0.10㎎/ℓ) 불검출 25
실시예 3(오존농도 0.15㎎/ℓ) 불검출 15
실시예 4(오존농도 0.25㎎/ℓ) 불검출 3
상기 표 4의 결과에서 나타난 바와 같이, 종래의 일반 오존수는 대장균이 검출되었으며, 일반세균수도 98 개/㎖ 였으나, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4의 병해충방제제는 대장균이 검출되지 않았고, 세균수도 매우 적게 나타났음을 확인할 수 있었다.
<실험예 4> 본 발명의 병해충방제제의 살균활성 실험 2
본 발명의 실시예 1 내지 4의 병해충방제제를 준비하였다.
비교예 1의 종래의 오존수를 준비하였다.
작물에 각 병원균을 접종한 다음, 준비한 5 종류의 용액을 처리한 후, 3 일 후에 그 결과를 분석하여 아래 표 5에 나타내었다.
<표 5> 본 발명의 병해충방제제의 살균효과 실험결과
구 분 비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
벼도열병 15 68 70 73 89
벼잎집 마름병 8 59 60 65 85
잿빛곰팡이병 10 65 68 70 78
시들음병 8 65 70 70 80
풋바름병 10 67 73 75 95
보리흰가루병 12 65 70 72 85
모자이크병 10 58 67 68 80
세균성점무늬병 17 60 68 70 82
상기의 표 5에서 보는바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4의 병해충방제제는 각 병원균에 대하여 살균효과가 뛰어났음을 알 수 있었다.
그러나, 비교예 1의 일반 오존수로 처리한 경우에는 그 효과가 매우 미약했음을 확인할 수 있었다.
<실험예 5> 본 발명의 병해충방제제의 살충활성 분석실험
본 발명의 실시예 1 내지 4의 병해충방제제를 준비하였다.
비교예 1의 종래의 오존수를 준비하였다.
살충활성은 각 해충의 유충에 준비한 5 종류의 용액을 처리한 후 3 일 후에 살충율을 분석하였다.
분석 결과는 아래 표 6에 나타내었다.
<표 6> 본 발명의 병해충방제제의 살충효과 실험결과
구 분 비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
벼멸구(BPH) 10 60 72 80 90
배추좀나방(DBM) 15 75 75 80 95
점박이응애(TSSM) 15 65 78 82 92
담배거세미나방(TCW) 15 72 75 80 95
총채벌레 10 63 73 85 95
굴파리 13 65 75 85 90
* 나타낸 숫자는 방제효과를 방제가(%)로 표시함.
(100 : 100 % 방제율, 0 : 약효과가 없는 경우)
상기의 표 6에서 보는바와 같이 비교예 1의 종래의 오존수를 처리했을 때에는 방제가가 매우 낮아 살충효과가 매우 미약하다는 사실을 알 수 있었으나, 본 발명의 병해충방제제를 처리했을 때에는 방제가가 매우 높아 살충효과가 매우 뛰어나 다는 사실을 확인할 수 있었다.
<실험예 6> 본 발명의 병해충방제제에 대한 장미의 진딧물 사멸실험
본 발명의 실시예 2의 방법에 의해 제조된 작물의 병해충방제제를 준비하였다.
진딧물이 퍼져 있는 상태의 장미에 대해 본 발명의 병해충방제제를 장미에 0.3 ㎥/h로 10 초동안 골고루 살포한 다음, 4 일 후에 관찰하였다.
그 결과, 도 4와 같이 본 발명의 병해충방제제에 의해 진딧물이 완전히 사멸되었음을 확인할 수 있었다.
<실험예 7> 본 발명의 병해충방제제에 대한 자두의 살포효과 실험
본 발명의 실시예 3의 방법에 의해 제조된 작물의 병해충방제제를 준비하였다.
자두나무에 잎이 나기 전부터 1 주일 간격으로 열매가 맺힐 시기까지 준비한 병해충방제제를 3 ㎥/h로 10 초동안 골고루 살포한 다음, 그 결과를 관찰하였다.
그 결과 도 5와 같이, 무처리한 자두는 잎이 마르거나 오그라 들어 있었으며, 열매도 거의 열리지 았았으나, 본 발명의 병해충방제제를 살포한 자두는 잎이 무성하고 열매도 많이 열렸음을 확인할 수 있었다.
본 발명에 의해, 고농도의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있어 친환경적이면서도 살충 및 살균효과가 뛰어난, 작물의 병충해방제제가 제공된다.
또한, 본 발명의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 물에 녹아 있는 콜로이드 상태의 용액을 처음 제조시의 농도를 유지시키면서 작물에 살포할 수 있는 방법이 제공된다.

Claims (4)

  1. 작물의 병해충방제제에 있어서,
    오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피%와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피%로 구성된, 직경이 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있고, 이 용액의 오존농도가 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액으로 구성된,
    산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제.
  2. 제1항에 있어서,
    식량작물, 화훼작물, 과채류, 약초류, 과수 중 선택된 1 종에는 오존농도가 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것을 특징으로 하고,
    채소류에는 오존농도가 1 ~ 20 mg/ℓ인 용액을 살포하는 것을 특징으로 하는,
    산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제.
  3. 작물의 병해충방제제 제조방법에 있어서,
    산소분리장치를 이용하여 공기중에서 순산소(99.0 ~ 99.99 % O2)를 분리하 고,
    상기에서 분리된 순산소를 오존발생장치에 주입하여 오존(O3) 1.0 ~ 10.0 부피%와 산소(O2) 99.0 ~ 90.0 부피%로 구성된 산소오존 기체를 발생시킨 다음,
    4.5 KW의 혼합펌프를 이용하여 상기의 산소오존 기체는 0.5 ~ 21 ℓ/min의 속도로, 물은 300 ~ 700ℓ/min의 속도로 주입시켜 혼합하고,
    이 혼합액을 혼합펌프에서 기포용해장치로 이동시키고 10 분간 순환시켜 직경이 0.3 ~ 40 ㎛인 미세기포가 물에 콜로이드 상태로 녹아 있고, 이 용액의 오존농도는 1 ~ 30 mg/ℓ인 용액을 제조하는 것으로 구성된,
    산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제 제조방법.
  4. 작물의 병해충방제제 살포방법에 있어서,
    제1항의 산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제를 0.3 ~ 3 ㎥/h로 1 분 이내로 살포하고,
    살포와 동시에 산소오존 기체와 물의 속도를 소모된 용액과 동일한 농도가 되도록 조절하여 혼합펌프에 주입하고, 이 혼합펌프를 통해 소모된 용액과 동일한 양의 용액을 0.3 ~ 3 ㎥/h로 기포용해장치로 지속적으로 주입시켜 오존농도를 일정하게 유지시키는 것으로 구성된,
    산소와 오존을 함유한 미세기포가 녹아 있는 작물의 병해충방제제 살포방법.
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