KR100641346B1 - 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스 혼합물로피복된 완효성 입상비료 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스 혼합물을 입상비료의 표면에 단일 피복하여 비료성분이 토양 중에서 서서히 용출되게 하는 완효성 입상비료 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법은 비료성분의 수중 용출속도를 현저하게 저하시켜 일회 시비만으로도 장기간 비효가 지속될 수 있으며, 라텍스의 혼합비와 피복율을 조절하여 작물에 따른 용출기간을 달리할 수 있어 매우 경제적인 완효성 입상비료의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스 혼합물로 피복된 완효성 입상비료 및 이의 제조방법{SLOW-RELEASE GRANULAR FERTILIZERS COATED WITH A LATEX MIXTURE COMPRISING AT LEAST TWO KINDS OF LATEXES HAVING DIFFERENT VAPOR PERMEABILITY AND METHOD FOR THE PREPARATION THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 완효성 피복요소 1 내지 6의 25℃ 수중 용출시험 결과를 타나낸 그래프이고,

도 2는 본 발명에 따른 완효성 피복요소 1의 온도별 수중 용출시험 결과를 나타낸 그래프이고,

도 3은 본 발명에 따른 완효성 피복요소 1 내지 3의 벼재배 토양중 용출시험 결과를 나타낸 그래프이고,

도 4는 본 발명에 따른 완효성 피복요소 1 내지 3의 딸기재배 토양중 용출시험 결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 입상비료의 표면을 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스 혼합물로 단일 피복하여 비료성분의 용출속도를 제어한 완효성 입상비료의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 완효성 입상비료에 관한 것이다.

종래 농업분야에서는 고체입상 비료, 액상 비료, 속효성 비료, 완효성 비료 등 다양한 종류의 비료가 개발되어 사용되고 있다. 이 중에서 특히, 비료 입자의 표면을 고분자 화합물 등으로 피복한 피복형 비료는 비료성분이 장기간에 걸쳐 서서히 용출되어 시비횟수를 줄일 수 있다는 등의 장점으로 인해 최근 농업인구의 감소에 대응하는 생력형 비료로서 주목받고 있다.

이러한 피복형 비료로 1961년에 미국의 TVA사가 개발한 유황 피복 요소 (sulfur coated urea: SCU, 미국특허 제3,295,950호)가 대표적이다. 이는 예열된 요소 입자 표면에 용융된 상태의 유황을 분무한 후 왁스류의 밀봉제로 유황에 발생된 균열들을 메워서 제조한 것이다. 그러나, 용융유황은 강도가 약하고, 비료의 용출속도를 조절하는 것이 어려울 뿐만 아니라 토양중에 황이 축적되어 토양이 산성화되는 문제점이 있기 때문에, 합성수지를 이용하여 비료 표면을 피복하는 기술이 개발되어 왔다.

이러한 연구의 일환으로, 스티렌 변성알키드 수지와 페놀수지를 이용하는 방법 (영국특허 제954,555호), 식물성유의 디사이클로펜타디엔 공중합체와 디이소시아네이트 변성 식물성유 폴리머를 이용하는 방법 (일본특허 특공소40-28,927호), 페놀수지를 이용하는 방법 (일본특허 특공소44-28,457호), 폴리스티렌, 폴리비닐클 로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌과 폴리플루오로화알칸이나 공중합물을 포함한 열가소성 수지를 이용하는 방법 (영국특허 제815,829호) 등이 개발되었다. 또한, 일본특허 특공소51-75674호에는 비닐리덴클로라이드와 에틸렌비닐아세테이트 수지에 소량의 계면활성제를 첨가하여 피복함으로써 비료의 용출속도를 제어하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기와 같이 합성수지로 비료 입자를 피복하는 방법은 유기용제의 사용이 불가피하며, 피복 후 증발된 공기 중의 유기용매를 회수하여 재사용해야 한다는 문제점이 있다. 일반적으로 피복에 사용되는 설비인 유동층 건조설비에서는 피복중 입자가 서로 융착되는 것을 방지하기 위해서 피복제가 소량으로 분사되어 피복이 이루어진다. 이 경우, 유동층에 주입되는 공기 중에 유기용매의 농도가 상대적으로 낮아 회수가 어렵기 때문에 이를 회수하기 위한 회수장치가 대형화되고, 이로 인해 환경오염을 유발할 소지가 많으며 화재의 위험도 뒤따른다. 따라서, 환경보전을 위한 세계적인 추세를 감안하면 유기용매를 사용하지 않는 라텍스를 이용하여 비료 입자를 피복하는 것이 바람직하다.

대한민국 특허공고 제1988-153호에는 규산염-고분자 라텍스를 이중 피복한 피복비료의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 규산염을 1차로 먼저 피복해야 하므로 전체적인 피복시간이 길어지고, 2차로 피복되는 라텍스에 규산염이 혼합되어 피막의 안정성이 저하되며, 피복된 비료를 장기간 보관하는 경우에는 피막의 강도가 낮아져서 비료의 용출속도가 빨라질 수 있을 뿐만 아니라, 비료성분의 용출기간이 작물의 요구에 맞지 않는다는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 수증기투과도가 상이한 2종 이상의 라텍스의 혼합비를 달리하여 제조한 라텍스 혼합물로 입상비료의 표면을 단일 피복하여 비료성분의 용출속도를 용이하게 조절할 수 있는 완효성 입상비료 및 이의 제조방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 비료성분의 용출속도를 다양하게 조절할 수 있고 한 번의 시비로 작물의 생육기간 동안 비료성분을 서서히 방출시킬 수 있는 완효성 입상비료 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스 혼합물을 입상비료의 표면에 피복하여 비료성분의 수중 용출속도를 조절하는, 완효성 입상비료의 제조방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명의 제조방법은

(1) 수증기투과도가 낮은 1종 이상의 라텍스와 상대적으로 수증기투과도가 높은 1종 이상의 라텍스를 혼합하는 단계;

(2) 상기 혼합물에 계면활성제 및 물을 첨가하여 피복 조성물을 제조하는 단계;

(3) 상기 피복 조성물을 입상비료의 표면에 분사하여 단일 피막을 형성하는 단계; 및

(4) 상기 피복과정을 거친 후 일정온도에서 피막을 숙성시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 제조방법은 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스 혼합물을 비료입자에 분사한 후 표면에 부착된 라텍스 혼합물이 고온에서의 숙성과정을 통해 화학적 반응에 의해 가교 결합되어 입자 표면에 치밀한 피막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명에서 비료입자의 피복에 사용되는 라텍스 혼합물은 수증기투과도가 상이한 2종 이상의 라텍스를 혼합하여 제조될 수 있다. 이때, 라텍스는 수증기투과도가 극히 낮은 1종 이상의 라텍스와 상대적으로 수증기투과도가 이보다는 높은 1종 이상의 라텍스를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 수증기투과도가 극히 낮은 라텍스는 1 내지 30 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 것으로, 폴리비닐, 폴리비닐리덴, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등을 사용하는 것이 바람직하고, 10 내지 25 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 폴리비닐리덴이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명에서 수증기투과도가 상대적으로 높은 라텍스는 150 내지 500 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 것으로, 폴리스티렌, 폴리스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리아크릴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트 또는 폴리카보네이트 등을 사용하는 것이 바람직하고, 수증기투과도가 180 내지 250 g·㎛/㎡·d인 폴리아크릴이 더욱 바람직하다.

상기에서, 수증기투과도가 극히 낮은 라텍스와 상대적으로 수증기투과도가 높은 라텍스의 혼합비는 적용하고자 하는 작물의 생육기간에 따라 요구되는 용출속도에 맞추어 10:1 내지 1:1의 중량비 범위 내에서 적절하게 조절할 수 있다. 만약, 생육기간이 길어 매우 느린 용출속도가 요구된다면, 라텍스 혼합물 내 수증기투과도가 극히 낮은 라텍스의 함량을 상대적으로 증가시키고, 생육기간이 짧은 작물의 경우에는 수증기투과도가 상대적으로 높은 라텍스의 함량을 증가시켜 비료성분이 보다 빠르게 용출될 수 있도록 조절할 수 있다.

상기 라텍스 혼합물은 피복과정 중 비료입자의 융착을 경감시키기 위하여 계면활성제를 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 전체 라텍스 고형 중량의 1 내지 3 중량％로 첨가되는 것이 바람직하며, 소듐 라우릴 설포네이트 (sodium lauryl sulfonate), 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 (sodium dodecyl benzene sulfonate), 코코아미도프로필 베타인 (cocoamidopropyl betaine), 라우릴 베타인 (lauryl betaine), 벤질 에틸렌 글리콜 (benzyl ethylene glycol), 알킬 포스페이트 (alkyl phosphate), 폴리옥시에틸렌 알킬 아릴 설페이트 (polyoxyethylene alkyl aryl sulfate), 폴리옥시에틸렌 알킬 설페이트 (polyoxyethylene alkyl sulfate), 폴리옥시에틸렌 알킬 아민 (polyoxyethylene alkyl amine) 또는 폴리옥시에틸렌 알킬 에스터 (polyoxyethylene alkyl ester) 등이 사용될 수 있다.

피복시간, 피복온도, 피복물질점도 등과 같은 피복조건을 고려하여 피복 조성물 중 라텍스 고형분의 최종 농도가 20 내지 30 중량％가 되도록 물을 첨가함으로써 입상비료의 표면을 피복하기 위한 라텍스 조성물을 제조한다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 피복 조성물은 일반적으로 알려진 유동층 입 상 피복기를 이용하여 가압식 이류체 노즐을 통해 유동되는 입상비료의 표면에 단층으로 피복될 수 있다. 입상비료를 피복하는 공정은 1) 피복기 내부에서 입상비료에 함유된 수분을 증발시키는 단계; 2) 입상비료에 피복물질을 피복시키는 단계; 및 3) 피복비료 표면에 부착되어 있는 라텍스 입자간 피막 형성을 강하게 하기 위하여 건조 숙성시키는 단계를 포함한다.

먼저, 비료 투입구를 통해 직경 2 내지 5 ㎜인 입상비료를 투입한 후, 열풍량이 7 내지 8 ㎥/초가 되도록 송풍기 및 압축기를 조절하고, 가열기로 공기를 예열하여 코팅기 입구 온도가 70 내지 75℃가 되도록 하며, 코팅기 내부 온도가 65 내지 70℃가 유지되도록 예열 공정을 실시한다.

그런 다음, 상기에서 제조된 피복 조성물을 5 내지 15 g/분의 속도로, 공기 혼합 분무노즐의 공기압력이 20 내지 30 psi인 노즐을 통해 분무하여 입상비료 표면을 피복시킨다. 이때, 피복 조성물은 전체 비료 중량의 5 내지 10 중량％가 되도록 한다.

상기와 같이 입상비료에 대한 피복 공정이 끝나면, 입상비료의 표면에 부착되어 있는 피막의 형성을 견고히 하기 위해 건조 숙성공정을 수행하도록 한다. 이때, 열풍량은 피복공정과 동일하게 유지시키고, 건조온도는 피복온도에서 점점 온도를 높여 70 내지 80℃ 범위가 되도록 하며, 건조시간은 약 10 내지 30분 정도로 수행한다. 상기 건조 숙성공정을 수행한 후 송풍기 및 가열기의 동작을 중지시킨 다음, 배출기를 통해 본 발명에서 목적하는 완효성 입상비료를 수득한다.

상기와 같이 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 완효성 입상비료는 피복물질 중 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스의 조성에 따라 비료성분의 방출기간 (용출기간)이 최소 10일에서 최대 200일까지 다양하게 조절될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 수증기투과도가 극히 낮은 라텍스로 폴리비닐리덴 클로라이드를, 수증기투과도가 상대적으로 높은 라텍스로 아크릴레이트를 사용하여 이들을 서로 다른 비율로 혼합하여 라텍스 혼합물을 제조한 후 이들 각각을 상기와 같은 피복공정을 통해 입상비료의 표면에 피복하였다. 각각의 라텍스 혼합물로 피복된 입상비료를 이용한 실험 결과, 25℃ 수중 용출기간이 30일, 60일 및 120일로 나타나 수증기투과도가 상이한 2종의 라텍스의 혼합비에 따라 수중 용출기간, 즉 용출속도가 조절될 수 있으며, 온도별 용출 실험을 통해 수중온도에 따라 용출기간, 즉 용출속도가 10℃차이에 따라 2배정도 차이가 나는 것을 확인하였다 (도 1 참조).

본 발명의 완효성 입상비료의 비효를 벼와 딸기를 대상으로 조사한 결과, 통상적인 속효성 비료에 비하여 본 발명에 따른 완효성 입상비료를 혼합하여 제조된 복합비료를 시비한 벼와 딸기의 생육과 수확량이 우수함을 확인하였다 (표 3 및 5 참조).

따라서, 본 발명에 따른 완효성 입상비료의 제조방법은 입상비료 표면에 물을 용매로 사용하는 라텍스를 피복함으로써 피복비료 제조시 환경오염을 유발할 위험성이 없고, 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스를 혼합하여 피복 조성물로 사용함으로써 비료성분의 용출기간을 조절할 수 있으며, 제조된 피복비료를 작물의 양분요구에 맞게 배합하여 1회 시비로 전 생육기간에 걸쳐 비료성분을 공급할 수 있다는 장점을 갖는다.

이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 완효성 입상비료의 제조 1

먼저, 입상비료의 피복 조성물을 제조하기 위하여, 수증기투과도가 25 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 (PVDC) 라텍스 (Ixan-Diofan사, Cat. No. 4120014)와 수증기투과도가 200 g·㎛/㎡·d인 아크릴레이트 라텍스를 고형분 혼합비로 2:1의 비율로 혼합하였다. 이때, 아크릴레이트 라텍스는 증류수 700 ㎖에 아크릴레이트 단량체 300 g을 첨가한 후 트리톤 X-100 20 g과 소듐 라우릴 설페이트 10 g을 첨가하여 혼합하고, 상기 혼합물에 소듐 바이카보네이트 1 g과 개시제로 암모늄 퍼설페이트 (amonium persulfate) 1.2 g을 첨가한 후 80℃에서 4시간 동안 유화 중합하여 제조하였다. 여기에 전체 고형분량의 1.5％에 해당하는 양의 소듐 도데실 설포네이트 (SDS)를 첨가한 후, 최종 라텍스의 고형분 농도가 25％가 되도록 물을 첨가하여 혼합하였다.

입자의 직경이 2∼4 ㎜인 입상요소 비료 2.5 ㎏을 유동층 피복기에 넣고 비료내의 수분을 증발시키기 위하여 60℃에서 10분간 비료입자를 유동화 시켰다. 그런 다음, 유동층내부 온도를 65℃로 유지하면서, 상기에서 제조된 각각의 피복 조 성물을 7 g/분의 속도로, 공기 혼합 분무노즐의 공기압력은 23 psi로 이류체 노즐을 통해 분무하여 입상요소 중량의 7％가 되도록 입상요소 표면을 피복시켰다. 피복이 종료된 후, 열풍온도를 80℃로 높여 20분간 막을 건조시켜 입상요소의 표면에 형성된 피막을 견고하게 숙성시켰다. 이로부터 수증기투과도가 상이한 2종류의 라텍스가 서로 다른 비율로 혼합된 라텍스 혼합물로 피복된 완효성 피복요소 1을 제조하였다.

<실시예 2> 완효성 입상비료의 제조 2

수증기투과도가 25 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 라텍스와 수증기투과도가 200 g·㎛/㎡·d인 아크릴레이트 라텍스를 고형분 혼합비로 4:1의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 완효성 피복요소 2를 제조하였다.

<실시예 3> 완효성 입상비료의 제조 3

수증기투과도가 25 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 라텍스와 수증기투과도가 200 g·㎛/㎡·d인 아크릴레이트 라텍스를 고형분 혼합비로 6:1의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 완효성 피복요소 3을 제조하였다.

<실시예 4> 완효성 입상비료의 제조 4

수증기투과도가 14 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 라텍스와 수증기 투과도가 150 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐알콜 라텍스를 고형분 혼합비로 2:1로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 완효성 피복요소 4를 제조하였다.

<실시예 5> 완효성 입상비료의 제조 5

수증기투과도가 14 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 라텍스와 수증기투과도가 150 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐알콜 라텍스를 고형분 혼합비로 4:1의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 완효성 피복요소 5를 제조하였다.

<실시예 6> 완효성 입상비료의 제조 6

수증기투과도가 14 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 라텍스와 수증기투과도가 150 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐알콜 라텍스를 고형분 혼합비로 6:1의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법에 의해 완효성 피복요소 6을 제조하였다.

<실험예 1> 수중 용출 특성

상기 실시예 1∼6에서 제조된 완효성 입상비료의 수중 용출 특성을 조사하기 위하여, 완효성 피복요소 1 내지 6 각각을 피복제 무게를 제외한 순수 비료 무게로서 2.5 g을 취하여 증류수가 채워진 250 ㎖ 플라스크에 넣은 후 25℃ 항온조에 방 치하면서 5일 간격으로 100일 동안 증류수내로 용출된 요소량을 RI 검출기 (RI Detector)가 장착된 고성능 액체 크로마토그래피 (HPLC)를 사용하여 측정하였다. 이때, 플라스크는 실험기간 동안 수분 및 양분 증발을 방지하기 위해 밀봉상태를 유지하였다.

그 결과, 수증기투과도가 25 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 라텍스와 수증기투과도가 200 g·㎛/㎡·d인 아크릴레이트 라텍스가 각각 2:1, 4:1 및 6:1로 혼합된 피복 조성물로 피복된 완효성 피복요소 1 내지 3은 각각 25℃에서 수중 용출기간이 30, 60 및 90일로 나타났으며, 수증기투과도가 14 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐리덴 클로라이드 라텍스와 수증기투과도가 150 g·㎛/㎡·d인 폴리비닐알콜 라텍스가 각각 2:1, 4:1 및 6:1로 혼합된 피복 조성물로 피복된 완효성 입상요소 4 내지 6은 완효성 입상요소 1 내지 3과 다소 차이는 있지만, 25℃에서 수중 용출기간이 각각 30, 60 및 90일로 나타났다 (도 1). 이로부터 수증기투과도가 극히 낮은 라텍스와 상대적으로 수증기투과도가 높은 라텍스를 적절히 혼합하여 입상비료의 표면을 피복함으로써 비료성분의 수중 용출속도를 효율적으로 조절할 수 있음을 확인하였다.

또한, 본 발명에 따른 완효성 입상요소의 수중 온도별 용출 특성을 조사하기 위하여, 실시예 1에서 제조된 완효성 피복요소 1을 대상으로 상기와 동일한 방법으로 15℃, 20℃, 25℃, 30℃ 및 40℃ 항온조에서 5일 간격으로 70일째까지 용출된 요소량을 측정하였다 (도 2).

그 결과, 수온이 증가할수록 본 발명의 완효성 피복요소의 용출기간은 현저 하게 감소하였는데, 20℃에서의 용출기간은 약 50일인 반면, 30℃에서의 용출기간은 약 25일, 40℃에서의 용출기간은 약 10일로 수온이 10℃씩 증가할수록 용출기간은 그 절반으로 감소하였다. 따라서, 본 발명에 따른 완효성 입상비료는 15℃ 정도의 토양 온도가 유지되는 하우스에서 재배되는 딸기와 같은 동절기 작물에 적용될 경우 약 70일 정도의 용출기간을 나타내어 한번의 시비로 전 생육기간에 걸져 비료성분을 공급할 수 있음을 알 수 있다.

<실험예 2> 토양 중 용출 특성

본 발명에 따른 완효성 입상비료의 실제 토양 중 용출 특성을 조사하기 위하여, 실시예 1 내지 3에서 제조된 완효성 피복요소 1 내지 3을 피복제 무게를 포함한 비료 무게로 20 g을 취한 후, 0.5 ㎜ 구멍 크기의 망사주머니에 싸서 작물이 자라는 토양에 10∼15 ㎝의 깊이로 묻었다. 시료가 든 망사주머니를 묻기 전과, 묻은 후 10일 간격으로 시료를 채취하여 시료 내 총 질소량과 시간별로 용출되고 남은 망사주머니내 잔존 질소량을 측정하였다. 질소량은 시간대별로 채취한 비료 시료를 황산에 용해시킨 후 질소 자동분석기를 이용하여 측정하였고, 이를 가지고 하기 수학식 1에 따라 용출율 (％)을 계산하였다.

그 결과, 벼 재배 논토양에서 피복요소 1 및 2의 용출기간은 25℃ 수중 용출시험 결과와 동일하게 각각 30일과 60일이었고, 피복요소 3의 용출기간은 실험 후기에 일중 평균 토양온도가 25℃ 이하로 낮아져 후기 용출이 지연되어 25℃ 수중 용출시험 결과보다 길어지는 결과를 보였다 (도 3).

또한, 딸기 반촉성 재배 토양에서는 논토양 온도보다 토양온도가 낮아 평균 15℃ 정도가 유지되었는데, 이에 따라 피복요소 1 내지 3의 용출기간도 각각 60일, 120일 및 250일로 증가하였다 (도 4).

<실험예 3> 완효성 입상비료 사용에 의한 생육효과

<3-1> 벼에 대한 생육효과

본 발명에 따른 완효성 피복요소의 벼에 대한 생육효과를 검정하기 위하여, 공시품종으로 일미벼를 선정하여 비효시험을 수행하였다. 어린모 기계 이앙은 보온 절충 못자리 15일묘로서, 파종하고 15일 경과 후에 난괴법 3반복으로 재식거리 30 ㎝×15 ㎝ (3.3 ㎡: 72주)로 하여 주당 3∼5본으로 기계이앙하였다. 시험에 사용한 완효성 피복 복합비료는 하기 표 1과 같은 조성으로 제조하였다. 표 1에 나타난 바와 같이, 인산 (P₂O₅)과 칼리 (K₂O)는 전량 속효성을 사용하였고, 질소는 통상적인 속효성 비료와 실시예 1 내지 6에서 제조된 피복요소 1 내지 6의 혼합비를 달리하여 완효성 피복 복합비료 A 내지 D를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비료는 이앙하기 5일 전에 어린모에 시비하였다.

시비는 하기 표 2에 나타난 바와 같이 수행하였다. 속효성 비료로 시비하 는 관행구는 농촌진흥청 시비기준에 따라 4회 분시하였고, 본 발명에 따른 완효성 피복 복합비료 A 내지 D는 기비로 전량 시비하였다. 이앙 후 약 5개월 후에 수확하여 수량을 조사하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에서, 천립중은 벼이삭 1000개의 무게를, 정조중은 10a당 수량을, 등숙율은 전체 이삭중 완전 낟알 비율을, 주당수수는 이앙된 1주당 이삭수를, 수당립수는 이삭 1개당 낟알수를, DMRT는 던컨의 다중 범위 테스트 (Duncan's multiple range test)에 의한 통계학적 분석 결과를 나타낸 것이다.

표 3에 나타난 바와 같이, 완효성 피복 복합비료 A는 관행구보다 주당수수가 증가하여 수량지수가 105로 관행구보다 5％ 증수되었고, 완효성 피복 복합비료 B는 관행구보다 등숙률이 증가하여 수량지수가 109로 관행구보다 9％ 증수되었다. 반면, 완효성 피복 복합비료 C 및 D는 관행구와 동일한 수량을 나타내었다. 상기 결과로부터, 실시예 1 내지 3에 따른 완효성 피복요소 1 내지 3을 속효성 질소와 적절히 혼합하여 완효성 피복 복합비료로 시비하는 경우 벼의 생육과 수확량이 속효성 비료로만 시비한 관행구보다 우수함을 확인하였다.

<3-2> 딸기에 대한 생육효과

본 발명에 따른 피복요소의 딸기에 대한 생육효과를 검정하기 위하여, 공시품종으로 레드펄을 선정하여 반촉성 재배양식으로 비효시험을 수행하였다. 딸기묘의 정식은 모주정식 및 가식을 거쳐 화아분화된 건전묘를 9,000 주/10a로 관부가 반 묻히도록 정식하여 하우스에서 재배하였다. 시험에 사용한 완효성 피복 복합비료는 하기 표 4와 같은 조성으로 제조하였다. 표 4에 나타난 바와 같이, 인산(P₂O₅)과 칼리(K₂O)는 전량 속효성을 사용하였고, 질소는 통상적인 속효성 비료와 실시예 1 내지 6에서 제조된 피복요소 1 내지 6의 혼합비를 달리하여 완효성 피복 복합비료 E 내지 J를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비료는 정식 5일전에 전층시비하였다.

속효성 비료로 시비하는 관행구는 농촌진흥청 시비기준에 따라 시비하였고, 본 발명에 따른 완효성 피복 복합비료 E 내지 J는 기비로 전량 시비하였다. 정식 2개월 후부터 6개월까지 수확하여 수량을 조사하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

수량 조사결과, 상기 표 5에 나타난 바와 같이, 완효성 피복 복합비료 H구를 제외한 나머지 E, F, G, I 및 J구 모두에서 관행구보다 수확량이 증가하였으며, 전체 질소성분 중 피복요소 비율이 70％로 높은 완효성 피복 복합비료 F, G, I 및 H군에서 상품율이 관행구 수준을 유지하였고, 과중이 관행보다 컸으며, 수량이 증가하였다. 전체적으로는 피복요소 1 내지 3의 혼합 복합비료 (E, F 및 G구)가 피복요소 4 내지 6의 혼합 복합비료 (H, I 및 J구)보다 증가된 수량을 나타내었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법은 입상비료 표면에 물을 용매로 사용하는 라텍스를 피복함으로써 피복비료 제조시 환경오염을 유발할 위험성이 없고, 수증기투과도가 상이한 2종류 이상의 라텍스를 혼합하여 피복 조성물로 사용함으로써 비료성분의 용출속도를 조절할 수 있으며, 제조된 피복비료를 작물의 양분요구에 맞게 배합하여 1회 시비로 전 생육기간에 걸쳐 비료성분을 공급할 수 있는 완효성 입상비료의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (11)

1. (1) 10 내지 25 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 1종 이상의 라텍스와 180 내지 250 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 1종 이상의 라텍스를 혼합하는 단계;

   (2) 상기 혼합물에 계면활성제 및 물을 첨가하여 피복 조성물을 제조하는 단계;

   (3) 상기 피복 조성물을 입상비료의 표면에 분사하여 단일 피막을 형성하는 단계; 및

   (4) 상기 피복과정을 거친 후 70 내지 80℃에서 피막을 숙성시키는 단계를 포함하는, 완효성 입상비료의 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   10 내지 25 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 라텍스가 폴리비닐, 폴리비닐리덴, 폴리에틸렌, 및 폴리프로필렌으로 구성된 군으로부터 선택되고, 180 내지 250 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 라텍스가 폴리스티렌, 폴리스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리아크릴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트 및 폴리카보네이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,

   수증기투과도가 낮은 라텍스가 10 내지 25 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 폴리비닐리덴이고, 상대적으로 수증기투과도가 높은 라텍스가 180 내지 250 g·㎛/㎡·d의 수증기투과도를 갖는 폴리아크릴인 것을 특징으로 하는 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   단계 (2)에서 계면활성제가 소듐 라우릴 설포네이트 (sodium lauryl sulfonate), 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 (sodium dodecyl benzene sulfonate), 코코아미도프로필 베타인 (cocoamidopropyl betaine), 라우릴 베타인 (lauryl betaine), 벤질 에틸렌 글리콜 (benzyl ethylene glycol), 알킬 포스페이트 (alkyl phosphate), 폴리옥시에틸렌 알킬 아릴 설페이트 (polyoxyethylene alkyl aryl sulfate), 폴리옥시에틸렌 알킬 설페이트 (polyoxyethylene alkyl sulfate), 폴리옥시에틸렌 알킬 아민 (polyoxyethylene alkyl amine) 및 폴리옥시에틸렌 알킬 에스터 (polyoxyethylene alkyl ester)로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,

   단계 (2)에서 계면활성제가 전체 라텍스 고형 중량의 1 내지 3 중량％로 첨가되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,

   단계 (2)에서 전체 피복 조성물 중 라텍스의 농도가 20 내지 30 중량％가 되도록 물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,

   단계 (3)이 피복 조성물을 5 내지 15 g/분의 속도로, 공기압력이 20 내지 30 psi인 노즐을 통해 분무하여 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
9. 제 1항에 있어서,

   단계 (3)에서 피복 조성물이 전체 비료 중량의 5 내지 10 중량％가 되도록 피복하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
10. 제 1항에 있어서,

    단계 (4)가 10 내지 30분간 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
11. 제 1항 내지 제 10항 중의 어느 한 항의 방법으로 제조된 완효성 입상비료.

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