KR100699020B1 - 음식물 퇴비에 의한 염분 집적 토양의 호염 식물을 이용한탈염방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내염 식물인 퉁퉁마디, 자리돔 및 다년생 식물인 소송나물(saltwort) 등의 호염 특성을 이용하여 염분이 과다 축적되어 경작이 어려운 음식물 쓰레기로 제조한 퇴비가 배합된 토양에서 염분을 제거하기 위한 탈염방법에 대한 것으로서, 이러한 퉁퉁마디 재배시 종자의 휴면성을 해결하기 위하여 채취한 종자를 1주일 정도 음건한 후에 플라스틱 용기에 넣어 4℃에서 두 달 이상 보관하여 휴면 타파한 후에 발아한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 퉁퉁마디 재배시 종자와 석영사를 손으로 수회 비비거나 원심분리기에 넣고 회전시켜 퉁퉁마디의 종피에 상처를 입힌 후에 발아에 이용하는 것이 바람직하다. 상기 설명한 본 발명에 의하면, 음식물 쓰레기로부터 제조된 퇴비를 사용한 토양의 경우에도 염분이 과다 축적된 토양의 염분을 퉁퉁마디를 식재하여 자연친화적으로 제거함으로써 염분에 오염된 토양을 복원하여, 최근 사회적으로 문제시되고 있는 음식물 쓰레기의 퇴비 사용처를 안전하게 확보할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 재배되는 퉁퉁마디는 약재용 등으로 사용할 수 있어서 농가 소득 증대에 기여할 수 있다.

음식물 퇴비, 토양 오염, 염분제거, 퉁퉁마디, 호염식물, 발아방법

Description

음식물 퇴비에 의한 염분 집적 토양의 호염 식물을 이용한 탈염방법{Method for Removing Salts Composites from the Soils Containing Barnyard Manure made of Foods Remainders}

도 1은 퉁퉁마디를 NaCl 농도 및 시간 경과에 따라 신장 생장율 및 생체중 증가율을 시험한 결과를 나타낸 그래프,

도 2는 음식물 퇴비를 사용하여 염분이 축적된 토양 중의 퉁퉁마디 생장 특성을 나타낸 그래프도이다.

본 발명은 호염 식물인 퉁퉁마디, 자리돔 및 다년생 식물인 소송나물(saltwort) 등의 호염 특성을 이용하여 염분이 과다 축적되어 경작이 어려운 토양에서 염분을 제거하기 위한 탈염 방법에 대한 것이다.

음식물 쓰레기의 많은 부분은 퇴비화를 통해 재활용되고 있으며 그 퇴비로서 재활용되는 양은 점차 증가하고 있다. 생산된 퇴비는 대부분 농가에 보급되어 전, 답은 물론 과수원 등의 퇴비로 사용되고 있다. 그러나 이러한 퇴비를 다년간 사용 할 경우 음식물 쓰레기로 제조된 퇴비 중에 포함된 염분의 누적에 의한 토양 오염의 증가로 식물 재배에 심각한 문제가 발생하여 사용이 기피되고 있는 실정이다.

음식물 쓰레기를 주성분으로 제조된 퇴비는 사전에 음식물 쓰레기에 포함된 염분을 제거후 퇴비화시킴이 바람직하나 기존의 염분 제거 방법으로는 음식물 쓰레기 속의 염분을 포함한 다량의 폐수가 발생하여 악취가 진동하며 또 다른 환경 오염의 원인이 되므로 바람직하지 않다.

그러므로 음식물 쓰레기 중의 염분을 별도로 제거하지 않고도 퇴비화하여 수년간 사용 후에 염분이 집적된 토양에서 염분만을 제거할 수 있다면 친환경적이며 농업 생산성 제고에도 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

통상 염분이 과다 축적된 토양에서 염분을 제거하는 방법으로서는 강우시 우수에 의한 희석 및 씻김 현상에 의한 자연적인 제거방법과 토양내의 물 가둠, 전기화학적인 방법을 통한 염분의 전기분해 등을 이용한 인위적인 방법이 존재하나 농경지와 같은 광활한 지역에서는 이러한 인위적인 방법을 적용하기 곤란하다.

따라서, 염분이 토양에 과다 축적되면 자연적인 방법을 통해서 염분을 제거하는 것이 이제까지의 실정이었다.

한편, 중국이나 일본의 식물 관련 문헌인 신농본초경이나 대화본초와 같은 고서에는 명아주과의 살리코르니아(Salicornia)과에 속하는 퉁퉁마디(Salicornia herbacea L.)가 인간에게 융용한 다양한 약리 작용을 가지는 것으로 기술되어 있으며 인도나 멕시코등 제국에서 해수를 이용하여 재배가 시도됨이 알려져 있는 바, 이는 퉁퉁마디가 염습지에서 재배되는 사실로부터 고농도의 NaCl을 흡수하여 생장 에 유리하게 작용하고 있음을 의미하는 바, 본 발명은 퉁퉁마디의 이러한 성질에 착안하여 이루어지게 되었다.

또한, 퉁퉁마디는 상기와 같이 숙변제거, 혈당 강하작용 및 위와 간정의 질환 치료에 유용한 다양한 약리 작용을 가져서 약용식물로 활용되거나 종자로부터 식물성 기름을 추출하거나 사료작물로서 이용이 가능하므로 농가에서 재배시 농가 소득의 향상에 기여할 수 있음에 착안하게 되었다.

이와 같이, 본 발명은 상기와 같은 토양에 축적된 염분 제거 기술의 현재 상태의 문제점들을 해결하기 위하여 장시간의 연구 노력을 통하여 이루어진 것으로서, 내염성 식물인 퉁퉁나무, 자리돔 및 다년생 식물인 소송나물 등의 호염 특성을 이용하여 토양에 축적된 염분을 제거하기 위한 탈염방법을 제공함을 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명에서는 음식물 쓰레기로부터 제조된 퇴비를 사용하여 염분이 축적된 토양에 호염식물의 일종인 퉁퉁마디((Salicornia herbacea L.)를 재배하여 토양에 함유된 염분을 제거하는 구성을 취한다.

더우기, 이러한 퉁퉁마디 재배시 종자의 휴면성을 해결하기 위하여 채취한 종자를 1주일 정도 음건한 후에 플라스틱 용기에 넣어 4도에서 두 달 이상 보관하여 휴면 타파한 후에 발아한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 퉁퉁마디 재배시 종자와 석영사를 손으로 수회 비비거나 원심분리기에 넣고 회전시켜 퉁퉁마디의 종피에 상처를 입힌 후에 발아에 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적과 특징들 및 본 발명을 통해 얻어지는 우수한 효과는 양호한 실시예와 관련한 이하의 상세한 설명을 통하여 명백해질 것이다.

이하에서는 양호한 실시예와 관련하여 본 발명의 호염 식물을 이용한 염분을 함유한 토양의 탈염방법을 상세하게 설명한다.

본 발명은 염분을 소정 농도 함유한 퇴비화처리된 음식물 쓰레기 퇴비를 사용하는 토양에 퉁퉁마디를 식재하여 탈염시키는 방법에 대한 것이다.

본 발명의 염분을 함유한 토양의 탈염 방법은 다음과 같은 과정을 통해 실시된다.

본 발명이 적용되는 염분을 함유한 토양은 일반적으로 가정 등에서 배출되는 쓰레기를 퇴비화시켜 제조된 퇴비를 과수나 밭 작물 등의 재배용 비료로서 사용한 토양이다. 이와 같이, 본 발명이 적용되는 토양에 사용되는 음식물 쓰레기로부터 제조된 퇴비는 다음의 과정을 통하여 얻어진다.

즉, 일 예로서 음식물 쓰레기 10톤에 대해 수분 조절용 톱밥을 3톤 가량 투입하고 함수율 60~65%, 온도 60~80도, 퇴비 단의 높이 1.2M를 유지시켜 발효조에 공급하고 발효하는 동안 10일간은 1일에 1회 정도 교반하고 이후 숙성시키는 동안은 1일에 2회 교반하여 20일 정도 숙성시켜 제조하는 데, 이 때 흡기 및 탈취 배관이나 토양 내의 미생물의 작용을 통해 악취를 제거하고 이물질인 유리조각이나 비닐들을 선별기를 통해 제거하여 옥외 숙성 설비에서 5.5 내지 6개월간 숙성시켜 제 조한다. 얻어진 퇴비는 다갈색 및 흑갈색을 띠고 pH 8, 9의 약알카리성이며, 함수율이 40~50%이고, 주성분은 유기물 48.5%, 질소 1.75%, 수분 47%, 유기물/질소 27.7%, 인산 0.33%, 가리 0.3% 등 비료로서 식물 생육에 적합한 상태이나 유해성분인 염분을 1% 정도 함유한다.

상기와 같이 음식물 쓰레기를 퇴비화하여 사용한 토양에 염분인 NaCl을 흡수하여 생장하는 명아주과에 속하는 퉁퉁마디(Salicornia herbacea L.)를 전 면적에 걸쳐 식재하여 토양에 함유된 염분을 제거하는 것이다.

이러한 본 발명은 퉁퉁마디를 사용한 수경재배 시험을 통해 밝혀진 바와 같이(도 1 참조), NaCl 농도 및 시간 경과에 따른 신장 생장율 및 생체중의 증가율을 조사한 바, 퉁퉁마디 식물이 NaCl을 다량 흡수하여 생장이 촉진되는 호염식물인 특성을 이용한 것이다.

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한편, 본 발명에서 상기 퉁퉁마디가 재배되는 토양은 무비상토(무비료배토)와 음식물 퇴비를 30~60:40~70 비율로 배합한 토양이 바람직하며, 40:60의 비율로 배합한 토양이 가장 바람직하다. 이러한 음식물 퇴비와 무비상토의 배합 비율의 범위는 실제 사용예에 가장 근접시키기 위한 범위로서 가장 염분 제거 효율이 양호하며 경제성도 충족시키는 범위로서 선택되는 것이다. 또한, 친환경적인 염분 제거는 호염 식물을 이용하여 함유된 염분 농도가 250mM 내지 350mM 범위임이 바람직하며, 도 2 도시와 같이 300mM일 경우 가장 양호하게 이루어진다.

더우기, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 염분이 축적된 토양의 염분 제거를 위해 퉁퉁마디 식물을 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 다른 호염 식물인 자리돔 및 소송나물(saltwort)을 사용하는 경우에도 동일하게 토양에 축적된 염분을 제거할 수 있을 것이다.

실시예

본 발명에서는 염분을 함유한 음식물 쓰레기를 이용하여 퇴화처리된 퇴비로부터 염분을 제거하기 위하여 퇴비와 염분을 함유하지 않은 무비상토를 배합하여 얻어진 시료 토양에 퉁퉁마디를 식재하여 실험을 수행하였는 데, 음식물 쓰레기 퇴비는 음식물 쓰레기 10톤에 대해 수분 조절용 톱밥을 3톤 가량 투입하고 함수율 60~65%, 온도 60~80도, 퇴비 단의 높이 1.2M를 유지시켜 발효조에 공급하고 발효하는 동안 10일간은 1일에 1회 정도 교반하고 이후 숙성시키는 동안은 1일에 2회 교반하여 20일 정도 숙성시켜 제조하는 데, 이 때 흡기 및 탈취 배관이나 토양 내의 미생물의 작용을 통해 악취를 제거하고 이물질인 유리조각이나 비닐들을 선별기를 통해 제거하여 옥외 숙성 설비에서 5.5 내지 6개월간 숙성시켜 제조하였다. 얻어진 퇴비는 다갈색 및 흑갈색을 띠고 pH 8, 9의 약알카리성이며, 함수율이 40~50%이고, 주성분은 유기물 48.5%, 질소 1.75%, 수분 47%, 유기물/질소 27.7%, 인산 0.33%, 가리 0.3% 등 비료로서 식물 생육에 적합한 상태이나 유해성분인 염분을 1% 정도 함유한다. 상기와 같은 퇴비와 원예용 무비상토를 배합하되 조성 비율을 변화시키면서 표 1 에 나타낸 바와 같이 제조한 후에 수경액을 5일 간격으로 지상에서 관수하여 70일간 재배 후에 퉁퉁마디의 생장 상태를 검사하여 퇴비 및 무비상토를 배합한 토양의 염분 제거 상태를 간접적으로 판단하였다.

토양의 배합비율과 염분 농도 및 퉁퉁마디의 생장상태의 관계

구 분	무비상토:퇴비	염분 농도(%)	퉁퉁마디 생장상태	비 고
비교예	100(퇴비 0)	-	불량
실시예 1	67:33	0.33	양호
실시예 2	50:50	0.5	양호
실시예 3	40:60	0.6	우수	가장 바람직

상기 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 무비상토만으로 토양을 구성한 경우에는 퉁퉁마디의 생장이 더디고 제대로 생장하지 못하였으나 실시예1 내지 실시예 3의 경우와 같이 퇴비를 각각 적당한 정도로 배합한 경우의 염분을 함유한 상태의 경우에는 퉁퉁나무의 생장이 양호하였으며 실시예3의 경우인 무비상통와 퇴비를 4:6을 배합하고 염분 농도가 0.6%인 경우에 가장 왕성하게 생육하였다.

따라서, 상기 설명한 본 발명에 의하면, 음식물 쓰레기로부터 제조된 퇴비를 사용한 토양의 경우 염분이 함유된 퇴비를 사용함으로써 해당 토양에서 식생되는 식물이나 과수 및 농작물의 성장이 둔화되거나 성장이 곤란하나, 본 발명에서와 같이 염분이 과다 축적된 토양의 염분을 퉁퉁마디를 식재하여 자연친화적으로 제거함으로써 염분에 오염된 토양을 복원하여, 최근 사회적으로 문제시되고 있는 음식물 쓰레기의 퇴비 사용처를 안전하게 확보할 수 있으며, 이러한 과정을 통해 재배되는 퉁퉁마디는 약재용 등으로 사용할 수 있어서 농가 소득 증대에 기여할 수 있다.

Claims (5)

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4. 음식물 쓰레기로부터 제조된 퇴비를 사용하여 염분이 축적된 토양에 호염식물의 일종인 퉁퉁마디(Salicornia herbacea L.)를 재배하여 토양에 함유된 염분을 제거하되,

   상기 퉁퉁마디가 재배되는 토양은 무비상토와 음식물 퇴비를 30~60:40~70 비율로 배합한 토양인 것을 특징으로 하는 음식물 퇴비에 의한 염분 집적 토양의 호염 식물을 이용한 탈염방법.
5. 제 4항에 있어서, 토양에 함유된 염분 농도가 300mM인 것을 특징으로 하는 음식물 퇴비에 의한 염분 집적 토양의 호염 식물을 이용한 탈염방법.

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