KR100741818B1

KR100741818B1 - 항진균성 유기농 상토 조성물 및 제조방법

Info

Publication number: KR100741818B1
Application number: KR1020060075185A
Authority: KR
Inventors: 윤환헌
Original assignee: 윤환헌; (주)참그로
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2007-07-23

Abstract

본 발명은 친환경농업육성법 시행규칙 제7조 별표1에 의거하여 "친환경농산물의 생산을 위한 자재의 사용기준"에 정해진 소재만을 선정하여 제조한 항진균성 유기농 상토 조성물 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 질석, 코코피트, 초탄에 규조토, 열건황토, 펄라이트 및 제오라이트를 혼합한 주재료에 수분을 넣은 후, 여기에 처방재료로서 목초액, 질소질구아노, 부식산, 운기석, 고삼추출액, 부숙해초분말, 키토산, 유황분말, 유카추출액을 첨가하는 것을 특징으로, 상토 주재료의 스팀처리 및 열풍건조로 인한 자체 오염원 제거와 소독으로 병균의 감염방지 및 억제로 병해충 관리가 우수하고, 처방재료로 인한 항균, 유해미생물 방지 및 식물체 영양분 공급을 하여 줌으로써 사용자의 취급이 편이하고 친환경 유기농업에 안전하게 적용이 가능하며 작물의 수량증대 측면에서도 우수한 효과를 기대할 수 있는 항진균성 유기농 상토 조성물 및 제조방법에 관한 것이다.

유기농, 상토, 항균, 스팀처리, 열풍건조, 질석, 코코피트, 초탄

Description

항진균성 유기농 상토 조성물 및 제조방법 {METHOD AND ANTIFUNGAL ORGANIC FARMING SOIL FOR PLANTING}

도1은 본 발명에 따른 항진균성 유기농 상토 조성물 제조방법을 단계별로 나타낸 블록도

본 발명은 벼를 이앙(모내기)하기 전의 모판 바닥에 까는 흙이나, 또는 적당한 형태의 용기에 담아 채소나 화훼류를 파종하는데 사용하는 인공 흙에 관한 것으로, 보다 상세하게는 질석, 코코피트, 초탄, 규조토, 열건황토, 펄라이트 및 제오라이트를 주재료로 하고, 수분을 첨가한 후, 여기에 처방재료를 혼합하는데, 이 처방재료는 질소질구아노, 목초액, 부식산, 운기석, 고삼추출액, 부숙해초분말, 키토산, 유황분말 및 유카추출액을 사용하는 것을 특징으로 하는 항진균성 유기농 상토 조성물 및 제조방법에 관한 것이다.

종자가 발아하여 나온 연약한 뿌리는 환경적 요인에 매우 민감하게 반응하면서 그 고유기능을 발휘하게 된다. 어린뿌리가 처음으로 닿는 토양이 바로 상토이 며, 상기 상토의 역할은 종자의 출아율을 높이고 식물체를 지지해 주며 뿌리의 생육 조건을 알맞게 조성하여 유효한 영양분을 공급해 주는 등 여러 가지 재배 식물의 육성에 필요한 구실을 담당한다.

이러한 상토에 따라 식물은 양분의 불균형 및 질소 과다, 병해충 감염, 종자발아 및 생육저해, 생육 불균일, 잡초 종자 발생 등의 문제가 발생 될 수 있으며. 이앙 전까지 인위적인 상토 조절을 통해서 건실한 육묘 생장을 시킬 수 있으므로, 상토의 중요성은 나날이 높아지고 있다.

상기 상토는 1990년대 초까지만 해도 대부분 농가에서 병충의 전염원이 없는 밭흙, 논흙, 마사토, 모래 등에 유기물과 비료를 섞어 혼합토를 만든 뒤 6개월에서 1년 동안 퇴적하여 사용하는 것이 일반적이었다.

그러나 누적되는 화학비료 및 농약의 사용은 토양을 산성화시켰으며, 상토용 흙을 확보하여 운반, 처리하기 위해서는 많은 비용이 투입되었다. 또한, 논토양을 사용하는 경우에는 산지 토양과의 적합성에 대한 시비가 일어나게 되고, 산지 토양에 적합하기 위해서는 토양 살균제를 처리해야 하는 번거로운 문제점들이 있었다.

게다가, 농촌인구의 급격한 감소, 인력부족 및 고령화추세로 인해 자체적으로 상토를 제조사용하는 것이 어렵게 되고, 농업여건도 변화하면서 재배체계가 조 기이식 재배, 환경조절 시설재배 방법으로 바뀌고 이에 따라 전문 상토 제조업체에서 상토를 일반 농가에 판매 공급하고 있다.

일반적으로, 현재 생산되는 상토의 재료는 크게 유기물과 무기물로 나누는데, 유기물로는 피트모스, 코코피트, 왕겨, 훈탄 등이 있으며, 무기물로는 펄라이트, 버미큐라이트, 제오라이트, 규조토 등이 이용된다.

상기의 상토의 재료를 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

현재 생산되는 상토재료 중 유기물 자재로서 대표적인 것은 피트모스와 코코피트인데, 상기 피트모스는 통기성과 보수력이 우수하며, 보비력이 좋고, 분해에 안정하여 수분과 질소가 첨가된 상태에서도 분해가 느리게 일어나기 때문에 이화학성이 장기간 변하지 않고 유지된다. 이 외에도 무기성분의 함유량이 적어 시비량(거름을 주는 양)의 조절이 용이하며 한랭지의 습지에서 생산되기 때문에 병해충, 잡초종자 등이 없고, 경량이며 취급이 용이한 장점이 있다.

또 다른 대표적인 유기물 자재인 코코피트는 코코넛 과실의 중과피나 껍질 조직을 가공한 것인데 값이 저렴하여 우리나라에서 상토 재료로 가장 많이 이용된다. 이 코코피트는 친수성이 강하고 건조 후에도 비교적 용이하게 수화되며, 배수성이 좋고, 분해에 안정한 장점이 있으며, 우리나라에서 가장 쉽게 구할 수 있는 유기물 자재인 왕겨는 분해 안정성이 높고, 통기성이 매우 우수한 장점이 있다.

한편, 상토재료 중 무기물 자재는 통기성, 투수성 등 유기물 자재의 물리적 단점을 보완하기 위해 이용되는데, 상기 무기물 자재 중 펄라이트는 가비중이 0.2 전후로 가볍고 통기성과 배수성이 좋은 장점이 있으며, 특히 피트모스가 주재료인 혼합상토에 많이 이용된다.

또한, 버미큐라이트는 일반적으로 보수성, 통기성, 배수성 등의 물리적 특성이 우수한 무균 경량소재로서 상토재료로 광범위하게 사용되며, 제오라이트는 가스흡착능력, 양이온치환능력(보비력)이 큰 이유로 우리나라에서 과거 토양상토 제조시부터 사용되어 온 자재로 농가 자가육모용 경량상토에도 많이 이용되고 있다.

이어서, 규조토는 대부분 비정질의 실리카로 되어 있으며 물리화학적으로 안정한 무기질로 다공성이며 가볍고, 낮은 수준의 산도(pH)를 유지할 뿐만 아니라 흡수성과 보수력이 좋으며 살충효과도 뛰어난 장점이 있다.

이와 같이 국내에 알려진 유기, 무기물 자재로 상토를 제조하는 방법으로는 톱밥을 이용하여 제조하는 방법, 왕겨를 사용하여 제조하는 방법 및 점토광물을 원료로 하여 상토를 제조하는 방법이 있다.

그러나 상기 톱밥을 이용하여 상토를 제조할 경우는 제조시간이 너무 오래 걸리고 각 성분간의 균일한 혼합이 어렵다는 단점이 있었고, 왕겨를 사용하여 상토를 제조할 경우에는 양이온치환용량이 낮고, pH가 지속적으로 높아지며 자체 결합력이 적어 뿌리의 발달이 적은 고추와 같은 작물에서는 다소 성형성이 떨어지는 문제가 있었다.

상기 상토의 제조방법과 문제에 관한 요지는 문헌 [참고: 규조토 분말을 모재로 사용한 육모용 상토의 제조에 관한 연구, 한국과학기술연구원, 1993, pp. 68p.]에 제시되어 있다.

따라서 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 다수의 상토가 개발 및 사용되어 왔다. 예를 들어 톱밥을 주성분으로 하여 상토를 제조하는 방법으로, 대한민국 특허공보 제84-2338호에서 톱밥 100부에 대하여 마른계분 23~27부, 질소질 비료 0.27~0.40부 석회1.5~1.8부를 균일하게 혼합한 후 수분함량 70~75%정도로 가수하면서 퇴적시키고(1차뒤집기), 4~5일 경과하여 온도가 65℃까지 하강하면 2차 뒤집기하고 2~3일 경과 후 또다시 3차 뒤집기를 하여, 완전 부숙시키고, 인산질 및 카리질 비료를 각각 0.6~0.8 부를 첨가 혼합하는 방법의 상토 제조방법이 공개된 바 있으나, 톱밥 등의 유기물을 부숙 발효시켜 상토를 얻는 경우에는 작업의 불편은 물론, 부숙 조건의 조절이 용이하지 않고 잡균 등의 번식 가능성이 있을 뿐만 아니라, 제조 과정에 장기간이 소요되어 공급상의 문제가 뒤따른다.

다른 공지기술로는 왕겨를 사용하여 상토를 제조하는 방법에 대하여, 대한민국 특허공개 1996-0028797에서 왕겨를 연소시키되 40~80%, 특히 45~65%정도 될 때까지 연소하다 질산수용액으로 연소를 중단시키고, 질산수용액으로 중화한 왕겨 탄화물과 점토분말을 중량비로 6:4정도로 혼합한 다음 복합비료를 시비하여 상토를 제조하는 방법이 제안되었으나, 무게 감소율이 85%이상 되면 재회분이 너무 많게 되고 탄소분이 적어 보수력과 배수력이 낮아 식물 생장에 저해요인이 되어 상업적으로 기능이 떨어진다.

또 다른 공지기술로 점토광물을 주원료로 사용한 상토에 대해 대한민국 특허공보 제84-2258호에서 버미큐라이트, 제오라이트, 벤토나이트, 규조토 등의 광물을 소성처리하고 비료성분을 혼합한 후 수분을 첨가하여 발효 부식시키고, 점토광물에 비료성분을 중량비로 15~55%되게 혼합한 후 질소, 인산, 카리를 첨가하여 압착과 분쇄과정을 거쳐 제조하는 방법에 관해 공지되어 있으나, 광물을 상토의 재료로 사용하는 경우에는 대량 제조는 가능하나, 투수성이나 보수성을 조절하기가 용이하지 않고, 미생물의 번식이 높아지면서 그로 인해 육묘 상토의 사용 시 산도의 변화 격차가 커져 식물의 생육에 막대한 지장을 초래하는 문제가 있었다.

이상에서와 같이 기술한 종래 기술에서는 육묘중의 병충해나 생리장해를 막기 위해서 합성화학비료나 농약, 산에 의한 중화, 이온성 보습제 등이 처리되는 경우가 대부분으로 친환경농업에의 적용은 적합하지 않은 실정이며, 최근에는 환경오 염에 대한 관심이 커지고, 농산물 수입이 개방화되면서 보다 안전한 먹거리 생산 및 토양환경 개선을 위하여 친환경농법이 확대됨에 따라 친환경(유기농)농산물 생산에 적용 가능하도록 합성화학비료 및 농약성분이 배제된 상토의 공정화 대량생산이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 보수력과 보비력은 물론, 잡균번식의 방지 및 억제로 병해충 관리가 우수하고, 생육 조건에 알맞게 조성하여 유효한 영양분을 공급하는 상토를 제조하여 산업적, 상업적 이용가치를 높이고, 특히 환경조절에 민감한 친환경(유기농)농법에 의한 육묘시에도 적법하고 안전한 항진균성 유기농 상토 조성물 및 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주재료(A) 60~85중량%와;

수분(B) 12.5~37.5중량%와;

처방재료(C) 2.5~3.5중량%;를 혼합하여 이루어진 것으로,

상기 주재료(A)는 질석 12~45중량%, 코코피트 6~13중량%,초탄 6~13중량%, 규조토 15~23중량%, 열건황토 18~27중량%, 펄라이트 4~7중량% 및 제오라이트 6~15중량%의 혼합으로 이루어지며,

상기 처방재료(C)는 목초액 3.3~8.8중량%, 질소질구아노 23~53.91중량%, 부식산 11~14.3중량%, 운기석 22~34.1중량%, 고삼추출액 1.1~2.2중량%, 부속해초분말 1.1~2.2중량%, 키토산 1.32~4.4중량%, 유황분말5.5~8.8중량%, 유카추출액 0.77~2.2중량%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 항진균성 유기농 상토 조성물이 조성된다.

또한, 본 발명은 질석, 코코피트 및 초탄을 60~80℃로 스팀처리하는 스팀처리단계(S10)와;

상기 스팀처리된 질석, 코코피트, 초탄에 규조토, 열건황토, 펄라이트 및 제오라이트를 첨가하여 이루어진 주재료 60~85중량%를 열풍소독시키는 열풍소독단계(S20)와;

상기 열풍소독단계를 거친 주재료에 수분 12.5~37.5중량%와 처방재료 2.5~3.5중량%를 첨가하는 기능성처방혼합단계(S30)와;

상기 기능성처방혼합단계를 거친 혼합물을 분쇄하고 선별체로 입도 조절하는 상토입도조절단계(S40);를 거침으로써 항진균성 유기농 상토는 제조된다.

이하 , 항진균성 유기농 상토 제조방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

[스팀처리단계]

본 발명에서는 먼저 상토의 주재료 중 질석 12~45중량%, 코코피트 6~13중량% 및 초탄 6~13중량%를 광물의 결정구조와 유기물이 파괴되지 않는 60~80℃ 온도에서 스팀처리한다(S10). 이는 소재 자체의 오염원을 제거, 소독하는 효과 외에, 상토의 기능상 중요한 점인 표면 장력을 저감시켜 흡습성을 높이고 배합효율을 높이기 위해 실행하는 것이다.

여기서, 스팀처리온도가 60℃이하일 경우는 소독 효과가 적으며, 80℃이상일 경우는 코코피트, 초탄이 함유하고 있는 유기성분의 변성과 질석 결정구조의 파괴가 진행되는 문제점이 있으므로 스팀처리의 온도는 60~80℃로 한다.

다음은 상기 스팀처리단계에 들어가는 질석, 코코피트, 초탄을 순서대로 설명한다.

그 첫번째로 질석은 고온(약 1000℃) 열처리 가공시 원래 두께의 20배까지 팽창하는 특성이 있어 보수, 보비력 및 가수교환기능이 높고 용적밀도가 낮은 특징이 있으므로 질석은 12~45중량%가 적당하다. 상기 질석이 12중량% 이하일 경우는 상토 조성물 제품의 경량화에 적합하지 못하고, 질석이 45중량% 이상일 경우는 비중이 매우 낮아져 모판에 초기 과다 관수시 판 자체가 들뜨는 현상이 발생하고 신축성이 떨어진다.

그리고 두번째의 코코피트는 미생물 침투에 저항성이 있고 산화조건이 안정적이며, 상당한 유기 양분과 미량요소를 함유하고 있는 무독, 무취의 소재로 코코피트의 범위는 6~13중량%로 한다. 이때 코코피트가 6중량% 이하일 경우는 모의 발근력이 떨어져 육묘매트 형성이 부진한 문제가 있으며, 코코피트가 13중량% 이상일 경우는 상토 조성물 제품이 초경량화가 됨과 동시에 신축성이 너무 커져 이앙작업을 할 때 용이하지 않게 된다.

또한, 세번째의 초탄은 6~13중량%가 적당한데, 이 초탄은 항균, 방균, 항곰팡이, 유해가스 흡착분해 작용을 하고 식물의 성장촉진, 유해균의 멸균을 하는 특징이 있으며, 분석하면 게르마늄 0.3%~0.8%라는 많은 양이 함유(게르마늄 함유량은 단위가 P.P.M으로서 보통 10~15 P.P.M 정도임)되었을 뿐 아니라, 초목이 지중해에 매장되어 석탄으로 변화되는 초기과정에 있는 유기질로서 토양개량 효과를 가짐으로써 게르마늄과 유기질의 중요한 공급원이 된다.

상기 초탄의 효능과 임상학적 데이터의 요지는 문헌 [참조: ①알칼리 황막 토양에 시용한 요소의 손실과 초탄 사용에 의한 그 손실 억제 효과, KAWAKAMI Hiroshi; NIIJIMA Yasuo; WANG Zhouqiong; OTA Yasuo, 沙漠硏究, 2004, 14(1), pp.1-8 ② 초탄성 재료의 의학적 이용, Duerig, T W; Pelton, A R; Stockel, DMetall, 1996, 50(9), pp.569]에 제시되어 있다.

[열풍소독단계]

상기 스팀처리단계에서 스팀처리된 질석 12~45중량%, 코코피트 6~13중량%, 초탄 6~13중량%에 규조토 15~23중량%, 열건황토 18~27중량%, 펄라이트 4~7중량% 및 제오라이트 6~15중량%를 첨가하여 혼합하고 60~85℃온도에서 3~5분간 열풍소독시킨다(S20).

다음으로, 열풍소독단계에 들어가는 규조토, 열건황토, 펄라이트, 제오라이트에 대하여 설명한다.

그 첫번째로, 규조토는 물리화학적으로 안정한 무기질로 다공성이며 가볍고 흡수성이 뛰어나며 살충효과가 있다. 이때 상기 규조토는 15~23 중량%가 바람직하며, 규조토가 15중량% 이하일 경우는 산도 교정 능력과 물리적 완충성이 부족하게 되고, 반면에 규조토가 23중량% 이상일 경우는 점질성이 너무 커서 통배수성이 떨어지게 된다.

또한, 두번째의 열건황토는 다량의 탄산칼슘(CaCo3)을 가지고 있으며, 이 탄산칼슘에 의해 쉽게 부서지지 않는 점력을 지니고 있다. 상기 열건황토는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 철분(Fe), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼리 등으로 구성되어 있는데, 이러한 성분비와 다양한 효소들로 조성된 황토는 동-식물의 성 장에 꼭 필요한 원적외선을 다량 방사 하며 다종의 필수미네랄을 공급해주는 효과를 가진다.

여기서 황토에 대한 열건이 필요한 이유는 함수분의 조절 외에 유해 미생물 살균, 잡초종자 불활성화에 의한 작물 생육의 장해요인을 없애기 위함이며, 이때 건조는 내부온도가 60℃이하일 경우는 살초, 살균효과가 저감되고, 85℃이상일 경우는 유용미생물이 사멸되므로, 건조처리온도는 60~80℃가 적당하다.

이러한 열건황토가 18중량% 이하일 경우는 수도용 상토에 있어서 점질성과 완충성이 부족하게 되며, 이 열건황토가 27중량% 이상일 경우는 지나치게 중량화 되고 발근력이 떨어지게 되므로, 열건황토는 18~27중량%가 적당하다.

그리고 세번째의 펄라이트는 4~7중량%가 바람직하며, 네번째의 제오라이트는 6~15중량%가 바람직한데, 여기서 펄라이트는 통기성과 보수성이 양호하여 작물의 조기활착을 촉진하는 특성이 있으나, 펄라이트가 7중량% 이상일 경우는 자체의 염기치환용량은 거의 없어 보비력이 떨어진다.

반면, 제오라이트는 보수력, 보비력 및 배수력이 우수하여 유해가스 및 유해물질 흡착력이 높은 특징이 있으나, 6중량% 이하의 경우는 제오라이트의 특징이 잘 나타나지 않아 기능면으로 부족하며, 15중량% 이상일 경우는 상토의 중량을 높여서 취급이 불편해지는 문제가 있다.

이렇게, 상기 스팀처리단계와 열풍소독단계의 혼합된 주재료들을 3~5분간 60~85℃로 열풍소독시켜주는데, 이 열풍소독온도를 60℃이하로 할 경우는, 살균, 소독의 효과가 떨어지는 문제가 있고, 85℃이상으로 할 경우는 유기성 성분의 변성이 발생 되는 문제가 있다. 이때 5분 이상 열풍소독시키면 흡수성이 불량해지므로, 상기 열풍소독은 60~85℃온도로 3~5분간 시켜주는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 스팀처리단계와 열풍소독을 거쳐 얻어진 주재료의 각 요소 중량%범위는 앞에서 언급함과 같고, 전체 100중량% 중 주재료는 60~85중량%가 바람직하다. 이는 주재료가 60중량% 이하일 경우는 함수분, 비효성분 등이 높게 되어 취급 작업성이나 작물 생육 균형이 저감되고, 85중량% 이상일 경우는 상토의 흡습성, 신축성 등 이화학성이 안정화되기 어려워 기능이 떨어지게 되기 때문이다.

[기능성처방혼합단계]

상기 열풍소독단계를 거쳐 정량 혼합된 주재료 60~85중량%에 수분 12.5~37.5중량%와 처방재료 2.5~3.5중량%를 첨가하여 혼합하며(S30), 이때 처방재료로는 목초액 3.3~8.8중량%, 질소질구아노 23~53.91중량%, 부식산 11~14.3중량%, 운기석 22~34.1중량%, 고삼추출액 1.1~2.2중량%, 부속해초분말 1.1~2.2중량%, 키토산 1.32~4.4중량%, 유황분말5.5~8.8중량%, 유카추출액 0.77~2.2중량%이 혼합첨가된다.

이때, 상기 수분은 식물들 뿌리의 생육을 유지하기 위함이며, 이 수분을 통해 산소를 얻을 수 있을 뿐 아니라 양분의 흡수, pH, 온도 등 각종 물리화학성의 급격한 변화를 막을 수 있으므로 작물생육을 좋게 하기 때문에 상기 수분을 적절하게 유지하는 것은 식물이 잘 자랄 수 있는 토양을 조성하는데 있어서 중요하다.

여기서, 수분이 12.5중량% 이하일 경우는 상토가 건조하게 되어 수분상태가 불안정하게 되면서 신축성의 저감, 초기 관수시 흡습성이 불량해지게 되고 산소의 농도 또한 떨어지게 되므로 생장에 저하가 되며, 상기 수분이 37.5중량% 이상이 경우에는 상토의 다공성이 적어지면서 배수력이 떨어져 뿌리가 썩는 문제가 있고 유기물배합소재의 변질이 촉진되므로, 상기 수분은 12.5~37.5중량%가 바람직하다.

상기 상토에서의 수분에 관한 요지는 문헌 [참조: ①원예 상토재료의(床土材料) 삼상과 수분특성, 한국토양비료학회지, 1997, pp.56-61 ② 중량제의 종류가 Polyoxyethylene Octylphenyl Ether 를 포함한 토양 습윤제의 상토내 잔류성 , 상토의 수분보유 및 이동에 미치는 영향 , 원예과학기술지, 2000, pp.839-844]에 기재되어 있다.

이어서, 상기 처방재료는 유해미생물 번식 방지 및 살균과 더불어 어린뿌리가 잘 생장할 수 있도록 영양분을 주는데, 이 처방재료의 처리목적은 상토의 보존성 확보, 적용 작물의 균형있는 생장, 취급 작업성, 병충해 저감 등 사용상 기능이 확보되도록 하기 위함이다.

상기 처방재료 중 목초액은 농업적으로 미량요소의 공급과 토양 선충이나 병원균을 제어하여 연작장해를 극복해 주는 효과가 있으며, 작물의 당도 향상, 선도유지의 기능이 있으며, 이 목초액이 3.3중량% 이하일 경우는 목초액의 상기 기능이 미미하고 8.8중량% 이상일 경우에는 상토의 산도를 일시적으로 과다 저하시킨다.

또한, 질소질구아노는 남아메리카 건조지역의 조류 배설물에서 기인한 천연 비료로서 질소, 인산, 가리의 주요 3요소 성분과 유기물을 함유하고 있으며, 칼슘, 마그네슘, 철분, 황, 망간, 구리, 요오드 등 유효한 미네랄을 포함하고 있어 친환경농업에 유용한 소재이다. 이런 질소질구아노가 23중량% 이하로 처방되면 상토 사용(육묘기간)중 정상적인 생육에 필요한 유효성분이 부족하게 되며, 53.91중량% 이상이면 과잉으로 웃자람(질소나 수분의 과다, 일조량의 부족 따위로 작물의 줄기나 가지가 보통 이상으로 길고 연하게 자라는 일) 등 생리장해가 발생 되는 문제가 있다.

상기 처방재료 중 부식산은 자연적인 화학, 생물학적 작용으로 인하여 토양속에 형성된 유기물들의 복합유기분자(분자량:약 1,500)인데, 이는 원시토양이 본래부터 가지고 있던 식물성장에 필수적인 성분으로 화학비료에는 들어있지 않은 천연유기물 복합체이며, 분자량이 크고 분해가 잘 되지 않아 실제 사용에 있어서 비 용대비 효율이 떨어지는 경향과 그 효과에 오랜 시간이 걸리는 단점이 있어 상기 부식산의 범위는 14.3중량%를 넘지 아니한다.

상기 처방재료 중 운기석은 화학조성식이 Al₂Si₂O₅(OH)₄이고, 법적점토광물 고령토(Kaolinite)의 무수함수 규산염으로 점토광물이며, 활성화 공정으로 pH 7.5의 약알카리성의 음이온 흡착능력(943ion/cc)이 있으며, 전자치환 작용에서 순수산소를 생성시켜 분리, 중화, 제거 작용하는 유기게르마늄(GeCH₂CH₂COOH)의 성분이 검출된다. 이러한 운기석을 22중량% 이하로 처방하면 기능이 미미하고 34.1중량% 이상이면 상토의 적정한 산도 유지에 문제가 된다.

상기 처방재료 중 고삼추출액은 고삼(Sophora Flave Ait)의 순수추출액으로마트린(matrine), 옥시 마트린(N-oxymatrine)과 34종의 프레이브노이드(flavonoid;식품에 널리 분포하는 황색 계통의 색소)화합물, 생물활성유황, 생물활성칼슘을 함유하고 있다. 상기와 같이 고삼추출액에 포함된 성분은 해충에 대해 살충작용, 병원균을 억제하고 면역력을 증대시켜 주며 작물의 생장을 활성화하는 기능이 있다. 이러한 고삼추출액이 1.1중량% 이하로 처방하면 역시, 그 효과가 미미하고 2.2중량% 이상이면 자체 점도가 강해 혼합이 용이하지 않다.

상기 처방재료 중 부숙해초분말은 갈색 해초류를 채취하여 자연 상태에서 부 숙건조시켜 분쇄 처리한 것으로서 옥신(auxin), 사이토키닌(cytokinin)등의 호르몬을 함유하고 있고 콜로이드(colloids), 아미노산, 미네랄, 당 등이 주요성분으로 작물의 내한성(추위를 견디는 성질)과 내건성(가물을 타지 않고 견디는 성질) 등의 스트레스에 대한 내성 강화, 병충해 저항성 증대, 생장 촉진, 비대 촉진, 당도 증대의 기능이 있다. 이러한 부숙해초분말을 1.1중량% 이하로 하면 상기 기능이 미미하며 2.2중량% 이상으로 처방하면 작물이 과다 영양 생장된다.

상기 처방재료 중 키토산은 게, 새우 등의 껍질에서 얻은 천연 고분자 물질로 작물의 면역성을 강화하고 유용미생물을 활성화하며, 토양의 입단화 및 물리성 개선으로 영양 흡수력을 증대시켜 준다. 이러한 키토산을 1.32중량% 이하로 처방하면 역시 그 기능이 저조하며 4.4중량% 이상으로 처방하면 고가이어서 농도 대비 기대효과가 낮아진다.

상기 처방재료 중 유황분말은 화산지역에서 얻어지는 천연광물의 일종으로 광범위한 살균능력 및 산도를 낮게 교정하는 기능과 작물 필수요소로서 역할을 한다. 이러한 유황분말을 5.5중량% 이하로 처방하면 적정산도 교정이 곤란하며, 8.8중량% 이상으로 처리하면 산도(pH)가 4.5이하로 낮아지는 문제가 있다.

또한, 유황분말은 산도를 낮게 교정하고 항균, 살균효과가 있으나, 적정 산도 범위가 pH4.5~5.5인 수도용에 비해 pH 5.5~6.5인 원예용상토에서는 지나치게 산 도를 낮게 하므로 적합하지 않다. 따라서 유황분말은 수도용 상토에만 사용해야 한다.

상기 처방재료 중 유카추출액은 유카시디게라 식물체액을 농축한 것으로서 주성분으로 사포닌-스테로이드, 당분, 아미노산, 필수 미네랄을 함유하고 있어서 작물의 면역성을 강화하고 선충을 제어해주며 특히, 토양의 흡수성과 입단화 등 물리성을 높여줘 천연 비이온성 계면활성제 역할을 한다. 이러한 유카추출액을 0.77중량% 이하로 처리하면 상토의 흡습성이 부족하게 되고 2.2중량% 이상으로 처방하면 관수시 과습해지고 고비용이 부담되는 문제가 있다.

이렇게 처방재료가 첨가된 혼합물을 pH 4.5~6.5로 조정하는데, 이는 육묘기간 중에 성질(물리성과 화학성)이 변하지 않도록 토양산도가 중성에 가깝게 하기 위함이며, pH를 조정한 후에는 이를 분쇄와 선별을 거쳐 적정입도로 제조한다.

[상토입도조절단계]

상기 주재료 60~85중량%와 수분 12.5~37.5중량%, 처방재료 2.5~3.5중량%를 첨가한 혼합물을 분쇄, 선별하여 입도를 조절 제조(S40)하는데, 이는 작물을 육묘하기 위한 다양한 규격의 용기에의 담기 작업이 효율적으로 진행되도록 하고, 적정한 물리성을 확보하여 기상, 액상, 고상이 효과적으로 유지되고 적당한 신축성 유지와 부드럽게 하여 발근을 좋게 한다.

상기 혼합물에 대한 분쇄는 입도 조절을 목적으로 하며, 각 소재의 기본 형체를 파괴하지 않고, 혼합물에서 발생한 5㎜이상 입도 경단만 파쇄하는 방식으로 하여 특유의 물리성을 최대한 보존토록 한다. 또한, 상기 상토의 적정 입도는 직경 1~5㎜가 적합하며, 이는 직경이 1㎜이하의 입도물이 80중량% 이상이면 통기성, 배수성이 저감되고 발근이 좋지 않고, 직경 5㎜이상의 입도는 파종기의 작업성이 떨어지고 상토가 낭비되게 되기 때문이다.

이하, 실시예 및 비교예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 이들에 국한되지 않는다.

[ 실시예 1 ]

질석 25중량%, 코코피트 6중량%, 초탄 10중량%를 자체의 결정구조가 파괴되지 않는 60℃에서 스팀처리한다(S10).

상기 스팀처리된 질석, 코코피트 및 초탄에 규조토 15중량%, 열건황토 18중량% 및 제오라이트 9중량%를 첨가하여 80℃의 온도에서 3분간 혼합하며 열풍 소독시킨다(S20).

상기 열풍소독단계를 거친 주재료에 수분 14중량%를 혼합한 후, 수분 혼합된 주재료에 처방재료 3중량%를 첨가하고 혼합한다(S30).

이렇게 혼합된 혼합물을 3㎜ 입도로 분쇄하고 선별 제조(S40)하여 항진균성 유기농 상토 조성물을 얻는다.

[ 실시예 2]

질석 19중량%, 코코피트 13중량%, 초탄 13중량%를 자체의 결정구조가 파괴되지 않는 80℃에서 스팀처리한다(S10).

상기 스팀처리된 질석, 코코피트 및 초탄에 펄라이트 6중량% 및 제오라이트 10중량%를 첨가하여 100℃의 온도에서 8분간 혼합하며 열풍 소독시킨다(S20).

상기 열풍소독단계를 거친 주재료에 수분 35.5중량%를 첨가하고, 여기에 처방재료 3.5중량%를 첨가하여 혼합한다(S30).

상기와 같이 혼합된 혼합물을 5㎜ 입도로 분쇄하고 선별 제조(S40)하여 항진균성 유기농 상토 조성물을 얻는다.

[ 비교예 ]

황토와 퇴비를 중량비 4:1의 비율로 혼합한 다음 토양소독제인 리도밀로 소독하여 수도용 상토 조성물을 제조(농가 관행 상토)하였다.

이하에서는 상기와 같이 제조된 항진균성 유기농 상토 조성물의 실시예1,2와 일반적인 수도용 상토 조성물의 비교예를 육묘시험으로 비교 평가하였다.

[육묘시험과정]

1. 볍씨의 쭉정이를 제거하고 물에 72시간 동안 침지하였다.

2. 침지한 볍씨를 32℃ 항온 배양기에서 48시간 동안 최아하였다.

3. 산파용 묘판상자 하단에 부직포를 깔아 실시예1, 실시예2 및 비교예의 상토조성물을 2.5ℓ씩 넣고 평탄화 작업을 하였다.

4. 평탄화된 상토에 1.2ℓ씩 건전한 물로 관수하고 볍씨 약 230g을 파종하며 처리별로 해당 상토 0.8ℓ로 고르게 복토하고 상자별 무게를 측정하였다.

5. 무게측정 후 육묘상자를 5장씩 쌓은 다음 비닐로 덮고 30~32℃ 온도를 유지하면서 2일간 방치하였다.

6. 상자내의 상토의 수분유지를 위해 상단과 하단에 공판육묘상자를 설치하며, 초엽이 완전하게 출아되고 불완전엽이 전개되기 직전까지 차광막을 설치하였다.

상기와 같이 육묘시험과정을 통해 실시예1,2와 비교예를 비교하였으며, 육묘시험기간 동안 매일 같은 양을 관수하였고, 유리온실 내의 온도는 21℃, 온상 내의 온도는 30℃로 유지하였다.

[ 실험예 ]

생육조사는 파종10일째와 파종18일째에 2차례 진행하였고 엽수, 엽록소, 초장 및 발근장에 대하여 이루어졌으며, 이때의 생중량 및 건물중을 함께 조사하였다. 최종생육조사(파종23일째) 후 육묘상자의 무게를 측정하여 파종 직 후와 비교 하였다.

표1. 파종 후 10일째 생육특성

	엽수 (엽수/30주평균)	엽록소 (mg/100cm²)	초장 (mm/30주평균)	발근장 (mm/30주평균)
실시예 1	2.7	1.8	133	34.2
실시예 2	2.9	2.1	137	36.9
비교예	2.3	1.6	121	30.2

¹⁾5% 레벨에서 DMRT(Duncan's Multiful Range Test)

표2. 파종 후 10일째 생중량 및 건물중

	생중량(g/100주)	건물중(g/100주)
실시예 1	8.55	2.19
실시예 2	8.84	2.23
비교예	7.82	2.05

표3. 파종 후 18일째 생육특성

	엽수 (엽수/30주평균)	엽록소 (mg/100cm²)	초장 (mm/30주평균)	발근장 (mm/30주평균)
실시예 1	3.6	2.8	167	38.9
실시예 2	3.7	2.5	173	39.5
비교예	3.0	1.8	142	33.1

¹⁾5% 레벨에서 DMRT(Duncan's Multiful Range Test)

표4. 파종 후 18일째 생중량 및 건물중

	생중량(g/100주)	건물중(g/100주)
실시예 1	9.55	3.23
실시예 2	9.88	3.35
비교예	8.34	2.47

이와 같이 파종 후 10일된 표1과 파종 후 18일된 표3의 생육특성을 살펴보면, 초장의 경우 실시예1과 비교예는 1차는 12mm, 2차에는 25mm의 차이가 나타났으며, 최종생육조사결과 실시예1이 비교예보다 약 26%정도 높은 생장효과를 보였다. 또한, 실시예2와 비교예는 1차는 16mm, 2차는 31mm의 차이가 나타났으며, 최종생육조사결과 실시예2는 비교예보다 약 31%정도 높은 생장효과를 보였다.

그리고 생중량과 건물중을 비교해 보면 실시예1,2가 비교예보다 건물율에서높은 결과를 보였으며, 엽록소나 발근장에서도 우세하였다.

표5. 육묘판의 무게 변화

	파종후 모판무게(kg/모판)	시험종료후 모판무게(kg/모판)
실시예 1	2.79	2.67
실시예 2	2.14	2.08
비교예	3.97	3.40

표5에서와 같이 재배시험기간 동안 실시예1,2와 비교예의 묘판상자당 무게를 파종 후와 최종생육조사(파종23일째) 후에 측정하였는데, 그 결과 실시예1,2가 비교예에 비해 무게가 월등히 줄어 경량효과가 현저하게 나타났다. 특히, 실시예2는 비교예에 비해 약60%의 무게로 조사되었다.

결과적으로, 본 발명의 항진균성 유기농 상토 조성물은 비교예의 일반적인 수도용 상토 조성물보다 가볍고, 보수, 배수성 및 통기성도 우수하였다. 또한, 파 종 후 밀폐보온 등 곰팡이성 발병이 용이한 조건에서도 병해 발현이 없었으며 뿌리의 매트형성(뿌리가 신장하면서 조밀하게 얽혀 있는 상태)도 비교예에 비하여 빨리 형성되었고, 생장효과 또한 월등히 높았다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 항진균성 상토 조성물은, 친환경농업육성법에 준한 자재만을 100% 선택해 조성하고, 주재료의 스팀처리 및 열풍건조 소독으로 인한 자체 오염원 제거와 소독으로 병원균의 감염을 막을 수 있을 뿐만 아니라 처방재료로 인한 항균 기능, 식물체에의 영양분 공급, 완충성 및 물리성을 개선하여 줌으로서 재배식물 육묘 과정에서 발생되기 쉬운 병충해, 생리장해의 발생 저감과 작물의 수량증대 측면에서도 우수한 효과를 기대할 수 있다.

Claims

주재료(A) 60~85중량%와;

수분(B) 12.5~37.5중량%와;

처방재료(C) 2.5~3.5중량%;를 혼합하여 이루어진 것으로,

상기 주재료(A)는 질석 12~45중량%, 코코피트 6~13중량%,초탄 6~13중량%, 규조토 15~23중량%, 열건황토 18~27중량%, 펄라이트 4~7중량% 및 제오라이트 6~15중량%의 혼합으로 이루어지며,

상기 처방재료(C)는 목초액 3.3~8.8중량%, 질소질구아노 23~53.91중량%, 부식산 11~14.3중량%, 운기석 22~34.1중량%, 고삼추출액 1.1~2.2중량%, 부속해초분말 1.1~2.2중량%, 키토산 1.32~4.4중량%, 유황분말5.5~8.8중량%, 유카추출액 0.77~2.2중량%를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 항진균성 유기농 상토 조성물.
질석, 코코피트 및 초탄을 60~80℃로 스팀처리하는 스팀처리단계(S10)와;

상기 스팀처리된 질석, 코코피트, 초탄에 규조토, 열건황토, 펄라이트 및 제오라이트를 첨가하여 이루어진 주재료 60~85중량%를 열풍소독시키는 열풍소독단계(S20)와;

상기 열풍소독단계를 거친 주재료에 수분 12.5~37.5중량%와 처방재료2.5~3.5중량%를 첨가하는 기능성처방혼합단계(S30)와;

상기 기능성처방혼합단계를 거친 혼합물을 분쇄하고 선별체로 입도 조절하는 상토입도조절단계(S40);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 항진균성 유기농 상토 제조방법.
제 2항에 있어서,

열풍소독단계의 주재료는 질석 12~45중량%, 코코피트 6~13중량%, 초탄 6~13중량%에 규조토 15~23중량%, 열건황토 18~27중량%, 펄라이트 4~7중량% 및 제오라이트 6~15중량%를 첨가한 후 60~85℃의 온도에서 3 ~ 5분간 열풍소독시키는 것을 특징으로 하는 항진균성 유기농 상토 제조방법.
제 2항에 있어서,

기능성처방혼합단계의 처방재료는 목초액 3.3~8.8중량%, 질소질구아노 23~ 53.91중량%, 부식산 11~14.3중량%, 운기석 22~34.1중량%, 고삼추출액 1.1~2.2중량%, 부속해초분말 1.1~2.2중량%, 키토산 1.32~4.4중량%, 유황분말 5.5~8.8중량%, 유카추출액 0.77~2.2중량%를 혼합하고 pH4.5~6.5로 맞추어주는 것을 특징으로 하는 항진균성 유기농 상토 제조방법.