KR100852358B1 - 임목 폐기물 등의 식물 발생재를 재활용한 식물 생육보조재조성물 - Google Patents

임목 폐기물 등의 식물 발생재를 재활용한 식물 생육보조재조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토사면 또는 암반사면 등의 식생정착을 위해 사용되는 폐자원을 재활용한 식물 생육보조재 조성물에 관한 것이다.
식물 생육보조재 조성물은 솜 화이버, 제지 슬러지, 황토, 분변토, 유기성 퇴비 및 식물 발생재 퇴비를 포함한다.
식물 생육보조재 조성물, 유기성 퇴비, 식물 발생재 퇴비

Description

임목 폐기물 등의 식물 발생재를 재활용한 식물 생육보조재 조성물{COMPOSITION OF GROWING AUXILIARY MATERIAL FOR REFORESTATION THROUGH RECYCLING OF FOREST TREE WASTE}
본 발명은 절토사면 또는 성토사면의 식생정착을 위해 사용되는 폐자원을 재활용한 식물 생육보조재 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 대형 개발 사업에 수반되는 절토사면 또는 성토사면의 녹화 공법 중에서 종자 살포법에 사용되는 폐자원을 재활용한 식물 생육보조재 조성물에 관한 것이다.
각종 도로 건설 등의 대형 개발 사업에 수반하여, 절토사면 또는 성토사면의 식생정착 및 녹화를 위해 식물 생육보조재 조성물이 사용되고 있다. 본 발명자들은 이러한 식물 생육보조재 조성물의 품질을 여러 차례 개선해온 바 있으며, 그 결과 이들 식물 생육보조재 조성물을 특허 등록한 바 있다(특허 등록 제 198981 호, 제 427542 호 및 제 612767 호 등).
다만, 특허 등록 제 198981 호 및 제 427542 호에 개시된 이전의 식물 생육보조재 조성물은 절토사면 또는 성토사면 상에 시공된 직후의 수분 포화 상태일 때와 어느 정도 시간이 경과한 건조 상태일 때의 두께 변화(수축 폭)가 크고, 건조된 후의 수분 재공급시에 흡수가 더디게 되는 단점이 있었다. 이에 비해, 특허 등록 제 612767 호의 식물 생육보조재 조성물은 제지 슬러지, 분변토 및 유기성 퇴비 등과 함께 솜 화이버 및 황토를 포함하여, 건조시의 두께 변화가 작아지고 수분 흡수가 보다 빠르게 이루어지게 되었다.
그러나, 상기 특허 등록 제 612767 호의 식물 생육보조재 조성물은 유기성 퇴비를 포함함에 따라, 단기적으로 식물 생육에 필요한 영양분을 공급하는 기능은 우수하지만 중장기적(3~5년)인 관점에서 지속적으로 영양분을 공급하는 기능은 충분히 못하였다. 또한, 유기성 퇴비를 포함하는 상기 식물 생육보조재 조성물은 수분 흡수력과 보수력에 있어서도 보완이 필요하였으며, 식물 생육을 보조하기 위한 유기물 함량 및 양이온 치환 용량(catioa exchange capacity; CEC)도 충분치 못하였다.
한편, 많은 건설 현장에서 각종 식물 예초물, 임목의 가지 또는 뿌리 등의 임목 폐기물을 포함하는 식물 발생재가 다량 발생하고 있다. 특히, 최근 건설 공사가 더욱 대형화되면서 폐기물로서 발생하는 식물 발생재의 양은 지속적으로 증가하고 있다. 이 때문에, 최근에는 이러한 식물 발생재를 재활용하여 폐기물의 발생량을 줄이고자 하는 시도가 다각적으로 이루어진 바 있다.
예를 들어, 특허 공개 제 2006-4899 호, 특허 등록 제 602009 호 및 제 611059 호에서는, 식물 발생재를 일정 크기로 파쇄하여 녹화용 식생기반에 그대로 혼합함으로서 식물 생육을 보조하기 위해 재활용하고자 하는 시도가 있었다. 그러나, 이러한 방법으로 식물 발생재를 재활용하면 식물 발생재(예를 들어, 일정 크기로 파쇄된 목재칩 등의 임목 폐기물)의 목질이 녹화용 식생기반(토양 기반)에 그대 로 혼합된다. 그런데, 목질은 그 특성상 질소에 대한 탄소의 비(C/N비)가 대략 600~1200으로 매우 높기 때문에, 이러한 목질이 녹화용 식생기반 중에서 질소분을 일시적으로 강하게 흡수하여 식물의 질소분을 결핍시킴에 따라 식물 생장이 저해될 수 있다. 또한, 식물 발생재는 점착성이 낮기 때문에, 이러한 식물 발생재를 그대로 녹화용 식생 기반에 혼합하면 점착성의 증대를 위해 별도의 토양 안정제 또는 접착제 등을 더욱 큰 양으로 혼합하여야 한다. 이는 식물이 자라는 녹화용 식생기반을 경화시켜 식물 생장에 악영향을 줄 수 있다. 부가하여, 위 식물 발생재를 다량 혼합하면 녹화용 식생 기반 내의 통기성과 투수성이 개선될 수는 있지만 건조가 쉽게 되어 식물이 건조 피해를 받을 수도 있다.
상술한 난점들로 인해, 아직까지 식물 발생재의 재활용이 효과적으로 이루어지지 못하고 있으며, 여전히 다량의 폐기물이 발생하고 있다.
이에 본 발명은 식물 발생재의 효과적인 재활용을 가능케 하면서도, 중장기적으로 보다 우수한 식물 생육보조 효과를 나타내는 식물 생육보조재 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 솜 화이버, 제지 슬러지, 황토, 분변토, 유기성 퇴비 및 식물 발생재 퇴비를 포함하는 식물 생육보조재 조성물을 제공한다.
이러한 식물 생육보조재 조성물은 솜 화이버의 5 내지 30중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지의 5 내지 40중량%와, 황토의 5 내지 30중량%와, 분변토의 5 내 지 30중량%와, 유기성 퇴비의 10 내지 30중량%와, 식물 발생재 퇴비의 10 내지 40중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 식물 생육보조재 조성물은 화학비료의 0.5 내지 3 중량%와, 접착제의 0.1 내지 3 중량%를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 식물 생육보조재 조성물에서, 상기 식물 발생재 퇴비는 부숙시켜 퇴비화한 식물 발생재 및 20mm 이하의 퇴비화하지 않은 식물 발생재를 1: 0.1~0.3의 부피비로 포함할 수 있다.
또한, 상기 식물 생육보조재 조성물의 일 예로서, 토사면 상에 2-3 cm의 두께로 시공하기 위한 상기 식물 생육보조재 조성물은 솜 화이버의 5 내지 15중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지의 5 내지 30중량%와, 황토의 5 내지 30중량%와, 분변토의 5 내지 20중량%와, 유기성 퇴비의 10 내지 25중량%와, 식물 발생재 퇴비의 10 내지 30중량%와, 화학비료의 0.5 내지 3 중량%와, 접착제의 0.1 내지 2 중량%를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 식물 생육보조재 조성물의 다른 예로서, 암반사면 상에 2-3 cm의 두께로 시공하기 위한 식물 생육보조재 조성물은 솜 화이버의 8 내지 25중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지의 10 내지 40중량%와, 황토의 10 내지 30중량%와, 분변토의 10 내지 30중량%와, 유기성 퇴비의 15 내지 30중량%와, 식물 발생재 퇴비의 15 내지 35중량%와, 화학비료의 0.5 내지 3 중량%와, 접착제의 0.1 내지 2 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 식물 생육보조재 조성물의 또 다른 예로서, 암반사면 상에 7-9 cm의 두께로 시공하기 위한 식물 생육보조재 조성물은 솜 화이버의 8 내지 30중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지의 15 내지 40중량%와, 황토의 10 내지 25중량%와, 분변토의 10 내지 30중량%와, 유기성 퇴비의 15 내지 30중량%와, 식물 발생재 퇴비의 15 내지 40중량%와, 화학비료의 0.5 내지 3 중량%와, 접착제의 0.1 내지 3 중량%를 포함할 수 있다.
이하, 발명의 일 구현예에 따른 식물 생육보조재 조성물을 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 하나의 예시로 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따라, 솜 화이버, 제지 슬러지, 황토, 분변토, 유기성 퇴비 및 식물 발생재 퇴비를 포함하는 식물 생육보조재 조성물이 제공된다.
이러한 식물 생육보조재 조성물은 유기성 퇴비와 함께 식물 발생재 퇴비를 포함한다. 이하에서 더욱 상술하겠지만, 이러한 식물 발생재 퇴비를 포함함에 따라 상기 식물 생육보조재 조성물은 보다 증가된 함량의 유기물을 포함할 뿐만 아니라 보다 향상된 수분 흡수력 및 보수력과 양이온 치환 용량을 나타낸다. 또한, 상기 식물 생육보조재 조성물은 유기성 퇴비만을 포함하는 종래의 식물 생육보조재 조성물에 비해 장기간 동안 지속적으로 식물에 영양분을 공급할 수 있다.
이에 더하여, 상기 식물 생육보조재 조성물은 식물 발생재를 그대로 포함하지 않고, 적어도 일부의 식물 발생재를 부숙시켜 퇴비화한 식물 발생재 퇴비를 포 함하는데, 이러한 식물 발생재 퇴비는 식물의 질소분을 결핍시킬 우려가 적고, 퇴비화하지 않은 식물 발생재에 비해 우수한 점착성을 나타내므로 별도의 접착제 사용량이 그리 커질 우려가 없다.
따라서, 상기 식물 생육보조재 조성물은 식물 발생재 퇴비를 포함함에 따라, 식물 발생재의 효과적인 재활용을 가능케 하면서도, 유기성 퇴비만을 포함하는 이전의 식물 생육보조재 조성물에 비해 중장기적으로 보다 우수한 식물 생육보조 효과를 나타낸다.
이하, 일 구현예에 따른 식물 생육보조재 조성물을 각 구성 성분 별로 상술하기로 한다.
먼저, 상기 식물 생육보조재 조성물은 솜 화이버 및 제지 슬러지를 포함한다.
이들 중, 제지 슬러지는 종이의 제조 과정에서 발생되는 것으로, 주성분이 셀룰로오스이고, 비중이 0.8 이하이며 단위 중량이 0.76g/㎠ 이하로서 가볍고 미세한 섬유질로 구성된다. 이러한 제지 슬러지는 함수율이 약 65%이고, 고형분이 약 35%에 이르며, 고형분 중에는 펄프가 약 64%이고, 유기물 함량이 약 36% 이상으로 수분 흡수력 및 보수력이 뛰어나다.
이러한 제지 슬러지는 고분자 섬유질로 구성되어 물과 혼합되면 점성이 증가한다. 따라서, 이러한 제지 슬러지가 포함됨에 따라, 상기 식물 생육보조재 조성물을 절토사면 또는 성토사면 상에 시공하기 위한 접착제의 사용을 줄일 수 있고 상 기 식물 생육보조재 조성물의 다른 구성 성분이 상기 제지 슬러지의 섬유질 사이에 유지되어 이들 구성 성분의 강우 등에 의한 유실을 줄일 수 있다. 또한, 상기 제지 슬러지는 건조시에 일정 경도를 유지하여 강우에 의한 토양 침식도 억제할 수 있다.
이러한 제지 슬러지는 유기성 퇴비와 혼합되어 일정 기간, 예를 들어, 3 개월 이상 충분히 부숙시킨 상태로 상기 식물 생육보조재 조성물에 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 솜 화이버는 상술한 제지 슬러지와 마찬가지로 섬유질로 구성되어 있지만 제지 슬러지에 비해 장섬유로 구성되어 있다. 이러한 솜 화이버는 미세한 섬유질이 불규칙하게 연결된 구조로 되어 있어 큰 비표면적을 가지며 흡착 및 수분 흡수력이 우수하다. 따라서, 상기 식물 생육보조재 조성물이 이러한 솜 화이버를 포함함에 따라 우수한 보수력 및 보비력을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 솜 화이버는 가볍고 신축성 있는 식물성 섬유질로 구성되어 있으므로, 건조시에도 제지 슬러지처럼 딱딱하게 굳지는 않는다. 따라서, 상기 솜 화이버는 식물 생육보조재 조성물의 경도를 낮출 수 있고, 비중이 가볍기 때문에 경사진 성토사면 또는 절토사면 상에서도 상기 식물 생육보조재 조성물이 자중에 의해 흘러내리는 것을 억제할 수 있다.
상기 제지 슬러지 및 솜 화이버로는 식물 생육보조재 조성물에 통상적으로 사용되던 임의의 재료를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 특허 등록 제 612767 호에 개시된 제지 슬러지 및 솜화이버를 사용할 수 있다.
또한, 상기 제지 슬러지는 상기 식물 생육보조재 조성물 중에 5 내지 40 중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 상기 솜 화이버는 5 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 만일, 이러한 제지 슬러지가 5 중량% 미만으로 포함되면 식물 생육보조재 조성물이 충분한 점도와 경도를 가지지 못하게 되어, 경사면에 취부된 식물 생육보조재 조성물의 각 구성 성분이 강우에 의해 유실될 수 있다. 반대로, 솜 화이버가 5 중량% 미만의 작은 함량으로 포함되고 제지 슬러지가 큰 함량으로 포함되면 비중이 증가하여 경사면 상에서 식물 생육보조재 조성물이 자중에 의해 흘러내릴 수 있다. 따라서, 제지 슬러지 및 솜 화이버의 함량을 상기한 바람직한 범위로 조정하여 식물 생육보조재 조성물의 갈라짐이나 유실을 억제할 수 있고 식물 생육보조재 조성물의 경도 또한 적당하게 유지할 수 있다.
한편, 상기 식물 생육보조재 조성물을 경질토사면 또는 마사토사면과 같은 토사면 상에 대략 2-3 cm의 얇은 두께로 시공하고자 하는 경우, 상기 식물 생육보조재 조성물은 솜 화이버의 5 내지 15중량% 및 제지 슬러지의 5 내지 30중량%를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 식물 생육보조재 조성물을 암반사면 상에 대략 2-3 cm의 얇은 두께로 시공하고자 할 경우에는, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 솜 화이버의 8 내지 25중량% 및 제지 슬러지의 10 내지 40중량%를 포함할 수 있고, 상기 식물 생육보조재 조성물을 암반사면 상에 대략 7-9 cm의 두께로 비교적 두껍게 시공하고자 할 경우에는, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 솜 화이버의 8 내지 30중량% 및 제지 슬러지의 15 내지 40중량%를 포함할 수 있다. 즉, 식물 생육보조재 조성물의 정착도는 시공되는 토질의 특성 및 시공 두께에 따라 달라질 수 있으므로, 이를 고려해 상기 솜 화이버 및 제지 슬러지의 함량을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 식물 생육보조재 조성물이 암반사면 상에 시공되는 경우에는, 솜 화이버와 제지 슬러지의 함량을 높여 비중을 낮춤으로서 상기 식물 생육보조재 조성물의 정착도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 식물 생육보조재 조성물은 또한 황토 및 분변토를 포함한다.
상기 황토는 학술적 의미의 황토, 즉, 풍성 퇴적물이 아니라 일반적인 의미의 황토, 즉, 풍화 잔류토를 지칭한다. 이러한 황토는 점토(clay)를 많이 함유하고 있는 토양으로서 표면적이 크기 때문에, 입자 표면에서 물의 흡착과 이온 교환 등이 활발히 일어나서 상기 식물 생육보조재 조성물의 양이온 치환 용량과 함께 보수력 및 보비력을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 황토는 점착성과 응집성이 커서 토양의 입단화를 촉진할 수 있다. 부가하여, 상기 황토는 수분 포화시와 건조시에 발생하는 식물 생육보조재 조성물의 두께 변화폭을 줄이는 역할을 할 수 있다. 수분의 함유 여부에 따라 부피가 변하지 않기 위해서는, 식물 생육보조재 조성물이 외부 환경 변화에 대해 반응이 느리거나 실질적으로 반응하지 않는 물질을 포함하여야 한다. 그러나, 통상적으로 유기물은 강우 또는 온도 변화 등의 외부 환경 변화와 미생물에 의해 쉽게 변화되는 속성을 지니고 있어 식물 생육보조재 조성물의 두께를 지속적으로 일정하게 유지하는데 한계가 있다. 따라서, 일종의 무기물인 상기 황토는 상기 식물 생육보조재 조성물의 두께 변화폭을 줄이는데 중요한 역할을 할 수 있다. 결국, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 황토를 포함함에 따라 건조에 따른 두께 변화폭이 줄어들고 우수한 양이온 치환 용량, 보수력 및 보비력을 나타 낼 수 있다.
또한, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 황토와 함께 분변토, 즉, 지렁이 분변토를 포함하는데, 이러한 분변토는 상기 황토와 더불어 식물 생육보조재 조성물을 포함한 토양의 입단화를 촉진시킬 수 있다. 킨다. 이렇게 토양이 입단화 되면, 통기성과 배수성이 개선됨은 물론이고, 보비력과 보수력이 향상될 수 있으며, 토양 내가 미생물의 서식처가 될 수 있는 등의 장점이 나타난다.
한편, 상기 황토는 상기 식물 생육보조재 조성물 중에 5 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 상기 솜 화이버는 5 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
또한, 상기 식물 생육보조재 조성물을 경질토사면 또는 마사토사면과 같은 토사면 상에 대략 2-3 cm의 얇은 두께로 시공하고자 하는 경우, 상기 식물 생육보조재 조성물은 황토의 5 내지 30중량% 및 분변토의 5 내지 20중량%를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 식물 생육보조재 조성물을 암반사면 상에 대략 2-3 cm의 얇은 두께로 시공하고자 할 경우에는, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 황토의 10 내지 30중량% 및 분변토의 10 내지 30중량%를 포함할 수 있고, 상기 식물 생육보조재 조성물을 암반사면 상에 대략 7-9 cm의 두께로 비교적 두껍게 시공하고자 할 경우에는, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 황토의 10 내지 25중량% 및 분변토의 10 내지 30중량%를 포함하여 상기 식물 생육보조재 조성물을 경량화할 수 있다.
한편, 상기 식물 생육보조재 조성물은 또한 유기성 퇴비 및 식물 발생재 퇴비를 포함한다.
먼저, 상기 유기성 퇴비로는 유기성 폐자원인 가축 분뇨를 톱밥이나 미생물 등으로 처리하여 일정 기간, 예를 들어, 3 개월 이상 부숙시킨 퇴비를 사용할 수 있다. 가축 분뇨는 식물 생장의 영양원이 되는 질소, 인산 또는 칼륨 등을 골고루 포함하고 비료의 역할도 수행할 수 있으므로, 상기 유기성 퇴비는 식물이 성장한 후에도 영양원으로서 기능을 수행할 수 있고 식물 생장의 측면에서 바람직하게 식물 생육을 보조할 수 있다. 또한, 유기성 퇴비에 함유된 유기질은 흙 속에서 신속하게 분해가 진행되지만, 최후에는 토양 구조를 단립 구조를 바꿔주고 동시에 지력의 모체가 되는 부식질(soil humus)로 남게 되므로, 비교적 열악한 생육 조건인 절토사면 또는 성토사면 상에서도 식물 생육을 보조하기 위해 중요한 역할을 할 수 있다.
다만, 상기 유기성 퇴비는 식물 생육보조재 조성물의 시공 초기(1~2년)에 식물 생육에 필요한 영양분을 공급할 수 있다는 장점이 있지만, 신속하게 분해됨에 따라, 생태 복원을 위한 중장기적 관점에서 상기 식물 생육보조재 조성물의 시공 후에 3~5년이 경과한 후에는 식물에 지속적으로 영양분을 충분히 공급하지 못한다는 단점이 있다. 그런데, 대형 개발 사업 등에 의한 훼손지를 산림 상태로 복원하기 위해서는, 식물에 대한 초기의 영양분 공급과 중장기적 영양분 공급이 적절히 유지되도록 조절할 필요가 있다.
이 때문에, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 유기성 퇴비와 함께 식물 발생재 퇴비를 포함한다. 이러한 식물 발생재 퇴비는, 식물 예초물, 임목의 가지 또는 뿌리 등의 임목 폐기물의 적어도 일부를 일정 기간 부숙시켜 퇴비화한 것을 지칭한다.
상기 식물 발생재 퇴비는 상술한 유기성 퇴비와 유사한 기능을 수행하지만 퇴비의 성상에서 차이를 보인다. 상기 유기성 퇴비는 가축의 분뇨를 부숙시킨 것으로 식물 생육보조재 조성물의 지력 증진 및 단립화 유도 등의 효과를 발휘한다. 이에 비해, 상기 식물 발생재 퇴비는 각종 공사 현장 등에서 나오는 임목 폐기물을 포함한 식물 발생재의 적어도 일부를 퇴비화한 것으로, 일반적인 유기성 퇴비(축분과 톱밥 또는 볏짚 등을 혼합하여 발효시킨 퇴비)와 비교하여 부식질은 3배 이상, 보비력 및 CEC는 7배 이상 증가시키는 효과가 있다. 또한, 식물 발생재 퇴비는 기계적 강도, 통기성 또는 배수성 등의 토양의 물리성 개선 효과가 뛰어나다. 그리고, 상기 식물 발생재 퇴비는 상기 유기성 퇴비에 비해 비중이 낮기 때문에(0.5~0.6), 식물 생육보조재 조성물의 경량화에도 도움이 되고 경량화에 따른 시공비용 절감에도 매우 효과적이다. 부가하여, 상기 식물 발생재 퇴비는 상기 유기성 퇴비에 비해 분해 속도가 느리므로, 중장기적 관점에서 상기 식물 생육보조재 조성물의 시공 후에 3~5년이 경과한 후에도 식물에 지속적으로 영양분을 충분히 공급할 수 있다.
따라서, 이러한 식물 발생재 퇴비가 포함됨에 따라, 상기 식물 생육보조재 조성물은 유기물 함량이 증가하고 수분 흡수력, 보수력 및 양이온 치환 용량이 향상되며 장기간 동안 지속적으로 식물에 영양분을 공급할 수 있어, 장기간 동안 효과적으로 식물 생육을 보조할 수 있다. 또한, 상기 식물 발생재 퇴비가 상기 식물 생육보조재 조성물을 경량화하여 상기 식물 보조재 조성물의 운반비용 및 이를 포 함한 시공비용도 절감될 수 있다.
한편, 상기 식물 생육보조재 조성물은 여러 가지 식물 발생재 중에서도 임목의 수간부나 뿌리부를 부숙시켜 퇴비화한 식물 발생재 퇴비를 포함함이 바람직하다. 이로서, 자원의 재활용을 극대화하고, 식물에 대한 영양분의 공급 효과를 시간적으로 조절하며, 식물 생육보조재 조성물의 이화학성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 식물 생육보조재 조성물은 식물 발생재 자체를 그대로 포함하지 않고, 적어도 일부의 식물 발생재를 부숙시켜 퇴비화한 식물 발생재 퇴비를 포함함다. 일반적으로, 식물 발생재는 탄소 대 질소의 비(C/N비율)가 대략 600~1,200으로 매우 높기 때문에, 이러한 식물 발생재를 그 자체로 식물 생육보조재 조성물에 포함시키면, 상기 식물 발생재가 일시적으로 토양 중의 질소분을 강하게 흡수하여 식물 생장을 저해시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 목재칩 형태의 식물 발생재를 그대로 포함시키면 다양한 크기의 공극이 형성되어 식물이 자라는 토양의 배수성, 통기성 등을 향상시킬 수 있지만, 상기 식물 생육보조재 조성물을 포함한 토양이 쉽게 건조되어 식물을 건조 피해를 입을 수도 있다. 부가하여, 상기 식물 발생재는 점착성이 낮기 때문에, 이러한 식물 발생재를 그대로 식물 생육보조재 조성물에 포함시키면 점착성의 증대를 위해 별도의 접착제 등을 더욱 큰 양으로 혼합하여야 한다. 이는 식물이 자라는 녹화용 식생기반을 경화시켜 식물 생장에 악영향을 줄 수 있다.
그러나, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 식물 발생재를 그대로 포함하지 않고 적어도 일부의 식물 발생재를 퇴비화한 식물 발생재 퇴비를 포함함에 따 라, 토양 중의 질소분을 강하게 흡수해 식물 생장을 저해할 우려가 적으며, 토양이 쉽게 건조될 우려도 적다. 또한, 상기 식물 발생재 퇴비는 비교적 우수한 점착성을 가지므로, 접착제의 사용량을 늘릴 필요가 크게 줄어든다. 부가하여, 상기 식물 발생재 퇴비는 상기 식물 생육보조재 조성물의 다른 구성 성분인 솜 화이버와 혼합이 잘 된다는 장점을 가진다. 따라서, 솜 화이버의 섬유질이 다양한 공극을 가지는 식물 발생재 퇴비를 부착시킬 수 있고, 황토나 각종 유기질을 흡착한 상태에서 식물 생육보조재 조성물의 다른 구성 성분이 솜 화이버의 섬유질 사이로 충진될 수 있다. 이로 인해, 상기 식물 생육보조재 조성물이 시공 대상면 상에 고르게 포설(시공)될 수 있고, 일단 시공된 상기 식물 생육보조재 조성물이 강우에 의해 유실되는 것이 억제될 수 있다. 따라서, 접착제의 함량의 늘리는 등의 별도의 조치 없이도, 상기 식물 발생재 퇴비를 포함하는 식물 생육보조재 조성물이 구조적 안정성을 유지할 수 있다.
결국, 상기 식물 생육보조재 조성물이 적어도 일부의 식물 발생재를 퇴비화한 식물 발생재 퇴비를 포함함에 따라, 상기 식물 생육보조재 조성물의 여러 특성이 우수하게 유지되고 이를 통해 식물의 생육을 효과적으로 보조할 수 있다. 따라서, 상기 식물 생육보조재 조성물에 포함시켜 상기 식물 발생재를 효과적으로 재활용할 수 있다.
한편, 상기 식물 발생재 퇴비는, 각종 식물 발생재를 임목 파쇄기를 이용해 분쇄하고, 퇴비화 과정에서의 미생물 활성을 돕기 위해 일정량의 축분 퇴비를 혼합한 후, 이러한 혼합물을 발효조에 쌓아 5~10일 간격으로 뒤집어 주면서 고온(65℃) 하에서 2~3개월간 부숙시키고 상온에서 1~2개월간 부숙시켜 퇴비화한 식물 발생재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 식물 발생재 퇴비는 상기 일정 기간 부식시켜 퇴비화한 식물 발생재와 함께, 일정 크기, 예를 들어, 20mm 이하, 바람직하게는 5~20mm로 분쇄된 퇴비화하지 않은 식물 발생재를 포함할 수 있다. 이와 같이, 상기 식물 발생재 퇴비가 퇴비화한 식물 발생재 및 퇴비화하지 않은 식물 발생재를 함께 포함하면, 식물 발생재 퇴비 및 이를 포함하는 식물 생육보조재 조성물에 적절한 공극이 포함되어 상기 식물 생육보조재 조성물 및 이를 포함한 토양의 통기성이나 배수성이 적절하게 조절될 수 있다. 상기 퇴비화한 식물 발생재 및 퇴비화하지 않은 식물 발생재는 1 : 0.1~0.3의 부피비로 포함될 수 있다.
한편, 상술한 유기성 퇴비는 상기 식물 생육보조재 조성물 중에 10 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 상기 식물 발생재 퇴비는 10 내지 40 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
또한, 상기 식물 생육보조재 조성물을 경질토사면 또는 마사토사면과 같은 토사면 상에 대략 2-3 cm의 얇은 두께로 시공하고자 하는 경우, 상기 식물 생육보조재 조성물은 유기성 퇴비의 10 내지 25중량% 및 식물 발생재 퇴비의 10 내지 30중량%를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 식물 생육보조재 조성물을 암반사면 상에 대략 2-3 cm의 얇은 두께로 시공하고자 할 경우에는, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 유기성 퇴비의 15 내지 30중량% 및 식물 발생재 퇴비의 15 내지 35중량%를 포함할 수 있고, 상기 식물 생육보조재 조성물을 암반사면 상에 대략 7-9 cm 의 두께로 비교적 두껍게 시공하고자 할 경우에는, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상기 황토의 15 내지 30중량% 및 식물 발생재 퇴비의 15 내지 40중량%를 포함할 수 있다.
부가하여, 상기 식물 생육보조재 조성물은 상술한 구성 성분 외에, 화학비료의 0.5 내지 3 중량%와 접착제의 0.1 내지 3 중량%를 더 포함할 수 있다. 경우에 따라, 상기 화학비료가 추가적으로 포함되어 식물 생육을 보다 효과적으로 보조할 수 있고, 상기 접착제의 추가적인 포함에 의해 상기 식물 생육보조재 조성물의 정착성(부착력)을 보다 향상시킬 수 있고, 시공 초기 단계에서 식물 생육보조재 조성물로부터 수분이 손실되는 것을 억제할 수 있다.
상기 접착제로는 식물 생육보조재 조성물에 사용되어온 통상적인 접착제를 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 접착제로서, 수성 에멀젼 형태로 존재하는 비닐-아크릴계 고분자 수지를 사용할 수 있다. 이러한 접착제는 접착성이 뛰어나고 물과 혼합해 살포하였을 때 얇은 필름막을 형성하여 수분 증발을 억제할 수 있다.
상술한 식물 생육보조재 조성물은 천연 면네트 설치와 병행하여 상기 식물 생육보조재 조성물을 포설하는 방법으로 절토사면 또는 성토사면 상에 시공될 수 있다. 이러한 천연 면네트는 상기 식물 생육보조재 조성물이 경사면 상에 취부된 후 충분히 경도를 확보하지 못한 상태에서 강우가 내릴 때를 대비하기 위한 것이다. 이러한 천연 면네트는 시공 후 약 6개월이 경과하면 식물 생육보조재 조성물에 의해 부식되어 식물의 영양원으로도 이용될 수 있고, 시공 초기에 식물의 뿌리부가 이러한 면네트에 엉켜 강력한 매트리스를 형성하기 때문에 상기 식물 생육보조재 조성물이 시공된 경사면의 안정화에도 기여할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 예로서 제시된 것으로 발명의 권리범위가 이에 의해 정해지는 것은 아니다.
[실시예 1] 식물 발생재의 퇴비화
공사 현장에서 나오는 식물 발생재를 수간부와 뿌리부의 구분 없이 임목 파쇄기를 이용하여 대략 20mm의 크기로 파쇄하였다. 임목 파쇄칩을 축분과 혼합하여 고온(65℃)에서 2개월간 발효시킨 후 다시 상온에서 2개월간 발효시켜 식물 발생재를 퇴비화하였다.
[실시예 2] 식물 발생재 퇴비의 제조
실시예 1에서 퇴비화한 식물 발생재를 부숙시키지 않은 생칩 형태의 임목 파쇄물과 하기 표 1의 함량으로 식물 발생재 퇴비(또는 식물 발생재)를 제조하고, 이를 하기 표 1의 함량으로 유기성 퇴비와 혼합하였다.
[표 1] 식물발생재 퇴비와 생칩의 혼합비율
Figure 112007038904601-pat00001
상기 대조구 및 처리 1 내지 5의 수분 흡수력 및 보수력을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2] 수분 흡수력 및 보수력 측정 결과
Figure 112007038904601-pat00002
상기 표 2를 참조하면, 유기성 퇴비만을 사용한 대조구에 비해, 일정 함량 이상 퇴비화한 식물 발생재를 포함하는 식물 발생재 퇴비를 유기성 퇴비와 함께 사용한 처리 1 내지 3에서, 수분 흡수력 또는 보수력이 향상됨이 확인되었다.
[실시예 3] 식물 생육보조재 조성물의 제조
솜 화이버의 5중량%, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지의 19중량%, 황토의 22중량%, 분변토의 19중량%, 유기성 퇴비의 17%, 식물 발생재 퇴비의 15중량%, 화학비료의 1중량% 및 비닐아크릴계 접착제의 2중량%를 혼합하여, 경질토사면 또는 마사토사면과 같은 토사면 상에 대략 2-3 cm의 얇은 두께로 시공하기 위한 식물 생육보 조재 조성물을 제조하였다.
[실시예 4] 식물 생육보조재 조성물의 제조
솜 화이버의 8중량%, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지의 17중량%, 황토의 20중량%, 분변토의 16중량%, 유기성 퇴비의 16%, 식물 발생재 퇴비의 20중량%, 화학비료의 1중량%, 비닐아크릴계 접착제의 2중량%를 혼합하여, 암반사면 상에 대략 2~3 cm의 얇은 두께로 시공하기 위한 식물 생육보조재 조성물을 제조하였다.
[실시예 5] 식물 생육보조재 조성물의 제조
솜 화이버의 8중량%, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지의 19중량%, 황토의 17중량%, 분변토의 12중량%, 유기성 퇴비의 15%, 식물 발생재 퇴비의 26중량%, 화학비료의 1중량%, 비닐아크릴계 접착제의 2중량%를 혼합하여, 암반사면 상에 대략 7~9 cm의 두께로 시공하기 위한 식물 생육보조재 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 3 내지 5의 식물 생육보조재 조성물, 일반토양 및 특허등록 제612767 호의 식물 생육보조재 조성물의 화학분석 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 표 3에서 EC는 전기 전도도, CEC는 양이온 치환 용량을 나타낸다.
[표 3] 화학분석 결과
Figure 112007038904601-pat00003
상기 표 3을 참조하면, 실시예 3 내지 5의 식물 생육보조재 조성물은 약 18~19%의 함량으로 유기물을 포함하여, 특허등록 제 612767 호의 식물 생육보조재 조성물에 비해 약 6%만큼 증가된 함량으로 유기물을 포함함이 확인되었다. 또한, 양이온 치환 용량 역시 대략 18.61~24.10 me/mg 수준으로, 특허등록 제 612767 호의 식물 생육보조재 조성물과 비교하여 약 30%만큼 향상됨이 확인되었다. 그리고, 상기 실시예 3 내지 5의 식물 생육보조재 조성물은 특허등록 제 612767 호의 식물 생육보조재 조성물에 비해 약 4~9% 향상된 수분 흡수력 및 보수력을 나타냄이 확인되었다.
상기 실시예 3 내지 5의 식물 생육보조재 조성물을 충북 C 현장에서 시험 시공하여 물리성을 평가하였다. 물리성 평가 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4] 생육보조재의 물리성 평가
Figure 112007038904601-pat00004
상기 표 4를 참조하면, 상기 실시예 3 내지 5의 식물 생육보조재 조성물은 특허등록 제 612767 호의 식물 생육보조재 조성물에 비해 낮은 가비중을 가지며, 이에 따라, 조성물 자체가 크게 경량화됨이 확인되었다. 이러한 경량화에 따라, 실시예 3 내지 5의 식물 생육보조재 조성물은 운반비 및 이를 포함한 시공 비용이 절 감될 수 있다. 또한, 이러한 경량화로 인해, 실시예 3 내지 5의 식물 생육보조재 조성물은 동일한 함량의 접착제 사용시에도, 상기 특허 등록 제 612767 호의 식물 생육 조성물에 비해, 유실이나 탈락 등이 발생할 우려가 적다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 식물 생육보조재 조성물은 증가된 유기물 함량 및 양이온 치환 용량과 함께, 보다 향상된 수분 흡수력과 보수력을 나타낸다. 또한, 중장기적인 관점에서 식물에 지속적이고 효과적으로 영양분을 공급할 수 있다.
부가하여, 상기 식물 생육보조재 조성물은 부숙시켜 퇴비화한 식물 발생재 퇴비를 포함함에 따라, 점착성 저하나 식물의 질소분 결핍 또는 건조 등의 문제점 없이 식물 발생재의 효과적인 재활용을 가능케 한다.
그러므로, 상기 식물 생육보조재 조성물은 식물 발생재의 효과적인 재활용을 가능케 하면서도, 중장기적으로 보다 우수한 식물 생육보조 효과를 나타낼 수 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 솜 화이버 5 내지 30중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지 5 내지 40중량%와, 황토 5 내지 30중량%와, 분변토 5 내지 30중량%와, 유기성 퇴비 10 내지 30중량%와, 식물 발생재 퇴비 10 내지 40중량%를 포함하는 식물 생육보조재 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    화학비료 0.5 내지 3 중량%와, 접착제 0.1 내지 3 중량%를 더 포함하는 식물 생육보조재 조성물.
  4. 제 2항 또는 3 항에 있어서,
    식물 발생재 퇴비는 부숙시켜 퇴비화한 식물 발생재 및 20mm 이하의 퇴비화하지 않은 식물 발생재를 1 : 0.1~0.3의 부피비로 포함하는 식물 생육보조재 조성물.
  5. 제 3 항에 있어서,
    솜 화이버 5 내지 15중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지 5 내지 30중량%와, 황토 5 내지 30중량%와, 분변토 5 내지 20중량%와, 유기성 퇴비 10 내지 25중량%와, 식물 발생재 퇴비 10 내지 30중량%와, 화학비료 0.5 내지 3 중량%와, 접착제 0.1 내지 2 중량%를 포함하고,
    토사면 상에 2-3 cm의 두께로 시공하기 위한 식물 생육보조재 조성물.
  6. 제 3 항에 있어서,
    솜 화이버 8 내지 25중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지 10 내지 40중량%와, 황토 10 내지 30중량%와, 분변토 10 내지 30중량%와, 유기성 퇴비 15 내지 30중량%와, 식물 발생재 퇴비 15 내지 35중량%와, 화학비료 0.5 내지 3 중량%와, 접착제 0.1 내지 2 중량%를 포함하고,
    암반사면 상에 2-3 cm의 두께로 시공하기 위한 식물 생육보조재 조성물.
  7. 제 3 항에 있어서,
    솜 화이버 8 내지 30중량%와, 비중 0.8 이하의 제지 슬러지 15 내지 40중량%와, 황토 10 내지 25중량%와, 분변토 10 내지 30중량%와, 유기성 퇴비 15 내지 30중량%와, 식물 발생재 퇴비 15 내지 40중량%와, 화학비료 0.5 내지 3 중량%와, 접착제 0.1 내지 3 중량%를 포함하고,
    암반사면 상에 7-9 cm의 두께로 시공하기 위한 식물 생육보조재 조성물.
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