KR101029544B1 - 운반체 및 시너지제인 액화탄산가스를 이용한 작물 방제용 약제, 이의 살포방법 및 살포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작물의 병해충 방제용 약제 유효성분을 액화탄산가스에 혼합하여 초미립자로 살포함으로써 방제 효율이 우수하고, 약해를 방지할 수 있으며, 살포 비용을 절감할 수 있는 작물 방제용 약제, 이의 살포방법 및 살포장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 약제는 작물의 병해충 방제용 약제 유효성분; 상기 약제 유효성분의 증발을 방지하는 휘발방지제; 및 상기 약제 유효성분과 휘발방지제를 살포시키기 위한 액화탄산가스를 포함한다. 본 발명에 따른 살포방법은 약제 등을 액화탄산가스를 이용하여 초미립자로 살포하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 살포장치는 약제가 수용된 고압용기; 상기 고압용기에서 토출된 약제를 이송하는 이송라인; 및 상기 이송라인에 설치되어 약제를 작물에 살포하는 살포 노즐을 포함한다.

작물, 방제, 약제, 농약살포, 탄산가스

Description

운반체 및 시너지제인 액화탄산가스를 이용한 작물 방제용 약제, 이의 살포방법 및 살포장치 {Pesticide application method and delivery system for greenhouse using liquefied carbon dioxide gas as carrier and synergistic agent}

본 발명은 작물 방제용 약제, 이의 살포방법 및 살포장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작물의 병해충 방제용 약제 유효성분 등을 액화탄산가스에 혼합하여 초미립자로 살포함으로 방제 효율이 우수하고, 약해를 방지할 수 있으며, 살포 비용을 절감할 수 있는 작물 방제용 약제, 이의 살포방법 및 살포장치에 관한 것이다.

일반적으로 나무, 화초, 채소 등의 식물이나 곡물 등의 작물은 온실이나 창고 등과 같은 밀폐 장소에서 재배 또는 저장되고 있다. 이러한 작물에 위해를 가하는 병해충을 방제하기 위한 목적으로 농약이 살포되고 있으며, 농약은 병해충에 살충, 살균, 기피, 식욕저해, 성장조절의 효과가 있는 유효성분이 함유되어 있다. 근래, 농작물 시설재배 면적이 증가하고 단위면적당 생산량이 증가함에 따라 시설 내에서의 농약 사용량과 사용횟수가 증가하고 있다. 더욱이 온실내부는 연중 식물이 재배됨으로 항상 일정한 온도가 유지되어 병해충의 서식에 아주 적합한 환경이 유지됨에 따라 병해충의 발생이 매우 심하다.

이러한 병해충 방제방법으로 주로 농약에 다량의 물을 희석하여 분무기 살포방법을 주로 사용하고 있다. 그러나 온실은 낮 동안 고온 다습한 상태여서 농약 살포용 보호 장비인 방독마스크, 보호 의류, 보호 장갑 등 착용이 불가능해 아무런 보호 장비 없이 농약을 살포하기 때문에, 분무식 방법은 살포자가 농약의 위해성에 그대로 노출됨은 물론 섬세한 방제가 이루어지지 않는 문제점이 지적되어 왔다. 또한 농약의 방제효율에 있어서 농약의 유효성분이 목표물인 병해충에 도달하는 것이 매우 중요하다. 분무식 방법으로 농약을 살포할 경우 병해충이 주로 서식하는 작물의 잎 뒷면 등에 살포액이 도달하지 않아 일부 살아남은 병해충은 농약에 강력한 내성을 갖추게 되어 방제가 점점 어려워지고 있다.

농약을 분무식 방법으로 살포할 경우 대부분의 농약이 토양으로 떨어져 토양오염과 토양 속에 서식하는 이로운 토양균과 벌레들도 죽게 된다. 이에 따라, 토양은 점점 황폐해져 토양속의 식물이 자라는데 도움을 주는 균이나 벌레가 작용하지 못하여 작물이 건강하게 자랄 수 없게 된다. 아울러, 작물이 연약해져 병해충의 침입이 용이해지고 병해의 발생이 심하게 되므로 농약의 사용 또한 점점 많아지는 경향이 있어 연작장애의 주요 원인이 되고 있다.

흔히 사용되는 농약으로 베노밀 액제 2,250리터를 1헥타에 분무기를 이용해 살포했을 경우 토양속의 지렁이 밀도가 60% 이상 줄어들었다는 연구결과도 있으며, 이와 같이 살포 농약이 토양의 이로운 미생물이나 지렁이 등에 미치는 영향들이 속속 발표되고 있다. 온실은 지상부의 시설투자가 많아 수십년 이상 지속적으로 경작을 해야 하므로, 살포 농약에 의한 토양의 오염은 매우 심각한 문제가 아닐 수 없다.

일반 분무식 방제 효율을 살펴보면 모든 살포농약이 100% 목표물인 해충에 도달한다고 가정했을 경우, 한 마리의 해충을 방제하기 위해서 3 x 10^-2㎍의 살충제가 필요하다면, 백만 마리의 해충을 방제하기 위해서는 고작 30㎎의 살충제만 사용하면 된다. 그러나 제대로 효과를 발휘하기 위해서는 이보다 훨씬 많은 3,000배 이상의 농약을 사용해야 한다.

일반 농약의 위해성은 단지 농약의 유효성분뿐만 아니라, 대부분의 농약 유효성분은 오일성으로 물에 잘 용해되지 않는다. 따라서 물에 희석하기 위해서 유화제가 필히 사용되고, 물의 표면장력을 줄이기 위한 표면장력 제거제, 증발을 막기 위한 보습제, 이외에 고착제, 전착제 등 6 ~ 7 가지의 환경에 결코 이롭지 않은 보조제가 사용되고 있다.

최근, 환경친화적인 천연 농약이 개발되어 사용이 점점 늘고 있는 추세이기는 하나, 이러한 천연 농약 역시 대부분 오일성이며 작은 양의 유효성분을 넓은 시설에 살포하기 위해서는 필히 합성 화학제품이면서 인체나 환경에 유해한 유화제 등의 보조제가 사용되고 있다.

또한, 농약을 분무에 사용되는 많은 물은 밀폐된 온실에 습도를 높이는 결과를 초래함으로 곰팡이병 등의 발생을 유발시키며 노즐을 통하여 분무되는 분무입자는 입자의 중력과 다양하지 못한 분사각도에 의해서 병해충이 주로 서식하는 식물의 잎 뒷면이나 시설물에 숨어있는 병해충에 도달이 어렵기 때문에 방제효과가 낮다. 아울러, 경제적인 측면에서도 분무식 방법은 농약을 분무하기 위한 장비가 고가이며, 고온 다습한 상태에서 행해지는 중노동, 고농도의 독성물질에 대한 급만성 농약 중독의 문제점이 있다.

또한, 농약 살포의 다른 방법으로는 훈증방제방법이 사용되고 있다. 훈증방제는 밀폐된 온실 내에 농약의 유효성분을 가스나 증기상태로 채워 병해충을 방제 하는 방법이다. 그러나 대부분의 시판농약의 유효성분 중 유황 등 극히 일부 성분만이 훈증되고, 대부분의 성분은 훈증이 어려워 사용이 제한적일 뿐만 아니라 훈증효과가 있는 농약은 특성상 유효성분이 휘발성 성분으로 확산성이 뛰어나 쉽게 외부로 달아나 버리는 특성이 있어 밀폐도가 비교적 낮은 온실에서 사용할 경우 농약의 손실이 커 효율이 높지 못한 문제점이 있다.

농약 살포의 또 다른 방법으로는 연막식 방제방법이 사용되고 있다. 연막식방제방법은 경유나 등유 같은 광유를 고열에 의해 불완전 연소시켜 연기 입자화하면서 농약의 유효성분도 함께 연기화시켜 살포하는 방식이다. 그러나 유효성분이 고열에 노출됨으로서 유효성분의 약효가 감소되고, 열에 매우 안정된 일부의 농약이외에는 사용이 불가능하며 광유의 불완전 연소와 추가로 사용하는 확산제로 인한 환경 오염을 유발하는 단점이 있다.

한편, 위와 같은 분무식, 훈증, 연막식 방제방법을 개선한 농약 살포방법으로 초미량 살포방법(U.L.V. ; Ultra Low Volume)이 있다. 초미량 살포방법은 농약의 유효성분에 용제 등 일부 보조제를 희석한 고농축미량 농약을 분무입자가 매우 작은 초미립 분무입자 상태로 살포하여 병해충을 방제하는 방법이다. 이러한 초미량 분무식의 살포방법은 농약의 유효성분과 용제만을 사용하므로 인체나 환경에 안전하다고 볼 수 있다. 여기서, 초미립자란 농약이 압축 공기 등에 의해 미세 크기로 에어로졸화된 액상 입자를 의미한다.

종래의 초미량 살포방법은 주로 압축공기를 이용한 이유체 노즐방식과 소용돌이 방식, 그리고 원심회전판식 등이 있다. 그러나 이러한 방식에 사용되는 농약의 유효성분은 대부분 그리스성이며 이를 희석하기 위한 용제 역시 높은 증발온도가 요구되므로, 이의 제제를 초미립자 상태로 분무화하는 것은 매우 어려워 고가의 특수 장비를 사용하지 않고서는 목적을 달성할 수 없는 단점이 있다. 이와 같이, 종래의 초미립자 살포방법은 살포장비가 고가이므로 여러 대의 장비를 설치하는 것이 곤란하다. 이에 따라, 1대의 시설 장비가 커버하는 면적이 넓어, 시설 장비에서 가까운 구역과 먼 구역의 농도 차이가 발생하고 농도가 짙은 구역에서는 약해가 발생하기 쉽다. 즉, 농도가 짙어 오히려 작물에 해로움을 주고 있다. 그리고 먼 구역에서는 방제가 잘 되지 않는 현상이 발생하게 된다. 더욱이, 온실에 적용시 용제에 의한 작물의 약해가 발생하기 쉬워 용제의 선택이 좁아 사용이 제한적인 문제점이 있다.

이유체 노즐방식은 내부 또는 외부에서 액체와 공기가 섞여 압축공기에 의해 서 외부로 분출되어 액체를 미립화시키는 방식인데, 이러한 방식의 초미립자 분무기는 이유체 노즐을 빠져나와 미립화된 분무입자를 넓은 공간에 확산시키기 위해서 강력한 송풍기를 사용하여 분무입자를 확산시키는 방식을 취하고 있다. 그러나 이유체 노즐에서 분무화된 미립자를 다시 강력한 송풍기를 이용하여 넓은 면적에 확산시키는 방식은 살포공간에 미립자의 밀도가 균일하지 못하게 하는 결과를 초래하여 약제가 일정 구역으로 쏠리게 되는 현상이 발생한다. 따라서 살포입자의 밀도가 짙은 지역의 작물에 약해가 발생하는 문제점이 있으며, 강력한 공기의 흐름 속에 노출된 미립자는 쉽게 증발하는 현상이 발생하여 증발온도가 높은 용제인 휘발방지제가 요구된다. 이에 따라, 약제의 제제가 어렵고, 고성능의 살포기가 필요하게 되어 장비가 고가이다.

또한, 소용돌이 방식은 다량의 공기가 소요되고, 미립자는 쉽게 증발하는 문제점이 있으며 분무입자의 크기가 균일하지 못한 문제점이 있다.

위와 같은 종래에 사용되는 초미립자 살포방법의 용제, 즉 휘발방지제는 주로 고비점 방향족 탄화수소류, 지방족 탄화수소류, 고비점 알코올류가 사용되고 있는데, 이들은 노즐의 막힘 현상, 약효저하, 특히 약해 발생 등의 원인이 되고 있다. 이에 따라, 이러한 용제 대신 물을 유화제로 사용하여 희석/살포하기도 하는데, 이는 병해충 방제 효과가 매우 낮아 사용이 보편화되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방제 효율이 우수하고, 약해를 방지할 수 있으며, 살포 비용을 절감할 수 있는 작물 방제용 약제, 이의 살포방법 및 살포장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

작물의 병해충에 방제하는 약제 유효성분;

상기 약제 유효성분의 증발을 방지하는 휘발방지제; 및

상기 약제 유효성분과 휘발방지제를 살포시키기 위한 액화탄산가스를 포함하는 작물 방제용 약제를 제공한다. 이때, 상기 작물의 병해충 방제용 약제 유효성분은 식물분쇄물, 합성 농약(시판되고 있는 것), 미생물 농약(시판되고 있는 것) 또는 정유를 함유하는 식물 추출물을 포함하는 것이 좋으며, 상기 식물 추출물은 추출 용매로서 액화 탄산가스가 사용된 것이 바람직하다. 상기 휘발방지제는 식물성 오일인 것이 바람직하다. 아울러, 본 발명에 따른 작물 방제용 약제에는 식물성장조절제가 더 포함될 수 있다.

또한, 본 발명은 방제 구역에 작물 방제용 약제를 살포하는 약제 살포장치에 있어서, 상기한 바와 같은 작물 방제용 약제가 수용된 고압용기; 상기 고압용기에서 토출된 약제를 이송하는 이송라인; 상기 이송라인에 설치되어 약제를 작물에 살 포하는 살포 노즐을 포함하는 약제 살포장치를 제공한다.

이때, 상기 고압용기는 액화탄산가스와 식물 분쇄물을 수용하는 공간의 저부에 설치된 여과망을 포함할 수 있으며, 상기 고압용기에는 가열수단이 설치될 수 있다.

본 발명은 방제 구역에 작물 방제용 약제를 살포하는 약제 살포장치에 있어서, 탄산가스가 수용된 고압용기; 상기 고압용기에 수용된 탄산가스가 이송되는 이송라인; 상기 이송라인에 설치되어 약제를 작물에 살포하는 살포 노즐; 및 상기 살포 노즐에 설치된 약제 수용용기를 포함하는 약제 살포장치를 제공한다.

이에 더하여, 본 발명은 작물의 병해충 방제용 약제, 식물성장조절제 및 비료로부터 선택된 하나 이상의 살포제를 살포하는 방법으로서, 상기 살포제(작물의 병해충 방제용 약제, 식물성장조절제 및/또는 비료)를 탄산가스를 이용하여 살포하는 살포방법을 제공한다. 이때, 상기 탄산가스는 액화탄산가스 또는 압축탄산가스로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따르면, 작물의 병해충 방제용 약제 유효성분이 액화탄산가스에 혼합되어 초미립자 형태로 온실 등의 밀폐공간의 방제 구역에 균일한 농도로 서서히 확산, 살포된다. 이에 따라, 약제의 쏠림으로 인한 작물 약해가 방지되고, 약제의 증발 현상이 방지되며, 병해충 방제와 함께 탄산가스에 의해 방제 효율이 증가되며, 살포 비용을 절감할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 작물 방제용 약제는 살포 노즐을 통해 초미립자로 살포될 수 있는 것으로서, 병해충 방제력을 가지는 약제 유효성분, 휘발방지제 및 액화탄산가스를 포함한다. 여기서, 상기 액화탄산가스는 약제 유효성분 및 휘발방지제의 추진제로서 작용하여 약제를 초미립자로 확산시켜 살포되게 하며, 이와 동시에 방제 공간 내에 탄산가스의 농도를 높여 병해충의 호흡계에 작용하게 하여 방제효과를 높이는 역할을 한다.

탄산가스는 햇빛, 물과 함께 식물의 성장에 꼭 필요한 필수 요소이다. 그러나 밀폐된 온실 등에서 재배되는 작물의 경우 일정온도를 유지하기 위하여 온실을 밀폐해야 함으로 탄산가스의 부족 현상이 쉽게 발생한다.

대부분의 온실에서 탄산가스 발생장치의 필요성을 인지하고 있으나 온실에서의 연소기구사용은 발화의 위험이 있고, 밀폐되어 불완전 연소에 의한 식물에 해로운 일산화탄소 및 온실의 각종 가스에 의한 에틸렌 가스의 발생으로 식물이 손상을 입는 일이 종종 발생하여 이의 사용을 기피하고 있는 실정이다.

그러나 첨부된 도 1에 보인 그래프에서와 같이 탄산가스가 광합성에 미치는 영향은 매우 크다. 맑은 날 햇빛의 조도가 1400 μmol/m².s^-1인 조건에서, 탄산가스 농도가 300 ppm 일 경우, 식물의 광합성량이 22.5인 반면 탄산가스 농도를 800 ppm으로 높일 경우 광합성량은 32.2로 증가하여 광합성량이 대략 1.4배 증가하게 된다. 그러나 밀폐된 온실 내에 외부에서 탄산가스를 공급하지 않을 경우 식물의 광합성에 따라 농도는 점점 줄어들어 200 ppm 에 이를 경우 광합성량은 17.5로 떨어지게 된다. 이 농도에서 탄산가스를 800 ppm으로 유지한 경우와 비교하면 1.86배로 광합성량이 증가하게 된다. 따라서 탄산가스의 량에 따른 광합성량이 크게 영향을 받음으로 밀폐 온실에서의 탄산가스 시비는 필수요소가 된다. 특히 유가의 상승으로 인하여 겨울철 온실을 일정온도로 유지하기 위하여 온실은 점점 밀폐도가 높아지게 됨으로 탄산가스의 시비 또한 필수 불가결한 요인이 되고 있다.

탄산가스는 열을 흡수하기 때문에 온실가스로 불리우며 지표면에서 반사되는 열에너지가 우주로 이동하는 것을 막아 지구의 온난화를 야기하는 가스이다. 또한, 탄산가스는 화석연료를 연소하는 과정에서 발생하는 부산물로서 산업이 발달함에 따라 생산량이 점점 증가하면서 대기중의 탄산가스 농도가 점점 높아지고 있으며 향후에도 점점 농도는 높아질 것이다.

특히 최근의 탄산가스 분리기술의 향상과 더불어 화석연료를 많이 사용하는 열병합 발전소, 제철소, 자동차 등의 배기가스에서 다량의 탄산가스를 점점 더 많이 분리할 것으로 여겨진다. 반면 탄산가스의 사용은 한정되어 있어 탄산가스의 수요발굴이 시급한 실정이다. 탄산가스 수요처 중 식물이 자라는 온실은 매우 이상적인 장소이다. 전술한 바와 같이 식물이 성장하기 위해서는 물과 햇빛에 탄산가스가 꼭 필요하다. 아래와 같이 탄산가스, 물, 햇빛 에너지지에 의한 광합성이 이루어진다.

6CO₂ + 6H₂O + 햇빛 -> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

식물의 탄산가스 흡수량을 보면 맑은 날 식물의 잎 면적 1㎡ 당 1 시간에 최대 3.25g의 탄산가스를 흡수하는 것으로 알려져 있다. 또한, 식물은 온실면적 100㎡에서 시간당 평균180 g의 탄산가스를 평균적으로 광합성에 사용하는 것으로 알려져 있다. 국내 온실 총 면적은 약 600,000,000㎡에 이른다. 따라서 국내온실 총 면적에서 소비하는 탄산가스의 양은 600,000,000㎡ / 100㎡ x 180g = 1,080,000,000g = 1,080톤/시간에 이른다. 알려진 바에 의하면 탄산가스의 농도를 300ppm 에서 100% 상승시킬 경우 광합성량이 약 41% 증가한다. 따라서 온실에 탄산가스를 추가 시비하는 것에 의해서 시간당 1,080 x 0.41 = 443톤의 탄산가스를 사용할 수 있게 된다.

본 발명에 따르면, 약제의 살포 시, 약제와 함께 위와 같은 탄산가스가 작물에 살포되어 병해충을 방제함과 동시에 탄산가스 시비를 동시에 도모하게 된다. 특히 탄산가스와 약제를 동시에 적용하면 탄산가스의 농도가 증가함에 따라서 방제 효율이 높아져 적은 량의 화학 약제로도 높은 방제 효과를 갖게 할 수 있다. 또한, 화학 약제보다 방제력이 낮은 식물 추출물 등의 천연 농약을 약제로 사용한 경우에도 높은 방제 효과를 얻을 수 있게 된다.

본 발명에 사용될 수 있는 상기 약제 유효성분은 작물의 병해충에 대한 방제 효능을 가진다. 구체적으로, 상기 약제 유효성분은 살균 효과, 살충 효과, 병해충의 식욕억제 효과, 병해충의 기피효과, 작물의 성장 조절 효과 등이 있으며, 통상적으로 사용되고 있는 화학 약제나 천연 농약을 사용할 수 있다. 이러한 약제 유효성분은, 특별히 한정하는 것은 아니지만 액화탄산가스 100 중량부에 대하여 0.001 ~ 20중량부로 사용될 수 있다.

상기 약제 유효성분은 살충제, 살균제, 해충기피제, 방충제 및 곰팡이 방지제 등으로 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 약제 유효성분은 시판 농약으로서 벤즈이미다졸계, 디카르복시미드계, 페닐아미드계, 이미다졸계, 트리아졸계, 모르폴린계, 유기인계, 합성피레스로이드계, 피레스로이드계 및 카바메이트계 등으로서 선택된 1종 이상의 살균/살충제를 포함할 수 있다. 이때, 피레스로이드계로는 비펜스린(bifenthrin), 다니톨(Fenpropathrin), 푸라메트린(furamethrin), 싸이페노트린(cyphenothrin), 페노트린(phenothrin), 퍼메트린(permethrin), 알레스린(allethrin), 프탈스린(phthalthrin), 엠펜트린(empenthrin), 테플루스린(tefluthrin), 프랄레스린(prallethrin), 이미프로트린(imiprothrin), 트랜스플루스린(transfluthrin), 피레트린(pyrethrin), dl·d-T80-알레스린, d-T80-프탈스린, d-T80-레스메트린(resmethrin), d-T80-푸라메트린 및 트랄로메스린(tralomethrin) 등을 예로 들 수 있다. 상기 유기인계로는 페니트로티온(fenitrothion), 클로르피리포스(chlorpyrifos), 말라티온(malathion), 디클로르보스(dichlorvos), 피리다펜티온(pyridaphenthion), 트리클로르폰(trichlorphon), 프리미포스메틸(Pirimiphos-methyl) 및 메치온(Methidathion) 등을 예로 들 수 있다.

또한, 상기 카바메이트계로는 카르바릴(carbaryl), 벤푸라카르브(benfuracarb), 프로폭술(propoxur) 및 메톡사디아존(methoxadiazone) 등을 예로 들 수 있으며, 벤즈이미다졸계로는 디메틸 4,4’-(ㅇ-페닐렌)비스(3-티오알로파네이트)(피오파네이트-메틸) 등을 예로 들 수 있다. 아울러, 디카복시미드계로는 N-(3,5-디클로로페닐)-1,2-디메틸시클로프로판-1,2-티카르복시이미드 (Procymidone), (RS)-3-(3,5-디클로로페닐)-5-비닐-1,3-옥사졸리딘-2,4-디온(빈클로졸린) 및 이프로디온(iprodione) 등을 예로 들 수 있으며, 페닐아밀드계로는 메틸 N-(2-메톡시아세틸)-N-(2,6-자일릴)-DL-알라니에이트(매타락실) 등을 예로 들 수 있고, 피리미딘계로는 디클로르-(피리미딘-5-일)벤조히드릴알콜(휘나리몰), 클로르-4’-플루오르-(피리미딘-5-일)벤즈히드릴알콜(누아리몰) 등을 예로 들 수 있다. 그리고, 이미다졸계로는 N-플로필-N-[2-(2,4,6-트리클로로페녹시)에틸]이미다졸-1-카르복사미드(프로크로라츠) 등을 예로 들 수 있으며, 트리아졸계로는 비스(4-플루오로페닐)(1H-1,2,4-트리아졸-1-일메틸)실란(후루실라졸), 2-P-클로로페닐-2-(1H-1,2,4-트리아졸-1-일메틸)헥산니트릴(미클로부타닐) 등을 예로 들 수 있고, 시아노피롤계로는 사파이어(fludioxonil) 등을 예로 들 수 있다. 또한 약제 유효성분은 트리할로메칠치오계 살균제로서 유파렌(dichlofluanid) 등을 사용할 수 있으며, 치아졸리디논계 살균제로서 치아스(hexythiazox) 등을 포함할 수 있다. 약제 유효성분은 살충제로서 메토프렌(methoprene) 등의 곤충유충 홀몬제, 프레코센(precocene) 등의 항 유충 홀몬제, 엑다이슨(ecdysone) 등의 탈피 홀몬제 등의 해충의 홀몬제, 또는 항 홀몬제, 그 밖에도 피브로닐(fibronil), 설푸르아미드(sulfuramide)를 예시할 수 있다. 또한, 방향족 술폰아미드 유도체, 4,4'-디브로모벤질산 이소프로필, 2,3-디하이드로-2,2-디메틸-7-벤조[b]푸라닐-N-디부틸아미노티오-N-메틸카바메이트, 실란 화합물, 계피산 유도체, 초산 신나밀, 소프로티올란, 파라옥시안식향산 에스테르(p-hydroxybenzoate), 요드화 포르말, 페놀류, 프탈산 에스테르, 3-브로모-2,3-요드-2-프로페닐-에틸카바메이트, 모노테르펜계 케톤류, 모노테르펜계알데히드류, 모노테르펜계 에폭사이드류, 살리실산 벤질, 살리실산 페닐 등을 사용할 수 있다.

또한, 약제 유효성분은 해충기피제 또는 방충제로서 2,3,4,5-비스(δ-부틸렌)-테트라하이드로푸르푸랄, N,N-디에틸-m-톨루아미드, 디-n-프로필이소신코멜로네이트, 디-n-부틸초산, 2-하이드록시에틸옥틸황산, 2-t-부틸-4-하이드록시아니솔, 3-t-부틸-4-하이드록시아니솔, 사이클로헥시미드, β-니트로스티렌 시아노아크릴로니트릴, 트리니트로벤젠-아닐린 복합체, 나프탈린 등을 예시할 수 있다. 그 밖의 살균제 또는 곰팡이 방지제로서는 2,4,4'-트리클로로-2'-하이드록시디페닐에테르, 2,3,5,6-테트라클로로-4-(메틸술포닐)피리딘, 알킬벤질메틸암모늄클로라이드, 벤질메틸-{2-[2-(p-1,1,3,3,-테트라메틸부틸페녹시)에톡시]에틸}암모늄클로라이드, 4-이소프로필트로폴론, N,N-디메틸-N'-페닐-N'-(플루오로디클로로메틸티오)술폰아미드, 2-(4'-티아졸릴)벤즈이미다졸, N-(플루오로디클로로메틸티오)-프탈이미드, 6-아세톡시-2,4-디메틸-m-디옥신, 이소프로필메틸페놀, o-페닐페놀, p-클로로-m-자이레놀, 부틸파라벤, 메틸파라벤, 에틸파라벤, 프로필파라벤, α-브로모신남알데히 드, 티 아벤다졸, 3-요오도-2-프로페닐부틸카바메이트, 벤조산, 소르빈산, 트리클로산, N,N-디메틸-N'-(플루오로디클로로메틸티오)-N"-페닐설푸르아미드, N-디클로로플로우로메틸티오-N',N'-디메틸-N-p-톨릴설푸르아미드, α-[2-(4-클로로페닐)에틸]-α-(1,1-디메틸에틸)-1H-1,2,4-트리아졸-1-에탄올, 히노키티올 및 티몰 등을 예시할 수 있다.

이상에 나열한 약제 유효성분은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라, 피페로닐부톡사이드, N-프로필이좀, 사이네피린(Synepirin) 222, 사이네피린 500, 리탄(Lethan) 384, S-421 등의 효력증강제 등이 더 포함될 수 있다.

또한, 상기 약제 유효성분은 천연 식물 살충제로서 아세토제닌, 아피닌, 아제라토크로멘, 아주가린- I, II, III, 아나사이클린, (Z)-2-안젤로일옥시아세틸-2-베텐산, 아노나민, 안쓰리신, 안쓰리시놀메틸에스테르, (E,E,E)-13-(1,3-벤조디옥실-5-일)-N-(2-메틸프로필)-2,4,12-트리데카트리엔아미드, (E,E,E)-11-(1,3-벤조디옥실-5-일)-N-(2-메틸프로필)-2,4,10-운데카트리엔아미드, 보닐아세테이트, (5-부텐-1-이닐)-2-2-비티에 닐, 브루신, 카바딘, 시네린, I.II, 시스스피로에놀에테르, 시트로넬롬, 데코사 놀테, 디퉁린, 5 - [(3,7 - 디메틸 - 2,6 - 옥타디에닐)옥시]-7-메톡시-2H-1-벤조피란-2-온, 4,4-디-O-메틸론코캅, 6a, 12a-디하이드로-∝-톡시카놀, 디알릴-디-술피드, 5,7-디메톡시-2-H-1-벤조피란-2-온, 9-[(3,6-디메톡시-2,6-옥타디에 닐)-2,6-옥타디에닐]-옥실]-7-H-퓨로[3,2-g] [1] 벤조피란-7-온, 4-[(3,7-디메틸 -2,6-옥타디에닐)-옥실]-7-H-퓨로[3,2-g] [1]-벤조피란-7-온, 에버나 민, 에치나 세인, 엔세칼린, 엔트-카우르-15-3엔-3b, 유니놀, 하플로피틴, 하플로스타킨, 하 드위키산, 헬리옵신, 허큘린, 헥사데칸산, 호데닌, 이소부틸아미드류, 이소쿼신, 자스몰린, I, II, 유바도센, 유보시닌, I, II, 리놀렌산, 리리오데닌, 론코 카픽산, 리나놀, 매그노플로린, 맘메인, 메타니코틴, 7-메틸유글론, (E,E)-N-(2-메틸프로필)-2,4-데카디엔아미드, 4-메틸티오-1,3-프로판디티올, 문도세론, 네오 -니코틴, 네오-쿼신, 니코티린, 님비딘, 노르니코틴, 뉴시페린, 올레인산, 파키 리존, 페도닌, 2-페닐에틸이소티오시아네이트, 피톨, 피페라실아미드-I, 피페린, 피퍼사이드, 프레코신 I, II, 슈도-게르빈, 풀리곤 1,2-에피옥시드, 피레린 I, II, 쿼신, 로도자포닌 III, 리신, 리시닌, 로테논, 리아노딘, 9,21-디디하 이드로리아노딘, 산술 I, II, 스필안쏠, 스트리크닌, 수마트롤, a-터티에닐, 테트라-데칸산, 테트라-데카놀, 쓰레위아신, 트립토포르디엔 A-C-1, 톡시카롤, 튜보톡신, 틸로포리딘, 틸로포리닌, 윌포딘, 아일포진, 윌포진, 위사닌, 자일 로테닌 등이 사용될 수 있으며, 곤충의 기피성분을 가진 천연 식물기피제로서 아르-터메론, 카르본, 커큘라리딘, 4-데스옥시-8-에피반거스틴, 디플로필얼라 이드, 6a12a-디하이드로-∝-톡시캐놀, 게라니온, 2-헵타트리아콘타논, ∝- 및 β - 피넨류, 쿼드랑골라이드, 튜메론 Ar-튜메론 등이 사용될 수 있다. 또한, 곤충의 식욕억제성분을 가진 천연 억제제로서 안토테콜, 아우리밀론, 아자르디라크틴, 카필라린, 카필린, 셀라갈린, 클리로 덴드린, ar-커큐민, 데드렐론, 4,4-디-O-메틸론코카린산, 2,4-디하이드록시-7-메톡시-2H-1,4-벤조카진-3(4H)-온(DIMBOA), 딜아피올, α-엘리코스테아린산, 에 피님빈, 에리앙코린, 에리쓰로-9,10-디하이드록시옥타데실아세테이트, 에바닌, 프 리에델린, 그레이야노톡신류, 하리소닌, 헬데카핀, 헬레날린, 헬리코사이드 H, 헬리에틴, 히스피딘 A-C, 5-하이드록시-2-헥산-4-올리드, 4-β-하이드록시 위다놀리드, 이소플라본, 이소핌피넬린, 제르빈, 칼민톡신-I, 카란진, 루반게틴, 리오니올-A, 맥시마-섭스턴스-C, 멜리안틴, 멜리안트리올-I, 멜리코피신, 메틸-유지놀, 모모디신 II, 뮤딜린, 뮤디고디알, 니카블린-A, 님비딘, 님빈, 노밀린, 오바큐몬, 오스문다락톤, 펠리토린, 펜타시클릭트리터펜, 페라이신 유도체, 퍼귤라린, 페닐프로파노이드류, 피페콜린산, 폴리고디알, 프로시아니딘-B, 퍼푸라닌 A&B, 로도자포닌 III, 로부스틴산, 살라닌, 사포닌, 스카브린, 쉬쿠린 I, II, 솔라닌, 스페시오닌, 스테롤, 테프로신, 티오니몬, 트랜스-아코니틴산, 트리킬린스 A-C, 2-트리데카논, 투나실린, 트릴로보리드, 우네도시드, 벌피닌산, 윌포딘, 크산토톡신, 크산틸라틴, 사일로몰린, 본 발명에 있어서 사용이 가능한 곤충의 성장방해성분을 가진 천연식물 곤충성장억제제로서는 아스파라긴, 바쿠티올, 베르갑탄, 에키놀론, 이시디스테론, 유칼립톨, 페루락톤의 2-β-글루코사이드, 유바비온, 플럼바긴, 쏘랄렌, 로도자포닌 III 등이 포함될 수 있다. 아울러, 살충성분을 가진 천연식물 살비제로서 아시미신, 클레로단디테르펜류, 다프노도러스 등이 사용될 수 있으며, 살선충성분을 가진 천연식물 살선충제로서 벤즈알데하이드, 보코닌, (5-부텐-1-닐)-2-2-비티에닐, 카코닌, 3-시스, 11-트랜스-트리데카-1,3,11-트리엔-5,7,9-트리엔, 2,3-디하이드로-2-하이드록시-3-메틸온-6-메틸벤조퓨란, 포름알데히드, 오도라신, 오도라틴, 페놀, a-t-티에닐, 티오니논, 3-트랜스, 11-트랜스-트리데카-3,5,7,9,11-트리엔-5,7,9-트리엔, 1-트리데카넨-3,5,7,9,11-펜타인, ∝-토마틴, 왈데락톤, 본 발명 에 있어서 사용이 가능한 살란,살유충, 유충홀몬조저제성분을 가진 천연식물 물질로서는 트리데카-1-엔-3,5,7,9,11-펜타인, 비티코스테론-E 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 상기 약제 유효성분은 방제 효능 즉 살균 효과, 살충 효과, 병해충의 식욕억제 효과, 병해충의 기피효과, 작물의 성장 조절 효과 등을 가지는 식물이 사용되는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 약제 유효성분으로서 방제 효능을 가지는 식물의 분쇄물이나 추출물을 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 식물 추출물은 병해충 방제 유효성분을 함유한 식물의 부위를 건조 후 일정크기로 분쇄한 다음, 유효성분을 추출하기에 적당한 물 또는 각종 용매를 사용하여 추출한 후 유효성분으로서 사용한다.

상기 식물 추출물은, 예를 들어 노송나무, 삼나무 및 편백(white cedar)의 정유, 멘톨, 황벽나무류의 추출물, 감귤류의 종자로부터의 추출물, 피마자유, 목화씨유, 들기름, 땅콩기름, 참기름, 올리브유, 포도씨유, 님오일, 피마자유, 해바라기씨유, 창포유, 호호바오일, 가란진 오일 등으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합일 수 있다.

이때, 바람직하게는, 상기 식물로부터 약제 유효성분을 추출할 수 있는 용매로서 액화탄산가스를 사용하는 것이 좋다. 액화탄산가스는 매우 안전한 물질로서 의약품제조 시 용매로서 주로 사용되고 있다. 따라서 일반적인 메탄올, 에탄올 등의 공업용 유기 용매를 사용하여 추출하는 것 보다는 훨씬 더 친환경적이며 안전하다. 또한 용매로서 메탄올, 에탄올 등의 다른 유기 용매를 사용할 경우 용매를 제거해야 하는 공정과 비용이 수반되지만, 용매로서 액화 탄산가스를 사용하는 경우, 이의 제거 공정이 배제되고 비용이 적게 소요되는 장점이 있다.

예를 들어, 식물을 60 ~ 80℃에서 5 10 시간 건조 후, 30 ~ 200메쉬로 분쇄하여 액화탄산가스 용매에 담가, 추출하여 사용할 수 있다. 또한, 식물 분쇄물을 건조시킨 후, 고압용기에 넣고 액화탄산가스를 충진한 다음, 밀봉한 후 1일에서 3일간 실온에 보관하여 추출한 후 사용할 수 있다. 약제 유효성분으로서 식물 추출물을 사용할 경우, 상기 식물 추출물은 제조된 후에 액화탄산가스에 혼합하는 것이 바람직한데, 이때 상기 약제 유효성분으로서의 식물 추출물은 추진제인 액화탄산가스 100중량부에 대하여 0.01 ~ 10중량부로 포함되는 것이 좋다. 식물 추출물의 함량이 0.01중량부 미만이면 그의 함유에 따른 병해충 방제 효능이 미미할 수 있고, 10중량부를 초과하면 에어로졸화에 의해 초미립화 분무 살포가 어려워질 수 있다.

식품이나 의약품 산업에서 유효성분의 혼합 용매로서 액화탄산가스를 사용하고 있다. 이는 다른 용매에 비교하여 광범위한 물질에 작용이 가능하며, 특히 인체에 매우 안전하기 때문이다.

본 발명에 따르면, 탄산가스는 증기압이 매우 높고 비점이 매우 낮아 용이하게 에어로졸화되어 밀폐 공간에 적용하기가 매우 용이함을 알 수 있었다. 특히 같은 크기의 공간에 동일한 약제를 사용하여 병해충을 방제할 경우 탄산가스 농도를 10000ppm 유지한 온실과 탄산가스 농도를 대기농도 350ppm 으로 유지시킬 경우를 비교한 결과 1/4 의 농약을 사용하고도 방제 효과가 더 높았다. 따라서, 본 발명에 따르면, 대상 공간(온실 등의 밀폐공간)의 탄산가스 농도가 800ppm ~ 10,000ppm이 되도록 유지하면 좋다. 또한 본 발명에 따르면, 약제 유효성분을 액화탄산가스에 혼합하되, 상기 약제 유효성분은 식물 추출물을 사용하고, 이러한 식물 추출물의 추출 용매는 액화탄산가스를 사용하는 경우, 액화탄산가스에 침출된 약제 유효성분이 탄산가스의 자체 압력에 의해 방제 구역에 초미립자로 살포, 확산되며, 용매를 제거해야하는 번거로움과 별도의 많은 비용을 들이지 않고도 효율적인 방제 효과와 탄산가스 시비 효과를 동시에 도모할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 액화 탄산가스는 약제의 운반체(추진제)로서 작용함은 물론, 탄산가스 시비를 동시에 도모하는 시너지제로서 작용한다.

또한, 본 발명에 따른 작물 방제용 약제는 이상에서 설명한 약제 유효성분 및 액화탄산가스에 더하여 휘발방지제로서 용제를 포함한다. 약제 유효성분을 초미립자 형태로 온실 등에 살포시 살포 입자의 크기가 작을수록 표면적이 기하급수적으로 상승하게 된다. 따라서 초미립자로 살포된 분무입자는 쉽게 증발하여 효력을 잃게 될 수 있다. 상기 용제는 밀폐 공간 내 살포된 초미립자의 증발을 지연시키기 위한 휘발방지제로서 작용한다.

상기 휘발방지제는 통상적으로 사용되고 있는 물이나 고비점 방향족 탄화수소류, 지방족 탄화수소류, 고비점 알코올류 등을 사용할 수 있으나, 휘발방지제는 본 발명의 바람직한 형태에 따라서, 증발 억제력 등이 우수하도록 식물성 오일을 포함하는 것이 좋다.

분무입자에 따른 증발률을 살펴보면, 살포된 입자의 표면적과 크기는 각각 S = 4 πr², V = 4/3 πr³의 공식에 의해서 구할 수 있고, 살포입자의 표면적대 크기의 비는 다음의 식과 같다.

S/V = 4 πr² / 4/3 πr³ = 3/r

(위 식에서, S는 입자의 표면적이고, r은 입자의 반지름이며, V는 입자 크기이다.)

연구에 따르면, 2리터의 액체를 1 ha 표면에 살포할 경우 그 입자 크기에 따라 표면적 1㎠에 떨어지는 입자의 밀도는 아래의 [표 1]과 같다.

입자크기(㎛)	㎠ 당 입자 수(개)
200	5
100	38
40	596
20	4768

따라서 살포입자가 작으면 작을수록 입자의 표면적이 기하급수적으로 상승함으로 병해충에 작용할 수 있는 확률은 대단히 커지는 반면, 공기 중에 부유하는 시간이 길어 병해충인 작용하기 전에 쉽게 증발해 버리는 문제가 발생하게 된다.

예를 들어 물을 초미립자 형태로 살포할 경우 아래의 계산식과 같이 살포 후 수 초에서 1분 이내에 증발하게 된다.

t = d²/ 80ΔT

(위 식에서, t = 초, d = 입자크기(㎛), ΔT = 건구 습구 온도차이다.)

예를 들어, 온도가 20℃, 습도가 80%, ΔT가 2.2℃ 인 온실에 물을 살포할 경우, 입자크기별 소멸시간은 다음 [표 2]와 같다.

입자크기(㎛)	소멸시간(초)
200	227초
100	57초
50	14초
20	2.3초
10	0.57
1	0.0057

위와 같이, 입자크기가 20㎛인 경우 2.3초 만에 증발하고, 10㎛인 경우에는 0.57초 이내에 증발된다. 초미립자 살포용으로 사용 가능한 용제는 증발온도가 높고, 유효성분을 잘 용해시켜야 하며, 점도가 낮아야 하며 특히 식물에 대한 약해가 없어야 한다. 따라서 이러한 조건을 만족시키기 위한 물질을 발견하는 것은 매우 어렵다.

이를 위해, 본 발명에 따라서, 상기 휘발방지제는 식물성 오일을 포함하는 것이 좋다. 구체적으로, 상기 휘발방지제는 식물성 오일로 이루어지거나, 식물성 오일에 지방산 등의 다른 휘발방지제가 혼합되어 이루어지는 것이 좋다. 이와 같이, 휘발방지제가 식물성 오일을 포함하는 경우, 상기 조건을 만족시킬 수 있으며, 조기 증발을 방지할 수 있다. 상기 식물성 오일은, 예를 들어 님오일, 피마자유, 창포유, 목화씨유, 들기름, 땅콩기름, 참기름, 올리브유, 포도씨유, 해바라기씨유, 호호바오일 및 가란진 오일 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

약해나 환경을 고려해 볼 때, 님오일이나 피마자유 등과 같은 식물성 오일이 가장 바람직하다. 즉, 상기 님오일이나 파마자 유 등의 식물성 오일은 환경친화적이고 인체에 안전하면서도 증발온도가 높고 약해의 우려가 없어 가장 바람직하다. 약제 추진제로서 액화탄산가스를 사용한 경우, 상기 식물성 오일은 액화탄산가스에 용해시켜 살포된 경우, 액화탄산가스의 추진력에 의해 이상적인 초미립자 살포용 약제로 적용된다.

한편, 본 발명에서 약제 유효성분이나 휘발방지제로서 식물 추출물이나 식물성 오일을 이용하여 친환경 초미립자 살포용 약제를 만들기 위해서는, 상기 약제 유효성분 및 휘발방지제의 성분을 혼합하기 위한 과정에서 액화탄산가스가 충진된 고압용기에 상기 2가지지의 유효성분을 위한 식물 분쇄물이나 추출물, 오일을 넣고 용해시킨다.

종래, 님오일, 피마자 유 등의 식물성 오일을 초미립자 살포용 약제로 적용하지 못한 것은 낮은 용해성과 고점도 특성 때문일 것이다. 그러나 이러한 문제는 본 발명에 따라서 액화탄산가스를 사용함으로써 해결된다. 즉, 식물성 오일은 고용해성 등의 특성을 가지는 액화탄산가스에 잘 용해되고, 액체 탄산가스에 의해서 점도도 낮아지게 유지되어 초미립화로 용이하게 살포된다. 또한, 상기 휘발방지제로서 사용되는 식물성 오일, 예를 들어 님오일이나 호호바 오일 등은 살충성, 살균성, 기피성, 식욕억제성, 성장조절 등의 효과가 있어 본 발명에 유리하게 작용한다.

상기 약제는 배관 등의 이송라인을 통하여 작물에 초미립자로 살포되는데, 이때 상기 녹 방지제는 녹이나 스케일 형성을 방지할 수 있다. 녹 방지제는, 예를 들어 1,2,3-벤조트리아졸(구리용), 디사이클로헥실암모늄 나이트라이트(철강용) 등으로부터 선택될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 살포장치에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1구현에 따른 살포장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 살포장치를 구성하는 고압용기의 구성 단면도이다. 도 4는 본 발명의 제2 구현예에 따른 살포장치의 구성도이며, 도 5는 본 발명에 사용되는 살포 노즐의 설치 구성도이다.

먼저, 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 살포장치는 온실 등의 방제 구역에 작물 방제용 약제를 살포하는 장치로서, 약제가 수용된 고압용기(100); 상기 고압용기(100)에서 토출된 약제(A)를 작물로 이송하는 이송라인(200); 및 상기 이송라인(200)에 설치되어 약제(A)를 작물에 살포하는 살포 노즐(300)을 포함한다. 이때, 상기 고압용기(100)에는 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 약제(A)가 수용되어 있다. 구체적으로, 상기 고압용기(100)에는 액화탄산가스에 약제 유효성분과 휘발방지제가 혼합된 액화탄산가스 침출용액(A)이 수용되어 있다. 고압용기(100)는 장치 내에 1개 또는 2개 이상 다수 개 설치될 수 있다. 도면에는 1개의 고압용기(100)가 설치된 모습을 예시하였다. 또한, 방제 구역 내에는 배관으로서의 이송라인(200)이 가로 및/또는 세로 방향으로 각 구역에 설치되어 있다. 도 2에는 방제 구역이 '가'구역, '나'구역, '다'구역으로 구분되고, 각 구역마다 한 줄의 이송라인(200)이 설치된 모습을 예시하였다. 이러한 이송라인(200)에는 다수의 살포 노즐(300)이 소정 간격을 두고 설치되어 있다. 상기 살포 노즐(300)은 통상의 것을 사용할 수 있다.

도 3을 참조하여 설명하면, 상기 고압용기(100)는 액화탄산가스의 포화증기압에 충분히 견딜 수 있고, 고압가스 안전관리법에 준하는 재질이나 두께를 가진 원통형의 금속 용기본체(110)를 포함한다. 이때, 용기본체(110)는 내압을 고려하여 유입구는 몸체의 지름보다 적게 제작된다. 그리고 용기본체(110)의 상부에는 프렌지(115)를 통해 뚜껑(120)이 개폐 가능하도록 결합되어 있으며, 용기본체(110)와 뚜껑(120)은 가스켓(130)에 의해 밀폐 결합된다. 또한, 용기본체(110)의 상부에는 이송라인(200)과 연통된 약제 공급관(140)이 설치되어 있으며, 상기 약제 공급관(140)에는 약제 차단밸브(V1)와 압력조정기(P)가 설치되어 있다. 아울러, 상기 용기본체(110) 내부에는 약제 공급관(140)과 연통된 액체 유도관(150)이 내설되어 있다. 따라서, 차단밸브(V1)가 개방되면, 용기본체(110)에 수용된 약제(A)는 액화탄산가스의 압력에 의해 액체 유도관(150) 및 약제 공급관(140)을 통해 이송라인(200)으로 토출된다. 또한, 액화탄산가스는 필요에 따라 충진될 수 있는데, 이때 상기 약제 공급관(140)에는 액체 탄산가스 유입관(160)이 연통, 설치될 수 있으며, 상기 액체 탄산가스 유입관(160)에 가스 차단밸브(V2)가 설치될 수 있다.

또한, 약제(A)를 구성하는 약제 유효성분이나 휘발방지제는 식물 분쇄물이나 식물 추출물을 사용할 수 있는데, 이때 식물 분쇄물을 사용하는 경우, 상기 고압용기(100)는 여과망(170)을 포함하는 것이 좋다. 구체적으로, 고압용기(100)는 액화탄산가스와 식물 분쇄물을 수용하는 용기본체(110)를 구비하되, 상기 용기본체(110) 내의 중앙에 설치된 것으로서, 식물 분쇄물의 통과를 방지하는 여과망(170)을 포함하는 것이 좋다. 이러한 여과망(170)의 설치에 의해, 용기(100) 내에 식물 분쇄물을 투입하여 용기 내에서 유효성분이 침출되게 할 수 있다. 이때, 액체 탄산가스 유입관(160)을 통해 액화탄산가스가 주입되는 과정에서 하단에 여과망(170)은 자동으로 세척되며, 가스 차단밸브(V2)는 차단되고 약제 차단밸브(V1)는 개방되면, 고형물은 여과망(170)에 의해 걸러지고 탄산가스에 침출된 액상의 약제(A)는 용이하게 토출된다. 또한, 상기 액체 탄산가스 유입관(160)의 말단에는 고형물 여과능이 좋도록 별도의 필터(175)가 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 고압용기(100)의 하단에는 가열을 통해 식물 분쇄물의 침출을 용이하게 하고, 액화탄산가스를 임계압력과 임계온도 이상으로 승압하여 추진력을 향상시키기 위한 전열기 등의 가열수단(180))이 설치될 수 있다.

위와 같은 상기 고압용기(100)는 다음과 같은 방법으로 약제(A)가 충진될 수 있다.

먼저, 상부의 프렌지(115)를 풀어 제거한 다음, 식물 분쇄물을 용기본체(110)의 여과망(170) 주위에 투입한다. 그리고 프렌지(115)를 결합한 다음 약제 차단밸브(V1)를 닫고, 가스 차단밸브(V2)를 열어 액화탄산가스를 일정량 충진한다. 다음으로, 가스 차단밸브(V2)를 잠근 다음, 일정시간 침출한다. 이때, 침출은 일정시간 그대로 방치함으로써 진행될 수 있으며, 가열수단(180)을 통한 가열을 통해 침출 시간을 감소시킬 수 있다.

또한, 도 4를 참조하여 설명하면, 다른 구현예에 따라서 고압용기(100)와 이송라인(200)의 사이에, 즉 이송라인(200)의 선단에는 압축 공기, 압축 탄산가스 또는 액화탄산가스가 수용된 보조용기(400)가 설치될 수 있다. 이때, 보조용기(400)는 이송라인(200)의 선단에 연결관(410)을 통해 연통되며, 상기 연결관(410)에는 개폐밸브(V3) 및 압력조정기(P)가 설치되어 있다. 이러한 보조용기(400)는 약제(A)의 추진력 및 초미립자화를 향상시키기 위한 것으로서, 이는 방제 구역이 넓은 경우에 유용하게 적용될 수 있다.

일반적으로, 온실의 경우 면적이 비교적 넓어 확산의 한계가 있어 전체공간에 골고루 평활이 이루어지기까지 장시간이 소요되며 평활이 되기 전까지 구역별로 농도의 차이가 발생할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 상기 살포 노즐(300)은 일정 간격으로 다수 개 설치하는 것이 좋다. 예를 들어, 500㎡ 온실인 경우 100㎡당 1개의 노즐(300)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 온실 등과 같이 방제 구역이 넓은 경우, 고압용기(100)에 수용된 약제(A)로 넓은 구역을 살포하기에는 용량이 부족할 수 있고, 고압용기(100)를 일일이 충전 및 교체하기 위해서는 많은 노동력과 시간이 소요되게 되고, 다수의 노즐(300)에서 소비되는 가스의 압력이 저하하는 문제점이 발생하므로 용기(100)나 각 관들의 크기를 키워야 하는 등의 경제적인 문제가 따를 수 있다. 이러한 경제적 부담, 노동력과 시간을 줄이기 위해서 일부 각 노즐(300)의 역할을 달리할 필요성이 요구된다. 이를 위해, 일정간격으로 설치된 다수의 노즐(300) 중 1개 또는 2개 건너의 노즐(300-1)에는 약제 보충 수용용기(500)가 연통, 설치되는 것이 좋다. 이때, 노즐(300)은 일정간격으로 다수개가 설치되되, 작동압력이 각각 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 노즐(300-2)은 추진압력이 일정압력 이하에서만 분무가 이루어지는 반면, 노즐(300-1)은 일정압력 이상에서 약제보충 수용용기(500)내의 약제가 분무되는 구조로 한다. 즉 추진압력이 일정압력 이하(예 2 ㎏/㎠)일 경우에는 노즐(300-1)과 노즐(300-2)이 모두 작동 분무를 개시하고 추진압력이 2 ㎏/㎠ 이상(예 4~6 ㎏/㎠)일 경우에는 노즐(300-1)만 분무를 개시한다. 분무개시압력의 설정은 스프링(300-3)에 의해 결정되게 되는데 피스톤실(300-4)에 추진압력이 노즐(300-1)의 분무압력(4~6 ㎏/㎠)이상 가해지면 스프링(300-3) 장력이 낮게 설정된 노즐(300-2)의 경우에는 피스톤(300-6)을 축방향으로 밀게 되어 노즐 출구(300-5)를 폐쇄하여 분무가 이루어지지 않게 된다. 반면 노즐(300-1)은 피스톤(300-6)가 고정되어 있어 추진압력에 관계없이 분무를 개시하게 된다. 이때, 추진력은 상기한 바와 같이 압축 공기, 압축 탄산가스 또는 액화탄산가스가 수용된 보조용기(400)의 설치에 의해 도모될 수 있으며, 약제 유효성분은 약제 보충 수용용기(500)에 의해 보충될 수 있다.

즉, 도 5를 참조하여 설명하면, 이송라인(200) 상에 제1노즐(301)과 제2노즐(302)이 교호로 설치되게 하고, 상기 제1노즐(301)에는 약제 보충 수용용기(500)가 액관(505)에 의해 연통, 설치될 수 있다. 이때, 상기 약제 보충 수용용기(500)에는 약제 유효성분과 휘발방지제를 포함하는 약제가 수용될 수 있으며, 여기에 수용된 약제는 탄산가스의 압력으로 인한 오리피스 원리에 의해 제1노즐(301)을 통하여 외부로 살포된다.

한편, 본 발명에 따른 살포 방법은 살포제를 대상공간(밀폐된 온실 등)에 탄산가스를 이용하여 살포하는 방법으로 진행되며, 상기 탄산가스는 액화 탄산가스 또는 압축 탄산가스로부터 선택된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 살포 방법은 병해충방제용 약제, 식물성장 조절제 및 비료로부터 선택된 하나 이상의 살포제를 밀폐가 가능한 대상공간(식물재배용 온실 등)에 탄산가스 압력을 이용하여 초미립자 형태로 공간 분무하여 대상공간에 상기 살포제(병해충방제용 약제, 식물성장 조절제 및/또는 비료)의 농도와 함께 탄산가스 농도를 일정농도 이상으로 유지시켜 병해충 방제효율을 높이고 식물성장에 필요한 탄산가스 시비를 동시에 구현하는 탄산가스를 이용한 살포방법이다. 즉, 약제(식물성장 조절제 또는 비료)의 추진제로서 탄산가스가 사용된다. 이러한 본 발명에 따른 살포 방법에서는 전술한 바와 같은 본 발명의 살포 장치를 유용하게 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 살포 방법을 구현함에 있어서, 도 6에 보인 바와 같은 장치를 이용할 수 있다.

도 6에 보인 장치는 약제 추진제로서 탄산가스 또는 기타 압축공기를 사용하는 구현예를 보인 것으로서, 장치는 탄산가스가 수용된 고압용기(100-1); 상기 고압용기(100-1)에 수용된 탄산가스가 이송되는 이송라인(200-1); 상기 이송라인(200-1)에 설치되어 약제를 작물에 살포하는 다수의 살포 노즐(300-1)(300-2); 및 상기 다수의 살포 노즐(300-1)(300-2) 중에서 1개 또는 2개 건너의 노즐(300-1)에 설치된 약제 수용용기(500-1)를 포함한다. 그리고 고압용기(100-1)와 이송라인(200-1)은 가스 공급관(140-1)에 의해 연통되어 있으며, 상기 가스 공급관(140-1)에는 개폐밸브(V4) 및 압력조정기(P)가 설치되어 있다. 따라서, 고압용기(100-1)를 통해 탄산가스가 일정압력이상(4~6 ㎏/㎠)이상 가해지면 노즐(300-2)는 분무가 이루어지지 않는 반면 노즐(300-1)은 가스압력에 의한 오리피스 원리에 의해 상기 약제 수용용기(500-1)에 수용된 약제가 노즐(300-1)을 통해 살포된다. 이때, 상기 약제 수용용기(500-1)에는 약제 유효성분과 휘발방지제를 포함하는 약제가 수용된다.

이하, 본 발명의 실시예를 예시한다.

[실시예 1]

고압용기에 타스타(bifenthrin) 0.4 g 에 님오일 10g을 넣고 액화탄산가스 5kg을 충진하였다.

[실시예 2]

고압용기에 퍼메트린(permethrin) 2 g 에 님오일 10g을 넣고 액화탄산가스 5kg을 충진하였다.

[실시예 3]

고압용기에 싸이페노트린(Cyphenothrin) 1 g 에 님오일 10g을 넣고 액화탄산가스 5kg을 충진하였다.

[실시예 4]

고압용기에 피레트린(Pyrethrin) 2 g 에 님오일 10g을 넣고 액화탄산가스 5kg을 충진하였다.

[실시예 5]

고압용기에 싸이플루스린(Cyfluthrin) 1 g 에 님오일 10g을 넣고 액화탄산가스 5kg을 충진하였다.

[실시예 6]

고압용기에 베라트린(Berathrin, 원액 5 %) 5 g 에 님오일 20g을 넣고 액화탄산가스 5kg을 충진하였다.

[실시예 7]

고압용기에 고삼(Martrin 원액 10%)추출액 5g에 님오일 20g을 넣고 액화탄산가스 5kg을 충진하였다.

[비교예 1]

타스타 과립훈연제(유효성분:비펜스린 4%)와 수화제를 딸기 응애 방제효과 대조약제로 사용하였다. 농약사용지침서(2006년 농약공업협회 발행)의 추천농도에 따라서 수화제는 물20리터에 20그램을 가한 후 전착제를 정량 희석하여 포기당 6 미리리터 를 살포하였으며 과립훈연제는 체적 223㎥, 밀폐도 10인 이중 폴리에틸렌 필름온실에 10g을 훈연하고 10시간을 밀폐하였다.

[비교예 2]

퍼메스린 가열증산제(퍼메스린 20g)을 딸기온실가루이 방제효과 대조약제로 사용하였다. 사용지침서에 따라서 가열증산기를 체적 223㎥, 밀폐도 10인 이중 폴리에틸렌 필름온실에 증산 후 10시간을 밀폐하였다.

위와 같은 실시예 및 비교예에 따른 약제의 병충해 방제 효과를 실험하였다. 약제의 방제효과의 결과를 아래 [표 3]에 나타내었다.

약제명	시험방법		병해충	사용유효	방제효과	탄산가스	약해
(원제명)				성분량(g)		(ppm)
타스타	실시예 1		딸기점박이응애	0.1	++	10,000	-
	비교예 1	시판훈연제		0.4	++	350	-
		시판수화제		0.12	+
퍼메스린	실시예 2		딸기온실가루이	2	+++	10,000	-
	비교예2	시판증산제		20	+	350	***
싸이페노스린	실시예 3		딸기온실가루이	1	+++	10,000	-
피레스린	실시예 4		딸기진딧물	2	++	10,000	-
베라트린	실시예 6		딸기담배가루이	1	++	10,000
고삼	실시예 7		딸기온실가루이	2	++	10,000

(위 [표 3]에서, +++ : 방제효과 91 - 100%, ++ : 방제효과 80 - 90% 정도, + : 방제효과 50 -70%정도, - : 약해없음, *** : 약해발생(약해의 원인은 가열증산 보조제의 아조디카본아미드가 열분해하면서 발생시키는 다량의 산성가스에 의해 약해가 발생한 것으로 판단).

< 약효검증 실험구 조건>

체적 : 223㎥{14.5m(길이) x 7m(폭) x 2.2m(평균높이)}

온실종류 : 이중 폴리에틸렌 필름온실(보온커튼 없음)

온실에서 포트상태로 재배된 딸기로서 딸기잎 제곱센티미터당 각 실시예에 해당하는 점박이응애, 진딧물, 온실가루이가 2마리이상 감염된 모주를 체적 223㎥, 밀폐도(half lose time) 10인 온실에 각 5개포트를 옮겨 놓은 후 방제효과를 비교 실험하였다.

상기 실험예에 따른 [표 3]에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예의 경우, 일반 시판 훈연제, 가열증산제 및 수화제보다 방제효과가 월등히 높게 나타남을 알 수 있었다. 이는 일반 시판 훈연제는 유효성분의 분산율이 낮아 일부분만 분산되는 단점과 고온에 노출됨으로써 유효성분이 파괴되어 버리는 점 그리고 일반 살포식 수화제의 경우 완벽한 정밀방제가 어려워 병해충이 주로 서식하는 식물의 잎 뒷면이나 시설물 등 약제가 도달하지 못하는 문제점과 물의 표면장력에 의한 침투력 저하, 굴러 떨어짐 등이 있는 반면, 본 발명의 실시예의 경우 유효성분이 휘발방지제와 함께 저온에서 약효의 파괴 없이 초미립자화되어 공기 중에 확산되고, 잎 뒷면 등에도 용이하게 도달할 수 있음은 물론 물과는 달리 표면장력이 매우 적어 침투성이 뛰어나므로 입자가 해충에 닿는 즉시 표피를 뚫고 들어가 약효를 발휘하고, 또한, 탄산가스의 농도가 높아져 병해충의 대사율에 관계한 것으로 평가되었다.

< 탄산가스 농도에 따른 방제효과 변화실험>

온실에서 포트상태로 재배된 딸기로서 딸기잎 제곱센티미터당 온실가루이가 2 마리 이상 감염된 모주를 체적 223m³, 밀폐도(half lose time) 10인 온실에 각 5개 포트를 옮겨 놓은 후 탄산가스 농도에 따른 방제효과를 비교 실험하였다.

< 약효검증 실험구 조건 >

- 체적: 223 m³(14.5(길이)X 7m(폭) X 2.2m(평균높이))

- 온실종류: 이중 폴리에틸렌 필름온실

- 대상 병해충: 딸기 온실가루이

- 방제회수 : 최대 4회(님오일이 즉효살충성분이 아니라 식욕억제, 성장조절제, 기피 효과 등을 나타내는 서방성 성분이므로 4일 간격으로 실시 측정하였다.)

약제 구성은 아래의 유효성분과 휘발방지제(증발억제제)를 혼합하여 사용하였다. 그리고 탄산가스의 농도를 하기 [표 4]에 같이 달리하였으며, 평가 결과는 하기 [표 4]에 나타내었다.

1. 유효성분 : 피레트린(pyrethrin) 2g(원제함량 50%)에 님오일 5g(아자디렉틴 3000ppm제품) 첨가

2. 휘발방지제(증발억제제) :지방산메틸에스테르 53g(유채유 50g을 메틸알콜 과 수산화나트륨을 첨가하여 에스테르 교환 반응시킨 후 생성된 생성물에서 글리세린 12g을 제거한 용액)

CO2농도(ppm)	실시횟수	방제가(%)	약해
400	1	+	-
	2	+	-
	3	+++	-
	4	++++	-
800	1	+	-
	2	++	-
	3	++++	-
5,000	1	++	-
	2	++++	-
10,000	1	++++	-

(위, [표 4]에서, ++++ : 방제효과 91 - 100%, +++ : 방제효과 80 - 90% 정도, ++ : 방제효과 50 -70%정도, + : 10% 이하, 약해 : - : 약해 없음을 나타낸다.)

이상의 실험 결과로부터 약제 유효성분이 액화탄산가스에 혼합되어 살포된 경우, 방제 효율이 향상되며, 온실 내에 탄산가스의 농도가 증가된 경우 작물 병해충 방제에 효과적임을 알 수 있었다. 또한, 액화탄산가스침출법과 초미립자살포용보조제를 사용하여 향후 사용이 기대되는 유효성분을 포함한 대부분의 식물 추출물들을 복잡한 추출과정 없이 단순히 건조, 분쇄, 혼합을 거쳐 용이하게 사용할 수 있으며 초미립자살포용보조제와 혼합하여 완제품 상태로도 제조가 용이함을 알 수 있었다.

도 1은 탄산가스가 광합성에 미치는 영향을 보인 그래프이다.

도 2는 본 발명의 제1구현에 따른 살포장치의 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 살포장치를 구성하는 고압용기의 예시적인

구성 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제2구현예에 따른 살포장치의 구성도이다.

도 5는 본 발명에 사용되는 살포 노즐의 설치 구성도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 살포장치의 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 고압용기 110 : 용기본체

120 : 뚜껑 130 : 가스켓

140 : 약제 공급관 150 : 액체 유도관

160 : 액화탄산가스 유입관 170 : 여과망

180 : 가열수단 200 : 이송라인

300 : 살포 노즐 400 : 보조용기

500 : 약제 보충 수용용기 A : 약제

Claims (10)

1. 삭제
2. 삭제
3. 작물의 병해충을 방제하는 약제 유효성분;

   상기 약제 유효성분의 증발을 방지하는 휘발방지제; 및

   상기 약제 유효성분과 휘발방지제를 초미립자로 살포시키기 위한 액화탄산가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 방제용 약제.
4. 제3항에 있어서,

   상기 약제 유효성분은 식물 분쇄물, 합성 농약 또는 식물 추출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 방제용 약제.
5. 제4항에 있어서,

   상기 식물 추출물은 추출 용매로서 액화 탄산가스가 사용된 것을 특징으로 하는 작물 방제용 약제.
6. 제4항에 있어서,

   상기 식물 추출물은 액화탄산가스 100중량부에 대하여 0.01 ~ 10중량부로 포함된 것을 특징으로 하는 작물 방제용 약제.
7. 제3항에 있어서,

   상기 휘발방지제는 식물성 오일을 포함하는 것을 특징으로 하는 작물 방제용 약제.
8. 방제 구역에 작물의 병해충 방제용 약제를 살포하는 약제 살포장치에 있어서,

   제3항에 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 약제가 수용된 고압용기;

   상기 고압용기에서 토출된 약제를 이송하는 이송라인;

   상기 이송라인에 설치되어 약제를 작물에 살포하는 살포 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 약제 살포장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 고압용기는 액화탄산가스와 식물 분쇄물을 수용하는 용기본체의 내부에 여과망이 설치된 것을 특징으로 하는 약제 살포장치.
10. 제8항에 있어서,

    상기 이송 라인에 설치된 살포 노즐은 일정 간격으로 다수개가 설치되고 노즐의 작동압력이 각각 다르게 설정된 것을 특징으로 하는 약제 살포장치.

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