KR101083831B1

KR101083831B1 - 기능성 조경토 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101083831B1
Application number: KR1020080055385A
Authority: KR
Inventors: 이현석; 이동규
Original assignee: 이현석
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2011-11-18
Also published as: KR20090129233A

Abstract

본 발명은 기능성 조경토 및 그 제조방법에 관한 것으로, 천연무기질 발포입자, 버미큘라이트, 펄라이트, 피트모스, 화산모래, 제오라이트를 포함하는 미세 다공을 가진 다공성 물질을 하나 혹은 그 이상 선정하여 키토산, 젤라틴, PVA(Polyvinyl Alcohol), 전분을 포함하는 식물의 영양분으로서 활용가능한 영양 물질 중에서 하나 혹은 그 이상 선택하여 형성된 겔상태의 수용액에 침지한 후, 그 표면에 상기한 영양 물질을 분해하는 분해물질을 코팅한 기능성 조경토를 제조하고, 이를 옥상 조경토 및 토지개량제로 사용하도록 하여, 식물의 생장을 촉진시키도록 한 것이다.

조경토, 옥상, 경량, 분해, 고분자

Description

기능성 조경토 및 그 제조방법{Landscape Architecture soil and manufacturing method of Landscape Architecture soil}

본 발명은 기능성 조경토 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 농가에서는 수확량을 증대시키기 위하여 화학비료와 농약을 다량으로 사용하여 왔으나, 이로 인하여 토양은 각종 염류집적, 농약 잔류, 토양산성화, 토양의 입단 파괴 등의 그 물리화학적 성질이 극도로 악화되고 있으며, 상기한바와 같은 농약이나 비료 등은 작물을 통해서 인체에 섭취되어 건강을 위협하고 있는 실정이다.

이에 따라 최근에는 화학비료나 농약의 사용으로 인한 환경오염과 토양 성질 악화 및 건강 악화의 문제를 개선하기 위하여 농약이나 화학비료를 사용하지 않는 유기농 재배방법이 각광받고 있다.

상기한 유기농 재배방법의 예로서 토양으로부터 추출한 미생물을 이용하여 작물을 재배하는 방법들이 제시되고 있다. 일반적으로 비옥한 토양 1g에는 수천에서 수억마리의 미생물이 서식하고 있으며, 이들 미생물중 농업적으로 이용할 수 있는 기능을 갖고 있는 유효미생물 가운데 특성이 우수한 균주를 식물생육촉진성 근 권미생물(PGPR;Plant Growth-Promoting Rhizobacteria)이라 하여 따로 추출 및 배양한 다음 작물의 성장촉진제나 비료로 이용하고 있다.

이러한 근권미생물이란 식물은 뿌리를 통해 분비물(이하 뿌리 분비물이라 함)을 내보내게 되는데, 상기한 뿌리 분비물의 영향을 받는 뿌리 주변 토양을 근권이라고 하며, 근권 미생물은 바로 그곳에 즉 식물의 뿌리 분비물이 영향을 미치는 범위에서 식물과 서로 상호작용을 하며 살아가는 미생물들을 지칭하는 말이다.

이런 근권 미생물들은 식물과 서로 상호작용을 하며 살아가게 되는데, 식물과 근권 미생물의 상호작용에는 먼저 식물은 근권미생물에게 살 장소를 재공하고. 또한 뿌리분비물을 통해서 미생물이 살아가는데 필요한 영양분을 제공하게 되고, 근권미생물은 그 뿌리주변에 자리잡고 자라면서 다른 미생물 즉, 그 식물에게 해를 끼칠 가능성이 있는 미생물이 자라지 못하도록 식물의 방어막의 역할을 해준다.

이와 같이, 근권미생물로 선별되는 미생물로는 오옥신이나 지베렐린과 같이 작물생육을 촉진시킬 수 있는 물질을 생성하는 것과 각종 작물에 병을 유발하는 병원성 미생물의 생육을 억제시키거나 항생물질을 분비하여 병원균을 사멸시킬 수 있는 기능을 갖고 있는 길항 미생물들이 주로 이용되고 있다. 이외에도 섬유소나 리그닌과 같이 분해되기 곤란한 유기물을 각종 효소를 분비하여 신속하게 분해시켜 주는 미생물 또는 불용성 인산을 용해시켜 인산비료의 시비효율을 높이거나 대두, 땅콩의 뿌리에 공생하면서 공기 중의 질소를 고정하는 미생물들이 이용되며, 기타 선충과 같은 유해생물을 포식하는 미생물들이 주요 대상이 되고 있다.

이러한 유효미생물은 일반적으로 식물의 생장에 필요한 각종 효소, 생리활성 물질, 아미노산, 핵산 등을 분비하여 식물의 뿌리에 직접 또는 간접으로 흡수되어 다수확에 기여함과 동시에 수확물의 맛, 향기, 색깔, 저장성 증대 등 품질향상과 영양분함량에도 크게 공헌하고 있는 것으로 알려져 있다.

토양 미생물을 이용한 작물의 재배방법에 대한 기술로는 특허출원 제1997-25148호인 신규한 바실러스속 세균 균주 및 그를 이용한 식물 성장촉진방법이 있으며, 특허출원 제2004-36551호에는 키토산 2-3%함유한 원예상토와 미생물제재(바실러스 등)를 혼합한 기술이 공개되어 있으나, 상기한 특허출원 제1997-25148호는 작물의 종자를 파종전에 상기한 균주에 침지하는 방법을 사용하고 있으나, 이러한 방법은 종자를 직접 파종하는 경우에만 그 사용이 국한되고 모종을 사와서 사용하는 경우에는 적용이 불가능한 문제점이 있었다. 그리고, 특허출원 제2004-36551호는 고분자의 키토산을 사용하므로 식물에 사용하더라도 식물이 흡수할 수 없는 문제점이 있었다.

그리고 상기한 키토산 혹은 근권미생물을 다공성 물질과 함께 사용하는 기술로는 대한민국 특허출원 제1996-033250호에서는 방선균, 근류균 및 광합성 세균을 다공성 물질에 흡착시킨 토양개질제와 그 제조방법에 대하여 기재되어 있고, 특허출원 제 1998-31664호에는 슬러지, 황토, 백토, 폐석회석, 제올라이트 등을 혼합하여 1000℃로 소성하여 키토산용액을 희석하여 분무한 것이 공개되어 있으며, 특허출원 제 1997-59820호에는 경량기포콘크리트에 전착제로 녹말 등이 유기질 함유물질과 미생물을 선택적으로 코팅 내지 흡착한 것으로 PH조정 및 미생물 증식에 효과가 있다고 기재하고 있다.

그러나, 상기한 특허출원 제1996-033250호에서는 당밀, 요소가 함유된 배양액을 0.1중량% 질석, 제올라이트와 같은 다공성 물질에 첨가한 후 균을 포함한 배양액을 흡착시켜 배양하여 사용하는 것으로, 상기한 당밀 및 요소가 함유된 배양액 및 균을 포함한 배양액 모두가 수용성으로 다공성 물질에 흡착되는 처리공정에서 단순히 배양액들을 혼합하여 흡착한다고만 기재하고 있어서 다공성 물질에 수용성 배양액을 질량비로 투입하고 혼합할 경우 배양액이 균일하게 다공성 물질에 처리되지 않게 되고, 이로 인하여 다공성 물질에 부착되는 균의 혼합비가 일정범위를 벗어나게 되므로 선행기술에서 언급한 바와 같이 우점종 발생으로 인한 효과적인 토지개량을 할 수 없는 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기한 다공성 물질이 순수 미생물 담채의 역할만 할 경우 사용된 미생물이 토양에 효과적인 작용을 하는 초기단계에 미생물이 가지고 있는 생리화학적 특성이 토양에 적합지 않을 경우 첨가된 미생물의 토양개량능력 및 자연정화능력효과를 기대하기 힘든 문제점이 있었다.

그리고, 상기한 균이 흡착된 다공성 물질은 균이 다공성 물질에 충분히 부착되도록 3일 정도의 배양시간이 필요하고, 이를 시판하기 위해서는 별도의 건조과정이 필요하므로, 생산에 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.

그리고, 선행기술 특허출원 제 1998-31664호는 1000℃로 소성하는 경우 경제성이 떨어지고 아무런 영양성분이 없으므로 키토산용액을 분무한다 해도 일반적인 키틴 또는 키토산의 분자량은 수십만～수백만이며 정제된 키토산역시 분자량이 10만～30만정도로서 키토나제의 분해작용 없이는 작물생장에 효과가 거의 없다.

선행기술 1997-59820호에서는 경량기포콘크리트입자의 ph가 언급되어 있지 않고 일반적인 발포콘크리트의 물성이나 특허출원시점으로 볼 때 입자의 ph는 13-14정도 될 것이므로 이러한 강알카리 조건에서는 토양미생물(특히 강알카리에 약함)이 효과적으로 증식될 수 없으므로 토양미생물의 기대효과는 별로 크지 않을 것으로 판단된다.

한편, 최근에 대도시를 중심으로 친환경 생태도시 구축을 위한 도시녹화사업을 적극적으로 전개하여 도시녹지를 보전하는 데에 역점을 두고 있으나, 대도시의 경우 녹화가 가능한 토지를 확보하기가 사실상 어려운 것이 현실이다.

특히 녹지가 절대적으로 부족한 도심부의 경우 거의 모든 토지에 건물이 들어서 있어서 건물을 해체하지 않으면서 녹지로 조성하는 것은 거의 불가능하다. 또한 도심부의 토지는 가용지가 있다 해도 높은 토지 가격으로 인해 녹지를 조성하는데 막대한 비용이 소요되므로 도시 녹화가 사실상 불가능한 실정이다.

이에 따라 도심부에서 녹지를 확보하기 위하여 건축물의 상부에 녹화를 시행하는 옥상녹화 방안이 그 대안으로 받아들여지고 있다.

상기한 옥상녹화는 녹지 확보 외에 환경오염방지, 도시생태계 복원, 기후조절 및 소음감소와 같은 환경적인 효과를 얻을 수 있으며, 일본 동경도의 경우, 전체 옥상 면적의 83%를 녹화한 경우, 최고 기온이 0.2 내지 1.4℃ 정도 감소한다는 연구도 보고되고 있다.

옥상정원에 사용되는 조경토는 건물에 전해지는 하중부담을 줄이기 위해서 일반흙과 가볍고 보습성이 뛰어난 버미큘라이트, 펄라이트, 피트모스 및 화산모래 등의 인공토양과 유기물을 혼합하여 사용하는 것이 일반적인데 이러한 조경토는 식재의 생육에 유익한 기능이 없고 단순히 토양의 하중을 줄이는 데 불과하다.

표 1에 예시된 (사)한국인공지반녹화협회 국제세미나 발표자료(2008. 2.)에 발표 된“식재의 크기에 따른 필요 토양의 조건”에 의하면 토양두께에 따른 적절한 하중이 요구된다.

특히, 비중이 지나치게 낮은 토양을 고층건물의 옥상에 사용하는 경우 고층건물 주위의 바람 흐름에 의해 발생한 풍하중에 의해 고층부의 부압이 발생하고 이로 인한 식재의 들뜸 현상이 발생함으로 옥상녹화용 조경토로 사용하기에는 용도가 매우 제한적이므로 비중이 낮더라도 적정한 하중을 가지고 있어야 한다.

		잔디	낮은 풀	중간 풀	저목	중목	고목
식재 높이		5~10cm	10~50cm	50~100cm	50~100cm	100~200cm	200~400cm
토양 두께		10cm	15cm	20cm	25cm	30cm	40cm
배수층 두께		3cm 이상	3cm 이상	5cm 이상	5cm 이상	5cm 이상	5cm 이상
토양 하중	자연토양	160kg/m²	240kg/m²	320kg/m²	400kg/m²	480kg/m²	640kg/m²

그리고, 국내에서는 보급형 옥상녹화가 불가능한 옥상의 비중이 높다. 이는 식재와 식재의 성장을 위한 토양의 무게가 중층목을 기준으로 했을 때에도 약 500kg/m²에 달하기 때문에 건축물의 안정성을 고려하여 시공승인이 엄격하기 때문이다. 일예로 서울시 푸른도시국 조경과에서 발표한 내용을 보면, 서울시의 옥상면적은 도시화지역(서울시 면적의 60%) 중에서 약 46%에 달하는 166km²으로 매우 방대하지만, 보급형 옥상녹화가 가능한 면적은 이 중 1/3에도 못 미치는 55km²으로 보고하고 있다.

한편, 독일과 일본 등의 선진국을 중심으로 확산되고 있는 옥상녹화 관련기술은 식재의 뿌리가 건물의 방수층이나 건물 내부로 침투하여 건물을 손상하는 것을 방지하는 데에 근본적인 목적을 두고 있어서 식물의 생장에 필요한 적합한 영양성분을 주면서 적당한 하중을 갖는 조경토에 대한 연구는 이루어지지 않고 있다.

본 발명의 목적은 미세 다공을 갖는 다공성 물질이 식물의 성장에 필요한 영양성분과, 상기한 영양성분을 식물이 흡수하기에 적합한 분자량으로 분해하는 분해성분을 동시에 함유하도록 하며, 상기한 영양성분이 분해성분을 다공성 물질에 접착되도록 하는 접착제의 역할을 하도록 하여 식물의 생장을 촉진시키고 제조과정이 간단하도록 하는 기능성 조경토를 제공하는 데 목적이 있다.

그리고, 상기한 기능성 조경토에서 다공성 물질이 경량입자일 경우 일반 토양과 혼합하여 옥상녹화 시 건축물에 하중부담을 주는 주원인인 토양의 비중을 감소시키면서 토양공극율을 향상시키고 경량입자에 함유된 근권미생물에 의한 토양입단화 및 옥상녹화에 사용되는 식재의 뿌리발육을 왕성하게 함으로써, 동일한 하중조건의 옥상 조경토에서 식재의 활용범위가 다양해지도록 하는 데 있다.

또한, 상기한 기능성 조경토에서 다공성 물질이 경량이 아닐 경우에는 일반 농경지에 토지개량제로서 활용할 수 있도록 하여 식물 생장을 촉진하도록 하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 천연무기질 발포입자(주성분SiO₂), 버미큘라이트, 펄라이트, 피트모스, 화산모래, 제오라이트를 포함하는 미세 다공을 가진 다공성 물질을 하나 혹은 그 이상 선정하여 키토산, 젤라틴, 폴리비닐알콜(PVA(Polyvinyl Alcohol)), 전분을 포함하는 식물의 영양분으로서 활용가능한 영양 물질 중에서 하나 혹은 그 이상 선택하여 형성된 겔상태의 수용액에 침지한 후, 그 표면에 상기한 영양 물질을 분해하는 분해물질을 코팅한 기능성 조경토를 제공하는 데 있다.

또한, 상기한 기능성 조경토의 표면에 유기비료 또는 퇴비를 더 코팅하는 기능성 조경토를 제공하는 데 있다.

그리고, 상기의 방법으로 제조된 기능성 조경토를 일반 조경토와 배합하여 옥상 조경토 및 토지개량제로서 사용한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 기능성 조경토는 식물 성장에 필요한 영양성분을 조경토 표면에 부착된 분해물질이 분해하여 식물이 흡수할 수 있는 크기의 분자량을 갖도록 분해하므로, 영양성분의 흡수가 최적으로 되어 식물생장율이 향상되는 효과가 있으며, 조경토가 갖는 다공에 의하여 토양의 수분함수율 및 토양공극율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기한 다공성 물질을 경량의 것을 사용할 경우에는 옥상녹화 시 건축물에 하중부담을 주는 주원인인 토양의 비중을 감소시키면서 토양공극율을 향상시키고 경량입자에 함유된 근권미생물에 의한 토양입단화 및 옥상녹화에 사용되는 식재의 뿌리발육을 왕성하게 함으로써 동일한 하중조건의 옥상조경토에서 식재의 활용범위가 다양해지는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 이를 통해 보급형 옥상녹화 가능 면적이 기존의 서울에서 옥상녹화 가능 면적의 2배인 220km²까지 증가할 것으로 기대 된다.

아울러, 다공성 물질이 일반토양보다 하중이 큰 것을 사용하더라도 상기한 바와 같은 영양성분과 수분함수율증가 및 토양 공극율 향상 등에 의하여 토지개량의 효과와 식물 생장 촉진의 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

본 발명의 실시예에서는 영양물질로 키토산을 예로서 설명하며, 분해물질은 키토산을 분해할 수 있는 키토나제를 사용한다.

우선, 키토산과 키토나제가 코팅된 기능성 조경토 제조방법을 살펴본다.

<다공성 물질 선정>

우선 여러 종류의 미세 다공 구조를 갖는 다공성 물질 중 입경이 0.25-1.0mm 크기인 6종을 선정하여 1L 메스실린더를 이용하여 단위무게당(100g) 경량입자의 부피를 측정하여 일반 조경토(100g)의 부피와 비교 측정해보았으며, 그 결과를 표 2에 나타낸다.

구분	입자성분	비중(kg/dm³)	시험입자부피(100g)
실시예1	천연무기질발포 입자	0.1 - 0.4	280ml
실시예2	버미큘라이트	0.7 - 2.7	100ml
실시예3	펄라이트	0.1 - 0.54	260ml
실시예4	피트모스	0.1 - 0.6	260ml
실시예5	화산모래	0.5 - 1.5	200ml
실시예6	제올라이트	0.5 - 1.2	200ml
비교예1	일반 조경토	1.1 - 1.7	80ml

상기에서 천연무기질 발포입자는 재활용유리를 전처리하고 분쇄한 후 잘게 연마하고 혼합하여 성형한 뒤, 750℃~900℃온도의 특수한 가마(Kiln)에서 소성시킨 것으로, 주 성분이 실리카(SiO₂)인 한국미부주식회사의 INNOTEX LWA를 사용하였다.

상기한 다공성 입자 중 제올라이트입자와 천연무기질발포입자 및 펄라이트 입자의 단면 및 표면사진을 도 1에 나타낸다.

<키토산 용액 제조>

키토산에 초산 1% 내지 3%를 첨가하여 물에 무게비로 각각 0.01중량%, 0.05중량%, 0.1중량%, 0.5중량%, 1.0중량%, 2.0중량%, 3.0중량%로 첨가한 후 30℃에서 24시간 교반하여 완전히 용해된 키토산수용액을 제조하였으며, 상기한 수용액은 겔상태가 되도록 한다.

< 키토나제 설정>

키토산류를 분해 또는 발효시킬 수 있는 효소로는 라이조푸스 올리고프러스를 선정하였으며 스트렙토마이시스 그리세우스(Streptomyces griseus)와 같은 방선균 또는 바실러스(Bacillus sp)와 같은 세균 등의 근권미생물을 이용할 수도 있다.

<기능성 조경토의 제조>

상기 키토산 수용액 제조 과정에서 제조된 키토산 수용액에 미세 다공의 경량입자를 함침하는데, 함침 과정에서 교반없이 함침할 경우에는 상온에서 6-24시간정도 함침하고, 교반과 동시에 함침할 경우에는 상온에서 1-6시간 정도 함침한다.

그리고, 상기한 바와 같이 키토산 수용액에 함침된 다공성 물질을 키토산 수용액에서 건져내어 체에 올려서 물기가 자연적으로 제거되도록 한 후 분해물질인 키토나제를 코팅하는데 이 과정은 분해물질이 균류를 포함한 담체 분말 상태로 상기한 바와 같이 겔상태의 키토산이 함침된 다공성 물질의 표면에 담체 분말을 뿌려주면 담체 분말이 겔상태의 키토산수용액에 부착되어 키토나제가 다공성 물질에 부착된다.

상기한 바와 같이 키토나제가 부착된 다공성 물질을 상온에서 24시간 건조하여 제조하였으며, 이와 같이 키토산과 키토나제가 처리된 천연무기질발포입자와 펄라이트 입자의 단면사진을 도 2에 나타낸다.

그리고 상기한 바와 같이 제조된 기능성 조경토와 일반 조경토의 혼합예를 하기에서 살펴본다.

상기 표 1의 실시예 1~6의 다공성 물질 중 직경 0.3～0.4mm의 천연무기질발포 입자에 키토산을 함침시키고 키토나제를 코팅하여 기능성 조경토를 제조하여, 일반 조경토와 일정 중량비로 골고루 혼합한 다음 1L의 메스실린더로 혼합 토양의 부피 및 평균비중을 측정한 결과를 표 3에 나타낸다.

구분	기능성 조경토(g)	일반조경토(g)	토양부피	하중(g)	평균비중
실시예8	0	100	80ml	100	1.25
실시예9	100	700	760ml	800	1.05
실시예10	100	500	600ml	600	1.00
실시예11	100	400	530ml	500	0.94
실시예12	100	300	450ml	400	0.89
실시예13	100	200	380ml	300	0.79
실시예14	100	100	310ml	200	0.65
실시예15	100	0	280ml	100	0.36

기능성 조경토와 일반조경토의 혼합비에 따라 전체토양의 평균비중이 변화 되므로 표 1에 제시된 기준으로 환산해볼 때 일반조경토보다 경량입자를 사용할 경우 동일 하중에서 토양두께가 증가되므로 활용할 수 있는 식재의 범위가 다양해지는 효과를 기대할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 기능성 조경토는 미세 다공을 갖는 다공성 물질을 사용하므로, 조경토의 보습 및 토양 공극율을 개선하고, 동일 하중에서 표 3에 나타내는 바와 같이 토양두께가 증가되므로 옥상녹화시 활용할 수 있는 식재의 범위가 다양해지는 효과를 기대할 수 있다.

상기한 실시예에서 본 발명의 기능성 조경토는 키틴 또는 키토산을 사용하므로, 식물의 키토산 분해효소인 키토나제 β-1,3-글루키나제 등의 분비를 촉진시키고 엘리시터 효과를 극대화시켜 유해병원성균류 세포를 파괴하고 균류세포의 증식을 최소화함으로써 병충해예방과 식물의 조직 강화, 염류장해억제, 생육촉진 및 토양의 물성을 지속적으로 개량할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 형성된 기능성 조경토는 도 3의 (가)에 나타내는 바와 같이 미세다공을 갖는 다공 물질(a)의 다공 및 표면에 키틴 또는 키토산층(b)이 형성되고, 그 외부에 키토나제층(c)이 형성된다.

그리고, 이와 같이 구성된 기능성 조경토는 엽면시비나 살포의 방법으로 토양에 공급되는 기존의 키토산류 액체비료 등과는 달리 토양과 혼합되어 작용하고, 키토나제를 사용하므로 분자량이 수십-수백만으로 식물이 흡수가 불가능한 고분자 키토산을 키토나제가 도 3의 (나)에 나타내는 바와 같이 식물이 흡수가능한 정도로 분해함과 동시에 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 근권미생물이 발효되면서 도 3의 (다) 및 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 기능성 조경토가 혼합된 토양이 떼알구조를 형성하여 통기성과 보습력이 좋아 외부 기후변화의 영향 없이 지속적으로 작물의 뿌리발육을 좋게 하고 토양에 유익한 미생물을 활성화시켜 토질을 개량하고 지력을 증진 시킬 수 있다. 상기한 보습력에 관련해서는 도 8에 나타낸다.

그리고, 상기한 바와 같이 미생물의 균사체번식에 의한 토양 입단화 현상으로 조경토 비중 경량화에 따른 고층건물의 옥상녹화에서 발생할 수 있는 고층건물 주위의 바람에 의해 발생하는 풍하중에 의해 고층부의 부압 발생으로 인한 식재의 들뜸 현상을 완화할 수 있게 된다.

상기한 실시예 8-15는 다공성 물질의 비중이 일반 조경토보다 작은 것을 예로서 살펴보았으며, 이와 같이 비중이 일반 조경토보다 작은 경우에는 옥상 조경토로 사용하고, 비중과 상관없이 본 발명의 기능성 조경토는 일반조경토와 혼합하여 토양개선제로서 사용할 수 있다.

한편, 상기한 구성에서는 영양물질로 키토산을 사용하였으나, 이외에도 생분해성 고분자물질을 사용할 수 있으며, 그 예로는 콜라겐, 젤라틴, PVA, 전분을 더 사용할 수 있으며, 키토나제외에 분해물질로 근권미생물을 사용할 수 있다.

그 예로, 상기한 콜라겐 혹은 젤라틴을 사용할 경우 콜라겐 혹은 젤라틴은 총중량에 대하여 3%첨가하여 물을 용매로 수용액을 형성하고, 그 분해물질로는 바실러스 서브틸리스 B0021(Bacillus subtilis B0021)을 사용한다. 그리고, PVA의 경우에는 수용액의 총중량에 대하여 10중량% 첨가하고, 그 분해물질로는 패니바실러스균류(Paenibacillus sp.)와 마이크로 박테리움 바커리(Microbacterium barkeri)(PVA 분해용 균주 분리, 동정 및 특성 연구, 최광근; 신종철; 전현희; 김상용; 이진원)를 사용하며, 전분을 사용할 경우 전분은 30중량% 첨가하여 수용액을 형성하고, 그 분해물질로는 아밀라제로 분류되는 분해효소를 사용한다.

한편, 상기한 바와 같이 영양물질이 다공 내부로 함침된 다공성 물질의 표면에는 영양물질의 분해물질 외에 식물의 생장 및 뿌리발육에 유익한 유기비료나 퇴비 성분을 더 코팅할 수도 있으며, 이 경우 도 9에 나타내는 바와 같이 다공성 물질(a)의 다공과 표면에 키토산을 포함한 영양물질층(b)이 형성되고, 영양물질층(b)의 외부에 키토나제를 포함하는 분해물질층(c)이 형성되며, 상기한 분해물질층(c)의 외부에 유기비료나 퇴비층(d)이 형성되며 상기한 유기비료나 퇴비층(d)을 형성하는 방법 역시 단순히 겔상의 영양물질에 분해물질이 부착된 기능성 조경토의 외주로 분말 상의 유기비료나 퇴비성분을 도포하면 되며, 이를 위하여 겔상의 영양물질의 점도를 분해물질층만 형성하는 경우보다 다소 높게 책정하면 된다.

도 1은 경량입자의 외관 및 미세다공구조 단면 사진

도 2는 경량입자의 미세다공구조내부와 표면에 키토산과 분해효소가 처리된 단면사진

도 3은 본 발명의 기능성 조경토의 구조 및 기능성 조경토와 일반 토양의 작용과정을 나타내는 도면

도 4는 경량입자에 코팅된 근권미생물이 발효된 미세사진

도 5는 경량입자에 내부와 표면의 키토산류를 근권미생물이 발효한 사진

도 6은 경량입자에 코팅된 근권미생물에 의해 토양입단화가 진행된 사진

도 7은 경량입자에 코팅된 근권미생물에 의해 토양입단화가 진행된 미세사진

도 8은 경량입자에 코팅된 근권미생물의 작용에 의한 수분 보습현상을 나타낸 미세사진

도 9는 유기비료 및 퇴비성분이 더 포함된 기능성 조경토의 구조를 나타내는 도면

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천연무기질 발포입자, 버미큘라이트, 펄라이트, 피트모스, 화산모래, 제오라이트를 포함하는 미세 다공을 가진 다공성 물질과, 상기한 다공성 물질의 다공 내부로 합침되고 표면에 코팅되는 키토산으로 이루어진 영양물질층 및, 상기한 영양물질층의 외주에 코팅되어 영양물질을 분해하는 키토나제로 이루어진 영양물질 분해물질층을 포함하여 구성되며, 비중이 0.1 ～ 1.0(kg/dm³)인 기능성 조경토가 일반 조경토와 5-60중량%: 40-95중량% 혼합하여 옥상 조경토로 사용하는 것을 특징으로 하는 기능성 조경토.