KR101117116B1

KR101117116B1 - 수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물

Info

Publication number: KR101117116B1
Application number: KR1020090123035A
Authority: KR
Inventors: 홍승익; 박장우; 박설희; 이은영
Original assignee: 주식회사 하이드
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2012-02-22
Also published as: KR20110066399A; CN102093124A

Abstract

본 발명은 인위적으로 식생이 요구되는 실내 혹은 실외 공간 중에서 시공하기 어려운 공간인 수직형 벽체에 여러 가지 식종으로 입체녹화하는 용도의 인공토양조성물에 관한 것으로서, 유기질부산물성분 12 내지 30중량%, 보형성분 3 내지 8중량%, 토질성분 18 내지 53중량% 및 잔량으로서 비료성분을 포함하여 이루어진다.

인공토양조성물, 수직형 벽체, 조경, 식종, 녹화

Description

수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물 {Artificial soil composition for planting of a vertical wall}

본 발명은 수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 본 발명은 인위적으로 식생이 요구되는 실내 혹은 실외 공간 중에서 시공하기 어려운 공간인 수직형 벽체에 여러 가지 식종으로 입체녹화하는 용도의 인공토양조성물에 관한 것이다.

도시가 발달함에 따라 도시의 녹지면적이 현격하게 줄어들어서 도시 기온의 상승과 도시 홍수, 이산화탄소의 증가와 대기오염 등 심각한 문제를 야기하고 있어서 도시녹화에 대한 수요가 급증하고 있으나, 실질적으로 녹화할 공간이 너무 부족한 상태이어서, 옥상 녹화와 건물 입체 녹화의 중요성과 효과성이 크게 대두되어 국내외에서는 이미 권고 내지는 강제 사항으로 실시하고 있다.

이에 따라 옥상 녹화와 건물 입체 녹화를 위한 인공토양조성물과 관련 기술들이 다수 개시되어 왔다.

특히, 본 발명의 분야에 속하는 건물의 입체 녹화의 경우는 인공토양을 사용하여 입체상, 특히 수직상 벽체에 부착, 성형시켜서 식생까지 구현하기는 매우 어 렵기 때문에 국내외적으로 인공토양을 사용하는 경우는 거의 사례를 찾기 어렵고, 금속형 프레임이나 부직포 혹은 코코피트 매트 방식 등으로 토양을 사용하지 않는 방식이 대부분이다.

그러나 위와 같은 종래의 금속형 프레임 혹은 매트 방식은 다양한 형태의 모양을 구현하기 어렵고, 설치와 안정화관리 비용이 상대적으로 고가이며, 기간이 길어지고, 식물의 식재가 어렵고, 식재를 한 후에도 교환 관리는 더욱 어려우며, 게다가 투여 영양분의 유출이 쉬워 영양분의 보증 기간이 짧으며, 관수 관리가 매우 어려워서 유지관리가 까다롭고, 관리비용도 매우 비싼 문제점을 갖고 있다.

그리고 중간에 심재 등을 넣고 경량의 인공토양(주로 펄라이트)을 사용하거나 일반토양을 사용하여 입체녹화를 하는 일부의 사례에 있어서는 상기 인공토양조성물들을 시공한 후, 녹화 과정에서 토양조성물이 관수된 물 혹은 강우 등 습한 조건에서는 토양과 급여영양분이 씻겨 내려가거나 건조된 조건에서는 인공 토양물의 흡착력이 급격하게 떨어지게 되어 이격과 균열 현상으로 결국 부서져서 본래 형상을 유지할 수 없을뿐더러, 씻겨진 물은 혐기화되어 악취의 발생원이 되며, 식종된 식물은 생육이 불량해지거나, 고사하는 경우가 대부분이었다. 그리고 이러한 경우는 결국 공사하자로 이어져서 발주자와 시공자의 마찰이 되고 있다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로서, 종래 공지의 입체녹화용 인공토양조성물의 단점을 감안하여, 종래의 토양을 사 용하지 않는 입체녹화방식을 혁신하여 토양을 그대로 사용하면서도 보수력을 증대시키고, 보비력과 통기성 등을 구비하여 식생의 활착력과 성장성을 확보할 수 있으면서 성형성을 구비하여 수직형 벽체 등 입체녹화할 수 있는 용도의 인공토양조성물을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물은, 유기질부산물성분 12 내지 30중량%, 보형성분 3 내지 8중량%, 토질성분 18 내지 53중량% 및 잔량으로서 비료성분을 포함하여 이루어진다.

상기 유기질부산물성분은 바람직하게는 지렁이분변토, 버섯폐배지, 동애등에 부산물 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다.

상기 보형성분은 바람직하게는 고흡수성 폴리아크릴산이 될 수 있다.

상기 토질성분은 목분, 부엽토, 토탄, 제올라이트 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것과 토양미생물을 혼합한 혼합물이 될 수 있다.

상기 비료성분은 바람직하게는 유기질비료가 될 수 있다.

본 발명에 따른 수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물은 바람직하게는 지렁이분변토 5 내지 10중량%, 버섯폐배지 2 내지 10중량%, 동애등에 부산물 5 내지 10중량%, 고흡수성 폴리아크릴산 3 내지 8중량%, 목분 5 내지 15중량%, 부엽토 5 내지 10중량%, 토탄 5 내지 15 중량%, 제올라이트 3 내지 8중량%, 토양미생물 0.1 내지 5중량% 및 잔량으로서 유기질비료를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 인위적으로 식생이 요구되는 실내 혹은 실외 공간 중에서 시공하기 어려운 공간인 수직형 벽체에 여러 가지 식종으로 입체녹화하는 용도의 인공토양조성물을 제공하며, 이를 수직형 벽체 등에 부착하고, 벽체에 부착된 상기 인공토양조성물에 여러 식종들을 식재하여 벽체공간을 녹화용으로 조성할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 인공토양조성물로서 유기질부산물성분 12 내지 30중량%, 보형성분 3 내지 8중량%, 토질성분 18 내지 53중량% 및 잔량으로서 비료성분을 포함하여 이루어지며, 이러한 구성의 인공토양조성물은 수직형 벽체에 부착되어 여러 가지 식종을 녹화하는 용도로 이용될 수 있으며, 수직형 벽체에 여러 가지 식종을 녹화하는 용도로 인공토양의 벽면에 대한 고착성, 식종된 식물의 뿌리 활착력, 종자 살포시 발아력 등에 효과적인 특징을 가지고 있다.

상기 유기질부산물성분은 바람직하게는 지렁이분변토, 버섯폐배지, 동애등에 부산물 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있다. 상기 유기질부산물성분은 본 발명에 따른 인공토양조성물 총 중량을 기준으로 하여 12 내지 30중량%의 범위의 양으로 포함될 수 있으며, 주로 상기 인공토양조성물에 식재된 식물에 영양분을 공급하는 기능을 하며, 또한 이들은 주로 음식쓰 레기나 기타 영농부산물로부터 수득되는 것들로서, 폐자원을 재활용하고, 유기물 쓰레기의 매립량을 감소시켜 환경오염을 줄이는 등의 기능을 한다. 상기 유기질부산물성분의 사용량이 12중량% 미만인 경우, 인공토양조성물에 식재되는 식물에 충분한 영양을 공급할 수 없으며, 또한 음식쓰레기나 기타 영농부산물들의 재활용률이 낮아 경제성 및 자원재활용의 효용이 충분치 못하게 되는 등의 문제점이 있을 수 있고, 반대로 30중량%를 초과하는 경우, 다른 성분들, 특히 보형성분 및 토질성분들의 함량이 상대적으로 적어져서 보형력 및 보수력 등이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 지렁이분변토는 유기성폐기물을 지렁이로 처리하는 과정에서 부산물로 발생되는 것으로서, 일반 토양과는 달리 중요한 이화학적 및 생물학적 특성을 갖고 있어 중요한 부산물로 취급되고 있는데, 지렁이분변토의 주요 특성을 살펴보면 물리적 특성으로 분변토는 단립구조를 이루고 있어 틈이 많아 일반 토양보다 4 내지 10배 정도 배수가 잘되며, 통기성이 좋아 식물의 뿌리가 자라는데 매우 좋으며, 화학적 특성으로는 치환성칼슘, 마그네슘, 칼륨, 인산함유율이 높고 유기물질 함유량이 58중량%로 대단히 높다. 뿐만 아니라, 물리적 특성 면에서 활성탄에 비유할 만큼 비표면적(400 내지 800㎡/g)이 크고, 화학적 특성 면에서 양이온 교환용량(230 내지 460㎎/100g)이 높은 것으로 나타나, 비료로서 뿐만 아니라 미생물 담체로서의 역할도 매우 뛰어나다고 할 수 있다. 또한, 생물학적 특성으로 항생물질 분비균인 바실러스 속(Bacillus sp.)이 함유되어 있어 토양병원성 곰팡이 포자를 파괴시켜 토양 내 병원성균의 성장을 저해시키는 것으로 보고되었다. 토양미생물에 의해 생 성된 분해산물과 균사 등에 의해서는 토양입자가 입단구조를 형성하여 토양공극이 많아지므로 토양공기의 유통과 투수성이 증대되어 토양의 통기성과 보수력이 증대된다. 일반적으로 시비된 인산성분은 토양이 산성일 경우, 토양 중에 고정되어 작물의 뿌리가 흡수할 수 없는 형태로 토양 중에 존재하게 되는데 토양 중에 고정된 인산성분은 미생물이 유기물을 분해하는 과정에서 생성되는 각종 유기산 등에 의해 가용화 되어 작물에 흡수 이용할 수 있게 된다. 또한 유기물의 분해에 의해 생성되는 부식은 염기치환용량(C.E.C)을 높여 보비력을 증가시키고, 토양의 완충력 증대, 중금속 등 유해물질의 해독 경감, 유용한 화학반응 촉진, 지온의 상승, 각종 화학반응 촉진, 유익한 길항균의 증식으로 병해충 발생을 억제시키는 등 여러 가지 작용을 한다고 알려져 있다. 이밖에, 지렁이분변토를 시용하면 위에서 말한 여러 가지 기능이 복합적으로 상승작용을 하여 최종적으로 작물의 품질이 향상된다고 알려져 있다. 하기 표 1에는 지렁이분변토의 이화학적 특성을 정리하여 나타내었다.

구 분	유기물/질소비	유기물 함량 (중량%)	염분 함량 (중량%)	유해중금속(㎎/㎏)
구 분	유기물/질소비	유기물 함량 (중량%)	염분 함량 (중량%)	비소	카드뮴	크롬	수은	납	구리
공정 규격	50이하	25이상	0.1이하	50이하	5이하	300이하	2이하	150이하	500이하
지렁이 분변토	43.8	57.4	0.06	불검출	2.0	24.7	불검출	46.5	191.6
지렁이 분변토	22.4	26.9	0.06	〃	1.8	13.3	〃	35.6	117.5

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 지렁이분변토의 이화학적 특성을 보면 우리나라 비료관리법에서 규정하고 있는 부산물 비료의 공정규격을 만족시키는 것을 알 수 있으며, 입자의 입단화로 토양의 투수력을 증대시켜, 본 발명의 인공토양조성물로 입체녹화 조성 후에 토양이 씻겨 내려가거나 붕괴되는 것을 방지하며, 통기성을 향상시키고 투여되는 미생물 및 영양분제의 담체로서의 기능 등을 하는 주재료로서 혼합된다. 특히 상기 지렁이분변토는 본 발명에 따른 인공토양조성물 총 중량을 기준으로 5 내지 10중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기한 범위를 벗어나는 경우, 앞서의 특징들을 충분히 나타내기 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 버섯폐배지는 느타리버섯을 재배하고 남은 배지 성분과 느타리버섯 균사체의 잔존물이 존재하는 형태로, 단일 균주에 의한 부식물이므로 유해 균종의 생리에 불리한 화학물질이 잔존해 있을 가능성이 있으며, 또한 병재배용 톱밥배지(병과 같은 용기 내에서 버섯 등을 재배하는 용도의 톱밥배지) 및 비트펄프, 톱밥 혼합배지는 식물의 건전한 생육에 적합한 물리성을 가지고 있다. 용적밀도는 식물 생육과 관련된 여러 가지 물리적 성질(배지의 안정성과 압착정도, 공극율 등)을 평가하는 기본 인자인데, 수분 함량, 다짐 정도에 따라 크게 변화하나 일반적인 기준에서 대체로 양호하다. 또한, 버섯균에 알맞은 탄질율과 영양공급원이 풍부하므로 부식 후에도 암모니아태질소(NH₄-N), 질산태질소(NO₃-N),유효인산(P₂O₅), 칼슘(Ca), 칼륨(K) 등 유기(有機), 무기(無機)양분이 풍부하여 후기 발육이 건실한 건전 식물을 만들기에 알맞는 기능을 발휘한다. 특히 상기 버섯폐배지는 본 발명에 따른 인공토양조성물 총 중량을 기준으로 2 내지 10중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기한 범위를 벗어나는 경우, 앞서의 특징들을 충분히 나타내기 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 동애등에 부산물은 가정 또는 식당에서 버려지는 음식폐기물을 파리목의 동애등에 유충을 이용하여 섭식과정을 거쳐 생물학적 처리의 기법을 이용하여 퇴비화한 것으로, 성상은 동애등에 유충의 소화액과 처리과정에서 유기물을 분해처리하여 토양 구조의 입단화를 이룰 수 있을 뿐만 아니라 지렁이분변토, 버섯폐배지의 주요 구성이 탄소원인데 비해, 질소원의 공급원으로 이용할 수 있어, 작물 생육에 있어서 C/N율(탄소/질소 비율)을 보정해 줄 수 있는 특징을 가지고 있다. 상기 동애등에 부산물은 자체적으로 음식폐기물의 염분과 부형재로 첨가된 톱밥 등의 영향으로 단독으로 식물 생육에 이용 가능성이 부족하지만, 상기 지렁이분변토, 버섯폐배지 등과 함께 사용되는 경우, 염분에 의한 피해와 미분해된 톱밥 등에 의한 영향을 감소시켜 장기적으로 식물생육에 있어서 영양원으로 이용가능한 형태의 인공토양을 생산할 수 있는 장점을 가지고 있다. 특히 상기 동애등에 부산물은 본 발명에 따른 인공토양조성물 총 중량을 기준으로 5 내지 10중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기한 범위를 벗어나는 경우, 앞서의 특징들을 충분히 나타내기 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 특히 작물 생육에 있어서 C/N율(탄소/질소 비율)을 보정하는 효과가 적어져서 식재되는 식물의 생육에 좋지 않은 환경을 주는 문제점이 있을 수 있다.

상기 보형성분은 바람직하게는 고흡수성 폴리아크릴산이 될 수 있다. 상기 보형성분은 주로 본 발명에 따른 인공토양조성물의 성형성과 보수성을 확보하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 인공토양조성물의 다른 구성성분들이 서로 결합 혹은 응집되도록 하여 성형이 가능하도록 하면서 중합체 자체적으로 수분을 보유하여 식재된 식물들에 대한 영양분 공급과 조기 건조를 방지하는 기능을 한다. 상기 고흡수성 폴리아크릴산은 고흡수성 수지(SAP ; Super Absorbent Polymer)의 일종이며, 이러한 고흡수성수지는 사전적인 정의에 따르면 자기 무게보다 수십 배에서 수백 배까지 물을 흡수하는 수지이다. 재료 자체가 물을 빨아들이므로 탈지면이나 무명천 같은 것보다 흡수량이 많으며, 웬만한 압력에는 물을 방출하지 않는다. 유아용, 성인용, 동물용 기저귀로 가장 많이 쓰인다. 개발업체마다 SAM(Super Absorbency Material), AGM(Absorbent Gel Material) 등 각기 다른 이름으로 부르고 있는 이 신소재는 약 20년 전부터 생리용 패드로 실용화되어 왔던 것이다. 예로부터 기저귀나 패드 등 물을 흡수시키기 위한 재료로는 탈지면이나 무명천이 이용되어 왔다. 이것들은 섬유 사이의 모세관현상에 의해서 물을 흡수한다. 그러므로 흡수량도 적고, 또 압력을 가하면 간단히 물을 배출해 버린다. 이러한 단점을 보완한 것이 고흡수성수지이다. 이 수지는 고분자전해질에 교량(橋梁)이나 불용부(不溶部)를 도입한 고분자이다. 전분(감자녹말)이나 셀룰로오스에 아크릴로니트릴을 그래프트혼성중합시킨 것, 아크릴산과 비닐알코올의 블록혼성중합체 등이 가루 형태로나 섬유 모양으로 사용된다. 고흡수성수지는 이 밖에 식품유통 분야에서 식품의 신선도를 유지하기 위한 포장재료, 농업이나 원예용의 토양 보수제(保水劑), 육묘용(育苗用) 시트 등으로도 사용된다. 상기한 바와 같은 고흡수성수지는 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 당업자에게는 공지된 것으로 이해될 수 있는 것이다. 이러한 고흡수성수지에 대한 설명으로서, 예를 들면, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0241525호 발명의 명칭 “동물의 배설물 처리재 및 그의 제조방법”에서 사용되고 개시된 고흡수성수지가 사용될 수 있으며, 이러한 고흡수성수지는 당해 수지에 대해 중량으로 수십배로부터 이천배 정도의 물을 흡수하여도, 형을 그대로 유지할 수 있는 수지이며, 예를 들면 비닐에스테르와 에틸렌계 불포화카르본산 또는 그의 유도체와의 공중합 비누화물, 전분과 아크릴산의 그래프트중합체, 폴리아크릴산의 가교물, 비닐알코올과 아크릴산의 공중합체, 폴리아크릴로니트릴의 부분가수분해물, 카르복시메틸셀룰로오스의 가교물, 폴리에틸렌글리콜의 가교물, 키토산의 염 또는 플루란의 겔 등이 포함된다. 또한, 달리 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0258017호 발명의 명칭 “고흡수성 수지”에서 개시된 것으로서, 아크릴산 단량체를 가교결합하여 제조한 아크릴계 수지의 표면을 이오노머와 폴리(스티렌-에틸렌글리콜아크릴레이트) 공중합체가 함유된 복합표면처리제로 처리된 것이 될 수 있다. 상기 고흡수성수지는 함께 포함되는 물을 흡수함으로써 본 발명에 따른 냉매제가 사용되는 아이스팩 등의 내부에서 형태안정성을 유지하는 등 조성물의 형태학적 안정성에 기여하는 기능을 한다. 상기 고흡수성 폴리아크릴산은 본 발명에 따른 인공토양조성물 총 중량을 기준으로 3 내지 8중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기한 범위를 벗어나는 경우, 앞서의 특징들을 충분히 나타내기 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 특히 3중량% 미만으로 사용되는 경우, 본 발명에 따른 인공토양조성물의 보형성과 보수성이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 8중량%를 초과하는 경우, 역시 상기 인공토양조성물이 너무 과도하게 물을 보수하여 자중의 증가에 따른 형태의 안정성 및 벽에의 부착성 등에 문제점이 있을 수 있다.

상기 토질성분은 목분, 부엽토, 토탄, 제올라이트 및 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것과 토양미생물을 혼합한 혼합물이 될 수 있다. 상기 토질성분을 구성하는 목분, 부엽토, 토탄 및 제올라이트들은 주로 식생에 질소(N), 인(P) 및 칼륨(K) 등 비료의 3 요소뿐만 아니라, 미량요소들을 제공하면서, 본 발명의 인공토양조성물에 대한 식물 식재 후에 식생의 보습력, 보비력 및 통기력 등 좋은 식생용 토양이 구비하여야 할 물리화학적 성질을 향상시키는 목적으로 하여 혼합하는 것이다.

또한, 상기 토양미생물은 토양에서 분리 동정한 미생물로서, 한국생명공학연구원 생물자원센터에서 분양받은 4종의 미생물의 균종들을 각각 1*10⁶ 내지 1*10⁸균수/㎖이 되도록 액체배양하여 수득된 각 균종의 배양물들을 동량으로 혼합한 것이다. 상기 토양미생물은 식재된 식물의 영양원으로서의 작용을 하여 식물의 초기 성장 및 후기 생육에 효과를 줄 수 있는 역할과 아울러 본 발명에 따른 인공토양조성물의 양이온치환용량(Cation Exchange Capaciy; CEC(cmol/㎏))을 증대시키는 작용을 담당하여, 자체 공급된 영양원의 손실을 막는 효과가 있다. 또한, 유기물 분해 및 화합물 간의 화학적 결합에 따른 요인으로 발생되는 페놀 계통의 악취를 저감하는 효과가 있다.

상기 4종의 미생물 균종들의 종류 및 배지조성, 배양조건 등의 특징을 설명하면 다음과 같다.

첫 번째 균주로는 광합성 세균으로 알려져 있는 로도박터 캅슐라투스(Rhodobacter capsulatus ; 기탁번호 KCTC 2583)는 효모 추출물(Yeast extract) 1.0g, 에탄올 0.5㎖, 석신산이나트륨(Disodium succinate) 1.0g, 구연산철 용액(Ferric citrate solution(0.1 %) 5.0㎖, 인산이수소나트륨(KH₂PO₄) 0.5g, 황산마그네슘 칠수화물((MgSO₄)ㆍ7H₂O) 0.4g, 염화나트륨(NaCl) 0.4g, 염화암모늄(NH₄Cl) 0.4g, 염화칼슘 이수화물(CaCl₂ㆍ2H₂O) 0.05g, 미량원소용액 에스엘-6(Trace element solution SL-6) 1.0㎖, 증류수 1.0ℓ로 배지를 조성한 후에 혐기적 조건에서 2,000룩스(LUX) 이상의 광을 조사하여 배양하였으며, 균의 특징으로는 인공토양의 혐기화 부패를 예방하여 악취를 방지할 수 있는 특징과 함께 박테리아클로로필(bacterio-chlorophyll : 박테리아엽록소)를 가지고 있어, 이산화탄소와 수소화합물(황화수소 등)을 재료로 광합성을 하여 탄수화물을 만든다. 이들이 광합성을 하는 데 있어서 고등식물이 환원물질로 H₂O를 사용하는 대신 H₂S(황화수소) 등을 사용하는 것이 특징이며, 발생하는 기체도 산소(O₂)가 아닌 황(S)이다. 한편 이들은 독립영양미생물로서 토양이 받는 빛과 열을 에너지원으로 하여 뿌리에서 나오는 분비물, 유기물 혹은 유해가스(황화수소 등)를 기질로, 질소화합물의 아미노산, 핵산이나 생리활성물질, 당류 등 식물의 생육생장을 촉진시키는 다수의 유용물질을 생합성 한다. 이들의 대사물은 식물에도 직접 흡수되지만, 다른 미생물이 번식하는 기질로도 쓰이며, 또한 토양에서 광합성세균이 증식함에 따라 다른 유효한 토양미생물도 증가하게 되므로 미생물 비료 및 토양개량제로서의 이용을 할 수 있는 특징을 가지고 있어 본 발명의 인공토양조성물에 있어서 식종되는 식물의 지속적인 영양원의 공급으로 중요한 역할을 수행한다.

두 번째 균주로는 원시 미생물로 지오바실러스 스테아로테르모필러스(Geobacillus stearothermophilus ; 기탁번호 KCTC 1752)로 쇠고기엑스(Beef extract) 3.0g, 펩톤(Peptone) 5.0 g, 증류수 1.0ℓ로 배지를 조성하여 55°C에서 호기적 조건으로 배양하였으며, 균의 특징은 -145°C 내지 130°C 사이의 온도에서도 생존할 수 있고, 55℃와 같은 고열에서 잘 성장하며, 퇴비 더미의 고온 발효조건에서 주로 발견된다. 주로 고온의 발효공정에서 유기물을 분해하는 효과를 가지고 있으며, 환경의 악조건에서도 유기물을 분해하는 능력이 뛰어난 특징을 가지고 있는 미생물로써 본 발명에 따른 인공토양조성물에 있어서 유기물을 분해하여 식종된 식물에 지속적인 영양원을 공급해 주는 역할을 수행하는 특징을 갖고 있다.

세 번째 균주로는 로도코쿠스 종(Rhodococcus sp. ; 기탁번호 KCTC 9141)로써 쇠고기엑스(Beef extract) 3.0g, 펩톤(Peptone) 5.0 g, 증류수 1.0ℓ로 배지를 조성하여 30°C에서 호기적 조건으로 배양하였으며, 균의 특징으로는 페놀 계통의 악취를 분해하는 능력이 뛰어나, 본 발명의 인공토양조성물에 있어서 유기물 분해과정과 성상간의 결합과정의 화학적 반응에서 발생하는 페놀 계통의 악취원을 저감하는 역할을 수행하는 특징을 갖고 있다.

네 번째 균주로는 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium ; 기탁번호 KCTC 3007)로써 쇠고기엑스(Beef extract) 3.0g, 펩톤(Peptone) 5.0 g, 증류수 1.0ℓ로 배지를 조성하여 30°C에서 호기적 조건으로 배양하였으며, 균의 특징으로는 올리고당 및 비타민 B12를 생산하여 작물에게 공급, 유기산을 분비함으로 토양내의 선충밀도를 감소시키고, 유기인의 유효도 증가시키는 능력을 가지고 있는 균으로써 본 발명의 인공토양조성물에 있어서 식종된 식물의 성장력과 병에 대한 내성을 강화시켜주는 기능을 특징으로 갖고 있다.

상기 토질성분은 본 발명에 따른 인공토양조성물 총 중량을 기준으로 18 내지 53중량%의 양으로 사용될 수 있으며, 상기한 범위를 벗어나는 경우, 앞서의 특징들을 충분히 나타내기 어렵게 되는 문제점이 있을 수 있다. 상기 토질성분은 바람직하게는 본 발명에 따른 인공토양조성물 총 중량을 기준으로 목분 5 내지 15중량%, 부엽토 5 내지 10중량%, 토탄 5 내지 15 중량%, 제올라이트 3 내지 8중량%, 토양미생물 0.1 내지 5중량%으로 이루어질 수 있다. 상기 토질성분들을 구성하는 목분, 부엽토, 토탄, 제올라이트 및 토양미생물들의 함량은 본 발명에 따른 인공토양조성물에 식재될 수 있는 다양한 식물들의 필요충분한 생육조건을 제공하기 위하여, 특히 유기질부산물성분 및 보형성분들과의 함량비 등을 기준으로 하여 본 발명자들에 의하여 반복적으로 실험하여 결정된 것이다.

또한, 본 발명에 따른 인공토양조성물은 상기한 성분들에 더해 잔량으로서 비료성분을 포함할 수 있다. 상기 비료성분은 통상적으로 알려진 바와 같이 작물의 생육을 돕는 것으로서, 국내외 유수의 제조업자들에 의해 상용적으로 제공되는 것을 사용할 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이며, 바람직하게는 유기질비료가 될 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물은 지렁이분변토 5 내지 10중량%, 버섯폐배지 2 내지 10중량%, 동애등에 부산물 5 내지 10중량%, 고흡수성 폴리아크릴산 3 내지 8중량%, 목분 5 내지 15중량%, 부엽토 5 내지 10중량%, 토탄 5 내지 15 중량%, 제올라이트 3 내지 8중량%, 토양미생물 0.1 내지 5중량% 및 잔량으로서 유기질비료를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

실시예

지렁이분변토 500g, 버섯폐배지 500g, 동애등에 부산물 500g, 고흡수성 폴리아크릴산 250g, 목분 750g, 부엽토 500g, 토탄 750g, 제올라이트 250g, 토양미생물 250g및 유기질비료 750g을 고르게 혼합하여 본 발명에 따른 인공토양조성물을 수득하였다.

실험예 1

상기 실시예 1의 인공토양조성물의 화학적 특성을 조사하였다. 일반적인 식종 식물의 생육에 적정한 조건인 토양의 화학적 기중과 비교할 때, 하기 표 2에서 보는 바와 같이, 토양의 pH는 중성에 가까운 6.5, 유기물의 함량은 50중량%, 총질소(T-N)은 4g/㎏, 총인(T-P) 28㎎/㎏, 탄소대질소비(C/N) 15, CEC 13.5cmol/㎏, 칼슘 4.8cmol/㎏, 칼륨 1.29cmol/㎏으로 나타났다. 이는 일반적으로 식재용으로 많이 사용하고 있는 펄라이트(비교예 1)의 화학적 성분보다 월등한 조성을 갖는 것으로, 초기 이식에 따른 성장 뿐만 아니라 식생의 후기 생육에도 중요한 역할을 수행할 것으로 판단된다.

분석항목	pH	총유기탄소	총질소	총인	C/N	CEC	칼슘	칼륨
적정기준	5.5~7	15이상	1~5	10~30	10~20	5~10	5~6	0.2~0.5
비교예 1	7.0~7.5	0.15	0	1.2	25	1.7	0.17	0.02
실시예	6.5	50	4	28	15	13.5	4.8	1.29

실험예 2

본 발명에 따른 인공토양 조성물에서의 작물의 발아력을 조사하였다. 일반적으로 벽체 조경에 있어서 지피식물로 이용되는 초화류 중에서 구절초와 양잔디를 이용하여 식재 및 상토용으로 많이 사용되고 있는 펄라이트(비교예 1)와 비교하여 발아력을 조사하였다.

하기 표 3에 나타난 바와 같이, 구절초의 경우, 비교예 1보다 실시예의 인공토양조성물이 4일 이후에 100%로 발아에 성공한 반면, 비교예 1인 펄라이트의 경우, 94%의 발아율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

그러나 양잔디의 경우, 비교예 1의 펄라이트나 실시예의 본 발명의 인공토양조성물에 있어서 차이점이 없는 것으로 나타났다.

구분		2일	3일	4일	5일	최종
구절초	비교예 1	53%	90%	94%	94%	94%
구절초	실시예	40%	97%	100%	100%	100%
양잔디	비교예 1	28%	100%	100%	100%	100%
양잔디	실시예	37%	94%	100%	100%	100%

실험예 3

본 발명에서 개발된 인공토양조성물을 이용하여 식재된 식물의 초장변화를 관찰하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 식재한 식물은 백합과의 아스파라거스로서 수많은 엽상경 조각들이 부드러운 질감을 주는 식물로서, 실내 조경용으로 이용이 많은 관상용 식물이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 인공토양조성물의 경우, 벽면녹화에 있어서 식물의 생육 후기까지 꾸준한 성장을 이룰 수 있어야 하는 효과가 필요한데, 실시예의 본 발명에 따른 인공토양조성물의 경우, 일반적으로 작물의 후기생장에 유리하다고 알려져 조경용으로 많이 이용되고 있는 세라소일(비교예 2)과 비교해도 성장에 있어서 별 차이를 갖지 않는 반면에, 벽면녹화의 자재로 비교대상이 되는 펄라이트(비교예 1)의 경우와는 큰 차이를 갖는 것으로 나타났다.

실험예 4

본 발명에 따른 인공토양조성물의 가장 큰 특징은 벽면 조경을 위한 부착성이고, 이를 확인하기 위해 인공토양 조성물의 물리적 특성을 확인하였다.

하기 표 4에서 보는 바와 같이 실시예의 인공토양조성물은 건조, 수분 흡수 시 용적밀도에 있어서 조경용으로 사용하는 펄라이트(비교예 1) 보다 밀도가 높은 것으로 나타났으나, 뿌리의 활착과 관계하는 기상율(공기분포)에 있어서 일반 토양과 같은 수준인 25%의 범위를 갖는 것으로 나타났다. 또한 투수계수에 있어서도 펄라이트와 큰 차이가 없는 것으로 나타나, 수분을 보유하는 능력과 더불어 물빠짐도 좋아 착생된 식물의 건전한 생육을 유지할 수 있는 결과를 나타냈다. 본 발명에 있어서 가장 중요한 고려 사항인 접촉면에 대한 부착력을 조사한 결과, 일반 토양(비교예 3) 및 펄라이트(비교예 1)는 자체적인 접착력이 없는 반면에, 본 발명의 인공토양조성물(실시예)은 0.2㎏/㎠의 표면부착력을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이는 본 발명에 따른 인공토양조성물의 구성성분 중 하나인 고흡수성 폴리아크릴산에 의한 역할로서 인공토양조성물의 각각의 성분의 결합력을 높여주기 위한 역할 뿐만 아니라 시공이 되는 벽체와의 부착력에도 영향을 주는 것으로 확인되었다.

	건조시 용적밀도 (g/㎤)	수분흡수시용적밀도 (g/㎤)	공극률 (%)	기상률 (%)	투수계수 (1/100/sec)	표면부착력 (㎏/㎠)
비교예 1	0.25	0.65~0.76	69.2	18.0	1.4	0
비교예 3	1.30	1.80~2.30	50	25	0.5	0
실시예	0.55	1.25	50	25	1.3	0.2

본 발명에 따른 수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물은 수직벽 또는 수직에 가까운 벽체나 기타 구조물 등의 표면에 고정되어 식물을 재배할 수 있도록 하며, 따라서 조경산업, 건축산업 등에서 이용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 인공토양조성물(실시예)과 펄라이트(비교예 1) 및 세라소일(비교예 2)들에서의 식물의 성장의 비교를 나타내는 초장변화를 측정하여 나타낸 그래프이다.

Claims

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삭제
삭제
지렁이분변토 5 내지 10중량%, 버섯폐배지 2 내지 10중량%, 동애등에 부산물 5 내지 10중량%, 고흡수성 폴리아크릴산 3 내지 8중량%, 목분 5 내지 15중량%, 부엽토 5 내지 10중량%, 토탄 5 내지 15 중량%, 제올라이트 3 내지 8중량%, 토양미생물 0.1 내지 5중량% 및 잔량으로서 유기질비료를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직형 벽체의 녹화를 위한 인공토양조성물.