KR101152154B1 - 토양개량제 제조방법 및 이에 따른 토양개량제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양개량제에 대한 것으로, 특히 굴패각(패화석)을 이용한 토양개량제에 대한 것이며, 더욱 상세하게는 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함해서 산성 토양을 중성화할 수 있을 뿐만 아니라 농작물의 성장 촉진과 품질 향상 및 생산량 증대에 이바지할 수 있고, 병충해 예방이 가능한 토양개량제의 제조방법 및 이에 따른 토양개량제에 대한 것이다.

Description

토양개량제 제조방법 및 이에 따른 토양개량제{Manufacturing method of soil conditioner and soil conditioner using the same}

본 발명은 토양개량제에 대한 것으로, 특히 굴패각(패화석)을 이용한 토양개량제에 대한 것이며, 더욱 상세하게는 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함해서 산성 토양을 중성화할 수 있을 뿐만 아니라 농작물의 성장 촉진과 생산량 증대에 이바지할 수 있고, 병충해 예방이 가능한 토양개량제의 제조방법 및 이에 따른 토양개량제에 대한 것이다.

일반적으로 해마다 전국의 농토에 무분별하게 뿌려지는 각종 무기질 화학비료와 농약 등의 대량 살포는 결국 작물이 흡수하고 남는 성분들로 인하여 토양의 자정능력을 상실할 만큼 땅 속에 그대로 누적되면서 작물성장에 커다란 장애를 일으키고 있는 것이 현실이다.

이와 같이 토양은 급격하게 산성화되고 토양 중 미생물의 먹이가 점진적으로 줄어들어 미생물의 활동도가 낮아지고 미생물이 분해해야 할 유기물의 결핍으로 인하여 가스의 발생이 억제되기 때문에 토양의 작은 공간이 없어져서 토양의 지력이 상실되므로 인하여 농작물 생육에 나쁜 영향을 미치고 있다. 이렇게 지력을 잃어가는 농토에 각종 농작물을 재배하기 위하여 종전보다 더 많은 화학비료와 농약을 대량 살포하면서 농토농작물 성장에 최악의 상태를 만들어 가고 있다. 이에 따라, 종래에도 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 적토를 하거나 석회질 또는 규산질비료 등의 여러 가지 형태의 토양개량제가 사용되어져 오고 있으나 산성화 되어가는 토양이나 토양의 지력을 회복시켜 주는 데는 한계가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산성 토양을 중성화할 수 있을 뿐만 아니라 농작물의 성장 촉진과 생산량 증대에 이바지할 수 있고, 병충해 예방이 가능한 토양개량제의 제조방법 및 이에 따른 토양개량제를 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하는 토양개량제 제조방법으로써, 굴패각을 1차 분쇄하고, 상기 1차 분쇄된 굴패각 입자 중 직경이 25~30mm 범위 내의 입자를 선별하며, 상기 선별한 입자를 1차 건조한 후, 상기 1차 건조한 입자를 냉각탑에서 10~15℃ 범위 내의 온도로 냉각시킨 다음, 상기 냉각시킨 입자를 60~80℃ 범위 내의 가스로 상기 입자 내부의 습기를 제거하면서 2차 건조하고, 상기 2차 건조한 입자를 2차 분쇄해서, 굴패각 분말을 준비하는 단계; 현화식물류에 속하는 식물을 잎, 줄기 및 뿌리로 절단해서 구분하고, 상기 구분한 잎은 3~5mm 범위 내로 분쇄한 후 30~50℃ 범위 내의 온도로 응축시키며, 상기 구분한 줄기 및 뿌리는 분쇄한 후 50~80℃ 범위 내의 온도로 응축시킨 다음, 상기 응축시킨 잎, 줄기 및 뿌리를 혼합한 후 80~100℃ 범위 내의 온도로 20~30분간 응축시켜서, 현화식물류 추출물을 준비하는 단계; 및 상기 준비한 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 제조방법이다.

여기서, 상기 굴패각 분말을 준비하는 단계는, 상기 1차 또는 2차 건조에 의해 발생하는 배기가스를 응축시켜서 배출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양상은, 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하여 이루어지고, 화학적 성분으로는 40~50중량%의 알카리, 30~40중량%의 칼슘, 1~4중량%의 질소, 1~3중량%의 마그네슘, 그리고 나머지 3~28중량%의 성분은 산쇼올(sanshol), 디펜텐(dipentene), 당 및 아미노산을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양개량제이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따라 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하는 토양개량제는, 산성 토양을 중성화할 수 있을 뿐만 아니라 농작물의 성장 촉진과 생산량 증대에 이바지할 수 있고, 병충해 예방이 가능한 효과가 있다.

이러한 본 발명은 굴패각을 이용한 토양개량제로써, 산성화된 토질을 개선시킬 수 있고, 버려지는 수산물 폐기물을 재활용할 수 있으며, 이를 통해 자연의 활용도를 높여줌과 아울러 바다를 포함한 환경 오염을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 야생식물류인 현화식물류를 더 포함함으로써, 농작물의 성장촉진 및 생산량 증대가 가능하고, 나아가 병충해까지 예방할 수 있다.

최근 산성비에 의하여 농업용 토양은 물론 산림 토양 등 모든 토양은 산성화 경향이 뚜렸하기 때문에 알칼리성 석회비료의 사용이 바람직한데, 농업용 토지가 아닌 산림토양의 경우에는 본 발명과 같은 중화용 비료가 없기 때문에, 본 발명은 특히 산림 토양 개량에 유용하다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 토양개량제의 제조방법에 대한 것으로, 특히 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하는 것이 특징이고, 이를 위하여 굴패각 분말을 준비하는 단계(S100); 현화식물류 추출물을 준비하는 단계(S200); 및 상기 준비한 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 혼합하는 단계(S300);를 포함한다. 여기서, 상기 굴패각 분말을 준비하는 단계(S100)와 현화식물류 추출물을 준비하는 단계(S200)는 순서에 상관이 없고, 동시에 준비하는 것도 가능하다.

상기 굴패각 분말을 준비하는 단계(S100)는, 예를 들어, 호퍼에 투입되어 정량으로 공급되는 굴패각(패화석)을 죠 크라셔(Jaw crusher)로 1차 분쇄하고, 상기 1차 분쇄된 굴패각 입자 중 직경이 25~30mm 범위 내의 입자를 회전 스크린(rotary screen)으로 선별하며, 상기 선별한 입자를 400~700℃의 회전식 건조기에서 1차 건조한다. 1차 건조 후에는 죠 크라셔로 추가 분쇄한 다음 회전 스크린으로 상기 범위 내의 입자를 재선별하는 것이 가능하다.

그 후, 상기 1차 건조하거나 재선별한 입자를 냉각탑에서 10~15℃ 범위 내의 온도로 냉각시킨 다음, 상기 냉각시킨 입자를 60~80℃ 범위 내의 고온 열풍 가스로 상기 입자 내부의 습공기를 제거하면서 2차 건조한다. 여기서, 상기 2차 건조에 의해 발생하는 패화석의 배기가스(또는 배기가스 중의 수증기)는 별도의 응축콘텐서를 이용하여 응축시켜서 배출하는 것이 가능하다. 이것은 상기 1차 건조에 의해 발생하는 배기가스에 대해서도 할 수 있다. 상기 1차 또는 2차 건조 과정에서는 굴패각 입자 내의 수분이 증발되면서 그 안에 포함된 불순물을 제거할 수 있다. 즉, 배기가스 중 수증기의 불순물 일부를 응축하여 그 응축수를 외부로 배출함으로써, 불순물을 제거할 수 있고, 배기 중 굴패각의 미분을 제거하면서 건조 습공기를 배출할 수 있다.

이어서, 상기 2차 건조한 입자를 스크린을 이용해서 입자 크기가 1~5mm 범위 내인 입자를 선별한 다음, 햄머 크로셔(hammer crusher)로 2차 분쇄한 후 분말 상태로 저장해서, 굴패각 분말을 준비하는 것이 바람직하다.

상기 현화식물류 추출물을 준비하는 단계(S200)는, 야생에서 해풍을 맞고 자란 현화식물류에 속하는 식물을 잎, 줄기 및 뿌리로 절단해서 구분한다. 그리고, 상기 구분한 잎은 미사기로 3~5mm 범위 내로 미사해서 분쇄한 후 물을 넣고 30~50℃ 범위 내의 온도로 가열, 응축시키며, 상기 구분한 줄기 및 뿌리는 분쇄기(죠크라셔)로 분쇄한 후 50~80℃ 범위 내의 온도로 가열, 응축시킨다. 그런 다음, 상기 응축시킨 잎, 줄기 및 뿌리를 혼합한 후 80~100℃ 범위 내의 온도로 20~30분간 가열, 응축시켜서, 액상의 현화식물류 추출물을 준비하는 것이 바람직하다.

이러한 액상의 현화식물류 추출물은 성분 분석후, 별도로 저장하는 것이 바람직하고, 액상 포장은 18~180ℓ로 하는 것이 가능하다.

이어서, 본 발명은 상기 준비한 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 혼합하는 단계(S300);를 포함한다. 예를 들어, 상기 준비한 굴패각 분말을 성분검사하고 일정량을 상기 준비한 현화식물류 추출물과 혼합하는 것이다. 혼합하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 상기 굴패각 분말과 현화식물류 추출물이 각각의 공급기로부터 혼합기로 이송되고, 상기 혼합기에서 굴패각 분말과 현화식물류 추출물이 혼합된 후 응축되면서 본 발명에 따른 토양개량제가 제조되는 것이다.

이렇게 혼합한 토양개량제에는 상기 현화식물류 추출물이 가지고 있는 산쇼올, 디펜텐, 당, 아미노산, 유기질 및 티토로네로올 등이 포함된다.

상기와 같이 혼합한 이후에는, 일정량으로 포장해서 본 발명에 따른 토양개량제를 상품화하는 것이 가능하다. 포장 단위는 20kg~1000kg 인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양상은, 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하여 이루어지고, 화학적 성분으로는 40~50중량%의 알카리, 30~40중량%의 칼슘, 1~4중량%의 질소, 1~3중량%의 마그네슘, 그리고 나머지 3~28중량%의 성분은 산쇼올(sanshol), 디펜텐(dipentene), 당 및 아미노산을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양개량제이다.

즉, 본 발명은 원료물질로써 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하고, 상기 굴패각 분말과 현화식물류 추출물은 최종 제품인 토양개량제에도 포함된다. 동시에, 상기 토양개량제의 성분을 화학적으로 분석해 보면, 40~50중량%의 알카리, 30~40중량%의 칼슘, 1~4중량%(바람직하게는 1.4중량%)의 질소, 1~3중량%(바람직하게는 0.1중량%)의 마그네슘, 그리고 나머지 3~28중량%의 성분은 산쇼올(sanshol), 디펜텐(dipentene), 당 및 아미노산을 포함하여 이루어진다. 상기 나머지 3~28중량%의 성분 중에는 상기한 산쇼올(sanshol), 디펜텐(dipentene), 당 및 아미노산 이외에 소량의 티토로네로올, 유기질 등이 더 포함될 수 있다. 이러한 본 발명에 따른 토양개량제에는 중금속 성분은 포함되어 있지 않다.

이러한 본 발명에 따른 토양개량제는 친환경적인 유기농약 또는 복합비료이고, 유기질로 구성되어 있으며, 탈수처리를 한 경우에도 수분 성분이 40%에 달한다. 또한, 유기질 입자가 매우 작기 때문에, 빠른 속도로 토양에 흡수되는 동시에 빠른 속도로 식물(농작물)에 흡입된다. 또한, 본 발명은 야생초인 현화식물류를 포함하는 바, 현화식물류 특유의 향기와 티토로네로올과 산쇼올, 디펜텐 등을 함유하고 있어서, 다량의 칼슘 성분 등을 포함하고 있어서 화공농약 대체용으로 적합하다.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 : 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하는 토양개량제의 제조

먼저, 굴패각 분말은 다음과 같이 준비하였다. 즉, 굴패각을 호퍼에 투입하여 정량으로 공급하면서 죠 크라셔(Jaw crusher)로 1차 분쇄하였다. 그리고, 상기 1차 분쇄된 굴패각 입자 중 직경이 25~30mm 범위 내의 입자를 회전 스크린(rotary screen)으로 선별하였다. 이어서, 상기 선별한 입자를 400~700℃의 회전식 건조기에서 1차 건조하였다. 그 후, 상기 1차 건조한 입자를 냉각탑에서 10~15℃ 범위 내의 온도로 냉각시킨 다음, 상기 냉각시킨 입자를 60~80℃ 범위 내의 고온 열풍 가스로 상기 입자 내부의 습공기를 제거하면서 2차 건조하였다. 이와 동시에, 상기 2차 건조에 의해 발생하는 패화석의 배기가스는 별도의 응축콘텐서를 이용하여 응축시켜서 배출하였다. 이어서, 상기 2차 건조한 입자를 스크린을 이용해서 입자 크기가 1~5mm 범위 내인 입자를 선별한 다음, 햄머 크로셔(hammer crusher)로 2차 분쇄한 후 분말 상태로 저장해서, 굴패각 분말을 준비하였다.

그리고, 현화식물류 추출물은 다음과 같이 준비하였다. 즉, 야생에서 해풍을 맞고 자란 현화식물류에 속하는 식물을 잎, 줄기 및 뿌리로 절단해서 구분하였다. 그리고, 상기 구분한 잎은 미사기로 3~5mm 범위 내로 미사해서 분쇄한 후 물을 넣고 30~50℃ 범위 내의 온도로 가열, 응축시키며, 상기 구분한 줄기 및 뿌리는 분쇄기(죠크라셔)로 분쇄한 후 50~80℃ 범위 내의 온도로 가열, 응축시키었다. 그런 다음, 상기 응축시킨 잎, 줄기 및 뿌리를 혼합한 후 80~100℃ 범위 내의 온도로 20~30분간 가열, 응축시켜서, 액상의 현화식물류 추출물을 준비하였다.

이어서, 상기 준비한 굴패각 분말을 성분검사하고 일정량을 공급기를 통하여 상기 준비한 현화식물류 추출물에 공급하여 혼합시키었다.

실험예 1: 토양개량제의 성분 분석

상기 실시예에 따라 제조한 토양개량제의 성분을 분석하였고, 그 결과는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다. 여기서, 기준은 종래의 일반적인 토양개량제에 포함된 구성성분의 중량% 비율이다. 하기 표 1에는 595mm와 1,680mm 에서의 분말도도 함께 표시하였다.

구분	성분	기준(일반 토양개량제)	실시예
1	알카리 분	40.0 이하중량%	65.2중량%
2	칼슘	0중량%	30.8중량%
3	총질소	0중량%	1.4중량%
4	고토	2.14중량%	0.1중량%
5	기타	-	2.5중량%
6	분말도(595mm)	60.0이상	68.2
7	분말도(1,680mm)	98.0이하	99.2

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 토양개량제는 종래의 일반적인 토양개량제보다 토양 개량에 필요한 알카리 분과 칼슘이 현저히 더 많이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 토양개량제는 중금속 성분은 거의 검출되지 않았다.

실험예 2: 토양개량제를 이용한 토양 개량 효과 측정

상기 실시예에 따라 제조한 토양개량제를 이용해서 농작물이 심어진 토양의 토양 개량 효과를 측정하였다.

먼저, 상추, 배추, 시금치, 옥수수, 고추가 각각 심어진 pH 5의 산성 토양에 본 발명에 따른 토양개량제와 종래의 일반적인 토양개량제를 각각 48시간 동안 사용한 후, 상기 토양의 pH 변화를 측정하였다. 참고로, 작물의 생육에 적당한 토양 산도는 pH6.0~6.5이다.

그 결과는 하기 표 2에 나타난 바와 같다.

구분	상추	배추	시금치	옥수수	고추
기준(일반 토양개량제)	5.4	5.9	6.3	6.5	6.9
실시예	6.0	6.4	6.5	6.8	7.5

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 토양개량제가 종래의 일반적인 토양개량제보다 토양 개질 효과가 현저히 우수한 것을 알 수 있다. 평균적으로 약 57% 정도 우수하다. 일부 작물에서는 pH가 6.5를 넘기도 하였으나, 이는 본 발명에 따른 토양개량제의 사용량을 조절하면 적은량으로도 우수한 토양 개질 효과를 얻을 수 있다는 것을 의미한다.

한편, 별도로 상추와 배추를 대상으로 초기 생육 상황을 조사한 결과, 본 발명에 따른 토양개량제가 종래의 일반적인 토양개량제 보다 1.5~1.8배 정도 우수한 농작물 성장 효과를 가지고, 친환경적인 우수한 농작물의 성장 효과 및 병충해 예방 효과도 가지는 것으로 확인되었다.

Claims (3)

1. 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하는 토양개량제 제조방법으로써,
   굴패각을 1차 분쇄하고, 상기 1차 분쇄된 굴패각 입자 중 직경이 25~30mm 범위 내의 입자를 선별하며, 상기 선별한 입자를 1차 건조한 후, 상기 1차 건조한 입자를 냉각탑에서 10~15℃ 범위 내의 온도로 냉각시킨 다음, 상기 냉각시킨 입자를 60~80℃ 범위 내의 가스로 상기 입자 내부의 습기를 제거하면서 2차 건조하고, 상기 2차 건조한 입자를 2차 분쇄해서, 굴패각 분말을 준비하는 단계;
   현화식물류에 속하는 식물을 잎, 줄기 및 뿌리로 절단해서 구분하고, 상기 구분한 잎은 3~5mm 범위 내로 분쇄한 후 30~50℃ 범위 내의 온도로 응축시키며, 상기 구분한 줄기 및 뿌리는 분쇄한 후 50~80℃ 범위 내의 온도로 응축시킨 다음, 상기 응축시킨 잎, 줄기 및 뿌리를 혼합한 후 80~100℃ 범위 내의 온도로 20~30분간 응축시켜서, 현화식물류 추출물을 준비하는 단계; 및
   상기 준비한 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 혼합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 굴패각 분말을 준비하는 단계는,
   상기 1차 또는 2차 건조에 의해 발생하는 배기가스를 응축시켜서 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 제조방법.
   
3. 굴패각 분말과 현화식물류 추출물을 포함하여 이루어지고,
   화학적 성분으로는 40~50중량%의 알카리, 30~40중량%의 칼슘, 1~4중량%의 질소, 1~3중량%의 마그네슘, 그리고 나머지 3~28중량%의 성분은 산쇼올(sanshol), 디펜텐(dipentene), 당 및 아미노산을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토양개량제.