KR101232288B1 - 척박지용 토양 개량제 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40인 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 질소 화합물 비료 0.5~5 중량부, 인광석질 비료 0.5~5 중량부, 칼륨 화합물 비료 1~10 중량부, 미량원소 비료 0.1~30 중량부, 석회질 비료 1~10 중량부, 광물질 1~10 중량부 및 미생물 비료 0.5~5 중량부를 포함하는 조성물 형태의 척박지용 토양 개량제를 제공한다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제를 사용하는 경우 척박지의 물리화학적 특성 개량, 가급태 영양분 공급, 토양의 입단화 촉진, 토양의 투수성, 통기성 및 보수성 향상, 중금속 제거 등을 통해 토양 환경을 개선하고 식물의 식재나 식물의 생장을 원활하게 하는 인공지반을 조성할 수 있다.

Description

척박지용 토양 개량제 및 이의 제조방법{Soil conditioner for wild ground and manufacturing method of the same}
본 발병은 척박지용 토양 개량제 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 작물이나 수목과 같은 식물의 정상적인 생존 또는 생장이 어려운 지역으로 분류되는 척박지의 토양을 개량하여 식물의 식재 및 생장을 원활하게 할 수 있는 토양 개량제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
인간의 토지 개발에 의해 화학물질이 축적되거나 중금속에 의해 오염되거나 화학비료의 장기간 사용에 의해 산성화된 토양, 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지가 함유된 토양, 논 토양 및 자연적으로 발생된 절개지, 훼손지, 매립지 등은 대부분 식물이 생육하기에 적합하지 않거나 경우에 따라서는 매우 열악한 토질 및 환경 조건을 갖게 된다. 예를 들어, 화학물질의 축적으로 토양의 기본구조가 파괴되는 경우 일반적으로 미생물이 살 수 없는 토양 조건이 형성되어 작물의 성장이 순조롭지 못하다. 또한, 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지가 함유된 토양, 논 토양은 점토질성 미립토로 구성되어 있어서, 이를 식재기반 토양으로 이용할 경우 투수성 및 통기성의 불량, 유기물의 부패에 의한 유해가스의 발생, 양분 이온의 불균형 등에 의해 식물 뿌리의 질식 내지 식물의 생육 저하 등이 문제된다. 또한, 자연적으로 발생된 절개지(예를 들어 산사태 사면이나 임도 절취 사면 등), 훼손지 등은 양분이 많은 표토와 포토 부근의 심토가 제거된 채 토양으로의 이행과정으로 겪지 않은 모질물 내지 모암이 노출되어 있어서 식물이 요구하는 양분 함량이 극히 부족하고 양분 및 수분 보유 함량이 현저히 저하되어 있으며 경사를 가지고 있어서 침식과 붕괴의 위험을 내재하고 있다.
쓰레기 매립지 토양, 논 토양, 중금속 오염 토양(예를 들어 폐광산 주변 토양), 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 및 정수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지 토양, 절개지 사면 토양 등과 같은 척박지를 작물이나 수목의 식재 내지 생장이 원활하도록 하기 위해 토양 개량제를 사용하여 식재용 인공지반으로 조성하는 시도가 일반적으로 이루어지고 있다. 예를 들어, 대한민국등록특허공보 제10-0697671호에는 입단화 촉진제, 입자 응결 촉진제 및 토양화 촉진제로 이루어진 1그룹 개량물질; 발효 유기물, 질소 화합물, 인산 화합물, 칼륨 화합물, 황 화합물, 몰리브덴 화합물, 붕소 화합물, 아연 화합물, 망간 화합물, 구리 화합물 및 염소 화합물로 이루어진 2그룹 개량물질; 제오라이트, 벤토나이트, 버미큐라이트, 활성탄, 규회석 등으로 이루어진 3그룹 개량물질; 및 아나베나 등과 같은 남조류로 이루어진 4그룹 개량물질을 포함하는 토양 개량제를 처리하여 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 및 정수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지 토양, 논 토양, 중금속 오양 토양을 식물이나 수목의 생장이 가능한 식재용 인공지반으로 전환하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 대한민국등록특허공보 제10-0696099호에는 질석, 펄라이트, 천연 제올라이트, 세라믹 분말, 수피, 활성탄, 마사 및 피트모스를 혼합한 배합토를 사용하여 임해지, 쓰레기 매립지, 골프장 조성지와 같이 화학물질의 축적, 중금속 오염, 화학비료의 장기간 사용으로 산성화된 토양을 식물이 생장할 수 있는 최적의 서식환경으로 전환하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 대한민국등록특허공보 제10-0767054호에는 골재부산물 슬러지, 부산물 석고, 코코피트, 퇴비 및 마사토를 포함하는 토양개량제를 이용하여 경사지와 같은 척박지를 식물 생장에 적합한 식재 지반으로 전환하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 상기 기술들은 토양의 입단화를 통한 투수성 향상, 중금속 제거, 토양의 물리화학적 특성 개량 및 충분한 양분의 공급에 의한 식물의 생장 촉진과 같은 총제적인 측면에서 그 효과가 미흡하다는 단점이 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 척박지로 분류된 토양의 물리화학적 특성을 개량하고 토양의 입단화를 통한 통기성 및 투수성 향상, 토양 내 중금속 제거 및 충분한 양분의 공급에 의해 척박지로 분류된 토양을 식물 생장에 적합한 식재용 인공 지반으로 개선할 수 있는 토양 개량제 및 이의 제조방법을 제공하는데에 있다.
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40인 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 질소 화합물 비료 0.5~5 중량부, 인광석질 비료 0.5~5 중량부, 칼륨 화합물 비료 1~10 중량부, 미량원소 비료 0.1~30 중량부, 석회질 비료 1~10 중량부, 광물질 1~10 중량부 및 미생물 비료 0.5~5 중량부를 포함하는 조성물로서, 상기 가급태 유기물 퇴비는 수피와 톱밥을 포함하는 식물성 유기물 및 계분과 도축 부산물을 포함하는 동물성 유기물을 혼합한 유기물 혼합 원료에 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)을 포함하는 바실러스속 혼합 미생물을 첨가하고 발효시켜 형성한 것이고, 상기 질소 화합물 비료는 황산암모늄, 염산암모늄, 요소, 질산암모늄 및 석회질소로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 인광석질 비료는 과인산석회, 중과인산석회, 인산암모늄, 용성인산비료 및 소성인산비료로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 칼륨 화합물 비료는 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 미량원소 비료는 철 화합물, 알루미늄 화합물, 구리 화합물 및 망간 화합물을 포함하고, 상기 석회질 비료는 생석회, 소석회, 탄산석회, 규산석회 및 석회고토로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 광물질은 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트를 포함하고, 상기 미생물 비료는 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.)과 클로렐라속(Chlorella sp.)을 포함하는 녹조류와 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제를 제공한다.
또한, 본 발명은 수피와 톱밥을 포함하는 식물성 유기물 100 중량부 당 계분과 도축 부산물을 포함하는 동물성 유기물 100~200 중량부를 혼합한 유기물 혼합 원료에 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)을 포함하는 바실러스속 혼합 미생물을 상기 유기물 혼합 원료 100 중량부 당 0.1~1 중량부의 양으로 첨가하고 발효조에서 15~40일 동안 발효시켜 1차 발효 유기물을 수득하는 단계; 상기 1차 발효 유기물을 노지에서 60~12일 동안 발효시켜 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40인 가급태 유기물 퇴비를 수득하는 단계; 및 상기 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 질소 화합물 비료 0.5~5 중량부, 인광석질 비료 0.5~5 중량부, 칼륨 화합물 비료 1~10 중량부, 미량원소 비료 0.1~30 중량부, 석회질 비료 1~10 중량부, 광물질 1~10 중량부 및 미생물 비료 0.5~5 중량부를 첨가하고 혼합하는 단계를 포함하고, 상기 질소 화합물 비료는 황산암모늄, 염산암모늄, 요소, 질산암모늄 및 석회질소로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 인광석질 비료는 과인산석회, 중과인산석회, 인산암모늄, 용성인산비료 및 소성인산비료로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 칼륨 화합물 비료는 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 미량원소 비료는 철 화합물, 알루미늄 화합물, 구리 화합물 및 망간 화합물을 포함하고, 상기 석회질 비료는 생석회, 소석회, 탄산석회, 규산석회 및 석회고토로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 광물질은 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트를 포함하고, 상기 미생물 비료는 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.)과 클로렐라속(Chlorella sp.)을 포함하는 녹조류와 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제를 사용하는 경우 척박지의 물리화학적 특성 개량, 가급태 영양분 공급, 토양의 입단화 촉진, 토양의 투수성, 통기성 및 보수성 향상, 중금속 제거 등을 통해 토양 환경을 개선하고 식물의 식재나 식물의 생장을 원활하게 하는 인공지반을 조성할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제는 화학물질이 축적되거나 중금속에 의해 오염되거나 화학비료의 장기간 사용에 의해 산성화된 토양, 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지가 함유된 토양, 논 토양 및 자연적으로 발생된 절개지, 훼손지, 매립지 등과 같이 식물이 생육하기에 적합하지 않은 토양을 식재용 용토로 개량하는데 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 척박지의 열악한 토양 환경을 식물의 식재나 식물의 생장에 적합한 토양 환경으로 개선할 수 있는 토양 개량제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제는 가급태 유기물 퇴비, 질소 화합물 비료, 인광석질 비료, 칼륨 화합물 비료, 미량원소 비료, 석회질 비료, 광물질 및 미생물 비료를 포함하는 조성물의 형태를 가진다. 이하, 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제를 구성성분별로 나누어 설명한다.
가급태 유기물 퇴비
본 발명에서 가급태 유기물 퇴비는 유기물로부터 유래되고 식물이 이용할 수 있는 화학적 형태의 양분으로 존재하는 퇴비를 말하며, 질소, 인산, 칼륨을 식물이 쉽게 이용할 수 있는 가급태 형태로 포함한다. 구체적으로 본 발명에서 가급태 유기물 퇴비는 수피와 톱밥을 포함하는 식물성 유기물 및 계분과 도축 부산물을 포함하는 동물성 유기물을 혼합한 유기물 혼합 원료에 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)을 포함하는 바실러스속 혼합 미생물을 첨가하고 발효시켜 형성한 것으로서, 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40인 것을 특징으로 한다. 상기 수피는 나무의 껍질에 해당하는 것으로서, 토양에 양분을 공급할 뿐만 아니라 물리적 통기성을 개선하는 역할을 한다. 상기 톱밥은 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 높은 원료로서 수분 흡수율이 좋아 토양의 보수성을 향상시킨다. 상기 계분은 닭똥이라고 하는 것으로서, 질소, 인산 및 칼륨 성분이 상대적으로 높고 분해속도가 빨라 발효를 촉진하고 발효에 의해 가급태 양분을 공급한다. 또한, 도축 부산물은 소, 돼지, 닭 등과 같은 가축을 도축할 때 발생하는 폐기물로서, 돈모, 우모, 계모를 포함하는 각종 동물털은 물론 동물들의 발톱, 미처리 불가식 부분 등을 포함한다. 도축 부산물은 유기물 함량이 매우 높고 발효 후 토양의 지력을 상승시키는 작용을 하므로 작물의 생장에 도움을 준다. 상기 유기물 혼합 원료는 유기물의 분해능이 우수하고 유기물을 분해시켜 악취를 제거할 수 있는 바실러스속 혼합 미생물에 의해 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40이며 약 알칼리성인 가급태 유기물 퇴비로 변환된다. 이때, 상기 유기물 혼합 원료를 구성하는 식물성 유기물 대 동물성 유기물의 중량비는 1:1 내지 1:2인 것이 바람직하고, 1:1 내지 1:1.5인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 식물성 유기물을 구성하는 수피 대 톱밥의 중량비는 1:0.5 내지 1:2인 것이 바람직하고, 1:0.5 내지 1:1.5인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 동물성 유기물을 구성하는 계분 대 도축 부산물의 중량비는 1:0.5 내지 1:2인 것이 바람직하고 1:0.75 내지 1:1.25인 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 바실러스속 혼합 미생물의 첨가량은 유기물 혼합 원료 100 중량부 당 0.1~1 중량부인 것이 바람직하고, 0.1~0.5 중량부인 것이 더 바람직하다.
질소 화합물 비료
본 발명에서 질소 화합물 비료는 토양에 식물 생장의 필수 영양성분인 질소를 공급하는 역할을 한다. 상기 질소 화합물 비료는 황산암모늄, 염산암모늄, 요소, 질산암모늄 및 석회질소로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있고, 이중 양분 흡수율이 높은 요소(Urea)인 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제에서 질소 화합물 비료의 함량은 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 0.5~5 중량부인 것이 바람직하고, 1~3 중량부인 것이 더 바람직하다.
인광석질 비료
본 발명에서 인광석질 비료는 토양에 식물 생장의 필수 영양성분인 인을 제공하는 비료로서, 인광석을 원료로 제조된다. 상기 인광석질 비료는 과인산석회, 중과인산석회, 인산암모늄, 용성인산비료 및 소성인산비료로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있고, 이중 수용성 인산으로 구분되는 과인산석회, 중과인산석회, 또는 인산암모늄에서 선택되는 것이 바람직하고, 과인산석회인 것이 더 바람직하다. 과인산석회는 과석으로 약칭되며, 인광석을 황산으로 처리하여 얻는다. 과인산석회는 인산칼슘과 석고(CaSO4·2H2O의 혼합물로서, 작물의 생장 및 뿌리 발육을 촉진할 뿐만 아니라 뿌리, 줄기 또는 잎의 수를 증가시키는 역할을 한다. 과인산석회에 포함되는 인산칼슘에는 인산수소칼슘, 인산이수소칼슘, 인산삼칼슘 등이 있으며, 통상적으로 과인산석회에는 인산칼슘으로 인산이수소칼슘의 일수화물(Ca(H2PO4)2·H2O)이 사용된다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제에서 인광석질 비료의 함량은 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 0.5~5 중량부인 것이 바람직하고, 1~3 중량부인 것이 더 바람직하다.
칼륨 화합물 비료
본 발명에서 칼륨 화합물 비료는 토양에 식물 생장의 필수 영양성분인 칼륨을 공급하는 역할을 한다. 상기 칼륨 화합물 비료는 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있고, 이중 토양의 양분 이용률 증가 및 식물 생장의 필수 성분인 황을 제공하는 측면에서 황산칼륨인 것이 바람직하다. 또한, 황산칼륨은 토양의 산도를 교정하고, 중금속 및 유해물질을 불용화 내지 치환에 의해 제거하는 역할을 한다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제에서 칼륨 화합물 비료의 함량은 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 1~10 중량부인 것이 바람직하고, 2~6 중량부인 것이 더 바람직하다.
미량원소 비료
본 발명에서 미량원소 비료는 토양에 식물 생장에 필요한 철, 알루미늄, 구리, 망간 등과 같은 미량원소를 공급하는 역할을 한다. 상기 미량원소 비료는 철 화합물, 알루미늄 화합물, 구리 화합물 및 망간 화합물을 포함하고, 추가적으로 몰리브덴 화합물, 붕소 화합물, 아연 화합물 등을 더 포함할 수 있다. 상기 미량원소 비료를 구성하는 철 화합물은 FeO, Fe2O3, Fe3O4, FeS, FeSO4, Fe-EDTA, CaO·Fe2O3 및 CaO·Al2O3·Fe2O3로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있고, 알루미늄 화합물은 Al2O3, Al3(SO4)3, Al(OH)2, Al·K(SO4)2 및 Al·NH4(SO4)2로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있고, 구리 화합물은 Cu(OH)2, CuCl2 및 CuSO4로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있으며, 망간 화합물은 MnO2, Mn2O3, Mn3O4, Mn(OH)2, MnCl2 및 MnSO4로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있다. 본 발명에서 미량원소 비료는 개량할 토양이 강 및 호수의 퇴적토 내지 준설토 토양, 하수 처리 과정에서 발생하는 오니성 슬러지가 함유된 토양, 논 토양과 같이 점토질성 미립토로 구성되는 경우 토양의 입단화를 촉진하는 역할을 한다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제에서 미량원소 비료의 함량은 토양의 상태에 따라 다양한 범위를 가질 수 있으며, 통상적으로 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 0.1~30 중량부인 것이 바람직하고, 0.5~20 중량부인 것이 더 바람직하다.
석회질 비료
본 발명에서 석회질 비료는 토양의 산도를 교정하는 역할을 하며 칼슘을 주성분으로 하는 비료이다. 본 발명의 인산퇴비에 사용되는 석회질 비료는 생석회, 소석회, 탄산석회, 규산석회 및 석회고토로 이루어진 군에서 1종 이상 선택될 수 있고, 이중 석회고토인 것이 바람직하다. 석회고토는 탄산마그네슘(MgCO3)과 탄산석회(CaCO3)의 혼합물로서 토양에 칼슘뿐만 아니라 마그네슘을 동시에 공급하여 식물의 신진대사를 활성화하고 토양의 입단화를 촉진하며 토양의 양이온교환용량(cation exchange capacity, CEC)를 증대시키며 토양 중 유해물질을 흡수하여 유해물질로 인한 식물의 피해를 경감한다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제에서 석회질 비료의 함량은 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 1~10 중량부인 것이 바람직하고, 2~8 중량부인 것이 더 바람직하다.
광물질
본 발명에서 광물질은 양이온교환용량(cation exchange capacity, CEC)를 증대시키고 중금속 및 유해물질을 불용화 내지 치환에 의해 제거하는 역할을 한다. 상기 광물질은 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트를 포함하며, 양이온교환용량(cation exchange capacity, CEC)를 증대시킬 수 있는 다른 광물질을 더 포함할 수 있다. 상기 광물질에서 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트의 중량비는 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 제오라이트가 주성분이 되도록 1:(0.02~0.2):(0.02~0.2)로 배합될 수 있다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제에서 광물질의 함량은 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 1~10 중량부인 것이 바람직하고, 1~5 중량부인 것이 더 바람직하다.
미생물 비료
본 발명에서 미생물 비료는 특정 녹조류와 특정 남조류를 혼합한 미생물 제제로서, 생물학적 공중질소 고정, 토앙 입단화 촉진 및 토양의 통기성 향상, 토양의 염분 제거 등과 같은 역할을 한다. 본 발명에서 미생물 비료는 구체적으로 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.)과 클로렐라속(Chlorella sp.)을 포함하는 녹조류와 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류의 혼합물로 이루어진다. 상기 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.) 녹조류에는 클로미도모나스 레인하르드티(Chlamydomonas reinhardtii), 클라미도모나스 카우다타 윌레(Chlamydomonas caudata Wille), 클라미도모나스 모에우시(Chlamydomonas moewusii), 클라미도모나스 니발리스(Chlamydomonas nivalis) 등이 있다. 또한, 상기 클로렐라속(Chlorella sp.) 녹조류에는 클로렐라 아니트라타(Chlorella anitrata), 클로렐라 안타르크티카(Chlorella antarctica), 클로렐라 아우레오비리디스(Chlorella aureoviridis), 클로렐라 캔디다(Chlorella Candida), 클로렐라 캡슐라타(Chlorella capsulata), 클로렐라 데식카타(Chlorella desiccata), 클로렐라 엘립소이데아(Chlorella ellipsoidea), 클로렐라 에메르소니이(Chlorella emersonii), 클로렐라 푸스카(Chlorella fusca), 클로렐라 푸스카 var. 바쿠올라타(Chlorella fusca var. vacuolata), 클로렐라 글루코트로파(Chlorella glucotropha), 클로렐라 인퓨시오눔(Chlorella infusionum), 클로렐라 인퓨시오눔 var. 악토필라(Chlorella infusionum var. Actophila), 클로렐라 인퓨시오눔 var. 아우세노필라(Chlorella infusionum var. Auxenophila), 클로렐라 케슬러리(Chlorella kessleri), 클로렐라 루테오비리디스(Chlorella luteoviridis), 클로렐라 루테오비리디스 var. 아우레오비리디스(Chlorella luteoviridis var. aureoviridis), 클로렐라 루테오비리디스 var. 루테센스(Chlorella luteoviridis var. Lutescens), 클로렐라 미니아타(Chlorella miniata), 클로렐라 미누티시마(Chlorella minutissima), 클로렐라 무타빌리스(Chlorella mutabilis), 클로렐라 녹투르나(Chlorella nocturna), 클로렐라 파르바(Chlorella parva), 클로렐라 포토필라(Chlorella photophila), 클로렐라 프링세이미이(Chlorella pringsheimii), 클로렐라 프로토테코이드(Chlorella protothecoides), 클로렐라 피레노이도사(Chlorella pyrenoidosa), 클로렐라 레귤라리스(Chlorella regularis), 클로렐라 레귤라리스 var. 미니마(Chlorella regularis var. minima), 클로렐라 레귤라리스 var. 움브리카타(Chlorella regularis var. umbricata), 클로렐라 레이시글리이(Chlorella reisiglii), 클로렐라 사카로필라(Chlorella saccharophila), 클로렐라 사카로필라 var. 엘립소이데아(Chlorella saccharophila var. ellipsoidea), 클로렐라 살리나(Chlorella salina), 클로렐라 심플렉스(Chlorella simplex), 클로렐라 소로키니아나(Chlorella sorokiniana), 클로렐라 종(Chlorella sp.), 클로렐라 스파에리카(Chlorella sphaerica), 클로렐라 스티그마토포라(Chlorella stigmatophora), 클로렐라 반니엘리이(Chlorella vanniellii), 클로렐라 바리아빌리스(Chlorella variabilis), 클로렐라 불가리스(Chlorella vulgaris), 클로렐라 불가리스 에프. 테르티아(Chlorella vulgaris f. tertia), 클로렐라 불가리스 var. 아이리디스(Chlorella vulgaris var. airidis), 클로렐라 불가리스 var. 불가리스(Chlorella vulgaris var. vulgaris), 클로렐라 불가리스 var. 불가리스 에프. 테르티아(Chlorella vulgaris var. vulgaris f. tertia), 클로렐라 불가리스 var. 불가리스 에프. 비리디스(Chlorella vulgaris var. vulgaris f. viridis), 클로렐라 크산텔라(Chlorella xanthella), 클로렐라 조핀지엔시스(Chlorella zofingiensis) 등이 있다. 또한, 상기 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 남조류에는 톨리포트릭스 비쏘이에아(Tolypothrix byssoidea), 톨리포트릭스 테누이스(Tolypothrix tenuis), 톨리포트릭스 스키토네모이데스(Tolypothrix scytonemoides), 톨리포트릭스 세이토니카(Tolypothrix ceytonica), 톨리포트릭스 프라질리스(Tolypothrix fragilis), 톨리포트릭스 디스토르타(Tolypothrix distorta) 등이 있다. 또한, 상기 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류에는 아나베나 애쿠알리스(Anabaena aequalis), 아나베나 아피니스(Anabaena affinis), 아나베나 앙스투말리스 앙스투말리스(Anabaena angstumalis angstumalis), 아나베나 앙스투말리스 마르키타(Anabaena angstumalis marchita), 아나베나 아파니조멘도이데스(Anabaena aphanizomendoides), 아나베나 아졸라에(Anabaena azollae), 아나베나 보르네티아나(Anabaena bornetiana), 아나베나 카테눌라(Anabaena catenula), 아나베나 세드로룸(Anabaena cedrorum), 아나베나 시르시날리스(Anabaena circinalis), 아나베나 콘페르보이데스(Anabaena confervoides), 아나베나 콘스트릭타(Anabaena constricta), 아나베나 시아노박테리움(Anabaena cyanobacterium), 아나베나 시카데아에(Anabaena cycadeae), 아나베나 실린드리카(Anabaena cylindrica), 아나베나 에키니스포라(Anabaena echinispora), 아나베나 펠리시(Anabaena felisii), 아나베나 플로스-아쿠아에 플로스-아쿠아에(Anabaena flos-aquae flos-aquae), 아나베나 플로스-아쿠아에 마이너(Anabaena flos-aquae minor), 아나베나 플로스-아쿠아에 트렐리아세이(Anabaena flos-aquae treleasei), 아나베나 헬리코이데아(Anabaena helicoidea), 아나베나 이나에쿠알리스(Anabaena inaequalis), 아나베나 라포니카(Anabaena lapponica), 아나베나 락사(Anabaena laxa), 아나베나 렘메르만니(Anabaena lemmermannii), 아나베나 레반데리(Anabaena levanderi), 아나베나 림네티카(Anabaena limnetica), 아나베나 마크로스포라 마크로스포라(Anabaena macrospora macrospora), 아나베나 마크로스포라 로부스타(Anabaena macrospora robusta), 아나베나 몬티쿨로사(Anabaena monticulosa), 아나베나 아노스톡(Anabaena nostoc), 아나베나 오실라리오이데스(Anabaena oscillarioides), 아나베나 플랜트토니카(Anabaena planctonica), 아나베나 라시보르스키(Anabaena raciborskii), 아나베나 쉐르메티에비(Anabaena scheremetievi), 아나베나 스패리카(Anabaena sphaerica), 아나베나 스피로이데스 크라싸(Anabaena spiroides crassa), 아나베나 스피로이데스 스피로이데스(Anabaena spiroides spiroides), 아나베나 서브실린드리카(Anabaena subcylindrica), 아나베나 토루로사(Anabaena torulosa), 아나베나 유니스포라(Anabaena unispora), 아나베나 바리아빌리스(Anabaena variabilis), 아나베나 베르루코사(Anabaena verrucosa), 아나베나 비구이에리(Anabaena viguieri), 아나베나 위스콘시넨세(Anabaena wisconsinense), 아나베나 지어린지(Anabaena zierlingii) 등이 있다. 본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제에서 미생물 비료의 함량은 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 0.5~5 중량부인 것이 바람직하고, 0.5~2 중량부인 것이 더 바람직하다.
본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제의 제조방법은 수피와 톱밥을 포함하는 식물성 유기물 100 중량부 당 계분과 도축 부산물을 포함하는 동물성 유기물 100~200 중량부를 혼합한 유기물 혼합 원료에 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)을 포함하는 바실러스속 혼합 미생물을 상기 유기물 혼합 원료 100 중량부 당 0.1~1 중량부의 양으로 첨가하고 발효조에서 15~40일 동안 발효시켜 1차 발효 유기물을 수득하는 단계; 상기 1차 발효 유기물을 노지에서 60~12일 동안 발효시켜 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40인 가급태 유기물 퇴비를 수득하는 단계; 및 상기 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 질소 화합물 비료 0.5~5 중량부, 인광석질 비료 0.5~5 중량부, 칼륨 화합물 비료 1~10 중량부, 미량원소 비료 0.1~30 중량부, 석회질 비료 1~10 중량부, 광물질 1~10 중량부 및 미생물 비료 0.5~5 중량부를 첨가하고 혼합하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 식물성 유기물을 구성하는 수피 대 톱밥의 중량비는 1:0.5 내지 1:2인 것이 바람직하다. 또한, 상기 동물성 유기물을 구성하는 계분 대 도축 부산물의 중량비는 1:0.5 내지 1:2인 것이 바람직하다. 또한, 상기 질소 화합물 비료는 황산암모늄, 염산암모늄, 요소, 질산암모늄 및 석회질소로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 인광석질 비료는 과인산석회, 중과인산석회, 인산암모늄, 용성인산비료 및 소성인산비료로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 칼륨 화합물 비료는 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 미량원소 비료는 철 화합물, 알루미늄 화합물, 구리 화합물 및 망간 화합물을 포함하고, 상기 석회질 비료는 생석회, 소석회, 탄산석회, 규산석회 및 석회고토로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 상기 광물질은 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트를 포함하고, 상기 미생물 비료는 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.)과 클로렐라속(Chlorella sp.)을 포함하는 녹조류와 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류의 혼합물로 이루어진다.
본 발명에 따른 척박지용 토양 개량제의 제조방법 중 가급태 유기물 퇴비를 수득하는 단계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 수피, 톱밥, 계분, 도축 분산물 등의 식물성 유기물과 동물성 유기물을 혼합하여 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 100 이상인 유기물 혼합 원료를 수득한다. 이후, 유기물 혼합 원료를 발효조에 넣고, 여기에 바실러스속 미생물을 첨가한 후, 산소를 공급한 상태, 즉 호기 조건에서 충분한 교반을 하면서 15~40일 동안, 바람직하게는 20~30일 동안 발효시켜 1차 발효 유기물을 수득한다. 이때, 1차 발효의 전기 단계에서 발효 온도는 약 40℃ 이하로 유지되며 바실러스속 미생물의 개체수가 증가하고 유기물의 단백질, 당류, 전분 등이 분해되기 시작하다. 또한, 1차 발효의 후기 단계에서 발효 온도가 약 60℃ 이상(예를 들어 60~80℃)으로 상승하고, 유기물 내에 존재하는 방선균과 같은 고온성 미생물에 의해 발효가 지배되며 기생충알 같은 유해물질이 제거된다. 1차 발효에 의해 수득된 1차 발효 유기물은 함수율이 약 50~65%이고 산도는 약 알칼리성이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)는 100 미만으로 떨어진다. 이후, 1차 발효에 의해 얻은 1차 발효 유기물을 노지에 놓고 약 60~120일 동안, 바람직하게는 80~100일 동안 후숙 발효를 수행한다. 후숙 발효 시 약 30일 간격으로 1차 발효 유기물을 앞뒤로 뒤집어 산소를 전체적으로 충분히 공급한다. 후숙 발효에 의해 1차 발효 유기물에 존재하는 악취가 제거되고 유해 중간 산물 및 미분해 물질이 분해되어 가급태 유기물 퇴비로 전환된다. 이때, 가급태 유기물 퇴비는 함수율이 40% 이하로 감소하고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40, 바람직하게는 25~35 범위로 떨어진다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더 구체적으로 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 척박지용 토양 개량제의 제조
제조예 1.
도축 부산물 30 중량부, 계분 30 중량부, 수피 25 중량부 및 톱밥 15 중량부를 혼합한 유기물 혼합 원료를 발효조에 넣고, 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)을 포함하는 바실러스속 혼합 미생물 0.5 중량부를 접종하고 약 25일 동안 1차 발효시켜 1차 발효 유기물을 수득하였다. 1차 발효시 발효조 바닥에 구비된 산소 공급 장치를 이용하여 호기 조건을 유지하였고, 발효조 내에 구비된 임펠러로 유기물 혼합 원료와 바실러스속 혼합 미생물을 고르게 교반하였다. 1차 발효시 발효조 내 온도 프로파일은 초기에는 40℃ 이하로 유지되었다가 이후 점진적으로 80℃까지 상승하였다. 1차 발효 유기물은 함수율이 약 60%이었고, 산도는 약 알칼리성이었다. 1차 발효 유기물을 발효조에서 꺼내어 노지에 방치하고 약 90일 동안 2차 발효시켜 가급태 유기물 퇴비를 수득하였다. 2차 발효시 30일 간격으로 1차 발효 유기물을 뒤집어서 산소를 전체적으로 공급하고 혐기성 발효를 방지하였다. 가급태 유기물 퇴비는 함수율이 약 35%이었고, 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 약 30이었다.
가급태 유기물 퇴비 100 중량부, 요소(urea) 2 중량부, 과인산석회 2 중량부, 황산칼륨 4 중량부, 미량원소 비료(Fe-EDTA:Al3(SO4)3:CuSO4:Mn3O4의 중량비는 1:1:1:1임) 10 중량부, 석회고토 5 중량부, 광물질(제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트의 중량비는 1:0.1:0.1임) 3 중량부 및 미생물 비료 3 중량부를 혼합한 후 영구자석장치로 불순물을 제거하여 척박지용 토양 개량제를 제조하였다. 이때, 미생물 비료는 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.)과 클로렐라속(Chlorella sp.)을 포함하는 녹조류와 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류를 혼합한 제품(제품명 : MICROP 4XL; 공급사 : Soil Technologies Corp., USA)을 사용하였다.
비교제조예 1.
(1) 1그룹 개량물질의 제조
입단화 촉진제로 CaSO4 60 중량부, MgO 20 중량부, 입자 응결 촉진제로 Fe2O3 1.5 중량부, Al2O3 0.5 중량부, 토양화 촉진제로 SiO2 18 중량부를 혼합하여 1그룹 개량물질을 제조하였다.
(2) 2그룹 개량물질의 제조
참나무 수피를 완전 발효시킨 유기물 70 중량부, 요소(Urea) 10 중량부, 과인산석회 10 중량부, 황산칼륨 5 중량부, 암모니움몰리브데이트 0.5 중량부, H3BO3 3 중량부, ZnSO4 0.5 중량부, Mn(OH)2 0.5 중량부, CuSO4 0.5 중량부를 혼합하여 2그룹 개량물질을 제조하였다.
(3) 3그룹 개량물질의 제조
제오라이트 80 중량부, 버미큐라이트 7 중량부, 벤토나이트 7 중량부, 실리카 1 중량부, 규회석 2 중량부, 활성탄 3 중량부를 혼합하여 3그룹 개량물질을 제조하였다.
(4) 4그룹 개량물질의 제조
아나베나(anabaena), 아나베놉시스(anabaenopsis), 닥티로코콥시스(dactylococcopsis), 시네코시스티스(synechocystis), 마이크로시스티스(mocrocystis)로 구성된 혼합 남조류를 물 100 중량부에 0.5 중량부 첨가하고 희석하여 4그룹 개량물질을 제조하였다.
(5) 척박지용 토양 개량제의 제조
상기에서 제조한 1그룹 개량물질과 3그룹 개량물질을 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 이와 별도로 2그룹 개량물질에 4그룹 개량물질을 분무하고 혼합하여 제2혼합물을 제조하였다. 이후, 제1혼합물과 제2혼합물을 혼합하여 척박지용 토양 개량제를 제조하였다.
2. 토양 개량제의 처리에 의한 강 퇴적토의 입단화 정도
점토질성 미립토인 강 퇴적토 100 중량부 당 제조예 1 및 비교제조예 1에서 제조한 토양 개량제를 각각 5 중량부를 배합하여 배합토를 제조하였다. 상기에서 제조한 배합토를 1ℓ 용량의 폿트에 담고, 직사광선이 없는 장소에 방치한 후 5일 간격으로 침출수가 생기지 않을 정도로 관수하였다. 120일이 경과한 시점에서 배합토의 입단화를 측정하였다. 구체적으로 배합토를 채취하여 진탕기의 최상부에 있는 미세 체에 넣고 담수상태에서 20분간 상하로 진탕하고, 각 체에 남아있는 시료를 건조하여 입단화 비율을 습식체별법(Wet sieving method)으로 측정하였다. 대조군으로 토양 개량제를 처리하지 않은 강 퇴적토를 사용하였다. 하기 표 1에 토양 개량제의 처리에 의한 강 퇴적토의 입단화 정도 측정 결과를 나타내었다.
배합토 구분 입단화율(%)
대조군(토양 개량제 무처리) 4.3
제조예 1의 토양 개량제 처리 48.7
비교제조예 1의 토양 개량제 처리 39.5
상기 표 1에서 보이는 바와 같이 제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토는 비교제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토에 비해 입단화율이 상대적으로 높게 나타났다. 제조예 1의 토양 개량제를 처리한 척박지의 토양은 입단화의 촉진에 의해 통기성, 투수성 및 보수성이 동시에 증가하고 토양의 물리성이 개선될 것으로 예상된다. 상기 결과는 제조예 1의 토양 개량제 제조시 사용한 유기물 혼합 원료의 종류, 바실러스속 혼합 미생물 및 특정 녹조류와 남조류를 포함하는 미생물 비료의 조합에 의한 것으로 판단된다.
3. 토양 개량제의 처리에 의한 강 퇴적토의 투수성, 화학적 특성 및 식물 생장 촉진 특성 변화
점토질성 미립토인 강 퇴적토 100 중량부 당 제조예 1 및 비교제조예 1에서 제조한 토양 개량제를 각각 5 중량부를 배합하여 배합토를 제조하였다. 상기에서 제조한 배합토 및 토양 개량제를 처리하지 않은 강 퇴적토 300g을 각각 칼럼에 충전하고 상부에서 하부로 흐르도록 물을 연속적으로 공급해 주었다. 이때, 60시간 동안 시료를 통과하여 빠져나온 물의 양을 측정하고 단위시간당 빠져나온 물의 양으로 환산하여 투수 속도를 구하였다. 또한, 투수 속도 측정 후 칼럼 속 시료를 분석하여 화학적 특성 변화를 관찰하였다. 하기 표 2에 토양 개량제의 처리에 의한 강 퇴적토의 투수성 변화 측정 결과를 나타내었다. 또한, 하기 표 3에 토양 개량제의 처리에 의한 강 퇴적토의 화학적 특성 변화 측정 결과를 나타내었다.
배합토 구분 투수 속도(㎖/hr)
대조군(토양 개량제 무처리) 55.2
제조예 1의 토양 개량제 처리 213.5
비교제조예 1의 토양 개량제 처리 152.1
상기 표 2에서 보이는 바와 같이 제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토는 비교제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토에 비해 투수 속도가 상대적으로 높게 나타났다. 이로부터 제조예 1의 토양 개량제가 강 퇴적토의 홑알 입자를 빠르게 떼알 조직화함을 알 수 있다. 상기 결과는 제조예 1의 토양 개량제 제조시 사용한 유기물 혼합 원료의 종류, 바실러스속 혼합 미생물 및 특정 녹조류와 남조류를 포함하는 미생물 비료의 조합에 의한 것으로 판단된다.
배합토 구분 pH
(1;5로 희석)		 전기 전도도
(dS/m)
 유기물 함량(%) 유효인산
(ppm)		 치환성 양이온 함량(me/100g)
K+ Na+ Ca2 + Mg2 +
대조군(토양 개량제 무처리) 7.25 0.89 0.65 40.6 0.13 0.43 2.26 0.35
제조예 1의 토양 개량제 처리 6.81 0.97 6.45 243.4 2.15 0.28 6.94 2.78
비교제조예 1의 토양 개량제 처리 6.75 1.12 3.69 182.6 1.79 0.39 6.52 2.15
상기 표 2에서 보이는 바와 같이 제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토는 비교제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토에 비해 유효 인산의 함량 및 칼슘 이온의 함량이 상대적으로 높고 나트륨 이온의 함량은 상대적으로 낮게 나타났다. 상기 결과는 제조예 1의 토양 개량제 제조시 사용한 유기물 혼합 원료의 종류, 바실러스속 혼합 미생물 및 특정 녹조류와 남조류를 포함하는 미생물 비료의 조합에 의한 것으로 판단된다.
상기에서 60시간 물을 통과한 시료에 식물을 식재하여 식물의 생장량을 비교하였다. 구체적으로 시료를 각각 내경이 12㎝인 폿트에 각각 200g씩 충전하고, 여기에 발아율이 90%인 Bentgrass 잔디 종자를 각각 0.1g씩 평량하여 산파 방식으로 파종한 후 일정 시간이 경과하였을 때의 잔디의 생장량을 측정하였다. 구체적으로 파종 30일 경과 후에 지표 1㎝ 부위에서 잔디를 절단하고 무게를 1차 측정하였고, 1차 측정 후 20일이 경과하였을 때 2차 측정을 수행하였다. 표 4에 1차 측정 결과를 나타내었고, 표 5에 2차 측정 결과를 나타내었다. 대조군으로 토양 개량제를 처리하지 않은 강 퇴적토를 사용하였고, 대조군을 100으로 하여 다른 처리구의 생장지수를 나타내었다.
배합토 구분 1차 측정 시 잔디 생장량(g) 생장 지수
대조군(토양 개량제 무처리) 0.882 100
제조예 1의 토양 개량제 처리 2.564 290.7
비교제조예 1의 토양 개량제 처리 2.121 240.5
배합토 구분 2차 측정시 잔디 생장량(g) 생장 지수
대조군(토양 개량제 무처리) 1.684 100
제조예 1의 토양 개량제 처리 4.697 278.9
비교제조예 1의 토양 개량제 처리 3.962 235.3
상기 표 4 및 표 5에서 보이는 바와 같이 제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토에서 비교제조예 1의 토양 개량제를 처리한 강 퇴적토에 비해 잔디 생장량이 상대적으로 높게 나타났다. 제조예 1의 토양 개량제는 토양 개량제 제조시 사용한 유기물 혼합 원료의 종류, 바실러스속 혼합 미생물 및 특정 녹조류와 남조류를 포함하는 미생물 비료의 조화에 의해 강 퇴적토를 식물 생장에 적합한 환경으로 개선하고, 가급태 영양분을 공급하여 작물 생장의 초기 발근 및 착근을 촉진하는 것으로 판단된다.
4. 토양 개량제의 처리에 의한 폐광 토양의 중금속 함량 변화
중금속에 오염된 폐광 주변의 토양 100 중량부 당 제조예 1 및 비교제조예 1에서 제조한 토양 개량제를 각각 5 중량부를 배합하여 배합토를 제조하였다. 상기에서 제조한 배합토 및 토양 개량제를 처리하지 않은 폐광 토양 300g을 각각 칼럼에 충전하고 상부에서 하부로 흐르도록 물을 60일간 연속적으로 공급해 주었다. 물을 60일간 공급한 후 칼럼 속 시료에 함유되어 있는 Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Hg, As의 양을 측정하였다. 하기 표 6에 토양 개량제의 처리에 의한 폐광 토양의 중금속 함량 변화 측정 결과를 나타내었다.
배합토 구분 중금속 함량(ppm)
Cd Cr Cu Ni Pb Zn Hg As
대조군(토양 개량제 무처리) 0.78 3.59 35.41 4.87 48.32 78.65 0.95 3.53
제조예 1의 토양 개량제 처리 0.00 0.15 0.58 0.01 0.19 1.86 0.00 0.00
비교제조예 1의 토양 개량제 처리 0.00 0.22 0.65 0.01 0.31 2.16 0.00 0.00
상기 표 6에서 보이는 바와 같이 제조예 1의 토양 개량제를 처리한 폐광 토양에서 비교제조예 1의 토양 개량제를 처리한 폐광 토양에 비해 중금속 저감 효과가 상대적으로 높게 나타났다. 상기 결과는 제조예 1의 토양 개량제 제조시 사용한 유기물 혼합 원료의 종류, 바실러스속 혼합 미생물 및 특정 녹조류와 남조류를 포함하는 미생물 비료의 조합에 의한 것으로 판단된다.
이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40인 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 질소 화합물 비료 0.5~5 중량부, 인광석질 비료 0.5~5 중량부, 칼륨 화합물 비료 1~10 중량부, 미량원소 비료 0.1~30 중량부, 석회질 비료 1~10 중량부, 광물질 1~10 중량부 및 미생물 비료 0.5~5 중량부를 포함하는 조성물로서,
    상기 가급태 유기물 퇴비는 수피와 톱밥을 포함하는 식물성 유기물 및 계분과 도축 부산물을 포함하는 동물성 유기물을 혼합한 유기물 혼합 원료에 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)을 포함하는 바실러스속 혼합 미생물을 첨가하고 발효시켜 형성한 것이고,
    상기 질소 화합물 비료는 황산암모늄, 염산암모늄, 요소, 질산암모늄 및 석회질소로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 인광석질 비료는 과인산석회, 중과인산석회, 인산암모늄, 용성인산비료 및 소성인산비료로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 칼륨 화합물 비료는 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 미량원소 비료는 철 화합물, 알루미늄 화합물, 구리 화합물 및 망간 화합물을 포함하고,
    상기 석회질 비료는 생석회, 소석회, 탄산석회, 규산석회 및 석회고토로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 광물질은 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트를 포함하고,
    상기 미생물 비료는 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.)과 클로렐라속(Chlorella sp.)을 포함하는 녹조류와 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유기물 혼합 원료를 구성하는 식물성 유기물 대 동물성 유기물의 중량비는 1:1 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 식물성 유기물을 구성하는 수피 대 톱밥의 중량비는 1:0.5 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 동물성 유기물을 구성하는 계분 대 도축 부산물의 중량비는 1:0.5 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.

  5. 제 4항에 있어서, 상기 바실러스속 혼합 미생물의 첨가량은 유기물 혼합 원료 100 중량부 당 0.1~1 중량부인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 질소 화합물 비료는 요소이고, 인광석질 비료는 과인산석회이고, 칼륨 화합물 비료는 황산칼륨이고, 상기 석회질 비료는 석회고토인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 미량원소 비료를 구성하는 철 화합물은 FeO, Fe2O3, Fe3O4, FeS, FeSO4, Fe-EDTA, CaO·Fe2O3 및 CaO·Al2O3·Fe2O3로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 알루미늄 화합물은 Al2O3, Al3(SO4)3, Al(OH)2, Al·K(SO4)2 및 Al·NH4(SO4)2로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 구리 화합물은 Cu(OH)2, CuCl2 및 CuSO4로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이며, 망간 화합물은 MnO2, Mn2O3, Mn3O4, Mn(OH)2, MnCl2 및 MnSO4로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.

  8. 제 7항에 있어서, 상기 광물질을 구성하는 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트의 중량비는 1:(0.02~0.2):(0.02~0.2)인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제.
  9. 수피와 톱밥을 포함하는 식물성 유기물 100 중량부 당 계분과 도축 부산물을 포함하는 동물성 유기물 100~200 중량부를 혼합한 유기물 혼합 원료에 바실러스 푸밀러스(Bacillus pumilus), 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 리케니포미스(Bacillus licheniformis) 및 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium)을 포함하는 바실러스속 혼합 미생물을 상기 유기물 혼합 원료 100 중량부 당 0.1~1 중량부의 양으로 첨가하고 발효조에서 15~40일 동안 발효시켜 1차 발효 유기물을 수득하는 단계;
    상기 1차 발효 유기물을 노지에서 60~12일 동안 발효시켜 함수율이 10~40%이고 총 유기물 대 질소의 비(OM/N)가 20~40인 가급태 유기물 퇴비를 수득하는 단계; 및
    상기 가급태 유기물 퇴비 100 중량부 당 질소 화합물 비료 0.5~5 중량부, 인광석질 비료 0.5~5 중량부, 칼륨 화합물 비료 1~10 중량부, 미량원소 비료 0.1~30 중량부, 석회질 비료 1~10 중량부, 광물질 1~10 중량부 및 미생물 비료 0.5~5 중량부를 첨가하고 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 질소 화합물 비료는 황산암모늄, 염산암모늄, 요소, 질산암모늄 및 석회질소로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 인광석질 비료는 과인산석회, 중과인산석회, 인산암모늄, 용성인산비료 및 소성인산비료로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 칼륨 화합물 비료는 염화칼륨, 황산칼륨, 질산칼륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 미량원소 비료는 철 화합물, 알루미늄 화합물, 구리 화합물 및 망간 화합물을 포함하고,
    상기 석회질 비료는 생석회, 소석회, 탄산석회, 규산석회 및 석회고토로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고,
    상기 광물질은 제오라이트, 벤토나이트 및 버미큐라이트를 포함하고,
    상기 미생물 비료는 클라미도모나스속(Chlamydomonas sp.)과 클로렐라속(Chlorella sp.)을 포함하는 녹조류와 톨리포트릭스속(Tolypothrix sp.) 아나베나속(Anabaena sp.)을 포함하는 남조류의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 식물성 유기물을 구성하는 수피 대 톱밥의 중량비는 1:0.5 내지 1:2이고, 상기 동물성 유기물을 구성하는 계분 대 도축 부산물의 중량비는 1:0.5 내지 1:2인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 질소 화합물 비료는 요소이고, 인광석질 비료는 과인산석회이고, 칼륨 화합물 비료는 황산칼륨이고, 상기 석회질 비료는 석회고토인 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 미량원소 비료를 구성하는 철 화합물은 FeO, Fe2O3, Fe3O4, FeS, FeSO4, Fe-EDTA, CaO·Fe2O3 및 CaO·Al2O3·Fe2O3로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 알루미늄 화합물은 Al2O3, Al3(SO4)3, Al(OH)2, Al·K(SO4)2 및 Al·NH4(SO4)2로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이고, 구리 화합물은 Cu(OH)2, CuCl2 및 CuSO4로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것이며, 망간 화합물은 MnO2, Mn2O3, Mn3O4, Mn(OH)2, MnCl2 및 MnSO4로 이루어진 군에서 1종 이상 선택된 것을 특징으로 하는 척박지용 토양 개량제 제조방법.
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