KR101239540B1 - 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법 및 그의 사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 암석을 이용하여 미네랄수를 제조할 수 있게 함으로써 제조원가를 절감, 제조시간 단축, 및 보다 적은 양의 사용으로도 식물 성장에 필요한 미네랄을 충분히 공급할 수 있는 효과가 있다.
이를 위해 특히, 천연암석이나 천연광물을 분쇄하여 미세분말을 형성하는 단계(S100); 형성된 미세분말에 구연산을 첨가하여 혼합물을 형성하는 단계(S200); 혼합물을 80 내지 100℃의 온도로 20분 내지 30분간 가열하는 1차 가열 단계(S300); 가열된 혼합물을 증류수에 열탕하여 혼합물액을 형성한 후, 혼합물액을 90 내지 100℃의 온도로 25 내지 35분간 가열하는 2차 가열단계(S400); 및 2차 가열된 혼합물액을 여과하여 고형분을 제거하는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법 및 그의 사용방법이 개시된다.

Description

식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법 및 그의 사용방법{Method of maunfacturing mineral water for plant growth promoting and method of using thereof}

본 발명은 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법 및 그의 사용방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 작물의 각 성장단계별로 효소의 작용을 활발하게 하며, 광합성을 촉진시킬 수 있는 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법 및 그의 사용방법에 관한 것이다.

현재 식물의 생육을 원활하게 하기 위한 방법으로는 화학비료를 시비하거나 퇴비, 동물의 배설물 등을 시비하여 식물 생육에 필요한 영양분을 공급하는 방법이 사용되고 있다.

식물은 리비히의 최소량의 법칙에 의해 자신이 흡수할 수 있는 모든 원소중에서 가장 소량의 원소를 기준으로 하여 여러 가지 원소들을 흡수하는 방식을 택하고 있다. 따라서, 미량 요소인 미네랄 성분이 모자라게 되면, 질소(N), 인(P), 칼리(K) 등을 포함하는 유기질 비료를 아무리 많이 준다 하여도, 토양의 산성화만 촉진시킬 뿐, 성장에 필수적인 각종 성분들의 효율적인 흡수가 일어날 수 없으므로, 식물 성장을 위해서는 유기성분 외에 미네랄 성분의 지속적인 주입이 반드시 필요하게 된다.

그리고, 일반적인 알칼리성 농약은 토양에 작용하여 이들 비료의 흡수를 더욱 방해만 하게 되며, 직접적으로 영양분의 흡수를 촉진시켜 식물 성장을 도모하고, 작물의 결실을 향상시키는 역할은 하지 못하고 있다.

따라서, 현재 농업 및 원예 분야에서는 미네랄 성분을 효과적으로 제공할 수 있는 비료에 대한 연구가 집중적으로 이루어지고 있는 실정이다. 그 중, 미네랄 수용액을 제공하기 위한 종래의 방법으로, 원료로서 견운모를 시용하여 분쇄한 후, 여기에 25%의 황산 수용액을 첨가하고, 100℃의 온도에서 5 내지 20시간 동안 교반하거나, 교반 후 게르마늄(Ge)이 포함된 수용액을 1:5의 비율로 혼합한 다음, 48시간 이상 방치하여 침전물 제거 후 미네랄 수용액을 수득하는 방법이 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 방법은 원료로서 견운모 및 게르마늄이 포함된 수용액을 사용하므로 제조원가가 상승하는 문제가 있었으며, 또한 20시간 동안의 교반과정 및 48시간 동안의 방치과정을 거치게 됨으로써 미네랄 수용액의 제조시간이 길어지는 문제가 있었다.

따라서, 견운모 및 게르마늄을 사용하지 않고도 주변에서 쉽게 구할 수 있는 암석을 이용하여 미네랄수를 제조할 수 있게 함으로써 제조원가를 줄이고, 또한 제조시간을 단축할 수 있는 미네랄수의 제조방법에 대한 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 암석을 이용하여 미네랄수를 제조할 수 있게 함으로써 제조원가를 줄이고, 또한 제조시간을 단축할 수 있는 미네랄수의 제조방법 및 그의 사용방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 천연암석이나 천연광물을 분쇄하여 미세분말을 형성하는 단계(S100); 형성된 미세분말에 구연산을 첨가하여 혼합물을 형성하는 단계(S200); 혼합물을 80 내지 100℃의 온도로 20분 내지 30분간 가열하는 1차 가열 단계(S300); 가열된 혼합물을 증류수에 열탕하여 혼합물액을 형성한 후, 혼합물액을 90 내지 100℃의 온도로 25 내지 35분간 가열하는 2차 가열단계(S400); 및 2차 가열된 혼합물액을 여과하여 고형분을 제거하는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 미세분말 형성 단계(S100)에서, 천연암석이나 천연광물은 현무암, 화강암, 맥반석, 감람석, 각섬석, 방해석, 질석 및 비석 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 혼합물 형성 단계(S200)에서, 미세분말 100중량부에 대하여 구연산 30 내지 40 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 2차 가열단계(S400)에서, 혼합물액의 농도는 5 내지 20%인 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명의 목적은 상기의 제조방법으로 제조된 미네랄수를 900 내지 1000배 희석하는 단계(S110); 희석된 미네랄수를 300평당 0.5 내지 1톤의 비율로 토양에 관수하거나 또는, 희석된 미네랄수를 300평당 100 내지 150리터의 비율로 엽면에 산포하는 단계(S120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 사용방법을 제공함으써 달성될 수 있다.

또한, 미네랄수의 토양관수 또는 엽면산포 단계(S120)에서, 미네랄수는 식물의 발아 후 또는 묘의 활착 후 6 내지 8일째에 토양관수하거나 엽면산포하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 암석을 이용하여 미네랄수를 제조할 수 있게 함으로써 제조원가를 줄이고, 또한 제조시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 미네랄 성분이 풍부하게 함유된 미네랄수를 제조할 수 있게 함으로써, 보다 적은 양의 사용으로도 식물 성장에 필요한 미네랄을 충분히 공급할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

< 미네랄수 제조방법>

본 발명인 미네랄수 제조방법은 아래와 같은 과정으로 이루어진다.

먼저, 천염암석이나 천연광물을 분쇄하여 미세분말을 형성한다(S100). 여기서 사용되는 천연암석이나 천연광물은 현무암, 화강암, 맥반석, 감람석, 각섬석, 방해석, 질석 및 비석 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으며, 그 밖에 재배되는 식물의 종류에 따라 암석들을 부가하여 사용할 수도 있다.

구체적으로, 제오라이트, 벤토타이트 등을 부가하여 사용할 수 있다. 제오라이트는 미네랄을 다량으로 분출하며, 이와 같은 성질을 이용하여 토질개선재, 비료와 농약의 보조제, 가축사료의 첨가제로 이용되는 것을 볼 수 있다. 또한, 벤토나이트는 알루미늄 실리게이트의 광물로 이온교환성, 현탁성, 흡착성, 팽윤성등의 물리 화학적 성질을 갖는다. 벤토나이트는 이와 같은 물리 화학적 특성으로 토목 기초공사에 사용되며, 환경오염물질을 흡착 중화하며, 물에 쉽게 다량의 미네랄을 용출하는 광물로 알려지고 있다.

현무암을 구성하는 광물은 대부분 사장석이며, 그 외 칼슘이 많이 함유된 휘석, 칼슘이 적게 함유된 휘석, 각섬석, 감람석, 자철석 등이 있다. 현재 제주도와 백두산에서 발견되는 알칼리감람석현무암은 나트륨이 많이 함유되어 있고, 울릉도에서 발견되는 알칼리감람석현무암은 칼륨이 많이 함유되어 있다. 현무암은 그 밖에 풍부한 미네랄을 함유하고 있다.

화강암에서 추출한 미네랄수는 22종 이상의 천연 미네랄이 함유되어 있고, 농업용비료, 사람이나 동물의 미네랄 보급제/폐수처리제 등의 다양한 용도로 사용될 수 있을 정도로 풍부한 미네랄을 함유하고 있다.

맥반석은 원적외선을 방출하는 광물일 뿐만 아니라 생명체에 유익한 미량원소인 미네랄을 다량 갖고 있는 것으로 알려져 있다.

질석은 알루미늄과 철을 포함하여 각종 미네랄 성분들을 특히 많이 포함하고 있어서, 내화재 등의 건축 재료외에도 유기 용제에 용해시켜 이온 반응에 의한 석출 응집제를 제조하여 폐수 처리 분야와 성장 촉진용으로 농축산 및 원예 분야 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있는 광물이다.

비석은 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속과 칼슘 등의 알칼리 토금속을 다량 함유하고, 구조중에 물분자가 결정수 형태로 존재하는 함수 알루미나 규산염 광물로서, 흡착, 흡습, 양이온 교환성 등의 성질을 가지고 있어서, 정수 및 오염물질 제거, 촉매, 축산용 사료 등 다용도로 사용되는 최근 각광받고 있는 물질이다.

한편, 미세분말의 크기는 5 내지 100㎛일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 80㎛일 수 있다. 이는 미세분말의 크기가 100㎛를 초과하면 분말 내에 함유된 미네랄을 충분히 수득할 수 없는 문제가 생기고, 미세분말의 크기가 5㎛ 미만이면 천연암석이나 천연광물을 분쇄하여 미세분말의 형성시 암석에 포함되어 있는 미네랄이 파괴될 수 있기 때문이다.

다음으로, 형성된 미세분말에 구연산을 첨가하여 혼합물을 형성한다(S200). 여기서, 혼합되는 미세분말과 구연산의 비율은 미세분말 100중량부에 대하여 구연산 30 내지 40중량부를 혼합할 수 있으며, 바람직하게는 미세분말 100중량부에 대하여 구연산 33 내지 37중량부를 혼합할 수 있다. 이는 혼합되는 구연산의 양이 30중량부 미만이면 미세분말내의 미네랄 성분을 효과적으로 녹일 수 없으며, 반대로 구연산의 양이 40중량부를 초과하면 초과 투입된 구연산의 양에 녹는 미네랄 양의 증가분이 적어 제조원가를 상승시킬 수 있기 때문이다.

구연산은 하이드록시기를 가지는 다염기(多鹽基) 카복실산의 하나로 많은 식물의 씨나 과즙 속에 유리상태의 산으로 함유되어 있다. 식품에 첨가하거나, 분석시약 또는 혈액응고저지제로 사용된다. 본 발명에서의 구연산은 미세분말 내에 함유되어 있는 미네랄 성분을 용해시키는 역할을 한다.

다음으로, 혼합물을 80 내지 100℃의 온도로 20분 내지 30분간 1차 가열한다(S300). 여기서, 혼합물을 가열함으로써 다음 과정의 구연산을 첨가했을 때, 혼함물들로부터 미네랄 성분들이 빠르게 혼합물액내로 용해되면서 추출되게 할 수 있다. 한편, 가열온도는 80 내지 100℃로 할 수 있으며, 바람직하게는 85 내지 95℃로 할 수 있다. 이는 가열온도가 80℃ 미만이거나 100℃를 초과하면 혼합물 내의 미네랄 성분이 충분하게 구연산 혼합물액 내로 용해될 수 없는 문제가 있을 수 있기 때문이다. 또한, 가열시간은 20분 내지 30분간 가열하는 것이 바람직하다.

다음으로, 가열된 혼합물을 증류수에 열탕하여 혼합물액을 형성한 후, 혼합물액을 90 내지 100℃의 온도로 25 내지 35분간 2차 가열한다(S400). 여기서, 혼합물액의 농도는 5 내지 20%일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 15%일 수 있다. 이는 혼합물액의 농도가 5% 미만이면, 고농도의 미네랄수가 제조될 수 없는 문제가 있으며, 또한, 별도의 증발과정을 통해 미네랄수의 농도를 높여야 하므로 제조원가 상승이 문제가 생기기 때문이다. 한편, 혼합물의 농도가 20%를 초과하면 다음 단계인 여과과정에서 여과가 잘 되지 않는 문제가 있기 때문이다.

마지막으로, 2차 가열된 혼합물액을 여과하여 고형분을 제거한다(S500). 2차 가열하여 수득된 혼합물액은 함수율 70% 정도의 슬러리 형태로 되어 있으므로, 원심분리기나 필터 프레스 같은 별도의 탈수 및 여과 장치를 사용하여 수용액과 찌꺼기를 분리시키고, 이중 수용액만을 수득하여 본 발명인 미네랄수를 제조한다.

< 미네랄수 사용방법>

본 발명인 미네랄수 사용방법은 아래와 같다.

먼저, 위에서 기술된 미네랄수 제조방법으로 제조된 미네랄수를 900 내지 1000배 희석한다(S110). 여기서의 미네랄수의 희석은 1 내지 15%의 포도당 수액이나 정화시킨 증류수액 또는 깨끗한 물에 희석하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 5%내외의 포도당 수액이나 증류수에 희석하여 사용할 수 있다.

다음으로, 희석된 미네랄수를 300평당 0.5 내지 1톤의 비율로 토양에 관수하거나 또는, 희석된 미네랄수를 300평당 100 내지 150리터의 비율로 엽면에 산포한다(S120). 여기서, 미네랄수는 식물의 발아 후 또는 묘의 활착 후 6 내지 8일째에 토양관수하거나 엽면산포하는 것이 바람직하다. 토양 관수는 투수성이 높은 토양의 경우 그 표면에 미네랄수를 뿌려주는 방법을 말하고, 엽면 산포는 물에 희석된 미네랄수를 지상부의 잎에 직접 시비하는 방법으로서 주로 분무장치를 이용하는데 분무액이 흘러내릴 정도로 충분한 양을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 그 밖에도 수간주사법을 사용하여 지표부근 수간에 천공기를 이용하여 수간에 하향각 25∼40°, 깊이 10 내지 15㎝ 정도의 구멍을 뚫고 주입관을 삽입한 후 미네랄수 병을 상부에 고정시킨 후, 주입관까지 튜브로 연결하는 방법을 사용할 수 있다.

<성분분석결과>

본 발명인 미네랄수를 정화시킨 증류수액에 1000배 희석한 후, 500㎖를 채취하여 미네랄수에 함유되어 있는 성분 및 성분의 함량을 측정하였다. 측정결과는 아래 표 1과 같다.

구 분	질소전량(%)	수용성인산(%)	수용성칼리(%)	수용성고토(%)	수용성망간(%)	수용성붕소(mg/kg)	수용성철(mg/kg)	수용성아연(mg/kg)	수용성구리(mg/kg)
함 량	0.029	0.002	0.25	흔적	흔적	2.4	0.2	흔적	흔적

표 1에서 보듯이, 본 발명인 미네랄수는 식물의 성장에 필요한 질소, 인산, 칼리, 붕소, 철 등을 함유하고 있는 것으로 나타나고 있다. 또한, 수용성 고토와 수용성 망간, 수용성 아연 및 수용성 구리도 검출되었으며, 이것은 미네랄수를 1000배 희석하여 사용한 결과이므로, 희석되지 않는 미네랄수의 경우에는 표 1의 수치가 훨씬 높아질 수 있다. 즉, 본 발명인 미네랄수는 식물의 성장상태에 따라 희석되는 비율을 조절하여 사용할 수 있다.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (6)

1. 현무암, 화강암, 맥반석, 감람석, 각섬석, 방해석, 질석 및 비석 중 적어도 어느 하나를 분쇄하여 미세분말을 형성하는 단계(S100);
   상기 형성된 미세분말에 구연산을 첨가하여 혼합물을 형성하는 단계(S200);
   상기 혼합물을 80 내지 100℃의 온도로 20분 내지 30분간 가열하는 1차 가열 단계(S300);
   상기 가열된 혼합물을 증류수에 열탕하여 혼합물액을 형성한 후, 상기 혼합물액을 90 내지 100℃의 온도로 25 내지 35분간 가열하는 2차 가열단계(S400); 및
   상기 2차 가열된 혼합물액을 여과하여 고형분을 제거하는 단계(S500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 혼합물 형성 단계(S200)에서,
   상기 미세분말 100중량부에 대하여 구연산 30 내지 40 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 2차 가열단계(S400)에서,
   상기 혼합물액의 농도는 5 내지 20%인 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 제조방법.
   
5. 제 1항의 제조방법으로 제조된 미네랄수를 900 내지 1000배 희석하는 단계(S110);
   상기 희석된 미네랄수를 300평당 0.5 내지 1톤의 비율로 토양에 관수하거나 또는,
   상기 희석된 미네랄수를 300평당 100 내지 150리터의 비율로 엽면에 산포하는 단계(S120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 사용방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 미네랄수의 토양관수 또는 엽면산포 단계(S120)에서,
   상기 미네랄수는 식물의 발아 후 또는 묘의 활착 후 6 내지 8일째에 토양관수하거나 엽면산포하는 것을 특징으로 하는 식물성장 촉진용 미네랄수의 사용방법.