KR101376192B1

KR101376192B1 - 일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101376192B1
Application number: KR1020120070858A
Authority: KR
Inventors: 정근욱; 구자균
Original assignee: 주식회사 농경; 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-03-19
Also published as: KR20140003128A

Abstract

일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명은 코코피트와 피트모스를 분쇄하여 혼합하면서, 1차양액을 코코피트 30ℓ당 2ℓ만큼 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 돌로마이트를 첨가하여 혼합물의 산도(pH)를 조절하는 단계; 잡초 종자를 제거하고 유해 미생물을 사멸시키기 위해 혼합물을 고온스팀으로 살균처리하는 단계; 상기 혼합물을 저장탱크에 저장하는 단계; 상기 혼합물에 일라이트, 펄라이트 및 질석을 투입하여 혼합하면서, 2차 양액을 상기 전체 투입원료들 50ℓ당 2ℓ만큼 첨가하는 단계; 자석설비와 진동체를 통과시키면서 이물질을 제거하고 입도를 균일하게 하기 위한 혼합물 선별단계; 및 수분함량, pH, EC, 무기태질소가 기준치에 도달하는지에 대해 완제품을 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하여, 토양의 질을 물리, 화학, 생물학적 특성에서 다각적으로 개선할 수 있으며, 환경친화형 복합기능을 갖는 상토를 제조할 수 있다.

Description

일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법{Bed soil for horticultural purpose using the illite and method of manufacturing the same}

본 발명은 일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 토양의 질을 물리, 화학, 생물학적 특성에서 다각적으로 개선할 수 있으며, 환경친화형 복합기능을 갖는 일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법에 관한 것이다.

우리 나라의 토양은 화강암, 화강편마암 및 화강암질 편마암 등 산성암이 풍화된 모재가 암석분포의 2/3를 차지하며, 규산과 알루미늄 함량이 많으나 규소는 흡수가 잘 안되고 석회나 마그네슘 성분이 적은 경향이 있다.

우리나라는 기후 특성상 비가 많이 오고, 강수량이 특히 여름에 집중되기 때문에 토양 유실과 토양 양분의 용탈이 심하고, 산성이 강하여 K, Ca, Mg 등의 염기함량이 낮아 자연 비옥도가 낮았다. 하지만 현재 밭토양의 pH는 꾸준히 상승하여 6.1의 pH를 나타내고 있다. 유효인산 함량은 작물생육의 적정치보다 최대 1.6배, 치환성칼륨은 1.6 배, 치환성 칼슘은 1.4배, 마그네슘은 같거나 적었다. 그리고 2001년 조사치보다 전기전도도 pH, 유기물 함량, 유효인산, 치환성 칼슘, 마그네슘은 높아지는 경향이었으나 치환성 칼륨은 큰 변화가 없었다. 이것은 석회질 비료의 과잉투입으로 인한 결과라 할 수 있다.

일반적으로 토양의 산성화는 기후나 공해에 의해 토양의 pH가 낮아지는 현상을 말하는 것으로서, 주로 증발량이 강우량보다 클 때 산염의 분해로 유리된 염기가 유실되어 산성토양이 되는 기후에 의한 토양 반응이 있고, 규산염 광물과 가수분해 산물의 분해, 부식이나 비료에 의한 산성화, 산성비와 공해물질 유입으로 인한 산성화 등이 있다.

이와 같이 토양이 산성화되면 식물이 제대로 자라지 못하게 되며 낙엽이나 동물 사체의 분해가 제대로 이루어지지 않아 토양 동물의 영양공급이나 먹이 제공에 직접적으로 영향을 주는 것이므로 산에 있는 흙, 퇴비와 같은 유기질 비료, 알칼리성 석회 등을 사용하여 토양을 중화시키는 기술이 많이 사용된다.

또한, 토양에 부식물질이 많으면 토양의 산도는 중성이고 적으면 산성이 강하게 되어 비료효과도 떨어지고 미생물의 서식이 어려워진다. 따라서, 현재 우리 농업에서 가장 노력해야 할 점은 토양에 유기물을 분해시키는 부식물질의 함량을 높이는 일이다.

현재 우리 나라의 경우 토양에 5％정도의 부식물질의 함유량이 있어야 함에도 불구하고 실제로는 부식물질의 함유량이 2％ 내외라고 보고되어 정상에서 3％가 부족한 실정이다.

더욱이 그동안 일부 농가들이 질소 함량이 높은 생 유기물을 사용하여 왔기 때문에 무기양분이 불용하여 토양이 굳어지고 물리성이 떨어지는 부패형 토양으로 대부분 바뀌어 가고 있다.

또한, 일부 농가에서는 유기물의 중요성을 인식하고 토양에 유기물만 주면 자연적으로 좋은 미생물이 증식하는 것으로 믿고 있으나 현재 농가에서 사용하고 있는 유기질 퇴비들은 부패성 퇴비로 산성을 띄고 있으므로 토양의 산성화를 근본적으로 방지할 수 없었을 뿐 아니라 토양에 잡균 번식이 왕성해져 오히려 토양이 황폐화되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상토의 보수력, 보비력, 통기성을 개선해주고 적절한 양이온을 보유할 수 있도록 한 일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 토양의 질을 물리, 화학, 생물학적 특성에서 다각적으로 개선할 수 있으며, 환경친화형 복합기능을 갖도록 한 일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 일라이트를 활용한 원예용 상토는, 코코피트(복원) 50∼60vol%, 피트모스 10∼15vol%, 펄라이트 5∼10vol%, 질석 50∼10vol% 및 일라이트 5∼20vol%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일라이트를 활용한 원예용 상토의 제조방법은,
코코피트와 피트모스를 분쇄하여 혼합하면서, 1차양액을 코코피트 30ℓ당 2ℓ만큼 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계; 돌로마이트를 첨가하여 혼합물의 산도(pH)를 조절하는 단계; 잡초 종자를 제거하고 유해 미생물을 사멸시키기 위해 혼합물을 고온스팀으로 살균처리하는 단계; 상기 혼합물을 저장탱크에 저장하는 단계; 상기 혼합물에 일라이트, 펄라이트 및 질석을 투입하여 혼합하면서, 2차 양액을 상기 전체 투입원료들 50ℓ당 2ℓ만큼 첨가하는 단계; 자석설비와 진동체를 통과시키면서 이물질을 제거하고 입도를 균일하게 하기 위한 혼합물 선별단계; 및 수분함량, pH, EC, 무기태질소가 기준치에 도달하는지에 대해 완제품을 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 1차 양액은 물에 요소, 질산칼슘 및 질산칼륨을 넣어 용해시켜서 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 2차 양액은 물에 1인산가리, 질산암모늄 및 황산암모늄을 넣어 용해시켜서 제조하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상토의 보수력, 보비력, 통기성을 개선해주며 적절한 양이온을 보유하고 있으며, 비표면적이 커서 유독한 휘발성 유기화합물 및 중금속을 흡수할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 식물 성장에 도움을 줄 수 있는 환경친화적인 토양개량제를 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 혼합물의 제조공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 혼합물에 일라이트를 투입하여 본 발명에 따른 상토를 제조하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 일라이트를 활용한 원예용 상토는 코코피트, 피트모스, 펄라이트, 질석 및 일라이트를 포함하여 구성되며, 선택적으로 기타 첨가제들이 추가로 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 원예용 상토의 조성을 보면, 코코피트 50∼60vol%, 피트모스 10∼15vol%, 펄라이트 5∼10vol%, 질석 5∼10vol% 및 일라이트 5∼20vol%인 것이 바람직하다.

본 발명에서 친환경적인 상토첨가제로서 사용되고 있는 점토광물인 일라이트는, 상토의 보수력, 보비력, 통기성을 개선해주며 적절한 양이온을 보유하고 있으며, 비표면적이 커서 유독한 휘발성 유기화합물 및 중금속을 흡수할 수 있다. 농업에서 보조재로 사용하기도 하며, 식물 성장에 도움을 주기도 한다.

본 발명에 따른 원예용 상토의 우수성을 입증하기 위하여 다음과 같은 실시예와 비교예를 수행하였다.

<실시예>

상토는 다음과 같은 비율로 제조하여 4가지 처리군을 만든다.

1. 코코피트 30ℓ, 피트모스 7.5ℓ, 질석 5ℓ, 펄라이트 5ℓ, 일라이트 2.5ℓ을 혼합하여 제 1처리군 상토를 제조함.

2. 코코피트 29ℓ, 피트모스 7ℓ, 질석 4ℓ, 펄라이트 5ℓ, 일라이트 5ℓ을 혼합하여 제 2처리군 상토를 제조함.

3. 코코피트 27ℓ, 피트모스 7ℓ, 질석 3.5ℓ, 펄라이트 5ℓ, 일라이트 7.5ℓ을 혼합하여 제 3처리군 상토를 제조함.

4. 코코피트 25.5ℓ, 피트모스 6.5ℓ, 질석 3ℓ, 펄라이트 5ℓ, 일라이트 10ℓ을 혼합하여 제 4처리군 상토를 제조함.

배추씨를 상기 4가지 처리군으로 처리하고, 각 2반복씩 64구 플러그 포트 32개에 담은 후 씨앗을 파종한다. 파종 후 새싹이 나기 시작할 때부터 일주일 단위로 총 3주간 각 처리별 성장을 관찰한다. 플러그 포트 1구에는 약 6g의 상토가 들어갈 수 있다.

<비교예>

상토는 일라이트를 첨가하지 않은 상태로 만든다. 그 성분은 코코피트 32ℓ, 피트모스 8ℓ, 질석 4ℓ, 펄라이트 6ℓ을 혼합하여 제 5처리군 상토를 제조한다.

상기 실시예와 동일한 방식으로 배추씨를 파종한다.

상기 실시예와 비교예를 통해서 배추 잎의 길이, 원예용 상토와 배추에 포함된 양이온 함량(K, Ca, Mg), 및 pH의 양을 비교한 결과가 하기 표 1 내지 표 4에 기재되어 있다.

배추의 길이(cm)

1주차	1	2	3	4	5	6	7	Average
일라이트5%	2.4	2.0	2.6	2.7	2.9	2.8	2.1	2.50
일라이트10%	2.5	3.1	2.1	2.7	2.6	2.9	2.5	2.63
일라이트15%	2.2	2.7	2.9	3.3	2.8	2.6	2.8	2.76
일라이트20%	2.6	2.7	3.1	2.9	2.5	2.7	2.8	2.76
무처리 (비교예)	2.4	2.6	2.5	2.6	2.8	3.0	2.2	2.59
2주차	1	2	3	4	5	6	7	Average
일라이트5%	9.6	8.0	10.0	7.5	9.5	8.0	10.0	8.94
일라이트10%	8.5	9.7	9.5	10.0	9.5	9.5	8.0	9.24
일라이트15%	10.0	10.5	9.0	10.5	10.0	7.5	8.5	9.43
일라이트20%	9.0	10.5	8.5	10.5	8.5	9.5	10.0	9.50
무처리 (비교예)	9.0	10.5	8.0	8.0	8.0	10.0	9.5	9.00
3주차	1	2	3	4	5	6	7	Average
일라이트5%	13.5	12.0	12.0	12.0	11.0	12.0	11.5	12.00
일라이트10%	11.5	12.5	13.5	14.0	12.5	14.0	12.0	12.86
일라이트15%	11.5	13.5	11.0	12.0	13.0	12.5	13.5	12.43
일라이트20%	13.5	14.0	15.0	12.5	14.0	11.5	12.0	13.21
무처리 (비교예)	12.0	10.0	10.0	11.0	10.5	10.5	9.5	10.50
4주차	1	2	3	4	5	6	7	Average
일라이트5%	14.5	13.2	13.5	14.0	15.0	13.0	12.5	13.67
일라이트10%	14.0	13.5	13.5	14.0	15.0	14.0	13.5	13.93
일라이트15%	14.5	14.0	13.0	14.0	12.5	13.7	15.0	13.81
일라이트20%	16.0	15.5	15.0	13.5	14.0	15.5	17.0	15.21
무처리 (비교예)	13.0	12.0	10.5	11.5	12.5	12.0	11.5	11.86

잎에 대한 결과값

No.	시료명	수분함량(%)	T-N	Exchangeable Cations(cmol_c/kg)
No.	시료명	수분함량(%)	%	K	Ca	Mg
1	일라이트5%	89.60	26.702	0.88	0.60	0.40
2	일라이트10%	90.57	26.836	0.99	0.66	0.44
3	일라이트15%	90.99	27.390	1.07	0.73	0.48
4	일라이트20%	91.05	27.659	1.03	0.77	0.51
5	무처리 (비교예)	89.50	26.743	0.76	0.49	0.34

뿌리에 대한 결과값

No.	시료명	수분함량(%)	T-N	Exchangeable Cations(cmol_c/kg)
No.	시료명	수분함량(%)	%	K	Ca	Mg
1	일라이트5%	83.96	9.392	0.22	0.35	0.40
2	일라이트10%	84.55	9.426	0.24	0.37	0.42
3	일라이트15%	83.14	9.518	0.25	0.40	0.43
4	일라이트20%	83.67	9.586	0.25	0.42	0.45
5	무처리 (비교예)	84.11	9.529	0.22	0.31	0.29

원예용 상토에 대한 결과값

No.	시료명	수분함량(%)	pH (1:5H₂O)	EC (dS/m)	Exchangeable Cations(cmol_c/kg)
No.	시료명	수분함량(%)	pH (1:5H₂O)	EC (dS/m)	K	Ca	Mg
1	일라이트5%	83.96	6.40	2.11	1.26	3.64	1.62
2	일라이트10%	84.55	6.52	2.45	1.36	3.58	1.68
3	일라이트15%	83.14	6.34	2.66	1.52	3.79	1.73
4	일라이트20%	83.67	6.40	2.84	1.72	3.82	1.80
5	무처리 (비교예)	84.11	6.10	0.23	1.13	3.58	1.60

실시예와 비교예에 있어서, 비교의 기준은 배추 잎의 길이, 원예용 상토와 배추에 포함된 양이온 함량(K, Ca, Mg)과 pH이다.

먼저, 배추 잎의 길이(초장)는 무처리에 비해 일라이트 처리를 한 처리군은 15∼30% 증가하였다.

다음으로, 각 처리군 간의 양이온 함량을 비교하였을 때 모든 처리군에서 무처리의 양이온 함량보다 높은 수치를 나타냈다. 특히 배추의 잎 부분에서의 양이온 함량은 일라이트의 비율에 상관없이 더 높은 수치를 가졌다.

마지막으로, 상토의 pH는 무처리 상토(pH 6.1)에 비해 일라이트 처리(pH 6.3∼6.5)를 한 처리군의 상토가 더 높게 나타나고 있다. 이러한 결과를 통해 일라이트 첨가가 상토의 pH 조절에 기여할 수 있음을 확인하였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일라이트를 활용한 원예용 상토 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

<1차 원료(코코피트, 피트모스) 분쇄 및 산도(pH)조절 공정: 도 1참조>

1. 코코피트와 피트모스를 분쇄하며 혼합한다(S1).

압축되어 수입된 코코피트와 피트모스를 분쇄하는데, 분쇄 시에 일정량의 양액을 첨가하여 코코피트의 형태를 복원한다.

이때 첨가하는 1차 양액은 코코피트 30ℓ당 약 2ℓ정도 첨가하게 된다. 또한, 1차 양액은 물 2ℓ에 요소 14g, 질산칼슘 20g, 및 질산칼륨 10g을 넣어 용해시켜서 제조한다.

2. 혼합물의 산도(pH)를 조절한다(S2).

피트모스 사용에 의한 pH 하강을 보완하는 공정으로서, 돌로마이트를 첨가하여 산도를 조절한다.

3. 혼합물을 고온스팀으로 살균처리한다(S3).

잡초 종자를 제거하고 유해 미생물을 사멸시키는 공정으로서, 처리온도는 약 85℃ 이상의 온도로 약 4∼8분 동안 수행한다.

4. 혼합물을 저장탱크에 저장한다(S4).

<상토 생산공정: 도 2참조>

5. 상기 혼합물, 일라이트, 펄라이트 및 질석을 투입하여 혼합한다(S5).

이때, 2차 양액을 첨가하게 되는데, 전체 투입원료들 50ℓ당 약 2ℓ정도 첨가하게 된다.

2차 양액은 물 2ℓ에 1인산가리 17g, 질산암모늄 14g, 황산암모늄 6g을 넣어 용해시켜서 제조한다.

상기 2차 양액을 첨가하면서 수분함량도 함께 조절할 수 있는데, 수분의 함량은 대략 45% 내외인 것이 바람직하다.

6. 혼합물을 선별한다(S6).

혼합물을 진동체를 통과시키면서 균일한 입도 및 이물질을 제거할 수 있고, 또한, 자석설비를 통해서 이물질을 제거할 수 있다.

7. 완제품을 검사한다(S7).

완제품을 포장하기 전에 수분함량, pH, EC, 무기태질소 등이 기준치에 도달하는지를 자체적으로 검사한다.

Claims

삭제
코코피트와 피트모스를 분쇄하여 혼합하면서, 1차양액을 코코피트 30ℓ당 2ℓ만큼 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계;
돌로마이트를 첨가하여 혼합물의 산도(pH)를 조절하는 단계;
잡초 종자를 제거하고 유해 미생물을 사멸시키기 위해 혼합물을 고온스팀으로 살균처리하는 단계;
상기 혼합물을 저장탱크에 저장하는 단계;
상기 혼합물에 일라이트, 펄라이트 및 질석을 투입하여 혼합하면서, 2차 양액을 상기 전체 투입원료들 50ℓ당 2ℓ만큼 첨가하는 단계;
자석설비와 진동체를 통과시키면서 이물질을 제거하고 입도를 균일하게 하기 위한 혼합물 선별단계; 및
수분함량, pH, EC, 무기태질소가 기준치에 도달하는지에 대해 완제품을 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 일라이트를 활용한 원예용 상토의 제조방법.
제 2항에 있어서,
상기 1차 양액은 물에 요소, 질산칼슘 및 질산칼륨을 넣어 용해시켜서 제조하는 것을 특징으로 하는 일라이트를 활용한 원예용 상토의 제조방법.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 2차 양액은 물에 1인산가리, 질산암모늄 및 황산암모늄을 넣어 용해시켜서 제조하는 것을 특징으로 하는 일라이트를 활용한 원예용 상토의 제조방법.