KR101388907B1 - 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법 - Google Patents

미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법에 관한 것으로, 그 절차는 저장공간에 미발효된 식물성 유박류의 부산물과 부숙과정을 거친 축분의 퇴비를 원료저장부에 혼합하여 혼합물을 형성하는 제 1 단계; 미생물 효모 1%중량과 전분류 10%중량을 균등하게 배합하여 원료저장부에 투입하여 혼합하는 제 2 단계; 제 2 단계에서 혼합된 혼합물을 입상 성형기를 통하여 원료를 투입하여 일정 형상을 갖는 반제품을 제조하는 제 3 단계; 입상으로 제조된 반제품을 건조기를 이용하여 적정 온도를 유지하여 건조시켜 선별기를 통과하여 분말 또는 액상을 선별하는 제 4 단계; 및 선별된 분말 또는 입상의 물품을 계근장치와 포장기를 통해 완제품의 비료를 생산하는 제 5 단계;를 포함하여 구성된다.
이에 따라 본 발명은 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 발효된 축분을 이용한 부산물이나 미발효된 식물성유박에 특효의 천연 미생물을 휴면의 상태로 혼합, 제조, 건조공정을 각기 형성함으로써, 본 발명의 목적인 자연선순환 차원의 자원재활용 효용가치를 높이고 지속가능 발전의 지구촌 생태계보호와 오염 토양복원 및 농작물 생육기간 효율성을 제공한다.

Description

미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법{Microbes blended organic fertilizer and manufacturing method of the same}
본 발명은 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 발효된 축분을 이용한 부산물이나 미발효된 식물성유박에 특효의 천연 미생물을 휴면의 상태로 혼합, 제조, 건조공정을 각기 형성함으로써, 본 발명의 목적인 자연선순환 차원의 자원재활용 효용가치를 높이고 지속가능 발전의 지구촌 생태계보호와 오염 토양복원 및 농작물 생육기간 효율을 제공하는 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법에 관한 것이다.
비료는 토지를 기름지게 하고 초목의 생육을 촉진시키는 것의 총칭으로, 비료는 토양의 생산력을 유지 또는 증진시키고, 작물을 잘 생장시키기 위하여 토양 또는 식물에 투입하는 영양물질과 직접적으로는 작물의 영양물질이 되지는 않더라도 토양의 물리적 화학성 등을 개선하고 유용한 미생물들을 증진시키며, 토양 중에 식물에 이용될 수 없는 형태로 있는 양분을 이용이 가능한 형태로 바꾸어 준다든지, 유독성 물질의 독성을 저감시키는 등 간접적으로 작물의 생육에 도움을 주는 물질이라고 볼 수 있다.
고등식물은 뿌리에서 물과 양분(주로 무기성분)을 흡수하고 태양에너지를 이용한 광합성작용으로 여러 가지 생육에 필요한 유기물을 합성하며 자란다. 자연에 존재하는 자생식물은 일정한 장소에서 양분을 흡수하여 자라고 죽기 때문에 서식지에서의 토양 중의 양분 손실은 거의 없어서 매년 잘 성장할 수 있다. 농경지에서는 농작물이 토양에 있는 양분을 흡수하여 성장하면 수확물은 다른 곳으로 운반되므로 대부분의 양분이 토양으로 되돌아가지 못하게 된다.
따라서, 농작물에 의하여 빼앗겨 감소된 양분을 알맞게 보급하지 않으면 작물의 생산량은 점점 감소하게 될 것이므로 토지의 생산력을 유지시키거나 더욱 많은 양을 수확하기 위해서는 토양관리를 잘하고 거름을 주어 비옥하게 하여야 한다.
이러한 목적으로 사용하는 재료를 비료라고 한다. 비료관리법(법률 5019)에서는 비료를, "식물에 영양을 주거나 식물의 재배를 돕기 위하여 흙에서 화학적 변화를 가져오게 하는 물질과 식물에 영양을 주는 물질"이라고 정의하고 있다. 이 내용에서는 식물의 영양보급뿐만 아니라 토양개량과 엽면살포제까지도 비료에 포함되며, 나라에 따라서는 식물생장조절물질, 효소 또는 균체제제, 그 밖에 품질향상을 위한 제제까지도 비료에 포함시켜 다루고 있다. 보통 비료로서 갖추어야 할 조건은 여러 가지이나 그 가운데 중요한 것은, 식물의 생육에 필요한 양분이 일정량 함유되어 있고, 식물 생육이나 환경보전에 대하여 유해한 물질이 들어 있지 않을 것, 수송, 저장, 사용하는 데 불편이 없을 것, 가격이 저렴하고 비효가 높아 농업경영에 도움이 될 것 등이다.
그러나, 산업의 급속한 발달과 양질의 농산물에 대한 수요증대 및 생산성 향상을 위하여 농약과 화학비료를 과다 사용하고, 생력재배를 위한 편의성 위주의 가공된 화학제제에 대한 수요 욕구가 급속히 확대되어 왔고 이들 농후 자제들이 토양에 광범위하게 적용되어 왔다. 이러한 농후 화학비료와 농약에 편중된 관행농법은 토양내의 염류집적을 가속화시켜 지력의 저하와 토양의 산성화를 야기시키고, 최종 분해자인 미생물 및 토양생물계를 억제하는 결과를 가져와 농토를 점차 황폐화시키는 주범이 되고 있다. 이뿐만 아니라 식물의 생육도중에 발생되는 병충해를 방제하기 위한 농약의 과다사용으로 인하여 병원균의 방제제에 대한 내성의 증가 외에도 토양내 유용미생물상의 단순화 및 억제로 인해 토양 병원균과 유해 선충 밀도의 급격한 증가와 다발로 이어져 농약을 다량 사용하여야 하는 악순환이 되풀이되고 있다.
또한, 농후한 유기물 및 비료 등의 반복적인 사용으로 인한 심각한 염류집적 현상과 이로 인한 영양분간의 길항작용으로 필요한 주요 영양분의 지속적 결핍과 미량요소의 결핍 등에 의한 연쇄적인 장애가 발생하여 농작물의 내병성이 저하되고, 생육불량으로 수확이 감소하며, 품질과 맛이 저하되는 등 심각한 문제를 야기 시키고 있다. 특히 고가 농자재의 지속적인 시용에도 불구하고 회복되지 않는 식물의 세력을 위하여 많은 자본이 필요 이상으로 투입되고 있어, 경제적 관점에서도 이 같은 관행농법의 효율성을 분석하고 경제적 피해 허용수준에 대한 이해를 토대로 접근할 필요가 있다.
최근에는 환경오염 문제와 함께 이러한 농작물 오염문제가 심각하게 대두되면서 화학비료나 농약을 사용하기보다는 양질의 유기질 비료나 퇴비를 사용하는 농법개발이 확산되어, 많은 유기질비료를 개발하여 사용하고 있으며 미생물을 이용한 퇴비 발효방법에 대한 개선노력이 지속적으로 시도되고 있다. 그러나 이런 노력에도 불구하고 지력저하의 근본 원인에 대한 이해부족과 대안부재로, 화학비료의 대안으로서 과량 사용되는 유기질비료 및 퇴비의 집중적 사용은 재료학적으로만 차이가 있을 뿐 토양의 건전성 회복이라는 관점에서는 화학제와 비슷한 또 다른 문제점을 심화시켜 가고 있다.
퇴비의 원자재로서는 주로 톱밥, 각종 박 종류, 음식물 쓰레기, 한약 슬러지, 어분 또는 가축분과 이들을 혼합한 천연유기물을 이용하는 경우가 대부분이다. 이러한 유기물비료를 제조하기 위해서는 장시간 발효시켜야 하고 과다한 장치가 필요하며, 생산에 따른 오폐수로 수질을 오염을 시키고 있다. 톱밥은 충분히 발효되지 않은 상태에서는 타닌이나 리그닌 등이 잔류하여 작물에 피해를 줄 수가 있고, 축분, 어분 등은 부패과정에서 유기산이 생성되어 작물뿌리에 손상을 유발할 수가 있다. 또한, 사용되어 지는 유기물 원자재의 질이 일정하지 않고 농업용 자재로서의 질과 안전성을 보장할 수 없어 이러한 유기물이 과량 함유된 미숙비료를 장시간 사용할 경우 오히려 염류집적으로 인한 뿌리장해, 곰팡이성 토양으로의 전환에 의한 곰팡이성 병원균의 다발, 비료성분간의 길항작용 유발로 인한 부족현상 또는 미량원소 부족등이 일어나 작물의 성장에 피해를 준다.
이러한 천연비료, 퇴비, 화학비료는 식물생육에 필요한 미량원소가 거의 포함되어 있지 않으므로 완벽한 식물성장 영양원으로 기능하기에는 미흡한 문제점이 있으며, 식물이 필요로 하는 영양원을 공급해 주기에는 너무 많은 양의 유기물이 투입되어져야 한다는 단점이 있다. 특히, 주요 원료로 사용되는 각종 유기질 재료의 대부분이 외국에서 수입, 가공되어 유통되는 한계를 가지고 있어 본질적인 농업경쟁력 약화와 관련이 있다.
근래에 와서는 퇴비나 유기질비료는 산업부산물을 이용하여 비료를 생산하는 공정으로 직간접 열(통상, 고온 처리)을 이용하여 부숙 내지는 병균을 사멸시키는 방법과, 원료의 화학적 성분과 유기물 함유량을 기초로 하여 단순 가공처리 위주의 공정관리 및 단순 제품화를 한 것이 대부분이다.
상기한 바와 같이 산업부산물을 이용한 유기질비료 중 신 개념의 본 비료 시스템은 공업기준의 제조방법에 의한 조성물에만 의존하지 않고 천연자원의 최적 배합과 바이오 기술 및 제품성을 유지함으로서 비료를 시스템적으로 작동하여 그 기능과 효과를 최대한 발현할 수 있도록 구성하고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 부산물비료와 유기질비료는 폐자원의 단순 재활용에 그치거나 공정규격 만족에만 맞춰져 본래의 비료 목적에는 미흡하고 그 효용도 낮은 문제점이 있으며, 이로 인하여 부차적인 첨가물, 즉 영양제, 복합제재, 미생물제재나 화학합성물질에 의존하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 바와 같은 종래의 비료는 단순히 화학성분 함유나 유기물 함유량에 의존하여 환경보존이나 지속가능 발전에 상당한 문제점을 안고 있다.
[관련기술문헌]
1. 미량원소가 다량 함유된 광물질과 미생물제재가 함유된바이오캡슐 제조방법 (the manufacturing method of bio-capsule having inmicroorganism and the mineral)(특허출원번호 10-2000-0023644호)
2. 복합토양개량제의 제조방법(Method of soil reclamation pellet for crop usinggermanium powder)(특허출원번호 10-2001-6540호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발효된 축분을 이용한 부산물이나 미발효된 식물성유박에 특효의 천연 미생물을 휴면의 상태로 혼합, 제조, 건조공정을 각기 형성함으로써, 자연선순환 차원의 자원재활용 효용가치를 높이고 지속가능 발전의 생태계보호, 오염 토양복원 및 농작물 생육기간 전반에 효율을 제공할 수 있는 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 비효 능력을 발휘하도록 하고 천연의 미생물을 사전 공정에서 다루도록 시공하여서 골고루 혼합 안배하도록 혼합, 배합기를 구비하고 상기 원료를 재차 균등하게 배분하는 자동계량기를 형성하여, 상기의 성형기, 냉각건조기 혹은 열풍건조기에서 휴면상태의 미생물의 생존율을 최대한 보장할 수 있는 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 비료 제조방법이 그 시설의 구성이 용이하지 못하고 그 목적의 효율이 저하되는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 저장공간에 미발효된 식물성 유박류의 부산물과 부숙과정을 거친 축분의 퇴비를 원료저장부에 혼합하여 혼합물을 형성하는 제 1 단계; 미생물 효모 1%중량과 전분류 10%중량을 균등하게 배합하여 원료저장부에 투입하여 혼합하는 제 2 단계; 제 2 단계에서 혼합된 혼합물을 입상 성형기를 통하여 원료를 투입하여 일정 형상을 갖는 반제품을 제조하는 제 3 단계; 입상으로 제조된 반제품을 건조기를 이용하여 적정 온도를 유지하여 건조시켜 선별기를 통과하여 분말 또는 액상을 선별하는 제 4 단계; 및 선별된 분말 또는 입상의 물품을 계근장치와 포장기를 통해 완제품의 비료를 생산하는 제 5 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 상기 1단계의 미생물 포함 10%중량부와 식물성 유박류 90%중량부로 구성되거나, 미생물 포함 10% 중량부와 상기 축분의 퇴비 90%중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 상기 식물성 유박류 및 축분의 퇴비는 원료의 순도와 품질을 위해 자석과 선별기를 통해 이물질과 덩어리진 원료를 깨끗하게 정선하고, 입자가 큰 것은 분쇄기를 통해 일정 크기로 분쇄하여 원료저장부에 투입되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 상기 미생물 효모는 대기 속의 N2 를 용해성 질소(N)로 전환하는 질소 고정 이스트(Yeast), 토양이나 입체 속의 불용해성 인산을 용해성 인산(P)로 전환하는 인산 분해 이스트 및 토양이나 입체 속의 불용해성 칼륨을 용해성 칼륨(K)으로 전환하는 칼륨 분해 이스트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 발효된 축분을 이용한 부산물이나 미발효된 식물성유박에 특효의 천연 미생물을 휴면의 상태로 혼합, 제조, 건조공정을 각기 형성함으로써, 자연선순환 차원의 자원재활용 효용가치를 높이고 지속가능 발전의 생태계보호, 오염 토양복원 및 농작물 생육기간 전반에 효율을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 천연의 특효 미생물, 대기 중의 질소(N)를 고정하고 토양과 제품 내 불용성 질소(N), 인산(P) 및 칼륨(K) 분해능력을 가진 효모를 선별된 비효성 동식물 부산물인 축산분뇨 및 식물잔재를 혼합하는 공정을 구비하고, 여기에 적정 온도와 시간 및 배합비율을 각기 형성함으로써 비료 제조방법이 용이하고 그 지속가능 발전의 효율성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은 토양에 시비 후 수분에 의해 활발하게 활성화되는 이스트들은 작물생장에 영양분을 공급하기 위하여 대기로부터 질소(N)를 화학 환원작용을 통해 고정하고 토양으로부터 인산(P)과 칼리(K)를 분해하는 역할을 하고, 이 이스트(효모)를 통해 작물에 요구되는 충분한 NPK 분량만 생산이 가능하고, 식물이 필요한 영양분을 균형있게 공급함으로서 체계적으로 작물을 왕성하게 성장시켜 생산성을 높여주는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은 이스트(효모)의 군으로 구성되어 환경 오염원을 분쇄하고 저하시키는 특별한 기능을 지니고 있어 안전하고 무독성 물질로의 전환작용을 수행하여 지표수 오염처리, 도시생활하수 처리, 산업폐수 처리, 고형 폐기물 악취처리의 효능을 제공하고 지표수와 하수 내의 TOC, BOD & COD 및 불활성 폐기물 감소, 유해 녹조 현상 억제, 병원성 박테리아의 생성 억제, 폐기물의 악취제거의 기능을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 질소, 인산 및 칼륨을 분해하는 능력을 갖는 효모를 퇴비 및 유기질비료 원료에 효능유지 및 적시 발현의 최적조건으로 흡착시켜 그 효용성을 극대화 시켜 생태형의 지속가능한 비료 생산을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조장치의 주요 구성도
도 2는 본 발명의 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조장치의 상세 구성도
도 3은 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조장치의 보조(Sub) 혼합, 건조공정 예시도
도 4는 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조장치의 보조(Sub) 혼합, 건조공정 예시도
도 5는 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료 제조공정을 도시한 흐름도
도 6은 본 발명에 따라 제조된 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 단면도
도 7은 본 발명에 따라 제조된 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료와 대조구에 따른 수확량 비교 도표
도 8은 본 발명에 따른 제조된 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료를 이용한 재배 실험 보고서
도 9는 본 발명에 따른 제조된 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료를 이용한 화학비료 대체 실험 결과서
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1 은 본 발명에 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조장치의 주요 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 본 발명에 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조장치의 상세 구성도를 나타낸다. 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 정제형 유기질 비료의 제조장치의 세부 구성을 살펴보면, 원료투입부(100), 식물성 유박류(110), 부산물원료(120), 부숙공정(121), 원료선별기(200), 원료분쇄기(300), 원료저장부(400), 원료 계량기(500), 원료 배합기(510), 미생물원료(511), 미생물 부차원료(512), 원료혼합기(600), 입상성형기(700), 건조선별기(800) 및 계량포장기(900)로 구성된다.
상기 원료투입부(100)는 본 발명의 미생물을 함유한 유기질 비료를 생산하기 위해 미발효된 식물성 유박류의 부산물 원료(120)와, 부숙과정(121)을 거친 축분의 퇴비 즉 부산물원료(120)과 투입되게 된다.
상기 식물성 유박(110)과 축분의 퇴비의 부산물원료(120)의 순도와 품질을 위해 원료선별기(200)를 통해 이물질과 덩어리진 원료를 깨끗하게 정선되게 된다.
또한, 상기 원료선별기(200)를 통해 이물질 및 덩어리진 원료가 정선되면 입자가 큰것은 원료분쇄기(300)를 통해 일정 크기로 분쇄되어 원료저장부(400)에 투입된다.
이후, 첨부된 도 3에서 도시된 바와 같이 원료배합기(510)에 미생물 효모인 미생물원료(511)와 전분류인 미생물 부차원료(512)가 투입되어 원료 계량기(500)를 통해 균등하게 계량되어 원료저장부(400)에 혼합되어 혼합물을 형성하게 된다.
원료저장부(400)에서 혼합된 혼합물을 입상성형기(700)를 통해 혼합된 원료가 투입되어 일정형상을 갖는 반제품이 제조되고, 입상으로 제조된 반제품은 건조선별기(800)를 통과하여 건조되어 분말 또는 액상이 선별되고 계량장치 또는 계량포장기(900)를 통해 분말 또는 입상의 미생물을 함유한 유기질 비료가 만들어 진다.
상기의 구성을 참조하여 첨부된 도 5의 미생물을 함유한 유기질 비료의 제조공정을 살펴보면, 먼저, 미발효된 식물성 유박류(110)의 부산물과 축분의 퇴비 부산물원료(120)를 원료선별기(200)를 통해 이물질과 덩어리진 원료를 정선하고 원료분쇄기(300)를 통해 일정 크기로 분쇄한다.(S10 단계참조). 일정크기로 분쇄된 유박류(110)의 부산물과 축분의 퇴비 부산물원료(120)를 원료저장부에 투입하여 혼합하게 된다.(S20 단계참조). 이때, 이때, 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료의 제조방법은, 상기 1단계의 미생물 포함 10%중량부와 식물성 유박류 90%중량부로 구성되거나, 미생물 포함 10% 중량부와 상기 축분의 퇴비 90%중량부로 구성된다.
이후, 원료배합기(510)에 미생물 효모인 미생물원료(511)와 전분류인 미생물 부차원료(512)가 투입되어 원료 계량기(500)를 통해 균등하게 계량되어 원료저장부(400)에 혼합되어 혼합물을 형성한다.(S30 단계참조) 이때, 미생물 효모 1%중량과 전분류 10%중량을 균등하게 배합되도록 하며, 상기 미생물 효모는 대기 속의 N2 을 용해성 질소(N)로 전환하는 질소 고정 이스트(Yeast), 토양이나 입체 속의 불용해성 인산을 용해성 인산(P)로 전환하는 인산 분해 이스트 및 토양이나 입체 속의 불용해성 칼륨을 용해성 칼륨(K)으로 전환하는 칼륨 분해 이스트로 구성될 수 있다.
상기 원료저장부(400)에 혼합된 혼합물을 상기 입상성형기(700)를 통해 혼합된 원료가 투입되도록 하여 일정형상을 갖는 반제품이 제조되는데,(S40 단계참조), 즉, 입상으로 제조된 반제품을 건조기를 이용하여 적정 온도를 유지하여 건조시켜 선별기를 통과하여 분말 또는 액상을 선별하게 된다.
상기 입상으로 제조된 반제품은 건조선별기(800)를 통과하여 건조되어 분말 또는 액상이 선별되고(S50 단계참조) 계량장치 또는 계량포장기(900)를 통해 분말 또는 입상의 미생물을 함유한 유기질 비료의 완제품이 생산되게 된다.(S60 단계)
첨부된 도 6은 상기 공정을 통해 형성된 미생물을 함유한 유기질 비료의 입상의 상태를 도시한 실시예이다.
본 발명은 미생물과 이와 부합하고 비료효과를 기할 수 있는 원료를 이용하여 비료시스템을 효율적으로 조성할 수 있도록 구성된 것으로 저장공간(100)에 원료를 투입하기 위하여 식물성 유박의 경우 저장용 호퍼(110)나 부숙 과정(121)을 거친 축분 기초의 퇴비(120)용 호퍼를 각각 구비하고 원료의 순도와 품질을 위해 선별기(200)와 분쇄기(300)를 형성하며 개별 혹은 혼합 원료를 수송하는 승강기 및 원료저장부(400)를 구성한다. 여기서, 균일한 제품을 생산하기 위하여 저장탱크(400)에 있는 원료를 배합률에 따르도록 자동계량기(500)가 구비되고, 소량의 미생물 효모(511)와 부가물질 전분류(512)를 배합기(510)에 의해 과학적 혼합배율이 되도록 구성된다.
또한, 계량기(500)을 이용하여 배합 비율별로 계량된 모든 원료를 최종 균등 배분되도록 혼합기(600)를 구비하며, 혼합된 원료를 사용의 편리성과 품질을 유지하고 또한 특정원료의 특성을 파괴하지 않을 수 있는 입상성형기(700)를 구비하여 제 원료를 투입하여 일정한 모양으로 제조되게 된다.
또한, 입상(성형)으로 제조된 반제품은 온도와 수분을 유지 내지는 낮추기 위하여 건조기(800)를 구비하며, 선별된 제품은 자동 계근장치와 포장기(900)를 구비하여 완제품 생산 후 품질검사(QAQC) 합격품에 한하여 제품을 출고하도록 전체적으로 구성한 것이다.
이하, 상기의 절차에 의해 생성된 미생물 효모를 포함한 유기질 비료를 일명 "얼라이브"로 칭하여 이하, 본 발명의 실시예 및 시험방법을 제시한다.
실시예 1.
본 발명에 따른 미생물 효모를 포함한 유기질 비료에 대해 화학비료 대체 효과 및 비료시험을 국립 한경대학교 농업생명과학대학 식물생태화학연구소에 의뢰하여 화학비료 대체 효과 및 비효시험에 따라 첨부된 도 8의 재배 실험 보고서를통해 그 효과를 확인받은 바 있다.
1. 시험목적
미생물체제 처리에 따른 화학비료 대체 효과 및 비효실험
2. 재료 및 방법
1) 시험장소 : 경기도 안성시 중앙로 167 한경대학교 내 실습포장
2) 공시재료 : 토양미생물 제재
- sacchromyces cerevisiae : 1.8 x 105 cfu/g
3) 시험규모 : 6m2 x 18구
- 6처리구 x 3반복 = 18처리부
4) 처리내용 (공시재료 적량 60kg/10a (+ 유기물 퇴비 5kgN 혼용)
- 무비구
- 무비구 + 퇴비 N 5kg/10a
- 대조구(N-P2O5-K2O: 9-4.5-8.7) : 기비-1차추비-2차추비:40-30-30)
- 얼라이브 권장시비량의 1배(60kg/10a:360g/6m2 전량기비 + 퇴비 N 5kg/10a)
- 얼라이브 권장시비량의 2배(120kg/10a:720g/6m2 전량기비 + 퇴비 N 5kg/10a)
- 얼라이브 권장시비량의 1배(60kg/10a) 기비-1차추비-2차추비:40-30-30
5) 조사내용
- 수량, 수장, 간장, 초장, 주수, 천립증 등
- 토양분석 : NH4 +, NO3 -, K-, Ca2 +, Mg2 +, P2O5
6) 포장 배치도

4-1 얼라이브 1배+퇴비
2-2 퇴비처리고
4-3 얼라이브 1배+퇴비

3-1 대조구 N,P,K
(40-30-30)
1-2 무처리
5-3 얼라이브 2배+퇴비

5-1 얼라이브 2배+퇴비
4-2 얼라이브 1배+퇴비
5-3 얼라이브 2배+퇴비

2-1 퇴비처리구
5-2 얼라이브 2배+퇴비
3-3 대조구 N,P,K
(40-30-30)

1-1 무처리
3-2 대조구N,P,K
(40-30-30)
1-3 무처리

6-1 얼라이브
(40-30-30)
6-2 얼라이브
(40-30-30)
6-3 얼라이브
(40-30-30)
3. 결과
1) 토양화학성
시험전 토양화학성
pH EC NH4 + NO3 - P2O5 K+ Ca2 + Mg2 + Na+
(1:5) (dS/m) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (cmole/kg)
5.6 1.50 15 11 385 0.32 2.31 0.16 0.68
처리간 토양화학성 (수확기)
구분 pH EC NH4 + NO3 - P2O5 K+ Ca2 + Mg2 + Na+
(1:5) (dS/m) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (cmole/kg)
무비구 5.6 1.34 24 8 422 0.33 2.30 0.15 0.67
무기구+퇴비 5.8 1.50 27 8 397 0.37 2.42 0.16 0.73
대조구 5.7 1.51 26 4 425 0.37 2.37 0.15 0.67
얼라이브 1배 5.9 1.31 26 7 411 0.26 2.43 0.16 0.77
얼라이브 2배 5.9 1.06 26 9 400 0.38 2.51 0.17 0.80
얼라이브 1배
(기비-추비)		 5.9 1.01 25 7 38 0.30 2.33 0.16 0.71
2) 수확량
수량구성요소
구분 주당이삭수 이삭당
낱알수		 낱알의 무게 등숙율 수량
개 개 mg % Kg/10a
무비구 9 71 25 82 369.0
무비구+퇴비 9 58 25 80 289.3
대조구 11 64 26 86 421.6
얼라이브 1배 10 72 24 83 393.7
얼라이브 2배 10 60 26 78 321.5
얼라이브 1배
(기비-추비)		 7 82 26 86 365.3
생육비교
구분 초장 간장 수장
cm
무비구 85 62 15.3
무비구+퇴비 84 65 14.4
대조구 94 73 15.6
얼라이브 1배 93 72 14.9
얼라이브 2배 93 69 15.3
얼라이브 1배(기비-추비) 83 61 15.6
4. 결론 및 고찰
일반적인 생육은 첨부된 도 7에 도시된 바와 같이 관행의 화학비료 대조구에 비해 저조하였으며, 수확량은 대조구(N-P2O5-K2O:9-4.5-8.7)에서 421Kg/10a 을 100%로 하였을 때 권장시비량 1배 처리구에서는 93%로 나타났으며 권장시비량의 2배 처리구에서는 76% 나타났으며, 무비구에 퇴비만 처리한 것은 69%나타났다. 처리에 따른 비해 효과는 나타나지 않았다
실시예 2
본 발명에 따른 미생물 효모를 포함한 유기질 비료에 대해 화학비료 대체 효과 및 비료시험을 충청남도 농업기술원에 의뢰하여 화학비료 대체 효과 및 비효시험에 따라 첨부된 도 8의 재배 실험 보고서를 통해 그 효과를 확인받은 바 있다.
1. 시험목적
6종의 특허미생물이 함유된 혼합유박의 친환경제재를 이용하여 농작물의
생육, 생산성 증대 및 품질향상 효과를 구명하기 위함
2. 시험방법
가. 시험재료 및 품종 : 고추 "홍보석"
나. 처리내용 : ① 관행 ② 얼라이브(멸균) 280Kg ③ 얼라이브 280Kg
다. 재배법
파종일 정석일 재식거리(cm) 시비량
(N2O-P2O5-K20)		 추비시비량
2009.2.16 2009.5.6 100x30 22.5kg-6.4kg-10.1kg 관행(40%)
얼라이브(20%)
라. 시험구 배치 및 면적 : 난괴법3반복, 135m2
마. 주요 조사과제 : 생육, 수량, 과실품질, 토양화학성분 등
바. 분석내용 : 당함량, 비타민C, 색도 토양 화학성분, 과실무기성분(P,K, Ca, Mg, Na, Fe)
3. 시험성적
가. 시험 전 후 토양화학성
구분 pH
(1:5)		 EC
(ds/m)		 유기물
(g/kg)		 유효인산
(mg/kg)		 치환성양이온(cmol+/kg) 토 성
K Ca Mg
시험전 7.9 0.22 26.5 640 0.97 6.6 1.3 사양토
시
험
후		 관행 7.1 1.95 30.2 767 0.73 8.4 3.5 사양토
얼라이브
멸 균		 7.6 1.30 29.1 675 0.58 7.6 3.2 사양토
얼라이브 7.6 1.56 27.6 683 0.54 8.0 3.4 사양토
적정농도 6-6.5 2.0> 25-35 450-550 5-6 0.7-0.8 1.5-2.0 사양토
나. 생육특성
구 분 초장2
(cm)		 초폭
(cm)		 절간장
(cm)		 정정
(mm)		 엽장
(cm)		 엽폭
(cm)
관 행 144.0a 21.0 19.2 14.9 14.9 7.7
얼라이브멸균 144.8a 20.9 18.0 15.4 14.5 7.6
얼라이브 142.6a 20.8 18.4 14.2 14.2 7.4
2DMRT 5%
다.과실특성
구 분 파장
(cm)		 과정
(mm)		 1과중
(g/생과)		 건과수량2
(kg/10a)
관 행 14.7 18.2 20.8 692.3a
얼라이브멸균 14.6 17.4 20.6 677.0a
얼라이브 15.3 17.9 20.9 700.1a
2DMRT 5%
라. 품질특성
구 분 당함량(g%) 색도 비타민C
(mg/100g)2 		Capsaicinoids
(mg%)		 ASTA
Color
Glucose Fructose 계 L a b
관 행 9.1 13.9 23.0 56.3 20.2 18.3 152a 69.3 75.4
얼라이브멸균 8.9 14.5 23.4 56.6 19.5 17.6 128a 82.8 69.6
얼라이브 8.8 14.2 23.0 56.8 18.8 17.3 138a 70.3 69.4
2DMRT 5%
마. 건고추의 무기물 함량
구 분 P(%) K(%)2 Ca(%) Ma(%) Na(%) Fe(mg/kg)
관 행 0.36 1.74a 0.05 0.13 0.02 41.2
얼라이브멸균 0.38 1.73b 0.05 0.13 0.02 52.1
얼라이브 0.38 1.68c 0.05 0.13 0.02 44.5
2DMRT 5%
4. 실험 결과
가. 시험 전 토양분석값은 pH가 높은 편이었으나 나머지 성분들은 고추재배 적정농도에 있었고, 시험후에도 적정농도 범위에 있었다.
나. 초장 등 생육특성은 처리간에 유의차가 보이지 않았다.
다. 과중이나 수량 등에서도 처리간 유의차를 보이지 않았다.
라. 당도,색도 비타민C 등 품질특성에서도 처리간 유의차를 보이지 않았다.
실시예 3
본 발명에 따른 미생물 효모를 포함한 유기질 비료에 대해 화학비료 절감시험을 양평군 농업기술센터에 의뢰하여 화학비료 절감 효과를 대체구별로 그 효과를 확인받은 바 있다.
1. 목 적
○ 미생물제재를 이용한 화학비료 절감방법 구명으로 친환경농산물생산
기반 구축
2. 시험배경 및 필요성
○ 친환경농업의 화학비료 절감 요건 충족
- 저농약재배 : 표준시비량의 1/2 절감
- 무농약재배 : 표준시비량의 2/3 절감
- 유기 및 전환기유기재배 : 화학비료 사용금지
○ 친환경농업의 가축분뇨 및 유기물사용은 친환경재배 및 사육한 부산물 사용의 법제화에 따른 대책마련
○ 친환경농업 확대보급을 위한 기반기술 연구
○ 친환경농업 기술에 의한 안전농산물 생산
3. 재료 및 방법
가. 공시작물 : 쌈배추(품종 : 하카타)
나. 공시재료 : 미생물이 첨가된 유기질비료
J사(효모6종),H사(효모6종),G사(바실러스외 6종),B사(바실러스외 6종)
-자재특성
제품명 용량 10a당
사용량		 가 격
(원)		 사용방법 주성분 비료성분
(N-P-K)		 효과
(제조사주장)
얼라이브 15Kg
/포		 75kg 15,000
/포		 정식3-5일전
토양혼합		 효모 6종
(질소고정균포함)		 3-3-1 병해경감, 생육촉진,품질향상, 인산및칼륨염분해, 비료사용절감(1/2정도)
H사 25kg
/포		 100kg 35,000
/포		 " " 0.6-5.4
-0.4		 "
G사 12kg
/포		 36kg 15,000
/포		 정식 15일전
살포후 경운		 바실러스
외 6종		 - 병저항성증대, 비료효고증대, 생리장해 및 집적해소
P사 1kg
/통		 3kg 15,000
원/봉		 가급적 빨리
미부숙분뇨는
2개월전 살포		 바실러스
외 6종
-		 부숙촉진,길항미생물, 유묘발육촉진 및 생육증대
다. 시험처리 방법
○ 시험장소
- 육묘 : 농업기술센터 공정육묘장
- 재배 : 양평읍 원덕리(시설하우스 150평)
○ 시험방법
미생물제재를 이용한 화학비료 절감 빛 수량과 품질향상을 위하여 육묘는 1월 18일 128공 트레이육묘상자에 1립씩 파종, 35일간 육묘하여 3월5일 시설하우스에 22 x 22cm간격으로 이식하였다. 밑거름 사용은 처리구별 토양검정후 질소를 기준하여 입상유기질비료인 엔피코(5-1-1+유기물80%)를 2월 26일 미생물제재와 동시에 처리구별 살포하고 로터리하였다. 기타재배는 농가의 일반재배에 준하여 관리하였다. 시험조사는 4월 29일 수량은 일반저울로 당도는 GHM-401R(자원하이텍) 당도측정기를 이용 측정하였고 토양성분변화는밑거름을 사용하기전에 토양검정을 하고 수확후에 토양을 검정하여 비교하였다.
시험처리 방법
구 분 주 요 내 용
시험구
(5처리)		 1처리구(얼라이브), 2처리구(H사), 3처리구(G사), 4처리구(B사), 5처리구(무처리)

처리내용
처리방법 : 정식4일전 살포후 경운, 충분한관수
10a당사용량 :J사제재 75kg, H사제재 100kg, G사제재 36kg,
B사제재 3kg
*재료별사용량은 재료별 생산업체의 사용 추천량임
시비량 : 토양검정후 질소성분 기준 시비처방서량의 1/2 시용
무처리구는 시비처방서의 전량사용
4. 시험결과
가. 수량 및 당도
친환경 미생물 비료를 밑거름으로 사용한 결과 수량(포기당 무게)은 얼라이브가 810kg으로 무처리 625kg 대비 129.6%로 가장 높았고, G사제재 104.8%, B사제재 91.2% 88.8% 순이었다.
당도는 G사제재가 8.7Brix로 무처리 7.7Brix보다 1.0Brix 높았고 얼라이트제재와 B사제재도 0.6Brix 높았으나 H사제재는 무처리보다 1.2Brix 낮았다.
친환경미생물비료 재료별 수량 및 당도비교
구분 얼라이브제재 H사제재 G사제재 B사제재 무처리
수
량		 무게(포기/kg) 810 555 655 570 625
대비(%) 129.6 88.8 104.8 91.2 100
당
도		 당도(Brix) 8.3 6.5 8.7 8.3 7.7
차
(처리구-무처리)		 0.6 -1.2 1.0 0.6 -
나. 토양성분변화
작물제배전에 비해 재배후 토양성분변화는 유효인산이 작물재배전에 비해 G 사제재, 얼라이브제재,H사제재,B사제재가 각각 389, 208, 135, 64mg/kg이 적어진 반면 무처리는 31mg/kg 적어졌고 전기전도도는 J사제재, G사제재, 무처리, B사 제재, H사제재가 각각 0.55, 0.45, 0.43, 0.33, 0.24dS/m가 줄었으며 마그네 슘은 전처리구가 0.7-1.9cmol+.kg가 많았다.
친환경미생물비료 사용후 토양성분 변화비교

구 분
토 양 성 분

시험구
조사시기
산도
(1:5)
유기물
(g/kg)
유효인산
(mg/kg)		 치환성양이온(cmol+/kg)
전기전도도(dS/m)
칼륨 칼슘 마그네슘
얼라이브제재 시험전(A)
시험후(B)
차(A-B)		 7.3
7.1
-0.2		 40
32
-8		 1021
813
-208		 0.50
0.23
-0.27		 13.1
11.5
-1.6		 6.2
6.9
+0.7		 1.51
0.96
-0.55
H사제재 시험전(A)
시험후(B)
차(A-B)		 7.2
7.1
-0.1		 37
36
-1		 955
820
-135		 0.36
0.19
-0.17		 12.1
11.4
-0.7		 5.6
6.2
+0.6		 1.30
1.06
-0.24
G사제재 시험전(A)
시험후(B)
차(A-B)		 7.0
7.0
0		 39
33
-6		 1094
705
-389		 0.39
0.14
-0.25		 11.0
10.1
-0.9		 6.0
6.7
+0.7		 1.83
1.38
-0.45
B사제재 시험전(A)
시험후(B)
차(A-B)		 7.0
6.9
-0.1		 34
32
-2		 886
822
-64		 0.34
0.16
-0.18		 10.6
9.6
-1.0		 5.0
6.8
+1.8		 1.39
1.06
-0.33
무처리 시험전(A)
시험후(B)
차(A-B)		 7.1
6.9
-0.2		 33
32
-1.0		 851
820
-31		 0.30
0.19
-0.11		 10.2
10.1
-0.1		 4.9
6.8
+1.9		 1.46
1.03
-0.43
다. 경제성 비교
10a당 제재별 사용량에 대한 경제적 부담은 H사제재가 172,000원으로 엔 피고(유기질비료)65,000원 대비 265%로 가장 높았고 얼라이브제재165%, G사제재, B 사제재가 각각 119%의 순이었다.
제재별 경제성 비교

구 분		 10a당 사용량
(kg)		 가격(원)
대비(%)
계 미생물제재 첨가(유기질비료)

얼라이브제제
J사제재
G사제재
B사제재
엔피코(유기질비료)
100
75
36
3
200
172,500
107,500
77,500
77,500
65,000
140,000
75,000
45,000
45,000
65,000
32,500
32,500
32,500
32,500
-
265
165
119
119
100
+첨가(유기질비료) : 전체사용량의 1/2를 유기질비료로 보충함
6. 결과요약
○ 수량(포기당 무게)은 얼라이브제재가 810kg으로 무처리 625kg 대비 129.6% 로 가장 높았고, G사제재 104.8%, B사제재 91.2%, H사제재 88.8% 순이었음
○ 당도는 G사제재가 8.7Brix로 무처리 7.7Brix보다 1.0Brix 높았고 얼라이브제재와 B사제재도 0.6Brix 높았으나 H사제재는 무처리 보다 1.2Brix 낮았음
○ 토양성분변화는
- 유효인산이 작물재배전에 비해 G사제재, 얼라이브제재, H사제재, B사제재가 각각 389, 208, 135, 64mg/kg이 적어졌고 무처리는 3mg/kg 적어졌음
- 전기전도도는 얼라이브제재, G사제재, 무처리, B사제재, H사제재가 각각 0.55, 0.45, 0.43, 0.33, 0.24dS/m가 줄었음
○ 10a당 제재별 사용량에 대한 경제적 부담은 H사제재가 172,000원으로 엔피코(유기질비료)65,000원 대비 265%로 가장 높았고 얼라이브제재 165%, G사제재, B사제재가 각각 119%의 순이었음
7. 결과고찰 및 활용방안
가. 결과고찰
친환경미생물비료를 기비로 사용하고 수량, 당도, 토양성분변화를 조사한 결과 얼아리브제재가 수량(무처리 대비 129.6%), 당도(무처리보다 0.6Brix 높음), 토양성분변화, 경제적부담 등을 종합한 결과 H사제재, G사제재, B사제재 보다 좋은 것으로 판단됨
나. 활용방안
○ 친환경농업의 시비에 대한 지도자료로 활용
상기의 실시예를 통해 본 발명에 따른 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료는 유기농자재를 이용한 비료시스템으로서 빵이나 술을 만들 때 사용하는 천연 미생물(이스트)의 기능을 활용하여 생산된 기술로서 재활용 자원화 가능한 퇴비 및 유기질 비료에 접목하여 상용화한 것으로서, 본 발명의 유기질 비료 얼라이브는 모든 작물의 생육에 필요한 기본 3대 영양분(질소N, 인산P, 칼륨K)을 작기당 최장 180일간 균형있게 공급하여, 작물의 생육기간에 강건한 근권체계를 만들어 작물을 건강하고 질병에 대한 내성을 키워 빠른 성장(조기 수확), 증수 및 영양분 밸런스의 우수한 품질을 만든다.
더불어 토양에 환경부하나 오염없이 토양조건을 한층 개선하는 효과를 가져온다. 또한 이 비료시스템은 왕성하게 활동하는 이스트들이 연속 시비필요성을 줄여 화학비료나 여타 유기질 비료와 비교하여 전체적인 사용을 최대 1/10가량 경감시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 원료 투입부 110 : 식물성 유박류
120 : 부산물 원료 121 : 부숙 공정
200 : 원료 선별기 300 : 원료 분쇄기
400 : 원료 저장부 500 : 원료 계량기
510 : 원료 배합기 511 : 미생물 원료
512 : 미생물 부차원료 600 : 원료 혼합기
700 : 입상 성형기 800 : 건조 선별기
900 : 계량 포장기

Claims (4)

  1. 저장공간에 미발효된 식물성 유박류의 부산물과 부숙과정을 거친 축분의 퇴비를 원료저장부에 혼합하여 혼합물을 형성하는 제 1 단계;
    미생물 효모 1%중량과 전분류 10%중량을 균등하게 배합하여 원료저장부에 투입하여 혼합하는 제 2 단계;
    제 2 단계에서 혼합된 혼합물을 입상 성형기를 통하여 원료를 투입하여 일정 형상을 갖는 반제품을 제조하는 제 3 단계;
    입상으로 제조된 반제품을 건조기를 이용하여 적정 온도를 유지하여 건조시켜 선별기를 통과하여 분말 또는 액상을 선별하는 제 4 단계; 및
    선별된 분말 또는 입상의 물품을 계근장치와 포장기를 통해 완제품의 비료를 생산하는 제 5 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료 제조방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 혼합물은 미생물 포함 10%중량부와 식물성 유박류 90%중량부로 구성되거나, 미생물 포함 10% 중량부와 상기 축분의 퇴비 90%중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료 제조방법
  3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식물성 유박류 및 축분의 퇴비는 원료의 순도와 품질을 위해 자석과 선별기를 통해 이물질과 덩어리진 원료를 깨끗하게 정선하고, 입자가 큰 것은 분쇄기를 통해 일정 크기로 분쇄하여 원료저장부에 투입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료 제조방법
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 미생물 효모는 대기 속의 N2을 용해성 질소(N)로 전환하는 질소 고정 이스트(Yeast), 토양이나 입체 속의 불용해성 인산을 용해성 인산(P)로 전환하는 인산 분해 이스트 및 토양이나 입체 속의 불용해성 칼륨을 용해성 칼륨(K)으로 전환하는 칼륨 분해 이스트로 구성되는 것을 특징으로 하는 미생물을 함유한 정제형 유기질 비료 제조방법.
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