KR101424071B1 - 온주밀감 또는 만감류의 산 함량을 낮추기 위한 액상복합비료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CMS(condensed molasses soluble)를 포함하는 단당류 또는 이와 유사한 탄소원을 유효성분으로 포함하는 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추기 위한 액상복합비료 조성물 및 상기 액상복합비료 조성물을 감귤 또는 만감류에 시비하여 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법을 제공한다.

Description

온주밀감 또는 만감류의 산 함량을 낮추기 위한 액상복합비료 조성물{Liquid composite fertilizer composition for lowering acid content of mandarin or citrus hybrid}

본 발명은 CMS(condensed molasses soluble)를 포함하는 단당류 또는 이와 유사한 탄소원을 유효성분으로 포함하는 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추기 위한 액상복합비료 조성물 및 상기 액상복합비료 조성물을 감귤 또는 만감류에 시비하여 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법을 제공한다.

과일의 맛을 결정하는 데 있어 당도와 산 함량의 비는 매우 중요하다. 특히 산 함량이 기준 이상으로 높으면 비록 당도가 높다 해도 그 과일이 적절한 맛을 유지하는 것은 힘들다.

최근 들어 제주도에서 주로 재배되는 감귤 및 만감류의 맛이 계속해서 떨어지고 있으며, 일부 과일들은 신맛이 너무 높아 소비자들로부터 외면받고 있다. 따라서 감귤 및 만감류의 당도는 높이고, 산 함량은 낮추기 위하여 농민 및 관련 국가 기관이 배전의 노력을 다하고 있는 것이 사실이다.

과일의 당도와 산 함량에 영향을 주는 인자로서는 품종, 일조량, 강수량, 비료 등 매우 다양하다. 이 중 농민들이 올바른 방법을 습득만 하면 비용 및 노력의 큰 증가 없이 예상외의 효과를 거둘 수 있는 분야가 비료 부분이라 하겠다.

오늘날 주로 사용되고 있는 복합 비료의 대부분은 무기질 화학비료이다. 무기질 화학비료를 사용한 토양에서 자란 작물은 병충해에 대한 저항력이 낮고, 식물에 유용한 토양 미생물이 약화하거나 사멸되어 결국 종자의 질이 점점 저하되는 문제점이 지적되고 있다. 그래서 최근에는 각종 유기물을 첨가한 복합비료를 개발하고자 하는 시도가 진행되고 있다.

한편, CMS(condensed molasses soluble)는 당밀과 원당을 주원료로 하여 라이신, 글루탐산 및 비타민 등 각 목적 물질을 제조하는 미생물 발효 공정을 통해 얻어진 발효액으로부터 목적하는 산물을 분리하고 난 후의 발효 부산물의 통칭이다.

CMS를 생산하는 발효회사에 따라 혹은 목적에 따라 농도 차이가 있으나, 상기 CMS는 당분, 유기물, 균체, 단백질 및 아미노산 등 생물의 생육에 필요한 각종 유기물과 미량원소를 다량 함유하고 있다.

상기와 같이 풍부한 영양 성분을 함유하고 있는 CMS는 규산질 비료의 조립제, 유기질 비료의 첨가제, 퇴비의 첨가제, 액상 비료의 원료 또는 사료의 첨가제 등으로 일부 이용되고 있다.

한국공개특허 제2008-0089801호에는 만감류의 산도저감 및 저장성 개선을 위한 기능성 봉지가 개시되어 있으나, 본 발명의 감귤 및 만감류의 산 함량을 낮추기 위한 액상복합비료 조성물과는 상이하다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 정부와 비료 회사의 지원을 받아 감귤 및 만감류의 당도는 높이고 산 함량은 낮출 수 있는 비료의 종류와 시비방법을 찾기 위하여 CMS와 질소, 인산 및 칼리를 적정량 배합하여 제조된 액상복합비료 조성물을 가지고 총 3년 동안 재배 시험을 실시하여, 감귤 및 만감류의 당도는 높이고 산 함량을 낮출 수 있는 새로운 비료 및 이를 이용한 시비방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 CMS(condensed molasses soluble), 질소, 인산 및 칼리를 유효성분으로 포함하는 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추기 위한 액상복합비료 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 액상복합비료 조성물을 감귤 또는 만감류에 시비하여 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법을 제공한다.

감귤 및 만감류 재배 농민들의 수입은 과일의 수량과 크기에 의해서도 좌우되지만, 적절한 당도와 산 함량의 비를 가진 과일 본위의 맛이 뒷받침되지 못한다면 많은 수량과 크기는 아무런 소용이 없을 것이다. 더욱이 당도와 산 함량의 비를 결정하는데 있어 당도를 향상시키는 것 못지 않게 산 함량을 떨어뜨리는 것이 중요한 바, 향후 감귤 및 만감류 재배 농민들은 본 발명의 액상복합비료 조성물과 같이 단당류 또는 이와 비슷한 탄소원을 함유한 액상복합비료를 적절히 사용함으로써 소비자들이 특히 싫어하는 신맛을 내는 과일의 생산을 대폭적으로 줄일 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 액상복합비료 조성물은 시비 후 즉시 근권에 과도한 질소가 잔류함을 막고, 인산 우선형의 생육이 촉진되어 실뿌리를 포함한 근권의 발달이 탁월하여, 균형있는 영양분의 흡수가 이루어져 과일은 최상의 상태를 유지하게 된다.

도 1은 단당류를 포함하는 유기물과 일반 유기물 시비에 따른 질소 부동화 속도의 원리를 나타낸 그림이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 단당류 또는 이와 유사한 탄소원을 유효성분으로 포함하는 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추기 위한 액상복합비료 조성물을 제공한다.

본 발명의 액상복합비료 조성물에서, 상기 단당류 또는 이와 유사한 탄소원은 바람직하게는 단당류 또는 이당류일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 원당, 당밀 또는 CMS(condensed molasses soluble)일 수 있다.

CMS(condensed molasses soluble)는 당밀과 원당을 주원료로 하여 라이신, 글루탐산 및 비타민 등 각 목적 물질을 제조하는 미생물 발효 공정을 통해 얻어진 발효액으로부터 목적하는 산물을 분리하고 난 후의 발효 부산물의 통칭이다. CMS는 바람직하게, 미생물을 이용하여 탄소원인 당밀로부터 아미노산, 구연산을 포함하는 유기산, 비타민을 포함하는 생리 활성 물질, 항생물질, 효소 또는 고분자 물질을 생산하는 발효 공정을 수행하고 발효액으로부터 목적하는 산물을 제거한 후 얻어지는 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게 아미노산 발효 부산물이 사용될 수 있다.

아미노산 발효의 예를 통해 CMS의 발생 과정을 살펴보면, 먼저, 발효기에 당밀을 투입하기 전에 당밀에서 칼슘을 제거하는 공정을 포함할 수가 있다. 이후 미생물에 의한 발효를 수행한 후 발효 반응을 중단시킨 다음, 미생물 균체(biomass)를 원심분리 등의 방법으로 제거하거나 또는 황산 처리 등을 가한 후 균체를 분리하지 않고 회수 공정으로 발효액을 투입한다. 회수 공정에서는 이온 교환 수지 등의 방법을 통해 글루탐산 또는 라이신과 같은 목적 아미노산을 분리하고 남은 액상 부산물에는 발효에 이용되고 남은 당분, 아미노산, 유기산 및 단백질 등의 각종 유기질과 마그네슘, 나트륨 및 칼륨 등의 각종 미량 원소 등이 다량 포함되어 있으며, 이를 CMS라 한다. CMS는 농축도에 따라 그 농도가 약 15%-73%로 다양하다.

본 발명의 액상복합비료 조성물은 보다 바람직하게는 CMS(condensed molasses soluble)를 유효성분으로 포함하며, 더욱 바람직하게는 액상복합비료 조성물 100 중량부 기준으로 40~70%(w/v)의 CMS 40 중량부 이상, 바람직하게는 40~70 중량부를 유효성분으로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 액상복합비료 조성물은 CMS(condensed molasses soluble) 외에 질소, 인산 및 칼리를 유효성분으로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 액상복합비료 조성물 100 중량부 기준으로 40~70%(w/v)의 CMS 40~70 중량부를 포함하고, 추가로 질소, 인산 및 칼리의 합 10~25 중량부를 유효성분으로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 액상복합비료 조성물 100 중량부 기준으로 40~70%(w/v)의 CMS 40~70 중량부, 질소 7~9 중량부, 인산 2~4 중량부 및 칼리 2~4 중량부를 유효성분으로 포함할 수 있으며, 더더욱 바람직하게는 액상복합비료 조성물 100 중량부 기준으로 40~70%(w/v)의 CMS 40~70 중량부, 질소 8 중량부, 인산 3 중량부 및 칼리 3 중량부를 유효성분으로 포함할 수 있으며, 가장 바람직하게는 액상복합비료 조성물 100 중량부 기준으로 56%(w/v)의 CMS 40 중량부, 질소 8 중량부, 인산 3 중량부 및 칼리 3 중량부를 유효성분으로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 참고로, 질소는 과일의 성장을 촉진하며, 인산은 과일의 성숙과 근권의 발달을 촉진하고, 칼리는 잎에서 생성된 당을 과일 안으로 옮기는 역할을 한다.

상기 범위로 유효성분을 포함하는 것이 감귤 및 만감류의 당도는 높이고 산 함량을 낮출 수 있는 새로운 비료 조성물을 제공할 수 있었다.

본 발명의 액상복합비료 조성물에서, 상기 만감류는 부지화(한라봉), 세토카(천혜향, 백록향), 감평(레드향), 베니마돈나(황금향), 진지향 또는 세토미일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 또한, 상기 액상복합비료 조성물을 감귤 또는 만감류에 시비하여 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법을 제공한다.

상기 본 발명의 방법에서, 상기 시비는 분시 비율이 3월에 8~12 중량부, 4월에 12~18 중량부, 5월 및 6월에 각각 16~24 중량부, 7월, 8월 및 9월에 각각 8~12 중량부 및 10월에 4~6 중량부로 나눠 실시할 수 있으며, 바람직하게는 3월에 10 중량부, 4월에 15 중량부, 5월 및 6월에 각각 20 중량부, 7월, 8월 및 9월에 각각 10 중량부 및 10월에 5 중량부로 나눠 실시할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: 본 발명에 따른 액상복합비료 조성물( 한거름 비료)의 제조

당밀과 원당을 이용하여 발효한 후 목적 산물을 분리해 내고 남은 부산물을 가공 농축한 제품인 56% 농도의 CMS 40%, 질소 8%, 인산 3% 및 칼리 3%를 혼합하여 액상복합비료 조성물을 제조하였다.

액상복합비료 조성물의 성분

성분	질소	인산	칼리	유기질 성분	성상
함량	8%	3%	3%	농도 56%인 CMS를 40% 혼합	액상

비교예 1: 혈분제제 (B사) 비료

도축장 부산물인 동물의 피를 가공한 원료에 무기질인 질소, 인산, 칼리 성분을 혼합하여 제조된 액상비료를 사용하였다.

혈분제제 비료의 성분

성분	질소	인산	칼리	유기질 성분	성상
함량	4%	2%	1%	무	액상

비교예 2: 복비

물에 녹여 사용할 수 있도록 수용성 성분으로 질소, 인산, 칼리를 보증한 복합비료(일명: 관주용 복합비료)를 사용하였다.

복비의 성분

성분	질소	인산	칼리	유기질 성분	성상
함량	26%	12%	12%	무	고상

비교예 3: 단비

질소원으로는 요소, 인산원으로는 용성인비, 칼리원으로는 염화칼리가 포함된 단비 비료를 사용하였다.

단비의 성분

성분	질소	인산	칼리	유기질 성분	성상
함량	46%	20%	60%	무	고상

비교예 4: 유기배합 비료

기름을 짜고 난 부산물인 유박 등에 무기질인 질산, 인산, 칼리를 혼합하여 만든 비료를 사용하였다.

유기배합 비료의 성분

성분	질소	인산	칼리	유기질 성분	성상
함량	8%	7%	5%	36%	액상

실험방법

1. 대상작목: 감귤

2. 장소: 국립원예특작과학원 감귤 시험장 및 농가(의귀리) 시험포장

3. 시비방법 및 시비량

1) 한거름비료, 혈분제제 및 복비

가) 관주용 비료이므로 물과 함께 관주하였다.

나) 3-10월까지 연간 8회 분시하였으며, 매월 정해진 양을 물에 희석하여 시용하였다. 비율은 연간 시용량을 3월 10%, 4월 15%, 5 내지 6월 각각 20%, 7 내지 9월 각각 10%, 10월 5%로 나눠 시용하였다.

다) 300평당 총 시비량은 질소 기준으로 관행 시비의 70%인 25 kg만 시비하였다. 이유는 고상으로 토양에 직접 시비하는 것보다 관주 시비의 경우 비료 흡수율이 높아, 관행시비량의 최대 30%까지 줄일 수 있기 때문이다.

2) 단비

가) 요소와 염화가리는 물에 녹여 관주하였고, 용성인비는 물에 녹지 않으므로 3월에 전량 기비로 살포하였다.

나) 용성인비를 제외한 요소와 염화가리를 3-10월까지 연간 8회 분시하였으며, 매월 정해진 양을 물에 희석하여 사용하였다. 비율은 연간 시용량을 3월 10%, 4월 15%, 5 내지 6월 각각 20%, 7 내지 9월 각각 10%, 10월 5%로 나눠 사용하였다.

다) 300평당 총 시비량은 질소 기준으로 관행 시비의 70%인 25 kg만 시비하였다.

3) 유기배합

가) 고형성 비료이므로 비료 제형 그대로 관행과 같이 수작업으로 살포하였다.

나) 3-10월까지 연간 8회 분시하였으며, 비율은 연간 시용량을 3월 10%, 4월 15%, 5-6월 각 20%, 7-9월 각 10%, 10월 5%로 나눠 시용하였다.

다) 관행시비량인 300평당 총 시비량은 질소기준 36 kg을 사용하였다.

실시예 1: 처리 1년 후 비료 종류에 따른 과실품질 비교

1년차(2009년) 처리 후 수확시기인 이듬해 1월의 품질조사 결과, 비료 종류별 과중, 횡경, 종경 및 수량에는 차이가 보이지 않았지만, 당도는 한거름 비료에서 높고 산 함량은 한거름 비료, 혈분, 단비 처리구에서 낮아, 품질을 나타내는 당산비(당도/산함량)는 본 발명의 액상복합비료 조성물(한거름비료 처리구)에서 다른 비료 처리구들에 비해 유의적으로 가장 높게 나타났다.

실시예 2: 처리 2년 후 비료 종류에 따른 과실품질 비교

2년차(2010년)에도 1년차와 동일하게 처리 후 수확시기인 이듬해 1월의 품질조사 결과, 비료종류별 과중, 횡경, 종경 및 수량에는 1년차와 마찬가지로 큰 차이가 보이지 않았다. 당도는 유기배합에서 가장 높은 경향이나, 한거름 비료, 복비, 단비와는 통계적 유의차가 없었다. 산 함량은 한거름 비료 처리구에서 가장 낮게 조사되었다. 당산비는 한거름 비료 처리구에서 다른 처리구보다 유의적으로 가장 높게 나타났다.

실시예 3: 처리 3년 후 비료 종류에 따른 과실품질 비교

실시예 1 및 2에서 2년간 처리 후 품질에 미치는 영향을 본 결과, 당도는 한거름 비료, 복비 처리구에서 높은 결과를 보였고, 산 함량은 한거름 비료 처리구에서 가장 낮아 결과적으로 당산비는 한거름 비료 처리구에서 관행인 유기배합 처리구 대비 약 2.2가 높았다.

재배시험의 결과 판독 시 1차년도의 결과보다는 2차년도의 결과가 더 중요하며 2차년도의 결과보다는 3차년도의 결과가 더 중요한데, 그 이유는 1차년도에는 그 이전에 사용했던 비료의 효과가 아직 토양에 잔존하기 때문에 새로이 사용한 비료가 온전히 그 효과를 나타내기 위해서는 최소한 1-2년의 시간이 흘러야 하기 때문이다.

따라서, 본 발명자는 3차년도의 재배시험결과 및 2차년도와 3차년도의 재배시험결과 평균치를 면밀히 분석하였다(표 8 및 9). 그 결과, 한거름 비료를 사용한 처리구는 타 처리구에 비해 당도는 약간 높게 유지되는 정도였으나, 산 함량은 통계상 유의 수준이 있을 정도로 대폭 감소하는 것을 알 수 있었다.

한거름 비료가 타 비료에 비해 산 함량 저하 면에서 월등한 효과를 나타낸 기작을 추론하여 보면, 미생물은 토양 내에서 증식할 때 일정한 비율로 탄소와 질소를 흡수한다. 이를 탄질비라 하는데, 그것은 대략 5-20 정도이다. 따라서 토양에 탄소원이 투입되면 같이 투입된 질소 또는 토양 내 잔존 질소를 미생물이 함께 이용하여 증식하므로 질소의 부동화가 일어나게 된다. 이러한 질소의 부동화 속도는 투입된 탄소원에 따라 달라진다.

예를 들면 단당류 또는 이와 비슷한 탄소원들이 토양에 투입된 경우에는 미생물이 분해를 위하여 별도의 에너지 소비가 필요 없으므로 매우 빠른시간 안에 토양 내 질소의 부동화가 이루어진다. 그러나 고분자 탄소원 등 미생물이 반드시 별도의 에너지를 소비하여 분해한 후 이용해야 하는 탄소원이 토양에 투입된 경우에는 질소의 부동화가 느리게 일어난다. 도 1은 상기의 원리를 이해하기 쉽도록 그림으로 나타낸 것이다. 실험에 사용된 한거름 비료에 포함된 탄소원은 단당류 또는 이와 비슷한 탄소원이 대부분이므로 토양 내에서 질소의 부동화를 순식간에 촉진한다. 이와 같이 질소의 부동화가 아주 빨리 일어나면 다음과 같은 현상이 근권에서 발생한다.

1. 시비 후 즉시 근권에 과도한 질소가 잔류함을 막는다.

2. 시비 후 즉시 인산우선형의 생육이 촉진되어 실뿌리를 포함한 근권의 발달이 탁월하며, 이를 통하여 균형있는 영양분의 흡수가 가능하다.

Claims (11)

1. 액상복합비료 조성물 100 중량부를 기준으로, 농도가 40~70%(w/v)인 CMS(condensed molasses soluble) 40~70 중량부를 포함하고, 질소, 인산 및 칼리의 합 10~25 중량부를 유효성분으로 포함하는 액상복합비료 조성물 100 중량부에 대한 감귤 또는 만감류에 분시 비를 3월에 8~12 중량부, 4월에 12~18 중량부, 5월 및 6월에 각각 16~24 중량부, 7월, 8월 및 9월에 각각 8~12 중량부 및 10월에 4~6 중량부로 나눠 시비하여 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 액상복합비료 조성물은 액상복합비료 조성물 100 중량부를 기준으로, 농도가 40~70%(w/v)인 CMS(condensed molasses soluble) 40~70 중량부, 질소 7~9 중량부, 인산 2~4 중량부 및 칼리 2~4 중량부를 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 액상복합비료 조성물은 액상복합비료 조성물 100 중량부를 기준으로, 농도가 40~70%(w/v)인 CMS(condensed molasses soluble) 40~70 중량부, 질소 8 중량부, 인산 3 중량부 및 칼리 3 중량부를 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 만감류는 부지화, 세토카, 감평, 베니마돈나, 진지향 또는 세토미인 것을 특징으로 하는 감귤 또는 만감류의 산 함량을 낮추는 방법.
10. 삭제
11. 삭제

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