KR101534559B1 - 액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 액상의 미량요소복합비료 제조방법은, 배합탱크에 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 146.04리터의 물을 투입하여 준비하는 단계와; 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 6.9리터의 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O)와, 31리터의 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O), 5.26리터의 규산소다 용액을 준비하여 상기 배합탱크에 투입한 후 정온가열기를 이용하여 배합탱크 내부 온도를 90℃를 24시간 동안 유지하는 단계; 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.54리터의 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O)와 0.005리터의 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O), 물 1리터를 혼합한 다음 밀폐된 용기에서 100℃로 가열하여 1차첨가액을 준비하여 상기 배합탱크에 투입하는 단계; 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.46리터의 간수, 0.5리터의 액상 질산칼슘, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 0.05리터의 목초액, 구연산과 포도당이 1 : 1의 부피비로 혼합된 유기산혼합물 10리터를 혼합하여 상기 배합탱크에 투입한 후 교반하는 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 어려운 제조 방법을 거치지 않음에도 불구하고 침전물을 최소화함으로써 조성 성분이 고르게 분포된, 규산염을 포함하는 액상의 엽면 살포 방식의 비료를 제공함으로써 식물에 비료 공급이 원할하면서 고르게 이루어지고, 종래 비료에 비해 구고, 구폭, 주중, 구중이 증가하는 비료가 제공된다.

Description

액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법{LIQUID TYPE GRANULAR COMPLEX FERTILIZER OF MICRO NUTRIENT AND MANUFACTURING METHOD OF IT}

본 발명은 액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법에 관한 것으로, 간수와 액상의 질산칼슘, 사과산으로 용해된 패화석 및 목초액, 유기산을 혼합하여 규산소다 등의 혼합액과 혼합함으로써, 강알칼리성을 갖는 마그네슘, 칼슘 성분이 규산소다 등의 혼합액과 접촉하여 침전물을 발생시키는 겔화현상을 최소화하도록 한, 액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.

규소(Silicon, Si)는 지각을 구성하는 원소들 중에서 두 번째로 많은 원소이다. 이러한 규소는 토양 용액 중에서 pH 9 이하일 때 규산[Si(OH)₄] 형태로 존재하며 그 이상일 때는 규산 이온형태로 존재하는데, pH 9.5일 때 토양에 흡착이 가장 잘 되는 것으로 알려져 있다. 현재 우리나라 토양 중의 규소 농도는 SiO₂ 함량으로 계산할 때, 7∼80㎎/㎏ 정도인 것으로 조사되어 있다.

고등식물이 규소를 흡수하는 정도는 식물의 종류에 따라서 매우 다른 것으로 나타나고 있다. 벼, 속새 등의 수생화본과 식물의 경우에는 건물량으로 10∼15% 가량에 해당하는 매우 많은 양의 규소를 흡수, 축적하게 되고, 사탕수수 등 밭에서 재배되는 곡류 작물 등은 1∼3% 정도 함유하는 것으로 나타난다. 또한 콩 등의 쌍자엽 식물 중의 규소함량은 0.5% 이하이며, 오이, 참외, 수박, 메론, 호박 등의 박과작물도 규소를 많이 흡수하는 것으로 알려져 있다.

규산이 식물체에 흡수되면 잎과 줄기가 빳빳해져 잘 쓰러지지 않기 때문에 식물체의 아랫잎까지 햇빛을 많이 받게 돼 탄소 동화작용이 왕성해진다. 또한, 규산 성분이 식물체 내에 들어가 세포벽에 규산층(큐티큘라층)을 형성, 세포를 강화함으로써 도열병과 이화명충, 벼멸구 등의 병충해에 대한 저항력을 높여주며, 내병성 증대로 뿌리썩음병과 깨씨무늬병, 세균성 병해, 바이러스성 병해는 물론 냉해에 대한 저항성까지 높여준다.

또한, 규산은 생장촉진은 물론 토양개량과 비료효과를 조절해 질소과잉과 인산흡수 장해 등을 막아주고, 식물체의 신선도를 유지시켜 저장성을 높여주며 과일 등의 경도와 당도를 크게 높여주는 효과가 있다.

현재 공급되고 있는 규산질 비료는 거의 제철 슬래그를 원료로 하여 만든 가용성 규산질 비료로 분말과 입상 등 두 가지로 나뉘어 있지만 거의 '불용성 물질'로 식물이 흡수할 수 있는 성분은 연간 0.002% 정도밖에 되지 않고, 나머지는 토양에 그대로 집적되기 때문에 일정 기간 내에 연속적으로 다량 살포해야 하는 문제점이 있다.

또한 기존의 규산질 비료는 사용자인 농민에게 운반 및 시비면에서 엄청난 부담을 주며 유해물질과 이물질이 많아서 실효성마저 크게 떨어졌으며, 시비 시기도 첫갈이 할 때만 가능해 엽면 시비에 의한 조절 기능이 없어 결핍 현상에 대처할 수 없었다.

또한, 종래의 규산질 비료는 규산입자의 크기가 수 ㎛대로 입자가 큰 고체분말 형태로 제조되었다. 따라서 엽면에 직접 살포되는 경우에는 그 흡수율이 높지 않을 뿐만 아니라, 또한 액상 규소의 경우라도 엽면에 효과적으로 부착시켜야 하는 문제점을 지니고 있었다. 또한 종래의 규산질 비료는 대부분 토양을 통하여 전달되며, 토양 중의 유기산이나 작물 뿌리에서 분비되는 산에 의해 서서히 가용화된 다음, 식물에 흡수, 이용되는 것으로 나타나고 있다. 그러나, 규산질 비료의 유효 성분은 물에 잘 녹지 않기 때문에 흡수되는 효율이 낮은 문제점이 있다.

아울러 식물에서 규산의 흡수는 타입자의 비율에 영향을 받는 수동적인 특성 때문에, 토양 중에서 규소(Si)/알루미늄(Al) 또는 규소(Si)/철(Fe)의 비를 크게 해 주어야 하는 문제점도 있다.

더욱이 이러한 규산질 비료를 토양에 직접 살포하는 것은 토양 중에 미량의 규산이라도 용해되어 있는 경우, 토양 중에 존재하는 알루미늄(Al3+)과 착화합물을 형성하기 때문에 식물체의 원활한 규산 흡수를 방해하는 문제점이 있다.

특히, 작물의 생장에 필요한 미량요소로써 마그네슘과 칼슘을 공급해줘야 하는데, 이에 적합한 염화마그네슘, 황산마그네슘, 질산칼슘, 산화마그네슘, 탄산칼슘 등은 강알칼리성을 띄는 바, 규산이 용해된 액체와 접촉시 서로 거부 충돌하여 밀도 높은 겔화 현상이 발생하게 되어 여러 성분들이 고르게 분포되거나 용해되지 아니하게 되어 액상 비료로 사용하기에 부적합한 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위한 기술로, "규산염을 포함하는 담수작물 재배용 발포성 정제형 비료 조성물"(한국 등록특허공보 제10-1064899호, 특허문헌 1)에는 서방성 기재를 이용하여 비료 조성물이 물에 일시적으로 용해되지 않고 물과 규산이 만나는 시간을 늦춰 산과 직접적인 반응을 억제하면서 발포성을 부여하도록 하였다.

상기와 같이 규산염의 용해 시간을 일시적으로 늦추는 방법은 벼 제배와 같은 담수 작물에 적당하나, 밭 작물의 경우에는 사용이 불편한 문제점이 있었다.

또다른 기술로, "규산이 결합된 아미노산을 함유한 비료의 제조방법"(한국 등록특허공보 제10-1246342호, 특허문헌 2)에는 아미노산을 함유한 도축 부산물과 규산염 및 전해질을 혼합한 후 전기적 힘을 가해 혼합물의 산도, 온도, 압력을 조절하여 용해된 부산물로부터 생성된 아미노산에 규산의 결합을 야기하여 아미노산이 함유된 유기질 액체 비료를 제공하도록 하였다.

그러나, 상기 특허문헌2는 동물성 아미노산을 필수적으로 필요로 하게 되는 바, 이의 공급이 원할치 않은 상태에서는 제조가 어려운 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 1에 나타나 있는 바와 같이 규산염에 탄산염 및 유기산을 혼합하는 방법의 경우 시비 후에 규산염과 유기산의 중화반응으로 인해 규산염이 중합되어 침전하는 문제가 발생하고, 이로 인해 침전된 규산염은 물에 녹지 않게 되어 식물의 흡수가 어려워지는 문제점이 있었다.

KR 10-1064899 (2011.09.07) KR 10-1246342 (2013.03.15)

본 발명의 액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 어려운 제조 방법을 거치지 않음에도 불구하고 침전물을 최소화함으로써 조성 성분이 고르게 분포된, 규산염을 포함하는 액상의 엽면 살포 방식의 비료를 제공함으로써 식물에 비료 공급이 원할하면서 고르게 이루어질 수 있게 하려는 것이다.

더불어, 종래 비료에 비해 구고, 구폭, 주중, 구중이 증가하는 비료를 제공하려는 것이다.

본 발명의 액상의 미량요소복합비료 제조방법은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 배합탱크에 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 146.04리터의 물을 투입하여 준비하는 단계와; 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 6.9리터의 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O)와, 31리터의 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O), 5.26리터의 규산소다 용액을 준비하여 상기 배합탱크에 투입한 후 정온가열기를 이용하여 배합탱크 내부 온도를 90℃를 24시간 동안 유지하는 단계; 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.54리터의 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O)와 0.005리터의 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O), 물 1리터를 혼합한 다음 밀폐된 용기에서 100℃로 가열하여 1차첨가액을 준비하여 상기 배합탱크에 투입하는 단계; 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.46리터의 간수, 0.5리터의 액상 질산칼슘, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 0.05리터의 목초액, 구연산과 포도당이 1 : 1의 부피비로 혼합된 유기산혼합물 10리터를 혼합하여 상기 배합탱크에 투입한 후 교반하는 단계;를 포함하여 구성된다.

아울러, 본 발명의 액상의 미량요소복합비료는, 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 147.04리터의 물, 6.9리터의 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O), 31리터의 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O), 5.26리터의 규산소다 용액, 0.54리터의 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O), 0.005리터의 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O), 0.46리터의 간수, 0.5리터의 액상 질산칼슘, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 0.05리터의 목초액, 5리터의 구연산, 5리터의 포도당을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의해, 어려운 제조 방법을 거치지 않음에도 불구하고 침전물을 최소화함으로써 조성 성분이 고르게 분포된, 규산염을 포함하는 액상의 엽면 살포 방식의 비료를 제공함으로써 식물에 비료 공급이 원할하면서 고르게 이루어질 수 있게 된다.

더불어, 종래 비료에 비해 구고, 구폭, 주중, 구중이 증가하는 비료가 제공된다.

도 1은 본 발명 액상의 미량요소복합비료를 나타낸 사진.
도 2는 본 발명에서 재배시험 현장을 나타낸 사진.
도 3 내지 7은 본 발명의 미량요소복합비료를 이용하여 배추 재배 시험 결과를 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법에 대하여 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 액상의 미량요소복합비료는, 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 147.04리터의 물, 6.9리터의 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O), 31리터의 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O), 5.26리터의 규산소다 용액, 0.54리터의 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O), 0.005리터의 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O), 0.46리터의 간수, 0.5리터의 액상 질산칼슘, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 0.05리터의 목초액, 5리터의 구연산, 5리터의 포도당을 포함하여 구성되어 있다.

그 제조방법은 다음과 같다.

먼저, 배합탱크에 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 146.04리터의 물을 투입하여 준비한다.

그런 다음 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 6.9리터의 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O)와, 31리터의 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O), 5.26리터의 규산소다 용액을 준비하여 상기 배합탱크에 투입한 후 정온가열기를 이용하여 배합탱크 내부 온도를 90℃를 24시간 동안 유지한다.

이때, 고체 규산소다, 분말 규산소다, 규산소다 용액은 동시에 배합탱크에 투입할 수도 있으나, 순차적으로 투입하는 것이 보다 바람직하다.

더불어 별도로 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.54리터의 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O)와 0.005리터의 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O), 물 1리터를 혼합한 다음 밀폐된 용기에서 100℃로 가열하여 1차첨가액을 준비한다.

이어 1차첨가액을 상기 배합탱크에 투입한다.

이어 별도로 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.46리터의 간수, 0.5리터의 액상 질산칼슘, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 0.05리터의 목초액, 구연산과 포도당이 1 : 1의 부피비로 혼합된 유기산혼합물 10리터를 혼합하여 상기 배합탱크에 투입한 후 교반한다.

이하, 본 발명의 액상의 미량요소복합비료 제조방법에 대한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정온 가열기가 구비되어 내부 온도를 일정하게 가열하여 유지할 수 있는 배합탱크를 준비하였다.

상기 배합탱크 내부에 정수 146.04리터를 투입하고, 이어 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O) 6.9리터, 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O) 31리터, 규산소다 용액 5.26리터를 연속으로 투입하여 혼합한 후, 정온가열기를 작동시켜 24시간 동안 90℃를 유지하였다.

더불어, 별도 용기에 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O) 0.54리터, 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O) 0.005리터, 물 1리터를 투입하여 혼합한 다음 용기 뚜껑을 닫은 채로 100℃로 가열하여 1차첨가액을 제조한 후 상기 배합탱크에 투입하였다.

아울러, 염화마그네슘(MgCl2)과 황산마그네슘(MgSO4)이 함유된 간수(소금 석출 후 남는 물질) 0.46리터, 액상의 질산칼슘 0.5리터, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 목초액 0.05리터, 구연산 5리터, 포도당 5리터를 별도 용기에서 혼합, 교반한 다음 상기 배합탱크에 투입하여 고르게 혼합하여 액상의 미량요소복합비료를 제조하였다.

이때, 패화석 용액은 사과산과 소성된 패화석을 3 : 1의 중량부로 혼합하여 패화석을 용해시켜 준비하였다.

상기 실시예에 의해 제조된 본 발명 액상의 미량요소복합비료를 투명한 용기에 넣어 도 1에 도시하였다.

도 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 미량요소복합비료를 침전물이 발견되지 아니한 것을 알 수 있다.

비교예1으로, 상기 실시예와 동일하게 진행하되, 간수 대신 염화마그네슘 0.23리터, 황산마그네슘 0.23리터를, 패화석 용액 대신 탄산칼슘 0.12리터와 사과산 0.12리터를 사용하여 제조하였다.

제조된 비료는 도 1과 달리 침전물이 발생하는 것을 확인하였다.

즉, 유기산인 구연산과 사과산을 다른 재료와 함께 바로 투입하지 아니하고, 사과산은 미리 소성된 패화석 분말을 첨가하여 완전 용해시키고, 구연산은 포도당과 혼합한 채 첨가한 결과, 침전물이 발생하지 아니한 것으로 판단된다.

더불어, 본 발명의 출원인이 대표로 있는 미라산업에서 장수군 농업기술센터에 의뢰하여 「농사시험연구조사기준」에 의하여 시료채취 장소를 선정하고 시험구와 대조구를 각 시험구에 엽면시비한 후 배추의 재배, 수확에 대해 분석하였다.

시험에서는 실시예1의 비료를 250배, 500배, 1,000배 희석한 것을 사용하였고, 상기 시험에서는 대조구로 시중에서 판매되는 붕소비료를 사용하였다.

배추는 신젠타종묘사의 "CR농심"을 품종으로 선택하였으며, 육묘후 본포 이식 방법으로 파종하고, 그 후 노지재배하였으며, 시험구는 정식 후 15일 간격으로 처리구에 따라 5회 엽면시비하였으며, 시험포장을 난괴법 3반복 4처리의 12개 시험구를 조성하였으며, 재배기간 내 관행에 준하여 추비를 2회, 병충해 및 잡초방제도 농가관행에 의해 실시하였다.

도 2는 전라북도 장수군 장수읍 송천리소재 실증시험포의 재배 상태를 나타낸 것이다.

도 3 내지 도 7은 상기 시험에 의해 실시예 1의 미량요소복합비료 엽면시비가 배추의 생육에 끼치는 영향을 대조구와 비교하여 나타낸 것이다.

상기 그래프에 나타나 있는 바와 같이 구고에 있어 미량요소복합비료 사용량이 증가할수록 배추의 구고가 증가하였으며, 표준시비량(1000배)과 비해시험을 위한 250배 처리구간에 차이가 나타나지 않았다.

또, 구폭, 주중, 구중 및 수확량 모두 대조구와 비교하여 우수한 것으로 나타나 본 발명의 미량요소복합비료 사용시 배추의 생육 및 수량이 유의성있게 증가한 것을 알 수 있다.

더불어, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 실시예 1의 미량요소복합비료의 성분을 분석한 결과 유해물질이 포함되어 있지 아니하여 비료로 사용하기에도 적합한 것을 알 수 있다.

이상, 살펴본 바와 같이 본 발명의 액상의 미량요소복합비료 및 그 제조방법은 비료의 유효 성분이면서 강알칼리성을 갖는 마그네슘, 칼슘을 직접 조성하지 않고 염화마그네슘과 황산마그네슘이 다량 함유되어 있는 간수를 사용하고, 더불어 칼슘 성분이 다량 함유되어 있는 패화석을 고온으로 소성시켜 사과산에 용해된 상태로 사용하는 한편, 구연산과 포도당을 혼합하여 이들을 이미 규산 성분이 용해되어 있는 탱크 내부에 투입하여 규산소다 등의 혼합액과의 접촉시 거부 충돌에 따른 밀도 높은 겔화 현상을 방지하고 융합이 순조롭게 이루어지게 함으로써 침전물이 최소화된 액상 비료를 제공하게 된다.

또, 상기와 같이 간수, 소성된 패화석, 사과산, 구연산과 포도당의 혼합물을 단순히 첨가하는 것에 그치지 않고, 규산소다를 물량에 따라 세분하게 조정하고, 간수, 소성된 패화석, 사과산, 구연산과 포도당의 혼합물 역시 상기와 같은 비율로 한정해야만 가능케 되는 것이며, 이는 비교예1과의 대비에서 알 수 있다.

Claims (2)

1. 액상의 미량요소복합비료 제조방법에 있어서,
   배합탱크에 미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 146.04리터의 물을 투입하여 준비하는 단계와;
   미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 6.9리터의 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O)와, 31리터의 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O), 5.26리터의 규산소다 용액을 준비하여 상기 배합탱크에 투입한 후 정온가열기를 이용하여 배합탱크 내부 온도를 90℃를 24시간 동안 유지하는 단계;
   미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.54리터의 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O)와 0.005리터의 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O), 물 1리터를 혼합한 다음 밀폐된 용기에서 100℃로 가열하여 1차첨가액을 준비하여 상기 배합탱크에 투입하는 단계;
   미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 0.46리터의 간수, 0.5리터의 액상 질산칼슘, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 0.05리터의 목초액, 구연산과 포도당이 1 : 1의 부피비로 혼합된 유기산혼합물 10리터를 혼합하여 상기 배합탱크에 투입한 후 교반하는 단계;를 포함하여 구성된,
   액상의 미량요소복합비료 제조방법.
   
2. 액상의 미량요소복합비료에 있어서,
   미량요소복합비료 총 부피 201.995리터 대비 147.04리터의 물, 6.9리터의 고체 규산소다(Na₂SiO₂·10H₂O), 31리터의 분말 규산소다(Na₂SiO₂·9H₂O), 5.26리터의 규산소다 용액, 0.54리터의 붕산소다(Na₂B₄O₇,10H₂O), 0.005리터의 몰리브덴소다(Na₂MoO₄,2H₂O), 0.46리터의 간수, 0.5리터의 액상 질산칼슘, 1,700 ~ 2,000℃의 온도로 소성된 패화석 분말을 사과산에 용해시켜 준비된 패화석 용액 0.24리터, 0.05리터의 목초액, 5리터의 구연산, 5리터의 포도당을 포함하여 구성된,
   액상의 미량요소복합비료.

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