KR101600342B1 - 토양 내 질소질 균형을 유지할 수 있는 퇴비 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌀, 밀 ,보리, 수수, 쌀겨, 밀겨, 보리겨 및 수수겨로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유기물 50-70 중량%, 흑설탕 25-45 중량% 및 바실러스 서브틸리스 1-10 중량% 포함하는 혼합물을 발효하여 제조되는 아미드 효소 6중량%와 잔부 중량%의 가축분뇨의 혼합물의 발효물로 이루어진 토양 내 질소질의 균형 유지용 퇴비 조성물 및 이의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 퇴비 조성물은 토양의 질소형태 비율을 전환시킬 수 있으며, 이로 인해 식물의 생육에 유익한 질산태 질소와 암모니아태 질소의 최적의 비율을 보이는 토양을 가질 수 있도록 한다.

Description

토양 내 질소질 균형을 유지할 수 있는 퇴비 및 그 제조방법{Compost having effect of nitrogen balancing maintenance in soil and manufacturing method of the compost}

본 발명은 퇴비 및 퇴비 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토양 내 질소질의 균형을 유지할 수 있는 퇴비 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

염류토양은 작물에 수분을 공급하는 능력이 대단히 불량하고 집적된 염류가 양분의 흡수를 방해하므로 작물의 생육이 사실상 불가능할 정도로 농경지로는 부적합하다.

토양의 재배 기준치는 암모니아태 질소(NH₄) 30~40%, 질산태 질소(NO₂) 70~80% 정도이나, 기존 퇴비를 사용하는 경우, 토양의 암모니아태 질소(NH₄) 70~80%, 질산태 질소(NO₂) 30~40% 정도로 기존 퇴비를 계속 사용할 경우 토양에 염류 현상이 누적되어 농작물 재배가 어려울 뿐만 아니라, 생산성이 떨어져 하우스 내 토양을 교체하거나 하우스를 이동시설해야 하는 문제점이 발생하고 있다.

또한, 기존 퇴비는 수분함량이 55% 이하로 미 발효 시 악취가 심하여 농작물에 가스 장해가 발생하고, 작물이 고사하는 경우가 많으며 분말퇴비 살포의 어려움이 있다. 즉, 분말 가축분 퇴비는 많은 인건비가 필요하고, 살포량이 많아 농가의 경제성이 떨어지고 비료의 속효성이 문제되고 있다.

이에 본 발명의 발명자들은 가축분뇨 퇴비를 이용한 시비 방법을 활용하면서도, 토양의 염류 현상을 예방 및 개선하면서, 식물의 생육을 활성화할 수 있는 방법에 대한 연구를 거듭한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 기존 퇴비에 의한 토양 내 질소질 균형의 파괴를 개선하며, 기존 퇴비와는 다르게 토양 내 질소질 균형이 잘 유지되어 있는 새로운 퇴비 조성물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

삭제

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기존 퇴비에 의한 토양 내 질소질 균형의 파괴를 개선하며, 기존 퇴비와는 다르게 토양 내 질소질 균형이 잘 유지되어 있는 새로운 퇴비 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.

기존 퇴비 조성물을 처리한 토양의 암모니아태 질소와 질산태 질소의 비율은, 식물이 요구하는 암모니아태 질소와 질산태 질소의 비율과 차이가 있어, 토질 저하뿐만 아니라, 식물의 생육 저하에도 문제가 발생하게 된다는 것을 확인하고, 본 발명의 발명자들은 식물 성장에도 효과적이고, 파괴된 토양 내 질소질의 균형을 개선하고 유지할 수 있는 퇴비 조성물 및 이의 제조방법을 개발하게 되었다.

구체적으로 본 발명의 퇴비 조성물은 6중량%의 아미드 효소와 잔부 중량%의 가축분뇨의 혼합 발효물을 포함하고, 상기 아미드 효소는 유기물, 흑설탕 및 바실러스 서브틸리스를 포함하여 토양 내 질소질의 균형 유지용 퇴비 조성물을 제공한다.

상기 아미드 효소(아미드 가수분해 효소, amidase)는 아미드의 가수분해를 촉진하는 효소를 의미하는 것으로, 본 발명의 아미드 효소는 바람직하게 유기물, 흑설탕, 및 바실러스 서브틸리스를 포함할 수 있다.

상기 아미드 효소는 아미드 효소 전체중량 대비 50 내지 70 중량%의 유기물, 25 내지 45 중량%의 흑설탕 및 1 내지 10 중량%의 바실러스 서브틸리스를 포함할 수 있다.

상기 아미드 효소의 혼합물은 전체 부피 대비 5 내지 20배의 물과 혼합될 수 있으며, 바람직하게는 12 내지 15배의 물과 혼합될 수 있으며, 가장 바람직하게는 10배의 물과 혼합되어 액상형태로 제조될 수 있다.

상기 유기물은 상기 아미드 효소 전체 중량 대비 50 내지 70 중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 55 내지 65 중량% 포함될 수 있다.

상기 유기물은 쌀, 보리, 수수 및 밀을 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 곡물; 및 상기 곡물의 부산물을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.

상기 곡물의 부산물은 곡식을 찧어 벗겨내거나, 제분 시 제거되는 껍질, 알곡을 감싸고 있으면서 탈곡과정에서 제거되는 부분을 포함하는 넓은 개념으로 사용될 수 있으며, 예를 들어 ‘겨’를 포함하는 넓은 개념으로 사용될 수 있다.

상기 흑설탕은 상기 아미드 효소 전체 중량 대비 25 내지 45 중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 40 중량% 포함될 수 있다.

상기 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)는 혼합물 전체 중량 대비 1 내지 10 중량% 포함될 수 있으며, 바람직하게는 3 내지 7 중량% 포함될 수 있다.

액상형태의 상기 혼합물은 상온에서 1주일 내지 1달 정도 발효될 수 있으며, 바람직하게는 약 25 ℃의 온도에서 14 일 내지 16일 정도 발효과정을 거칠 수 있다.

삭제

삭제

상기 아미드 효소는 상기 범위에서 본 발명의 목적을 가장 효과적으로 달성할 수 있다. 특히 상기 함량 범위가 6중량% 미만일 경우, 아미드 효소의 추가로 인한 효과 달성이 어려울 수 있으며, 본 발명이 목적으로 하는, 토양 내 암모니아태 질소와 질산태 질소의 질량비를 얻기 곤란하다는 문제가 발생할 수 있다.

또한 함량 범위가 6중량%를 초과하는 경우, 질산태 질소의 함유량이 과다하게 증가하여 식물의 생장을 저해할 염려가 발생할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 상기 가축분뇨 및 아미드 효소의 중량비는 12 내지 22:1의 중량비를 가지는 것이 바람직하다.

상기 가축분뇨는 소, 돼지, 말 등의 가축의 배설물 등을 포함하는 것으로, 일반적으로 유기농법에 의한 농산물을 재배하기 위한 방안으로, 축산농가에서 양산되는 가축의 배설물, 부산물 등을 이용하고 있다.

삭제

삭제

삭제

본 발명의 가축분뇨 퇴비 조성물은 퇴비의 저장, 수송, 사포 작업을 용이하게 하고, 악취를 줄여주기 위하여 펠렛 형태로 제조될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 펠렛 형태라는 용어는 알갱이가 있는 부드러운 상태의 혼합물을 단단하게 뭉친 것으로서, 본 명세서에서는 특정한 모양이나 외형을 한정하는 의미로 사용되지 않았다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 가축분뇨 퇴비 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.

바람직하게, S1) 유기물, 흑설탕, 및 바실러스 서브틸리스를 혼합하고, 물을 첨가한 후 발효하여 아미드 효소를 제조하는 단계; 및 S2) 가축분뇨 및 상기 제조된 아미드 효소를 퇴비 조성물의 전체 중량 대비 6 중량% 혼합하고 발효하여 발효혼합물을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.

추가로 상기 분말은 제조된 퇴비 조성물에 미강을 첨가하여 분말화한 후, 펠렛으로 성형하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

상기 아미드 효소를 제조하는 단계에서, 상기 유기물, 흑설탕 및 바실러스 서브틸리스의 혼합물은 혼합물 전체중량 대비 50-70 중량%의 유기물, 25-45 중량%의 흑설탕 및 1-10 중량%의 바실러스 서브틸리스를 포함할 수 있다.

구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 가축분뇨 퇴비 조성물을 제조하는 방법은 다음의 공정을 포함할 수 있다.

아미드 효소 제조 단계

본 발명의 일 실시예에 따른 퇴비 조성물에 포함되는 아미드 효소는, 유기물, 흑설탕 및 바실러스 서브틸리스의 혼합물을 포함하여 제조할 수 있으며, 유기물, 흑설탕 및 바실러스 서브틸리스의 혼합물 전체중량 대비 50 내지 70 중량% 의 유기물, 전체 중량 대비 25 내지 45 중량% 의 흑설탕 및 전체 중량 대비 1 내지 10 중량%의 바실러스 서브틸리스를 포함할 수 있다. 상기 혼합물 전체 중량 대비 5 내지 20배의 물을 혼합할 수 있다.

물과 혼합된 상기 유기물, 흑설탕 및 바실러스 서브틸리스의 혼합물은 바람직하게는 약 25 ℃의 온도에서 14 일 내지 16일 정도 발효과정을 거칠 수 있다.

가축분뇨 혼합물 제조 단계

상기 아미드 효소를 가축분뇨와 혼합하여 가축분뇨 혼합물을 제조할 수 있다. 상기 아미드 효소는 전체 중량 대비 6중량% 포함될 수 있다.

발효단계

상기 혼합물은 발효 탱크의 내측에 투입되어 발효된다. 발효 조건으로 온도는 50℃∼70℃의 범위 내를 유지하도록 하며 발효 시간은 대략 20시간∼24시간 정도 발효시키며, 약 20 여일 간 교반발효시킬 수 있다.

후숙단계

상기와 같이 발효단계를 완료 후 발효된 혼합물들을 상온의 온도 조건을 유지하는 후숙창고에서 14일∼21일 동안 후숙시킨다. 또한, 상기 후숙단계에서 사용되는 혼합물들은 상온의 후숙 창고에서 가끔 상, 하로 교반시키며 발효를 촉진시킨다.

삭제

삭제

펠렛 제조단계

상기와 같이 후숙단계를 마친 후의 혼합물들은 분쇄기에 의해 고운 입자로 분쇄된 후 펠렛기에 투입된 후 압출 동작에 의해 가늘고 길게 인출되며 그 출구 측에서 설정된 크기를 갖는 원통형 펠렛으로 절단된다. 절단되는 혼합물들의 크기와 굵기 정도는 절단기에서 조절 가능하다.

상기 제조된 펠렛 형태의 퇴비 조성물은 개별 단위 포장을 하여 제품으로 출하될 수 있다.

본 발명의 퇴비 조성물은 토양의 질소형태 비율을 전환시킬 수 있으며, 이로 인해 식물의 생육에 유익한 질산태 질소와 암모니아태 질소의 최적의 비율을 보이는 토양을 가질 수 있도록 한다.

삭제

본 발명의 퇴비 조성물은 특히 펠렛 형태로 제작되어, 기계 자동화 살포가 용이하며, 인건비 감소 및 노동력 감소 효과를 얻을 수 있다.

악취와 가스 장애가 없고, 면적당 살포량이 적어 농가 경제에 이익이 될 수 있는 펠렛 형태의 퇴비 조성물을 제공한다.

도 1은 본 발명의 비료 조성물에 포함된 아미드 효소의 배합비에 따른 토양의 질소 함량 비율에 대한 결과를 보여주는 것으로, 농촌진흥청고시 비료의 품질검사방법에 따라 확인한 것이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

1. 아미드 효소의 제조

하기 조성 및 방법에 따라 아미드 효소를 제조하였다.

성분	함량
유기물(쌀겨, 밀겨, 보리겨 및 수수겨)	60 중량%
흑설탕	35 중량%
바실러스 서브틸리스	5 중량%
합계	100 중량%

쌀겨, 밀겨, 보리겨 및 수수겨를 혼합한 유기물, 흑설탕, 및 바실러스 서브틸리스를 혼합한 후, 상기 혼합물의 질량의 10배에 해당하는 물과 혼합하고 15일 정도 상온에서 발효하였다.

2. 아미드 혼합비에 따른 토양의 암모니아태 질소와 질산태 질소의 비율

도 1에 첨부된 바와 같이, 농촌진흥청 비료 품질검사방법에 준해 검사한 결과, 본 발명의 아미드 효소 배합비율에 따라서 토양의 암모니아태 질소와 질산태 질소의 비율이 달라진다는 사실을 확인하였다.

특히, 본 발명의 아미드 효소를 전체 중량 대비 6중량% 포함할 때, 기준치에 해당하는 토양을 얻을 수 있다는 사실을 확인하였다.

	아미드 혼합비	유기물	암모니아태 질소	질산태 질소
비교예	-	38%	77.41%	22.59%
실시예 1	2%	36%	66.14%	43.86%
실시예 2	3%	35%	42.01%	57.41%
실시예 3	5%	34%	36.80%	66.20%
실시예 4	6%	30%	29.10%	79.90%
실시예 5	7%	26%	22.41%	80.51%
실시예 6	8%	21%	12.98%	88.66%

상기 결과에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 퇴비 조성물은 토양 내에 포함된 암모니아태 질소와 질산태 질소의 비율을 조절할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 발명의 퇴비 조성물을 이용하여 토양 내 질소질의 균형을 개선 내지 유지할 수 있었다. 특히 본 발명의 비료 조성물은 아미드 효소의 배합비율이 비료 조성물 내에 6중량% 포함될 때 식물의 생육에 가장 최적의 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

Claims (8)

1. 쌀, 밀 ,보리, 쌀겨, 밀겨, 보리겨 및 수수겨로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유기물 50-70 중량%, 흑설탕 25-45 중량% 및 바실러스 서브틸리스 1-10 중량% 포함하는 혼합물을 발효하여 제조되는 아미드 효소 6중량%와 잔부 중량%의 가축분뇨의 혼합물의 발효물로 이루어진 토양 내 질소질의 균형 유지용 퇴비 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 퇴비 조성물은 펠렛으로 성형된 것을 특징으로 하는 토양 내 질소질의 균형 유지용 퇴비 조성물.
3. S1) 쌀, 밀 ,보리, 쌀겨, 밀겨, 보리겨 및 수수겨로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유기물 50-70 중량%, 흑설탕 25-45 중량% 및 바실러스 서브틸리스 1-10 중량% 를 혼합하고, 물을 첨가한 후 발효하여 아미드 효소를 제조하는 단계; 및
   S2) 상기 제조된 아미드 효소 6중량% 및 잔부 중량%의 가축분뇨를 혼합하고 발효하여 발효혼합물을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 내 질소질의 균형 유지용 퇴비 조성물 제조방법.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

Images