KR101732080B1 - 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법 - Google Patents

식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법은,
전체 조성물 중량 대비로, 정제수 40 내지 60 중량%, 해조추출물 15 내지 40 중량%, 당밀 5 내지 25 중량%, 휴믹산 10 내지 20 중량%, 풀브산 3 내지 7 중량%, 아르기닌 3 내지 7 중량%, 메치오닌 2 내지 7 중량%, 트립토판 1 내지 5 중량%를 혼합하여 액상비료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법{A Manufacturing Method Of Composition Of Fluid Fertilizer}
본 발명은 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 해조추출물 및 다양한 아미노산과 휴믹물질을 포함하여 식물 발근을 촉진하는 기능이 탁월한 액상비료 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 농가에서는 농업생산성을 향상시키기 위해 화학비료를 사용하고 있다. 이러한 화학비료는 농작물의 생산성을 증대시키는 장점이 있으나, 토양의 산성화를 가속시키고 지력을 약화시켜 농작물을 각종 병해로부터 보호하지 못하게 하는 단점이 있어, 이로 인해 농약의 사용 역시 함께 증가하게 되었다.
이를 대체할 수 있는 비료 자원으로서 해조류의 가치는 이미 오래 전부터 확인된 바 있으며, 해조류 채취운반이 용이한 해안지역 농경지를 중심으로 토양 유기질 자원으로써 해조류가 활용되곤 하였다.
해조류는 같은 양의 퇴비와 비교할 때 질소함량을 비슷하지만 칼리함량은 높고, 인산함량은 낮아 인산의 축적량이 많은 우리나라의 경지 토양을 고려했을 때 실용적인 면에서 훨씬 유리한 농업용 유기질 비료자원으로써 이용할 수 있다.
따라서 해조류 건조분말이나 해조류 액상 농축물을 토양과 작물에 시용하는 것은 해조류에 포함된 다양한 무기원소 및 미량원소를 토양에 보충할 수 있으며, 토양미생물의 활성을 도울 수 있어 그 활용도가 매우 높다. 더불어 해조류 추출물을 생물농업 및 원예작물에 처리하여 작물생육, 병충해 경감 및 생산물의 수량증대와 품질향상 등의 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
이에 대한 발명으로서, 한국 등록특허 제 10-1225890호에 ‘해조류를 이용한 기능성 강화 액체비료 및 그 제조방법’이 개시되어 있다. 상기 발명은 기능성 액체비료에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 해조류 분해 추출액; 및 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황(MSM 또는 DMSO) 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 포함하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료에 관한 것이다.
상기 발명에 따른 기능성 강화 액체비료는 해조류가 본래 가지고 있는 유기 및 무기영양분 공급뿐만 아니라 각기 기능성 물질이 발휘하는 토양유래 병해발생경감, 작물생육증진, 양분보유능력 향상, 독성물질 흡착, 유황성분 보충, 품질 향상, 셀레늄 함유량 제고 등의 효과가 발현될 수 있으며, 기능성 액체비료를 고소득 작물을 대상으로 시비할 경우 생산물의 품질, 생산비용의 절감 및 기능성 성분의 함량제고를 가져올 수 있는 효과가 있다.
그러나 상기 발명의 액체비료의 경우 아미노산의 함량이 부족하여 일조 부족 및 저온 병해충에 대한 저항력을 기대할 수 없으므로, 저온 병해충에 취약한 농작물에 대해서 그 사용이 적절치 못하다는 한계성이 있으며, 더불어 부족한 아미노산의 함량에 의해 농산물의 성장촉진 발육 효과를 크게 기대하기 힘들다는 단점이 있다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법으로서, 해조추출물 및 다양한 아미노산과 휴믹물질을 포함하여 식물 발근을 촉진하는 기능이 탁월한, 신규하고 진보한 액상비료 조성물의 제조방법을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 해조추출물 및 다양한 아미노산과 휴믹물질을 포함하여 식물 발근을 촉진하는 기능이 탁월한 액상비료 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 불순물을 제거하고 보존성을 높일 수 있는, 고함량의 해조추출물을 수득하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 액상비료에 포함되는 아미노산의 용해도를 높일 수 있는 전처리 공정을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법은, 전체 조성물 중량 대비로, 정제수 40 내지 60 중량%, 해조추출물 15 내지 40 중량%, 당밀 5 내지 25 중량%, 휴믹산 10 내지 20 중량%, 풀브산 3 내지 7 중량%, 아르기닌 3 내지 7 중량%, 메치오닌 2 내지 7 중량%, 트립토판 1 내지 5 중량%를 혼합하여 액상비료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 해조추출물은, 한천, 다시마, 미역취, 파래 중 적어도 어느 하나로 이루어진 해조를 유효 성분으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해조추출물을 제조하는 단계는, 상기 해조를 1 내지 5회 세척한 뒤 20 내지 30℃에서 10분 내지 30분 동안 탈수하는 단계; 탈수된 상기 해조 5 내지 20 중량%, 정제수 80 내지 95 중량%, 아세트산 0.15 내지 0.25 중량%을 혼합한 뒤 95 내지 105℃에서 1시간 내지 3시간 동안 열수 추출하여 1차 추출액을 제조하는 단계; 상기 1차 추출액을 1 내지 3회 여과하여 잔류 해조가 제거된 2차 추출액을 제조하는 단계; 상기 2차 추출액을 60 내지 80℃에서 100 내지 300rpm으로 30분 내지 1시간 동안 감압 농축하는 단계; 상기 감압 농축된 2차 추출액 중량 대비로, 보존제 0.1 내지 0.3 중량%를 첨가하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 보존제는, 정제수 75 내지 90 중량%, 메타인산나트륨(sodium metaphosphate) 5 내지 20 중량%, 푸마르산(Fumaric Acid) 5 내지 20 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 액상비료 조성물은, 전체 조성물 중량 대비로, 철 및 망간 및 아연 및 칼슘 및 마그네슘 중 어느 하나로 이루어진 2가 금속염 5 내지 20 중량%와, 소듐 및 포타슘 중 어느 하나로 이루어진 1가 금속염 10 내지 20 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 액상비료 조성물을 제조하는 단계는, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량% 및 상기 메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하여 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계; 상기 아미노산 1차 용액을 70 내지 85℃로 가열한 뒤 상기 트립토판 1 내지 5 중량%을 첨가하고 3 내지 10분 동안 교반하여 아미노산 2차 용액을 제조하는 단계; 상기 아미노산 2차 용액을 20 내지 30℃로 냉각시킨 뒤 상기 풀브산 3 내지 7 중량%을 첨가하여 아미노산 3차 용액을 제조하는 단계; 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 1가 금속염 10 내지 20 중량% 및 상기 휴믹산 10 내지 20 중량%을 첨가한 뒤 10 내지 20분 동안 교반하여 휴믹산 용액을 제조하는 단계; 상기 아미노산 3차 용액과 상기 휴믹산 용액을 혼합하여 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계; 상기 아미노산 4차 용액에 상기 해조추출물 15 내지 40 중량%, 상기 당밀 5 내지 25 중량%, 상기 아르기닌 3 내지 7 중량%을 첨가하여 액상비료를 제조하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계는, 상기 메치오닌의 당량 대비 3당량 이상의 상기 2가 금속염을 첨가하는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 2가 금속염은, 황산아연 및 황산마그네슘 중 어느 하나이고, 상기 메치오닌은, 아세틸메치오닌(d-Acetylmethionine)이며, 상기 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계는, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량%을 첨가하고 40 내지 50℃에서 1 내지 3분 동안 교반하여 2가 금속염 용액을 제조하는 단계 및, 상기 2가 금속염 용액에 상기 아세틸메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하고 20 내지 30℃에서 2 내지 4분 동안 교반하여 혼합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 트립토판은, L-트립토판 90 내지 95 중량%와 DL-트립토판 5 내지 10 중량%으로 이루어진 혼합물이며, 상기 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계 후에는, 상기 아미노산 4차 용액의 pH가 5.5 내지 7.0이 되도록 산도조절제를 첨가하는 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법은,
1) 아르기닌, 메치오닌, 트립토판 등의 아미노산과 휴믹산과 풀브산으로 이루어진 휴믹물질 및 해조추출물을 포함하여 식물 발근을 촉진하는 기능이 탁월한 액상비료 조성물의 제조방법을 제공하며,
2) 해조추출물의 제조 시 아세트산을 첨가하여 열수 추출 효율을 높이며, 푸마르산 및 메타인산나트륨이 포함된 보존제를 첨가하여 액상비료의 보존성을 높일 수 있고,
3) 각기 다른 아미노산에 상응하는 용해 온도 조건을 제공하고 메치오닌의 킬레이트 처리 및 트립토판 첨가 후의 산도조절제 첨가를 통해 난용성 아미노산의 용해도를 상승시킨 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법에 대한 기본 순서를 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 해조추출물을 제조하는 단계를 나타낸 순서도.
도 3은 본 발명의 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법에 대한 세부 순서를 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 시험 결과를 나타낸 표.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법에 대한 기본 순서를 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법은, 전체 조성물 중량 대비로, 정제수 40 내지 60 중량%, 해조추출물 15 내지 40 중량%, 당밀 5 내지 25 중량%, 휴믹산 10 내지 20 중량%, 풀브산 3 내지 7 중량%, 아르기닌 3 내지 7 중량%, 메치오닌 2 내지 7 중량%, 트립토판 1 내지 5 중량%를 혼합하여 액상비료 조성물을 제조하는 단계를 기본적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액상비료 조성물은 해조추출물을 주성분으로 하여, 다양한 아미노산 및 휴믹산, 풀브산 등을 첨가하여 식물의 발근을 촉진함으로써 생산성 및 품질향상에 크게 영향을 미칠 수 있는 효과가 있다.
여기서 해조추출물은 한천, 다시마, 미역취, 파래 중 적어도 어느 하나로 이루어진 해조를 유효 성분으로 포함하며, 이와 같은 해조를 토양에 투입함으로써 다양한 효능을 기대할 수 있다.
해조를 투입함으로써 얻을 수 있는 첫 번째 기능에 대해 설명하면, 해조는 육상에서 얻을 수 있는 유기재료에 비해서 다양한 무기성분 뿐 아니라 토양 중에서의 분해이용이 빠르며 식물생장 호르몬의 일종인 시토키닌(cytokinin)을 함유하고 있는데, 시토키닌은 식물의 생장을 조절하고 세포분열을 촉진하는 기능 및 휴면타파작용, 식물조직의 노화 억제, 잎과 곁눈의 생장 초직, 잎과 과일의 노화 방지라는 기능이 있어 식물생장촉진 및 비료로서의 효과를 기대할 수 있다.
더불어 해조는 해조류가 갖는 화학적 특성에 의한 토양입단안정성 증가를 기대할 수 있어, 토양의 통기성을 증진시키는 효과가 있기 때문에 재배작물의 근권 환경이 개선되어 농산물의 생산성과 품질 향상에 크게 영향을 미치는 것으로 알려져 왔다.
이러한 해조를 유효 성분으로 포함하는 해조추출물의 제조 방법에 대해 도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 해조추출물을 제조하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 해조추출물을 제조하는 단계를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 액상비료 조성물의 주성분인 해조추출물은 한천, 다시마, 미역취, 파래 중 적어도 어느 하나로 이루어진 해조를 유효 성분으로 포함하는데, 이러한 해조추출물을 제조하는 단계는, 상기 해조를 1 내지 5회 세척한 뒤 20 내지 30℃에서 10분 내지 30분 동안 탈수하는 단계와, 탈수된 상기 해조 5 내지 20 중량%, 정제수 80 내지 95 중량%, 아세트산 0.15 내지 0.25 중량%을 혼합한 뒤 95 내지 105℃에서 1시간 내지 3시간 동안 열수 추출하여 1차 추출액을 제조하는 단계 및, 상기 1차 추출액을 1 내지 3회 여과하여 잔류 해조가 제거된 2차 추출액을 제조하는 단계와, 상기 2차 추출액을 60 내지 80℃에서 100 내지 300rpm으로 30분 내지 1시간 동안 감압 농축하는 단계 및, 상기 감압 농축된 2차 추출액 중량 대비로, 보존제 0.1 내지 0.3 중량%를 첨가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이 때 보존제는 정제수 75 내지 90 중량%, 메타인산나트륨(sodium metaphosphate) 5 내지 20 중량%, 푸마르산(Fumaric Acid) 5 내지 20 중량%로 이루어진 혼합물로서, 보존제에 포함된 푸마르산과 메타인산나트륨이 축합반응을 일으켜 정제수에 잘 용해됨과 동시에, 해조추출물의 산도를 조절하여 보존성을 높이며 액상비료 제조를 위해 첨가될 아미노산 등의 용해도를 높이는 효과가 있다.
더불어 해조추출물을 제조하는 단계에 있어서, 해조를 1 내지 5회 세척한 뒤 20 내지 30℃에서 10분 내지 30분 동안 탈수하는 단계를 거치기 때문에 해수에서 자란 해조에 대한 염분 및 이물질을 제거하여 불순물 없는 해조추출물을 얻을 수 있으며, 1차 추출액을 제조하는 단계에 있어 아세트산 0.15 내지 0.25 중량%을 혼합한 뒤 95 내지 105℃에서 1시간 내지 3시간 동안 열수 추출하기 때문에 첨가된 아세트산에 의해 열수 추출의 효율이 보다 증대된다.
더불어 2차 추출액을 제조하는 단계에서 1차 추출액을 1 내지 3회 여과하여 잔류 해조를 제거하기 때문에 토양에 해조 찌꺼기가 남는 것을 방지함은 물론 수경 재배 시의 경우에도 용이하게 이용될 수 있음은 물론이며, 2차 추출액을 60 내지 80℃에서 100 내지 300rpm으로 30분 내지 1시간 동안 감압 농축하는 단계를 거치므로 고농도의 해조추출물을 얻게 된다.
다시 도 1로 돌아와 설명을 이어가기로 한다. 본 발명의 액상비료 조성물은 아르기닌(Arginine), 메치오닌(Methionine), 트립토판(Tryptophane) 등의 다양한 아미노산을 포함하고 있는데, 이와 같은 아미노산은 식물의 생육을 보다 촉진하는 효과가 있다.
아미노산은 음이온 혹은 양이온 형태의 무기물 이온을 흡착하여 식물체내로 이동시키고 흡수될 수 있게 하기 때문에, 아미노산을 포함하는 액상비료 조성물은 식물체내로의 무기물 흡수 효율을 증가시켜 식물의 발근을 촉진한다.
더불어 식물생장에 있어 가장 중요하다고 할 수 있는 질소는 식물체 내에서 아미노기, 즉 단백질화 되어 흡수되는데, 아미노산을 포함하고 있는 액상비료 조성물은 질소의 단백질화 과정을 거치지 않고 바로 흡수될 수 있기 때문에 단백질화 과정에 필요한 에너지 손실을 방지하여 식물의 생장을 보다 촉진시킬 수 있는 것이다.
이와 같은 아미노산은 식물 체내로의 흡수가 빠르며, 일조 부족 및 저온 병해충에 대한 저항력을 길러줄 뿐 아니라 식물의 영양결핍을 개선하고 결실을 향상시키며, 성장촉진 발육제로서 인체와 비슷한 유기화합물로 구성되어 과일 및 과채류, 화훼류의 비대 및 당도 증가, 착색 증진과 숙기 촉진 효과가 탁월하며 건강한 생육 및 수확량 증대의 효과가 있다.
이에 덧붙여 본 발명의 액상비료 조성물은 휴믹산(Humic acid) 및 풀브산(Fulvic Acid)을 포함하는 휴믹물질(Humic Substances)을 포함하는데, 이와 같은 휴믹물질을 통해 비료로써의 효과를 보다 증진시킬 수 있게 된다.
휴믹물질은 토양을 물리적, 화학적 측면에서 작물의 생육에 유익하도록 개량하는 효과가 있는 것으로서, 토양 물리성 개량효과로는 토양구조의 공극율을 증대시키고, 수분의 투수성과 보유기능을 증가시키어 작물 재배시 식물 근원 환경을 생육에 유리하도록 개선하는 효과의 기능이 있다.
또한, 토양 화학적 측면에서는 토양 유기물 함량을 증대시켜 토양 미생물을 활성화시키고, 식물 양분인 토양질소 상태를 안정화 시키며, 식물 잔여물의 분해율을 향상시켜 토양에서 식물 미량원소의 유효도 향상, 농약의 무독화 및 분해 촉진, 토양 중 과영양 완화, 호기성 미생물군 활성 촉진, 혐기성 미생물군의 활성 저해 등의 유익한 기능을 수행한다.
특히, 토양구조 개량으로 인한 토양 중 산소 수준과 이동성을 증대시키며, 휴믹물질 관능기의 완충작용으로 인한 중금속 독성경감, 인산 유효도 증대의 효과는 토양 비옥도의 유지와 토양 환경의 안정도 측면에서 매우 중요한 기능이다.
더불어 상기 액상비료 조성물은, 전체 조성물 중량 대비로, 철 및 망간 및 아연 및 칼슘 및 마그네슘 중 어느 하나로 이루어진 2가 금속염 5 내지 20 중량%와, 소듐 및 포타슘 중 어느 하나로 이루어진 1가 금속염 10 내지 20 중량%를 더 포함할 수 있는데, 이와 같이 추가적으로 포함되는 2가 금속염 및 1가 금속염은 상술한 아미노산의 용해도를 증가시킬 수 있을 뿐 아니라 식물 체내로 다양한 무기질을 공급하는 기능을 수행한다. 이와 같이 2가 금속염 및 1가 금속염이 포함되는 액상비료 조성물의 제조방법에 대한 세부 순서를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법에 대한 세부 순서를 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법에 대한 세부 순서를 설명하면, 상기 액상비료 조성물을 제조하는 단계는, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량% 및 상기 메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하여 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계(S100)와, 상기 아미노산 1차 용액을 70 내지 85℃로 가열한 뒤 상기 트립토판 1 내지 5 중량%을 첨가하고 3 내지 10분 동안 교반하여 아미노산 2차 용액을 제조하는 단계(S200) 및, 상기 아미노산 2차 용액을 20 내지 30℃로 냉각시킨 뒤 상기 풀브산 3 내지 7 중량%을 첨가하여 아미노산 3차 용액을 제조하는 단계(S300)와, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 1가 금속염 10 내지 20 중량% 및 상기 휴믹산 10 내지 20 중량%을 첨가한 뒤 10 내지 20분 동안 교반하여 휴믹산 용액을 제조하는 단계(S400) 및, 상기 아미노산 3차 용액과 상기 휴믹산 용액을 혼합하여 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계(S500)와, 상기 아미노산 4차 용액에 상기 해조추출물 15 내지 40 중량%, 상기 당밀 5 내지 25 중량%, 상기 아르기닌 3 내지 7 중량%을 첨가하여 액상비료를 제조하는 단계(S700)로 이루어질 수 있다.
먼저 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계(S100)에 대해 설명하면, 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계(S100)는, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량% 및 상기 메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하여 메치오닌 및 2가 금속염을 정제수에 용해시키는 단계이다.
이 단계에서 메치오닌 및 2가 금속염은 각각 2 내지 7 중량%와 2 내지 10 중량%가 첨가되나, 바람직하게는 상기 메치오닌의 당량 대비 3당량 이상의 상기 2가 금속염을 첨가하는 것이 보다 적절할 것이다. 이는 후에 풀브산 및 휴믹산을 첨가할 시, 풀브산 및 휴믹산과 같은 휴믹물질은 그 분자량 및 당량수가 분명히 밝혀져 있지 않기 때문에, 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계(S100)에서 첨가되는 2가 금속염과 킬레이트 화합물을 생성하였는지의 여부를 확실히 판단하기가 어렵기 때문이다.
따라서 상기 메치오닌의 당량 대비 3당량 이상의 상기 2가 금속염을 첨가하여, 2가 금속염이 메치오닌에 비해 과량 첨가되게 함으로써 메치오닌과 킬레이트 화합물을 형성한 뒤 남은 잔량의 2가 금속염이 후에 휴믹물질과의 킬레이트 화합물을 형성케 하는 것이다.
더불어 2가 금속염은 철 및 망간 및 아연 및 칼슘 및 마그네슘 중 어느 하나의 2가 금속을 포함하는 금속염의 형태이나, 바람직하게는 황산아연 및 황산마그네슘 중 어느 하나를 이용함으로써 정제수와의 용해도를 높임과 동시에 비료 첨가제로서의 역할 역시 수행하게 하며, 메치오닌과 킬레이트 화합물을 형성하여 메치오닌의 용해도를 보다 높일 수 있음은 물론이다.
이에 더하여 메치오닌은 정제수에 용해도가 낮은 특성이 있으므로, 그를 보완하기 위해 메치오닌을 아세틸메치오닌(d-Acetylmethionine)의 형태로 첨가함으로써 물에 대한 용해도를 높임과 동시에 아세틸메치오닌의 용해 시 아세틸기가 해리되어 수용액의 pH를 조절하는 산도조절제의 역할을 할 수 있음은 물론이다.
따라서 이와 같은 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계(S100)는 정제수 20 내지 30 중량%에 아세틸메치오닌 2 내지 7 중량%와 2가 금속염 5 내지 20 중량%, 다시 말해 황산아연 및 황산마그네슘 중 어느 하나 10 내지 20 중량%를 혼합하는 단계이며, 이 때 황산아연 및 황산마그네슘은 아세틸메치오닌의 당량 대비 3당량 이상이 첨가되게 된다.
더불어 아세틸메치오닌과 2가 금속염, 즉 황산아연 및 황산마그네슘의 킬레이트화합물 생성 효율을 보다 높이기 위하여, 상기 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계(S100)는, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량%을 첨가하고 40 내지 50℃에서 1 내지 3분 동안 교반하여 2가 금속염 용액을 제조하는 단계(S110) 및, 상기 2가 금속염 용액에 상기 아세틸메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하고 20 내지 30℃에서 2 내지 4분 동안 교반하여 혼합하는 단계(S120)로 이루어질 수 있다.
2가 금속염 용액을 제조하는 단계(S110)는, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량%을 첨가하고 40 내지 50℃에서 1 내지 3분 동안 교반하는 것으로서, 정제수에 대한 용해도가 높은 2가 금속염을 40 내지 50℃에서 빠르게 용해시키는 단계이다.
다음으로 상기 2가 금속염 용액에 아세틸메치오닌을 혼합하는 단계(S120)가 수행되는데, 이를 위해 상기 2가 금속염 용액에 상기 아세틸메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하고 20 내지 30℃에서 2 내지 4분 동안 교반하여 혼합하게 된다. 이 때 아세틸메치오닌이 아미노산이므로 고온에 취약할 수 있다는 점에 감안하여 2가 금속염 용액을 제조하는 단계보다 다소 낮은 온도에서 용해를 진행시키게 되며, 교반 시간을 보다 증가시킴으로서 용해된 아세틸메치오닌이 2가 금속염에 포함된 아연 및 마그네슘이온과 킬레이트 화합물을 효과적으로 형성하게끔 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 아미노산 1차 용액의 제조가 완료되면, 상기 아미노산 1차 용액을 70 내지 85℃로 가열한 뒤 상기 트립토판 1 내지 5 중량%을 첨가하고 3 내지 10분 동안 교반하여 아미노산 2차 용액을 제조하는 단계(S200)가 수행되는데, 이는 트립토판이 보다 높은 온도에서 용해도가 증가한다는 점에 착안한 것으로서, 저온에서 녹지 않는 트립토판을 보다 용이하게 용해시키기 위해 70 내지 85℃로 가열한 아미노산 1차 용액에 트립토판을 첨가하게 된다.
이 때 트립토판은 L-트립토판 90 내지 95 중량%와 DL-트립토판 5 내지 10 중량%의 혼합물로서, DL-트립토판이 L-트립토판에 비해 효과가 다소 낮을 수 있으나 독성이 L형의 1/3이기 때문에, L형과 DL형을 혼합 적용함으로써 트립토판에 의한 독성을 최소화하면서도 트립토판의 효과를 최대화하고자 한 것이다. 더불어 DL-트립토판은 L-트립토판에 비해 정제수에 대한 용해도가 보다 낮기 때문에, 트립토판을 정제수에 보다 원활하게 용해시키기 위해서도 DL-트립토판이 L-트립토판에 비해 그 함량이 적은 것이 바람직하다.
트립토판이 용해된 상기 아미노산 2차 용액은 아미노산 3차 용액을 제조하는 단계(S300)에서 다시 상온, 즉 20 내지 30℃로 냉각되는데, 이는 상술한 용매인 정제수의 휘발을 최소화하기 위함이며 고온에 의한 아미노산의 변성을 최소화하기 위함이다.
더불어 아미노산 3차 용액을 제조하는 단계(S300)에서는 20 내지 30℃로 냉각된 아미노산 2차 용액에 풀브산 3 내지 7 중량%을 첨가하게 된다. 이 때 첨가된 풀브산은 상기 아미노산 1차 용액에서 메치오닌과 킬레이트 화합물을 생성하고 남은 잔량의 2가 금속염과 킬레이트 화합물을 형성하게 된다.
그 후, 상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 1가 금속염 10 내지 20 중량% 및 상기 휴믹산 10 내지 20 중량%을 첨가한 뒤 10 내지 20분 동안 교반하여 휴믹산 용액을 제조하는 단계(S400)가 별도로 수행되는데, 이는 휴믹산이 그 자체로는 정제수에 대한 용해도가 낮기 때문에, 상술한 소듐 및 포타슘 중 어느 하나로 이루어진 1가 금속염과 함께 휴믹산을 정제수에 용해시킴으로써 휴믹산의 용해도를 증가시킨 것이다. 이는 휴믹산이 1가 금속염에 포함된 소듐 및 포타슘 이온과 같은 1가 금속 이온과의 화합물을 형성할 시 물에 대한 용해도가 상승하는 것에 착안하였으며, 이와 같이 1가 금속과 휴믹산을 반응시킴으로써 소듐 및 포타?㎱? 식물 체내로 보다 원활하게 흡수시킬 수 있는 추가적인 효과를 가져올 수 있다.
아미노산 3차 용액과 휴믹산 용액이 준비되면, 상기 아미노산 3차 용액과 상기 휴믹산 용액을 혼합하여 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계(S500)가 수행되는데, 이 때 상기 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계(S500) 후에는, 상기 아미노산 4차 용액의 pH가 5.5 내지 7.0이 되도록 산도조절제를 첨가하는 단계(S600)가 더 포함될 수 있으며, 이는 후술할 해조추출물 및 당밀, 아르기닌의 첨가 시 각 성분에 대한 변성을 최소화하기 위함이며 더불어 상술한 아미노산 2차 용액에 첨가된 트립토판의 안정 pH 범위를 벗어나지 않게 하여 트립토판이 액상 비료 내에서 결정으로 석출되는 것을 방지하기 위함이다.
그 후 상기 아미노산 4차 용액에 상기 해조추출물 15 내지 40 중량%, 상기 당밀 5 내지 25 중량%, 상기 아르기닌 3 내지 7 중량%을 첨가하여 액상비료를 제조하는 단계(S700)가 이어지게 된다. 이 때 해조추출물 및 당밀, 아르기닌을 마지막에 첨가함으로써 산도조절제에 의해 pH가 적절한 수준으로 조절된 후에 해조추출물, 당밀, 아르기닌을 첨가되어 각 성분에 대한 변성을 최소화 할 수 있다.
본 발명에 따른 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법을 통해 제조된 액상비료 조성물은 해조추출물 및 다양한 아미노산과 휴믹물질을 포함하여 식물 발근을 촉진하는 기능이 탁월할 뿐 아니라, 그 구성성분들의 정제수에 대한 용해도가 높아 결정상으로 석출되지 않고 안정한 제형을 이루는 특징이 있다. 이와 관련된 실시예 및 실험 결과를 서술하기로 한다.
실시예 1 본 발명의 액상비료 조성물
<해조추출물의 제조>
미역취를 3회 세척한 뒤 25℃에서 20분 동안 탈수 후, 탈수된 미역취 60g과 정제수 340g, 아세트산 0.5g을 혼합한 뒤 100℃에서 2시간 동안 열수 추출하여 1차 추출액을 제조하고, 1차 추출액을 2회 여과하여 잔류 미역취를 제거하였다. 그 후 2차 추출액을 70℃에서 250rpm으로 1시간 동안 감압 농축 하였으며, 정제수 80 중량%, 메타인산나트륨 10 중량%, 푸마르산 10 중량%로 이루어진 보존제를 0.5g 첨가하였다.
<액상비료 조성물의 제조>
정제수 20g에 황산아연 5g을 첨가한 뒤 45℃에서 1분 교반한 후, 25℃로 냉각하여 메치오닌 2g을 첨가한 뒤 3분 동안 교반한 뒤, 아미노산 1차 용액을 80℃로 가열한 뒤 트립토판 3g을 첨가하고 10분 동안 교반하였다. 트립토판의 용해가 완료된 아미노산 2차 용액을 25℃로 냉각한 뒤 풀브산 5g을 첨가하여 아미노산 3차 용액을 얻었다. 그 후 정제수 20g에 염화나트륨 10g 및 휴믹산 10g을 첨가하고 15분 동안 교반하여 별도의 휴믹산 용액을 준비하고 상기 아미노산 3차 용액과 상기 휴믹산 용액을 전량 혼합하여 아미노산 4차 용액을 제조하였으며, 아미노산 4차 용액의 pH를 확인한 뒤, 산도조절제를 첨가하여 pH가 6.5가 됨을 확인하였다. 마지막으로 산도조절제를 첨가한 아미노산 4차 용액에 상기 해조추출물 15g과 아르기닌 5g, 당밀 5g을 첨가하였다.
이와 같이 제조된 액상비료를 고추밭에 옆면 살포하였다.
대조예 1 시판 액상비료
시판 액상비료를 고추밭에 옆면 살포하였다.
대조예 2 무처리군
액상비료를 처리하지 않은 고추밭.
도 4는 본 발명의 시험 결과를 나타낸 표이다.
도 4를 참조하여 시험 결과를 설명하도록 한다. 실시예 1 및 대조예 1은 같은 날에 액상비료를 고추밭에 살포하였으며, 살포한 날부터 12주가 흐른 뒤에 고추의 초장, 지상부 생체중, 과실수, 과실 생체중을 측정하였다. 그 결과 본 발명의 액상비료 조성물은 시판 액상비료의 결과인 대조예 1에 비해 생육효과가 유사하거나 더 뛰어난 것으로 나타났으며, 액상비료를 처리하지 않은 대조예 2에 비해 발근 및 생육 효과가 우수함을 확인하였다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
S100 : 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계
S110 : 2가 금속염 용액을 제조하는 단계
S120 : 2차 금속염 용액에 아세틸메치오닌을 첨가하고 교반하여 혼합하는 단계
S200 : 아미노산 2차 용액을 제조하는 단계
S300 : 아미노산 3차 용액을 제조하는 단계
S400 : 휴믹산 용액을 제조하는 단계
S500 : 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계
S600 : 산도조절제를 첨가하는 단계
S700 : 액상비료를 제조하는 단계

Claims (9)

  1. 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법으로서,
    전체 조성물 중량 대비로, 한천, 다시마, 미역취, 파래 중 적어도 어느 하나로 이루어진 해조를 유효 성분으로 포함하는 해조추출물 15 내지 35 중량%, 정제수 40 내지 60 중량%, 당밀 5 내지 25 중량%, 휴믹산 10 내지 20 중량%, 풀브산 3 내지 7 중량%, 아르기닌 3 내지 7 중량%, 메치오닌 2 내지 7 중량%, 트립토판 1 내지 5 중량%를 혼합하여 액상비료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하되,
    상기 해조추출물을 제조하는 단계는,
    상기 해조를 1 내지 5회 세척한 뒤 20 내지 30℃에서 10분 내지 30분 동안 탈수하는 단계;
    탈수된 상기 해조 9.8 내지 15 중량%, 정제수 84.8 내지 90 중량%, 아세트산 0.15 내지 0.25 중량%을 혼합한 뒤 95 내지 105℃에서 1시간 내지 3시간 동안 열수 추출하여 1차 추출액을 제조하는 단계;
    상기 1차 추출액을 1 내지 3회 여과하여 잔류 해조가 제거된 2차 추출액을 제조하는 단계;
    상기 2차 추출액을 60 내지 80℃에서 100 내지 300rpm으로 30분 내지 1시간 동안 감압 농축하는 단계;
    상기 감압 농축된 2차 추출액 중량 대비로, 보존제 0.1 내지 0.3 중량%를 첨가하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는, 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보존제는,
    정제수 75 내지 90 중량%, 메타인산나트륨(sodium metaphosphate) 5 내지 20 중량%, 푸마르산(Fumaric Acid) 5 내지 20 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는, 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 액상비료 조성물은,
    전체 조성물 중량 대비로, 철 및 망간 및 아연 및 칼슘 및 마그네슘 중 어느 하나로 이루어진 2가 금속염 5 내지 20 중량%와, 소듐 및 포타슘 중 어느 하나로 이루어진 1가 금속염 10 내지 20 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 액상비료 조성물을 제조하는 단계는,
    상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량% 및 상기 메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하여 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계;
    상기 아미노산 1차 용액을 70 내지 85℃로 가열한 뒤 상기 트립토판 1 내지 5 중량%을 첨가하고 3 내지 10분 동안 교반하여 아미노산 2차 용액을 제조하는 단계;
    상기 아미노산 2차 용액을 20 내지 30℃로 냉각시킨 뒤 상기 풀브산 3 내지 7 중량%을 첨가하여 아미노산 3차 용액을 제조하는 단계;
    상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 1가 금속염 10 내지 20 중량% 및 상기 휴믹산 10 내지 20 중량%을 첨가한 뒤 10 내지 20분 동안 교반하여 휴믹산 용액을 제조하는 단계;
    상기 아미노산 3차 용액과 상기 휴믹산 용액을 혼합하여 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계;
    상기 아미노산 4차 용액에 상기 해조추출물 15 내지 25 중량%, 상기 당밀 5 내지 25 중량%, 상기 아르기닌 3 내지 7 중량%을 첨가하여 액상비료를 제조하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는, 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계는,
    상기 메치오닌의 당량 대비 3당량 이상의 상기 2가 금속염을 첨가하는 것을 특징으로 하는, 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 2가 금속염은,
    황산아연 및 황산마그네슘 중 어느 하나이고,
    상기 메치오닌은,
    아세틸메치오닌(d-Acetylmethionine)이며,
    상기 아미노산 1차 용액을 제조하는 단계는,
    상기 정제수 20 내지 30 중량%에 상기 2가 금속염 5 내지 20 중량%을 첨가하고 40 내지 50℃에서 1 내지 3분 동안 교반하여 2가 금속염 용액을 제조하는 단계 및,
    상기 2가 금속염 용액에 상기 아세틸메치오닌 2 내지 7 중량%을 첨가하고 20 내지 30℃에서 2 내지 4분 동안 교반하여 혼합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는, 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 트립토판은,
    L-트립토판 90 내지 95 중량%와 DL-트립토판 5 내지 10 중량%으로 이루어진 혼합물이며,
    상기 아미노산 4차 용액을 제조하는 단계 후에는,
    상기 아미노산 4차 용액의 pH가 5.5 내지 7.0이 되도록 산도조절제를 첨가하는 단계; 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 식물 발근을 촉진하는 액상비료 조성물의 제조방법.
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