KR101831225B1 - 기능성 비료의 제조방법 - Google Patents

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농업회사법인 주식회사 과농
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Abstract

제4종 복합 화초용 비료의 기능과 살균 및 소독의 기능을 구비한 기능성 비료의 제조방법에 관한 것으로, (a) 화초에 살균소독 기능을 부여하기 위하여 과산화수소(H2O2)와 상기 과산화수소(H2O2)를 안정화시키는 은 이온(Ag+)을 혼합하여 살균소독제를 준비하는 단계, (b) 질소(N), 인산(P), 칼리(K) 중 2종 이상 함유하고, 미량성분으로 산화마그네슘(Mg), 망간(Mn), 붕소(B), 철(Fe), 아연(Zn), 구리(Cu) 중 2종 이상을 함유하는 액상 비료를 준비하는 단계, (c) 상기 단계 (a)에서 마련된 상기 살균소독제와 상기 단계 (b)에서 준비된 액상 비료를 혼합하고 희석하는 단계를 포함하고, 상기 살균소독제는 음용수, 수분 65중량%과 과산화수소원액 35중량%로 이루어진 35% 과산화수소(H2O2)와 상기 과산화수소(H2O2)를 안정화시키기 위한 20,000mg/L 은 이온(Ag+)을 포함하고, 상기 과산화수소(H2O2)와 은 이온(Ag+)은 상기 액상 비료와 혼합되어 각각 과산화수소(H2O2) 452.8~1,132mg/L와 은 이온(Ag+) 0.4~1.5mg/L이 함유되도록 희석되고, 상기 액상 비료는 상기 살균소독제 100 중량부에 대해 1 중량부 함유되고, 상기 액상 비료는 제4종 복합 화초용 비료로서, 물로 희석하는 일 없이 직접 사용하는 구성을 마련하여 농업현장에서 비료의 희석 없이 직접 사용하므로 사용 방법을 단순화할 수 있다.

Description

기능성 비료의 제조방법{Production method of functional fertilizer}
본 발명은 기능성 비료의 제조방법에 관한 것으로, 특히 제4종 복합 화초용 비료의 기능과 살균 및 소독의 기능을 구비한 기능성 비료의 제조방법에 관한 것이다.
현대 농업에서는 다양한 형태와 종류의 비료가 사용되고 있다. 비료는 식물이 필요로 하는 영양소를 공급해 주기 위하여 천연 유기물 비료와 고순도 화학적 비료의 형태로 구분된다. 천연 유기물 비료는 많은 각광을 받고 있으나, 그에 함유된 불순물에 의하여 비료효과(비효)는 약화되고 오히려 악영향을 받는 경우가 있다. 예를 들어 계분의 잔류항생제는 토양과 수질을 오염시키며, 유용 토양미생물의 이상 증후를 일으킬 수 있다.
이러한 비료는 농약에 비하여 완효성과 친환경성을 갖고 있기 때문에 독성이 강한 농약보다 사용량이 증가되고 있다. 비료의 단순함을 탈피하고 비효를 극대화시키기 위한 노력으로 복합적인 효과를 갖는 복합비료(compound fertilizer)가 생산되고 있으나, 복합적으로 혼합된 성분을 식물에게 전달함으로써 달성하고 있다.
복합비료는 필요한 성분을 단 1회에 시비한다는 이점이 있다. 우리나라의 비료공정규격에 따르면 복합비료는 제1종, 2종, 3종, 4종, 피복, CDU 복합, 피복요소 복합, IBDU 복합, 포름 요소 복합비료로 나눈다.
제1종 복합비료는 인산암모늄, 황인산암모늄, 염화칼륨, 황산칼륨, 요소, 황산암모늄, 염화암모늄 등 화학비료를 원료로 하여 비료 3요소 중 2가지 이상의 비료성분을 화학적 과정에 의하여 제조한 비료이다.
제2종 복합비료는 화학비료를 기계적으로 배합하여 만든 것으로 무기질 질소비료(황산암모늄, 요소, 인산암모늄, 황질산암모늄, 염화암모늄, 질산암모늄, 암모니아수, 석회질소, 질산석회, 질산암모늄석회), 무기질 인산비료(과인산석회, 중과인산석회, 용성인비, 토마스인비), 무기질 칼리비료(황산칼륨, 염화칼륨) 및 제1종 복합비료 중 2종 이상을 배합하여 만든 비료이다.
제3종 복합비료는 제2종 복합비료의 원료비료에 유기물을 첨가하여 배합한 비료이다.
제4종 복합비료는 질소, 수용성 인산, 수용성 칼리 중 2종 이상과 미량요소를 첨가하여 만든 액상 비료로 액제, 수용제, 수화제로 구분된다.
CDU 복합비료는 CDU 질소비료, 무기질 인산비료, 무기질 칼리비료 또는 제1종 복합비료 등을 배합하여 만든 완효성 복합비료이다.
IBDU 복합비료는 IBDU 질소질 비료에 무기질 인산비료, 무기질 칼리비료 또는 복합비료 등을 배합하여 만든 완효성 복합비료이다.
피복 복합비료는 용출속도를 조절하여 비료의 완효화를 꾀하기 위하여 특수한 피복물질로 피복시켜 비료 성분이 일정 기간 서서히 녹아 나오도록 인위적으로 조절한 비료로 피복요소, 피복 복합비료, 피복요소 복합비료가 있다.
상기 제4종 복합비료는 과수, 화초 등의 뿌리가 병충해로 발육이 부진하거나, 손상된 잎과 줄기의 빠른 회복이 필요할 때 많이 사용하며, 화초용으로 사용하는 제4종 복합 비료의 경우, 질소, 인산, 가리 중 최소 두 성분 이상이 보증되어야 하고, 산화마그네슘, 망간, 철 등의 미량요소가 2종 이상 포함되어야 한다.
이러한 복합 비료에 대한 기술의 일 예가 하기 문헌 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 질소 8~22 중량%, 인산 5~12중량%, 칼리 20~45 중량%, 마그네슘 3~10 중량%, 칼슘 10~25 중량%, 미량원소 1~2 중량% 및 수용성 색소 0.5~1 중량%로 조성되는 풋고추 배지 재배용 양액 조성물에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 수용성 규산을 물과 함께 투여하여 교반하는 공정, 게르마늄을 물과 함께 소정 비율로 용해시키는 공정, 맥반석을 물과 함께 소정 비율로 교반기에서 용해시키는 공정, 망간을 물과 함께 소정 비율로 교반기에서 용해시키는 공정을 포함하고, 상기 공정은 각각 다른 교반기에서 물과 함께 용해한 후 상기 교반기에서 용해시킨 수용성 규산 소량, 게르마늄 소량, 맥반석 소량, 목초액 소량, 망간 소량, 아연 소량을 교반기에서 교반하는 액체비료 제조방법에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0173437호(1998.10.29 등록) 대한민국 공개특허공보 제2003-0089809호(2003.11.28 공개)
상술한 바와 같은 복합비료는 일반적으로 두 가지의 형태를 갖는데 고상과 액상이다. 특히 비료관리법에 '제4종 복합 화초용' 비료는 액상 비료로 한정되어 있다. 액상 비료는 일반적으로 물에 유효성분이 고농도로 혼합되어 있으며, 농업현장에서 제조사의 사용방법에 따라 물에 희석, 예를 들어 1,000배 정도로 희석하여 사용된다.
따라서, 종래의 기술에 따른 복합 비료를 사용하기 위해서는 사용자는 복합 비료의 사용 조건을 인식해야 하고, 이에 따라 정확한 배합 비율을 유지해야 하므로 사용이 번잡하다는 문제가 있었다.
또 종래의 복합 비료에는 화초의 살균 소독의 기능을 구비하지 않으므로, 비료의 공급 후 별도의 살균 또는 소독을 위한 작업을 실행해야 하므로 작업 시간이 길어진다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 액상 비료를 제조할 때 물이 아닌 작물의 생육에 기능적으로 도움이 될 수 있으며, 친환경적으로 잔류성이 없고 약제피해(약해)가 없는 용매를 사용하여 복합비료의 기능성을 부가할 수 있는 기능성 비료의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 기능성 비료의 제조방법은 화초를 소독 및 살균하기 위해 액상 비료와 살균소독제를 포함하는 비료의 제조방법으로서, (a) 화초에 살균소독 기능을 부여하기 위하여 과산화수소(H2O2)와 상기 과산화수소(H2O2)를 안정화시키는 은 이온(Ag+)을 혼합하여 살균소독제를 준비하는 단계, (b) 질소(N), 인산(P), 칼리(K) 중 2종 이상 함유하고, 미량성분으로 산화마그네슘(Mg), 망간(Mn), 붕소(B), 철(Fe), 아연(Zn), 구리(Cu) 중 2종 이상을 함유하는 액상 비료를 준비하는 단계, (c) 상기 단계 (a)에서 마련된 상기 살균소독제와 상기 단계 (b)에서 준비된 액상 비료를 혼합하고 희석하는 단계를 포함하고, 상기 살균소독제는 음용수, 수분 65중량%과 과산화수소원액 35중량%로 이루어진 35% 과산화수소(H2O2)와 상기 과산화수소(H2O2)를 안정화시키기 위한 20,000mg/L 은 이온(Ag+)을 포함하고, 상기 과산화수소(H2O2)와 은 이온(Ag+)은 상기 액상 비료와 혼합되어 각각 과산화수소(H2O2) 452.8~1,132mg/L와 은 이온(Ag+) 0.4~1.5mg/L이 함유되도록 희석되고, 상기 액상 비료는 상기 살균소독제 100 중량부에 대해 1 중량부 함유되고, 상기 액상 비료는 제4종 복합 화초용 비료로서, 물로 희석하는 일 없이 직접 사용하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 비료의 제조방법에서, 상기 단계 (a)는 상기 35% 과산화수소(H2O2) 980g과 20,000mg/L 은 이온(Ag+) 용액 20g을 혼합하여 1kg의 원액으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 비료의 제조방법에 의하면, 질소(N)와 인산(P) 및 칼리(K) 중 2종 이상을 수용성으로 규정함량을 보증하고, 산화마그네슘(Mg), 망간(Mn), 붕소(B), 철(Fe), 아연(Zn), 구리(Cu) 중 2종 이상을 수용성으로 규정함량을 보증하면서 물이 아닌 은 이온(Ag+)으로 안정화된 과산화수소(H2O2)에 용해되어 있기 때문에 세균 및 바이러스에 의한 작물의 피해를 억제할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명에 따른 기능성 비료의 제조방법에 의하면, 농업현장에서 비료의 희석 없이 직접 사용하므로 사용 방법을 단순화할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 기능성 비료의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 복합 비료의 실험 결과를 나타내는 사진,
도 3은 비교 예를 나타내는 사진.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 은 이온(Ag+)으로 안정화된 과산화수소(H2O2)에 대해 설명한다.
또 본 발명과 관련된 과산화수소(H2O2)와 은 이온(Ag+)의 혼합용액은 1970년대에 독일에서 개발되어 권리가 만료된 기술로서 Roam Chemie(벨기에), Sannocil(스위스), Accepta(영국)에서 제조 생산되어 'Huwa San'이라는 상품명으로 판매되고 있다. 국내에서는 과학영농조합법인에서 생산하며 코와산(Kowa San)으로 판매되고 있다.
본 발명에서 복합 비료에 첨가되는 과산화수소(H2O2)는 물(H2O)과 산소(O2)로 분해되어 친환경적이며 인체에 무해한 것이다. 또 본 발명에 적용되는 은 이온(Ag+)은 과산화수소(H2O2)와 분자-이온 간 결합(intermolecular bond)을 이루어 과산화수소(H2O2)를 안정화시키고 공동작용으로 살균 소독력을 향상시키고, 인체유해성이 논의된 바 없는 친환경 첨가물이다.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 기능성 비료의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 기능성 비료의 실험 결과를 나타내는 사진이며, 도 3은 비교 예를 나타내는 사진이다.
도 1에 따라 본 발명에 따른 살균소독 기능을 갖는 기능성 비료의 제조과정을 설명한다.
먼저, 화초에 살균소독 기능을 부여하기 위하여 과산화수소(H2O2)와 상기 과산화수소(H2O2)를 안정화시키는 은 이온(Ag+)을 혼합하여 살균소독제를 준비한다(S10).
본 발명에서는 기능성 비료를 만들기 위한 음용수에 식품첨가용 과산화수소(hydrogen peroxide; CAS No. 7722-84-1)와 과산화수소(H2O2)의 안정성 향상 및 살균 소독력 향상제로서 은 이온(Silver ion; CAS No. 14701-21-4)을 첨가하여 세균 및 바이러스에 의한 작물을 피해를 억제할 수 있는 살균 소독제를 제조한다.
과산화수소(H2O2)와 은 이온(Ag+)의 첨가농도는 예를 들어 "식품첨가물의 기준 및 규격(식약처 고시 제 2013-15호, 2013년04월05일) III. 기구 등의 살균소독제 제4. 품목별 사용기준"에 명시된 「유가공용 기구」 및 「식품의 제조, 가공용 기구」, 「식품접객용 기구, 집단급식소용 기구 」에 사용되는 농도 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에서 창안한 기술을 실시하기 위하여 수분 65중량%과 과산화수소원액 35중량%로 이루어진 식품첨가물 35% 과산화수소(H2O2)를 한솔 케미칼로부터 원료를 마련하고, 은 이온(Ag+)은 본 발명의 출원법인인 과학영농조합법인에서 마련하였다.
두 원료물질은 액상이므로 상기 35% 과산화수소(H2O2) 980g과 20,000mg/L 은 이온(Ag+) 용액 20g을 혼합하여 1kg의 원액을 제조하면 과산화수소(H2O2)는 34.3 중량%의 농도로 감소하고 은 이온(Ag+)은 400mg/L으로 감소한 용액을 준비한다(S10).
다음에, 질소(N), 인산(P), 칼리(K) 중 2종 이상 함유하고, 미량성분으로 산화마그네슘(Mg), 망간(Mn), 붕소(B), 철(Fe), 아연(Zn), 구리(Cu) 중 2종 이상을 함유하는 액상 비료를 준비한다(S20).
본 발명에서는 액상 비료인 제4종 복합 비료 화초용을 제조하는데 있어 비료관리법에서 규정한 유효성분인 질소(N), 인산(P), 칼리(K) 중 2종 이상의 합계 량이 액상 비료 전체 중량의 0.2% 이하임을 수용성으로 함유하고, 각 성분 별 보증함량이 액상 비료 전체 중량의 0.1% 이하를 만족하고, 미량성분으로 액상 비료 전체 중량의 산화마그네슘(Mg) 0.01%, 망간(Mn) 0.001%, 붕소(B) 0.001%, 철(Fe) 0.01%, 아연(Zn) 0.001%, 구리(Cu) 0.001%를 수용성으로 2종 규정 함량대로 보증할 수 있는 제4종 복합 화초용 비료를 준비한다.
다음에, 상기 단계 S10에서 마련된 상기 살균소독제와 상기 단계 S20에서 준비된 액상 비료를 혼합하여 과산화수소(H2O2) 452.8~1,132mg/L와 은 이온(Ag+) 0.4~1.5mg/L이 함유되도록 희석한다(S30).
상기 단계 S30에서의 혼합은 액상 비료가 살균소독제 100 중량부에 대해 1 중량부 함유되도록 혼합한다.
이후, 상기 단계 S30에서 혼합된 기능성 비료를 소정의 단위로 포장하며(S40), 본 발명에서는 물이 아닌 은 이온(Ag+)으로 안정화된 과산화수소(H2O2)를 사용하여, 제4종 복합 비료 화초용의 기능과 더불어 살균 소독력이 있는 비료로 사용할 수 있다. 또한, 사용자는 종래의 복합비료와 같이 물로 희석하는 일 없이 직접 사용할 수 있다.
본 발명에서는 과산화수소(H2O2) 452.8~1,132mg/L와 은 이온(Ag+) 0.4~1.5mg/L이 함유되도록 희석하여 기능성 비료용 살균 소독제를 만들고 기능성 비료에 함유되어 있는 살균소독제가 살균 소독력을 유지하고 있는지 확인하기 위하여 일반 비료와 비교하였다.
본 발명에서 실시한 살균소독제 함유된 기능성 비료는 도 2와 같이 미생물을 살균 소독하여 성장을 억제하였으나, 일반 비료가 들어 있던 비커에서는 다수의 미생물 성장을 확인할 수 있었다.
도 2는 본 발명의 살균 소독력을 갖는 기능성 비료가 들어 있는 비커에서 배지에 도말하여 37℃에서 24시간 후 미생물이 성장하지 않고 깨끗한 상태를 나타내는 실험 결과도 이다.
도 3은 살균 소독력을 갖춘 본 발명의 기능성 비료와 비교를 위하여 일반 복합 비료가 들어 있던 비커에서 배지에 도말하여 37℃에서 24시간 후 다종 다수의 미생 물이 성장하여 배지 위에 여러 형태의 수많은 콜로니가 나타나 있는 실험 결과도 이다.
비교결과인 도 2와 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서 제조한 살균소독 기능을 갖는 기능성 비료는 세균의 생장을 억제하므로, 세균 및 바이러스에 의한 작물의 피해를 억제할 수 있었다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명에 따른 기능성 비료의 제조방법을 사용하는 것에 의해 작물의 피해를 억제할 수 있다.

Claims (3)

  1. 화초를 소독 및 살균하기 위해 액상 비료와 살균소독제를 포함하는 비료의 제조방법으로서,
    (a) 화초에 살균소독 기능을 부여하기 위하여 액상인 과산화수소(H2O2)와 상기 과산화수소(H2O2)를 안정화시키는 액상의 은 이온(Ag+) 용액을 혼합하여 살균소독제를 준비하는 단계,
    (b) 질소(N), 인산(P), 칼리(K) 중 2종 이상의 합계 량이 액상 비료 전체 중량의 0.2% 이하임을 수용성으로 함유하고, 각 성분 별 보증함량이 액상 비료 전체 중량의 0.1% 이하를 만족하고, 미량성분으로 액상 비료 전체 중량의 산화마그네슘(Mg) 0.01%, 망간(Mn) 0.001%, 붕소(B) 0.001%, 철(Fe) 0.01%, 아연(Zn) 0.001%, 구리(Cu) 0.001%를 수용성으로 2종 함유하는 액상 비료를 준비하는 단계,
    (c) 상기 단계 (a)에서 마련된 상기 살균소독제와 상기 단계 (b)에서 준비된 액상 비료를 혼합하고 희석하는 단계,
    (d) 상기 단계 (c)에서 희석된 기능성 비료를 소정의 단위로 포장하는 단계를 포함하고,
    상기 살균소독제는 음용수, 수분 65중량%과 과산화수소원액 35중량%로 이루어진 35% 과산화수소(H2O2)와 상기 과산화수소(H2O2)를 안정화시키기 위한 20,000mg/L 은 이온(Ag+) 용액을 포함하고,
    상기 과산화수소(H2O2)와 은 이온(Ag+)은 상기 액상 비료와 혼합되어 각각 과산화수소(H2O2) 452.8~1,132mg/L와 은 이온(Ag+) 0.4~1.5mg/L이 함유되도록 희석되고,
    상기 액상 비료는 상기 살균소독제 100 중량부에 대해 1 중량부 함유되고,
    상기 액상 비료는 제4종 복합 화초용 비료로서, 물로 희석하는 일 없이 직접 사용하는 것을 특징으로 하는 비료의 제조방법.
  2. 제1항에서,
    상기 단계 (a)는 상기 35% 과산화수소(H2O2) 980g과 20,000mg/L 은 이온(Ag+) 용액 20g을 혼합하여 1kg의 원액으로 제조하는 것을 특징으로 하는 비료의 제조방법.
  3. 삭제
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