KR101832149B1 - 무기질 미네랄 미생물을 함유하는 경량 다공성의 토질개량용 비료조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산성화된 토양은 물론 지력이 저하된 토양에 사용되는 토질개량용 비료에 관한 것으로서,
가축분뇨 100중량부에 대하여 25∼35 중량부의 수분함유재와 10∼20 중량부의 토질개량재와 40∼60 중량부의 무기영양재를 첨가함으로써,
상기 가축분뇨에 다공성의 무기질 미네랄 성분을 첨가하여 미생물 증대에 따른 최적환경을 조성함으로써, 상기 토양의 건전성 회복이 가능해져 맛이나 품질이 우수한 양질의 작물을 재배할 수 있게 된다.

Description

무기질 미네랄 미생물을 함유하는 경량 다공성의 토질개량용 비료조성물{Composition of porous inorganic fertilizer containing inorganic mineral microbes}

본 발명은 산성화된 토양은 물론 지력이 저하된 토양에 사용되는 토질개량용 비료에 관한 것으로, 특히 가축분뇨에 다공성으로 산소공급 하는 천연 미네랄 성분을 첨가하여 유용 미생물을 증대함으로써 토양 건전성의 회복은 물론이거니와 어패류 칼슘 폐기물의 재활용에 따른 효용 가치를 증대할 수 있도록 한 무기질 미네랄 미생물을 함유하는 경량 다공성의 토질개량용 비료 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 비료는 작물의 생산성을 높이기 위해 토양에 직접 사용하는 천연 또는 인공 물질을 총칭하는 것으로서, 이 비료는 토지를 기름지게 하고 작물의 생육을 촉진하는 본연의 목적 이외에도, 작물에 영양분을 직접 제공하지는 않더라도 토양의 물리적 특성이나 화학적 특성을 개선하거나 아니면 유용 미생물들을 증진하거나 또는 유독성 물질의 독성을 제거하는 등의 간접적인 형태로 작물의 생육에 도움을 주는 혼합물의 형태로 점차 발전하고 있다.

그런데, 현대사회의 급격한 인구증가로 인해, 상기 작물의 생산성 향상을

위해 화학비료나 농약을 과다하게 사용하고, 이 화학비료나 농약에 편중된 농법은 지력의 저하는 물론 토양의 산성화를 야기하고, 특히 최종 분해자인 미생물은 물론 토양생물계를 억제하여 토양 건전성을 해치게 된다.

그리고, 상기 작물의 생육도중에 발생하는 각종 병충해를 방제하기 위해 과다하게 농약을 사용함으로써, 상기 화학비료나 농약에 대한 내성 증가는 물론 유용 미생물이 점점 줄어들고 토양 병원균과 유해 물질이 점점 증가하므로, 더욱더 강한 농약을 사용해야하는 악순환을 되풀이하고 있다.

더욱이, 상기 화학비료의 반복적인 사용으로 인한 길항작용으로 인해 영양성분의 결핍이 발생하여 작물의 장애는 물론 작물의 생육불량으로 수확이 감소하는 현상이 발생할 뿐만 아니라 농작물의 품질이나 맛이 저하되어 소비자의 관심에서 벗어나 수입품으로 점점 대체하고 있는 실정이다.

게다가, 상기 토양의 오염문제가 관심사로 떠오르면서 화학비료나 농약의 사용을 벗어나 유기질 비료로 대체하거나 미생물을 이용한 농법을 적용하고 있지만, 유기질 비료는 재료학적으로만 차이가 있을 뿐 토양의 건전성 회복에는 별다른 실효성을 거두지 못하여 한계상황에 직면해 있다.

[참고문헌]

선행문헌 1 : 공개특허공보 제10-2010-0054497호(공개일 : 2010.05.25.)

선행문헌 2 : 등록특허공보 제10-1388907호(등록일 : 2014.04.15.)

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 상기 가축분뇨에 다공성의 천연 미네랄 성분을 첨가하여 유용 미생물을 증대함으로써 토양 건전성의 회복은 물론이거니와 어패류 폐기물의 칼슘재 재활용에 따른 효용 가치를 증대할 수 있도록 한 무기질 미네랄 미생물을 함유하는 경량 다공성의 토질개량용 비료 조성물을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 돼지 또는 소 또는 닭 또는 오리를 포함한 가축의 배설물인 가축분뇨와; 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 25~35 중량부의 수분함유재; 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 10~20 중량부의 토질개량재; 및 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 40~60 중량부의 무기영양재를 포함한다.

이상과 같이 본 발명은 적어도 다음과 같은 효과를 포함한다.

첫째, 상기 가축분뇨에 다공성의 무기질 미네랄 성분을 첨가하여 미생물 증대에 따른 최적환경을 조성함으로써, 상기 토양의 건전성 회복이 가능해져 맛이나 품질이 우수한 양질의 작물을 재배할 수 있게 된다.

둘째, 상기 화학비료나 농약이나 유기질 비료의 사용량을 절감함으로써 상기 토양의 지력 회복이 가능해짐은 물론 상기 작물의 생장을 방해하는 병충해 및 생육불량이 줄어들어 소비자의 신뢰성이 더욱 향상된다.

셋째, 상기 어패류를 800 내지 850도에서 소성하여 물성 변화한 알카리 칼슘 천연광물질과 같은 폐기물을 재활용함으로써, 산성화된 토양을 중성토양으로 중화시키며 또한 상기 폐기물의 처리에 따른 비용이 절감이 되고 비료생산 원가 절감은 물론 상기 폐기물의 방치로 인해 발생하는 환경오염원이 최소화된다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 조성물은, 돼지 또는 소 또는 닭 또는 오리를 포함한 가축의 배설물인 가축분뇨와; 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 25~35 중량부의 수분함유재; 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 10~20 중량부의 토질개량재; 및 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 40~60 중량부의 무기영양재를 포함한다.

여기서, 상기 가축분뇨는 가축을 사육하면서 발생하는 대변이나 소변을 포함한 폐기물을 의미하며, 상기 가축분뇨는 가축사육장소의 특성이나 사육 환경에 따라 성분이 다소간 달라지기는 하지만 통상 오폐수 탱크에 포집하는 경우 수분함량이 85-90% 정도의 범위인 것으로 알려져 있다.

즉, 상기 가축분뇨는, 적어도 가축비료의 생산시 요구되는 수분함량(20~25%) 및 가축비료 허가에 요구되는 수분함량(45~50%)으로 함수량을 조절해야하므로 상기 수분함유재를 포함한 첨가물이 필요하다.

그리고, 상기 수분함유재는 상기 가축분뇨에 포함된 수분을 흡수하여 상기 가축비료 생산시에 요구되는 규정치 또는 상기 가축비료 허가시에 요구되는 규정치를 유지하기 위해 첨가되는 성분이며, 상기 가축분뇨 100 중량부에 대해 25~35 중량부를 첨가함이 바람직하다.

이때, 상기 수분함유재를 25~35중량부로 한정한 이유는, 상기 수분함유재를 25중량부 이하로 첨가하는 경우 수분량이 많아져 가축비료의 허가기준을 충족하지 못하기 때문이며, 상기 수분함유재를 35중량부 이상으로 첨가하는 경우 수분함량의 조절에 따른 공정이 추가되어 제조원가가 상승하기 때문이다.

또한, 상기 수분함유재는 고분자 흡수제(삽), 규조토(diatomaceous earth), 코코피트(coco peat), 숯 분말 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 바람직하지만, 그 밖에도 수분함유 효율이 우수한 물질이라면 대체가 가능하다.

상기 코코피트는 수분흡수효율이 매우 우수한 것으로 알려져 있고, 상기 규조토는 수분의 흡수력과 토질을 개선하는 것으로 알려져 있다.

상기 고분자 흡수제(삽)는 미생물의 생성을 돕는 것으로 알려져 있고, 상기 숯은 유해물질의 제거에 따른 효율이 탁월한 것으로 알려져 있으며 가능한 분말 형태로 가공하여 첨가함이 바람직하다.

그리고, 상기 토질개량재는 상기 가축분뇨에 통기성을 부여함으로써 상기 토양내의 산소공급을 원활하게 유도하기 위한 것으로서, 상기 미생물의 활성에 따른 최적의 환경을 조성하는 기능을 수행하며. 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 10~20 중량부를 포함함이 바람직하다.

이때, 상기 토질개량재를 10~20 중량부로 한정한 이유는, 상기 토질개량재를 10중량부 이하로 첨가하는 경우 다공질의 기공이 막혀 토질개량의 효과가 저하되기 때문이며, 상기 토질개량재를 20중량부 이상으로 첨가하는 경우 토양내의 다공성이 증대되어 수분증발의 우려가 있기 때문이다.

물론, 상기 토질개량재를 20중량부 이상으로 함유하는 경우 최종제품(토질개량 비교)을 생산하는 과정에서 과립시 점력제 비용이 많아져 비료의 비중이 증대됨은 물론 통기성과 기공이 적어질 우려가 있다.

또한, 상기 토질개량재로는 어패류 분말, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 제올라이트(zeolite), 법제화한 유황액, 게르마늄 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 바람직하지만, 그 밖에도 상기 토양내에 산소를 적절하게 공급하는 특징을 갖고 있다면 대체가 가능함은 당연하다.

상기 몬모릴로나이트는 미네랄 성분이 다량 함유되고 흡수성이 탁월한 것으로 알려져 있다. 상기 제올라이트는 염기치환 능력이 탁월할 것으로 알려져 있고 염기치환(cec)의 수치가 80 이상인 것이 바람직하다.

상기 어패류 분말은 조개나 굴과 같은 생물의 껍질을 의미하며 칼슘을 대략 98% 정도를 함유하는 것으로 알려져 있다.

상기 법제화한 유황액은 액상상태로 사용하므로 토지개량은 물론 병충해 예방에 적합하며, 상기 게르마늄 분말은 원적외선이 함유되어 병충해 방제에 탁월한 것으로 알려져 있다.

이때, 상기 몬모릴리나이트나 상기 제올라이트나 상기 어패류는 120 내지 150 메쉬 정도의 크기가 바람직하다.

그리고, 상기 무기영양재는 상기 작물의 생장에 필요한 필수적인 성분인 미네랄 성분을 제공하는 것으로서, 상기 가축분뇨 100중량부에 대해 40~60 중량부를 첨가함이 바람직하다.

이때, 상기 무기영양재를 40~60 중량부로 한정한 이유는, 상기 무기영양재를 40중량부 이하로 첨가하는 경우 과립성형이 되지 않고 부서져서 가루가 되기 때문이며, 상기 무기영양재를 60 중량부 이상으로 첨가하는 경우 토양의 분해에 따른 시일이 연장되고 통기성 또한 문제가 발생하기 때문이다.

또한, 상기 토질개량재로는 왕겨, 질석(vermiculite, 광종명은 운모이고 광종은 질석임, 850도 열을 가하여 튀긴것) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 바람직하지만, 그 밖에도 미네랄 성분을 갖는 물질이라면 대체가 가능하다.

상기 왕겨는 농촌에서 발생하는 폐기물로서 흡수성분과 통기성이 우수하고, 상기 질석은 흡수능력이 탁월하며 톱밥의 수입대체 대용으로 사용한다.

한편, 상기 가축분뇨에 첨가물(수분함유재, 무기영양재, 토질개량재)를 표 1 내지 3과 같은 함량으로 각각 첨가한 후, 토질개량용 비료의 적합성을 검토한 결과, 작물의 생장이 우수함을 알 수 있었다.

이때, 표 1 내지 3에서는 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재의 각 구성성분들을 혼합하여 첨가한 것으로 한정하였으나, 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재의 각 구성성분들을 단독으로 첨가하더라도 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.

		함유량(중량부)
가축분뇨		100
수분함유재	코코피트	14
	규조토	5
	고분자 흡수제(삽)	1
	숯 분말	5
무기영양재	몬모릴로나이트	15
	제올라이트	10
	어패류 분말	6
	유황액	5
	게르마늄	4
토질개량재	왕겨	5
	질석	5

여기서, 상기 표 1은 상기 가축분뇨 100중량부에 대하여 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재를 각각 25중량부와 40중량부와 10중량부를 첨가한 것을 요약한 것이다.

이때, 상기 표 1에서와 같이, 상기 가축분뇨에 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재를 최소의 함량으로 첨가하더라도 토질개량용 비료로서 적합함을 알 수 있었다.

		함유량(중량부)
가축분뇨		100
수분함유재	코코피트	18
	규조토	5
	고분자 흡수제(삽)	2
	숯 분말	5
무기영양재	몬모릴로나이트	25
	제올라이트	10
	어패류 분말	6
	유황액	4
	게르마늄	5
토질개량재	왕겨	5
	질석	10

여기서, 상기 표 2는 상기 가축분뇨 100중량부에 대하여 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재를 각각 30중량부와 50중량부와 10중량부를 첨가한 것을 요약한 것이다.

이때, 상기 표 2에서와 같이, 상기 가축분뇨에 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재를 적정의 함량으로 첨가하더라도 토질개량용 비료로서 적합함을 알 수 있었다.

		함유량(중량부)
가축분뇨		100
수분함유재	코코피트	20
	규조토	5
	고분자 흡수제(삽)	5
	숯 분말	5
무기영양재	몬모릴로나이트	30
	제올라이트	14
	어패류 분말	6
	유황액	5
	게르마늄	5
토질개량재	왕겨	10
	질석	10

여기서, 상기 표 3은 상기 가축분뇨 100중량부에 대하여 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재를 각각 35중량부와 60중량부와 20중량부를 첨가한 것을 요약한 것이다.

이때, 상기 표 3에서와 같이, 상기 가축분뇨에 상기 수분함유재와 상기 무기영양재와 상기 토질개량재를 최대의 함량으로 첨가하더라도 토질개량용 비료로서 적합함을 알 수 있었다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 토질개량용 비료는 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.

Claims (4)

1. 가축분뇨와;
   상기 가축분뇨 100 중량부에 대해 25∼35 중량부의 수분함유재;
   상기 가축분뇨 100 중량부에 대해 10∼20 중량부의 토질개량재; 및
   상기 가축분뇨 100 중량부에 대해 40∼60 중량부의 무기영양재;
   를 포함하고,
   상기 수분함유재는 코코피트, 규조토, 고분자 흡수제 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이고,
   상기 토질개량재는 질석이고,
   상기 무기영양재는 몬모릴로나이트, 어패류 분말, 유황액, 게르마늄 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 무기질 미네랄 미생물을 함유하는 경량 다공성의 토질개량용 비료 조성물.
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