KR102342529B1 - 밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 조성물 및 이에 제조방법 - Google Patents

밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 조성물 및 이에 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀웜과 밀웜 부산물,어류 부산물,천연광물질을 활용하여 비료 조성물을 제공하면서 농약 등 중금속으로 오염된 산성화된 토양을 중성화 시키면서 토양의 산성화를 방지하고, 지력 증진과 특히 식물의 생육을 촉진시킬 수 있고 분해과정에서 탄산가스를 방출하여 식물의 탄소동화작용을 촉진시키면서 토양의 유용한 미생물을 증식시키고 토양 단립구조를 촉진시켜 통기성 및 통수성이 우수하게 해 농작물의 뿌리발달을 돕는 것을 특징으로 하는 효율이 향상된 키토산 비료 조성물 및 이에 제조방법에 관한 것이다.

Description

밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 조성물 및 이에 제조방법{Composition and manufacturing method of eco-friendly fertilizer consisting of wheatworm chitosan, lime, and fish by-products}
본 발명은 밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 조성물을 활용하여 비료를 제공하여 친환경적이면서 농약 등 중금속으로 오염된 산성화된 토양을 중성화시켜 토양의 산성화를 방지하고, 지력 증진과 특히 식물의 생육을 촉진시킬 수 있고 농작물의 뿌리 발달을 돕는 것을 특징으로 하는 효율이 향상된 키토산 친환경 비료 조성물 및 이에 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인간에게 농업경작, 주거지 등의 기본적인 삶의 터전이 되는 동시에 다양한 동식물의 중요한 주요서식처인 토양환경은 유기물질 등을 저장하는 기능도 수행함은 물론 동식물이 성장하는데 있어 각종 영양분들도 제공한다.
그러나 최근 인간을 비롯하여 다양한 생물이 생존하는데 있어 매우 중요한 토양 환경의 오염도 측정에서 각종 화학비료의 무분별한 오남용으로 인하여 화학비료 등 각종 화학물질에 의해 토양환경이 심각하게 오염되고 있다.
더욱이, 농업기술의 발전과 농업의 대규모화에 따라 각종 화학비료의 개발과 그 사용량 증가로 토양에 산성물질 등 오염물질이 집적되고 토양 산성화 등이 급격히 진행되면서 토양환경이 더욱 심각하게 악화되고 있다.
이와 같이, 화학 비료의 무분별한 남용으로 인한 토양환경의 심각한 오염이 진행되고 있음에도 불구하고 물이나 공기에 비하여 상대적으로 토양환경의 보전에는 소홀한 것이 문제다.
더불어, 이러한 상황에서 토양 관련법제도의 불충분한 대응으로 토양환경보전이 효과적으로 이루어지고 있지 않다. 그 결과 토양이 오염된 지역이 점차 광범위하게 확산되어 더 이상 방치할 수 없는 수준에 이르렀다.
따라서, 앞으로 화학비료의 남용에 대한 충분한 대책이 마련되지 않는다면 향후 토양환경의 심각한 오염이 심화될 가능성을 배제할 수 없다. 무엇보다 인간은 물론 동식물의 생존에 있어서 필수불가결한 토양 환경이 한번 오염되면 원래의 상태로 회복시키기 위해서는 막대한 인력과 시간과 비용 등이 필요할 뿐만 아니라 원상회복이 불가능할 수도 있다. 이를 해결하기 위해 친환경 비료에 대한 발명이 많은 방면으로 제시되어 왔지만 그 효율이 떨어져, 본 발명자는 밀웜과 밀웜 부산물, 어류 부산물, 천연광물질을 활용하여 보다 친환경적이면서 보다 효율이 강화된 비료 조성물을 제공하고 자 한다.
대한민국 공개특허 10-2013-0040047(공개일자 2013년04월23일)
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해,
밀웜과 밀웜 부산물, 어류 부산물, 천연광물질을 활용하여 비료 조성물을 제공하면서 부산물을 활용하여 친환경적이면서 효율이 향상된 키토산 친환경 비료 조성물 및 이에 제조방법을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해,
밀웜과 밀웜성충을 통해 제조된 키토산을 분말 95.0 ~ 97.0 wt% , 탄산칼슘 1.0 ~ 4.0 wt%, 철 0.1 ~ 1.0 wt% 및 붕사 0.1 ~ 2.0 wt%를 혼합하여 제1비료조성물 분말을 제조하는 단계(S1)와,
도석 40.0 ~ 60.0 wt% 및 장석 40.0 ~ 60.0 wt%을 분쇄한 다음 820 내지 950℃의 온도에서 소성처리 하여 제2비료조성물 분말을 제조하는 단계(S2)와,
어류부산물로부터 추출된 콜라겐 수용액을 건조 및 분쇄하여 제3비료조성물분말을 제조하는 단계(S3)와,
제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt%을 혼합하여 1차혼합물 분말을 제조하는 단계(S4)와,
상기 1차혼합물분말을 다시 분쇄기로 분쇄하여 1차혼합분쇄물을 제조하는 단계(S5)와,
상기 1차혼합분쇄물 60.0 ~ 80.0 wt%에 함수율 38 ~ 40 wt%의 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt%을 혼합하여 2차혼합물을 제조하는 단계(S6)와,
상기 2차혼합물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 3차혼합물을 제조하고, 상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt%에 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 투입하여 반응시키면서 안정화 및 함수율 18 ~ 20 wt%을 이루는 4차혼합물을 제조하는 단계(S7)와,
상기 4차혼합물을 60 ~ 70 ℃에서 열풍건조한 후 분쇄하여 함수율 5 ~ 15 wt%을 이루도록 하여 분말 형태로 제조하는 단계(S8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 제조방법을 제공한다.
또한, 키토산을 분말, 탄산칼슘, 철 및 붕사를 혼합하여 제조되는 제1비료조성물 분말와,
도석 및 장석을 분쇄혼합하여 제조되는 제2비료조성물 분말와,
콜라겐의 제3비료조성물분말과,
제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 1.0 ~ 10.0 wt% 분말을 혼합하여 1차혼합물 분말을 제조하고 상기 1차혼합물 분말을 분쇄하여 제조되는 1차혼합분쇄물;
밀웜분말, 바나나, 쇠비름. 크릴새우, 불가사리, 어류부산물, 당밀 또는 쌀뜨물 중 선택되는 어느 3종 또는 4종 이상을 포함하는 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt% 및 상기 1차혼합분쇄물 60.0 ~ 80.0 wt%을 혼합하여 제조되는 2차혼합물과,
상기 2차혼합물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 제조되는 3차혼합물과,
상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt% 및 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 혼합 반응시켜 제조되는 4차혼합물을 포함하여 상기 4차혼합물은 분말형태로 제조되는 것을 특징으로 하는 밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 조성물을 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째. 농약 등 중금속으로 오염된 산성화된 토양을 중성화 시킬 수 있는 효과를 갖는다.
둘째. 토양의 산성화를 방지하는 효과를 갖는다.
셋째. 식물의 생육을 촉진시킬 수 있는 효과를 갖는다.
넷째. 부산물을 활용하여 친환경적인 효과를 갖는다.
다섯째. 농작물의 뿌리발달을 돕는 효과를 갖는다.
이하, 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
밀웜과 밀웜성충을 통해 제조된 키토산을 분말 95.0 ~ 97.0 wt% , 탄산칼슘 1.0 ~ 4.0 wt%, 철 0.1 ~ 1.0 wt% 및 붕사 0.1 ~ 2.0 wt%를 혼합하여 제1비료조성물 분말을 제조하는 단계(S1)와,
도석 40.0 ~ 60.0 wt% 및 장석 40.0 ~ 60.0 wt%을 분쇄한 다음 820 내지 950℃의 온도에서 소성처리 하여 제2비료조성물 분말을 제조하는 단계(S2)와,
어류부산물로부터 추출된 콜라겐 수용액을 건조 및 분쇄하여 제3비료조성물분말을 제조하는 단계(S3)와,
제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt%을 혼합하여 1차혼합물 분말을 제조하는 단계(S4)와,
상기 1차혼합물분말을 다시 분쇄기로 분쇄하여 1차혼합분쇄물을 제조하는 단계(S5)와,
상기 1차혼합분쇄물 60.0 ~ 80.0 wt%에 함수율 38 ~ 40 wt%의 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt%을 혼합하여 2차혼합물을 제조하는 단계(S6)와,
상기 2차혼합물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 3차혼합물을 제조하고, 상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt%에 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 투입하여 반응시키면서 안정화 및 함수율 18 ~ 20 wt%을 이루는 4차혼합물을 제조하는 단계(S7)와,
상기 4차혼합물을 60 ~ 70 ℃에서 열풍건조한 후 분쇄하여 함수율 5 ~ 15 wt%을 이루도록 하여 분말 형태로 제조하는 단계(S8)를 포함한다.
이하, 더욱 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
[제1비료조성물 분말을 제조하는 단계(S1)]
설명에 앞서, 키틴(Chitin)과 키토산(Chitosan)은 게나 새우 등 갑각류의 껍질이나 딱정벌레, 풍뎅이, 메뚜기 등 곤충류의 겉껍데기를 이루고 있는 물질인 다당류로, 키틴의 경우엔 곰팡이, 버섯 등 균류의 세포벽에도 포함되어 있지만, 주로 게나 새우 등 갑각류의 껍데기에서 화학적으로 추출해내는데, 특히 영덕게와 같이 붉은 색을 띠는 게에 가장 많이 들어 있다.
또한 밀웜은. 외국에서는 칠리웜과 구분해 옐로우웜(yellow worm)이라고 부른다. 원래부터 한국에 살던 종은 아니지만 현재는 일부가 토착화되어 갈색거저리라는 이름으로 살고 있다. 거미애호가들에게 가장 일반적인 먹이며 식충식물 먹이로까지 애용된다. 밀웜은 갈색거저리 애벌레로 생애주기는 알(egg), 애벌레(larva), 번데기(pupa), 성체(adult) 단계로 대체로 3개월 정도면 한 주기가 끝난다. 먹이로 이용하는 때는 애벌레 단계다. 먹이와 온도에 따라 다르지만 15회 내외로 탈피한 후 번데기가 되고, 번데기에서 2주 정도 지나면 성충이 된다. 성충으로 우화한 후 처음에는 연한 갈색이다가 점차 검은색으로 변한다.
상기 제1비료조성물은 키토산으로서, 그 제조과정은 밀웜과 밀웜성충을 통해 키토산을 얻고 상기 키토산을 분말화하여 제1비료조성물 분말을 제조한다.
더욱 구체적으로는, 염산(HCl) 1.0 ~ 5.0 wt%와 물(Water) 95.0 ~ 99.0 wt%을 교반기를 이용하여 90 ~ 100 rpm 로 교반하여 염산용액을 제조하는 단계(S1`)와,
밀웜과 밀웜성충 20 ~ 30 wt%를 상기 염산용액 70 ~ 80 wt%에 투입하고 100 ℃에서 1 ~ 3 시간 동안 침지 처리하는 단계(S2`)와,
상기 염산용액을 통해 처리된 밀웜과 밀웜성충을 24시간 지속적으로 흐르는 증류수를 통해 세척하는 단계(S3`)와,
상기 세척된 밀웜과 밀웜성충을 오븐에서 60 ~ 70℃에서 16 ~ 24시간 동안 건조하여 키틴을 제조하는 단계(S4`)와,
수산화나트륨(NaOH) 1.0 ~ 5.0 wt%와 물(Water) 95.0 ~ 99.0 wt%을 교반기를 이용하여 100 rpm 으로 교반하여 수산화나트륨 용액을 제조하는 단계(S5`)와,
상기 수산화나트륨 용액 70 ~ 80 wt%에 상기 키틴 20 ~ 30 wt%을 투입하여 100 ~ 150 ℃, 24 ~ 48 시간 동안 교반기를 이용하여 90 ~ 100 rpm으로 교반하면서 침지시켜 탈아세틸화 하는 단계(S6`)와,
상기 탈아세틸화 처리된 밀웜과 밀웜성충을 16 ~ 24 시간 지속적으로 흐르는 상온의 증류수를 통해 2회 연속 세척하는 단계(S7`)와,
상기 (S6`) 내지 (S7`)단계를 3 ~ 5 회 반복수행하여 키토산의 순도를 높이는 단계(S8`)와,
상기 탈아세틸화 및 세척단계를 반복한 밀웜과 밀웜성충을 오븐에서 60 ~ 70 ℃에서 16 ~ 24 시간 동안 건조하고 분쇄하여 순도 높은 키토산 분말을 제조하는 단계(S9`)와,
상기 순도 높은 키토산 분말을 3wt% 아세트산에 녹여 침전하여 원심분리기를 통해 정제하는 단계(S10`)를 포함하여 제조된다.
또한, 상기 제조된 순도 높은 키토산 분말 95 ~ 97 wt%에 탄산칼슘 1.0 ~ 4.0 wt%, 철 0.1 ~ 1.0 wt% 및 붕사 0.1 ~ 2.0 wt% 을 더 첨가하여 제조한다.
그 이유로는. 붕사는 원형질의 무기성분 함량에 영향을 주어 양이온의 흡수를 촉진하고 음이온의 흡수를 억제하고 잎의 광합성 산물인 당분이 과실, 가지 및 뿌리로 전류되는 것을 돕기 때문이다.
또한, 철은 상기 철이 부족하면 효소의 불활성화에 의하여 잎이 황화 또는 황백화 된다. 철은 광합성작용과 호흡작용 또는 뿌리의 음이온의 흡수 등을 돕는다.
또한, 탄산칼슘은 영양소의 흡수 및 유동성을 조율하고, 작물노화를 막고 건강한 상태를 유지할 수 있도록 한다.
상기 키토산을 비료에 포함하면 작물의 뿌리에 막을 형성하므로 병해충의 발생을 억제하고 뿌리 내림을 좋게 한다. 또한, 작물의 견고성을 향상시키고 저장기간을 지속 시켜주며 과일의 당도를 높일 수 있다.
더불어, 상기 키토산 분말이 식물과 접촉하게 되면 식물은 키토산을 구성 성분으로 가진 병원균이 공격하여 온다고 오인하고 스스로 병원균에 이기기 위해 자기방호 기능에 관계되는 각종 효소 활성한다 그로 인하여 효소 활성이 높아져 병원균에 대한 저항성을 높이게 되어 식물이 활성화 되어 튼튼하게 자라고, 토양 단립구조를 촉진시켜 통기성 및 통수성이 우수하게 해 농작물의 뿌리발달을 돕는다.
[제2비료조성물 분말을 제조하는 단계(S2)]
설명에 앞서, 도석은 석영, 견운모, 소량의 카올리나이트의 치밀한 집합으로 생성된 백색의 암석으로, 요업 원료(도자기용)에 사용된다. 일부에 석영과 카올리나이트를 주로 하여 생성된 것도 있으며, 이것은 준(準)도석이라 불리고 있다.
장석은 화강암의 주요 구성성분이며 칼륨, 나트륨, 칼슘을 함유한 알루미늄 층상 규산염광물로 지각내 가장 많은 양을 차지하는 조암광물이다. 지각이나 달, 운석 속에서 발견되는 화강암의 주요 구성성분인 알루미늄 층상 규산염 광물이다
상기 천연광물질인 도석과 장석을 분쇄하고 분말화하여 제2비료조성물 분말을 제조하고, 더욱 구체적으로는 도석 40.0 ~ 60.0 wt% 및 장석 40.0 ~ 60.0 wt%을 분쇄한 다음 820 ℃ 내지 950 ℃의 온도에서 소성처리하고 분쇄하여 제조된다.
상기 장석은 미네랄이 함유되어 비료에 함유할 경우, 토양의 중금속을 제거하는 기능을 수행하며 상기 도석은 유효규산 및 수용성 규산을 토양에 제공하여 식물의 생육을 촉진시킬 수 있다.
[제3비료조성물 분말을 제조하는 단계(S3)]
제3비료조성물 분말은 콜라겐을 베이스로 하는 조성물로서, 콜라겐(collagen)은 경단백질로 무척추, 척추동물 등의 다세포동물에 널리 분포하며 양적으로도 가장 많이 발견되며, 프롤린, 옥시 프롤린, 글리신, 글루타민산등으로 구성된 섬유성 단백질의 일종으로 천여 개의 아미노산이 모여 가늘고 긴 띠의 형상을 지닌 단백질이다.
어류의 부산물의 어류비늘의 조직의 부피가 늘어나게 하기 위하여 정제수를 이용하여 침지시키고 온도 55 ~ 60 ℃, 속도 200 rpm로 30분간 교반하고, 상기 교반 중 5% NaOH(수산화나트륨)을 사용하여 pH 7에 맞춘다.
그리고, 0.06 %의 Subtilisin(서브틸리신)을 첨가하여 30분간 교반하면서 1차 가수분해시킨 후 0.06 %의 neutrase(뉴트라제)를 첨가하여 30분간 교반하여 2차 가수분해 한다.
상기 가수분해된 조성물을 200 mesh 체를 사용하여 1차 여과 즉 추출액과 잔여물을 분리하고, 상기 1차 여과된 여액을 감압하에서 10 ㎛의 거름망을 사용하여 2차 여과하여 불순물을 제거한 후 여액을 85℃에서 30 분 동안 가열하여 남아 있는 효소를 불활성화시키고 콜라겐 펩타이드 용액을 얻는다.
상기 콜라겐 펩타이트 욕액에 중량대비 0.7 %의 활성탄을 첨가하여 50 ℃, 200 rpm의 조건으로 30분 동안 교반하고, 1차 정제된 콜라겐 펩타이드 추출액을 이온교환수지를 이용하여 추출액에 포함되어 있는 유리아미노산이나 그의 염을 제거하는 탈이온처리를 한 후 추출액을 1 ㎛의 거름막을 사용하여 감압 여과함으로써 콜라겐 펩타이드 수용액이 제조된다.
상기 콜라겐 펩타이드 수용액을 살균을 위해서 142 ℃ 이상에서 6 ∼ 7 초간 살균 공정을 거친 후 스프레이 드라이어를 이용하여 온도 175 ∼ 200 ℃, 압력 80 ∼ 90 bar로 분사시켜 상기 펩타이트 수용액을 분말로 형성시킨다.
비료에 상기 콜라겐을 식물에게 보충함으로서, 식물 성장에 많은 도움이 되는데, 그 효과로는 뿌리 또는 잎 조직을 통해 추가적으로 아미노산을 공급하여 식물의 성장에 긍정적인 효과를 갖을 수 있다.
[1차혼합물 분말을 제조하는 단계(S4)]
상기 S1 단계 내지 S3단계를 통해 제조된 제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 을 혼합하여 1차혼합물을 제조한다.
[1차혼합물 분말을 분쇄하는 단계(S5)]
상기 1차혼합물 분말을 다시 분쇄기로 분쇄하여 1차혼합분쇄물을 제조한다. 상기 1차혼합물 분말을 분쇄하는 이유는 입자를 좀 더 고르게 하기 위함이다.
[2차혼합물을 제조하는 단계(S6)]
상기 1차혼합분쇄물 60.0 ~ 80.0 wt%에 함수율 38 ~ 40 wt%의 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt%을 혼합하여 2차혼합물을 제조한다.
상기 아미노발효물은 밀웜분말, 바나나, 쇠비름, 크릴새우, 불가사리 , 어류부산물, 당밀 또는 쌀뜨물 중 선택되는 어느 3종 또는 4종을 혼합하여 제조한다.
여기서, 크릴새우는 식물에 유익한 단백질과 필수아미노산의 덩어리이고, 절지동물 난바다곤쟁이목 난바다곤쟁이과의 갑각류. 남극새우라고도 한다. 몸길이 약 6cm이다. 머리가슴의 갑각은 옆구리에서 아가미를 완전히 덮지 않는다. 가슴다리에 여러 개의 외지(外肢)가 있고 배다리에는 긴 센털이 있어 유영하기에 알맞다
여기서,쇠비름은 식물에 착색을 좋게하고 열매의 당도를 올려줄 수 있는 효과를 갖고, 쌍떡잎식물 중심자목 쇠비름과의 한해살이풀. 오행초五行草)·마치채(馬齒菜)·산산채(酸酸菜)·장명채(長命菜)·돼지풀·도둑풀·말비름이라고도 한다. 밭 근처에서 자라는 잡초이다. 높이가 30cm에 달한다. 전체에 털은 없으나 육질이고 뿌리는 흰색이다.
당밀은 사탕수수에서 설탕의 정제과정에서 나오는 부산물로 충분한 당분과 미너랄 등 많은 영양분을 함유하고 있어 EM 미생물에게 좋은 먹이원이 된다. EM미생물의 증식 및 확대 배양을 위한 자료로 살뜨물과 같이 사용된다.
더욱 구체적으로는, 상기 아미노발효물은 밀웜분말 1.0 ~ 20.0 wt% , 바나나 1.0 ~ 20.0 wt%, 쇠비름 1.0 ~ 20.0 wt%. 크릴새우 1.0 ~ 20.0 wt%, 불가사리 1.0 ~ 20.0 wt%,어류부산물 1.0 ~ 20.0 wt%, 당밀 1.0 ~ 20.0 wt% 및 쌀뜨물 1.0 ~ 20.0 wt%을 혼합한 혼합물을 파쇄 혼합하여 밀봉 숙성한다.
그 후, 상기 밀봉되어 숙성되는 파쇄 혼합물을 10일에 1회씩 40일동안 교반하여 발효시킨다.
그 후, 상기 발효물의 찌거기 및 이물질을 여과 분리하여 1차여과물을 제조하고. 상기 1차여과물을 다시 밀봉하여 2차숙성한다.
그 후, 상기 밀봉되어 2차숙성 되는 1차 여과물을 5일에 1회씩 20일동안 교반하여 2차 발효시킨 후, 상기 2차 숙성된 2차 발효물을 최종 여과하여 70 ~ 80 ℃에서 열풍건조하고, 분쇄하여 함수율 38 ~ 40 wt%의 아미노발효물을 제조한다.
아미노발효물은 아미노산과 유효성분을 다량 포함하고 있고, 상기 열매의 비대를 도와 대과생산에 도움을 주며 착색을 좋게하고 당도를 올려주며 중량을 늘려준다. 또한, 이상 기후나 생리적장애로부터 세포의 변이를 방지하여 과형을 바르게한다.
또한, 다량 포함되는 아미노산에 의해 식물의 질소질 성분의 흡수를 돕는다. 식물생장을 위하여 흡수된 질소질은 식물체 내에서 아미노기 즉 단백질화 되어 흡수 됨으로 질소 질도 식물체 내에서 한번의 변이가 발생된다.
이때, 아미노산은 그 과정을 생략하여 식물체 내로의 흡수가 빠르고 식물 생장에 매우 큰 도움을 준다.
그로인해, 식물이 영양분 흡수에 사용하는 에너지를 감소시켜 줄 수 있으며, 영양흡수가 빠르고 일조 부족 및 저운병해충에 강한 저항력을 갖을 수 있다 .
[4차혼합물을 제조하는 단계(S7)]
상기 2차혼합물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 3차혼합물을 제조한다. 그리고 상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt%에 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 투입하여 반응시키면서 안정화 및 함수율 18 ~ 20 wt%을 이루는 4차혼합물을 제조한다.
상기 밀웜배설물은 아미노산 함량이 많아 아미노발효물과 상승효과를 이룰 수 있다.
더욱 상게하게는, 상기 2차혼합물 70.0 ~ 80.0 wt%과 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합 조성하면서 3차혼합물을 제조한다. 그리고 상기 3차혼합물은 함수율은 38 ~ 40 wt%이다. 그 후 상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt%에 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 투입하여 반응시킨다.
상기 반응은 수화반응(reaction of hydration)으로서, 생석회는 강알카리성으로서 수분을 접촉하면 순간 발열한다.
이때 별도의 인위적 에너지 없이 자연 방출되는 열에 의하여 대장균군 병원성 미생물 일반세균 해충 등이 사멸되고 악취, 중금속등을 낮추는 안정화 효과를 갖는다. 이때, 생석회의 발열효과로 수분이 증발하여 함수율 18 ~ 20 wt%을 이루면서 4차혼합물이 제조된다.
[4차혼합물을 분말로 제조하는 단계(S8)]
상기 4차혼합물을 60 ~ 70℃에서 열풍건조한 후 분쇄하여 함수율 5 ~15 wt%을 이루도록 하여 분말 형태로 제조한다.
이하, 비료 조성물에 대한 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
키토산을 분말 95.0 ~ 97.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 ~ 4.0 wt%, 철 0.1 ~ 1.0 wt% 및 붕사 0.1 ~ 2.0 wt%를 혼합하여 제조되는 제1비료조성물 분말와,
도석 40.0 ~ 60.0 wt% 및 장석 40.0 ~ 60.0 wt%을 분쇄 혼합하여 제조되는 제2비료조성물 분말와,
콜라겐의 제3비료조성물분말과,
제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 1.0 ~ 10.0 wt% 분말을 혼합하여 1차혼합물 분말을 제조하고 상기 1차혼합물 분말을 분쇄하여 제조되는 1차혼합분쇄물;
밀웜분말, 바나나, 쇠비름. 크릴새우, 불가사리, 어류부산물, 당밀 또는 쌀뜨물 중 선택되는 어느 3종 또는 4종 이상을 포함하는 아미노발효물과,
상기 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt% 및 1차혼합분쇄물 60.0 ~ 80.0 wt%을 혼합하여 제조되는 2차혼합물과,
상기 2차혼합물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 제조되는 3차혼합물과,
상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt% 및 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 혼합 반응시켜 제조되는 4차혼합물을 포함한다.
제1비료조성물 분말은 키토산 분말 95.0 ~ 97.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 ~ 4.0 wt%, 철 0.1 ~ 1.0 wt% 및 붕사 0.1 ~ 2.0 wt% 을 혼합하여 제조되고, 상기 키토산 분말이 제1비료조성물 전체 중량 대비 95.0 wt% 미만이면 뿌리 내림을 좋게 하고 작물의 견고성을 향상시키고 저장기간을 지속 시켜주면서 성장속도를 촉진하는 효과가 미미할 수 있고, 상기 키토산 분말이 97.0 wt%를 초과하면 그에 따른 특별한 효과가 없어서 상기 제시된 한정범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
탄산칼슘은 제1비료조성물 분말 전체 중량 대비 1.0 wt% 미만이면 양소의 흡수 및 유동성을 조율 효과가 미미할 수 있고, 4.0 wt%을 초과하면 오히려 함유 과다로 인해 유동성이 저하되는 역효과가 일어날 수 있으므로서, 한정범위에서 사용하는 것이 바람직하다.
철은 제1비료조성물 분말 전체 중량 대비 0.1 wt% 미만이면 뿌리의 음이온의 흡수 기능의 효과 미미할 수 있고, 1.0 wt%를 초과하면 그에 따른 특별한 효과가 없어서 무의미하다.
붕사는 제1비료조성물 분말 전체 중량 대비 0.1 wt% 미만이면 광합성 산물인 당분이 과실, 가지 및 뿌리로 전류되는 것을 돕는 것이 미미할 수 있고, 2.0 wt%를 초과하면 오히려 과실이나 뿌리에 악영향을 줄 수 있어 한정범위에 사용하는 것이 바람직하다.
제2비료조성물 분말은 도석 40.0 ~ 60.0 wt% 및 장석 40.0 ~ 60.0 wt%을 분쇄하여 제조되고, 상기 도석은 제3비료조성물 분말 전체 중량 대비 40.0 wt% 미만이면 토양의 중금속을 제거하는 기능을 수행이 어려울 수 있고, 상기 장석은 제2비료조성물 분말 전체 중량 대비 40.0 wt% 미만이면 규산을 토양에 제공하여 식물의 생육을 촉진시킬 수 있는 기능의 수행이 어려울 수 있다.
또한, 상기 장석 또는 도석이 제2비료조성물 분말 전체중량대비 60.0 wt%를 초과하면 경제적으로 좋지 않다.
또한, 제3비료조성물 분말은 콜라겐 분말만을 활용하고, 1차혼합분말은 제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt%을 혼합하여 제조한다.
상기 1차혼합물분말 60.0 ~ 80.0 wt%과 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt%을 혼합하여 2차혼합물을 제조한다.
상기 아미노발효물이 20.0wt% 미만이면 생물 생장에 도움되는 아미노산 효과가 미미할 수 있고, 40.0 wt%를 초과하면 그에 따른 큰 효과가 없어 무의미하다.
또한, 상기 아미노발효물은 밀웜분말 1.0 ~ 20.0 wt%, 바나나 1.0 ~ 20.0 wt%, 쇠비름 1.0 ~ 20.0 wt%. 크릴새우 1.0 ~ 20.0 wt%, 불가사리 1.0 ~ 20.0 wt%, 어류부산물 1.0 ~ 20.0 wt%, 당밀 1.0 ~ 20.0 wt% 및 쌀뜨물 1.0 ~ 20.0 wt%을 혼합하여 제조된다.
상기 2차혼합물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 제3차혼합물을 제조한다.
밀웜 배설물이 20.0 wt% 미만이면 토양을 중성화하는 효과가 미미할 수 있고, 30.0 wt%을 초과하면 오히려 식물에 악영향을 미칠 수 있어 한정범위로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt% 및 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 혼합 반응시켜 4차혼합물을 제조한다.
상기 4차혼합물을 60 ~ 70 ℃에서 열풍건조한 후 분쇄하여 함수율 5 ~ 15wt% 을 이루도록 하여 분말 형태로 제조한다.
이하, 표1을 통해 본 발명의 비료 조성물 분말에 대한 구체적인 실시예을 살펴보도록 한다.
또한, 제3비료조성물 분말은 콜라겐 분말만을 활용하고, 1차혼합물은 제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt%을 혼합하여 제조한다.
이하, 표1을 통해 실시예의 따른 1차혼합물의 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
제1비료조성물 분말 90.0 wt% 85.0 wt% 87.0 wt% 86.0 wt%
제2비료조성물 분말 2.0 wt% 10.0 wt% 3.0 wt% 7.0 wt%
제3비료조성물 분말 8.0 wt% 5.0 wt% 10.0 wt% 7.0 wt%
합계 100 wt% 100 wt% 100 wt% 100 wt%
또한, 상기 1차혼합물 분말의 제일 바람직한 조성비는 실시예1의 1차혼합물 전체 중량 대비 제1비료조성물 분말 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 2.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 8.0 wt% 로 혼합하여 이루어진다.
또한, 상기 제2비료조성물 분말이 함유량이 낮은 이유는 콜라겐을 비료로 사용할 경우 효율을 좋으나, 냄새가 좋지 않아 적정범위에서 사용하는 것이 바람직하기 때문이다.
상기 1차혼합물분말 60.0 ~ 80.0 wt%과 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt%을 혼합하여 2차혼합물을 제조하고, 이를 분쇄하여 2차혼합분쇄물을 제조한다.
이하, 표2을 통해 실시예의2의 따른 2차혼합분쇄물에 대한 구체적인 내용을 살펴보도록 한다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
1차혼합물분말 60.0wt% 70.0wt% 75.0wt% 80.0wt%
아미노발효물 40.0wt% 30.0wt% 25.0wt% 20.0wt%
합계 100wt% 100wt% 100wt% 100wt%
또한, 상기 2차혼합분쇄물 제조의 제일 바람직한 조성비는 실시예2의 1차혼합물 분말 70.0 wt% 및 아미노발효물 30.0 wt%을 혼합한 2차혼합물을 분쇄하는 것이다. 그 이유는, 수분함량을 적정 값으로 마추기 위함이다. 이때 함수율은 38 ~ 40 wt%이다.
이때, 상기 2차혼합물 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 wt%을 혼합하여 제3차혼합물을 제조하고,
상기 3차혼합물 70.0 wt%을 생석회 30.0 wt%에 가하여 소화(Slaking) 시키므로서, 함수율 18 ~ 20 wt%의 4차혼합물을 제조하고, 상기 4차혼합물을 열풍건조 하여 함수율 5 ~ 15 wt% 이루도록 하면서 분말형태의 비료를 제조하는 것이 바람직하다.
상기 실시예의 따른 구체적인 시험예를 살펴보도록 한다.
하기 시험예는 상기 표1의 실시예 1의 방법으로 1차혼합물 분말을 제조하고, 2차혼합물은 표2의 실시예 2의 방법으로 제조 및 분쇄하였으며, 각 배합비로 제조된 2차혼합분쇄물 80.0 wt%에 밀웜 배설물 20.0 wt%을 혼합하여 제3차혼합물을 제조하고, 상기 3차혼합물 70.0 wt% 및 생석회 30.0 wt%을 혼합 반응시켜 분말형태의 4차혼합물 즉 본 발명 비료를 제조했다.
배추를 온실에서 씨앗 파종후 3일부터 어린배추묘의 가장자리 잎 2개의 길이를 3일 간격으로 측정하였고 본 발명의 비료를 사용한 토양에서 무게를 1주일 간격으로 측정하여 생육 상태를 관찰 하였다
시험결과 온실에 씨앗 파종 후 1주일부터 배추 어린묘의 가장자리 잎의 길이를 측정한 결과 본 발명의 토양에 있어서, 상기 배추의 잎의 길이가 일반토양 보다 옆길이가 증가된 것을 알 수 있었다.
또한, 어린묘 잎의 수를 측정한 결과에 있어서도 본 발명의 토양의 잎 수가 일반 토양의 잎수 보다 크게 증가하는 현상을 볼 수 있었다.
또한, 수확 시 배추의 평균 무게를 측정한 결과 본 발명의 토양이 일반 토양에 비하여 배추의 평균 무게가 많이 나가는 것을 알 수 있었다
이렇듯, 전체적으로 본 발명의 토양이 일반 토양에 비하여 유의적인 효과가 큰것으로 나타나 본 발명의 비료를 처리하여 육성하는 것이 배추의 성장을 위해 중요하다는 것을 알 수 있었다.
본 발명은 밀웜과 밀웜 부산물, 어류 부산물 및 천연광물질을 활용하여 비료 조성물을 제공하면서 친환경적이면서 보다 효율적인 비료 조성물을 제공할 수 있어 산업상 이용 가능성이 매우 크다.

Claims (5)

  1. 밀웜과 밀웜성충을 통해 제조된 키토산 분말 95.0 ~ 97.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 ~ 4.0 wt%, 철 0.1 ~ 1.0 wt% 및 붕사 0.1 ~ 2.0 wt%를 혼합하여 제1비료조성물 분말을 제조하는 단계(S1)와,
    도석 40.0 ~ 60.0 wt% 및 장석 40.0 ~ 60.0 wt%을 분쇄한 다음 820 내지 950℃의 온도에서 소성처리 하여 제2비료조성물 분말을 제조하는 단계(S2)와,
    어류부산물로부터 추출된 콜라겐 수용액을 건조 및 분쇄하여 제3비료조성물 분말을 제조하는 단계(S3)와,
    제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt%을 혼합하여 1차혼합물 분말을 제조하는 단계(S4)와,
    상기 1차혼합물 분말을 다시 분쇄기로 분쇄하여 1차혼합분쇄물을 제조하는 단계(S5)와,
    상기 1차혼합분쇄물 60.0 ~ 80.0 wt%에 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt%을 혼합하여 2차혼합물을 제조하고 상기 2차혼합물을 분쇄하여 2차혼합분쇄물을 제조하는 단계(S6)와,
    상기 2차혼합분쇄물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 3차혼합물을 제조하고, 상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt%에 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 투입하여 반응시켜 4차혼합물을 제조하는 단계(S7)와,
    상기 4차혼합물을 60 ~ 70 ℃에서 열풍건조한 후 분쇄하여 분말 형태로 제조하는 단계(S8)를 포함하는 것에 있어서,

    상기 4차혼합물은 제1비료조성물 분말 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 2.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 8.0 wt% 로 혼합하여 제조되는 1차혼합물 분말과,
    상기 1차혼합물분말 70.0wt% 및 아미노발효물 30.0 wt%을 혼합하여 2차혼합물을 제조하고 분쇄한 2차혼합분쇄물과,
    상기 2차혼합분쇄물 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 wt%을 혼합하여 3차혼합물을 제조하고,
    상기 3차혼합물 70.0 wt%을 생석회 30.0 wt%에 가하여 소화 시켜 배추생육촉진용으로 제조하는 것이고,
    상기 아미노발효물은, 밀웜분말 1.0 ~ 20.0 wt%, 바나나 1.0 ~ 20.0 wt%, 쇠비름 1.0 ~ 20.0 wt%. 크릴새우 1.0 ~ 20.0 wt%, 불가사리 1.0 ~ 20.0 wt%, 어류부산물 1.0 ~ 20.0 wt%, 당밀 1.0 ~ 20.0 wt% 및 쌀뜨물 1.0 ~ 20.0 wt%을 파쇄 혼합하여 밀봉 숙성하되, 상기 밀봉되어 숙성되는 파쇄 혼합물을 10일에 1회씩 40일동안 교반하여 발효시킨 후, 상기 발효물의 찌거기 및 이물질을 여과 분리하여 1차 여과물을 제조하고.
    상기 1차여과물을 다시 밀봉하여 2차숙성하되, 상기 밀봉되어 2차숙성 되는 1차 여과물을 5일에 1회씩 20일동안 교반하여 2차 발효시킨 후, 상기 2차 숙성된 2차 발효물을 최종 여과하여 70 ~ 80 ℃에서 열풍건조한 후 분쇄하여 제조하는 것을 특징으로 하는 밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 키토산 분말 95.0 ~ 97.0 wt%, 탄산칼슘 1.0 ~ 4.0 wt%, 철 0.1 ~ 1.0 wt% 및 붕사 0.1 ~ 2.0 wt%를 혼합하여 제조되는 제1비료조성물 분말과,
    도석 40.0 ~ 60.0 wt% 및 장석 40.0 ~ 60.0 wt%을 분쇄 혼합하여 제조되는 제2비료조성물 분말과,
    콜라겐의 제3비료조성물 분말과,
    제1비료조성물 분말 85.0 ~ 90.0 wt%, 제2비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt% 및 제3비료조성물 분말 1.0 ~ 10.0 wt%을 혼합하여 1차혼합물 분말을 제조하고 상기 1차혼합물 분말을 분쇄하여 제조되는 1차혼합분쇄물;
    밀웜분말, 바나나, 쇠비름. 크릴새우, 불가사리, 어류부산물, 당밀 및 쌀뜨물을 포함하는 아미노발효물과,
    상기 아미노발효물 20.0 ~ 40.0 wt% 및 1차혼합분쇄물 60.0 ~ 80.0 wt%을 혼합하여 제조되는 2차혼합물을 분쇄하여 제조되는 2차혼합분쇄물과,
    상기 2차혼합분쇄물 70.0 ~ 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 ~ 30.0 wt%을 혼합하여 제조되는 3차혼합물과,
    상기 3차혼합물 60.0 ~ 70.0 wt% 및 생석회 30.0 ~ 40.0 wt%을 혼합 반응시켜 제조되는 4차혼합물에 있어서,

    상기 4차혼합물은, 상기 아미노발효물 30.0 wt% 및 1차혼합물 70.0 wt%을 혼합하여 제조되는 2차혼합물을 분쇄한 2차혼합분쇄물과,
    상기 2차혼합분쇄물 80.0 wt% 및 밀웜 배설물 20.0 wt%을 혼합하여 제조되는 3차혼합물과,
    상기 3차혼합물 70.0 wt% 및 생석회 30.0 wt%을 혼합 반응시켜 제조한 것으로서, 상기 4차혼합물은 배추생육촉진용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 밀웜 키토산·석회물질·어류부산물로 이루어진 친환경 비료 조성물.











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