KR102501124B1 - 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물에 필요한 영양성분을 공급함과 동시에 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 토양의 성질을 개선할 수 있는 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 토양개량제 조성물은 코코피트 50~60 중량%, 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 제조한 발효물 10~20 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 천연 광물질 15~25 중량%, pH조절제 0.5~1 중량% 및 습윤제 0.5~1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 토양개량제 조성물은 코코피트 50~60 중량%, 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 제조한 발효물 10~20 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 천연 광물질 15~25 중량%, pH조절제 0.5~1 중량% 및 습윤제 0.5~1 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물에 필요한 영양성분을 공급함과 동시에 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 토양의 성질을 개선할 수 있는 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 식량 증대 및 단위 면적당 생산성 향상을 위하여 농약의 사용과 화학비료의 사용은 급속히 확대되어 왔으며, 이러한 화학비료와 농약에 편중된 농업은 지력의 저하와 토양의 산성화를 야기시켜 농토가 점차 황폐화되어 가고 있는 실정이다.
이에 최근에는 농작물 오염문제와 환경오염 문제가 심각하게 대두되면서 화학비료를 사용하기보다는 양질의 유기질 비료 또는 퇴비를 사용하는 유기농업 기술개발의 중요성에 대한 인식이 확산되고, 이에 대한 노력의 결과로 축산 분뇨나 음식물 쓰레기를 처리하여 얻은 유기질 비료가 개발되어 사용되고 있으며, 또한 미생물을 이용한 퇴비 발효 생산방법에 대한 관심이 크게 높아지고 있다.
특히, 음식물 쓰레기를 생화학적으로 처리하여 토양개량제로 사용하기 위해서 음식물 쓰레기 처리 시 부형제 및 수분조절제로 톱밥, 수피, 왕겨, 가축의 부산물 등을 사용한다.
이러한 기술의 일예가 하기 문헌 1 내지 문헌 2에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 음식물 쓰레기, 축산 분뇨, 농수산부산물, 도축공장부산물, 식품공장부산물 등과 같은 유기성폐기물에 흙, 황토, 점토, 톱밥, 왕겨, 부엽토, 이탄, 수태, 바크, 코코피트, 제올라이트, 왕겨활성탄, 왕사, 적토, 소석회, 소성돌로마이트, 천매암, 패화석, 질석, 펄라이트, 페라이트 등의 광물을 작물의 종류에 따라 적합하게 배합한 다음 이들에 유기물질을 부식물질로 전환하는 부식화미생물 및 이들 미생물과 상호 공생관계에 있는 토양 미생물을 배양한 배양액을 공급하여 이들 미생물에 의해서 발효 숙성을 한 양질의 상토를 제조하는 방법에 대해 개시되어 있다.
특허문헌 2에는 음식물 쓰레기에 플라이애시(Fly ash) 70~95 중량%, 목분 및 왕겨 등 5~30 중량%를 혼합한 수분조절제를 첨가하여 초기 함수율 60~70%로 교반 혼합하고, 발효시스템인 나선형 스크류식 2단 교반기, 교반식 발효조 또는 통풍식 발효조에 투입하고, 10~15일간 호기성 고온 발효와 안정화하여 제조되는 것을 특징으로 하는 복합토양개량제에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술들은 주로 톱밥, 왕겨, 가축분 등과 이들을 혼합한 천연 유기물을 이용하는 경우가 대부분으로 이러한 천연 유기질 비료를 제조하기 위해서는 미생물 발효에 따른 장시간의 소요 및 과다한 장치가 필요하여 실제 생산에 적용하기가 곤란할 뿐만 아니라 이러한 비료의 생산에 따른 오,폐수에 의한 수질오염도 야기하는 문제점을 갖게 되며, 이러한 유기물이 과다하게 함유된 것을 장시간 시비할 경우 작물의 생장에 피해가 우려된다.
또한, 가축 분뇨나 음식물 쓰레기를 처리하기 위하여 톱밥이나 왕겨 등과 섞어 발효 퇴비를 만들어 농작물에 사용하고자 하는 경우, 톱밥이나 왕겨가 충분히 발효되지 않은 상태에서는 탄닌이나 리그닌 등이 잔류하여 작물의 생장에 피해를 줄 수 있고, 축분이나 음식물 쓰레기 등은 부패과정에서 유기산이 생성되어 작물뿌리에 손상을 유발할 수가 있으며, 특히 분뇨나 음식물 쓰레기 내의 염분, 중금속 등이 토양에 잔류되어 토양을 더욱 오염시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주원료인 코코피트와 함께 송화가루 및 맥주박의 발효물 및 바이오차에 의한 식물에 필요한 영양성분을 공급함과 동시에 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 토양의 성질을 개선할 수 있는 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 천연 광물질의 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 혼합한 혼합물을 함침시켜 건조한 것을 사용함으로써 중금속 제거, 항균성 및 탈취성 등의 작용 속도를 지연시켜 장시간 효과를 발휘할 수 있는 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 누에똥(잠분)과 캐슈넛피(펄프)를 추가로 투입하여 유해 세균의 번식을 억제할 수 있는 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 기존의 일부 토양개량제 제품에 포함된 독성물질인 리신을 함유하는 유박 대신에 맥주박을 사용함으로써, 유박 성분이 함유된 토양개량제를 반려동물이 섭취하여 생명을 잃게 되는 사고를 방지할 수 있는 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 토양개량제 조성물은 코코피트 50~60 중량%, 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 제조한 발효물 10~20 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 천연 광물질 15~25 중량%, pH조절제 0.5~1 중량% 및 습윤제 0.5~1 중량%를 포함하며, 상기 천연 광물질은 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 함침시킨 후 건조시켜 제조한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 천연 광물질은 일라이트, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토양개량제 조성물은 굴패각 분말 5~10 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 토양개량제 조성물은 누에똥(잠분) 1~3 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토양개량제 조성물은 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 토양개량제 조성물의 제조방법은 (a) 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 발효물을 제조하는 단계; (b) 천연 광물질의 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 함침시킨 후 건조하는 단계; 및 (c) 코코피트 50~60 중량%, 상기 (a)단계의 제조한 발효물 10~20 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 (b)단계의 제조한 천연 광물질 15~25 중량%, pH조절제 0.5~1 중량% 및 습윤제 0.5~1 중량%를 혼합하여 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (c)단계에서 굴패각 분말 5~10 중량%, 누에똥(잠분) 1~3 중량%, 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 토양개량제 조성물 및 이의 제조방법은 식물에 필요한 영양성분을 공급함과 동시에 염분, 중금속 및 악취 등을 제거하여 토양의 성질을 개선하는 효과가 있다.
또한, 중금속 제거, 항균성 및 탈취성 등의 작용 속도를 지연시켜 장시간 효과를 발휘하고, 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 있다.
또한, 기존의 일부 토양개량제 제품에 포함된 독성물질인 리신을 함유하는 유박 대신에 맥주박을 사용함으로써, 유박 성분이 함유된 토양개량제를 반려동물이 섭취하여 생명을 잃게 되는 사고를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 토양개량제 조성물의 제조방법을 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 토양개량제 조성물의 유해성분 검사성적서.
도 2는 본 발명에 따른 토양개량제 조성물의 유해성분 검사성적서.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 토양개량제 조성물은 코코피트, 발효물, 바이오차, 천연 광물질, pH조절제 및 습윤제를 포함한다.
코코피트는 피트모스와 같은 유기질 비료 성분으로서, 코코넛 껍질에서 섬유질을 제거한 코코넛 더스트 부위를 분쇄 가공하여 만든 유기물질이다. 코코피트는 순수 천연유기물로 환경 친화적이며, 배수성, 통기성 등이 매우 뛰어날 뿐 아니라 미생물 침투에 저항성이 있고, 산화조건이 안정적이며, 상당한 유기 양분과 미량요소를 함유하고 있다.
코코피트는 퇴비와는 달리 장기간 분해되지 않는 특성이 있으므로 초기 육묘용 상토에서 육묘되는 식물의 뿌리에 영양분과 수분 및 산소가 원활하게 공급될 수 있도록 한다. 또한, 코코피트는 오랜 시간에 걸쳐 분해되기 때문에 상토의 상태를 항상 일정하게 유지할 수 있게 한다. 코코피트의 보수력은 건조물을 기준으로 중량의 6~9배로 대단히 높고, 공극량은 90% 이상이므로 흙의 고결을 방지하고 통기성을 유지시켜 준다.
코코피트를 토양개량제 재료로 사용하려면 코코피트에 함유되어 있는 염분을 제거하여야 한다. 예를 들면, 코코피트를 제조할 때에는 우선 코코넛 껍질을 밟아서 부드럽게 하여 말린 후 물로 세척하거나 또는 미생물을 이용하여 염분을 제거한 후 이를 분쇄하여 제조된다.
상기 코코피트의 함량은 50~60 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 코코피트의 함량이 50 중량% 미만이면 보수력이 저하되는 문제가 있고, 60 중량%를 초과하면 경제성이 떨어지고, 보수력이 과다하여 식물의 뿌리발육이 저하되는 문제가 있다.
발효물은 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 제조한다.
송화가루는 봄철에 소나무에서 나오는 꽃가루로서, 빛이 노랗고 달짝지근한 향을 지니고 있다.
송화가루는 단백질, 탄수화물, 미네랄, 비타민, 지방, 인 등을 다량 함유하고 있으며, 식용 및 약용으로서 가치가 높다. 송화가루는 영양뿐 아니라 좋은 향미를 낼 수 있어서 식품첨가물로 이용되기도 한다. 특히, 송화가루에 함유된 비타민C, E는 항산화 비타민으로서, 활성산소가 만든 산소화합물의 독성을 완화하고 산화반응을 억제하는 작용을 하는 것으로 알려져 있다.
맥주박은 맥주 제조의 주원료인 맥주보리를 발아시켜 당화시킨 후, 당화액을 분리한 후의 부산물로서, 보리낱알(barley grain)에 맥아를 첨가하여 맥아즙을 얻고, 이를 가공하여 맥주 생산을 하고 남은 잔여물로서 얻을 수 있다. 맥주박은 기본적으로 맥주보리의 껍질, 과피, 종피의 층으로 구성되어 있으며, 미네랄, 비타민 등이 풍부하고, 특히 식이섬유와 단백질 함량이 높다.
이러한 맥주박은 저렴한 가격에 비하여 많은 양의 식이섬유와 필수아미노산을 함유하는 등의 영양적인 가치가 높아 식품뿐만 아니라 가축 사료로 이용가치가 높다.
상기 발효물의 함량은 10~20 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 발효물의 함량이 10 중량% 미만이면 염분 및 악취 제거 효과가 미미하고, 토양 내 유용미생물의 번식 증대 및 토양 물리성 개선 효과가 미미하며, 20 중량%를 초과하면 토양 공극 내에 산소가 부족해지는 문제가 있다.
바이오차(biochar)는 바이오매스를 열분해시켜 얻은 물질로서, 큰 비표면적과 다공성 구조에 의해 양이온의 흡착성이 높으며, 높은 pH 특성을 가진다. 따라서 바이오차는 토양의 pH를 증가시켜 양이온성 중금속의 유효태를 저감시킬 수 있다. 또한, 다공성 구조에 의하여 토양 내 존재하는 중금속을 흡착시킬 수 있다. 바이오차는 시중에 판매되고 있는 제품을 사용할 수 있다.
상기 바이오차의 함량은 5~15 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 바이오차의 함량이 5 중량% 미만이면 토양 내 존재하는 중금속 흡착 효과가 미미하고, 15 중량%를 초과하면 토양 내 용존유기탄소가 증가되는 문제가 있다.
천연 광물질은 식물생장에 필요한 미량요소들을 함유하고 있으며, 다량의 음이온, 원적외선 방사로 공기정화, 오염방지, 각종 중금속 및 유독가스를 흡착 탈취 분해하고 수질을 정화하는 기능이 있다.
천연 광물질은 독특한 다공질 입자구조의 기공을 형성하고 있는데, 본 발명에서는 천연 광물질의 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물의 혼합물을 함침시킨 후 건조시켜 제조한다.
모링가(Moringa)는 인도 북서부에서 재배되는 식물로서, 줄기, 잎, 씨, 뿌리 등을 대부분 먹을 수 있지만, 주로 영양성분이 가장 많은 잎이 식용으로 소비된다. 모링가는 원래 인도 북서부 히말라야 남쪽 산기슭의 건조한 지방에서 자라는 식물로 알려졌지만, 현재는 캄보디아, 파키스탄, 네팔, 인도네시아 등 다른 아시아 지역 및 아프리카 등 열대 및 아열대 지역에서도 널리 재배되고 있다.
모링가추출물은 모링가의 뿌리, 줄기, 잎, 씨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 추출물 일 수 있다. 모링가추출물은 토양 내 존재하는 중금속을 제거하고, 항균성 및 탈취성의 개선 효과가 있다.
감초추출물은 유해 미생물의 번식을 억제하여 효소에 의한 발효가 유해 미생물 번식에 의해 방해받지 않도록 하는 동시에 식물의 생육을 위한 유용한 성분을 제공한다.
이처럼, 천연 광물질의 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 함침시켜 건조하게 되면, 모링가추출물과 감초추출물에 의한 중금속 제거, 항균성 및 탈취성 등의 작용 속도를 지연시켜 장시간 그 효과를 발휘하는 하는 장점이 있다.
상기 천연 광물질의 함량은 15~25 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 천연 광물질의 함량이 15 중량% 미만이면 통기성 및 배수성의 개선이 어렵고, 중금속 제거, 항균성 및 탈취성 효과가 미미하며, 25 중량%를 초과하면 통기성과 기공이 감소되는 한편 염분 제거 효과가 미미하다.
본 발명에서 천연 광물질은 일라이트, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
일라이트는 물속의 부유물질을 흡착하고, 음이온을 띠기 때문에 양이온의 부유 미립자와 전기적인 중화로 응집 침전을 유발하며, 용존산소를 발산하여 물 분자를 활성화함으로써 물을 깨끗하게 하며, 물, 토양 중의 각종 중금속 및 유독가스를 흡착 탈취 분해하고, 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등의 정균 작용도 한다.
펄라이트는 마그마가 지표의 호수나 바다로 흘러들어 급속히 냉각되면서 내부에 휘발성분이 농집되어 생성된 비정질의 광물을 적절한 입도로 분쇄하여 대략 1100℃ 이상의 고온에서 급속 가열/팽창시킨 초경량 순수 무기질계 인공토양이다.
펄라이트는 양분 보유력 및 양분을 조절할 수 있고, 비산을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 양분을 서서히 하부의 육성층 토양으로 방출할 수 있다. 또한, 상기 펄라이트는 토양입자간의 가교현상을 유도할 수 있을 뿐만 아니라 수목지지력이 매우 뛰어나 최소의 토심적용이 가능하므로 기존 건축물에서도 대관목의 식재가 가능하다.
제올라이트는 대체로 나트륨, 칼륨 등의 양이온이 풍부하여 높은 양이온 교환 능력으로 산성화된 토양을 중성으로 중화시키며, 작물에 유용한 원소들이 고루 들어 있고, 높은 흡착력으로 인해 유효성분을 충분히 흡착하고 서서히 작물에 나눠 줌으로써 유효성분의 유실을 방지하는 기능이 있다.
벤토나이트는 수분을 갖게 되면 전자와 분자 성분이 빠르게 변화하여 전하를 생성시켜 다공성의 스펀지처럼 팽창하게 되며, 다공성 스펀지 형태의 공간으로 이온이 독소를 끌어당김으로써, 이러한 능력이 독소, 불순물, 중금속과 다른 내부 오염물을 흡수하게 하여 수질을 정화한다.
상기 습윤제는 토양 주변의 모관수를 흡수하여 식물의 뿌리에 수분을 공급하며, 토양수분의 증발을 최소화시킨다.
상기 습윤제는 바인더, 식물산염 및 폴리올을 포함할 수 있으며, 바인더는 상기 토양개선용 조성물의 점도를 적절하게 조절하여 토양수분의 증발을 최소화하기 위해 포함될 수 있다. 바인더로는 전분, 펙틴, 글리코겐, 셀룰로오스, 밀가루, 덱스트린 및 키틴 중 하나 또는 하나 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 pH조절제는 상기 혼합 조성물의 pH를 중성으로 조절하기 위해 사용된다. 즉, pH조절제는 혼합물의 pH를 중성 조건으로 되돌려서 최종 제조되는 토양 조성물의 pH를 중성에 가깝도록 하여 악취 발생, 악취 발생을 억제하기 위해 첨가된다.
한편, 본 발명에 따른 토양개량제 조성물은 수분조절제와 팽화제로서의 역할을 수행하도록 볏짚, 톱밥 등을 포함할 수 있다.
이밖에도, 본 발명의 토양개량제 조성물은 굴패각 분말, 누에똥(잠분), 캐슈넛피(펄프), 양잠부산물 등을 더 포함할 수 있다.
굴패각 분말은 경상남도 통영 일대의 굴패각(굴껍질)을 건조한 후 분쇄한 것으로, 주성분이 탄산칼슘이다. 굴패각으로부터 얻은 탄산칼슘의 표면을 개질하여 표면적을 넓혀주는 동시에 다공질을 부여함으로써 토양 속에 다공성 공간을 형성하여 공기의 유통을 원활하게 하고, 토양 속에 각종 미생물의 서식공간을 만들어 줌으로써 미생물의 활동도를 높여줄 수 있다.
상기 굴패각 분말의 함량은 5~10 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 굴패각 분말의 함량이 5 중량% 미만이면 중금속 등의 유해 물질을 제거하는 효과가 미미하고, 10 중량%를 초과하면 염분이 증가되는 문제가 있다.
누에똥(잠분)은 누에가 배설하는 것으로, 한방에서는 잠사라고도 한다. 누에똥(잠분)은 짧은 원기둥 모양의 알갱이로서, 길이는 2~5㎜, 지름이 1.5~3㎜이다. 표면은 회흑색이고 거칠다. 누에똥(잠분)은 약간 푸른 풀 냄새가 나며, 색깔이 검고 단단하다.
누에똥(잠분)의 성분으로는 조단백질, 조지방, 조섬유, 조회분 등을 함유하고 있으며, 무기물로는 칼륨과 아미노산(히스티딘, 로이신, 리신, 콜레스테롤 등의 스테롤류 외에 요산, 인산, 칼륨, 칼슘, 염록소 등)을 함유하고 있다.
누에똥(잠분)은 여러가지 영양소가 풍부하여 토양 물리성을 개선하는 한편 토양 내 미생물의 공급원이 된다.
상기 누에똥(잠분)의 함량은 1~3 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 누에똥(잠분)의 함량이 1 중량% 미만이면 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 미미하고, 3 중량%를 초과하면 식물 성장을 저해시키는 문제가 있다.
캐슈넛피(펄프)는 캐슈넛 내피를 원료로 하는 해외 농업부산물로서, 분말 또는 펠릿 형태이다.
캐슈넛피(펄프)의 성분으로는 조단백, 조지방, 조섬유, 비타민, 무기질 등을 함유하고 있다. 특히, 특수지방이 함유되어 있어 그람양성균과 일부 그람음성균에 살균효과가 있는 것으로 알려져 있다.
상기 캐슈넛피(펄프)의 함량은 2~4 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 캐슈넛피(펄프)의 함량이 2 중량% 미만이면 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 미미하고, 4 중량%를 초과하면 식물 성장이 저해되는 문제가 있다.
양잠부산물은 누에치기를 진행하는 과정에서 발생된 뽕잎 부산물을 말한다.
양잠부산물의 성분으로는 칼슘, 철, 칼륨, 식이섬유, 단백질 등이 풍부하게 함유되어 있으며, 함유 성분 중 움벨리페론(umbelliferone) 성분은 균을 죽이는 효과가 있다고 알려져 있다.
상기 양잠부산물의 함량은 1~2 중량%를 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 양잠부산물의 함량이 1 중량% 미만이면 유해 세균의 번식을 억제하는 효과가 미미하고, 2 중량%를 초과하면 식물 성장이 저해되는 문제가 있다.
한편, 도 1은 본 발명에 따른 토양개량제 조성물의 제조방법을 나타낸 공정도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 토양개량제 조성물의 제조방법은 발효물 제조단계(S100), 혼합물 함침 및 건조단계(S200) 및 혼합단계(S300)를 포함한다.
먼저, 상기 발효물 제조단계(S100)는 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 발효물을 제조하는 단계이다.
상기 송화가루와 맥주박의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우, 토양 내 유용미생물의 번식 증대 및 토양 물리성 개선 효과가 미미하고, 토양 공극 내에 산소가 부족해지는 문제가 있다.
상기 혼합물의 발효 온도가 20℃ 미만이면 유용미생물의 활성화가 미흡하여 발효가 원활하게 진행되지 않고, 30℃를 초과하면 급격한 발효에 의해 산폐가 일어날 수 있다.
상기 혼합물의 발효 기간이 6일 미만이면 발효 기간이 짧아 발효물이 불완전하게 안정화되고, 12일을 초과하면 생산성이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
상기 혼합물 함침 및 건조단계(S200)는 천연 광물질의 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 함침시킨 후 건조하는 단계이다.
상기 모링가추출물은 모링가의 뿌리, 줄기, 잎, 씨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 추출물로서, 모링가 대비 물을 10배 첨가한 후 80~100℃에서 2 내지 5시간 동안 열수추출하여 제조한다.
상기 감초추출물은 감초 대비 물을 10배 첨가한 후 80~120℃에서 4 내지 10시간 동안 열수추출하여 제조한다.
상기 혼합물의 함침처리는 모링가추출물과 감초추출물의 혼합물에 천연 광물질을 함침시킨 후 이를 건져내고 60~80℃의 온도에서 20 내지 30분 동안 건조를 수행한다. 이를 통해, 혼합물에 포함된 유용 성분이 천연 광물질의 기공 속에 흡수되는 흡수율은 증대되고, 흡수된 유용 성분의 탈리율은 감소될 수 있다.
상기 천연 광물질은 기공 속에 혼합물의 흡착 효과를 높이기 위하여 정제수에 넣고, 초음파 처리하여 내부 기공 내 불순물을 제거할 수 있다.
상기 혼합단계(S300)는 코코피트 50~60 중량%, 상기 발효물 제조단계(S100)의 제조한 발효물 10~20 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 혼합물 함침 및 건조단계(S200)의 제조한 천연 광물질 15~25 중량%, pH조절제 0.5~1 중량% 및 습윤제 0.5~1 중량%를 혼합하여 제조하는 단계이다.
한편, 상기 혼합단계(S300)에서 굴패각 분말 5~10 중량%, 누에똥(잠분) 1~3 중량%, 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 첨가하여 혼합할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 25℃에서 10일 동안 발효시켜 발효물을 제조하였다.
천연 광물질인 펄라이트의 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 함침시킨 후 건조하였다.
코코피트 55 중량%, 발효물 15 중량%, 바이오차 10 중량%, 천연 광물질 18 중량%, pH조절제 1 중량% 및 습윤제 1 중량%를 혼합하여 토양개량제 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일한 방법을 이용하여 발효물과 천연 광물질을 제조하되, 조성물을 혼합하는 단계에서 코코피트 50 중량%, 발효물 15 중량%, 바이오차 10 중량%, 천연 광물질 15 중량%, pH조절제 1 중량% 및 습윤제 1 중량%, 굴패각 분말 5 중량%, 누에똥(잠분) 1 중량%, 캐슈넛피(펄프) 2 중량%를 혼합하여 토양개량제 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
'삼화그린텍'에서 제조하여 시중에 판매되고 있는 'VK보미토' 제품을 구매하여 준비하였다.
[실험예 1] 토양개량제 배합에 따른 식물 생육 실험
가로×세로×높이가 각각 400×300×400mm 크기의 육묘상자에 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 토양개량제 조성물과 비교예 1의 제품을 각각 채우고 구절초를 식재하였다.
3개월간 생육 조사를 실시한 결과, 구절초의 생육 특성은 비교예 1보다 실시예 1과 실시예 2의 토양개량제 조성물이 상대적으로 우수한 생육을 보였으며, 이는 토양의 영양성분 함량이 높아져서 식물 생육에 도움을 준 것으로 판단된다.
표 1에서와 같이, 구절초의 초장은 실시예 1과 실시예 2의 값이 비교예 1에 비해 증가한 것으로 확인되었다. 또한, 지상부 생체중 및 건물중에서도 실시예 1과 실시예 2의 값이 비교예 1에 비해 증가한 것으로 확인되었다.
이상의 결과를 종합하여 볼 때, 실시예 1과 실시예 2의 토양개량제 조성물은 비교예 1의 제품에 비해 식물의 생육에 현저하게 도움이 되는 것으로 확인되었다.
| 구분 | 염색도(SPAD) | 초장(㎝) | 지상부 생체중(g) | 지상부 건물중(g) |
| 실시예 1 | 44 | 39 | 25 | 2.9 |
| 실시예 2 | 45 | 40 | 26 | 3.0 |
| 비교예 1 | 40 | 35 | 21 | 2.5 |
[실험예 2]
도 2에서와 같이, 본 발명의 토양개량제 조성물의 유해성분 검사를 제일분석센타에 의뢰하여 농촌진흥청 고시 '비료품질검사방법 및 시료채취기준'에 따라 실시하였다.
검사 결과, 본 발명의 토양개량제 조성물은 염분 및 기타 유해성분 등이 소량으로 검출됨에 따라 국토해양부 고시에서 요구하는 조건을 모두 충족한 것으로 확인되었다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
Claims (8)
- 코코피트 50~60 중량%, 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 제조한 발효물 10~20 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 천연 광물질 15~25 중량%, pH조절제 0.5~1 중량% 및 습윤제 0.5~1 중량%를 포함하며,
상기 천연 광물질은 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 함침시킨 후 건조시켜 제조한 것을 특징으로 하는 토양개량제 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 천연 광물질은 일라이트, 펄라이트, 제올라이트, 벤토나이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 조성물.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 토양개량제 조성물은 굴패각 분말 5~10 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 토양개량제 조성물은 누에똥(잠분) 1~3 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 조성물.
- 청구항 1에 있어서,
상기 토양개량제 조성물은 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 조성물.
- (a) 송화가루와 맥주박을 0.1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 20~30℃에서 6~12일 동안 발효시켜 발효물을 제조하는 단계;
(b) 천연 광물질의 기공 속에 모링가추출물과 감초추출물을 1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물을 함침시킨 후 건조하는 단계; 및
(c) 코코피트 50~60 중량%, 상기 (a)단계의 제조한 발효물 10~20 중량%, 바이오차 5~15 중량%, 상기 (b)단계의 제조한 천연 광물질 15~25 중량%, pH조절제 0.5~1 중량% 및 습윤제 0.5~1 중량%를 혼합하여 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 조성물의 제조방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 (c)단계에서 굴패각 분말 5~10 중량%, 누에똥(잠분) 1~3 중량%, 캐슈넛피(펄프) 2~4 중량%를 더 첨가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 토양개량제 조성물의 제조방법.
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