KR102612653B1 - 토양의 개량 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 간편한 조작에 의해 토양을 개량할 수 있는 토양의 개량 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 토양의 개량 방법은, 나노버블수를 토양에 시용하는, 토양의 개량 방법이다.

Description

토양의 개량 방법

본 발명은, 토양의 개량 방법에 관한 것이다.

질소, 인산 및 칼륨은, 비료 성분의 3 요소라고도 일컬어지며, 식물체의 생육에 있어서 불가결하다.

이와 같은 비료 성분은, 물에 용해된 상태에서 식물체에 흡수되는 것이 알려져 있지만, 물에 용해되어 있음으로써, 식물체가 흡수할 수 없는 영역으로 유출되는 문제가 알려져 있다.

이와 같은 문제에 대해, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 식물의 육성에 유용한 영양분으로서 적어도 1 종의 발효 유기물이 제올라이트에 부착되어 있는 토양 개량재를, 비료가 혼입된 흙에, 또는 비료와 함께 흙에 시용 (施用) 하는 토양 개량 방법이 기재되어 있다 ([청구항 1] [청구항 12]).

일본 공개특허공보 2005-075848호

본 발명자는, 특허문헌 1 에 기재된 토양 개량 방법에 대해 검토한 결과, 발효 유기물을 제올라이트에 부착시키는 조작이 번잡함을 밝혔다.

그래서, 본 발명은, 간편한 조작에 의해 토양을 개량할 수 있는 토양의 개량 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자는, 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 토양에 나노버블수를 시용함으로써, 토양이 개량되는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명자는, 이하의 구성에 의해 상기 과제를 달성할 수 있음을 알아냈다.

[1] 나노버블수를 토양에 시용하는, 토양의 개량 방법.

[2] 상기 나노버블수를 사용한 살수를 실시하는, [1] 에 기재된 토양의 개량 방법.

[3] 상기 나노버블수에 포함되는 기포의 최빈 (最頻) 입자경이 10 ∼ 500 nm 인, [1] 또는 [2] 에 기재된 토양의 개량 방법.

[4] 상기 나노버블수에 포함되는 기포가, 산소, 질소, 이산화탄소 및 오존으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기체를 포함하는, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 토양의 개량 방법.

[5] 상기 나노버블수가, 1 × 10⁸ ∼ 1 × 10¹⁰ 개/㎖ 의 기포를 갖는, [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 토양의 개량 방법.

[6] 상기 토양이, 식물체의 토경 재배 또는 양액 토경 재배에 사용하는 토양인, [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 토양의 개량 방법.

[7] 상기 식물체가, 화훼류 또는 엽경채류인, [6] 에 기재된 토양의 개량 방법.

[8] 상기 식물체가, 알스트로메리아과 식물 또는 소송채인, [6] 또는 [7] 에 기재된 토양의 개량 방법.

본 발명에 의하면, 간편한 조작에 의해 토양을 개량할 수 있는 토양의 개량 방법을 제공할 수 있다.

도 1 은, 나노버블 생성 장치의 일례를 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시양태에 기초하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그러한 실시양태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「∼」를 사용하여 나타내는 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다.

본 발명의 토양의 개량 방법 (이하, 「본 발명의 토양 개량 방법」이라고도 약칭한다) 은, 나노버블수를 토양에 시용하는, 토양의 개량 방법이다.

본 발명에 있어서는, 상기 서술한 바와 같이, 토양에 나노버블수를 시용함으로써, 토양의 개량을 도모할 수 있다.

이것은, 상세하게는 분명하지 않지만, 본 발명자는 이하와 같이 추측하고 있다.

즉, 후술하는 실시예의 시험 1 에 나타내는 바와 같이, 나노버블수를 토양에 시용한 시험구에 있어서는, 우물물을 토양에 시용하고, 추가로 추비 (追肥) 를 실시한 관행구와 비교해도, 질산태 질소의 가급태의 양이 증가하여, 토양이 개량되어 있음을 알 수 있다.

이것은, 나노버블수에 의해 토양 중의 미생물의 활동 또는 수가 증대되어, 밑거름으로부터 가급태로의 변태가 진행되기 쉬워졌기 때문인 것으로 생각된다.

이하에, 본 발명의 토양 개량 방법에서 사용하는 나노버블수 및 임의의 성분에 대해 상세히 서술한다.

〔나노버블수〕

본 발명의 토양 개량 방법에서 사용하는 나노버블수는, 직경이 1 ㎛ 미만인 기포를 포함하는 물로서, 상기 기포를 혼입시킨 물이다. 또한, 「상기 기포를 혼입시킨 물」이란, 나노버블수의 생성에 사용하는 물 (예를 들어, 불순물을 포함하는 정수 (井水)) 등에서 기인하여 불가피적으로 포함되는 상기 기포를 포함하는 물을 제외하는 의도이다.

여기서, 나노버블수에 포함되는 기포의 직경 (입자경), 그리고, 후술하는 기포의 최빈 입자경 및 기포의 개수는, 수중의 기포의 브라운 운동 이동 속도를, 나노 입자 트래킹 해석법을 이용하여 측정한 값으로, 본 명세서에 있어서는, 나노 입자 해석 시스템 나노사이트 시리즈 (NanoSight 사 제조) 에 의해 측정한 수치를 채용한다.

또한, 나노 입자 해석 시스템 나노사이트 시리즈 (NanoSight 사 제조) 에서는, 직경 (입자경) 은, 입자의 브라운 운동의 속도를 계측하여, 그 속도로부터 산출할 수 있고, 최빈 입자경은, 존재하는 나노 입자의 입자경 분포로부터, 모드 직경으로서 확인할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 토양이 보다 개량되는 이유로부터, 상기 나노버블수에 포함되는 기포의 최빈 입자경이 10 ∼ 500 nm 인 것이 바람직하고, 30 ∼ 300 nm 인 것이 보다 바람직하며, 70 ∼ 130 nm 인 것이 더욱 바람직하다.

상기 나노버블수에 포함되는 기포를 구성하는 기체는 특별히 한정되지 않지만, 수중에 장시간 잔존시키는 관점에서, 수소 이외의 기체가 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어, 공기, 산소, 질소, 불소, 이산화탄소, 및, 오존 등을 들 수 있다.

이것들 중, 토양이 보다 개량되는 이유로부터, 산소, 질소, 이산화탄소 및 오존으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기체를 포함하는 것이 바람직하고, 특히, 기포가 보다 장시간 잔존할 수 있는 이유로부터, 산소를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

여기서, 산소를 포함하는 것이란, 공기 중의 산소 농도보다 높은 농도로 포함하는 것을 말한다. 질소, 및, 이산화탄소도 동일하다. 또한, 산소의 농도에 대해서는, 기포 중의 30 체적％ 이상인 것이 바람직하고, 50 체적％ 초과 100 체적％ 이하인 것이 바람직하다.

상기 나노버블수는, 토양이 보다 개량되는 이유로부터, 1 × 10⁸ ∼ 1 × 10¹⁰ 개/㎖ 의 기포를 가지고 있는 것이 바람직하고, 특히, 기포의 생성 시간과 기포의 잔존성의 밸런스가 양호해지는 이유로부터, 1 × 10⁸ 개/㎖ 보다 많고, 1 × 10¹⁰ 개/㎖ 보다 적은 기포를 가지고 있는 것이 보다 바람직하며, 토양이 더욱 개량되는 이유로부터, 5 × 10⁸ ∼ 5 × 10⁹ 개/㎖ 의 기포를 가지고 있는 것이 더욱 바람직하다.

상기 나노버블수의 생성 방법으로는, 예를 들어, 스태틱 믹서법, 벤투리법, 캐비테이션법, 증기 응집법, 초음파법, 선회류법, 가압 용해법, 및, 미세 구멍법 등을 들 수 있다.

여기서, 본 발명의 토양 개량 방법은, 상기 나노버블수를 시용하기 전에, 상기 나노버블수를 생성시키는 생성 공정을 가지고 있어도 된다. 즉, 본 발명의 토양 개량 방법은, 예를 들어, 저수 탱크, 우물 또는 농업용수 등의 수원으로부터 물을 나노버블 생성 장치에 도입하여, 나노버블수를 생성시키는 생성 공정과, 생성된 나노버블수를 시용하는 시용 공정을 갖는 방제 방법이어도 된다. 또한, 수원으로부터의 물을 나노버블 생성 장치에 도입하는 수법으로는, 예를 들어, 통 (桶) 또는 펌프 등을 사용하여 수원으로부터 퍼올린 물을 나노버블 생성 장치에 공급하는 수법, 및, 수원과 나노버블 생성 장치 사이에 부설 (敷設) 된 유로를 나노버블 생성 장치에 연결하여 유로로부터 나노버블 생성 장치에 물을 직접 보내는 수법 등을 들 수 있다.

또, 상기 나노버블수의 생성 방법으로는, 의도적으로 라디칼을 발생시키는 경우가 없는 장치를 사용한 생성 방법이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2018-15715호의 [0080] ∼ [0100] 단락에 기재된 나노버블 생성 장치를 사용하여 생성하는 방법을 들 수 있다. 또한, 상기의 내용은 본 명세서에 받아들여진다.

의도적으로 라디칼을 발생시키는 경우가 없는 다른 나노버블 생성 장치로는, 예를 들어, 물을 토출하는 액체 토출기와, 상기 액체 토출기로부터 토출된 물에, 기체를 가압하여 혼입시키는 기체 혼입기와, 기체를 혼입시킨 물을 내부에 통과시킴으로써, 수중에 미세 기포를 생성하는 미세 기포 생성기를 갖는 미세 기포 생성 장치로서, 상기 기체 혼입기가, 상기 액체 토출기와 상기 미세 기포 생성기 사이에 있어서, 가압된 상태로 상기 미세 기포 생성기를 향해 흐르는 액체에, 기체를 가압하여 혼입시키는 것을 특징으로 하는 미세 기포 생성 장치를 들 수 있다. 구체적으로는, 도 1 에 나타내는 나노버블 생성 장치를 사용하여 생성하는 방법을 들 수 있다.

여기서, 도 1 에 나타내는 나노버블 생성 장치 (10) 는, 그 내부에 액체 토출기 (30), 기체 혼입기 (40), 및, 나노버블 생성 노즐 (50) 을 구비한다.

또, 액체 토출기 (30) 는, 펌프에 의해 구성되고, 나노버블수의 원수 (예를 들어, 우물물) 를 도입하여 토출한다. 기체 혼입기 (40) 는, 압축 가스가 봉입된 용기 (41) 와, 대략 통 (筒) 형상의 기체 혼입기 본체 (42) 를 갖고, 액체 토출기 (30) 로부터 토출된 물을 기체 혼입기 본체 (42) 내에 흘리면서, 기체 혼입기 본체 (42) 내에 용기 (41) 내의 압축 가스를 도입한다. 이로써, 기체 혼입기 본체 (42) 내에서 기체 혼입수가 생성되게 된다.

또, 나노버블 생성 노즐 (50) 은, 그 내부에 기체 혼입수가 통과함으로써, 가압 용해의 원리에 따라서 기체 혼입수 중에 나노버블을 발생시키는 것으로, 그 구조로는, 일본 공개특허공보 2018-15715호에 기재된 나노버블 생성 노즐과 동일한 구조를 채용할 수 있다. 나노버블 생성 노즐 (50) 내에 생성된 나노버블수는, 나노버블 생성 노즐 (50) 의 선단으로부터 분출된 후, 나노버블 생성 장치 (10) 로부터 유출되어, 도시 생략된 유로 내를 통해 소정의 이용처를 향해 송수된다.

이상과 같이 나노버블 생성 장치 (10) 에서는, 기체 혼입기 (40) 가, 액체 토출기 (30) 와 나노버블 생성 노즐 (50) 사이에 있어서, 가압된 상태로 나노버블 생성 노즐 (50) 을 향해 흐르는 물 (원수) 에, 압축 가스를 혼입시킨다. 이로써, 액체 토출기 (30) 의 흡입측 (석션측) 에서 기체를 물에 혼입시킬 때에 생기는 캐비테이션 등의 문제를 회피할 수 있다. 또, 가스가 가압 (압축) 된 상태에서 물에 혼입되므로, 가스 혼입 지점에서의 물의 압력에 저항하여 가스를 혼입시킬 수 있다. 이 때문에, 가스 혼입 지점에 있어서 특별히 부압 (負壓) 을 발생시키지 않아도, 가스를 적절히 물에 혼입시키는 것이 가능해진다.

또한, 액체 토출기 (30) 의 석션측에, 우물 또는 수도 등의 수원으로부터 공급되는 물의 유로가 연결되어 있고, 그 유로에 있어서 액체 토출기 (30) 의 상류측으로부터 액체 토출기 (30) 로 흘러드는 물의 압력 (즉, 석션측의 수압) 이 정압 (正壓) 이면 된다. 이 경우에는, 상기의 구성이 보다 유의의한 것이 된다. 즉, 액체 토출기 (30) 의 상류측의 수압 (석션압) 이 정압이 되는 경우에는, 액체 토출기 (30) 의 하류측에서 가스를 물에 혼입시키게 되기 때문에, 액체 토출기 (30) 의 하류측에서도 가스를 적절히 물에 혼입시킬 수 있는 나노버블 생성 장치 (10) 의 구성이 보다 두드러지게 된다.

또, 상기 나노버블수의 생성에 사용하는 물은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 빗물, 수돗물, 정수, 농업용수, 및, 증류수 등을 사용할 수 있다.

이와 같은 물은, 나노버블수의 발생에 제공되기 전에 다른 처리가 실시된 것이어도 된다. 다른 처리로는, 예를 들어, pH 조정, 침전, 여과, 및, 멸균 (살균) 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 농업용수를 사용하는 경우, 전형적으로는, 침전, 및, 여과 중의 적어도 일방을 실시한 후의 농업용수를 사용해도 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 나노버블수의 토양에 대한 시용 양태는, 그 토양을 사용한 식물체의 재배 방법에 따라 상이하기 때문에 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 토경 재배에 있어서 상기 나노버블수를 토양에 살수하는 양태, 양액 토경 재배 (관수 동시 시비 재배) 에 있어서 상기 나노버블수에 의해 희석된 배양액을 토양에 공급하는 양태, 및, 양액 토경 재배에 있어서 상기 나노버블수를 그것 단독으로 토양에 살수 (관수) 하는 양태 등을 들 수 있다.

이것들 중, 보다 간편한 조작에 의해 토양의 개량을 도모할 수 있는 이유로부터, 상기 나노버블수를 사용한 살수를 실시하는 양태가 바람직하다.

또한, 시용의 일 양태인 「살수」 방법은 특별히 한정되지 않고, 재배 방법이 토경 재배인 경우에는, 예를 들어, 식물체 전체에 물을 산포하는 방법, 식물체의 일부 (예를 들어, 줄기 또는 잎 등) 에 물을 산포하는 방법, 및, 식물체가 심어진 토양에 물을 산포하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 재배 방법이 양액 토경 재배인 경우에는, 상기 서술한 바와 같이, 관수에 의한 살수여도 된다.

＜다른 성분＞

상기 나노버블수는, 추가로 다른 성분을 포함하고 있어도 된다.

상기 다른 성분으로는, 예를 들어, 농약, 비료, 계면 활성제, 동결 방지제, 소포제, 방부제, 산화 방지제, 및, 증점제 등을 들 수 있다. 다른 성분의 종류, 및, 함유량은 특별히 한정되지 않고, 목적에 따라 선택 가능하다.

단, 본 발명에 있어서는, 상기 다른 성분으로서, 상기 나노버블수 중에 있어서 라디칼을 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 「라디칼을 실질적으로 포함하지 않는다」란, 상기 나노버블수의 생성에 사용하는 물 (예를 들어, 불순물을 포함하는 정수) 등에서 기인하여 불가피적으로 라디칼이 포함되는 것을 제외하는 의도는 아니고, 어떠한 조작으로 생성시킨 라디칼을 혼입시키는 것을 제외하는 의도이다.

〔토양/식물체〕

본 발명의 토양 개량 방법을 적용하는 토양은, 식물체의 토경 재배 또는 양액 토경 재배에 사용하는 토양인 것이 바람직하다.

또, 상기 식물체는 특별히 한정되지 않고, 인위적으로 비료를 주어 재배하는 식물체인 것이 바람직하다.

이와 같은 식물체로는, 예를 들어, 장미, 알스트로메리아, 시클라멘, 튤립, 금어초, 달리아, 국화, 거베라, 및, 난 등의 화훼류 ;

가지과 식물 (예를 들어, 가지, 페피노, 토마토 (미니토마토를 포함한다), 타마릴로, 고추, 꽈리고추, 하바네로, 피망, 파프리카, 및, 컬러 피망 등), 두릅나무과 식물 (예를 들어, 매발톱 나무 등), 박과 식물 (예를 들어, 호박, 주키니, 오이, 키와노, 월과, 여주, 동아, 차요테, 수세미, 박, 수박, 멜론, 및, 참외 등), 아욱과 식물 (예를 들어, 오크라 등), 그리고, 장미과 식물 (예를 들어, 딸기 등) 등의 과채류 ;

양배추, 양파, 파, 배추, 시금치, 양상추, 브로콜리, 소송채, 부추, 아스파라거스, 샐러리, 쑥갓, 콜리플라워, 마늘, 및, 염교 등의 엽경채류 ;

무, 당근, 우엉, 순무, 및, 연근 등의 근채류 ;

귤, 사과, 복숭아, 배, 서양배, 바나나, 포도, 체리, 수유나무, 산딸기, 블루베리, 라즈베리, 블랙베리, 오디, 비파, 무화과, 감, 으름덩굴, 망고, 아보카도, 대추, 석류, 패션프루트, 파인애플, 파파야, 살구, 매실, 자두, 키위프루트, 모과, 소귀나무, 밤, 미라클프루트, 구아바, 스타프루트, 및, 아세롤라 등의 과수류 ;

등을 들 수 있다.

이것들 중, 본 발명의 토양 개량 방법의 유용성이 높아지는 이유로부터, 화훼류 또는 엽경채류가 바람직하고, 알스트로메리아과 식물 또는 소송채가 보다 바람직하다.

실시예

이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 및, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 실시예에 의해 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.

〔시험 1〕

＜시험 1 의 내용＞

시험은, 지바현 모바라시에서 재배한 알스트로메리아의 농업 하우스에 있어서, 이하의 구분에 의해 실시하였다.

시험구 : 2017년 6월 ∼ 7월에 알스트로메리아 (품종 : 카리오 하이브리드) 를 300 그루 식부 (植付) 한 농업 하우스에 있어서, 식부에서부터 2018년 1월 말까지, 토양 및 경엽에 대한 수동 살수에, 하기의 방법으로 생성한 나노버블수를 사용하였다. 또한, 시험구에 있어서는, 하기 표 1 에 나타내는 밑거름의 상태로부터, 추비를 실시하지 않고, 재배하였다.

관행구 : 2017년 6월 ∼ 7월에 알스트로메리아 (품종 : 카리오 하이브리드) 를 300 그루 식부한 다른 농업 하우스에 있어서, 식부에서부터 2018년 1월 말까지, 토양 및 경엽에 대한 수동 살수에, 우물물을 사용하고, 나노버블수를 사용하지 않았다. 또한, 관행구에 있어서는, 하기 표 1 에 나타내는 밑거름의 상태로부터, 2017년 10월 14일 및 2018년 1월 5일에, 8 그루당 20 g 의 양으로 추비〔질소 : 인산 : 칼륨 ＝ 6 : 3 : 3 (질량비)〕를 실시하고, 재배하였다.

여기서, 살수의 빈도 및 양은, 통상적인 방법에 따라, 알스트로메리아의 생육 상황, 및, 기후 등에 따라 적절히 변경하였지만, 시험구 및 관행구에서 대체로 동일해지도록 조정하였다.

＜나노버블수의 생성 방법＞

나노버블수는, 나노버블 생성 장치〔주식회사 가쿠이치 제작소 아쿠아솔루션 사업부 (현 : 주식회사 아쿠아솔루션) 제조, 100 V, 10 ℓ/min 타입〕를 사용하여 가압 용해 방식으로 수중에 기포 (나노버블) 를 발생시킴으로써 생성하였다.

또한, 나노버블수의 생성용으로 사용한 물에는 우물물을 사용하고, 기포를 구성하는 기체에는 산소 (공업용 산소, 농도 : 99.5 체적％) 를 사용하였다.

또, 상기의 나노버블 생성 장치를 사용하여 나노버블을 발생시키는 조건은, 나노 입자 해석 시스템 나노사이트 LM10 (NanoSight 사 제조) 에 의한 해석 결과가 이하가 되는 조건에서 실시하였다.

·물 1 ㎖ 당의 기포의 수 : 5 × 10⁸ 개/㎖

·기포의 최빈 입자경 : 100 nm

＜토양 개량의 평가＞

시험구 및 관행구에 있어서, 식부시의 토양, 2017년 10월 7일의 토양, 2017년 11월 18일의 토양, 2017년 12월 23일의 토양, 및, 2018년 1월 27일의 토양에 대해, Dr.소일 (토양 양분 검정기) 을 사용하여, 이하의 순서로, 질산태 질소, 인산 및 칼슘의 가급태의 양을 측정하였다. 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.

(측정 순서)

(1) 토양의 일부를 채취하고, 채취한 토양에 아세트산을 첨가한다.

(2) 여과지를 사용하여 여과 분리하고, 토양으로부터 아세트산으로 추출한 추출액을 회수한다.

(3) 회수한 추출액에 성분별 시약을 첨가한다.

(4) 흡광 광도계를 사용하여, 색미 (色味) 로부터 함유량을 측정한다.

표 1 에 나타내는 결과로부터, 시험구에 있어서는, 2017년 10월 7일, 2017년 11월 18일, 2017년 12월 23일, 및, 2018년 1월 27일 중 어느 날에 채취한 토양에서도, 질산태 질소의 가급태의 양이, 식부시의 밑거름과 비교해도 증대되어 있음을 알 수 있어, 토양이 개량되어 있음을 알 수 있었다. 이 효과는, 관행구에 있어서, 2017년 10월 14일 및 2018년 1월 5일에 추비를 실시하고 있는 것을 고려하면 의외의 효과라고 할 수 있고, 나노버블수의 시용에 의해, 토양 중의 밑거름에 포함되어 있는 암모니아태 질소가 질산태 질소로 변화되었기 때문인 것으로 생각된다.

또, 인산 및 칼슘에 대해 보아도, 추비를 실시하지 않았던 시험구는, 추비를 실시한 관행구와 동등 정도의 함유량을 유지하고 있어, 토양이 개량되어 있음을 알 수 있었다.

〔시험 2〕

＜시험 2 의 내용＞

시험은, 2018년 8월 29일 (파종) ∼ 10월 8일 (수확) 에 걸쳐 나가노현 코모로시에서 재배한 소송채의 포장에 있어서 이하의 구분에 의해 실시하였다. 각 시험구는, 동일한 비닐하우스 내에 설정되어 있다.

시험구 2-1 : 비닐하우스 재배에 있어서, 2 일에 1 회의 살수에, 농업용수를 사용하고, 나노버블수를 사용하지 않았다.

시험구 2-2 : 비닐하우스 재배에 있어서, 2 일에 1 회의 살수에, 물 1 ㎖ 당의 기포수가 2 × 10⁸ 개/㎖ 로 조정된 나노버블수를 사용하였다.

시험구 2-3 : 비닐하우스 재배에 있어서, 2 일에 1 회의 살수에, 물 1 ㎖ 당의 기포수가 5 × 10⁸ 개/㎖ 로 조정된 나노버블수를 사용하였다.

또한, 각 시험구에서는, 각각, 비닐하우스 내에 설치한 화분에 파종한 소송채를 2 화분씩 재배하였다.

또, 살수의 양은, 통상적인 방법에 따라, 소송채의 생육 상황, 및, 기후 등에 따라 적절히 변경하였지만, 3 개의 시험구 사이에서 대체로 동일해지도록 조정하였다.

또, 시험 2 에서는, 나노버블수 1 ㎖ 중의 기포수에 의한 우위성을 시험하기 위해, 농약의 산포를 의도적으로 실시하지 않았다.

＜나노버블수의 생성 방법＞

나노버블수는, 나노버블 발생 장치 (주식회사 아쿠아솔루션 제조, 100 V, 10 ℓ/min 타입) 를 사용하여 가압 용해 방식으로 수중에 기포 (나노버블) 를 발생시킴으로써 생성하였다. 나노버블수의 생성용에 사용한 물에는 농업용수를 사용하고, 기포를 구성하는 기체의 종류는 산소 (공업용 산소, 농도 : 99 체적％) 인 것으로 하였다.

또, 상기의 나노버블 발생 장치를 사용하여 나노버블을 발생시키는 조건 중, 기포의 사이즈 (최빈 입자경) 는, 100 nm 로 하였다.

또, 나노버블수 1 ㎖ 당의 기포수는, 전술한 바와 같이 시험구 2-2 에서는 2 × 10⁸ 개/㎖ 로 하고, 시험구 2-3 에서는 5 × 10⁸ 개/㎖ 로 하였다. 나노버블수 1 ㎖ 당의 기포수는, 예를 들어, 상기의 나노버블 발생 장치의 하류측에 나노버블수의 저류조를 설치하고, 저류조 내의 나노버블수를 나노버블 발생 장치에 반송하여 나노버블수를 계 내에서 순환시키고, 그 순환 시간을 변경함으로써 조정 가능하다.

＜토양 개량의 평가＞

시험구 2-1 ∼ 2-3 에 있어서, 파종시 (2018년 8월 29일) 의 토양, 및, 수확시 (2018년 10월 8일) 의 토양에 대해, 상기 서술한 시험 1 과 동일한 순서로, 질산태 질소, 인산 및 칼륨의 가급태의 양을 측정하였다. 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.

또한, 재배한 소송채는, 각 시험구에 있어서 성장의 정도에 거의 차이가 보이지 않았기 때문에, 하기 표 2 중의 수확시의 값은, 각 시험구에서 재배한 소송채에 있어서의 비료의 흡수율의 영향을 받지 않은 값이라고 할 수 있다.

표 2 에 나타내는 결과로부터, 나노버블수를 토양에 시용한 시험구 2-2 및 시험구 2-3 은, 나노버블수를 토양에 시용하지 않았던 시험구 2-1 과 비교하면, 질산태 질소의 가급태, 인산, 및, 칼륨 중 어느 것에 대해서도 증대되어 있음을 알 수 있어, 토양이 개량되어 있음을 알 수 있었다.

특히, 나노버블수 1 ㎖ 중의 기포수가 5 × 10⁸ 개/㎖ 인 시험구 2-3 에서는, 기포수가 2 × 10⁸ 개/㎖ 인 시험구 2-2 뿐만 아니라, 파종시의 토양보다 칼륨의 함유량이 증대되어 있어, 토양이 보다 개량되어 있음을 알 수 있었다.

이상까지 설명한 바와 같이, 시험 1 및 시험 2 의 시험 결과로부터, 나노버블수에 의한 토양의 개량 효과가 분명해졌다.

10 : 나노버블 생성 장치
30 : 액체 토출기
40 : 기체 혼입기
41 : 용기
42 : 기체 혼입기 본체
50 : 나노버블 생성 노즐

Claims (8)

1. 나노버블수를 토양에 시용하고, 질산태 질소의 가급태를 증대시킴으로써 토양을 개량하는, 토양의 개량 방법으로서,
   상기 나노버블수가, 1 × 10⁸ ∼ 1 × 10¹⁰ 개/㎖ 의 기포를 갖고,
   상기 나노버블수에 포함되는 기포의 최빈 입자경이 10 ∼ 500 ㎚ 이고,
   상기 나노버블수에 포함되는 기포가, 공기 또는 산소를 포함하고,
   여기서, 기포가 산소를 포함하는 양태는, 공기 중의 산소보다 높은 농도로 포함하는 양태이며,
   상기 토양이, 식물체의 토경 재배 또는 양액 토경 재배에 사용하는 토양인, 토양의 개량 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 나노버블수를 사용한 살수를 실시하는, 토양의 개량 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 나노버블수가, 5 × 10⁸ ∼ 1 × 10¹⁰ 개/mL 의 기포를 갖는, 토양의 개량 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 식물체가, 화훼류 또는 엽경채류인, 토양의 개량 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 식물체가, 알스트로메리아과 식물 또는 소송채인, 토양의 개량 방법.
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