KR19980071679A - 토양의 멸균방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토양의 살균방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은 다음 단계들로 이루어지게 된다:-물 및/또는 증기 또는 기타의 적합한 물질들과 발열반응을 할 수 있는 1종 이상의 화합물을 토양내에 제공하는 단계; 및 - 물 및/또는 증기 또는 기타 물질들을 1개 이상 분출시켜서 토양내에 미리 제공된 화합물과 발열반응을 일으키는 단계. 본 발명의 방법은 전술한 2개 단계 사이에, 토양을 분쇄하는 중간 단계를 수행하여, 화합물의 분산을 촉진시키고 발열반응이 일어나기에 최적의 조건을 조성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 장치(10)는, 전원에서 자유로이 움직일 수 있도록 하는 자동 운전수단(1), 예컨대 물 또는 기타 적합한 반응물을 수송하는 탱크(2), 및 상기 반응물을 토양내에 이송시키는 1개 이상의 부속장치(5), 증기 또는 기타 적당한 물질들과 발열반응을 일으킬 수 있는 화합물을 저장할 수 있는 제 2 탱크, 및 상기 화합물을 토양내에 공급하는 수단(4)을 더 포함한다. 또한, 본 발명의 장치(10)는 토양내로 분사시킬 물을 증발시키고 반응물의 온도를 상승시킬 수 있는 보일러(6), 및 제 1 탱크(2)에 들어 있는 반응물과 발열반응을 하게 될 화합물의 제공수단(4)과 상기 반응물을 토양내에 이송시키는 부속수단(5) 사이에 농기구(8)를 개재시켜서, 상기 화합물을 토양내에 분산시키거나 물 및/또는 증기, 또는 일반적으로 사용된 물질들의 투과를 촉진시킬 수 있도록 되어 있다.

Description

토양의 멸균방법 및 장치
본 발명은 토양의 멸균방법 및 장치에 관한 것이다.
관상수(ornamental plants), 원예식물, 옥수수 및 사탕무우 분야에 만연된 농작물의 특화 재배방식(growing specialization in crops), 소위 단일 농작물 재배방식(single-crop systems)은 토양의 미생물총(microflora)과 식물체의 근계(radical system) 사이의 강력한 상호작용을 발생시키게 된다.
또한, 수많은 기생충과 기생식물들이 자체의 병원성 작용을 발휘하기 쉬운 식물체와 접촉하게 될 때까지 토양내에서 심지어 수년씩이나 생존할 수 있다.
그러므로, 동일한 토양에서 상기와 같은 식물체를 계속해서 경작하면 성장중에 병들게 되고, 점차적으로 수확률이 감소하게 된다. 이러한 문제를 예방하는 최초의 가장 원시적인 방법은 소위 윤작법(crop-rotation)이라는 것으로서, 토양에 작물을 심지 아니하는 시간적 간격을 연장시키는 것이다. 이러한 상황에서, 토양에 존재하는 식물 기생체들 자체는 영양결핍으로 인해 점차로 사멸하게 된다.
그러나, 윤작 방법으로도 충분한 신뢰를 할 수 없는 경우도 있다: 많은 기생체들이 다른 식물체의 기생체로서 생존할 수도 있고, 정지 생명체 상태로서 남아있을 수 있으며, 다른 관점에서, 일정 기간동안 어떤 작물의 경작을 포기하는 것은 경제적인 면에서 유리하지 못할 수 있다. 그래서, 새로운 작물을 심기 전의 어느 시기에, 맨 흙에 대해서만 적용시키게 될 보다 적극적인 조치를 강구하여 해야 할 필요가 있다. 이러한 조처들로서는 화학적 및 물리적 방법으로 살균 및 구제를 달성하는 방법들이 있었으나, 매우 번거로운 방법들이었다.
화학적 방법은 살진균제, 살충제, 식물보호제 또는 훈증소독제를 투여하는 것으로 구성되는데, 이와 같은 방법은 장시간이 소요되고 비용이 높으며, 환경오염상 매우 유해하다. 이 방법은 실시후에도, 처리된 토양을 사용하여 경작을 시작할 수 있기까지는 비교적 긴 시간간격을 요하게 된다.
물리적 방법은 다양한 방법으로 발생 및 전가시킬 수 있는 열을 토양에 가하는 단계로 이루어지게 된다. 기본적으로, 사용되는 방법에 무관하게, 토양을 80 내지 90℃까지 가열시키면 토양내에 존재하는 모든 기생체들을 사멸시키기에 충분하다. 이러한 형태의 작업은 작업 종료후 단시간 이내에, 토양의 온도가 25 내지 30℃로 저하되자마자 바로 경작을 시작할 수 있는 장점이 있다.
물리적 방법중에서, 소위 컨트리 오븐(country oven)내에서 토양을 가열하여 수행하는 건조식 가열방법은, 수확 결과가 항상 만족스럽지 못하기 때문에, 그리고 소규모의 대상에만 적용시킬 수 있는 방법이기 때문에, 가장 효과적이지 못한 방법이다. 끓는 물을 사용하는 살균방법은 과도한 고비용이 소요되고, 매우 작은 규모의 땅에만 적용될 수 있는 방법이다.
온실, 안정한 종자 베드 또는 소규모 야외 농지의 토양 살균에는 증기 처리방법이 사용된다: 이 방법은 대규모 시멘트 탱크나 다른 컨테이너에 토양을 도입시킨 다음, 살균시킬 토양 위 또는 토양내에 위치한 증기발생기 또는 고정식/이동식 장치에 의해서 발생되는 증기를 토양에 통과시킴으로써 달성될 수 있다. 이 방법에 있어서, 적당한 발생장치에 의해 생성되는 증기는 파이프를 통해 다양한 설계의 전술한 분배용 기구로 이동된다. 분배용 기구로서는, 업사이드 다운(upside down) 케이스, 또는 토양내에 증기를 주입시키는 엣지부들이 박혀 있는 캔버스 시이트들과 유사한 후드 디스펜서(hood dispenser); 또는 1개의 수평 파이프, 및 이것으로부터 분기되어 증기를 토양내에 제공하는 일련의 수직 파이프들로 이루어진 빗살 디스펜서(comb dispenser)가 사용된다. 후드 디스펜서는 특히 소기의 멸균작용이 20 내지 25㎝ 정도의 깊이에 도달해야 할 때에 사용되고, 빗살 디스펜서는 그 이상의 깊이에 사용된다. 최근에는 자동적으로 상기 2가지 디스펜서의 작용을 할 수 있는 대규모 자체-추진 방식의 기기를 사용할 수 있다.
상기 시스템은 예를 들어 화초 원예와 같이 충분히 경제성이 있는 재배의 경우에만 사용할 수 있고, 광활한 공간에 대해서는 연구상 극복하기 어려운 난제를 제공한다.
그러므로 본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 결점들을 극복하는 것이다.
본 발명은, 이하 청구의 범위에서 특정되는 바와 같이, 발열 방식의 공지된 화학반응을 이용하여 예컨대 전원 등과 같은 광활한 공간에서 토양의 멸균작용을 실시하는 문제를 해결할 수 있는 것이다.
본 발명에서 얻어진 한가지 장점은, 증기의 생성이나 물의 가열에 소요되는 에너지 소모량이 극적으로 감소된다는 것이다. 결과적으로, 일면에 있어서는 에너지 소모량의 감소에 기여할 수 있고 다른 면에 있어서는 전원의 나지에서 살균작업을 용이하게 수행할 수 있는 보다 가벼운 기계를 사용할 수 있다.
다른 중요한 잠점은, 발열반응을 수행하기 위해서, 토양에 이로운 물질들을 사용할 수 있고, 다른 관점에서는 예컨대 토양의 pH 균형을 되찾거나 토양을 비옥하게 할 수 있다는 것이다. 발열반응의 결과, 처리된 토양내에서 비료로 작용할 수 있는 물질로 될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조로 본 발명을 더욱 상세하게 설명할 것인 바, 하기에 설명되는 실시예는 오로지 설명을 위해 비제한적으로 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예를 도시한 개략도이다.
제 1도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치(10)는 자동 운전수단(1), 예컨대 물과 같은 반응물을 수송하는 탱크(2), 및 상기 반응물을 토양내에 이송시키는 1개 이상의 부속장치(5)로 이루어진다. 전원에서의 이동을 위해서는 전술한 장치(10)가 자유로이 움직일 수 있어야 하기 때문에, 전술한 운전 수단(1)은 트랙터나 장치의 섀시(10) 자체에 엔진이 통합되어 있는 것으로 구성된다.
토양내에서 발열반응이 일어나도록 하기 위해서, 장치(10)는 물 및/또는 증기 또는 기타 적당한 물질들과 발열반응을 일으킬 수 있는 화합물을 저장할 수 있는 제 2 탱크, 및 상기 화합물을 토양내에 공급하는 수단(4)을 더 포함한다.
화학반응에 의해 발생되는 열은 사용된 화합물에 의존되고, 상기 화합물은 다른 요건들에 따라 다양할 수 있으므로, 토양의 살균, 즉 기생충의 구제는 물 또는 다른 물질을 매 경우마다 결정된 최적 온도로 분사하여 달성할 수 있다. 그러므로, 물을 가열하고 토양에 분사시키기 전에 증발시키는 단계가 필요하다. 이러한 목적으로, 본 발명의 장치(10)는 토양내로 분사시킬 물을 증발시키고 보다 일반적으로 반응물의 온도를 상승시킬 수 있는 보일러(6)를 포함할 수 있다.
토양의 균일한 살균을 달성하기 위한 최적의 조건을 달성하는 것이 필요하게 되므로, 토양을 괭이(hoe) 또는 써래(harrow)와 같은 기계적이 수단으로 미리 부수어 놓을 수도 있다. 그러나, 최적의 해결책은, 문제의 장치(10)에 예컨대 전술한 바와 같은 농기구를, 제 1 탱크(2)에 들어 있는 반응물과 발열반응을 하게 될 화합물의 제공수단(4)과 상기 반응물을 토양내에 이송시키는 부속수단(5) 사이에 개재시켜서, 상기 화합물을 토양내에 분산시키거나 물 및/또는 증기, 또는 일반적으로 사용된 물질들의 투과를 촉진시키는 것이다.
전술한 본 발명의 장치(10)는 토양을 살균시키는 신규하고도 근원적인 방법을 수행하는 기능을 하며, 상기 방법은 본 발명의 특징적 사상의 범위 이내에서 다른 기계기구류를 사용하여 달성될 수 있는 것이다. 본 발명의 상기 방법들은 다음의 단계들로 이루어지게 된다:
- 물 및/또는 증기 또는 기타의 적합한 물질들과 발열반응을 할 수 있는 1종 이상의 화합물을 토양내에 제공하는 단계; 및
- 물 및/또는 증기 또는 기타 물질들을 1개 이상 분출시켜서 토양내에 미리 제공된 화합물과 발열반응을 일으키는 단계.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 화합물의 제공 단계와, 물 및/또는 증기 또는 기타 물질들의 분사단계 사이에, 토양을 분쇄하는 중간 단계를 수행하여, 화합물의 분산을 촉진시키고 발열반응이 일어나기에 최적의 조건을 조성하는 것이 바람직하다.
고형, 액상 또는 기체 상태로 사용될 수 있는 본 발명의 상기 화합물은 비료나 보충물질, 즉 경작할 작물에 따라서 토양의 성질을 산성이 보다 강하게 또는 알칼리성이 보다 강하게 재균형화할 수 있는 물질로서 구성하는 것이 유리하다.
이를 예시하자면, 생석회(quick lime), 가성 소다(NaOH), 가성 가리(KOH)를 산성 토양에 사용할 수 있고, 알칼리성 토양에는 오르토인산(H3PO4)을 사용할 수 있다. 앞의 3가지 물질은 물(H2O)과 합쳐지면 강력한 발열반응이 일어나면서 히드록실기[OH-]가 유리되어 pH 값이 상승되고, 오르토인산은 물과 발열반응하여 수소 이온[H+]을 발생시킴으로써 pH 값을 저하시키게 된다. 또한, 전술된 모든 실시예에 있어서, 농작물의 발달에 필수적인 성분들은 각각 칼슘, 나트륨, 칼륨 및 인의 이온 형태로 방출된다.
다른 방법으로서는, 토양을 가열하기 위해, 다공성 미세구조를 가진 물질 또는 천연 또는 합성의 제올라이트를 사용하여 발열반응을 촉발시킬 수 있다.
상기 물질들에는, 살균과정중에 발생된 열에 의해 대부분이 제거된 박테리아 미생물총(microflora)을 부활시킬 수 있도록, 예컨대 식물체에 유용한 유기 물질이나 미생물이 풍부한 천연 비료와 같은 중성 물질을 첨가할 수도 있다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 사상과 범위 이내에서 본 발명의 수많은 변형 및 변화가 도모될 수 있음은 자명한 사실이다. 또한, 본 발명을 이루는 모든 기술적 구성요소들은 기술적 균등 요소들로 치환될 수 있음 또한 자명하다. 실제로, 본 발명의 변형 및 개선은 이하 청구의 범위에 기재된 내용으로부터 자명하게 인식할 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 발열 방식의 공지된 화학반응을 이용하여 예컨대 전원 등과 같은 광활한 공간에서 토양의 멸균작용을 실시하는 문제를 해결할 수 있으며, 증기의 생성이나 물의 가열에 소요되는 에너지 소모량이 극적으로 감소됨으로써, 일면에 있어서는 에너지 소모량의 감소에 기여할 수 있고, 다른 면에 있어서는 전원의 나지에서 살균작업을 용이하게 수행할 수 있는 보다 가벼운 기계를 사용할 수 있게 되는 것이다.
또한, 발열반응을 수행하기 위해, 토양에 이로운 물질들을 사용할 수 있고, 다른 관점에서는 예컨대 토양의 pH 균형을 되찾거나 토양을 비옥하게 할 수 있다는 것이다.

Claims (11)

  1. 토양의 살균방법에 있어서, 토양내에서 미리 분산시킨 제 1 재료와 그 다음으로 분사시킨 제 2 재료 사이에 발열반응을 시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양의 살균방법.
  2. 제 1항에 있어서, 제 1 물질이 고형, 액상 또는 기체상태이고, 제 2 물질이 물 및/또는 증기인 것을 특징으로 하는 토양의 살균방법.
  3. 토양의 살균방법으로서,
    - 물 및/또는 증기와 발열반응을 할 수 있는 1종 이상의 화합물을 토양내에 제공하는 단계; 및
    - 물 및/또는 증기중의 1종 이상을 토양내에 분사시켜서 토양내에 미리 제공된 화합물과 발열반응을 일으키는 단계
    를 포함하는 토양의 살균방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 화합물의 제공 단계와, 물 및/또는 증기의 분사 단계 사이에, 토양을 분쇄하는 중간 단계를 수행하여, 화합물의 분산을 촉진시켜서 반응을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 토양의 살균방법.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 사용된 화합물이 비료나 토양 보조제인 것을 특징으로 하는 토양의 살균방법.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 사용된 화합물이 중성 물질인 것을 특징으로 하는 토양의 살균방법.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 사용된 화합물이 다공성 미세구조를 가진 물질인 것을 특징으로 하는 토양의 살균방법.
  8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 사용된 화합물이 천연 또는 합성 제올라이트인 것을 특징으로 하는 토양의 살균방법.
  9. 자동 운전수단(1), 반응물을 수송하는 탱크(2), 및 상기 반응물을 토양내에 이송시키는 1개 이상의 부속장치(5)로 이루어지는 토양 살균장치(10)에 있어서, 상기 반응물과 발열반응을 하는 화합물용 제 2 탱크(3), 및 상기 화합물을 토양내에 분산시키는 수단(4)을 포함하는 토양 살균장치(10).
  10. 제 7항에 있어서, 토양내로 분사시킬 반응물의 온도를 상승시키거나 증발시킬 수 있는 보일러(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 살균장치(10).
  11. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 제 1 탱크(2)에 들어 있는 반응물과 발열반응을 하게 될 화합물의 제공수단(4) 및 상기 반응물을 토양내에 이송시키는 부속수단(5) 사이에 농기구(8)를 개재시켜서, 상기 화합물을 토양내에 분산시켜 반응을 촉진시키는 것을 특징으로 하는 토양 살균장치(10).
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