KR20000029085A - 토양의 열소독방법 - Google Patents

Abstract

토양 속의 병원균을 효과적으로 박멸할 수 있는 토양의 열소독방법을 제공한다. 하우스(2)내의 토양 속에 지표로부터 40∼80㎝의 깊이로 다수의 파이프(3)를 매설하고, 파이프(3)내에 온수 또는 온액을 통과시켜 토양을 따뜻하게 하는 땅속 난방장치를 사용하여, 태양열과 지중 난방의 병용에 의해 토양의 온도를 상승시켜서 토양(4)의 열소독을 행한다.

땅속 60㎝ 깊이의 토양 속의 온도를 45℃로 효과적으로 가온(加溫)할 수 있고 60㎝이내의 토양 속을 완전하게 열소독 할 수 있다.

Description

토양의 열소독방법{METHOD FOR DISINFECTING SOIL USING HEAT}

본 발명은 동절기 하우스 재배의 지중 난방에 의한 농작물 육성 및 하절기 지중 난방과 태양열의 겸용에 의한 토양의 열소독방법에 관한 것이다.

농산물의 토양 병충해는 주로 토양 속에 서식하고 있는 병원균에 의해서 발생된다. 이러한 토양 병충해에 대해서는 종래부터 클로르 피크린, 브롬화 메틸 등의 약제에 의한 방제를 행해 왔다. 그러나, 최근에 농산물에 대한 관심이 높아지고, 클로르 피크린과 같은 독성이 있는 약제 산포에 의한 해를 피하기 위해, 또 브롬화 메틸은 오존층 파괴물질로 장래에는 사용이 금지되기 때문에, 최근에는 약제에 의존하지 않는 태양열소독이 행해지고 있다.

태양열소독은 안전하고, 효과도 기대할 수 있으므로, 토마토, 오이, 딸기, 수박 및 시금치 등에 적용되고 있다.

이 열소독이 극히 효과적인 것은 딸기가 노랗게 말라가는 딸기 위황병(萎黃病), 가지의 반이 구부러지는 반신 위장병, 토마토의 뿌리가 썩는 역병(疫病), 피망 역병, 시금치의 싹이 마르는 병, 각종 작물의 균핵병(菌核病), 백견병 등이 있다. 효과가 꽤 높은 것은 토마토의 뿌리가 갈색으로 썩는 병, 흑점이 생겨 뿌리가 썩는 병, 토마토 위장병, 오이덩굴이 갈라지는 병 등의 병충해가 있다.

상기 태양열소독은 하절기에 태양열을 이용하여 토양의 온도를 상승시킴으로써 토양 속의 병원균, 식물에 기생하는 선형동물인 선충(線忠) 및 잡초종자를 사멸하기 위한 방책으로 행한다.

통상, 태양열소독은 소위 비닐하우스(그 밖의 플라스틱 및 유리 등의 온실을 포함. 태양광이 들어오고 외기와 실질적으로 차단된 공간을 갖는 것. 이하에서는 하우스라 부름) 또는 비닐터널(그 밖의 플라스틱 및 유리 등의 터널형태의 것으로, 하우스보다 높이가 낮은 것. 이하에서는 터널이라 부름)에 비닐 멀티(토양표면을 직접 덮은 것. 이하에서는 멀티라고 부름)를 조합시켜서, 태양광이 강한 하절기에 행해진다.

토양소독을 위해서는 병원균의 종류에 따라 다르지만, 토양온도가 40℃이상 필요하며, 40℃이상의 적산시간이 50∼200시간 필요하다.

그로 인해 하절기의 약 1개월에 걸쳐서 소독이 행해진다. 토양온도가 50℃이상에서는 적산시간이 50시간으로 충분하다. 태양열은 토양의 표면으로부터 전열되므로 열전도율이 중요한 인자이며 토양의 수분량이 적당해야 한다. 통상은 물을 주어 수분량을 높여야 한다.

태양열소독은 태양열을 토양의 표면을 통해서만 전달되므로, 하우스 내의 온도가 주간에 70℃이상으로 되어도 토양온도는 겨우 지면으로부터 20㎝까지가 40℃이상이 될 뿐, 그 보다 깊은 토양은 소독할 수 없어 효과가 없는 결점을 갖는다.

따라서, 20㎝ 이상 깊은 토양은 소독되지 않으므로 태양열소독 후에 깊게 밭갈이를 하여 비료를 주거나 이랑 만들기를 하면 소독되지 않은 토양과 혼합되므로 효과가 없어진다. 그로 인해 열소독 전에 밭갈이, 비료주기를 행할 필요가 있다. 또, 일본의 북해도 등과 같이 기온이 낮은 지역에서는 온도가 충분히 상승되지 않아 효과가 적다. 더구나 하절기에 기온이 높은 시기를 놓치면, 소독을 할 수 없다. 또 토양의 열전달률을 높이기 위해서 소독 전에 물을 주어야 한다.

도 1은 지중 난방장치를 모식적으로 나타낸 설명도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1:보일러 2:하우스

3:파이프 4:토양

5:지표 6:멀티

7:태양광

청구항 1에 기재된 본 발명에 관계되는 토양의 열소독방법은, 하우스 내의 토양 속에 파이프를 매설하고, 파이프에 온수 또는 온액을 통과시켜 토양을 따뜻하게 하는 지중 난방장치를 사용하고, 하절기에는 태양열과 지중 난방의 병용에 의해 토양의 표면과 땅속 양쪽에서 가열하여, 지표로부터 20㎝이상의 토양도 열소독을 행한다.

또, 청구항 2에 기재된 바와 같이, 파이프의 매설 깊이를 40㎝ 내지 80㎝로 함으로써 매설된 파이프 상의 토양은 완전히 소독된다.

또, 청구항 4에 기재된 바와 같이, 파이프 내의 온수 또는 온액을 70℃이상으로 함으로써 파이프 상의 토양을 40℃이상으로 용이하게 유지할 수 있다.

또, 청구항 5에 기재된 발명에 의해, 하절기에는 토양의 열소독을 행하고, 동절기에는 파이프에 온수 또는 온액을 통과시켜 토양을 따뜻하게 하여, 농작물의 육성을 촉진한다. 또한 육성기간의 연장을 도모한다.

여기에서, 하절기란 일사(日射)가 강하고 외기온도가 높은 태양열소독이 가능한 시기이며, 온난한 지역에서는 4월, 5월, 9월, 10월도 대상이 된다. 또, 동절기란 외기온이 낮고 토양의 가열에 의해 농작물의 생육이 촉진되는 시기이며, 한랭지역에서는 3월, 4월, 5월, 10월, 11월도 대상이 된다.

본 발명의 토양 열소독방법을 도 1에 모식적으로 나타낸 지중 난방장치를 참조하면서 구체적으로 설명한다.

석유 또는 가스를 열원으로 하는 보일러(1)에 의해 하절기 열소독을 하기 위해서는 70℃이상의 온수 또는 온액을 만들고, 하우스(2) 또는 터널(도시생략) 내에 토양(4)의 지표(5)로부터 40㎝ 내지 80㎝에 매설된 복수의 파이프(3) 내를 통과시킨다.

통상은 하우스(2) 또는 터널과 멀티(6)를 조합시켜서 행하지만, 태양광(7)에 의한 태양열이 충분한 시기나 지역에서는 반드시 멀티가 필요한 것은 아니다.

상기 온액은 통상, 에틸렌 글리코올 또는 프로필렌 글리코올의 수용액이며, 비등온도를 100℃이상으로 하여 온도를 상승시켜도 비등하는 것을 방지함과 동시에, 동결온도를 -40℃이하로 하여 동절기에 보일러를 사용하지 않을 때의 동결을 방지한다. 동결의 우려가 없는 지역에서는 온수가 사용된다.

파이프(3)는 쇠파이프, 플라스틱 파이프 등이 사용된다. 통상은 가교 폴리에틸렌 파이프가 사용된다. 각 파이프(3)는 통상, 외경이 13㎜부터 26㎜로, 간격은 30㎝부터 100㎝로 매설된다. 1개의 이랑마다 또는 몇 개의 이랑마다 파이프(3)에 조절밸브(도시생략)를 설치하여 파이프에 흐르는 온수 또는 온액의 유량을 조절한다.

파이프 아래에 단열재(도시생략)를 부설하여 파이프로부터의 열이 파이프의 하방으로 방출되지 않도록 하면 더욱 효과적이다.

동절기의 지중난방시에는 보일러로부터의 온수 또는 온액의 온도가 겨우 50℃이므로 매우 높은 온도로 할 필요는 없다. 땅속 20㎝의 위치에 온도센서를 설치하고, 땅속 20㎝의 온도가 18℃ 내지 25℃가 되도록 파이프 내의 유량을 조정한다. 하우스 내를 공기 온풍기에 의한 난방을 행하여도 좋으나, 공기의 난방을 행하지 않아도 온도가 유지되고 있다면 농작물의 생육상태는 좋다.

파이프 근방의 토양온도는 온수 또는 온액의 온도에 가까워져 농작물의 뿌리에 악영향을 미친다. 파이프의 매설깊이를 40㎝부터 80㎝로 하게 되면, 농작물의 뿌리와 파이프의 위치가 떨어지므로 농작물에 나쁜 영향을 미치지는 않는다. 또 파이프의 매설 깊이를 40㎝ 내지 80㎝로 함으로써 밭갈이할 때에 경운기로 파이프를 파손하는 일도 없다.

이하, 실시예에 대해서 설명한다.

태양열이 강하고, 태양열소독이 불가능한 하절기에 일본 북해도에서 본 발명의 토양 열소독방법을 실시하였다.

면적이 150㎡인 하우스 내에 멀티를 부설하고, 땅속 60㎝의 깊이로 외경이 13㎜인 가교 폴리에틸렌 파이프를 1이랑에 대해서 2개 매설한 지중 난방장치를 사용하고, 보일러로 에틸렌 글리코올 수용액을 80℃로 가열하여 파이프로 흘려보내 토양을 가열하였다.

하우스 내 1.5m 높이의 공기온도는 최고 73℃까지 상승하지만 야간의 최저 공기온도는 30℃이하였다. 20일 후에 땅속 60㎝ 깊이의 토양온도는 40℃에서 최저 38℃이며, 땅속 20㎝ 깊이의 토양온도는 최고 51℃에서 최저 45℃이었다. 이 상태에서는 깊이 60㎝이내의 토양이 모두 40℃이상을 유지할 때까지 이르지는 못하였다. 30일 후에 땅속 60㎝ 깊이의 토양온도는 최고 46℃에서 최저 45℃이고, 땅속 20㎝ 깊이의 토양온도는 최고 53℃에서 최저 46℃이었다. 이 상태에서는 깊이 60㎝ 이내의 토양이 모두 45℃이고 열소독이 완전히 행해졌다.

이 기간의 외기온도는 최고기온이 하루만 30.8℃가 되었으나, 평균 최고기온은 25℃이고, 평균 최저기온은 16℃로서, 통상의 태양열만의 태양열소독은 불가능하다. 또, 지중 난방을 정지한 후에도 10일 동안 60㎝이내의 토양온도는 40℃ 이상이었다. 이 기간의 등유 소비량은 230ℓ이었다.

이 지중 난방장치로 동절기에는 토양을 가열하여 메론의 재배기간이 연장되었다.

본 발명의 토양 열소독방법에 의하면, 토양 속에 서식하고 있는 병원균을 효과적으로 박멸할 수 있는 온도로 땅속을 효과적으로 가온하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 토양 열소독방법은 약제에 의한 토양의 소독을 완전히 피할 수 있고, 환경오염의 대책으로서 극히 유효한 토양의 소독방법이다.

Claims (5)

1. 하우스 내의 토양 속에 파이프를 매설하고, 파이프 내에 온수 또는 온액을 통과시켜 토양을 따뜻하게 하는 지중 난방장치를 사용하여, 태양열과 지중 난방 겸용에 의해 토양의 온도를 상승시켜서 토양의 열소독을 행하는 것을 특징으로 하는 토양의 열소독방법.
2. 제 1항에 있어서,

   파이프의 매설 깊이를 지표로부터 40㎝ 내지 80㎝로 한 것을 특징으로 하는 토양의 열소독 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   파이프의 매설깊이를 지표로부터 60㎝로 한 것을 특징으로 하는 토양의 열소독 방법.
4. 제 1, 2 또는 3항에 있어서,

   토양 소독시에 온수 또는 온액의 공급온도가 70℃이상인 것을 특징으로 하는 토양의 열소독 방법.
5. 하우스 내의 토양 속에 파이프를 매설하고, 파이프 내에 온수 또는 온액을 통과시켜 토양을 따뜻하게 하는 지중 난방장치를 사용하여, 하절기에는 태양열과 지중 난방의 겸용에 의해 토양의 온도를 상승시켜서 토양의 열소독을 행하고, 동절기에는 지중 난방에 의해 토양의 온도를 상승시켜서 지중 난방을 행하는 것을 특징으로 하는 토양의 열소독 방법.