KR20010111469A

KR20010111469A - 볏짚 및 키토산을 이용한 농업용 종이 멀칭지

Info

Publication number: KR20010111469A
Application number: KR1020010072499A
Authority: KR
Inventors: 김창균
Original assignee: (주)네오크린
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2001-12-19

Abstract

본 발명은 농업부산물의 주종을 이루며 활용이 미진하고 산업적 가치가 비교적 낮은 일년생 초본류의 볏집 펄프를 이용함으로써 산림자원이 부족하여 펄프 자금율이 약 24%에 불과하며 고지자원 역시 해외 의존도가 높은 우리의 상황에서 향후 논농사와 밭농사에 절대적으로 필요한 종이 멀칭지의 원료로 천연볏짚 펄프와 키토산을 이용 농업용 천연 볏짚 및 키토산 종이 멀칭지의 제조에 관한 것이다.

본 발명에 따른 볏짚 및 키토산 종이 멀칭지는 목재보다 단기간에 섬유자원을 대량 생산할 수 있는 초본식물인 볏짚을 활용하므로 목재펄프와 수입고지를 대체할 수 있어 외화낭비를 줄일 수 있고 농가에는 고질의 다목적 종이 멀칭지를 저가로 공급할 수 있어 친환경 유기농업을 자연스럽게 유도할 수 있을 뿐만 아니라 목재사용 억제에 따른 환경보호와 지구온난화 방지에도 큰 역할을 기대할 수 있다.

따라서 본 발명의 볏짚 펄프에 키토산 및 맥반석이 함유된 종이 멀칭지는 자연상태에서 80일부터 서서히 분해될 수 있도록 하여 작물 재배 후 별도의 수거작업이 필요 없어 노동력 감소로 인한 생산성을 높일 수 있고 토양오염을 일으키지 않아 후속 재배작물에 전혀 영향을 주지 않으며 키토산과 맥반석, 그리고 볏짚의 고유 천연성분에 의해 토양에서 유기질을 분해하고 유해균 억제, 유익균 증식 등으로 토양오염을 줄일 수 있고 키토산과 맥반석의 항균기능으로 각종 병해충을 줄일 수 있어 농약사용량을 감소시킬 수 있다. 또한 본 발명의 볏짚 및 키토산 종이 멀칭지는 유기농사에 가장 문제가 되고 있는 제초제를 전혀 사용하지 않아도 되므로 밭농사는 물론 논농사에 획기적 친환경 농법이 될 것으로 보며 유기농산물에 대한 소비자의 욕구에 충족할 수 있어 국산 농산물의 국제 경쟁력에도 큰 역할을 기대할 수 있다.

Description

볏짚 및 키토산을 이용한 농업용 종이 멀칭지{Agricultural mulching paper with Rice Straw and Chitosan}

본 발명은 볏짚과 천연 키토산 및 맥반석 성분을 이용한 농업용 종이 멀칭지에 관한 것이다.

보다 상세하게 본 발명은 종이의 주원료로 그동안 목재펄프 및 고지가 주로 사용되고 있는데 목재자원부족과 고지수입에 의한 외화낭비는 물론 가격이 비싸 농업용 멀칭지로 대중화하기에 문제가 있었다.

이에 따라 우리나라는 벼 재배면적이 많아 매년 다량의 볏짚이 산출되므로 이를 이용, 펄프를 제조하고 제조된 펄프를 원료로 하여 항균기능과 종이지력을 향상시키는 천연 키토산과 액상맥반석을 적당량 섞어 고기능 다목적 농업용 멀칭지 제조에 관한 것이다.

종이 멀칭지는 작물의 표면에 종이를 피복하여 광합성을 못하게 하고 산소를 차단함으로써 잡초 발생을 억제하여 제초작업이나 제초제 사용을 하지 않아도 되고 토양의 건조와 침식, 지온의 급격한 변화를 방지할 수 있는 환경 친화적 유기농사법으로 노동력 절감과 생산성을 향상시키는 등 비닐멀칭의 문제점을 개선 농가소득을 증대시킬 수 있다.

이제까지 농업용 멀칭 재료로는 투명비닐 또는 검정비닐이 주로 이용되어 왔으나 사용 후 손으로 제거해야하는 수고와 노동력이 필요하고 완벽하게 제거하기 불가능하였다.

특히 논농사에는 수거가 불가능하여 멀칭농법은 생각조차 못하였다.

더욱이 미처 수거되지 못한 잔여 비닐의 경우 다음에 재배되는 작물의 뿌리 생육과 토양의 배수성을 악화시켜 토양을 오염시키고 있다.

또한 지난 수십 년 동안 생산성 향상이라는 경제적 측면에만 집착한 나머지 화학물질의 오남용으로 농업환경이 갈수록 피폐해지고 있다.

더욱이 맹독성 농약과 제초제 과다사용으로 토양 및 수질을 오염시켜 자연생태계의 파괴를 야기 시키고 있으며 화학비료의 무분별한 사용은 토양을 산성화, 지력저하 및 수질오염 등의 문제가 심각해지고 있고 더 나아가 농산물 자체 안전성에 대한 소비자의 불신이 심화되고 있다.

따라서 인체에 가장 해로우며 환경호르몬까지 파괴시키는 제초제를 사용하지 않고 농약과 화학비료를 3/1 줄일 수 있거나 대체할 수 있는 지속적 친환경농업기술의 개발이 매우 중요한 시기이다.

기존 비닐 멀칭은 보온과 생산성 향상은 기대할 수 있었으나, 사용 후 제거해야하는 불편함과 논농사(벼농사)에는 전혀 사용할 수 없었으며

목재 펄프 및 수입고지를 이용한 기존 일부 멀칭지는 원료가격이 높아 일반농가에서 사용하기 어려웠으며 수입원료의 가격이 심하게 변동하여 가격안정을 기대할 수 없는 불편함과 재생지의 단일기능만 기대할 수 있었다.

그러나 본 발명의 볏짚 및 키토산과 액상맥반석을 이용한 농업용 종이 멀칭지는 일정기간이 지나면 자연상태에서 서서히 분해되어 작물을 수확할 시기에 이르면 완전 분해되어 완효성 비료역할을 하여 비닐 멀칭재의 문제점을 해결하였으며

제초제가 전혀 필요 없고 농약과 비료사용량을 줄일 수 있는 환경친화적 멀칭지로써 그 원료인 볏짚은 우리나라 각처에서 생산되어 원료의 공급이 원활하고 특히 미작농업을 중심으로 하는 농촌의 소득증대에도 크게 기여할 것으로 본다.

본 발명의 목적은 벼농사의 부산물인 볏짚을 이용한 볏짚 펄프와 식물의 성장촉진 및 살균 방충, 토양개량, 식물 항바이러스에 널리 사용되는 천연 키토산과 맥반석을 적당량 혼합 사용함으로써

목재펄프와 고지를 사용한 멀칭지의 에 비해 생산단가를 낮출 수 있으며 원료를 안정적으로 공급받을 수 있고 볏짚재사용으로 농가소득을 향상시킬 수 있어 멀칭지 사용에 대한 부담을 줄이는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 볏짚 및 천연 키토산을 원료로한 멀칭지가 일정기간이 지나면 자연상태에서 서서히 분해 비료화 될 수 있게 함으로써

재배 후 별도의 수거작업이 필요 없고 토양오염을 일으키지 않으며 오히려 키토산 성분과 맥반석에 의해 토양이 개량되고 후속재배 작물에 도움을 주는 생분해성 농업용 멀칭지를 제조하는데 있다.

또한 본 발명의 볏짚 및 키토산 멀칭지는 경량(80∼150g), 고강도, 다기능멀칭지를 제공하는데 있어

볏짚을 100% 사용하는 방법과 볏짚 펄프와 고지를 일정량 혼합사용하고 키토산과 맥반석을 이용하여 기능성을 부여하는 등, 여러 종류의 멀칭지를 다양하게 생산 · 제공하여 용도와 가격에 맞추어 작물별로 멀칭 작업을 개선시킬 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 볏짚 및 키토산 농업용 멀칭지는 벼농사의 부산물인 볏짚을 주성분으로한 볏짚 펄프로 구성되는 종이에 항균 · 항바이러스 기능과 지력증강역할을 하는 키토산 2∼3 % 중량, 맥반석 액상을 2∼5% 중량 첨가 · 제조하여 습윤 지력증강을 강화시켰다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면 볏짚을 성분으로 한 볏짚 펄프를 100% 사용하는 것에 키토산 2∼3% 중량, 천연액상맥반석 2∼5% 중량을 지력증강제로 사용하는 방법과

볏짚 펄프 70% 중량, 수입고지 20% 중량, 목재펄프 10% 중량의 혼합물에 키토산 2∼3% 중량, 천연액상규산 2∼5% 중량을 지력 증강제 및 항균 기능성으로 사용하는 방법과

볏짚 펄프 80% 중량, 수입고지 20% 중량의 혼합물 종이에 키토산 2∼3% 중량과 천연 액산규산을 2∼5% 중량을 지력증강제 및 항균 · 항바이러스 기능으로 사용하는 방법 중

재배작물의 여건과 가격에 따라 사용범위를 넓게 선택할 수 있도록 하였으며제조시 볏짚 펄프와 수입고지 · 일반 펄프 등을 일정량 비율로 혼합하여 종이 멀칭지를 제조할 경우 지력증강제 및 항균 · 항바이러스 기능이 부여된 천연 키토산과 천연 액상 맥반석 비료과 혼합공정에 대해서는

첫째, 각종 펄프를 혼합할 때 상기 기재된 일정비율의 천연 키토산과 천연 액상맥반석 비료를 원료에 혼합하여 종이 멀칭지를 제조하는 방법과

둘째, 일정비율의 펄프에 의해 제조된 종이에다 액상 천연 키토산과 액상맥반석 성분을 일정 비율로 스프레이 한 후 건조시켜 종이 멀칭지를 제조하는 방법과

셋째, 상기된 각종 펄프를 일정 비율로 혼합하고 천연 키토산과 액상 맥반석 비료를 일정 비율로 혼합 종이를 제조한 다음 액상 키토산과 액상 맥반석을 1% 중량 스프레이 처리하여 지력 증강과 기능성을 더욱 향상시키는 다양한 공정으로 다양한 멀칭지를 생산하게 하였다.

상기에서와 같이 다양한 비율에 의한 성분배합은 작물의 특성과 생산성에 맞추어 멀칭지를 선택 할 수 있도록 한 것이며

지력증강제로 사용되는 키토산과 맥반석 성분은 노천과 수중에서 일정기간 멀칭 효과를 얻을 수 있도록 하기 위하여

일정한 습윤 강도와 어느 정도의 범위 내에서 내마모성을 유지하기 위해 사용되는 것이며, 키토산의 항균 · 항바이러스 성분과 맥반석의 미네랄 성분에 의한 기능성은 농업용 멀칭지로서 재배된 작물에 적절한 유효활성 성분들을 포함시켜 멀칭효과와 함께 시비 또는 시약의 효과를 거둘 수 있게 하였다.

(실시예1)

볏짚을 성분으로 한 볏짚 펄프 100 중량 %에 지력 증강 및 항균 · 항바이러스 기능이 있는 천연 키토산 1.5% 중량, 액상 맥반석 2% 중량를 균일하게 혼합한 후 통상의 종이제조 방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡의 평량으로 제조하여 기능성을 더욱 강화하기 위해 1.5∼3% 중량의 키토산과 맥반석 액상을 추가 도포 · 건조시켜 제조하는 방법과

(실시예2)

볏짚 펄프 70% 중량, 수입고지 20% 중량, 목재펄프 10% 중량에다 천연 키토산 1.5% 중량, 액상 맥반석 2% 중량을 균일하게 혼합한 후 통상의 종이제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조한 후 기능성과 지력을 더욱 강화하기 위해 1.5∼3% 중량의 키토산과 맥반석 액상을 추가 도포 · 건조시켜 제조하는 방법과

(실시예3)

볏집 펄프 80% 중량, 수입고지 20% 중량의 종이 원료와 천연 키토산 1.5% 중량, 천연 액상 맥반석 2% 중량을 균일하게 혼합한 후 통상의 종이 제조 방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조한 후 기능성과 지력을 더욱 강화하기 위해 1.5∼3% 중량의 키토산과 맥만석 액상을 추가도포 · 건조시켜 제조하는 방법과

(실시예4)

볏짚을 성분으로 한 볏짚 펄프 100 중량%에 지력 증강 및 항균 · 항바이러스 기능이 있는 천연 키토산 1.5 중량%, 액상맥반석 비료 2 중량%을 균일하게 혼합한 원료를 통상의 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조하는 방법과

(실시예5)

볏집 펄프 70 중량%, 수입고지 20중량%, 목재펄프 10 중량% 에다 천연 키토산 1.5 중량%, 천연규산질 비료 2 중량%를 균일하게 혼합한 원료를 통상의 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡의 평량으로 제조하는 방법과

(실시예6)

볏집 펄프 80 중량 %, 수입고지 20 중량%에 지력증강 및 항균, 항바이러스 기능이 있는 천연 키토산 1.5 중량%, 천연 액상 맥반석 2 중량%를 균일하게 혼합한 원료를 통상의 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조하는 방법과

(실시예7)

볏짚을 성분으로 한 볏짚 펄프 100 중량%를 원료로 하여 통상의 종이 제조 방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡의 평량으로 종이를 제조한 후 천연 키토산 액상 1.5 중량%, 액상 맥반석 2 중량%을 도포 · 건조시켜 제조하는 방법과

(실시예8)

볏짚 펄프 70 중량%, 수입고지 20 중량%, 목재 펄프 10 중량%를 원료로 하여 통상 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 종이를 제조한 후 천연 키토산 액상 1.5 중량%, 액상맥반석 2 중량%를 도포 · 건조시켜 제조하는 방법과

(실시예9)

볏짚 펄프 80 중량%, 수입고지 20 중량%를 원료로 하여 통상 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 종이를 제조한 후 천연 키토산 액상 1.5 중량%, 액상 맥반석 비료 2 중량%를 도포 · 건조시켜 제조하는 방법과

실시예1 로 제조된 볏짚 및 키토산 종이 멀칭지로 하여 종이 멀칭지의 분해속도, 잡초방제효과, 지온 변화, 작물생육 및 수량성, 병충해 방제효과 등을 시험하였다.

재배방법

벼이앙 시 논상면을 종이 멀칭지로 피복한 후 멀칭지가 분해되는 과정을 시험한 결과 그림1에서 보는 바와 같이 이앙 후 50일부터 빠른 속도로 분해되었고 이앙후 100일 정도에서는 거의 분해되었으며, 작물 수확시기에는 완전 분해되었다.

또한 밭에서보다 논의 경우가 분해 속도가 빨랐다

(그림1)

종이 멀칭지에 의한 잡초방제효과

종이 멀칭 후 35일, 50일이 경과한 후 제초제를 사용한 논, 제초제를 사용하지 않은 논, 그리고 종이 멀칭을 한 논으로 대비하여 시험한 결과, 종이 멀칭에 의한 제초 효과는 95∼98% 이상 잡초 발생이 억제되었다.

종이 멀칭에 의한 논의 지온변화

논 상면을 종이 멀칭지로 피복한 논 표면과 깊이 5cm 부근의 온도를 측정한 결과 지표면의 1일 온도변화를 보면 종이 멀칭의 경우 저녁 무렵에서 이른 아침까지 보온효과가 있으며 깊이 5cm 에서는 종이 멀칭의 경우 일중에 약간 낮고 야간은 약간 높으며 평균 지온은 무처리와 거의 비슷하다.

이앙 후 30일간의 평균지온 (2000) (그림 3)

생육 및 수량성 실험

초기 생육에서 출수까지의 생육을 그림3에서 보는 바와 같이 종이 멀칭구에서는 초기에 생육이 완만하였고 엽령도 약간 적었다. 그러나 만식 재배의 경우와 멀칭지가 흑색의 경우에는 그 차이가 거의 없었다.

종이 멀칭에 의한 수도생육 (그림4)

수량성 실험

종이 멀칭의 경우 수량구성에서 보면 제초구와 관행재배보다는 약간의 차이가 있었으나 시비 조정과 멀칭지를 검은색으로 하면 수량 면에서 별 차이가 없을 것으로 판단되었음.

(그림 5)

종이 멀칭에 의한 병충해 방제효과 및 시비기술

종이 멀칭에 의한 부차적 효과로는 벼잎집무늬 마른병 및 도열병 등 병충해 방제 효과가 뚜렷하였다. 이들 병원균은 균핵으로 월동한 후 이듬해 봄 담수한 논의 수면에 떠올라 벼잎집에 부착 감염하는 것으로 멀칭지로 벼를 이앙하면 무멀칭에 비해 감염수가 3분의 1 이상 감소하였다. 이는 종이 멀칭지가 논 수면에서 차단 효과 및 키토산과 맥반석에 의한 항균 효과가 있었던 것으로 판단된다.

따라서 농약 사용을 줄일 수 있다.

(그림 6)

또한 비료사용 후 토양 중 비료의 농도를 살펴보면 이앙 후 초기에는 무멀칭 재배의 경우보다 농도가 낮았으며 이앙 후 45일 이후부터 즉, 후기에는 오히려 비료가 늦게까지 남아 있었다. 이는 초기 시비한 비료의 일부가 종이 멀칭에서 잡아두었다가 후기에 종이가 서서히 분해되면서 종이 부착되었던 비료가 늦게까지 남아 있게 한 것으로 판단되었다.

본 발명의 볏짚 펄프에 키토산 및 맥반석이 함유된 종이 멀칭지는 자연상태에서 80일부터 서서히 분해될 수 있어 작물재배 후 별도의 수거작업이 필요 없어 노동력 감소로 인한 생산성을 높일 수 있고 토양오염을 일으키지 않아 후속 재배작물에 전혀 영향을 주지 않으며 키토산과 맥반석, 그리고 볏짚의 고유 천연성분에 의해 토양 오염을 줄일 수 있고 키토산과 맥반석의 항균기능과 멀칭지의 차단효과에 의해 각종 병충해를 3/1 정도 감소시킬 수 있어 농약 사용량을 감소시킬 뿐만 아니라 비료사용량도 3/1 정도 감소시킬 수 있다.

또한 본 발명의 볏짚 및 키토산, 맥반석 종이 멀칭지는 유기농사에 가장 문제가 되고 환경 호르몬까지 파괴시키는 제초제를 전혀 사용하지 않아도 되므로 밭농사는 물론 논농사에 획기적 친환경농법으로 이용될 것으로 보며 그간 대량 생산에 의한 가격하락을 방지할 수 있으며 수입농산물에 대한 국제경쟁력을 높일 수 있어 유기농산물에 대한 소비자의 욕구에 충족시킬 수 있어 농가 수입증대에도 크게 기여될 것으로 본다.

더구나 밭농사는 물론 논농사 쌀 생산에 있어 멀칭 작업을 할 수 있어 그간 오리농법, 왕우렁이 농법 등 일부 제한적 무공해 쌀 생산에서 완전 무공해 쌀을 상시 대량 생산할 수 있는 계기가 될 것으로 본다.

그리고 볏짚과 재생지를 사용함으로써 자연훼손을 방지할 수 있으며 폐비닐로 인한 농촌 환경파괴 또한 줄일 수 있다.

Claims

볏짚을 성분으로 한 볏짚 펄프 100 중량 %에 지력 증강 및 항균 · 항바이러스 기능이 있는 천연 키토산 1.5% 중량, 액상 맥반석 2% 중량를 균일하게 혼합한 후 통상의 종이제조 방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡의 평량으로 제조하여 기능성을 더욱 강화하기 위해 1.5∼3% 중량의 키토산과 맥반석 액상을 추가 도포 · 건조시켜 제조하는 방법
볏짚 펄프 70% 중량, 수입고지 20% 중량, 목재펄프 10% 중량에다 천연 키토산 1.5% 중량, 액상 맥반석 2% 중량을 균일하게 혼합한 후 통상의 종이제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조한 후 기능성과 지력을 더욱 강화하기 위해 1.5∼3% 중량의 키토산과 맥반석 액상을 추가 도포 · 건조시켜 제조하는 방법
볏집 펄프 80% 중량, 수입고지 20% 중량의 종이 원료와 천연 키토산 1.5% 중량, 천연 액상 맥반석 2% 중량을 균일하게 혼합한 후 통상의 종이 제조 방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조한 후 기능성과 지력을 더욱 강화하기 위해 1.5∼3% 중량의 키토산과 맥반석 액상을 추가도포 · 건조시켜 제조하는 방법
볏짚을 성분으로 한 볏짚 펄프 100 중량%에 지력 증강 및 항균 · 항바이러스 기능이 있는 천연 키토산 1.5 중량%, 액상맥반석 비료 2 중량%을 균일하게 혼합한 원료를 통상의 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조하는 방법
볏집 펄프 70 중량%, 수입고지 20중량%, 목재펄프 10 중량% 에다 천연 키토산 1.5 중량%, 천연규산질 비료 2 중량%를 균일하게 혼합한 원료를 통상의 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡의 평량으로 제조하는 방법
볏집 펄프 80 중량 %, 수입고지 20 중량%에 지력증강 및 항균, 항바이러스 기능이 있는 천연 키토산 1.5 중량%, 천연 액상 맥반석 2 중량%를 균일하게 혼합한 원료를 통상의 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 제조하는 방법
볏짚을 성분으로 한 볏짚 펄프 100 중량%를 원료로 하여 통상의 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡의 평량으로 종이를 제조한 후 천연 키토산 액상 1.5 중량%, 액상 맥반석 2 중량%을 도포 · 건조시켜 제조하는 방법
볏짚 펄프 70 중량%, 수입고지 20 중량%, 목재 펄프 10 중량%를 원료로 하여 통상 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 종이를 제조한 후 천연 키토산 액상 1.5 중량%, 액상맥반석 2 중량%를 도포 · 건조시켜 제조하는 방법
볏짚 펄프 80 중량%, 수입고지 20 중량%를 원료로 하여 통상 종이 제조방법에 따라 압착 · 건조하여 100g/㎡∼150g/㎡ 의 평량으로 종이를 제조한 후 천연 키토산 액상 1.5 중량%, 액상 맥반석 비료 2 중량%를 도포 · 건조시켜 제조하는 방법