KR20030013175A - 수용성 이온칼슘 배양액 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배양액에 있어서, 물 1000㏄당 각각 1 내지 5g이 용해된 수용성 이온 칼슘, 게르마늄 및 제올라이트를 포함함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액을 제공한다.

또한, 본 발명은 배양액의 제조 방법에 있어서, 모려를 고순도 탄소가루를 이용하여 초고온 소성한 후 분쇄하여 수용성 이온칼슘을 제조하는 수용성 이온칼슘 제조 과정과; 상기 수용성 이온칼슘을 용해시킬 물을 미리 설정된 양만큼 칭량하여 저장하는 물 칭량 과정과; 상기 물 1000㏄당 1 내지 5g의 수용성 이온칼슘을 혼합하여 용해시키는 수용성 이온칼슘 용해 과정과; 상기 수용성 이온칼슘이 용해된 물에 게르마늄과 제올라이트를 혼합하여 배양액을 형성하는 첨가물 혼합 과정을 포함함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법을 제공한다.

Description

수용성 이온칼슘 배양액 및 그 제조 방법{WATERSOLUBLE IONIZED CULTURE FLUID AND METHOD THEREOF}

본 발명은 양액 재배에 관한 것으로서, 특히 양액 재배에 사용되는 배양액 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근 시설 채소의 각광과 아울러 청정 채소의 요청이 늘어나 양액 재배에 대한 관심이 높아지고 있다. 양액 재배는 작물의 생육에 필요한 물과 양분을 토양에서 공급받는 것이 아니고, 양분을 적당한 비율로 물에 용해시킨 배양액을 만들어 산소와 함께 공급하면서 작물을 재배하는 방법이다.

상기 양액 재배는 배지의 종류와 배양액의 공급 방법에 따라 공기경 재배, 수경 재배 및 고형배지경 재배로 나뉘어진다. 상기 공기경 재배는 베드에 배양액을 반만 채우고 공기중에 노출된 뿌리에 배양액을 간헐적으로 분무하여 재배하는 방식이고, 상기 수경 재배는 뿌리가 배양액 속에 침전된 상태로 재배하는 방식이며, 상기 고형배지경 재배는 고형배지로 작물을 지탱하고 배양액을 여러가지 방법으로 공급하여 재배하는 방식이다.

상기 양액 재배는 복잡한 토양 요인을 배제하고 작물을 재배하므로 다음과 같은 특징이 있다.

(1) 연작 장해에 구애받지 않고 같은 장소에서 같은 작물을 반복해서 재배할 수 있다.

(2) 각종 채소의 청정 재배가 가능하다.

(3) 시비, 관수, 제초 등 작업이 불필요한 관리 작업을 대폭적으로 절감할수록 자동화할 수 있으므로 성력화를 기대할 수 있다.

(4) 생육이 일반적으로 빠르기 때문에 연간 생산량이 증대된다.

(5) 농경지 확보가 어려운 곳이나 토양이 오염되어 작물 재배가 불가능한 곳에서도 재배할 수 있다.

(6) 토양의 완충 능력이 없으므로 양분 농도나 수소이온농도의 영향을 받기 쉽다.

그러나, 종래의 양액 재배에 사용되는 배양액은 식물의 성장에 필요한 여러가지 무기 요소들을 포함하고 있긴 하지만, 이러한 무기 요소들이 이온화된 상태로 용해되어 있지 않으므로 식물 내부로 적절히 흡수되지 못하였다. 그에 따라, 식물의 생장 속도가 느리고 병충해에 쉽게 피해를 입어 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 식물의 생장 속도를 촉진시켜 농작물의 생산성을 향상시키고 병충해 등에 대한 내성을 가진 농작물을 생산하기 위한 수용성 이온칼슘 배양액 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 칼슘의 함유량이 종래의 농작물에 비해 훨등히 높은 농작물을 생산하기 위한 수용성 이온칼슘 배양액 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 배양액에 있어서, 물 1000㏄당 각각 1 내지 5g이 용해된 수용성 이온 칼슘, 게르마늄 및 제올라이트를 포함함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액을 제공한다.

또한, 본 발명은 배양액의 제조 방법에 있어서, 모려를 고순도 탄소가루를 이용하여 초고온 소성한 후 분쇄하여 수용성 이온칼슘을 제조하는 수용성 이온칼슘 제조 과정과; 상기 수용성 이온칼슘을 용해시킬 물을 미리 설정된 양만큼 칭량하여 저장하는 물 칭량 과정과; 상기 물 1000㏄당 1 내지 5g의 수용성 이온칼슘을 혼합하여 용해시키는 수용성 이온칼슘 용해 과정과; 상기 수용성 이온칼슘이 용해된 물에 게르마늄과 제올라이트를 혼합하여 배양액을 형성하는 첨가물 혼합 과정을 포함함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 이온칼슘 배양액의 조성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법을 나타낸 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

M1 : 물 M2 : 수용성 이온칼슘

M3 : 게르마늄 M4 : 제올라이트

M5 : 첨가 무기물

S10 : 수용성 이온칼슘 제조 과정 S20 : 물 칭량 과정

S30 : 수용성 이온칼슘 용해 과정 S40 : 첨가물 혼합 과정

S50 : 전기전도도 조절 과정 S60 : 수소이온농도 조절 과정

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 이온칼슘 배양액의 조성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 이온칼슘 배양액은 물(M1), 수용성 이온칼슘(M2), 게르마늄(M3) 및 제올라이트(M5)를 포함하고, 응용예에 따라 첨가 무기물(M5)을 추가로 포함한다.

상기 수용성 이온칼슘(M2)은 물에 대한 용해율이 98% 이상에 달하는 이온칼슘이다. 상기 수용성 이온칼슘(M2)은 굴껍질인 모려를 초고온 소성하여 분쇄한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수용성 이온칼슘(M2)은 물에 용해율이 높고 식물에 흡수되는 속도가 빨라 식물의 생장 속도를 촉진시키고, 식물 내에 다량 함유되어

상기 게르마늄(M3)은 주기율표 제4B족에 속하는 탄소족 원소로서, 단단한 은황색 반도체형 금속 원소이며, 원자번호는 32이다. 상기 게르마늄(M3)은 본 발명의 배양액 내에 함유되어 식물의 생장 속도를 촉진시키는 역할을 한다. 상기 게르마늄(M3)으로는 중금속 성분이 제거된 것을 사용한다.

상기 제올라이트(M5)는 몰리큘러 시브(Molecular sieve)의 한 종류로서, 정사면체 정점에 4개의 산소가 있고 중심에 Si나 Al이 존재하는 기본 구조에 각 꼭지점에 산소를 공유하고 있어 SiO₄나 AlO₄가 서로 연결되는 방법에 따라 여러 다른 크기와 모양의 동공을 형성하고 있다. 상기 제올라이트(M5)는 본 발명의 배양액 내에 함유되어 식물의 생장 속도를 촉진함과 동시에 식물이 병충해에 강한 내성을 갖도록 하는 역할을 한다.

상기 첨가 무기물(M5)은 본 발명의 배양액 내에 함유되어 식물의 성장을 돕는 무기요소들이다. 상기 첨가 무기물(M5)로는 질산칼륨, 마그네슘, 황 이외에도 붕소, 구리, 아연, 망간, 몰리브덴 등 대상 작물에 적합한 무기 요소를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법은 크게 수용성 이온칼슘 제조 과정(S10), 물 칭량 과정(S20), 수용성 이온칼슘 용해 과정(S30) 및 첨가물 혼합 과정(S40)으로 이루어지고, 응용예에 따라 전기전도도 조절 과정(S50)과 수소이온농도 조절 과정(S60)을 추가로 포함한다.

상기 수용성 이온칼슘 제조 과정(S10)은 모려를 고순도 탄소가루를 이용하여 초고온 소성한 후 분쇄하여 수용성 이온칼슘을 제조하는 과정이다. 상기 수용성 이온칼슘 제조 과정(S10)은 모려를 메틸 알콜에 담가 모려에 함유된 불순물을 제거하는 모려 세척 단계, 불순물이 제거된 모려에서 메틸 알콜을 증발시키는 건조 단계, 전극에 의해 고온 발열된 탄소가루 위에 참나무 숯가루를 적층하여 상기 참나무 숯가루로부터 활성화된 고순도 탄소가루를 얻는 고순도 탄소가루 제조 단계, 전기로 내부 바닥에 코크스를 깔고 그 위에 고순도 탄소가루를 덮은 후 상기 고순도 탄소가루 위에 상기 건조된 모려를 덮는 적층 단계, 상기 전기로 내부를 2500 내지 3000℃에서 20분간 가열하여 상기 모려를 소성시키는 초고온 소성 단계, 상기 전기로의 열 공급을 차단하여 소성된 모려를 냉각시키는 냉각 단계 및 상기 소성된 모려를 돌 혹은 세라믹 재질의 분쇄 수단을 이용하여 분말 상태로 분쇄하는 분쇄 단계를 거쳐 이루어진다.

상기 물 칭량 과정(S20)은 상기 수용성 이온칼슘을 용해시킬 물을 미리 설정된 양만큼 칭량하여 저장하는 과정이다.

상기 수용성 이온칼슘 용해 과정(S30)은 칭량된 물 1000㏄당 1 내지 5g의 수용성 이온칼슘을 혼합하여 용해시키는 과정이다. 상기 수용성 이온칼슘의 혼합량에 따라 배양액의 조성물 레벨 및 수소이온농도가 달라지므로, 대상 작물의 특성에 따라 알맞은 혼합량을 결정한다.

상기 첨가물 혼합 과정(S40)은 상기 수용성 이온칼슘이 용해된 물에 제올라이트를 혼합하여 배양액을 형성하는 과정이다. 상기 첨가물 혼합 과정(S40)에는 중금속 성분이 제거된 게르마늄을 추가로 혼합할 수 있다. 상기 첨가물 혼합 과정(S40)에는 질산칼륨, 마그네슘, 황의 첨가 무기물 중 어느 하나 이상을 추가로 혼합할 수 있다. 상기 첨가 무기물은 배양액 내에 함유되어 농작물의 성장에 필요한 무기 성분으로서 작용한다. 또한, 상기 질산칼륨, 마그네슘, 황 이외에도 붕소, 구리, 아연, 망간, 몰리브덴 등 대상 작물에 적합한 무기 요소를 포함할 수 있다.

상기 전기전도도 조절 과정(S50)은 배양액의 전기전도도를 측정하여 미리 설정된 대상 작물별 적정 전기전도도에 해당하는 값을 가지도록 수용성 이온칼슘의 첨가량을 가감시키는 과정이다. 상기 전기전도도 조절 과정(S50)은 배양액 속에 녹아 있는 조성물의 레벨을 측정하기 위한 과정으로서, 배양액의 전기전도도를 측정하기 위해서는 전도도 팩터 미터(Conductivity Factor Meter)를 사용할 수 있다. 상기 조성물 레벨의 단위는 CF로 나타내며, 65ppm이 1CF이다. 농작물의 종류에 따라 적정 조성물 레벨이 상이하며, 예를 들면 상추는 6 내지 12 CF, 토마토는 22 내지 28 CF에서 가장 잘 자란다.

상기 수소이온농도 조절 과정(S60)은 배양액의 수소이온농도를 측정하여 미리 설정된 대상 작물별 적정 수소이온농도에 해당하는 값을 가지도록 수용성 이온칼슘의 첨가량을 가감시키는 과정이다. 상술한 조성물 레벨과 마찬가지로 농작물의 종류에 따라 적정 수소이온농도가 상이하므로, 대상 농작물에 따라 알맞은 수소이온농도를 가지도록 배양액의 수소이온농도를 조절한다.

한편, 본 발명의 특징에 따라 제조된 수용성 이온칼슘 배양액은 다양한 양액 재배법에 따라 곡류(벼, 보리, 밀 등), 콩류(콩, 완두, 잠두, 콩나물 등), 감자류, 채소(오이, 호박, 가지 등), 과실(토마토, 사과, 배 등) 등 여러가지 종류의 농작물을 재배하는데 이용될 수 있다.

즉, 본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액은 베드 내의 공기중에 매단 식물의 뿌리를 본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액 분무에 젖게 하여 재배하는 분무경 재배법, 본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액을 식물의 뿌리에 분무함과 동시에 뿌리의 일부를 수용성 이온칼슘 배양액에 담가 재배하는 분무수경 재배법, 식물의 뿌리를 본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액 내에 완전히 담궈 재배하는 수경 재배법, 식물의 뿌리를 지지하는 고형 배지 내에 계속적으로 본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액을 공급하여 재배하는 고형배지경 재배법 및 식물이 심어진 논이나 밭에 직접 본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액을 뿌려지는 수액 공급법 등에 활용된다. 하기 <실시예> 및 <표 1>에는 그 중 본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액을 콩나물 수경 재배에 이용한 실시예 및 재배된 콩나물의 성분비를 개시하고 있다.

< 실시예 >

본 발명의 수용성 이온칼슘 배양액 내에 콩을 담궈 12시간동안 침지시키고, 어두운 곳에 설치된 수경 재배판에 옮겨 발아시킨 후 수용성 이온칼슘 배양액을 분무하면서 콩나물을 재배하였다. 이때, 상기 수용성 이온칼슘 배양액은 물 1000cc 당 1g의 수용성 이온칼슘을 용해한 것을 사용하였다. 본 발명의 실시예에 따른 콩나물은 8일 내지 9일 소요되는 종래의 콩나물과는 달리 단 5일만에 수확이 가능한 5 내지 7cm까지 성장하였다. 본 발명의 실시예에 따라 재배된 콩나물의 성분은 하기 <표 1>에 나타나 있으며, 칼슘의 함유량이 50.55 mg/100g(종래 32), 인의 함유량이 251.70 mg/100g(종래 49), 비타민C의 함유량이 124.22 mg/100g(종래 16)로 나타나는 등 종래 콩나물에 비해 월등한 영양 성분 함유 분포를 가지고 있음을 알 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예는 상술한 바와 같이 물 1000cc 당 1g의 수용성 이온칼슘을 용해한 것을 사용하였으나, 수용성 이온칼슘의 양을 늘일 경우 농작물의 칼슘 함유량은 더욱 증가한다.

순번	조성물	단위	함유량
1	칼슘	mg/100g	50.55
2	철	mg/100g	0.66
3	인	mg/100g	251.70
4	비타민A	㎍/100g	13.72
5	비타민C	mg/100g	124.22
6	조지방	%	0.28
7	조단백질	%	7.82
8	탄수화물	%	0.02
9	회분	%	1.01

(시험기관:한국식품연구소, 시험일:2001.08.06)

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 제조된 수용성 이온칼슘 배양액 은 농작물 재배에 이용됨으로써, 식물의 생장 속도를 촉진시켜 농작물의 생산성을 향상시키고 병충해 등에 대한 내성을 가진 농작물을 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 제조된 수용성 이온칼슘 배양액을 이용하여 농작물을 재배할 경우, 칼슘의 함유량이 종래의 농작물에 비해 훨등히 높은 농작물을 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 배양액에 있어서,

   물 1000㏄당 각각 1 내지 5g이 용해된 수용성 이온 칼슘 및 제올라이트를 포함함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수용성 이온칼슘은 모려를 초고온 소성하여 제조된 것을 사용함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 중금속 성분이 제거된 게르마늄을 추가로 혼합함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 물에는 질산칼륨, 마그네슘, 황의 첨가 무기물 중 어느 하나 이상을 추가로 혼합함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액.
5. 배양액의 제조 방법에 있어서,

   모려를 고순도 탄소가루를 이용하여 초고온 소성한 후 분쇄하여 수용성 이온칼슘을 제조하는 수용성 이온칼슘 제조 과정과;

   상기 수용성 이온칼슘을 용해시킬 물을 미리 설정된 양만큼 칭량하여 저장하는 물 칭량 과정과;

   상기 물 1000㏄당 1 내지 5g의 수용성 이온칼슘을 혼합하여 용해시키는 수용성 이온칼슘 용해 과정과;

   상기 수용성 이온칼슘이 용해된 물에 제올라이트를 혼합하여 배양액을 형성하는 첨가물 혼합 과정을 포함함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 첨가물 혼합 과정 후에는 배양액의 전기전도도를 측정하여 미리 설정된 대상 작물별 적정 전기전도도에 해당하는 값을 가지도록 수용성 이온칼슘의 첨가량을 가감시키는 전기전도도 조절 과정을 추가로 수행함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 전기전도도 조절 과정 후에는 배양액의 수소이온농도를 측정하여 미리 설정된 대상 작물별 적정 수소이온농도에 해당하는 값을 가지도록 수용성 이온칼슘의 첨가량을 가감시키는 수소이온농도 조절 과정을 추가로 수행함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법.
8. 제 5항에 있어서,

   상기 첨가물 혼합 과정에는 질산칼륨, 마그네슘, 황의 첨가 무기물 중 어느 하나 이상을 추가로 혼합함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법.
9. 제 5항에 있어서,

   상기 첨가물 혼합 과정에는 중금속 성분이 제거된 게르마늄을 추가로 혼합함을 특징으로 하는 수용성 이온칼슘 배양액의 제조 방법.