KR20030043874A

KR20030043874A - 천연광물과 미생물을 이용한 수도용 유기복합비료 및제조방법

Info

Publication number: KR20030043874A
Application number: KR1020030029544A
Authority: KR
Inventors: 박태헌
Original assignee: 박태헌
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2003-06-02

Abstract

본 발명은 수종의 유박혼합물로 이루어진 유기질비료에 천연광물인 랑베나이트, 규산질광회 및 아미노산 발효 부산액에 고체배양한 토양미생물을 첨가하여 벼의 품질을 향상시킬 수 있는 친환경적 수도용 유기복합비료 및 그 제조법에 관한 것으로 화학비료의 사용절감과 아울러 고품질의 쌀을 수확하여 환경오염방지는 물론 농가소득을 증대시키고자 한다.

Description

천연광물과 미생물을 이용한 수도용 유기복합비료 및 제조방법{Rice-organic composite fertilizer using natural mineral, microorganism and its manufacturing process}

본 발명은 수종의 유박혼합물로 이루어진 유기질비료에 천연광물인 랑베나이트, 규산질광회 및 아미노산 발효 부산액에 토양에 유용한 미생물을 배양 및 첨가하여 친환경적 수도용 유기질비료와 그 제조법에 관한 것이다.

종래의 기술로 제조되는 유기질비료는, 벼 생육에 다량 필요한 필수 양분(질소, 인산, 칼리, 규산, 마그네슘, 유황, 칼슘 등)이 저함량이기 때문에 화학비료로 그 부족 양분을 보충해 주어야 하고, 탄질율이 30 이상의 유기물을 사용하는 유기질비료(부산물퇴비)의 경우는 유기질의 함량과 필수 양분이 대단히 부족할 뿐만 아니라, 부숙과정에서 생성된 질산염과 여러 가지 불용성염이 다량 함유되어 토양에 염류집적을 유발할 수 있는 문제점을 갖고 있다.

따라서 본 발명은 벼가 다른 작물에 비하여 규산, 마그네슘 성분이 많이 함유된 비료가 요구될 뿐만 아니라, 벼의 이앙시에는 속효성 질소 성분이 함유된 비료가 요구되는 특성을 고려하여 벼 생육에 필요한 규산 및 속효성 질소 성분을 천연광물과 유기성자재를 이용 및 첨가하여 벼의 생육에 효과적인 수도전용 유기질비료를 제공하여 작물의 생육안정과 수량 및 품질증가와 더불어 건전한 토양환경을 보전하고자 하며, 토양미생물을 첨가하여 토양생태계에 빠르게 우점되게 함으로써, 시비된 유기물을 단기간 내에 농작물이 쉽게 흡수할 수 있는 영양성분으로 분해시켜 작물의 생육을 촉진하고 품질을 향상시킬 수 있는 친환경적 수도용 유기복합비료를 개발하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수도용 유기질비료의 제조공정도를 나타낸 것이다.

본 발명은 수종의 유박을 혼합하여 제조한 유기질혼합물에 랑베나이트와 규산질광회에 아미노산 발효부산액을 코팅한 후 건조하여 제조한 코팅광회 및 고체배양 미생물을 혼합하여 수도전용 유기질혼합조성물을 제조한 후 펠렛기에 넣고 펠렛 제형물로 성형하는 방법에 관한 것이며 사용된 원료와 특성은 다음과 같다.

유박은 식물체의 종실에서 기름만을 추출해내고 남은 잔류물질로서, 필수영양분과 미량원소가 골고루 함유되어 있으며 질소, 인산, 칼리의 함유량과 탄질율은 표 1과 같다.

[표 1] 유박의 질소, 인산, 칼리의 함유량과 탄질율

랑베나이트는 천연광물로서 이 광물에는 작물에 필요한 유황, 고토, 칼리 등의 필수 양분이 다량 균형 있게 함유되어 있다. 랑베나이트는 황산염(K₂SO₄·MgSO₄)의 일종이기는 하지만 토양을 산성화하지 않는다. 랑베나이트는 토양 특성에 맞게 입도를 조절하여 시비하면 완전 수용성인데도 불구하고 완효성을 나타내어 토양 속에서 용탈이 잘 일어나지 않는다. 또한 랑베나이트는 염소(Cl)의 함량이 염화칼리(KCl) 비료의 2.5％ 정도로 아주 낮기 때문에 염소를 기피하는 작물에도 무리 없이 칼리 성분을 공급한다. 이 밖에도 랑베나이트는 함유된 칼리(K₂O) 성분이 토양 속에서 토양미생물의 작용에 의하여 장기간에 걸쳐 완효성으로 서서히 분해되기 때문에 유실과 용탈이 적고 비효가 높다. 이와는 대조적으로 종래의 유기질비료에 함유된 칼리는 질소, 인산에 비하여 소량이고 수용성이기 때문에 유실과 용탈되는 양이 많아 비효가 낮으며 천연광물 랑베나이트의 양분함유량은 유황 22.0％(SO₄로는 67％), 고토(MgO)18.5％, 칼리(K₂O)22.0％이다.

규산질광회는 금속제련시 나오는 슬러그(furnace slug)덩어리인 부산물을 분쇄한 분말이며, 아미노산 부산 발효액은 당밀을 발효하여 아미노산을 추출하고 난잔류물인 액상부산물이며 이들의 함유성분은 표 2, 3과 같다.

[표 2] 규산질광회의 화학적 특성(단위 : ％)

[표 3] 아미노산 부산 발효액의 함유성분(단위 : ％)

이들 원료의 혼합 및 제품성형에 의한 수도용 유기복합비료를 제조하는 발명의 상세한 설명은 다음과 같다.

(1) 코팅광회를 제조하는 공정

규산질광회 50중량％와 수분함량이 55％ 이하인 아미노산 발효 부산액 50중량％를 건조기에 넣고 혼합, 건조하여 수분함량이 15％이하가 되게 코팅광회를 제조한다.

＜실시예 1＞

규산질광회 500kg과 수분함량이 55％ 이하인 아미노산 발효 부산액 500kg을 건조기에 넣고 혼합, 건조하여 수분함량이 15％이하가 되게 코팅광회를 1,000kg을 제조한다.

[표 4] 실시예에 따른 코팅광회의 화학적 특성(단위 : ％)

(2) 수도용 유기질혼합조성물을 제조하는 공정

수분함량이 15％이하인 피마자유박 35∼40중량％, 대두유박 15∼20중량％, 미강유박 10∼15중량％, 채종유박 35∼35중량％ 중 2종 이상을 취한 유박혼합물을 제조한 후 이 혼합물질 65∼75중량％에 수분함량이 15％이하인 코팅광회 10∼20중량％와 랑베나이트 5∼15중량％를 혼합기에 넣고 균일하게 혼합하여 수도용 유기질혼합조성물을 제조한다.

＜실시예 2＞

피마자유박 350kg, 대두유박 150kg, 미강유박 150kg 및 채종유박 350kg을 균일하게 혼합하여 유박혼합조성물 1,000kg을 제조한다.

＜실시예 3＞

피마자유박 400kg, 대두유박 200kg, 미강유박 100kg 및 채종유박 300kg을 균일하게 혼합하여 유박혼합조성물 1,000kg을 제조한다.

＜실시예 4＞

피마자유박 370kg, 대두유박 180kg, 미강유박 130kg 및 채종유박 320kg을 균일하게 혼합하여 유박혼합조성물 1,000kg을 제조한다.

[표 5] 실시예에 따른 유박혼합조성물의 성분함량(단위 : ％)

＜실시예 5＞

실시예 2의 유박혼합물 650kg에 코팅광회 200kg, 랑베나이트 150kg을 첨가하여 균일하게 혼합하여 유기질혼합조성물 1,000kg을 제조한다.

＜실시예 6＞

실시예 3의 유박혼합물 700kg에 코팅광회 200kg, 랑베나이트 100kg을 첨가하여 균일하게 혼합하여 유기질혼합조성물 1,000kg을 제조한다.

＜실시예 7＞

실시예 4의 유박혼합물 750kg에 코팅광회 150kg, 랑베나이트 100kg을 첨가하여 균일하게 혼합하여 유기질혼합조성물 1,000kg을 제조한다.

[표 6] 실시예에 따른 유기질혼합조성물의 성분함량(단위 : ％)

이상의 실시예에서 제조한 유기질혼합조성물의 질소, 인산, 칼리 및 규산 함량 외에 기타미량원소의 함량을 보면 표 7과 같다.

[표 7] 실시예에 따른 유기질혼합조성물의 기타성분함량(단위 :％)

표 6, 7에서 보는바와 같이 구성하고 있는 각성분별 조성비는 질소 3.9, 인산 2.0, 칼리 2.0, 유황1.2, 고토1.4, 칼슘 0.4％외에 식물필수원소이며, 환원효소의 cofactor, 산소이동, 헴단백질, 광합성의 물반응관여 및 N₂고정과 NO₃ ^-환원에 관여하는 붕소 0.16, 구리 0.0022, 철 0.073, 망간 0.015 및 아연 0.007％를 천연적으로 함유하고 있어 작물의 생육에 대량원소 외에 미량요소를 공급하여 생육과 수량을 증대시킨다. 또한 규산이 7％ 함유되어 수도의 표피세포의 표면에 침착되어 규화세포를 만들고 큐티큘라, 실리카 2중층으로 되고 조직을 강화함과 동시에 도열병 등 사상균이나 명충 등의 해충의 침입을 억제하거나 질소의 과잉흡수를 억제한다. 또 토양중의 고정인산의 이용에 역할을 하며 수광태세도 좋게 하고 뿌리의 산화력을 증대하여 수도의 생육과 수량을 증대시키며 도복, 도열병, 뿌리썩음 등의 상습발생지대 등에서는 규산의 효과가 높은 것으로 알려져 있다.

(3) 토양미생물의 배양 및 첨가공정

(가) 사용 토양미생물과 그 기능

본 발명에 사용된 미생물들은 광합성세균, 효모, 방선균, 질소고정균이며 광합성세균은 농작물 잎의 뒷면과 땅속 20cm 깊이까지 고르게 서식하며 밝기 50lux 정도의 희미한 빛을 가지고도 이산화탄소(CO₂)를 기질(먹이)로 하여 광합성 작용을하여 토양에 유기 탄소를 합성한다. 이 유기 탄소는 농작물에 영양소로 공급된다. 광합성 세균은 질소 고정 균류인 아조토박터와 공생하여 공기 중의 질소를 유기질소로 고정하여 공급하는 능력이 우수하다.

효모균은 쌀겨 및 식물 잔사와 같은 유기물의 분해능력이 뛰어나며 농작물의 뿌리에서 나오는 분비물, 광합성 세균이 만들어내는 아미노산과 당류, 토양 속의 유기물을 먹이로 하여 농작물 성장에 필수적인 아미노산, 비타민 등을 합성한다. 유산 생성 세균은 토양 유기물을 분해하고 단백질 분해 효소, 섬유소 분해 효소, 탄수화물 분해 효소, 비타민, 아미노산, 생장 조정 호르몬, 핵산 등을 생산, 공급하여 농작물의 체질 약화를 방지한다.

방선균은 병원성 곰팡이의 천적 토양미생물로서 광합성 세균이 합성하는 아미노산 등을 받아서 유해 곰팡이와 세균류에 필요한 키틴질을 선취하여 유해한 토양미생물의 증식을 억제하는 반면, 유익한 토양미생물의 증식에 좋은 토양 환경을 만드는 역할을 한다.

질소 고정 세균은 대기 중의 질소를 고정하여 농작물이 이용할 수 있는 유기물로 합성하는 능력을 가지고 있다.

(나) 토양미생물을 배양, 첨가하는 공정

광합성세균, 효모균, 유산균, 중온성방선균, 질소고정세균을 각각 1차 액상배양 한 후 탈지강(50∼60중량％), 제오라이트(5∼15중량％), 대두박(15∼25중량％), 밀기울(20∼30중량％), 어분(5∼15중량％)을 혼합하여 액상배양미생물(0.1∼1.0중량％)와 수분(45∼55중량％)을 첨가하여 고체배양을 20∼30일간 실시하며 수도용 유기질 혼합조성물 80∼90중량％에 고체배양한 토양미생물 10∼20중량％를 첨가하여 균일하게 혼합한다.

＜실시예 8＞

탈지강 500kg, 제오라이트 50kg, 대두박 200kg, 밀기울 200kg과 어분 50kg을 균일하게 혼합한 후 액상으로 배양한 광합성 세균, 효모균, 유산균, 중온성 방선균, 질소 고정 세균을 각각 5리터와 물 480리터를 혼합하여 20일간 배양하였다.

＜실시예 9＞

탈지강 550kg, 제오라이트 50kg, 대두박 100kg, 밀기울 250kg과 어분 50kg을 균일하게 혼합한 후 액상으로 배양한 광합성 세균, 효모균, 유산균, 중온성 방선균, 질소 고정 세균을 각각 1리터와 물 500리터를 혼합하여 25일간 배양하였다.

＜실시예 10＞

실시예 5의 유기질혼합조성물 800kg에 실시예 8의 고체배양 미생물 200kg을 균일하게 혼합하여 수도용 유기복합비료 1,000kg을 제조한다.

＜실시예 11＞

실시예 6의 유기질혼합조성물 900kg에 실시예 8의 고체배양 미생물 100kg을 균일하게 혼합하여 수도용 유기복합비료 1,000kg을 제조한다.

＜실시예 12＞

실시예 7의 유기질혼합조성물 850kg에 실시예 9의 고체배양 미생물 150kg을 균일하게 혼합하여 수도용 유기복합비료 1,000kg을 제조한다.

(4) 펠렛(pellet)의 제조공정

상기 수도용 유기복합비료를 별 모양의 노즐을 장착시킨 펠렛기에 수도용 유기질비료 조성물을 넣고 원료에 함유된 소량의 유분(油粉)과 전분을 응집제로 활용하고 약 80℃의 온도에서 가압하여 단면지름 10mm, 펠렛길이 15mm의 펠렛으로 만들거나 평균 크기가 3mm되는 과립 모양으로 만들어 냉각시킨다.

＜실시예 13＞

실시예 10의 유기복합비료를 펠렛기에 넣고 약 80℃의 온도에서 가압하여 단면지름 10mm, 펠렛길이 15mm의 펠렛으로 만들거나 평균 크기가 3mm되는 과립 모양으로 만들어 냉각시킨다.

＜실시예 14＞

실시예 11의 유기복합비료를 펠렛기에 넣고 약 80℃의 온도에서 가압하여 단면지름 10mm, 펠렛길이 15mm의 펠렛으로 만들거나 평균 크기가 3mm되는 과립 모양으로 만들어 냉각시킨다.

＜실시예 15＞

실시예 12의 유기복합비료를 펠렛기에 넣고 약 80℃의 온도에서 가압하여 단면지름 10mm, 펠렛길이 15mm의 펠렛으로 만들거나 평균 크기가 3mm되는 과립 모양으로 만들어 냉각시킨다.

[표 9] 실시예에 따른 수도용 유기복합비료의 성분함량(단위 : ％)

이상의 결과로부터 피마자유박 35∼40중량％, 대두유박 15∼20중량％, 미강유박 10∼15중량％, 채종유박 30∼35중량％를 균일하게 혼합한 유박혼합물 50∼65중량％와 코팅광회 20∼25중량％ 및 랑베나이트 5∼10중량％를 혼합한 유기질혼합조성물 80∼90중량％에 고체배양미생물 10∼20중량％를 균일하게 혼합하여 질소, 인산, 칼리, 규산의 함량이 4.1-2.0-2.0-7.0％인 수도용 유기복합비료를 제조할 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 오염되지 않은 천연 물질만을 원료로 하여 친환경적인 고품질의 유기질비료를 제공함으로써, 농산물 시장의 전면 개방에 대비하여 작물의 생산성과 경쟁력을 제고할 수 있는 방안의 하나를 제시하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 작물의 품질을 고급화하는 효과가 있고, 화학비료의 사용을 피하고 한번의 시비로 생력화를 돕는 효과가 있고, 병충해 발생을 감소시켜 농약 사용량과 방제 횟수를 줄여줌으로써 생산비를 절감시켜 농가소득증대와 환경을 보전할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

피마자유박 35∼40중량％, 대두유박 15∼20중량％, 미강유박 10∼15중량％, 채종유박 30∼35중량％를 균일하게 혼합한 유박혼합물 65∼75중량％와 코팅광회 10∼20중량％ 및 랑베나이트 5∼15중량％를 혼합한 유기질복합조성물 80∼90중량％에 고체배양미생물 10∼20중량％를 균일하게 혼합하는 것을 특징으로 하는 수도용 유기복합비료.
제 1항의 코팅광회가 규산질광회 50중량％와 수분함량이 55중량％ 이하인 아미노산 발효 부산액 50중량％를 건조기에 넣고 혼합, 건조하여 수분함량이 15중량％ 이하인 것.
제 1항의 토양미생물이 탈지강(50∼60중량％), 제오라이트(5∼15중량％), 대두박(15∼25중량％), 밀기울(20∼30중량％), 어분(5∼15중량％)을 혼합후 배양한 것을 특징으로 하는 고체배양 미생물