KR20030092799A

KR20030092799A - 추비용 인산비료조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20030092799A
Application number: KR1020020030627A
Authority: KR
Inventors: 박대전
Original assignee: 박대전
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-12-06
Also published as: KR100482410B1

Abstract

본 발명은 기비조성물에서 쉽게 불용화되어 시비효과가 급격히 감소되고, 추비가 불가능한 것으로 알려진 인산의 추비가 가능하도록 하는 효과를 나타낼 수 있도록 한 추비용 인산비료조성물에 관한 것으로서, 육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 자연상태로 채취한 흙에서 자생하는 미생물에 의해 발효시켜 수득된 발효액 0.001 내지 0.003중량%, 인산화합물 35 내지 55중량%, 칼리화합물 15 내지 35중량% 및 잔량으로서 소량(7% 미만)의 물을 포함하는 유기물들을 혼합하여 이를 50 내지 70℃에서 20 내지 30시간 동안 발효시킨 발효물을 포함하여 이루어진다.

Description

추비용 인산비료조성물 및 그 제조방법 {Phosphoric acid fertilizer for supplementing phosphoric acid and manufacturing method thereof}

본 발명은 추비용 인산비료조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 기비조성물에서 쉽게 불용화되어 시비효과가 급격히 감소되고, 추비가 불가능한 것으로 알려진 인산의 추비가 가능하도록 하는 효과를 나타낼 수 있도록 한 추비용 인산비료조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

작물이 정상적인 생육을 하기 위해서는 탄소(C), 수소(H), 산소(N), 질소(N), 인산(P), 칼리(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 유황(S), 철(Fe), 망간(Mn), 동(Cu), 아연(Zn), 붕소(B), 몰리브덴(Mo), 염소(Cl)등 16가지의 영양소가 필요한 것으로 알려져 있다. 이들 16가지 영양소 중 탄소, 수소 및 산소는 공기 또는 물에서 자연적으로 공급되고 있으며, 이들을 제외한 나머지 원소는 토양의 모암에서 직접 또는 간접으로 얻을 수 있으며, 이들을 필수 광물원소라고도 한다. 이들 중에서 질소, 인산, 칼리, 석회, 마그네슘, 유황 등 6개 원소는 식물체가 많은 양을 필요로 한다고 하여 다량원소 또는 대량원소라고 하며, 철, 망간, 붕소, 아연, 몰리브덴, 동 등은 식물영양에 매우 적은 양으로 요구되므로 이들을 미량요소라 한다. 이 미량요소와 다량요소는 양적으로 큰 차이는 있으나, 질적으로는 하등의 차이가 없으며 똑같이 식물 생육에 필수적으로 중요하다. 이는 독일의 과학자 리비히나 울프 등에 의해서 알려진 식물생산에 관한 법칙으로 이미 밝혀져 있다. 리비히는 "식물의 생산량은 가장 부족되는 무기성분의 양에 의하여 지배된다"고 하였으며, 울프는 "어떤 성분을 최소량으로 사용함으로써 기대되는 생산량을 얻기 위해서는 다른 성분을 충분히 주어야 한다"고 하였는데, 전자를 최소양분율이라고 하며, 후자를 울프의 법칙이라 한다.

여기서 알 수 있는 것은 우리가 작물을 재배함에 있어서 어떤 특정 성분만을 아무리 많이 사용했다 하더라도 양분의 균형이 이루어지지 않으면 우리가 목적하는 생산량은 결코 수확하기 어렵게 되는 것이다. 그러므로 항상 균형시비를 염두에 두고 작물에 필요한 필수 영양분의 과부족이 생기지 않도록 시비관리를 해야 할 것이다.

그러나, 지금까지의 농법은 초기 기비(작물의 파종 전 토양에 직접 매립하는 등의 방법으로 시비하는 방법)에 의해 작물의 생육기간 동안 기비에 의하여 질소, 인산, 칼리 등 작물의 생장에 필수적으로 요구되는 주요 성분들을 공급토록 하고 있다. 그러나, 질소와 칼리과는 달리 인산은 토양과 온도, 습도 등에 따라 달라질 수는 있으나, 잔류효능이 대략 15 내지 30일 정도에 불과하고, 그 이후에는 불용화되어 실제 작물의 생육에 도움이 되지 못하고 있다. 이는 인산의 특성상 토양과의 관계, 또한 식물의 흡수능력이 질소나 칼리와 다른 점으로서, 토양 위에 추비로 하여도 쉽게 뿌리에 도달하기 전에 토양에 고정되어 불용성으로 변화하여 토양의 산성화를 촉진시킬 뿐 식물의 성장에 충분히 도움이 되지 못하며, 따라서 기비시에 공급한 이후에는 달리 추비할 방법도 충분치 못하였다. 그러므로, 식물 성장과정에서는 이미 토양에서 불용성으로 변화된 인산의 흡수가 곤란하여 생육의 밸런스(balance)가 맞지 않아 성장의 웃자람, 도복, 결실의 불량, 낙과, 기형과, 열과 등 충분한 생육이 이루어지지 않으며, 많은 병충해에 저항력이 약하여 다농약 재배의 농산물을 만드는 주원인 중의 하나가 바로 인산의 부족현상에 기인하는 것이다. 주로, 속효성인 수용성 인산은 토양 표면 위에 그대로 사용하였을 때에는 토양 속의 철분 등과 만나 뿌리에서 흡수되기도 전에 토양에 고정화되어 불용성으로 변화하면서 토양의 산성화를 초래하고, 또한 구용성 인산은 토양의 표면에서 분해되지 못하므로 뿌리까지 도달하지 못하여 흡수가 불가능하므로 이러한 종래의 인산의 추비는 실질적으로 작물의 생육에 있어서 충분한 시비효과를 기대할 수 없었다는 문제점이 있었다.

따라서, 기비에 의해서는 작물의 생육기간 동안 충분히 유효하게 인산을 공급하지 못한다는 단점이 있었으며, 이는 작물에 충분한 인산의 시비효과를 줄 수 없다는 문제점으로 되었으며, 이를 해결하기 위해서는 별도로 인산을 추비(작물의 생육 동안 토양에 다시 시비하는 방법)하여야만 하였으며, 이는 노동력과 비용 등의 면에서 바람직하지 못하다는 단점으로 지적되어 왔으나, 뚜렷한 해결방법이 없었다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 기비조성물에서 쉽게 불용화되어 시비효과가 급격히 감소되고, 추비가 불가능한 것으로 알려진 인산의 추비가 가능하도록 하는 효과를 나타내는 추비용 인산비료조성물과 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 추비용 인산비료조성물은, 육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 자연상태로 채취한 흙에서 자생하는 미생물에 의해 발효시켜 수득된 발효액 0.001 내지 0.003중량%, 인산화합물 35 내지 55중량%, 칼리화합물 15 내지 35중량% 및 잔량으로서 소량(7% 미만)의 물을 포함하는 유기물들을 혼합하여 이를 50 내지 70℃에서 20 내지 30시간 동안 발효시킨 발효물을 포함하여 이루어진다.

상기에서 유기물은 육골분, 미강, 어분 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것이 될 수 있다.

본 발명에 따른 추비용 인산비료조성물의 제조방법은, (1) 육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 자연상태로 채취한 흙에서 자생하는 미생물에 의해 발효시킨 후, 압착하여 발효액을 수득하는 제1발효단계; (2) 상기 제1발효단계에서 수득된 발효물을 압착하여 수득한 발효액 0.001 내지 0.003중량%, 인산화합물 35 내지 55중량%, 칼리화합물 15 내지 35중량% 및 잔량으로서 소량(7% 미만)의 물을 포함하는 유기물들을 혼합하여 이를 50 내지 70℃에서 20 내지 30시간 동안 발효시키는 제2발효단계; 및 (3) 상기 제2발효단계에서 수득된 발효물을 건조 및 포장하는 후처리단계;들을 포함하여 이루어진다.

상기 제1발효단계는 60 내지 70℃의 온도에서 12 내지 36시간 동안 가온발효시킬 수 있다.

또한, 상기 제1발효단계는 실온에서 60 내지 90시간 동안 상온발효시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 추비용 인산비료조성물은, 육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 자연상태로 채취한 흙에서 자생하는 미생물에 의해 발효시켜 수득된 발효액 0.001 내지 0.003중량%, 인산화합물 35 내지 55중량%, 칼리화합물 15 내지 35중량% 및 잔량으로서 소량(7% 미만)의 물을 포함하는 유기물들을 혼합하여 이를 50 내지 70℃에서 20 내지 30시간 동안 발효시킨 발효물을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서 발효액은 통상의 흙속에서 자생하는 미생물을 사용하여 육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 발효시켜서 수득되는 것으로서, 본 발명을 구체적으로 설명하는 실시예에서는 대한민국 내 태안반도의 갯벌에서 채취한 흙 중에 자생하는 미생물과 대한민국 내 대구광역시 가야산 중턱에서 채취한 부엽토 중에 자생하는 미생물을 사용하였다. 미생물의 사용방법은 특별히 미생물을 스크리닝하지 아니하고, 직접 미생물이 자생하는 흙을 상기 발효원료와 혼합하거나 발효원료가 들어 있는 나무상자를 일반적인 백지로 덮은 상태에서부엽토 중에 매립하여 발효시키는 방법으로 미생물을 직접 발효원료의 발효에 이용하였다.

상기 발효액은 원래 토양 중에 존재하는 미생물에 의해 발효된 것으로서, 그 안에는 대량의 호기성 및 혐기성의 발효균들이 존재하고 있으며, 이들 호기성 및 혐기성 발효균들이 인산화합물과 칼리화합물들을 분해시켜 작물이 흡수하기 용이한 저분자 상태로 변환시키고, 특히 시비 후, 토양 속의 수분 등에 의해 시간의 경과에 따라 불용화된 인산화합물을 분해시켜 생육 중인 작물이 용이하게 흡수할 수 있도록 한다. 본 발명에서는 상기 발효균들을 스크리닝 및 동정하지 않았으며, 일반적으로 대한민국 내 토양 중에 자생하는 미생물들을 그대로 발효에 이용한 것으로서, 상기한 발효균들을 균학적으로 분리하여 사용한 것은 아니다.

상기 발효액이 0.001중량% 미만으로 포함되는 경우, 특히 발효액에 의한 불용화된 인산의 분해에 의한 완효성이 너무 작아져서 충분한 인산의 시비효가 나타나지 않는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 0.003중량%를 초과하는 것은 특히 인산의 완효성에 있어서 격별한 효과상의 차이 없이 발효액을 낭비하는 것에 지나지 않는다.

상기에서 인산화합물은 생육 중인 작물에 인산을 공급하기 위한 화합물로서, 통상의 복합비료 등에서 인산시비성분으로 포함되는 것과 동일 또는 유사한 것으로서, 당업자에게는 극히 용이하게 이해될 수 있음은 물론 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다. 상기 인산화합물이 35중량% 미만으로 포함되는 경우, 인산화합물의 함량부족으로, 대량원소로서의 인산의 부족으로 생육저해가 일어나는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 55중량%를 초과하는 것은 다른 대량원소의 하나인 칼리화합물의 상대적인 부족을 초래하여 역시 생육저해가 일어나는 문제점이 있을 수 있다.

상기 칼리화합물 역시 생육 중인 작물에 칼리를 공급하기 위한 화합물로서, 통상의 복합비료 등에서 칼리시비성분으로 포함되는 것과 동일 또는 유사한 것으로서, 당업자에게는 극히 용이하게 이해될 수 있음은 물론 상용적으로 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것으로 이해될 수 있다. 상기 칼리화합물이 15중량% 미만으로 포함되는 경우, 칼리화합물의 함량부족으로, 대량원소로서의 칼리의 부족으로 생육저해가 일어나는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 35중량%를 초과하는 것은 다른 대량원소의 하나인 인산화합물의 상대적인 부족을 초래하여 역시 생육저해가 일어나는 문제점이 있을 수 있다.

상기에서 유기물은 육골분, 미강, 어분 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것이 될 수 있다. 그러나, 상기 유기물들은 상기한 바의 육골분, 미강 또는 어분들에만 제한되는 것은 아니며, 통상의 농축수산물 가공공정 등에서 수득되는 부산물들을 사용할 수 있음은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 것이다. 상기 유기물은 또한 상기한 발효액에 의해 분해되어 작물에 영양분으로 공급되며, 토양을 비옥하게 하는 기능을 한다. 상기 유기물은 잔량으로서 소량(7% 미만)의 물을 포함한다. 상기 유기물의 함량이 부족하게 되면 역시 토양의 비옥화 등이나, 기타 유기성분의 부족이 일어나는 문제점이 있을 수 있다. 상기 유기물 중에 포함되는 물은 통상의 건조물을 사용하는 경우에도 미량으로 자연적으로 포함되거나 또는 필요에 따라 약간의 수분을 첨가하는 정도에 불과한 것으로서, 통상의 비료 제조 등에서 허용되는 정도의 수분함량으로 이해될 수 있다.

상기 제1발효단계에서는 흙속에 자생하는 미생물을 이용하기 위하여 이 미생물을 확대배양하고, 이를 통상의 인산화합물 및 칼리화합물들과 함께 재차 발효시킬 수 있도록 하는 초기발효단계이다. 상기 제1발효단계에서 사용되는 미생물은 별도로 스크리닝 및 동정하지 아니하고, 직접 또는 간접적으로 발효원료와 혼합 또는 접촉시켜 발효원료가 발효되면서 미생물이 확대배양되도록 하며, 이를 별도로 스크리닝이나 동정하지 아니하고, 그대로 호기성 및 혐기성의 발효균들이 상기 인산화합물 및 칼리화합물들과 함께 혼합하여 재차 발효시키는 방법으로 사용한다.

상기 제2발효단계에서는 상기 제1발효단계에서 수득되는 발효액을 사용하여 별도로 스크리닝 및 동정하지 아니하고, 통상의 인산화합물 및 칼리화합물들과 함께 재차 발효시켜 발효된 비료를 수득하는 단계이다. 이러한 자연적인 발효방법은 종래부터 널리 알려진 전통적인 퇴비의 제조, 메주의 제조 및 김치 등과 같은 발효식품의 제조에서와 같이 자연적으로 수득되는 미생물을 그대로 이용하는 발효원리를 그대로 이용하는 것으로서, 당업자라면 상기한 바와 같은 상세한 설명에 기초하여 그대로 실시하여 본 발명에서 기술하는 소정의 추비용 인산비료조성물을 제조할 수 있음은 당연히 이해될 수 있는 것이다.

상기 제1발효단계는 60 내지 70℃의 온도에서 12 내지 36시간 동안 가온발효시킬 수 있다. 가온발효는 미생물의 증식을 촉진시키기 위하여 발효혼합물을 가온시켜 발효를 촉진시키는 것으로 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있다. 가온발효에서 60℃ 미만으로 가온되는 경우, 발효촉진이 불충분하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 70℃를 초과하는 것은 오히려 미생물의 가열에 의한 불활성화에 의해 역시 발효촉진이 불충분하게 되는 문제점이 있을 수 있다.

또한, 상기 제1발효단계는 실온에서 60 내지 90시간 동안 상온발효시킬 수 있다. 상온발효 역시 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있다. 상온발효에서 60시간 미만으로 발효되는 경우, 발효촉진이 불충분하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 90시간을 초과하는 것은 산패 등이 일어나는 문제점이 있을 수 있다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.

이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.

실시예 1

육골분 또는 어분 등의 단백질 40kg, 설탕 15kg, 전분 40kg 및 대한민국 내 태안반도의 갯벌에서 채취한 흙 5kg을 혼합하고, 여기에 물 60kg을 가한 후, 이를 65℃에서 24시간 발효시켰다. 24시간 후, 이를 압착하여 제1발효원액(B12)을 수득하였다. 또한, 상기와는 별도로 육골분 또는 어분 등의 단백질 40kg, 설탕 15kg, 전분 40kg을 혼합하여 뚜껑이 없는 육면체형의 목재상자 내에 투입하고, 뚜껑 대신에 통상의 백지로 덮은 후, 대한민국 내 대구광역시 가야산 중턱에서 채취한 부엽토 중에 매립한 채, 72시간 동안 방치하여 발효시켰다. 72시간 후, 목재상자를 회수하여 그 내용물을 용기에 담고, 상기 내용물이 들어있는 용기에 상기 내용물의 1.5배에 해당하는 물을 가하여 슬러리 상태로 만든 후, 이를 압착하여 제2발효원액(L2000)을 수득하였다.

상기 제1발효원액과 제2발효원액을 2000 : 1의 비율로 혼합한 발효액 0.4g, 인산화합물 10kg, 칼리화합물 4kg, 골분과 미강 및 어분을 1 : 1 : 1의 비율로 혼합한 유기물 4.8kg 및 그에 포함된 수분이 잔량으로 포함된 혼합물을 만들고, 이를 65℃에서 24시간 동안 다시 발효시켜 발효된 상태로 수득되는 발효물을 제조하여 본 발명에 따른 추비용 인산비료조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 발효액 0.4g, 인산화합물 8kg, 칼리화합물 6kg, 골분과 미강 및 어분을 1 : 1 : 1의 비율로 혼합한 유기물 4.8kg 및 그에 포함된 수분이 잔량으로 포함된 혼합물로 발효시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 본 발명에 따른 추비용 인산비료조성물을 제조하였다.

비교예

출원일 현재 대한민국 내에서 상용적으로 시판되는 복합비료로서 삼경화학의 상품명 풀그론을 대조군으로 사용하였다. 풀그론은 수용성인산 30%, 수용성가리 20%,

수용성붕소 0.05%, 수용성 고토 2%를 보증성분으로 포함하고 있다.

실험예

상기 실시예 1 및 2와 비교예들을 기비로 사용하여 고추의 파종 전에 토양 중에 매립하여 기비로 사용하였다. 추비는 전혀 하지 않고, 실시예 1과 실시예 2 및 비교예들이 기비된 고추재배지에서 자연적으로 재배하면서 필요에 따라 급수만 하면서 통상의 방법대로 생육시켰다. 생육 후, 수확기에서 주당 고추의 결실수와 기형결실 고추의 수를 1,000주의 평균으로 비교한 결과, 결실수에 있어서는 비교예에 대하여 본 발명에 따른 실시예 1이 약 32%, 실시예 2가 약 34% 정도 더 결실율이 높음을 확인하였으며, 비교예에 대하여 기형결실 고추의 수도 약 70% 이상 감소하는 것으로 나타났다.

특히 실시예 1의 추비용 인산비료조성물은 봄, 가을 등 저온시기의 추비에 효과적이며, 실시예 2의 추비용 인산비료조성물은 여름과 같은 고온시기의 추비에 효과적임을 역시 통상의 고추의 재배실험에서 확인하였다.

상기한 실시예들을 종합한 결과, 본 발명에 따른 추비용 인산비료조성물은 토양 중에서 불용화되어 시비효과가 현저히 저하되는 인산의 시비효과를 극대화시켜, 생육 중인 작물에 충분히 공급되도록 하므로써 작물의 재배 및 결실율 등이 매우 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 의하면 인산의 시비효과를 극대화시킬 수 있는 추비용 인산비료조성물을 제공하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 자연상태로 채취한 흙에서 자생하는 미생물에 의해 발효시켜 수득된 발효액 0.001 내지 0.003중량%, 인산화합물 35 내지 55중량%, 칼리화합물 15 내지 35중량% 및 잔량으로서 소량(7% 미만)의 물을 포함하는 유기물들을 혼합하여 이를 50 내지 70℃에서 20 내지 30시간 동안 발효시킨 발효물을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 추비용 인산비료조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 유기물이 육골분, 미강, 어분 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 상기 추비용 인산비료조성물.
통상의 발효비료의 제조에 있어서,

(1) 육골분 또는 어분 등의 단백질 30 내지 50중량%와 설탕10 내지 20중량% 및 잔량으로서 녹말을 포함하는 발효원료를 자연상태로 채취한 흙에서 자생하는 미생물에 의해 발효시킨 후, 압착하여 발효액을 수득하는 제1발효단계;

(2) 상기 제1발효단계에서 수득된 발효물을 압착하여 수득한 발효액 0.001 내지 0.003중량%, 인산화합물 35 내지 55중량%, 칼리화합물 15 내지 35중량% 및 잔량으로서 소량(7% 미만)의 물을 포함하는 유기물들을 혼합하여 이를 50 내지 70℃에서 20 내지 30시간 동안 발효시키는 제2발효단계; 및

(3) 상기 제2발효단계에서 수득된 발효물을 건조 및 포장하는 후처리단계;

들을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 추비용 인산비료조성물의 제조방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제1발효단계가 60 내지 70℃의 온도에서 12 내지 36시간 동안 가온발효시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 상기 추비용 인산비료조성물의 제조방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제1발효단계가 실온에서 60 내지 90시간 동안 상온발효시켜서 이루어짐을 특징으로 하는 상기 추비용 인산비료조성물의 제조방법.