상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 패각분을 소성하고 통전하여 제조된 산화칼슘과; 수용성 철원, 수용성 염소원, 수용성 붕소원, 수용성 망간원, 수용성 아연원, 수용성 구리원 및 수용성 몰리브덴원으로 이루어진 원소원군에서 적어도 1종 이상 선택된 필수미량원소; 및 물을 포함하여 이루어지는 액상 복합비료 조성물을 제공한다.
또한, 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 조성물을 증류수 또는 통상의 물 중 선택된 용매에 600∼1,200배로 희석하고, 상기 희석한 조성물을 엽면시비 또는 토양관수 중 선택된 방법으로 식물에 시비하는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.
또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 패각류로부터 식물체가 가장 잘 흡수할 수 있는 완전 용해 상태인 수산화칼슘 수용액을 제조하여, 식물체에 작은 농도의 칼슘 수용액을 사용하여도 식물체에서 칼슘결핍증이 발생하지 않고 병에 대한 저항력을 갖게 하며, 생산 후에도 생산품의 신선도 유지 및 유통기간의 획기적인 연장이 가능한 효과를 제공하면서, 과도한 사용으로 인한 토양의 오염을 방지한다.
그리고, 상기 수산화칼슘 수용액에 외부 조건에 따라 식물체에 필요한 필수미량원소군에서 적어도 1개 이상의 원소를 토양 등의 외부 조건에 따라 선택하여 포함시킴으로써, 마그네슘, 철 등 각종 미네랄이 종합적으로 배합된 이상적인 밸런스를 이룬 액상 복합비료 조성물이 제조되게 한다.
이와같이, 본 발명에 따라 제조된 액상 복합비료 조성물은 경작지에 있어서, 연작(連作)과 비료의 과다사용으로 인한 토양 오염을 완화시키고 토양환경을 개선하며, 농약과 비료사용을 최대한 조절하면서 식물체의 생장을 촉진하므로 유기농업 구현이 가능할 수 있게 한다.
그리고, 본 발명에서 사용되는 산화칼슘은 종래 산화칼슘과는 달리 물에 용해될 수 있는 수용성의 특성을 갖고 있기 때문에, 종래 산화칼슘과 구분하기 위해 고 활성칼슘이라 칭하기로 한다.
그리고, 고 활성칼슘을 제조하기 위해서 본 발명에서는 패각류를 깨끗이 수세하고 건조한 다음, 곱게 분쇄한다.
이때, 상기 패각분의 입경은 1∼5㎜로 사용하는 것이 바람직한데, 1㎜미만인 경우에는 가루가 날리기 쉬어 작업성이 좋지 않고, 5㎜를 초과한 경우에는 소성시간이 연장되고 소성효율도 더 이상 증가하지 않기 때문이다.
그리고 본 발명은 상기 패각분을 로(爐)에 넣고 1,200∼1,800℃에서 소성하여 패각분의 탄산칼슘에서 탄산가스를 제거하고, 산화철 등의 불순물을 휘산시켜 순도 높은 산화칼슘을 생산하는 단계와, 상기 제조된 산화칼슘을 통전기에 넣고 20,000∼100,000 V의 전압에서 통전시키는 단계를 거쳐 본 발명의 고 활성칼슘을 제조한다.
그리고, 본 발명에 따라 제조된 활성칼슘은 다른 산화칼슘과는 달리 물 1ℓ에 800∼1,200㎎이 완전 용해되는 수용성 칼슘의 특성을 갖는다.
이때, 본 발명에서는 소성온도 범위로 1200∼1,800℃를 유지하고 바람직하게는 1,500℃를 유지하는 데, 이는 1,200℃ 미만일 경우에는 온도하향에 따른 탄산가스 제거효율 저하되어 소성 기간이 길어지고, 1,800℃를 초과하면 온도 상승효과가 미미하기 때문이다.
그리고, 소성시간은 패각분에서 더 이상의 탄산가스가 배출되지 않는 시점까지 수행하는 데, 약 1∼3 시간동안 수행하는 것이 효율적으로 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 통전기(通電器)로는 고전압 출력기를 탄소 판(carbon plate)에 연결하여 통전시킴으로써 산화칼슘에 고전압을 인가할 수 있는 장치를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 통전기를 통하여 산화칼슘을 20,000∼100,000 V의 고전압 범위에서 통전시키는 데, 고전압으로 인한 열과 전기에너지가 산화칼슘에 인가되면 산화칼슘 내의 원자간 인력을 약화시켜 산화칼슘의 수용성을 향상시키게 된다.
이때, 본 발명에서는 고전압의 범위로 20,000∼100,000 V를 유지하여 통전시키고 바람직하게는 30,000 V로 통전시키는 데, 이는 20,000V 미만인 경우에는 수용성의 활성칼슘을 수득하는 효율이 저하되고, 100,000V를 초과하면 초과 볼트(V)에 따른 활성칼슘의 수득효과가 미미하기 때문이다.
그리고, 본 발명에 따라 제조된 활성칼슘은 물 1ℓ에 800∼1,200㎎을 포화 용해시켜 수산화칼슘 수용액 제조의 칼슘원으로 사용된다.
한편, 본 발명에서는 식물생육에 필수적인 미량원소로 공지된 철(Fe), 염소(Cl), 붕소(B), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리(Cu) 및 몰리브덴(Mo)을 외부 환경조건, 예를 들면 토양의 종류에 따라서 미량원소의 결핍현상이 예상되는 곳에 필요한 미량원소를 선택하여 본 발명에 따른 수산화칼슘 수용액에 포함하여 사용한다.
이때, 상기 식물생육의 필수적인 미량원소는 수용성 철원, 수용성 염소원, 수용성 붕소원, 수용성 망간원, 수용성 아연원, 수용성 구리원 및 수용성 몰리브덴원에서 채택된 원소를 사용하여 수산화칼슘 수용액에 혼합 및 액화하여 사용하는 데, 그 예로서 수용성 철원은 황산제일철, 구연산철 및 EDTA-Fe(킬레이트철)을 선택하여 사용하고, 수용성 염소원은 염소산나트륨(NaClO3)을 사용하며, 수용성 붕소원은 붕사(borax;Na2B4O7·10H2O) 또는 붕산(boric acid;H
3BO3)을 사용하고, 수용성 망간원은 황산망간 또는 킬레이트 망간(EDTA-Mn)을 사용하며, 수용성 아연원은 황산아연 또는 킬레이트 아연(EDTA-Zn)을 사용하고, 수용성 구리원은 황산동을 사용하며 수용성 몰리브덴원은 몰리브덴산 암모늄계[ammonium molybdate;(NH4)2O·mMoO·nH2O] 또는 몰리브덴산소다(Sodium molybdate; Na2MoO4·2H2O)를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 미네랄의 사용량을 수용성 철원은 500∼1,000㎎, 수용성 염소원은 500∼1,000㎎, 수용성 붕소원은 500∼1,000㎎, 수용성 망간원은 500∼1,000㎎, 수용성 아연원은 500∼1,000㎎, 수용성 구리원은 500∼1,000㎎ 및 수용성 몰리브덴원은 5∼10㎎로 하는 것이 바람직한데, 이는 본 발명에 따른 조성물을 희석하여 사용할 경우, 식물에 필요한 적절한 미량원소의 필요량이 되기 때문이다.
그리고, 본 발명의 조성물은 600∼1,200배로 희석하여 원액의 과다사용에 따른 식물체의 과도한 성분의 흡수를 방지한다.
이때, 상기 희석용매는 통상의 물 또는 증류수를 사용할 수 있는데, 사용농가의 편리성 등을 고려하여 수돗물, 저수지물, 우물물 등을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에 따른 조성물의 유효량은 재배상태나 외부조건 등에 따라 횟수나 사용량이 달라질 수 있어, 한정되는 것은 아니나, 통상적으로 1회에 희석액을 평당 2리터를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명에 따라 제조된 액상 복합비료 조성물은 식물체가 가장 잘 흡수하는 칼슘이온(Ca2+)을 함유하고 있어, 각종 식물체의 생장을 촉진하며, 식물체의 체세포를 치밀하게 하여 품질을 향상시키고, 병충해 발생의 억제 및 예방효과를 갖는다.
그리고, 생산품의 신선도를 유지하고 유통기간의 획기적인 연장이 가능하도록 하며, 농약과 비료사용을 최대한 조절할 수 있기 때문에, 연작과 비료의 과다사용으로 인한 토양 산성화와 경질화를 완화시키고 토양환경을 개선하면서 유기농업 구현을 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 조성물은 인체나 식물체에 대하여 독성이 전혀 없어, 남녀노소 누구라도 용이하게 사용해도 된다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하지만, 실시 예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예의 범위가 본 발명에 국한되지는 않는다.
또한, 반복적인 설명인 경우에는 생략한다.
[실시예 1] 고 활성칼슘 제조
평균 입경이 3㎜인 패각분을 전기로에 넣고 1,800℃에서 3시간동안 소성을 하였고, 상기 소성물을 고전압이 인가되는 탄소판 위에 올려놓고 30,000 V에서 60분동안 통전하였다.
[실시예 2] 액상 복합비료 조성물 제조
상기 실시예 1에 의해 완성된 고 활성칼슘을 증류수 1ℓ에 800㎎을 넣고 완전히 용해하여 수산화칼슘 수용액을 제조하고, 상기 칼슘 수용액에 붕산(H3BO3) 500㎎과 몰리브덴산 소다(Na2MoO4·2H2O)를 첨가하여 혼합하여 본 발명에 따른 액상 복합비료 조성물을 완성하였다.
[실험예 1]
본 실험예는 상기 실시예 1에서 완성된 활성 칼슘의 물리적인 특성을 하기 표 1의 측정항목에 대하여 측정하고, 종래의 산화칼슘과 비교하여 차이점을 알아보고자 하였다.
이때, pH는 1ℓ의 증류수에 산화칼슘 1g을 용해하고 pH를 측정하였으며, 반응속도는 8시간동안 산화칼슘이 물에 용해되어 감소하는 양을 시간마다 측정하고 이를 1시간당 감소한 양으로 나타내었다.
측정항목 |
실시예 1의 고 활성칼슘 |
종래 산화칼슘(E사) |
pH(1g/시) |
13.0 이상 |
11.8 |
반응속도(g/시) |
4.375 |
1.485 |
전도도(s;시메스) |
8ms/㎝ |
450㎛/㎝ |
용해성 |
육안에 보이지 않을 정도로 거의 용해됨 |
산화칼슘 분말입자가 수용액에 존재 |
이의 결과, 본 발명의 pH가 종래의 칼슘보다 매우 높고, 반응속도는 약 3배이상, 전도도에 있어서는 무려 18배나 우수한 것을 알 수 있었으며, 이는 본 발명의 활성 칼슘의 흡수율과 용해성이 아주 우수하다는 것을 입증한 것이다.
[실험예 2]
본 실험예는 상기 실시예 2에서 완성된 액상 복합비료 조성물을 물로 500배와 1,000배로 희석하고, 이를 경작물에 시비하여 그 효과를 알아보고자 하였다.
(1) 쌈추의 엽면 시비
배추와 양배추의 교잡종인 쌈추를 충청도의 한 재배농가에서 재배하면서 통상적인 엽면 시비의 방법으로 본 발명의 액상 복합비료 조성물을 사용하였다.
그 결과, 500배와 1,000배 희석액 시비군에서 종래 시비하지 않고 재배하였을 경우의 병충해 발생 빈도보다 육안으로 확인될 정도로 낮아짐을 확인할 수 있었으며(미도시), 도 1에서 도시된 바와 같이, 실험군에 있어서는 1,000배 희석군이 500배 희석군보다 생장 및 발육 정도가 더욱 우수한 것을 알 수 있었다.
[실험예 2] 생산품의 신선도 및 유통기간 연장효과
본 발명의 비료 조성물을 시비하여 재배한 방울토마토와 상추의 기호도와 신선도 및 유통가능 기간을 알아보고자 패널 테스트(장건형, 식품의 기호성 관능검사, 개문사, 1975)와 시간경과에 따른 생산품 외관의 변형 유무를 병행 실시하였다.
이때, 상기 패널 테스트는 지원자 20명(남자 2명, 여자 18명)을 대상으로 본 발명에 따른 생산품과 종래 생산품을 각각 섭취하도록 한 다음, 맛(상추는 식감), 외관에 대한 기호도를 측정하게 하고, 이의 결과를 5점 척도법으로 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 본 발명에 따른 방울토마토와 상추는 비닐하우스에서 재배하는 재배농가에 의뢰하여, 1,000배를 희석한 본 발명의 조성물을 통상적인 시비방법으로 1회에 평당 2리터로 관수 및 분사하여 재배한 것을 사용하였으며, 비교예는 시중에서 판매되고 있는 상품을 구입하여 실험에 사용하였다.
항목 |
실시예 |
비교예 |
방울 토마토 |
상추 |
빙울 토마토 |
상추 |
맛(식감) |
4.2 |
4.0 |
3.2 |
3.0 |
외관 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
4.0 |
또한, 유통기간은 3일 단위로 상온에서 보관한 다음, 최종 3주일동안 외관 변형의 추이를 육안으로 확인하였다.
그리고, 이의 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
기간 |
실시예 |
비교예 |
방울 토마토 |
상추 |
방울 토마토 |
상추 |
3일 |
○ |
○ |
○ |
○ |
6일 |
○ |
○ |
○ |
X |
9일 |
○ |
○ |
○ |
|
3주일 |
○ |
X |
X |
|
이와같이, 본 발명에 따라 제조된 액상 복합비료 조성물은 식물체의 품질을 향상시키고, 병충해 발생의 억제 및 예방효과를 가지며, 생산품의 신선도를 유지하고 유통기간의 획기적인 연장이 가능한 것을 알 수 있었다.
뿐 만아니라, 농약과 비료사용을 최대한 조절할 수 있어, 연작과 비료의 과다사용으로 인한 토양오염을 완화시키고 토양환경을 개선할 수 있을 것으로 예상된다.