KR20070015251A - 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법과 그토지개량제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양의 지력을 높이고 농작물 성장을 촉진시켜 그 농작물의 수확량을 증대시켜주는 토양개량제에 관한 것으로 특히, 작물성장에 촉진역할을 해주는 원적외선을 발산하고 각종미네랄이 함유된 일라이트와 황토 그리고 활성도석과 활성굴패각을 혼합하여 토양의 지력을 살리고 황폐화된 농토와 농작물의 성장을 촉진시키기위한 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법과 그 토지개량제에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 토양개량제의 경우, 다수의 구성요소에서 다량의 원적외선이 발산시키기에, 토양에서 식물이 각종 미네랄을 흡수하고 미생물이 살기 좋은 토질로 변형시키며 결국, 산성화된 토질을 알칼리화시켜 지력을 높여 줌으로써 별도의 비료를 뿌리지 않아도 된다.

또한 본 발명의 토양개량제에는 소성된 활성 굴패각에서 많은 공극이 형성되어 있어서, 숨 쉬는 토질로 개량될 수 있으며 자원 재활용 차원에서도 유용한 발명이다.

토양개량제, 일라이트, 활성도석, 활성카올린, 활성굴패각, 황토 등

Description

일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법과 그 토지개량제{The production method and a organic fertilize be make from illite}

본 발명은 토양의 지력을 높이고 농작물 성장을 촉진해 줄 수 있는 토양개량제에 관한 것으로 특히, 원적외선을 발산하는 일라이트와 황토 그리고 활성도석과 활성굴패각을 혼합하여 토양의 지력을 살리고 황폐한 농토와 작물의 성장을 촉진시키기 위한 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법과 그 토지개량제에 관한 것이다.

종래로부터 농작물 성장을 위하여 질소, 인산 및 가리를 비롯하여 농작물에 필요한 각종 미네랄이 풍부하게 함유된 광물질 성분이 적당한 비율로 공급될 필요가 있는데 그들 성분 중 식물의 생육은 그 부족 성분의 양에 의해 비례하여 저감되는 것으로 비교적 다량으로 공급된 성분의 양에는 별로 영향을 받지 않는다.

즉 식물의 생산량 증대의 가장 부족한 무기성분량에 의해 지배되는 것이다.

소위 최소 양분율이라 하는 것으로 식물이 생육에 공급되는 양분은 최소한의 한계가 있고 그 공급에 따라 품질이 결정되기에 골고루 적당히 공급되어야만 한다.

또한 적기에 대량의 농산물의 수확량을 얼마나 공급할 수 있느냐가 큰 문제 점이며, 농가 인구의 감소와 더불어 해결해야할 시급한 문제에 직면하고 있다.

종래에도 토양개량제가 여러 가지가 있었으나 제조과정이 복잡하고 원료가 고가이기 때문에 생산단가 높을 뿐만 아니라, 토양이 산성화되는 것을 충분히 방지할 수 없는 문제점이 있었으며 특히 최근에는 작물 재배시 화학비료의 남용이나 농약의 남용으로 땅은 산성화되어 가고 토양의 질도 악화 됨에 따라 식물의 성장에 위험한 요소가 되고 있다.

따라서 이러한 화학물질의 폐단을 극복하기 위하여 천연비료의 개발이 활발해지고 있으나 주로 석회, 토착미생물, 효소, 아미노산, 톱밥, 축분, 어분, 한약방영양재 등의 유기물을 이용한 경우가 대부분이며 최근 무공해 농산물 생산을 위한 미생물 농법이 확대, 보급되고 있다.

그러나 지금까지 미생물 농법에 사용되는 미생물제제는 주로 외국으로부터 수입되서 효소라는 애매한 이름으로 국내에 유통되어 왔으며 더욱 놀라운 사실은 그 효과도 검증받지 않은 상태로 농가 속으로 파고들고 있다는 점이다.

검증받지 않은 미생물제제가 유통됨으로써, 농가의 피해사례가 속출하고 있으며 이에 따라 미생물제제에 대한 농가의 불신이 점점 커지고 있는 실정이다.

그러고 톱밥은 충분히 발효가 되지 않았을 때 탄닌리그닌의 잔류독성으로 작물이 피해를 입을 수 있고 축분 어박 등은 미발효로 인하여 부패과정에서 유기산 가스가 발생하여 토양이 산성으로 변하여 작물을 질식시키는 폐단도 있어 바람직하지 못한 문제점 등이 있었다.

상기한 문제점을 해결한 본 발명은 토양의 지력을 높이고 농작물성장을 촉진시켜 그 농작물의 수확을 증대시켜주는 토양개량제에 관한 것으로 특히, 원적외선을 발산하고 각종미네랄이 함유된 일라이트, 황토 그리고 활성굴패각을 혼합하여 토양의 지력을 살리고 황폐화된 농토와 농작물의 성장을 촉진시키기 위한 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법과 그 토지개량제를 제공하는 데 있다.

이에 본 발명자는 굳어져 가는 토양에 통기성, 배수성, 보수성, 보비력이나 미생물 증식이 활발하게 할 수 있도록 일라이트를 활성화시키고 땅의 알카리성을 보충하기 위하여 황토와 활성도석 및 굴패각 분말을 복합시켜서 토양개량제를 개발하는데, 일라이트, 황토, 활성도석과 굴패각으로부터 용출되는 미량원소들은 농작물의 성장에 필요한 미량요소 및 원소로 지속적으로 토양에 공급할 수 있도록 하는데 있다.

따라서 본 발명은 천연무기질을 이용하여 제조되는 토양개량제 제조방법에 있어서, 250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 40-50%로 포함되는 일라이트와, 250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 10-20%로 포함되는 활성도석과, 250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 10-15%로 포함되는 황토와, 중량비 15-20%로 혼합되는 활성굴패각을 혼합하여 구성된 토양개량제 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 주원료인 상기 일라이트는 노광에서 채취하여 20-30일동안 일광을 통해 자연건조시킨 뒤에 250-325메쉬크기로 분쇄시킨 토양개량제 및 그 제 조방법을 제공하고자 한다.

더불어 본 발명은 일라이트를 주원료로 이용하여 제조되는 토양개량제에 있어서, 일라이트는 토양에 산소공급을 지속적으로 해 줄 수 있는 광물질이며 양이온 교환능력이 크므로 일라이트는 토양 속에 함유되어 있는 물에 의해서 산성화된 토양을 알카리로 전화시켜주는 능력을 가지고 있다.

본 발명은 천연무기질을 이용하여 제조되는 토양개량제란 점에서는 종래의 그것과 유사하다.

본 발명에서는 강원도 영월지역과 충청북도 단양 일대에 풍부하게 매장되어 있는 일라이트 광물을 주원료로 하며 여기에 폐기 처분될 굴패각을 활성화시켜 첨가하고, 원적외선이 다량발산되고 각종 미네랄이 풀부하게 함유된 활성도석 및 황토를 첨가하며 혼합하여 저비용으로 생산된 친환경성 토지개량제를 개발한 점에서 큰 효과가 있기에 하기 상세히 설명한다.

우선 본 발명은 250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 40-50%로 포함되는 일라이트와, 250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 10-20%로 포함되는 활성도석과, 여기에 250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 10-15%로 포함되는 황토와, 중량비 15-20%로 혼합되는 활성굴패각을 혼합하여 친환경성 토양개량제를 완성시킨다.

그리고 상기 구성요소 중 일라이트 광물은 일광을 통해 20-30일 자연건조시킨 뒤에 400-500℃에서 1-2시간 소성시켜 분쇄시킨 상태로 투입하는 것이 효과적이 다.

일라이트의 광물학적 조성물인 장석 [feldspar : (K₂O, Na₂OㆍAl₂O₃ 6SiO₂]과 백운모 (muscovite : 1/2K₂Oㆍ3Al₂O₃ㆍ6SiO₂ㆍ2H₂O)는 K⁺를 포함하고 있고 그 칼륨원소는 식물에 있어서는 질소, 산소와 함께 영양소의 하나이기 때문에 예를 들어 미량이라도 물에 용해되면 식물의 성장을 촉진하는 효과가 있다.

그리고 일라이트 광물의 화학적 조성은 표 1과 같다.

표1. 일라이트광물의 화학적조성

SiO2 80.4598% Al203 13.7334% K2O 2.8668% Fe203 1.0973% CaO 1.0312% Mg2O 0.3178% P205 0.2153% Na2O 0.1265% MnO 0.0539% SO3 0.0160% Rb2O 0.0150% SrO 0.0063% NiO 0.0051% ZrO2 0.0014%

이러한 일라이트는 본 발명의 토양개량제로 사용될 경우, 지력을 향상시키고 풍부한 산소를 공급하고 미네랄을 지속적으로 공급함으로써 농작물 성장에 촉진역할을 해 줄 수 있다.

일라이트는 퇴적암이나 열수변질암에 흔한 광물로서 카올린광물, 스멕타이트와 더불어 매우 중요한 위치를 차지하는 광물이다.

일라이트는 다른 점토광물에 비하여 비교적 높은 온도에서 형성되며, 층간에 K⁺ 가 존재하기 때문에 이 같은 특성을 잘 활용하면 환경적인 측면에서도 그 활용도가 점차 확대될 것으로 여겨지며, 원적외선발사, 유독가스 흡착, 음이온 발생 등의 효과가 크며 고부가 가치가 있는 광물이다.

따라서 토양에 침투하여 토지가 숨을 쉴 수 있는 여건을 제공하고, 다량의 원적외선을 발산하여 황폐한 토질의 지력을 살려주며, 양질의 토지는 더욱 활성화시켜 준다.

한편 본 발명의 토양개량제의 다른 구성요소인 상기 황토는 노광에서 채취하여 13-20일 동안 천일 건조하고, 250-325매쉬의 크기로 400-500℃에서 활성화시킨 상태로 투입된다.

그리고 활성도석은 무수규산(SiO₂)과 산화알루미늄(Al₂O₃)이 주성분이며, 작물의 생육에 필요한 미량원소인 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 게르마늄 등으로 이루어져 있으며, 이러한 미량원소는 농작물의 뿌리를 왕성하게 발육시켜 농작물의 소득 증대에 기여한다.

한편 본 발명의 구성요소인 상기 활성도석은, 4-6일 동안 천일 건조하고 파쇄기로 분쇄한 것을 투입하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명의 마지막 구성요소인 상기 활성굴패각은 굴패각(주성분CaCO3)으로부터 토양개량제에 적합한 산화칼슘(CaO)을 제조하기 위하여 상기 생굴패각을 채취하여 세척 후, 상기 생굴패각을 전기로에서 450, 550, 650, 850, 950, 1000℃에서 30분간씩 소성한 후 소성패각을 검토하였으며 생국패각의 화학적 조성은 표2와 같다.

표 2 생굴패각의 화학조성

성분	CaCO3	MgCO3	P2O5	K2O	SiO2	기타
백분율	94.2	0.96	0.31	0.03	1.21	3.29

화학조성

상기 백분율은 중량비이며, 생국패각의 비중은 2.08이고, 상기 생굴패각의 pH는 8.9이다.

상기 굴패각을 전기로에 넣고 소성을 시킨 결과 400℃에서 소성시킨 굴패각은 표면의 유기물이 전량 제거되지 못한 상태였으며, 600℃에서 소성시킨 굴패각은 표면이 흡착기능을 발휘할 수 있는 기공의 발단이 충분치 못하였다.

반면 800℃에서 소성시킨 굴패각은 표면의 기공과 유기물의 제거가 만족스러웠으며 1000℃결과는 굴패각의 강도가 너무 약해 부서지기 쉬워 사용이 곤란하였다.

일정한 소성시간이 경과한 후 반응온도에 따라 토양에 친화성이 큰 Aragonite로 전이시켰다.

따라서 가장 바람직한 소성의 온도는 700-900℃라고 예측되며, 약 1시간에서 2시간 가량의 소성의 시간을 취하는 것이 그 효과가 현저했다.

Aragonite의 결정구조는 Ca^{2 +}에 서로 다른 CO₃ ^{2 -}에 속해 있는 9개의 산소이온에 의해 배위된 사방정계에 속해 있다.

그리고 본 발명은 천연무기질을 이용하여 제조되는 토양개량제도 그 청구의 대상이다.

즉, 전술된 모든 제조방법을 통해 제조된 토양개량제도 본 발명이라는 것이다.

실시예

그럼 위에서 제조한 토양개량제의 효과를 검증하기 위하여 본 발명에서 제조한 토양개랑제를 실험구로하여 대조구와 비닐하우스에서 비교실험을 하였다.

온실내의 최고온도는 26-36℃ 였으며 최저온도는 15-20℃ 였으며 평균온도는 대체로 20-28℃의 범위 내였다.

따라서 육묘기간 중 온실 내의 온도는 25-30℃로 유지하였다.

본 시험에서 사용한 토양개량제는 사과상자 크기에 25kg씩 넣고 5개를 만들어 대조구와 실험구를 비교하였다. 실험구에는 토양개량제를 25kg씩을 교반하여 넣고 동시에 씨앗을 파종하였다.

씨앗은 무, 배추, 고추, 오이이고 발아가 되면서 고추, 무, 배추, 오이는 떡잎에서 현저한 차이를 보였다.

속잎에 나면서부터 차이는 점점 더 많이 벌어졌다.

고추는 과장, 과경, 수고 전체가 크며 무, 배추는 수확시기를 앞당기며 뿌리 차이와 배춧잎 차이는 크게 벌어졌으며 오이는 크면서도 속이 꽉 차고 신선했다.

전체적으로 심험구와 대조구의 차이는 약 30%정도로 효과가 있음을 확인할 수 있다.

이상의 설명에서처럼, 본 발명의 토양개량제는 매우 뛰어난 효과가 있으며, 다수의 구성요소에서 토양의 보수력과 지력 및 통기성을 원활하게 하며 특히 일라이트 광물질에서 유리된 물질은 토양이 잘 흡수하여 농작물과 토양 속의 미생물이 살기 좋은 토양환경을 만들어줌으로써 농작물의 성장을 촉진시켜 줄 수 있으며 화학비료와 농약의 사용량을 줄일 수 있는데도 효과가 크다.

Claims (6)

1. 천연무기질을 이용하여 제조되는 토양개량제 제조방법에 있어서,

   250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 40-50%로 포함되는 일라이트와,

   250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 10-20%로 포함되는 활성도석과,

   250-325메쉬의 크기로 분쇄시키는 중량비 10-15%로 포함되는 황토와,

   소성된 상태로 중량비 15-20%로 혼합되는 활성굴패각을 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 일라이트는,

   일광을 통해 20-30일 자연건조시킨 뒤에 400-500℃에서 1-2시간 소성시켜 분쇄시킨 것을 특징으로 하는 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 활성도석은,

   4-6일 동안 천일 건조하고 파쇄기로 분쇄한 것을 특징으로 하는 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 황토는,

   노광에서 채취하여 13-20일 동안 천일건조시키고, 분쇄기로 분쇄한 후 400-500℃에서 활성화시키는 것을 특징으로 하는 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 활성굴패각은,

   물로 세척하여 염분을 제거하고, 700-900℃에서 1-2시간 동안 소성가공하여 투입하는 것을 특징으로 하는 일라이트를 주원료로 한 토양개량제 제조방법
6. 천연무기질을 이용하여 제조되는 토양개량제에 있어서,

   제 1항 내지 제 5항의 제조방법을 통해 제조된 일라이트를 주원료로 한 토양개량제.