KR20100006043A - 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법 및 작물재배방법 - Google Patents

Abstract

복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법과 작물 재배방법이 개시된다. 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법은 1종 이상의 혐기성 미생물을 포함한 복합미생물을 배양자재와 혼합한 수득한 배양체와 목편을 혼합하여 발열체를 제조한 후, 발열체를 표토에 공급하여 발열체를 발효시킬 때 발생되는 발효열을 이용하여 표토를 난방시킨다. 그리고 복합미생물의 발효열을 이용한 작물 재배방법은 표토의 상부에 외기를 차단하면서 태양광을 투과시키는 시설을 한 상태에서, 상술한 난방방법을 이용하여 작물을 재배한다. 이로부터 동절기에도 별도의 시설 내부의 난방이 필요없이 표토의 난방이 가능하므로 작물의 재배 등에 이용할 수 있으며, 임산부산물을 발열체의 원료 및 퇴비로서 활용할 수 있다.

표토, 혐기성 미생물, 발효열, 배양체, 발열체, 난방방법

Description

복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법 및 작물 재배방법{Heating and cultivating method using fermentation-heat of complex microorganism}

본 발명은 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법 및 작물 재배방법에 관한 것으로, 혐기성 미생물의 환원 발효열을 발생시키는 발열체를 이용하여 표토의 지온을 상승시키는 방법과 지온이 상승된 표토에 작물을 재배할 수 있는 방법에 관한 것이다.

우리나라는 중위도에 위치한 온대와 냉대에 걸친 계절풍 지역에 속하기 때문에 사계절의 변화가 뚜렷하며, 겨울철은 토양의 동결(凍結)로 인하여 곡물이나 야채류의 노지 재배는 전국적으로 거의 불가능하다. 따라서 겨울철 토양 동결에 의한 재배 제한을 극복하기 위해 온실, 비닐하우스 등을 이용하는 시설농업이 보편화되어 있다. 이러한 시설농업을 위해서는 난방시설이 필수적이고 작물의 재배 원가 중 연료비 비중이 클 수밖에 없다.

그러나 시설농업은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 시설농업에 필수적인 난방시설 비용과 연료비가 많이 소요되어 농가의 부담이 크다. 특히 최근 유가 폭등으로 인하여 시설농업에 대한 경제성이 크게 낮 아져 시설농가의 생존권이 위협받고 있는 실정이다.

둘째, 시설농업의 유지비가 높으므로, 시설농업 대상 작물은 고가의 원예작물에 한정되어 국가의 식량 확보 차원과는 거리가 멀었다.

셋째, 시설농업은 낮 동안 태양광을 흡수해야 하는 특성상 시설 자체의 단열능력이 상당히 떨어져 에너지 효율이 지극히 낮을 수밖에 없었다.

넷째, 대부분의 시설농업 난방시설은 시설 내부의 온도 상승에만 집중되어 있으로, 동절기에 처음 작물을 심는 시설의 경우 표토의 온도를 높이기 위해 상당히 많은 열량을 공급하여야 한다는 문제점이 있었다.

한편, 작물의 재배를 위해서는 생육에 필요한 적당한 온도의 제공 이외에 필요한 영양분의 공급이 필수적이다. 영양분의 공급을 위해 제공되는 퇴비는 토양의 보수성(保水性)과 물리성을 좋게 하고며, 토양을 경운하기 쉽게 만드는 등 여러 가지 효과가 있으며, 토양의 흡비력(吸肥力)을 증가시키고 산성화를 저지하는 힘을 크게 하는 등 화학성 개량에 도움이 된다.

일반적으로 농가에서는 토양의 지력을 회복하기 위한 목적으로 농산부산물로서 짚이나 축산부산물로서 축분 등으로 이루어진 퇴비원료를 6~8 개월간 퇴적장에 쌓아놓고 주기적으로 갈아엎기를 반복함으로써 잘 부숙시킨 완숙퇴비를 사용하고 있다. 그러나 이러한 완숙퇴비는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 미생물의 활동에 의한 유기물의 호기성 산화분해로 퇴비화 과정 중에 55 ~ 60℃ 정도의 발효열이 발생되며, 암모니아를 비롯한 이산화탄소, 황화수소, 질산태질소 등이 발생되고, 퇴비화 과정 중 수분이 과다하거나 하는 등의 발효 조 건이 맞지 않는 경우 유해가스가 많이 발생되어 환경문제를 수반하게 된다.

둘째, 완숙퇴비는 정상적인 퇴비화 과정을 거치더라도 지구온난화의 주된 요인으로 알려진 이산화탄소의 배출이 많이 이루어질 수밖에 없으며, 퇴비화 과정을 거치는 동안 발생되는 발효열은 아무런 쓰임도 없이 주위로 손실되므로 에너지 활용 측면에서 살펴볼 때, 퇴비원료가 보유하고 있는 자체 에너지를 제대로 활용하지 못하므로 매우 에너지 활용 측면에서 비효율적이다.

셋째, 현재의 완숙퇴비 생산방법에 의하면 생산 비용과 시간이 많이 소요되어 현실적으로 퇴비원료로서 사용되는 부산물의 양은 매우 미미한 수준에 그치고 있다.

본 발명은 이상에서 설명한 종래 시설농업의 난방문제와 완숙퇴비의 문제 이외에, 산림육성 차원에서의 간벌이나 가지치기에 의하여 상당량 발생하고 있는 임산부산물의 처리 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안을 강구하게 되었다.

본 발명은 앞서 배경기술로서 설명한 종래의 문제점을 해결하고자, 혐기성 미생물을 이용하여 임산부산물을 직접 토양 속에서 혐기성 발효시킴으로써 발생되는 발효열을 작물 재배 등을 위한 난방열로 활용함과 동시에 발효 퇴비로서 작물 등에 영양분을 공급할 수 있는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법 및 작물 재배방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 배경기술에서 제시한 문제점을 해결하고자 하는, 본 발명의 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법은, 1종 이상의 혐기성 미생물을 포함한 복합미생물을 배양자재와 혼합한 배양체를 수득하는 단계; 상기 배양체와 목편을 혼합한 발열체를 제조하는 단계; 및 상기 발열체를 표토에 공급하여 발열체를 발효시 키는 단계;를 포함하여, 상기 발열체의 발효열에 의하여 표토의 지온을 상승시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 발열체를 발효시키는 단계는, 표토를 파고 그 부분에 발열체를 투입한 후, 발열체 상부에 표토를 덮는다.

바람직하게, 상기 혐기성 미생물은, Lactobacillus plantarum, Pediococcus, Acidophilus, Aspergillus oryzae, Pseudomonus, Ssccharomyces cerevisiae, Streptmyces griseus, Bacillus licheniformis NA, Lactobacillus bulgaricus 중 적어도 어느 하나를 포 함한다.

바람직하게, 상기 배양자재는 톱밥과 쌀겨 중 적어도 어느 하나이고, 상기 배양체와 목편의 중량비율은 1:8.5 ~ 1:9.5이다.

바람직하게, 상기 목편은 칩 형태로 이루어지고, 목편의 크기에 따라 발열기간과 발열온도를 조절한다.

바람직하게, 상기 발열체의 함수율은 50~70%이다.

바람직하게, 상기 표토는 20~40㎝ 파고, 발열체를 20~40㎝ 두께로 투입한다.

바람직하게, 상기 발열체를 투입하기 전에, 표토를 판 부분에 다수개의 투수공이 형성된 바닥부와 그 양측단에 상부로 절곡 형성된 측벽부를 구비한 단열재를 투입하거나, 표토를 판 부분 양측면에 각각 단열재를 투입하는 단계를 더 포함한다.

또한 본 발명의 복합미생물의 발효열을 이용한 작물 재배방법은, 표토의 상부에 외기를 차단하면서 태양광을 투과시키는 시설을 한 상태에서, 상술한 표토 난방방법을 이용하여 작물을 재배한다.

바람직하게, 상기 발열체는, 목편 이외에 농산부산물, 축산부산물, 수산부산물, 생활폐기물 중 적어도 어느 하나를 더 혼합한다.

바람직하게, 상기 작물에 대한 비료로서 액비를 사용한다.

본 발명의 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법과 작물 재배방법에 의하면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 동절기에도 표토를 일정 온도로 난방할 수 있으므로 시설 내부의 난방 비를 크게 절감할 수 있다. 따라서 사계절이 뚜렷한 우리나라와 같은 기후에서도 작물의 연작이나 다모작이 가능해지므로 작물의 생산성을 극대화할 수 있다. 특히 시설농업의 운영비용이 크게 절감됨에 따라 경제성이 맞지 않는 이유로 현실적인 재배가 불가능하였던 일반 식용작물의 재배도 가능하게 되어 국가의 식량 자급 자족에 기여할 수 있다.

둘째, 임산부산물을 목편으로 가공한 후 발열체의 원료로서 활용할 수 있어, 그 동안 처리가 곤란하였던 임산부산물을 시설농업의 난방연료로 사용되고 있던 화석연료를 대체하는 에너지원으로 재활용할 수 있다.

셋째, 목편 이외에 농산부산물, 축산부산물, 생활부산물 등을 발열체로 활용함과 동시에 퇴비로서 활용할 수 있으므로, 종래의 완숙퇴비로부터 발생되는 유해가스나 이산화탄소의 발생을 감소시킬 수 있어 친환경적이다.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법은, 도 1의 (a) 내지 (d)에 도시한 바와 같은 단계를 거친다. 이때, 발열체를 표토에 공급하는 방법에 있어서는, 발열체를 표토와 함께 갈아엎는 방법과, 표토를 판 후 그 부분에 발열체를 투입하고 다시 표토를 덮는 방법 2가지 있는데, 이하에서는 후자의 방법을 중심으로 각각의 단계에 대하여 설명한다.

1. 배양체를 수득하는 단계;

배양체는 1종 이상의 혐기성 미생물을 포함한 복합미생물을 배양자재와 혼합하여 제조한다.

상기 복합미생물은 주로 혐기성 미생물로 이루어지며, 기타 유용한 유산균, 효모균, 방선균, 토양균 등이 포함된다. 복합미생물을 구성하는 혐기성 미생물은 Lactobacillus plantarum, Pediococcus, Acidophilus, Aspergillus oryzae, Pseudomonus, Ssccharomyces cerevisiae, Streptmyces griseus, Bacillus licheniformis NA, Lactobacillus bulgaricus 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 이와 같이 구성된 복합미생물을 공서배양한 후, 톱밥, 쌀겨와 같은 배양자재에 혼합하여 배양체를 제조한다. 이때 배양자재로서 사용되는 톱밥과 쌀겨는 중량비로 대략 2 : 1로 혼합한다.

2. 발열체를 제조하는 단계;

발열체는 상기 배양체와 목편을 혼합하여 제조한다.

상기 목편은 임산부산물을 칩 형태로 가공한 것으로 오동나무와 라왕나무를 제외한 거의 모든 목재의 사용이 가능하다. 이때 목편의 크기가 작을수록 발열체의 발열기간은 짧아지는 대신 발열량은 커지므로, 목편의 크기를 조절함으로써 발열기간과 발열량을 조절할 수 있다.

상기 배양체와 목편은 중량비로 1:8.5 ~ 1:9.5로 혼합하는데, 배양체에 비하여 목편의 양이 많아지면 그만큼 발열기간은 길어지나 발열량은 작아지며, 반대로 목편의 양이 적으며 그만큼 발열기간은 짧아지나 발열량은 커지게 되므로 발열 목적에 따라 혼합비를 조절할 수 있다.

이때 상기 발열체의 적정한 발효를 위해서 수분 함량은 50~70%를 유지하는 것이 적당하다. 이는 수분 함량이 너무 낮으면 발열체가 발효되지 않으며, 너무 높으면 부패하기 때문이다

3. 발열체를 투입하는 단계

난방 목적의 대상이 되는 표토를 파고 그 부분에 발열체를 투입한다. 물론 발열체를 표토와 함께 갈아엎을 수도 있으나, 이 경우 발열체를 구성하는 혐기성 미생물의 배양체 일부가 산소에 노출되므로 발열체를 표토를 판 부분에 투입하는 것이 바람직하다.

상기 표토는 20~40㎝ 파고, 발열체를 20~40㎝ 두께로 투입하는데, 표토를 너무 깊게 파는 경우 발열체의 투입양에 비하여 발열효율이 좋지 않으며, 표토를 너무 얕게 파는 경우 원하는 발열량을 얻을 수 없게 된다.

한편, 투입된 상기 발열체의 표토로의 열전달량을 증가시키기 위하여 즉, 투입된 발열체로부터 발생되는 발효열이 하부 또는 측면의 표토를 전달되어 손실되는 열량을 최소화하기 위하여 단열재를 추가적으로 설치할 수 있다. 이때 단열재는, 그 바닥부에 배수를 위한 다수개의 투수공을 형성하고, 바닥부의 양측단에는 측벽부를 절곡 형성하여 구성할 수 있다. 또는 평판 형상의 단열재를 표토를 판 부분 측면에 각각 삽입할 수도 있다.

4. 발열체를 발효시키는 단계

발열체 상부에 굴토하였던 표토를 덮어 발열체를 발효시킨다.

상기 발열체 상에 덮는 표토는 굴토하였던 표토 전부를 그대로 사용하거나, 일부만을 사용할 수 있다. 표토 아래에 투입된 발열체는 혐기성 미생물의 발효시 발생되는 발효열에 의하여 표토가 난방된다.

발열체에 포함된 혐기성 미생물은 산소를 필요로 하지 않는 환원발효를 일으키며, 호기성 미생물과 달리 짧은 기간 고온의 발열을 하는 것이 아니라 장기간 작물의 생육에 적당한 정도의 발열을 하게 된다. 아울러 이러한 환원발효를 통하여 발열체는 퇴비화 과정을 거치게 된다.

한편, 난방의 대상이 되는 표토는 후술하는 바와 같이 발효열을 동절기 작물 재배를 목적으로 이용되는 이외에, 유해한 가스의 발생이 없으므로 주거용 건물 내부 또는 군인들이 근무하는 초소, 가축을 키우기 위한 축사 등에 이용될 수도 있다. 또한 발열체가 투입된 표토 내부에 열교환장치를 설치하여 회수된 발효열을 다른 목적으로도 사용할 수 있다.

5. 작물을 재배하는 단계

이와 같은 방법으로 난방되는 표토 상부에 외기를 차단하면서 태양광을 투과시키는 시설을 한 상태에서 표토에 작물을 식재하여 작물을 재배할 수 있다.

이때 발열체는 표토의 온도를 상승시켜 작물이 생육하기에 적당한 온도인 대 략 20~25℃를 유지시켜 주며, 발효에 의한 퇴비화 과정을 거치면서 작물에 필요한 영영분을 공급하게 된다.

이상에서는 발열체의 구성요소로서 주로 탄소원으로 이루어진 임산부산물로서의 목편을 이용하였으나, 목편 이외에 작물의 생육에 필요한 영양분을 고려하여 주로 질소원으로 이루어진 농산부산물, 축산부산물, 수산부산물, 생활폐기물 등을 적당량 혼합하여 사용할 수 있다.

한편, 발열체의 구성요소로서 목편을 사용하는 경우 작물에 필요한 기타 영양분을 갖는 비료를 공급할 수 있는데, 이때 비료는 발열체의 수분 공급을 위하여 액비를 사용하는 것이 바람직하다. 만약 액비가 아닌 건비를 사용하는 경우 별도의 수분 공급이 있어야 한다.

이하에서는 본 발명의 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법 및 작물 재배방법을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

(1) 실험예 1

본 발명에 의한 배양체를 30mm×20mm×6mm의 목편과 중량비 1 : 9로 혼합한 발열체를 준비하였다. 이 발열체를 비닐하우스 내부의 표토를 30㎝ 판 후 매립한 다음, 발열체 상부에 20㎝ 두께로 같은 표토를 덮은 후 표토의 온도와, 비닐하우스 내부의 실내온도 및 비닐하우스 외부온도를 측정하였다.

본 실험은 서울시 서초구 원지동에 소재하는 주말농장에서 별도의 난방이 없는 비닐하우스 내부의 표토에 2007년 1월 21일 발열체를 공급한 후, 2007년 1월 27 일부터 같은 해 3월 31일까지 7일 간격으로 매주 10시 30분에 온도를 측정하였고, 그 결과는 아래의 표와 같으며, 도 2는 이에 대한 그래프이다.

발열체 투입 후의 온도 변화(서울시 서초구)

측정일시(월/일)	외부온도(℃)	실내온도(℃)	표토온도(℃)
1/27	-5.0	12.0	20.4
2/3	-9.0	13.0	20.5
2/10	-4.0	14.5	21.3
2/17	-3.0	14.4	21.2
2/24	-3.0	13.6	20.5
3/3	-1.0	14.5	20.5
3/10	3.0	15.0	21.5
3/17	5.0	15.0	20.0
3/24	-1.0	14.5	21.9
3/31	5.0	16.5	22.7

위 표와 도 2의 그래프에 의하면, 비닐하우스 외부온도가 -9 ~ -1℃인 경우에도, 별도의 난방시설을 갖추지 않은 비닐하우스 실내온도는 12 ~ 14.5℃를 유지하였고, 표토온도는 20.4 ~ 21.3℃를 유지하였다. 이는 표토 아래에 투입된 발열체의 발효열에 의하여 표토온도가 거의 일정하게 유지되고 있음을 나타내며, 실내온도 또한 이 발효열에 의하여 일정온도를 유지함을 알 수 있다.

(2) 실험예 2

다음의 실험은 충북 단양군 영춘면에 소재의 별도의 난방이 없는 비닐하우스 내부의 표토에 2007년 11월 15일 발열체를 공급한 후, 2007년 11월 24일부터 2008년 6월 21일까지 대략 만 7개월 동안 7일 간격으로 매주 6시 30분, 13시, 17시에 각각 온도를 측정하였고, 그 결과는 아래의 표와 같으며, 도 3a 내지 3c는 각각의 시간별 온도를 나타내는 그래프이다.

발열체 투입 후의 온도 변화(충북 단양군)

측정일시 (년/월/일)	외부온도(℃)			실내온도(℃)			표토온도(℃)
	06:30	13:00	17:00	06:30	13:00	17:00	06:30	13:00	17:00
2007/11/24	-3.5	5.8	4.8	4.0	16.5	10.0	21.5	20.7	20.6
12/1	-4.0	6.5	3.8	3.8	17.5	11.3	20.3	20.8	20.8
12/8	-5.0	8.3	7.5	3.8	16.7	12.0	21.5	20.2	21.3
12/15	-7.5	4.5	5.5	2.8	16.9	13.8	21.6	19.8	20.8
12/22	-5.8	4.5	4.0	2.6	15.8	15.0	20.2	21.3	20.8
12/29	-8.1	-3.1	4.9	-1.2	12.2	14.0	21.2	20.3	20.1
2008/1/5	-4.7	4.6	5.8	2.7	15.5	14.8	20.8	20.6	20.8
1/12	-6.8	-2.8	4.6	-1.8	14.5	14.8	20.5	21.5	20.9
1/19	-6.1	-2.0	3.0	-2.5	14.8	13.0	22.1	20.1	20.3
1/26	-3.0	3.6	4.4	2.0	15.5	14.3	22.8	20.6	21.5
2/2	-4.2	1.8	4.8	-2.0	15.4	14.8	21.8	20.9	22.6
2/9	-5.6	-2.6	3.8	-2.3	15.3	14.9	22.3	21.5	22.8
2/16	-3.1	-1.5	2.7	-1.6	15.3	13.6	20.8	20.7	21.5
2/23	-2.8	3.5	5.4	-1.0	14.5	14.3	20.4	20.0	21.6
3/1	3.8	6.1	7.6	4.6	15.2	14.8	21.2	20.8	22.1
3/8	5.6	7.8	7.8	6.5	15.9	14.2	20.8	20.3	21.6
3/15	6.4	7.5	7.8	8.2	15.8	14.4	21.3	20.6	21.8
3/22	8.5	9.4	9.8	9.4	15.8	15.2	21.6	20.8	22.0
3/29	8.0	12.5	12.5	9.6	15.7	15.8	21.8	21.2	22.1
4/5	11.0	12.5	13.0	12.5	16.3	15.6	21.7	21.2	23.4
4/12	13.5	24.2	23.9	15.7	25.7	27.0	23.3	20.6	22.0
4/19	12.8	24.0	21.6	16.6	26.6	22.1	23.3	21.7	23.7
4/26	13.1	24.2	25.4	16.7	27.1	30.2	23.3	22.4	25.2
5/3	13.2	24.6	23.4	16.6	28.1	27.1	25.2	23.9	25.5
5/10	14.5	28.2	26.9	16.7	29.7	27.0	23.3	20.6	22.0
5/17	14.8	29.0	21.6	16.6	30.6	22.1	23.3	21.7	23.7
5/24	15.1	28.2	27.4	18.7	30.1	30.0	23.3	22.4	25.2
5/31	15.5	28.3	27.8	19.6	30.1	39.0	25.2	23.9	25.5
6/7	15.1	30.1	27.4	18.3	30.9	27.5	24.6	24.7	26.2
6/14	15.6	31.7	30.5	17.3	32.7	32.2	23.4	22.7	22.7
6/21	16.1	32.0	31.2	18.4	33.1	32.1	24.0	22.8	23.6

위 표와 그래프에 의하면, 2007년 12월 29일 6시 30분 비닐하우스 외부온도가 최저 -8.1℃에 달한 경우에도, 별도의 난방시설을 갖추지 않은 비닐하우스 실내온도는 -1.2℃를 나타내었고, 표토온도는 21.2℃를 나타내었다. 이때 실내온도가 영하를 나타낸 것은 실내 온도를 측정하기 위한 온도계를 비닐하우스 내부 중간에 설치한 이유에서 이고, 발열체가 투입된 표토 상부에 해당되는 위치 즉, 작물이 위치하는 곳의 실내온도는 표토로부터 전달되는 열량에 의하여 영하로 떨어지지는 않았다. 이로부터 동절기 별도의 난방시설이 없는 비닐하우스 내부에서도 작물을 재배할 수 있음을 알 수 있다.

한편 위 실험예 2에 의하면, 동절기를 포함한 만 7개월 동안 표토온도가 20℃ 이하로 떨어지지 않는다는 점에서, 대부분의 작물 재배에 필요한 충분한 기간 동안 발열체로부터 발열이 지속됨을 알 수 있으며, 위 실험기간이 종료된 이후에도 표토 내부 목편의 발효 상태를 확인한 결과 1년 이상 발효가 더 진행될 수 있음을 알 수 있었다.

(3) 실험예 3

본 실험은 위 실험예 2가 행해진 동일한 비닐하우스 내부에서 본 발명에 의하여 발열체를 투입한 표토와, 발열체를 투입하지 않는 표토 상에 다른 조건들을 동일하게 유지한 상태에서 각각 고추와 방울토마토를 식재하였을 때의 생육을 비교한 결과를 아래의 표 3, 4와, 각각의 표에 따른 생육량을 도 4a, 4b의 그래프에 나타내었다.

고추의 생육량 비교

측정일시	실시예(㎝)	비교예(㎝)
2008/4/19	20	20
4/26	29	25
5/3	38	30
5/10	47	35
5/17	57	40
5/24	68	44
5/31	78	49
6/7	82	60
6/14	91	66
6/21	98	73
평균생육량(㎝)	78	53
비교예 대비	147.2%	100%

방울토마토의 생육량 비교

측정일시	실시예(㎝)	비교예(㎝)
2008/5/3	16	16
5/10	18	18
5/17	21	20
5/24	35	22
5/31	55	24
6/7	75	34
6/14	93	62
6/21	110	80
평균생육량(㎝)	94	64
비교예 대비	146.9%	100%

위 표 3, 4에 의하면, 본 발명의 작물 재배방법에 따라 재배한 고추와 방울토마토는 비교예와 대비하여 평균 생육량 비율이 각각 147.2%와 146.9%로서 비교예에 비하여 현저히 높은 생육량을 나타냈다. 이러한 차이는 본 발명의 발열체가 발효됨에 따라 작물 뿌리에 영양분을 공급하고 있다는 점과, 발열체에 의한 발열량이 작물의 뿌리에 직접 전달된다는 점에서 비롯된다. 따라서 본 발명의 작물 재배에 의하면 일반적인 시설재배에 비하여 생산량을 증대시킬 수 있음을 알 수 있다.

한편, 위와 같은 본 발명의 작물 재배방법에 의하면, 종래의 완숙퇴비에 비하여 뒤집기 등의 노동력이 절감될 뿐만 아니라 퇴비화 과정 중에 유해가스의 발생을 방지할 수 있다. 또한 발열체의 발효가 완료된 이후에도 이를 퇴비로서 활용할 수 있다는 점에서 그 활용성은 매우 크다.

본 발명의 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법과 작물 재배방법은, 표토를 난방함으로써 동절기 작물의 시설재배에 관한 농업 분야 등 여러 산업분야 에 이용 가능하다.

도 1은 본 발명의 표토 난방방법의 작업 순서도.

도 2는 발열체 투입 후의 온도 변화를 나타내는 그래프.

도 3a 내지 3c는 발열체 투입 후의 온도 변화를 나타내는 그래프.

도 4a, 4b는 본 발명의 작물 재배방법에 따른 고추와 방울토마토의 생육량을 나타내는 그래프.

Claims (11)

1 종 이상의 혐기성 미생물을 포함한 복합미생물을 배양자재와 혼합한 배양체를 수득하는 단계;

상기 배양체와 목편을 혼합한 발열체를 제조하는 단계; 및

상기 발열체를 표토에 공급하여 발열체를 발효시키는 단계;

를 포함하여, 상기 발열체의 발효열에 의하여 표토의 지온을 상승시키는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

청구항 1에 있어서,

상기 발열체를 발효시키는 단계는,

표토를 파고 그 부분에 발열체를 투입한 후, 발열체 상부에 표토를 덮는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

청구항 1에 있어서,

상기 혐기성 미생물은,

Lactobacillus plantarum, Pediococcus, Acidophilus, Aspergillus oryzae, Pseudomonus, Ssccharomyces cerevisiae, Streptmyces griseus, Bacillus licheniformis NA, Lactobacillus bulgaricus 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

청구항 1에 있어서,

상기 배양자재는 톱밥과 쌀겨 중 적어도 어느 하나이고, 상기 배양체와 목편의 중량비율은 1:8.5 ~ 1:9.5인 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

청구항 1에 있어서,

상기 목편은 칩 형태로 이루어지고, 목편의 크기에 따라 발열기간과 발열온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

청구항 1에 있어서,

상기 발열체의 함수율은 50~70%인 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

청구항 2에 있어서,

상기 표토는 20~40㎝ 파고, 발열체를 20~40㎝ 두께로 투입하는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

청구항 2에 있어서,

상기 발열체를 투입하기 전에, 표토를 판 부분에 다수개의 투수공이 형성된 바닥부와 그 양측단에 상부로 절곡 형성된 측벽부를 구비한 단열재를 투입하거나, 표토를 판 부분 양측면에 각각 단열재를 투입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 표토 난방방법.

표토의 상부에 외기를 차단하면서 태양광을 투과시키는 시설을 한 상태에서, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 난방방법을 이용하여 작물을 재배하는 복합미생물의 발효열을 이용한 작물 재배방법.

청구항 9에 있어서,

상기 발열체는, 목편 이외에 농산부산물, 축산부산물, 수산부산물, 생활폐기물 중 적어도 어느 하나를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 작물 재배방법.

청구항 9에 있어서,

상기 작물에 대한 비료로서 액비를 사용하는 것을 특징으로 하는 복합미생물의 발효열을 이용한 작물 재배방법.

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