KR20110105103A - 친환경 유기 농자재의 제조 방법 및 이를 이용한 포도 재배 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고활성 칼슘과 액상 복합 미네랄을 포함하여 이루어지며, 고활성 칼슘의 농도가 0.01 내지 0.02 중량%이고, 액상 복합 미네랄이 1 내지 2 중량%인 것을 특징으로 하는 친환경 유기 농자재 및 이를 시비(施肥)하는 것을 특징으로 하는 포도 재배 방법에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 유기 농자재 및 포도 재배 방법을 이용하여 포도를 재배하게 되면, 기존 화학적인 비료를 사용하여 발생하는 환경오염 등의 문제를 발생시키지 않고, 엽병 및 과피의 칼슘 함량이 풍부한 양질의 포도를 생산할 수 있게 된다.

Description

친환경 유기 농자재의 제조 방법 및 이를 이용한 포도 재배 방법{Manufacturing Method of Eco-Friendly Agricultural Material and Cultivation Method of Grape by Using This Material}

본 발명은 친환경 유기 농자재의 제조 방법 및 이를 이용한 포도 재배 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 고활성 칼슘과 액상 복합 미네랄을 포함하여 이루어지며, 고활성 칼슘의 농도가 0.01 내지 0.02 중량%이고, 액상 복합 미네랄이 1 내지 2 중량%인 것을 특징으로 하는 친환경 유기 농자재 및 이를 시비(施肥)하는 것을 특징으로 하는 포도 재배 방법에 관한 것이다.

칼슘은 16가지 식물 필수 영양소 중 N, P, K에 이어 네 번째로 많이 흡수되어야 하는 요소이다. 칼슘은 작물에 대단히 중요한 역할을 하는데, 첫 번째 역할은 식물 영양에 필수적인 영양소라는 것이고, 또 하나의 역할은 좋은 토양 구조를 만드는데 꼭 필요한 요소라는 것이다.

식물이 건강하게 생장하려면 잎, 줄기, 뿌리의 새로운 조직에 칼슘이 필수적 이며, 이것이 좋은 색깔을 지닌 단단한 품질의 농작물을 만들어 준다. 칼슘이 충분하게 있어야 식물의 세포막이 튼튼하게 형성되며, 칼슘이 부족하면 여러 가지 생리장해가 일어난다는 것은 오래 전부터 알려진 사실이다. 그러므로 칼슘부족은 작물의 수확량과 상품성에 막대한 영향을 미친다.

토양층에는 석회가 많이 들어 있어도, 여러 가지 환경요인에 의하여 실제로는 흡수할 수 없는 석회가 집적되어 있기 때문에 작물로서는 아무 쓸모가 없다. 매년 석회비료를 시비하고는 있지만 흡수되지 못한 채 토양 속에 묻혀있기 때문에, 작물이 칼슘을 요구하여도 결핍 상태가 일어나고 있다. 이런 결과로 병해는 늘어나고 농약 사용이 증가되어 수량과 품질이 떨어지는 것은 너무나 당연하다.

본 발명자들은 대한민국 등록특허 제10-0270228호에 개시된 패각류를 고온 전기 분해하여 제조하는 고활성 산화칼슘과 대한민국 등록특허 제10-0348771호에 개시된 화강암으로부터 제조되는 활성 무기 물질액에 대하여 많은 관심을 가지고, 이들의 다양한 효과를 개발하여 이들을 좀 더 유용하게 사용될 수 있도록 하기 위하여 연구를 진행해 왔다.

이러한 연구 과정 중 본 발명자들은 상기와 같이 칼슘의 원활한 흡수가 요구되는 작물의 재배에 상기 고활성 산화칼슘과 활성 무기 물질액을 적용해 보기로 하였고, 이들을 적절한 방식으로 적용하기 위해 다양한 연구를 진행하였으며, 이의 결과 고활성 산화칼슘(이하, 고활성 칼슘이라 한다.) 및 활성 무기 물질액(이하, 액상 복합 미네랄이라 한다.)을 적정 비율로 배합하여 유기 농자재를 제조하고, 이를 이용하여 포도를 재배할 경우, 기존 화학적인 비료를 사용하여 발생하는 환경오염 등의 문제를 발생시키지 않고, 엽병 및 과피의 칼슘 함량이 풍부한 양질의 포도를 생산할 수 있게 됨을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명의 주된 목적은 포도 작물의 칼슘 흡수를 원활하게 하고, 각종 미네랄 성분을 제공하여 양질의 포도를 생산하기 위한 친환경 유기 농자재의 제조 방법 및 이를 이용한 포도 재배 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 고활성 칼슘과 액상 복합 미네랄을 포함하여 이루어지며, 고활성 칼슘의 농도가 0.01 내지 0.02 중량%이고, 액상 복합 미네랄이 1 내지 2 중량%인 것을 특징으로 하는 친환경 유기 농자재를 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 친환경 유기 농자재를 시비(施肥)하는 것을 특징으로 하는 포도 재배 방법을 제공한다.

본 발명의 포도 재배 방법에 있어서, 상기 친환경 유기 농자재를 125 내지 250배 희석하여 시비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 포도 재배 방법에 있어서, 상기 친환경 유기 농자재의 125 내지 250배 희석액을 개화 이후 7 내지 14일에 300평당 100 내지 140ℓ로 1회 엽면시비하는 것이 바람직하다. 농업 분야의 특성상 토양 및 기후 조건에 따라 시비 조건을 달리할 수 있으나, 일반적인 경우에는 상기의 시비 조건을 따르는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 고활성 칼슘은 건조된 패각류를 직경 5㎜ 내외로 잘게 부수는 단계, 이와 같이 제조된 패각분을 내열 용기에 넣어 전기로에 넣는 단계, 전기로에서 1,000 ∼ 5,000℃의 온도에서 200 ∼ 200,000Volt의 교류 전압을 인가하여 패각분을 10 ∼ 20 시간 동안 소성 전기 분해하는 단계로 이루어진 제조 방법을 통해 제조된 산화칼슘을 의미한다. 바람직하게는 2000년 10월 16일에 등록 공고된 대한민국 특허 제10-0270228호에 기재된 방법으로 제조하며, 구체적으로는 다음과 같다.

상기 고활성 칼슘의 제조 방법으로 먼저 패각류를 깨끗이 수세하여 열풍으로 완전히 건조시킨 다음 직경 5 ㎜ 내외로 잘게 부순다. 이와 같이 수득된 패각분은 뚜껑이 있는 내열 용기에 넣어, 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 내열성 전기로 중에 넣는다. 내열 전기로는 양쪽에 흑연 전극판이 장착되어 있는 세라믹재 3상 로이다.

상기와 같은 내열 전기로에 1,000 ∼ 5,000℃에서 200 ∼ 200,000V의 전압을 걸어 패각분을 10 ∼ 20 시간 동안 고온소성 전기 분해한다. 일반적으로 CaCO₃는 900 ∼ 950℃에서 분해하여 CO₂ 가스가 발생하므로, 본 발명의 방법에 있어서 전기 분해는 1,000℃ 이상의 온도에서 실행하는 것이 바람직하다. CaCO₃는 5,000℃를 넘으면 CaCO₃의 소성 유효율이 더 이상 증가하지 않으므로(반응 속도 dr = 0), 5,000℃ 이하의 온도에서 전기 분해하는 것이 경제적이다. 전압을 200V 이하로 하여도 CaCO₃는 분해하지만, 장시간이 소요되어 경제성이 없으며, 200,000V를 넘으면 CaO를 얻는 데에 더 이상 효율이 증가하지 않으므로(반응 속도 dr = 0), 바람직하지 않다. 온도와 전압이 높을수록 생성되는 CaO의 순도가 높아지며, 산화철 등의 불순물을 휘산시킬 수 있다.

소성 및 전기 분해에 사용되는 온도 및 전압은 CaO의 용도에 따라 적절하게 조정하여 수행할 수 있다.

예를 들어, 음용수, 식품용 및 의약용일 때는 전기 분해에 사용되는 온도 및 전압을 1,800 ∼ 2,000℃ 및 50,000 ∼ 100,000V로 설정하는 것이 바람직하다. 동식물용일 때는 1,000 ∼ 1,800℃ 및 20,000 ∼ 50,000V로 하고, 폐수 정화 및 토질 개량을 위해서는 1,000 ∼ 1,600℃ 및 15,000 ∼ 28,000V로 설정하는 것이 바람직하다.

전기 분해 공정을 완료한 후에, 원료가 담긴 용기를 내열 전열로로부터 꺼내어 용기의 뚜껑을 열고, 냉풍으로 급랭시켜 용도에 맞게 분쇄한 후, 습기를 차단할 수 있는 비닐 백 또는 용기로 포장하는 것이 좋다. 상기 방법으로 제조되는 산화칼슘은 불순물이 거의 없는 고순도의 산화칼슘이다.

본 발명에서 상기 액상 복합 미네랄은 상온 및 상압에서 화강암의 미분말을 추출조에 투입하고, 여기에 암모니아 수용액을 가하여 교반한 다음, 묽은 황산을 가하고, 이어서 착염 형성이 쉽게 이루어지도록 추출조의 압력을 2 ~ 3 kg/㎠로 높이기 위해 80℃ 미만에서 98% 에틸 알콜을 가한 다음, 상기 압력을 유지한 채 80 ~ 85℃에서 20 ~ 160분간 교반하여 제조되는 것을 의미한다. 바람직하게는 2002년 8월 14일에 등록 공고된 대한민국 특허 제10-0348771호에 기재된 방법으로 제조하며, 구체적으로는 다음과 같다.

상기 화강암의 미분말은 취급상 평균 입도가 80 ~ 100 메쉬 범위인 것이 좋고, 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 암모니아(NH₃) 기체는 상온(20℃)에서 물에 대한 용해도(중량)가 약 33.1%이기 때문에 시중에는 농도가 약 30%인 수용액이 주로 시판되고 있어, 본 발명에서는 이를 그대로 사용하여도 무방하지만, 경제성과 반응성을 고려하여 약 15 ~ 20%로 희석된 것을 사용하는 것이 좋다. 황산은 공업적으로 78%로부터 100%에 이르는 다양한 농도의 제품이 있으나, 본 발명에 있어서는 역시 경제적인 면을 고려하는 외에도 활성이 높은 25 ~ 30%의 것을 사용하는 것이 좋다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

우선, 본 발명자들은 본 발명의 친환경 유기 농자재에 적합한 고활성 칼슘을 제조하기 위하여 이에 부합하는 재료, 소성 및 전기분해 조건을 조사하였다.

각각 패각, 난각, 해조, 산호석 등의 재료를 사용하여 800 ~ 1,400℃에서 6 ~ 12시간 사이의 각각 다른 조건으로 소성 및 전기분해 처리한 다음, 제조된 고활성 칼슘의 특성을 분석한 결과, 패각 원료의 경우, 1,350℃ 이상의 온도에서 10시간 이상을 소성하여야 본 발명에 적합한 순도 99% 이상의 고활성 칼슘이 제조된다는 것을 확인하였다. 고활성 칼슘은 순도가 낮을 경우 식물체에 독성을 발현하고 토양에 칼슘 이외에 회분 등의 잔존물이 퇴적되어 토양 경질화를 유발하는 요인이 되므로, 순도를 최대한으로 높이는 것이 바람직하다.

소성 온도 및 시간이 증가함에 따라 고활성 칼슘의 제조원가가 대폭 상승하고, 적정 소성 온도 및 시간을 겪지 않을 경우, 품질이 낮아지기 때문에 1,350 ~ 1,500℃에서 10 ~ 12시간 소성하는 것이 바람직하다. 이때에는 약 100,000 volt의 전압으로 전기분해하는 것이 바람직하다.

작물의 칼슘과 미량 미네랄의 흡수율을 극대화하기 위하여, 작물이 흡수하기 어렵고 약해발생 가능성이 있는 분말침전을 발생시키지 않는 범위에서 고활성 칼슘 및 액상 복합 미네랄을 가장 많은 양을 투입하면서 각 재료의 투입량을 선정한 결과, 상기 고활성 칼슘 0.01 내지 0.02 중량% 및 액상 복합 미네랄 1 내지 2 중량%를 사용하여 본 발명의 친환경 유기 농자재를 제조하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다. 고활성 칼슘의 농도가 상기 범위를 초과할 경우 불필요한 침전이 발생하고, 상기 범위보다 낮을 경우 작물에 공급되는 칼슘의 양이 적어지게 되며, 액상 복합 미네랄의 농도가 상기 범위를 초과하게 되면 본 발명 친환경 유기 농자재의 pH가 낮아지기 때문에 취급이 용이하지 못하게 되고, 상기 농도 범위에 미치지 못할 경우 작물에 공급되는 복합 미네랄의 양이 적어지기 때문에 상기 농도 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명자들은 상기 친환경 유기 농자재를 이용하여 포도를 재배할 때 적합한 처리 조건을 조사하였다.

처리 시기는 각각 개화 후 7, 14, 21일로 하였고, 유기 농자재를 각각 125, 250, 500배 희석하여 엽면시비한 이 후, 수확 시기의 엽병, 과피 및 과실의 특성을 분석하였다. 이 때 처리시기를 달리할 경우에는 250배 희석액을 시비하였고, 희석 배수를 달리할 경우에는 개화 후 14일에 처리하였다.

이의 결과, 개화 7일 후 및 14일 후에 처리했을 경우 및 친환경 유기 농자재를 125배 및 250배 희석하여 시비하였을 경우에 엽병 및 과피의 칼슘 함량이 다른 경우에 비해 현저히 증가한 것을 확인하였다.

또한, 본 발명자들은 본 발명의 친환경 유기 농자재에 대한 포도 작물의 약해 발생률을 조사한 결과, 지금까지의 실험 결과로는 약해가 전혀 발생하지 않은 것으로 확인되어, 상기와 같은 농도의 친환경 유기 농자재를 상기와 같은 처리 조건에 따라 시비할 경우, 별다른 독성 반응 없이 양질의 포도를 재배할 수 있을 것으로 판단된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 친환경 유기 농자재를 사용하여 포도를 재배하게 되면, 기존 화학적인 비료를 사용하여 발생하는 환경오염 등의 문제를 발생시키지 않고, 엽병 및 과피의 칼슘 함량이 풍부한 양질의 포도를 생산할 수 있게 된다.

도 1은 고활성 칼슘의 제조에 사용되는 내열 전기로의 개략도이다.
도 2는 액상 복합 미네랄을 제조하기 위하여 암석 원료로부터 무기 금속 성분을 추출하기 위한 추출조의 종단면을 모식적으로 나타낸 것이다.
< 도 2의 주요 부분에 대한 설명 >
1 : 추출조 2 : 가열 자켓
4 : 덮개 5 : 모터
7 : 교반익 12 : 냉각ㆍ응축기
도 3은 본 발명 친환경 유기 농자재의 시비 시기에 따른 수확 시기 포도 과방을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명 친환경 유기 농자재 및 염화칼슘의 시비에 따른 수확 시기 포도 과방을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명 친환경 유기 농자재의 시비 농도에 따른 수확 시기 포도 과방을 나타낸 사진이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 고활성 칼슘 제조

패각류(패각, 난각, 해조 또는 산호석)를 깨끗이 수세하여 열풍으로 완전히 건조시킨 다음 직경 5㎜ 내외로 잘게 부쉈다. 이와 같이 수득된 패각분을 뚜껑이 있는 내열 용기에 넣어, 도 1에 도시된 바와 같은 구조의 내열성 전기로 중에 넣었다. 내열 전기로는 양쪽에 흑연 전극판이 장착되어 있는 세라믹재 3상 로이다.

상기와 같은 내열 전기로에 800 ∼ 1400℃에서 50,000 ∼ 100,000V의 전압을 걸어 패각분을 6 ∼ 12 시간 동안 고온 소성 전기 분해하였다.

고온 소성 전기 분해 공정을 완료한 후에, 원료가 담긴 용기를 내열 전열로로부터 꺼내어 용기의 뚜껑을 열고, 냉풍으로 급랭시켜 분쇄한 후, 습기를 차단할 수 있는 비닐 백 또는 용기로 포장하였다.

가. 소성 시간과 온도에 따른 고활성 칼슘의 순도 분석

상기 패각을 원료로 이용하여 제조된 고활성 칼슘을 대상으로 소성 시간과 온도에 따른 칼슘의 순도를 분석하였으며, 한국식품연구원/보건환경연구원 등 공인 외부기관에서 공지의 방법으로 분석시료의 순도를 측정하였다(표 1 참조).

	6시간	8시간	10시간	12시간
900℃	67	69	72	74
1,100℃	78	82	84	85
1,200℃	80	85	90	92
1,300℃	90	92	94	95
1,350℃	96	98	99이상	99이상
1,400℃	96	98	99이상	99이상

(단위 : %)

나. 소성 원료와 온도에 따른 고활성 칼슘의 순도 분석

상기 표 1에서 검증된 10시간의 소성 시간을 기준으로 각 원료별 온도에 따른 고활성 칼슘의 순도를 분석하였으며, 한국식품연구원/보건환경연구원 등 공인 외부기관에서 공지의 방법으로 분석시료의 순도를 측정하였다(표 2 참조).

	패각	난각	해조	산호석
800℃	70	82	77	80
900℃	72	88	79	82
1,000℃	82	91	83	84
1,100℃	84	-	88	92
1,200℃	90	-	93	94
1,250℃	92	-	96	96
1,300℃	94	-	96	96
1,350℃	99이상	-	96	96
1,400℃	99이상	-	96	96

(단위 : %)

다. 고활성 칼슘의 항목별 수치 조사

상기 표 2의 패각 원료를 이용하여 제조한 고활성 칼슘을 대상으로 전도도, pH 및 수율을 전도도 측정기, pH 측정기 등을 이용하여 조사하였다(표 3 참조). 수율은 원료투입량 대비 불순물을 제외한 칼슘의 함량으로 표시하였다.

소성온도	산화칼슘의 순도(%)	전도도 (Conductivity, μs/㎝)	pH (1g/Liter수용액)	수율 (%)
800℃	70	500	11.0	55
900℃	72	830	11.3	61
1,000℃	82	1,540	11.7	72
1,100℃	84	2,870	12.0	75
1,200℃	90	4,750	12.2	80
1,250℃	92	5,970	12.3	86
1,300℃	94	6,650	12.5	89
1,350℃	99이상	7,210	12.7	96
1,400℃	99이상	7,280	12.7	97

라. 고활성 칼슘의 용해도 측정

상기 표 3의 결과를 토대로 패각 원료를 1,350℃에서 10시간 소성하여 제조한 고활성 칼슘을 대상으로 용해도를 측정하였다(표 4 참조).

산화칼슘의 순도(%)	용해도(mg/순수수 1Liter)
95.7	850
97.6	940
98.5	1,030
99.6	1,230

마. 본 발명의 고활성 칼슘과 타사의 천연패각 소성칼슘의 항목 비교

상기 패각 원료를 1,350℃에서 10시간 소성하여 제조한 고활성 칼슘 0.1% 용액과 일본산 칼슘용액의 pH, 전도도 및 ORP를 측정하여 비교하였다(표 5 참조).

	항목	pH	CD(전도도)	ORP(m Volt)	비교
시료
일본제품		12.08	4.48 mS/cm	28	Sample 원액(용액상태)
일본제품		12.22	5.87 mS/cm	-219	일본산 이온화칼슘 분말을 (1g/1L)용해
고활성 칼슘 용액		12.82	8.28 mS/cm	-512	활성칼슘 Powder(1g/1L)
10배액		11.78	1.21 mS/cm	227	원액을 10배로 희석
50배액		10.85	265.2 ㎲/cm	689	원액을 50배로 희석
100배액		10.73	147.6 ㎲/cm	890	원액을 100배로 희석
500배액		9.45	18.7 ㎲/cm	1,487	원액을 500배로 희석
1000배액		8.52	12.5 ㎲/cm	1,765	원액을 1,000배로 희석
정제수		7.00	5.5 ㎲/cm	2,420	RO정수기에서 제조한 물

상기 일본산 수입제품 등은 본 발명의 고활성 칼슘과 수치상의 차이 외에도 분말 및 액상의 성상에 관련하여서도 많은 차이가 있는 것으로 확인되었으며, 특히 탁도에서 많은 차이가 나며(일본산: 탁함, 본 발명의 고활성 칼슘: 맑고 투명), 환원정도(이온화된 Cz이온의 함량, 액상의 막 형성)도 느린 것으로 나타났다.

실시예 2. 액상 복합 미네랄 제조

화강암의 미분말(평균 입도 98Mesh의 분말)을 상온의 상태에서 추출조에 투입한 다음, 20㎏의 암모니아 수용액(20% NH₄OH)을 가하여 추출조의 덮개를 덮고 추출조의 모터를 40 ~ 50rpm으로 작동시켜 상온에서 15분간 교반하였다.

이때 사용된 추출조는 도 2에 나타난 바와 같다.

도 2에 있어서, 참조 부호 (1)로 나타낸 추출조의 외부는 가열 자켓 (2)에 의하여 둘러싸여 있는데, 상기 추출조(1)는 입구(2')를 통하여 도입되는 스팀에 의하여 가열되도록 설계된다. 이 스팀은 출구(2")를 통하여 순환된다. 상기 추출조 (1)의 저부에는 제품 토출구(3)가 마련되는데, 추출 작업 중에는 마개(3')에 의하여 밀폐된다. 추출조(1)의 상부에는 개폐 가능한 덮개(4)가 마련되는데, 이 덮개(4) 위의 중앙에는 모터(5)가 장착되며, 이 모터(5)에는 추출조(1)의 내부로 연장되는 구동축(6)이 관통ㆍ연결되는데, 이 구동축(6)에는 적당한 위치에 적당한 칫수와 수효의 교반익(7)이 결합되어 있다. 또한, 상기 덮개(4)에는 온도계(8), 압력 조절 밸브(9), 압력계(10) 및 에틸 알콜 회수관(11)이 설치되어 있다. 이 회수관(11)은 냉각ㆍ응축기(12)에 연결되어 있으며, 이 회수관(11)의 도입구 쪽, 즉 추출조(1) 쪽에는 에틸 알콜 회수 밸브(13)가 마련되어 있다. 또한, 상기 추출조(1)의 제품 토출구(3)에 인접한 위치에는 내산 탱크(14)가 준비되는데, 이것은 추출조(1)에서 나오는 제품을 여과기(도시되지 않음)로 보내기 전에 제품을 일시 저장하는 이른바 저장 용기에 해당하므로 더 이상 설명하지 않겠다.

추출조의 덮개를 열고 상기 교반 처리된 혼합물에 120㎏의 25% 황산 수용액을 가한 다음 가열 자켓의 온도를 80℃ 미만으로 조절하여 6.5㎏의 에틸 알콜(98%)을 가하고, 추출조의 덮개를 다시 덮어 완전히 밀폐시켰다.

추출조의 압력을 3㎏/㎠로 높여 착염 형성이 쉽게 이루어지도록 하였고, 추출조의 모터를 작동시켜 40 ~ 50rpm의 회전 속도로 교반하면서 가열 자켓의 온도를 조절하여 85℃로 승온시켰다. 상기 압력을 유지한 채 85℃에서 160분간 교반하였다.

상기 방법으로 생성된 생산물을 필터 프레스에 통과시켜 고액분리를 실시하여 무기금속 이온이 다량 용존하고 있는 깨끗한 복합 활성 미네랄군액 즉, 액상 복합 미네랄을 얻었다.

이와 같이 하여 얻은 액상 복합 미네랄 중의 총염의 농도는 일반 굴절계를 사용하여 표준염 용액의 농도와 비교 측정함으로써 간단하게 측정할 수 있는데, 이 방법에 의한 측정 결과, 총염의 농도는 평균 약 40%이며, 현재의 기기분석으로 분석 가능한 각각의 미네랄 이온들의 총 합계는 약 2.6%인 것이 확인되었으며, pH 1.2의 강한 산성을 나타내었다.

상기 액상 복합 미네랄을 ICP 분석법에 의하여 분석한 결과, 5배의 희석액을 기준으로 하였을 때, Li 0.69ppm, Na 15.3ppm, Mg 686ppm, Al 1,925ppm, Si 8.75ppm, P 43ppm, K 382ppm, Ca 99.5ppm, Ti 133ppm, V 0.14ppm, Mn 34.4ppm, Fe 1,926ppm, Co 0.75ppm, Ni 0.55ppm, Cu 0.85ppm, Zn 1.56ppm, Ge 0.1ppm, Rb 2.77ppm 등의 성분을 함유하고 있는 것으로 확인되었다(ICP 분석법에 의함. 한국화학시험연구원 분석치).

실시예 3. 본 발명의 친환경 유기 농자재 제조

상기 실시예 1에서 제조한 고활성 칼슘(패각 원료를 1,350℃에서 10시간 소성하여 제조한 고활성 칼슘)과 실시예 2에서 제조한 액상 복합 미네랄을 아래의 표 6 및 표 7에 나타난 바와 같이 배합하였다.

고활성 칼슘 분말 10g 용액	액상 복합 미네랄 4% 용액	pH	비고
500cc	500cc	9.9	침전이 아주 많음
330cc	670cc	3.7	1/2 침전
250cc	750cc	2.7	1/5 침전
100cc	900cc	2.4	1/10 침전
50cc	950cc	2.1	침전이 거의 없음

고활성 칼슘 분말	액상 복합 미네랄 4% 용액	정제수	pH	비고 (침전된 칼슘 양)
1g	500cc	500cc	2.4	920mg
0.7g	500cc	500cc	2.2	580mg
0.5g	500cc	500cc	2.1	285mg
0.2g	500cc	500cc	1.8	0
0.1g	500cc	500cc	1.3	0

이의 결과, 물 500cc에 고활성 칼슘 분말 0.2g을 투입하여 잘 교반한 후 액상 복합 미네랄 4%용액 500cc와 서서히 혼합하여 교반기로 교반한 다음 마이크로 필터로 여과할 경우, 침전이 생기지 않는 범위 내에서 가장 많은 양의 고활성 칼슘이 포함될 수 있다는 것을 확인하였다.

실시예 4. 본 발명의 친환경 유기 농자재를 이용한 포도 재배

경기도 화성 송산의 재배지에서 캠벨얼리 종의 포도를 재배하였으며, 상기 실시예 3에서 물 500cc, 고활성 칼슘 분말 0.2g 및 액상 복합 미네랄 4%용액 500cc를 사용하여 제조한 본 발명의 친환경 유기 농자재를 125 ~ 500배 희석(이하, 250배 희석액을 '개발 자재 1', 500배 희석액을 '개발 자재 2', 125배 희석액을 '개발 자재 3'이라 한다.)하여 개화 7 ~ 21일 후에 각각 엽면시비하였고, 기존에 관행으로 사용되었던 염화칼슘(0.4%)을 동일한 조건으로 처리하거나 또는 무처리한 것을 대조군으로 사용하였다. 이때 개발 자재 및 염화칼슘의 시비량은 약 120ℓ/300평으로 하였다. 이후 식물체의 무기성분 함량, Ca/Mg비, 과실품질, 생리장해, 병 발생률을 조사하였다.

가. 재배지의 토양 화학성 조사

재배지의 토양 화학성을 공지의 방법을 이용하여 조사하였다(표 8 참조).

pH (1:5)	EC (dS/cm)	OM (g/kg)	P2O5 (mg/kg)	Ex. cations(cmol/kg)					T-N	Fe	Zn	Mn	Cu
				K	Ca	Mg	Na	CEC	-mg/kg-
7.7	1.05	9.5	228	0.52	6.42	3.20	0.32	8.66	0.06	120.4	8.1	132	1.78
6.0~ 6.5	-	2.5~ 3.5	200~ 300	0.3~ 0.6	5.0~ 6.0	1.5~ 2.0	-	10~ 15	-	-	-	-	-

* 농과원 기준치

나. 엽병의 무기 성분 함량 조사

상기 개발 자재 1을 각각 개화 7, 14, 21일 후 처리한 수확 시기 엽병(표 9 참조)과 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 염화칼슘 0.4%액을 처리한 수확 시기 엽병(표 10 참조) 및 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 개발 자재 3을 처리한 수확 시기 엽병(표 11 참조)의 무기 성분 함량을 조사하였다.

처리 시기	T-N(%)	P(%)	K(%)	Ca(%)	Mg(%)
개화 7일 후	0.58a	0.506b	2.769b	1.762a	0.730a
14일 후	0.55a	0.497b	2.902b	1.719a	0.703a
21일 후	0.57a	0.615ab	2.819b	1.501b	0.775a
무 처 리	0.59a	0.703a	3.374a	1.537b	0.654a

처리액	T-N(%)	P(%)	K(%)	Ca(%)	Mg(%)
염화칼슘 0.4%	0.61a	0.772a	2.980b	1.712b	0.651a
개발 자재 1	0.56a	0.681a	2.711b	1.740b	0.610a
개발 자재 2	0.59a	0.681a	2.416b	1.848a	0.787a
무 처 리	0.59a	0.703a	3.374a	1.537c	0.654a

처리액	T-N(%)	P(%)	K(%)	Ca(%)	Mg(%)
개발 자재 2	0.58a	0.637a	2.657b	1.579b	0.844a
개발 자재 1	0.59a	0.663a	2.400b	1.740a	0.802a
개발 자재 3	0.57a	0.663a	2.723b	1.622a	0.745a
무 처 리	0.59a	0.703a	3.374a	1.537b	0.654b

다. 과피의 무기 성분 함량 조사

상기 개발 자재 1을 각각 개화 7, 14, 21일 후 처리한 수확 시기 과피(표 12 참조)와 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 염화칼슘 0.4%액을 처리한 수확 시기 과피(표 13 참조) 및 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 개발 자재 3을 처리한 수확 시기 과피(표 14 참조)의 무기 성분 함량을 조사하였다.

처리 시기	T-N(%)	P(%)	K(mg/kg)	Ca(mg/kg)	Mg(mg/kg)
개화 7일 후	0.50a	0.106a	240a	6.5a	8.54a
14일 후	0.46a	0.096a	230a	6.5a	7.81a
21일 후	0.46a	0.099a	234a	5.4ab	7.74a
무 처 리	0.48a	0.107a	224a	4.9b	6.84a

처리액	T-N(%)	P(%)	K(mg/kg)	Ca(mg/kg)	Mg(mg/kg)
염화칼슘 0.4%	0.68a	0.131a	309a	5.67a	7.44a
개발 자재 1	0.61a	0.124a	288a	6.39a	8.08a
개발 자재 2	0.72a	0.133a	319a	6.36a	7.80a
무 처 리	0.49b	0.108b	236a	4.90b	7.05a

처리액	T-N(%)	P(%)	K(mg/kg)	Ca(mg/kg)	Mg(mg/kg)
개발 자재 2	0.63a	0.118a	291a	5.9a	8.39a
개발 자재 1	0.62a	0.116a	275a	6.1a	8.49a
개발 자재 3	0.55a	0.116a	277a	5.6a	7.60a
무 처 리	0.50a	0.109a	248a	4.8b	7.26a

라. 과실의 품질 조사

상기 개발 자재 1을 각각 개화 7, 14, 21일 후 처리한 수확 시기 과실(표 15 참조)과 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 염화칼슘 0.4%액을 처리한 수확 시기 과실(표 16 참조) 및 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 개발 자재 3을 처리한 수확 시기 과실(표 17 참조)의 품질을 조사하였다.

처리 시기	당도(oBx)	산함량(%)	당산비	Hunter 값
				L	a	b
개화 7일 후	16.0a	0.39a	41.0a	27.86a	1.05a	3.80a
14일 후	16.5a	0.43a	38.4a	28.01a	1.90a	3.24a
21일 후	16.6a	0.39a	42.6a	28.10a	1.68a	4.05a
무처리	16.8a	0.39a	43.1a	28.21a	1.38a	2.50a

처리액	당도(oBx)	산함량(%)	당산비	Hunter 값
				L	a	b
염화칼슘 0.4%	16.0a	0.34a	47.1a	26.15a	1.01a	0.34a
개발 자재 1	16.8a	0.35a	48.0a	25.06a	0.85a	0.35a
개발 자재 2	16.3a	0.34a	47.9a	24.88a	0.79a	0.34a
무처리	16.8a	0.39a	43.1a	25.24a	1.03a	0.50a

처리액	당도(oBx)	산함량(%)	당산비	Hunter 값
				L	a	b
개발 자재 2	16.7a	0.38a	44.0a	24.72a	1.41a	2.31a
개발 자재 1	16.3a	0.37a	44.1a	25.79a	0.52a	1.32a
개발 자재 3	16.7a	0.30a	55.7b	25.76a	1.39a	1.95a
무처리	16.8a	0.39a	43.1a	25.24a	1.03a	0.50a

마. 과실의 크기, 탄저병 및 열과 발생율 조사

상기 개발 자재 1을 각각 개화 7, 14, 21일 후 처리한 수확 시기 과실(표 18 및 도 3 참조)과 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 염화칼슘 0.4%액을 처리한 수확 시기 과실(표 19 및 도 4 참조) 및 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 개발 자재 3을 처리한 수확 시기 과실(표 20 및 도 5 참조)의 크기, 탄저병 및 열과의 발생율을 조사하였다.

처리 시기	과중(g)	과장(cm)	과폭(cm)	과립수(ea)	과립중(g)	발생율(%)
						탄저병	열과
개화 7일 후	451a	16.6a	10.5a	81a	5.6a	0	1.2
14일 후	430a	16.4a	10.4a	78a	5.5a	0	1.3
21일 후	447a	16.0a	10.2a	82a	5.5a	0	0
무처리	420a	16.2a	9.8a	72a	5.8a	0	1.4

처리액	과중(g)	과장(cm)	과폭(cm)	과립수(ea)	과립중(g)	발생율(%)
						탄저병	열과
염화칼슘 0.4%	430a	17.5a	12.4a	77a	5.6a	1.3	2.6
개발 자재 1	435a	17.1a	12.1a	80a	5.4a	1.3	1.3
개발 자재 2	421a	17.5a	11.5a	76a	5.5a	0	1.3
무 처 리	420a	16.2a	9.8a	72a	5.8a	0	1.4

처리액	과중(g)	과장(cm)	과폭(cm)	과립수(ea)	과립중(g)	발생율(%)
						탄저병	열과
개발 자재 2	446a	17.1a	11.7a	88a	5.1a	0	1.1
개발 자재 1	462a	18.3a	11.6a	82a	5.6a	2.4	2.4
개발 자재 3	424a	17.2a	11.2a	73a	5.8a	2.7	2.7
무처리	420a	16.2a	9.8a	72a	5.8a	0	1.4

* 상기 표 9 내지 표 20의 유의성(DMRT)는 5%이며, 같은 열의 결과 값이 같은 알파벳으로 표기된 것일 경우, 특별한 차이점이 없다는 것을 의미한다.

바. 본 발명의 친환경 유기 농자재로 인한 약해 발생 여부 조사

본 발명 친환경 유기 농자재의 포도 작물에 대한 독성 여부를 확인하기 위하여 개화 14일 후 각각 개발 자재 1, 개발 자재 2, 개발 자재 3을 처리한 다음 수확 시기 잎과 과실의 약해 발생 여부를 조사하였다(표 21 참조)

칼슘 농도(배)	잎	과실
개발 자재 2	0	0
개발 자재 1	0	0
개발 자재 3	0	0
무 처 리	0	0

Claims (4)

1. 고활성 칼슘과 액상 복합 미네랄을 포함하여 이루어지며, 고활성 칼슘의 농도가 0.01 내지 0.02 중량%이고, 액상 복합 미네랄이 1 내지 2 중량%인 것을 특징으로 하는 친환경 유기 농자재.
2. 제 1항의 친환경 유기 농자재를 시비하는 것을 특징으로 하는 포도 재배 방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 친환경 유기 농자재를 125 내지 250배 희석하여 시비하는 것을 특징으로 하는 포도 재배 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 친환경 유기 농자재를 개화 이후 7 내지 14일에 300평당 100 내지 140ℓ로 1회 엽면시비하는 것을 특징으로 하는 포도 재배 방법.

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