KR20110107511A - 해조류를 이용한 기능성 강화 액체비료 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기능성 액체비료에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 해조류 분해 추출액; 및 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황(MSM 또는 DMSO) 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 포함하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기능성 강화 액체비료는 해조류가 본래 가지고 있는 유기 및 무기영양분 공급뿐만 아니라 각기 기능성 물질이 발휘하는 토양유래 병해발생 경감, 작물생육증진, 양분보유능력 향상, 독성물질 흡착, 유황성분 보충, 품질 향상, 셀레늄 함유량 제고 등의 효과가 발현될 수 있으며, 기능성 액체비료를 고소득 작물을 대상으로 시비할 경우 생산물의 품질, 생산비용의 절감 및 기능성 성분의 함량제고를 가져올 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 해조류 추출액에 기능성 물질을 첨가하여 제조하며, 고소득 작물재배 시 관주 또는 엽면시비용으로 사용할 수 있는 기능성 강화 액체비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
해조류는 식물생육과 관련하여 비료와 토양 유기물자원으로서 가치는 이미 오래 전부터 확인된 바 있으며(Stephenson, 1974), 해조류 채취운반이 용이한 해안지역 농경지를 중심으로 토양유기질자원으로 활용되곤 하였다(Blunden, 1991). 해조류에 함유되어 있는 화학적 특성 때문에 일반 경지토양에서 흔히 부족현상을 일으키기 쉬운 미량성분의 보충공급이 가능하고, 같은 양의 해조류를 퇴비와 비교할 때 질소함량은 비슷하지만 칼리함량은 높고 인산함량은 낮다고 알려져 있어서(Chapman과 Chapman, 1980) 인산의 축적량이 많은 우리나라 경지토양의 화학특성을 고려하면 실용적인 면에서 훨씬 유리한 농업용 유기질 비료자원임에 틀림없다.
해조류 건조분말(meal)이나 해조류 액상 농축물을 토양과 작물에 시용하는 것은 해조류에 여러 가지 다양한 무기원소와 미량원소를 함유하고 있어서 토양양분을 보충해 줄 수 있고, 토양미생물의 활성을 도와 특히 인과 칼리의 식물흡수를 향상시킬 수 있다(Milton,1964;Caiozzi 등, 1968). 이 두 종류 제재의 주된 차이점을 보면, 해조류 분말의 경우 효과가 발현되기까지 상당한 시간이 소요되는데, 이는 해조류에 함유된 유기태 양분들이 식물에 이용되기 전에 미생물에 의해 분해과정을 거쳐야 되기 때문이다. 한편 액상제품의 경우 이미 셀룰로오스 형태의 성분들이 이미 분해되어 있거나 제거되어 있어 관주나 엽면시비로 식물의 뿌리나 엽면을 통해 즉시 흡수될 수 있기 때문에 시용효과가 빠른 경향이다(Crouch와 Staden, 1994).
또한, 해조류 추출물을 생물농업과 원예작물에 처리하여 작물생육, 병충해 경감 및 생산물의 수량증대와 품질향상 등의 효과를 얻을 수 있다. 여기서 해조류 처리에서 얻을 수 있는 효과는 해조류에 함유되어 있는 식물호르몬들과 미량요소 공급에 기초하는 것으로 알려져 있으며(Verkleij, 1992), 해조류 관련 실험들에서 해조류에 함유된 특이한 성분들의 효과를 해석할 때 시토키닌(cytokinin) 유사물질 등과 같은 식물호르몬과 킬레이트 형태로 존재할 수 있는 미량원소들의 특성을 그 이유로 설명하고 있다.
일반적으로 신선한 해조류에는 질소와 칼리성분과 유효성 미량요소들이 고루 함유되어 있으며(Stephenson,1974;Senn과 Kingman, 1978), 토양물리성 개선에 영향을 미치는 성분으로 중요한 알긴산이 함유되어 있기 때문에(Quastel과 Webley, 1947) 비료와 토양개선제로서 두 가지 측면을 동시에 충족시킬 수 있다.
외국의 경우에 해조류 추출물이나 해조류 분말제 등이 원예용으로 시판되고 있고 토양과 여러 작물에서 그 효과가 인정된 바 있으며 국내에도 수입되어 제4종복합비료 제품의 기본자재로 사용하고 있다.
한편, 우리나라는 3면이 바다에 접해 있어서 미역, 다시마, 톳 등과 같은 해조류의 양식과 자연채취량은 67,000여 톤으로 세계 8위 생산국이며, 북한 생산량 71,000톤을 합하면 세계 4위의 생산국의 순위이다. 이와 같이 해조류의 가공이용이 활발하지만 이들의 수거, 양식 및 가공과정에서 발생되는 부산물의 재활용은 미미할 뿐만 아니라 환경오염의 원인이 되고 있는 실정이다. 특히 미역의 경우 전 미역생산량의 50%인 20만여 톤이 양식장에 그대로 버려져 해양환경오염의 원인이 되기도 한다.
한편, 해조류를 이용한 가공기술개발 연구로는 양식미역의 이용가공 및 품질요인, 미역김의 제조와 이화학적 특성, 미역분말 쥬스의 제조, 미역잼의 제조, 미역분말을 혼합한 제과 적성, 미역 추출액을 이용한 조미료 소재의 개발, 미역묵의 개발 그리고 김색소 고정 효과, 구운 김의 가공 및 저장중의 품질변화 연구 등에 국한되어 있는 것으로, 이는 주로, 미역이나 김 등을 이용한 가공식품, 조미료 등이 대다수이며, 다른 산업분야에서의 활용이 미흡할 뿐 만 아니라 응용산업 소재로서의 이용이나 실용화 단계는 거의 실현되지 못하고 있는 실정이다.
그리고, 수산물의 남획 및 환경오염으로 연안 수산자원의 고갈뿐만 아니라 연안어장의 황폐화가 가속되어 점점 어민 소득이 감소되고 있으며, 이로 인하여 사회적으로 수산업에 대한 관심이 낮아지고 있고, 수산업의 발전도 아울러 저하되고 있는 실정이다.
이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여, 해조류 분해 추출액을 기반으로 하여 해조류 분해 추출액에 기능성을 갖는 여러 물질들을 첨가하여 기능성을 보강한 액체비료를 제조하는 방법을 정립함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 해조류 분해 추출액에 각종 기능성 물질을 첨가하여 기능성이 강화된 액체비료 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 해조류 분해 추출액; 및 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황(MSM 또는 DMSO) 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 포함하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 키틴은 0.1 ~ 0.3 부피%, 상기 교질 제올라이트는 1 ~ 3 부피%, 상기 유기태 황은 0.05 ~ 0.15 부피%, 상기 셀레늄은 0.1 ~ 0.3 부피%로 첨가될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 키틴은 키틴을 산분해시켜 얻어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 제올라이트는 클리놉틸로나이트(Clinoptilolite), 모르데나이트(Mordenite) 및 무스코바이트(Muscovite)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 구성된 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 제올라이트는 30 ~ 35 중량%의 모르데나이트 및 28 ~ 32 중량%의 클리놉틸로나이트를 함유하는 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조될 수 있다.
또한, 본 발명은 해조류 분해 추출액에 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 첨가한 후, 60 ~ 80℃로 가온하면서 5 ~ 24시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 액체비료의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 키틴은 0.1 ~ 0.3 부피%, 상기 교질 제올라이트는 1 ~ 3 부피%, 상기 유기태 황은 0.05 ~ 0.15 부피%, 상기 셀레늄은 0.1 ~ 0.3 부피%로 첨가될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 키틴은 키틴을 산분해시켜 얻어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 제올라이트는 클리놉틸로나이트(Clinoptilolite), 모르데나이트(Mordenite) 및 무스코바이트(Muscovite)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 구성된 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 교질 제올라이트는 30 ~ 35 중량%의 모르데나이트 및 28 ~ 32 중량%의 클리놉틸로나이트를 함유하는 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 해조류를 이용한 기능성 강화 액체비료 및 그 제조방법은 해조류가 본래 가지고 있는 유기 및 무기영양분 공급뿐만 아니라 각기 기능성 물질이 발휘하는 토양유래 병해발생 경감, 작물생육증진, 양분보유능력 향상, 독성물질 흡착, 유황성분 보충, 품질 향상, 셀레늄 함유량 제고 등의 효과가 발현될 수 있으며, 기능성 액체비료를 고소득 작물을 대상으로 시비할 경우 생산물의 품질, 생산비용의 절감 및 기능성 성분의 함량제고를 가져올 수 있는 효과가 있다. 이로 인해, 고소득 작물생산에 관련된 투입에너지를 크게 절감할 뿐만 아니라 작물의 품질과 수량을 증가시켜 농가의 소득 증가에 크게 기여할 수 있고 소비자들에게 안전한 농산물을 공급할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 교질 키틴 배지상 키틴분해 미생물 집락을 나타낸 것이다.
도 2는 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 키틴분해 미생물의 밀도 변화를 나타낸 것이고, 도 3은 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 사상균의 밀도 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 방선균의 밀도 변화를 나타낸 것이고, 도 5는 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 세균의 밀도 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 액체비료를 처리했을 때 들깨 이식 8주 후 생육 상태를 처리구별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 액체비료를 처리했을 때 토양의 일반세균과 방선균의 경시적 밀도 변화를 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명의 액체비료를 처리했을 때 토양의 사상균과 키틴분해 미생물의 경시적 밀도 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 교질 제올라이트 처리 농도별 상추 엽의 무기성분 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 교질 제올라이트 처리하고 4주 후 제올라이트 처리 농도별 토양 CEC와 치환성 염기의 함량차이를 나타낸 것이다.
도 11은 교질 제올라이트 처리 농도별 토양 중 수용성 양이온의 경시적 변화를 나타낸 것이다.
도 12는 황 화합물(MSM) 처리 9주 및 18주 후 고추의 생육상황을 비교하여 나타낸 것이고, 도 13은 황 화합물(MEM, DMSO)을 처리하고 이식 18주 후 고추의 생육상황을 비교하여 나타낸 것이다.
도 14는 황 화합물 처리에 따른 주당 붉은 고추의 누적 과수를 나타낸 것이고, 도 15는 황 화합물 처리에 따른 주당 붉은 고추의 누적 건과수량을 나타낸 것이다.
도 2는 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 키틴분해 미생물의 밀도 변화를 나타낸 것이고, 도 3은 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 사상균의 밀도 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 방선균의 밀도 변화를 나타낸 것이고, 도 5는 해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 농도별 처리에 따른 세균의 밀도 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 액체비료를 처리했을 때 들깨 이식 8주 후 생육 상태를 처리구별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 액체비료를 처리했을 때 토양의 일반세균과 방선균의 경시적 밀도 변화를 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명의 액체비료를 처리했을 때 토양의 사상균과 키틴분해 미생물의 경시적 밀도 변화를 나타낸 것이다.
도 9는 교질 제올라이트 처리 농도별 상추 엽의 무기성분 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 교질 제올라이트 처리하고 4주 후 제올라이트 처리 농도별 토양 CEC와 치환성 염기의 함량차이를 나타낸 것이다.
도 11은 교질 제올라이트 처리 농도별 토양 중 수용성 양이온의 경시적 변화를 나타낸 것이다.
도 12는 황 화합물(MSM) 처리 9주 및 18주 후 고추의 생육상황을 비교하여 나타낸 것이고, 도 13은 황 화합물(MEM, DMSO)을 처리하고 이식 18주 후 고추의 생육상황을 비교하여 나타낸 것이다.
도 14는 황 화합물 처리에 따른 주당 붉은 고추의 누적 과수를 나타낸 것이고, 도 15는 황 화합물 처리에 따른 주당 붉은 고추의 누적 건과수량을 나타낸 것이다.
본 발명은 해조류 분해 추출액에 기능성 물질을 첨가하여 기능성을 강화시킨 액체비료에 관한 것으로, 보다 구체적으로 열분해에 의해 분해된 해조류 분해 추출액에 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황, 셀레늄 등의 기능성 물질을 첨가하여 기능성이 보강된 고소득 작물재배용 고기능성 액체비료를 제공하는 것을 특징으로 한다.
해조류를 토양에 투입함으로서 기대할 수 있는 효능으로는 첫째, 해조류는 육상에서 얻을 수 있는 유기재료에 비해서 다양한 무기성분 뿐만 아니라 토양 중에서 분해이용이 빠르며 식물생장 호르몬의 일종인 시토키닌이 함유되어 있어서 식물생장촉진제나 비료로서의 효과를 얻을 수 있다. 둘째, 해조류가 갖는 화학적 특성에 의한 토양입단안정성 증가로 통기성을 증진시키는 효과를 기대할 수 있어 재배작물의 근권 환경이 개선되므로 농산물의 생산성과 품질향상에 크게 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.
본 발명에서는 해조류 추출액의 기능성을 강화시키기 위해 기능성 물질을 첨가하는 것을 특징으로 한다. 이때, 첨가되는 기능성 물질로는 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황, 셀레늄 등이 있으며, 이들 각각의 기능적 특성을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에서 사용하는‘교질키틴’은 절지동물의 딱딱한 표피나 껍데기의 골격을 만들 뿐만 아니라 곰팡이의 세포벽을 이루는 중요한 구성요소이며, 아미노당으로 이루어진 다당류로서 N-아세틸글루코사민이 β-1,4결합으로 중합된 형태이다. 키틴의 용도는 다양하여 농업, 공업 및 의약품 등으로 활용하고 있으며 특히 농업분야에서는 식물들의 방어기구에 유용한 유도인자로 확인되었을 뿐만 아니라 식물생육과정에서 면역기능 증진 및 농산물의 생산성 제고에 도움을 준다고 알려져 있다(Linden 등, 2000). 또 키틴을 아세틸화시켜 얻어진 키토산은 농업과 원예에서 유용적 방제물질로 활용되고 있으며, 토양이나 식물에 엽면 시비할 경우 병해충에 대한 저항성을 발현하는 기작을 보이고(Linden과 Stoner, 2005), 키토산은 광합성 증가, 발아 및 출아촉진, 양분흡수와 생육촉진 등에 효과를 나타낼 뿐만 아니라 기생성 선충과 병 키틴발생을 억제할 수 있으므로 바람직한 친환경 농자제로 알려져 있다(Smiley 등, 2002;Stoner와 Linden, 2006).
본 발명에서 사용하는‘교질 제올라이트(Zeolite)’는 천연 제올라이트를 미세하게 분말화하여 수용액 중에 현탁시키고 일정시간 정치한 후 용액 중에 교질상태로 존재하는 것으로 다공질 구조의 특성으로 양이온 교환능력이 우수하기 때문에 산업전반 여러 분야에서 다양한 소재로 활용되고 있다. 높은 양이온치환용량(CEC) 때문에 토양양분 보유력 향상을 목적으로 흔히 처리한다. 특히 농업부분에서 클리놉틸로나이트(clinoptilolite)는 천연 제올라이트로서 수분과 양분흡착 보유력이 높고, 흡착된 이온들이 천천히 해리되어 작물에 흡수되는 이점 때문에 토양처리제로 흔히 활용하고 있고, 제올라이트의 특이한 물리화학적 특성 때문에 가축 사육시 발생하는 악취, 중금속, 방사성물질 및 대사산물 등의 독성제거를 목적으로 사용하기도 한다(Papaioannoua 등, 2005).
또한, 본 발명에서 사용하는‘유기태 황’은 메틸설포닐메탄(Methylsulfonyl methane, MSM)으로서 식품이나 음료들 중 소량 함유되어 있고, 원시식물에 존재하여 상업적으로는 펄프 제조 시 부산물로 얻을 수 있으며 유기 황은 생명체의 단백질합성에 필수원소이기 때문에 식이보조제, 의약품, 화장품 첨가물 등으로 사용되고 있으며 가축사양에도 활용하고 있다. 특히 MSM은 염증을 완화시키는 효과(Morton, 1986)가 있고, 그 외 관절염(Usha와 Naidu,2004), 알러지성 비염(barrager 등, 2002), 방광염(Childs, 1994), 코골이(Blum과 Blum, 2004) 등의 치료에 효과적이라는 것이 임상적으로 밝혀진 바 있다.
식물생장과 관련된 유기태 황의 효과는 MSM의 전구물질인 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO)를 Zn과 함께 토양과 엽면시비로 처리하였을 경우 식물체 건물중과 곡물수량이 유의적으로 증가되었다고 보고(Kumar,1975)된 바 있으며, 열대 독말풀에 2%의 DMSO액을 살포한 결과 식물의 초장과 엽록소 함량은 낮아졌으나 식물체 중 알카로이드(Alkaloid)의 양은 증가되었다고 보고되었다(Sciuchetti와 Iturrian, 1965). 4종류의 작물(강낭콩, 완두, 보리 및 귀리)에 DMSO를 희석하여 처리한 후 발아와 생육을 조사한 결과 발아보다 생육에 독성을 보였으나 DMSO처리농도와 시기에 따라 Ca, Mg, K 및 P 흡수가 증가되었고, 7.5% DMSO처리에서 신선중을 기준으로 2-3배 흡수가 증가됨을 보고하였다(Howard와 Hsieh, 1970).
본 발명에서 사용하는‘셀레늄’은 여러 가지 이온형태로 존재하며 식품 내에 있는 대부분의 셀레늄은 메티오닌(methionin)과 시스테인(cystein) 유도체와 결합되어 있어 식품 내 흡수되기 쉬운 형태로 존재한다. 1978년 셀레늄은 '독성원소' 라는 오명을 벗고, WHO와 FDA 등에서 필수 영양소와 강력한 항산화제로 인정받았다. 셀레늄은 글루타티온 과산화효소(glutathione peroxidase)의 구성성분으로서 항산화 기능을 도와주게 된다. 비타민 E도 항산화 기능이 있으므로 적당한 양의 셀레늄은 암의 유발을 저하시키는 잠재력을 가지며, 그 외에 노화지연, 면역기능 향상, 성기능 강화, 중금속 예방 및 해독작용, 피부미용, 심장병, 관절염, 백내장, 동맥경화, 고혈압, 간경화, 신장병, 당뇨병 등에 효과적이라고 최근 보고되고 있다. 이는 생선, 육류, 해산물, 두류 등에 많이 함유되어 있으며, 곡류의 경우 토양에 따라 좌우된다.
우리나라 토양 중 셀레늄의 자연함량은 셀레늄 함량은 0.03 ~ 0.24ppm이며, 중앙동북 고산지대가 0.14 ~ 0.24ppm으로 높고 서해안 그리고 남해안은 0.03 ~ 0.06ppm으로 비교적 낮은 편이며, 국민 1인당 하루 셀레늄 섭취량은 42.3㎛으로 이 중 71%는 주로 곡류와 채소에서 충당하고 있다. 우리나라 토양은 셀레늄 함량이 낮을 뿐 아니라 이용성이 낮은 셀레늄 형태로 존재한다고 보고된 바 있으므로 식물체 중 셀레늄함량이 낮고 이를 먹는 사람 및 가축이 식이나 사료로부터 충분한 양의 셀레늄을 섭취할 수 없을 가능성이 높다고 볼 수 있다. 식품 속의 셀레늄 함유량은 그 식품이 재배된 토양의 셀레늄 함량과 연관되며, 토양 중 셀레늄 함유량이 낮은 중국 등지에서는 토양에 셀레늄 첨가 비료를 시용함으로써 식품의 셀레늄 함량을 높이고자 노력하고 있다.
이에 본 발명에서는 해조류 분해 추출액을 기반으로 하여 해조류 분해 추출액에 상기와 같은 기능성을 갖는 여러 물질들을 첨가하여 기능성을 보강한 액체비료를 제조하는 방법을 정립하였으며, 이러한 기능성 액체비료를 상추, 고추 등과 같은 고소득 작물을 대상으로 시비할 경우 생산물의 품질, 생산비용의 절감 및 기능성 성분의 함량을 증가시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 해조류 분해 추출액; 및 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황(MSM 또는 DMSO) 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 포함하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 액체비료를 제공한다.
본 발명에서 해조류 분해 추출액을 제조하기 위해 사용하는 해조류는 녹조류, 갈조류, 홍조류를 모두 포함하며, 예를 들어 다시마, 미역, 톳 등을 원료로 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 해조류 분해 추출액은 해조류를 열분해하여 분해시켜 제조하며, 예를 들어, 다시마, 미역, 톳 등의 해조류를 70 ~ 90℃에서 알카리 분해시킨 후, 농촌진흥청 고시 제4종 복합비료 공정규격에 따라 각기 비료성분을 수용성으로 첨가 보증하여 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 기능성 액체비료는 해조류 분해 추출액 이외에 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 더 포함한다. 이때, 교질 키틴은 0.1 ~ 0.3 부피%, 교질 제올라이트는 1 ~ 3 부피%, 상기 유기태 황은 0.05 ~ 0.15 부피%, 상기 셀레늄은 0.1 ~ 0.3 부피%로 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 교질 키틴은 키틴을 산분해시켜 얻어지며, 0.1 ~ 0.3 %농도로 첨가하는데, 교질 키틴의 농도가 증가할수록 토양 중 키틴분해 미생물의 밀도는 증가하나 경제성이 고려되어야 하기 때문에 첨가율을 상기 범위로 고정하며, 키틴은 수용액 중에서 현탁액 상태로 함유되어 있어야만 토양 공극으로 침투할 수 있기 때문에 첨가되는 교질상의 키틴은 본 발명의 작물재배용 기능성 액체비료에서 중요한 의미를 갖는다.
본 발명에서 교질 제올라이트는 1 ~ 3 부피%로 첨가되며, 클리놉틸로나이트(Clinoptilolite), 모르데나이트(Mordenite) 및 무스코바이트(Muscovite)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 구성된 입자 크기가 500 메쉬(mesh) 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 분리한 것을 사용한다. 보다 바람직하게는 모르데나이트 25 ~ 35 중량% 와 클리놉틸로나이트 25 ~ 35 중량%를 주성분으로 하는 천연 제올라이트의 입자크기가 500 메쉬 이상인 것으로부터 분리한 교질 제올라이트를 사용한다. 상기 조건을 충족하지 않을 경우 해조류 분해 추출액 중 함유되어 있는 무기 양이온들이 모르데나이트와 클리놉틸로나이트에 충분히 흡착될 수 없을 뿐만 아니라 토양 중 비료성분 유실경감 등의 본 발명에서 기대되는 기능성 발현을 보증할 수 없다.
본 발명에서 유기태 황은 메틸설포닐메탄(Methylsulfonyl methane, MSM) 또는 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO)를 선택하여 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 메틸설포닐메탄(Methylsulfonyl methane, MSM)를 사용한다. 유기태 황은 일반적으로 0.05 ~ 0.15 부피%로 첨가할 수 있는데 작물의 생육단계에 따라 첨가농도가 달라질 수 있다. 이때, 작물의 생육초기에는 저농도로 첨가하고 생육후반기로 갈수록 고농도로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 셀레늄은 일반적으로 0.1 ~ 0.3 부피%로 첨가할 수 있는데, 셀레늄의 첨가량은 토양 중 셀레늄의 자연함유량을 고려하여 첨가농도가 달라질 수 있다. 예를 들어, 우리나라 토양 중 셀레늄 자연함유량이 비교적 높은 중부 산간지에 분포하는 경지를 위한 액체비료에는 고농도로 첨가하고, 서남해안지역에 분포하는 경지를 위한 액비는 저농도로 첨가할 수 있다.
한편, 본 발명은 해조류 분해 추출액에 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 첨가한 후, 60 ~ 80℃로 가온하면서 5 ~ 24시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 액체비료의 제조방법을 제공한다. 이때, 첨가되는 각 구성성분의 특성 및 함량은 상기에서 설명한 바와 같다.
따라서, 본 발명에 따른 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료는 제4종 복합비료(관주용) 공정규격에 준하는 각각의 비료성분이 보증된 해조류 분해 추출액으로 작물생육에 필요한 영양분을 공급할 뿐만 아니라 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황, 셀레늄 등의 기능성 물질을 첨가 혼합하여 관주함으로서 기능성을 강화할 수 있다. 구체적으로 교질 키틴에 의한 키틴분해 미생물의 밀도를 높여 토양유래 병해발생을 경감효과와 키틴 유도물질(키토산)의 생성으로 작물생육증진효과를 가져올 수 있으며, 교질 제올라이트의 공급으로 무기양분 유실량 감소 및 중금속 등의 독성이온 흡착효과를 가져올 수 있다. 또한, 유기태 황이 공급됨으로서 얻어지는 작물의 생육증진 및 품질향상 효과를 가져오고, 셀레늄을 공급해 줌으로서 작물의 셀레늄함량 증진효과 등의 혜택을 동시에 발현시킬 수 있으므로 고소득 작물생산에 관련된 투입에너지를 크게 절감할 뿐만 아니라 작물의 품질과 수량을 증가시켜 농가의 소득 증가에 크게 기여할 수 있고 소비자들에게 안전한 농산물을 공급할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<
제조예
1>
본 발명에 따른 기능성 액체비료의 제조
<1-1> 해조류 분해 추출액의 제조
본 발명자들은 하기 표 1과 같은 화학적 조성을 갖는 국내산 해조류 중 미역의 잎, 줄기 및 포자엽이 포함되는 신선한 미역을 80℃조건에서 알카리 분해시킨 후, 제4종 복합비료 공정규격에 따라 각 비료성분을 수용성으로 첨가 보증하여 미역 분해 추출액을 제조하였다. 미역의 열분해 추출액의 무기성분 조성을 시판 수입제품(Basfolia, Kelpak)과 비교하여 하기 표 2에 나타내었다.
| 성분 | 다시마 | 톳 | 미역 | |||
| 잎 | 줄기 | 포자엽 | 부착기 | |||
| 수분(%) | 91.0 | 89.0 | 97 | 90 | 90 | 89.6 |
| 유기물(%) | 7.68 | 9.54 | 1.76 | 7.89 | 7.44 | 8.76 |
| T-N(%) | 1.64 | 2.11 | 0.17 | 0.113 | 0.134 | 0.138 |
| T-P(%) | 0.23 | 0.17 | 0.027 | 0.036 | 0.048 | 0.033 |
| K2O(%) | 3.57 | 3.44 | 0.225 | 0.413 | 0.558 | 0.269 |
| CaO(%) | 0.62 | 1.42 | 0.058 | 0.062 | 0.084 | 0.112 |
| MgO(%) | 0.36 | 0.46 | 0.05 | 0.09 | 0.11 | 0.08 |
| Na2O(%) | 2.04 | 1.64 | 0.22 | 0.46 | 0.62 | 0.29 |
| Fe(ppm) | 225 | 1.27 | 10.35 | 5.65 | 5.35 | 34.8 |
| Cd(ppm) | nd | nd | nd | nd | nd | nd |
| Mn(ppm) | 3.5 | 34.5 | 0.4 | 0.4 | 0.6 | 0.75 |
| Co(ppm) | 0.3 | nd | nd | nd | nd | nd |
| Cu(ppm) | nd | 15.8 | 0.1 | - | 0.1 | 0.15 |
| Zn(ppm) | 11.7 | 13.3 | nd | nd | nd | nd |
| Pb(ppm) | nd | 0.05 | nd | nd | nd | nd |
| 무기성분(ppm) | Basfolia® | Kelpak® | 열분해 미역액 (80℃) |
| Al | 5.04 | 0.50 | 4.18 |
| Au | 2.6 | 1.11 | 2.94 |
| Mo | 0 | 2.50 | 0 |
| Co | 0 | 3.00 | 0 |
| Ni | 0 | 0 | 0 |
| Cr | 0 | 0.22 | 0 |
| Hg | 0 | 0 | 0 |
| K | 39180 | 20458 | 57127 |
| Ca | 402.6 | 221.41 | 131.23 |
| Mg | 3021.22 | 3975.01 | 0.45 |
| Na | 5595.9 | 3617.7 | 1140.26 |
| Pb | 0 | 0 | 0 |
| Cu | 0 | 529.3 | 0 |
| Zn | 22.17 | 354.61 | 0 |
| Cd | 0 | 0 | 0 |
| La | 0.51 | 0 | 0.19 |
| Li | 2.08 | 0.2 | 0.04 |
| Mn | 440.12 | 244.7 | 0 |
| P | 9610.1 | 4358.8 | 36696.4 |
| S | 5547.85 | 539.31 | 418.29 |
| Fe | 0 | 667.12 | 1.88 |
| Si | 0 | 0 | 0 |
| Sn | 2.29 | 2.46 | 12.74 |
| Zr | 0 | 0 | 0 |
| W | 0.81 | 0 | 1.07 |
| U | 0 | 0 | 0 |
| I | 324.99 | 235.55 | 9.83 |
| Ge | 0.53 | 0.17 | 0.1 |
®: 수입 시판품의 제4종 복합비료
<1-2> 기능성 액체비료의 제조
본 발명자들은 상기 <1-1>에서 제조된 미역 분해 추출액을 60 내지 80℃로 8 내지 24시간 동안 가열 교반하면서 기능성 물질로 교질 키틴은 0.1 내지 0.3 부피%로, 교질 제올라이트는 1 내지 3 부피%로, 유기태 황은 MSM을 0.05 내지 0.15 부피%, 셀레늄은 0.1 내지 0.3 부피%로 각각 첨가하여 본 발명에 따른 고소득 작물재배용 기능성 액체비료를 제조하였다. 제조된 기능성 액체비료의 성분을 분석한 결과는 그의 조성은 하기 표 3과 같다.
| 성분(단위) | 성분함량 | 성분(단위) | 성분함량 |
| 수분(%) | 72.4 | S(ppm) | 418.3 |
| 수소이온농도(1:5H2O) | 6.6 | Fe(ppm) | 1,200 |
| 질소전량(%) | 7.6 | Mn(ppm) | 550 |
| 수용성 P(%) | 3.7 | Zn(ppm) | 515 |
| 수용성 K(%) | 5.5 | Cu(ppm) | 353 |
| 수용성 Mg(%) | 1.0 | Mo(ppm) | 5 |
| 수용성 Ca(%) | 0.015 | B(ppm) | 510 |
| 수용성 Na(%) | 1.14 | Sn(ppm) | 12.7 |
| Se(%) | 0.21 | Al(ppm) | 4.2 |
| 교질 키틴(%) | 0.20 | Au(ppm) | 2.9 |
| 교질 제올라이트(%) | 1.15 | Ge(ppm) | 0.1 |
| MSM(%) | 0.12 |
<
실시예
1>
해조류 분해 추출액과 교질 키틴의 처리 시 토양미생물의 경시적 밀도변화
해조류 분해액과 교질 키틴을 토양에 관주처리 하였을 때 키틴 분해미생물을 포함한 토양미생물의 경시적 밀도변화를 검토하기 위하여, 해조류 분해액(무처리, 50배 희석액 및 500배 희석액)과 교질 키틴액(0.1%, 0.3% 및 0.5%)을 각각 다른 농도로 조합하여 처리하였으며, 그 결과는 도 2 내지 도 5에 나타내었다.
그 결과, 미역 분해 추출액의 첨가수준에 따른 변화폭은 대체적으로 비슷하였으나, 교질 키틴의 첨가 농도에 따른 변화폭은 농도가 높을수록 군락밀도가 증가되는 경향을 보였다. 키틴 분해미생물은 해조류 분해액 처리와 함께 교질 키틴 첨가농도가 높을 때 경시적인 집락증가를 보였다(도 2 참조). 사상균의 경우는 해조류 무처리구에서는 키틴의 처리 농도에 따른 군락변화가 없었으며, 해조류 50배 및 500배 희석액 처리구에서는 교질상 키틴 0.3%와 0.5% 처리구에서 시일의 경과에 따라 군락밀도가 증가되었다(도 3 참조). 또한, 방선균의 경우는 해조류 50배 희석액과 교질 키틴 처리구에서 방선균의 증가를 나타내고 있으나(도 4 참조), 세균의 경우는 처리군 간에 군락의 차이를 보이지 않았다(도 5 참조).
상기와 같은 결과를 통해, 해조류 분해 추출액에 교질 키틴을 첨가하여 토양에 관주 처리하였을 때 키틴분해미생물, 사상균 및 방선균의 밀도가 경시적으로 증가되는 경향으로 미생물의 활성의 증가를 기대할 수 있으나 첨가하는 교질 키틴의 경제성을 고려할 때 0.3% 첨가 수준이 적당할 것으로 판단되었으며, 교질키틴 처리 후 5일 ~ 7일부터 키틴 분해미생물의 밀도가 증가되어 유지되었음을 확인할 수 있었다.
<
실시예
2>
기능성 액체비료를 사용한
잎들깨
재배
<2-1>
잎들깨의
생육증진효과
본 발명에 따른 기능성 액체비료의 사용에 따른 효과를 확인하기 위하여, 잎들깨 유묘를 이식하고 10일 간격으로 해조류 분해 추출액과 각 기능성 물질(교질 키틴, 교질 제올라이트, 셀레늄)들을 조합하여 관주 및 엽면시비 처리한 후 4주와 8주째에 생육 조사를 실시하였다.
그 결과, 하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 이식 4주 후의 들깨 잎의 생체중, 초장 등의 조사결과에서 해조류 추출액을 함유하는 기능성 액체비료의 처리가 들깨의 생육에 유의적인 영향을 미치고 있었음을 알 수 있었고, 해조류 추출액교질 키틴교질 제올라이트액 혼합처리에 해조류 추출액 1000배 희석액을 1주 간격으로 추가 엽면 시비한 처리구가 가장 양호한 생장반응을 나타내었다.
| 처리 | 엽수 (plant) |
잎면적 (㎠) |
초장 (㎝) |
잎생체중 (g/plant) |
Shoot 직경(㎜) | 뿌리생체중 (g/plant) |
클로로필 함량(㎎/100㎠) |
| 대조구 | 64.50 | 2531.0 | 22.30 | 89.03 | 11.42 | 24.08 | 3.420 |
| 해조류 추출액(SW) | 74.83 | 3071.0 | 26.82* | 108.03* | 12.56* | 32.50* | 3.502 |
| SW+키틴(C) | 81.50* | 3408.9 | 27.67* | 131.24* | 13.44* | 31.58* | 3.437 |
| SW+제올라이트(Z) | 85.67* | 3499.9 | 26.77* | 125.94* | 13.08* | 30.75* | 3.877* |
| SW+키틴+제올라이트+셀레늄(Se) | 79.17* | 3436.3 | 27.97* | 152.25* | 13.32* | 33.00* | 3.591 |
| SW,키틴,제올라이트,셀레늄+SW | 100.17* | 3649.7* | 28.47* | 144.63* | 14.15* | 37.67* | 3.600 |
| LSD0 .05 | 16.894 | 1003.20 | 1.735 | 18.343 | 1.080 | 4.229 | 0.279 |
* : significant at 5% levels by LSD
한편, 하기 표 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 이식 8주 후의 들깨 생육조사 결과도 이식 4주 후 생육조사 결과와 유사한 경향을 나타내는 것으로 확인되었고, 해조류 추출액과 교질 제올라이트를 혼합 처리한 처리구의 생육상태가 보다 양호한 것이 확인되었다(도 6 참조).
또한, 해조류 추출액 단일 처리구는 약 17%, 해조류 추출액과 교질 키틴 혼합 처리구는 약 25%, 해조류 추출액과 교질 제올라이트 혼합 처리구는 약 31%, 해조류 추출액교질 키틴교질 제올라이트 혼합 처리구는 약 33%, 그리고 해조류 추출액교질 키틴교질 제올라이트 혼합 처리에 1주 간격으로 해조류 추출액을 1000배 희석하여 엽면 시비한 처리구는 약 38%의 증수율을 보였다.
| 처리 | 엽수 (plant) |
초장 (㎝) |
잎생체중 (g/plant) |
Shoot 직경(㎜) | 뿌리생체중 (g/plant) |
클로로필 함량(㎎/100㎠) | 수량 지수 |
| 대조구 | 141.83 | 63.83 | 203.85 | 20.84 | 34.42 | 3.175 | 100.0 |
| 해조류 추출액(SW) | 162.83* | 66.42* | 239.11 | 24.11* | 48.75* | 3.211 | 117.3 |
| SW+키틴 | 165.00* | 69.25* | 255.42 | 23.95* | 50.17* | 3.256 | 125.3 |
| SW+제올라이트 | 163.17* | 71.58* | 267.36 | 23.72* | 48.17* | 3.239 | 131.2 |
| SW+키틴+제올라이트+셀레늄 | 192.00* | 10.92* | 270.45* | 23.66* | 54.17* | 3.281 | 132.7 |
| SW,키틴,제올라이트,셀레늄+SW | 207.67* | 72.75* | 281.87* | 23.77* | 63.33* | 3.354 | 138.3 |
| LSD0 .05 | 15.087 | 4.082 | 64.645 | 2.643 | 11.024 | 0.252 | - |
* : significant at 5% levels by LSD
<2-2>
잎들깨
재배토양 중 미생물 밀도변화
본 발명자들은 잎들깨 재배 시 기능성 액체비료를 처리했을 때 토양의 미생물 변화를 살펴보았다. 도 7 및 도 8은 각각의 처리액을 토양에 첨가 후 토양미생물들의 군락 변화를 경시적으로 나타낸 것으로 세균, 방선균, 사상균, 키틴분해미생물의 집락을 계수하여 대수값으로 나타내었다. 계수결과를 대수값으로 보면 키틴분해미생물은 2수준, 일반세균은 6 ~ 7수준, 방선균은 4 ~ 6수준 및 사상균은 3 ~ 4수준을 보였다. 방선균, 세균, 사상균은 미역 분해 추출액과 교질 키틴의 첨가에 크게 영향은 없었다. 그러나 키틴분해 미생물은 교질 키틴이 0.3% 혼합된 처리구에서만 대수값이 2를 상회하는 수준으로 집락계수 되었다. 이를 통해, 키틴을 토양에 첨가하여 줌으로서 키틴을 기질로 분해하여 이용할 수 있는 토착 미생물의 밀도가 증가되어 토양유래 병원균의 발생을 경감시킬 수 있을 것으로 기대된다.
<2-3>
잎들깨
식물체 무기성분 분석결과
이식 4주 후 들깨 지상부(잎+줄기)를 분석한 결과, 하기 표 6에 나타낸 바와 같이, K2O를 비롯한 다량원소에서는 처리별 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었으나 가장 생육이 양호한 해조류추출액+키틴+제올라이트+셀레늄 처리구와 해조류추출액+키틴+제올라이트+셀레늄 처리 후 해조류 추출액을 1000배 희석하여 엽면 시비한 처리구에서 Fe와 Mn의 함량이 높게 나타났으며 Se 5 ppm 처리구에서 0.2 ppm의 셀레늄이 함유되었다.
| 처리 | K2O | CaO | MgO | Na2O | Cu | Zn | Fe | Mn | Se |
| (%) | (㎎/㎏) | ||||||||
| 대조구 | 5.64 | 1.86 | 0.47 | nd | 27.48 | 63.10 | 1463.7 | 205.05 | nd |
| 해조류 추출액(SW) | 5.00 | 2.02* | 0.48 | nd | 17.55 | 91.55* | 1218.1 | 370.85* | nd |
| SW+키틴 | 6.23* | 1.80 | 0.51 | nd | 18.37 | 72.92* | 1631.7 | 239.50* | nd |
| SW+제올라이트 | 5.54 | 1.80 | 0.48 | nd | 15.73 | 10.35* | 1986.1 | 229.27 | nd |
| SW+키틴+제올라이트+셀레늄 | 4.97 | 1.30 | 0.50 | nd | 23.42 | 80.22* | 5382.3* | 433.75* | 0.20 |
| SW,키틴,제올라이트,셀레늄+SW | 4.76 | 1.63 | 0.60* | nd | 27.60 | 96.82* | 4703.8* | 450.73* | 0.18 |
| LSD0 .05 | 0.505 | 0.137 | 0.044 | - | 3.255 | 6.405 | 412.645 | 28.080 | - |
* : significant at 5% levels by LSD, nd : not detected
<
실시예
3>
교질 제올라이트 처리에 따른 상추생육과 토양무기성분 거동조사
<3-1> 상추 생육반응
모르데나이트(Mordenite)와 클리놉틸로나이트(Clinoptilonite)가 각각 33%, 30% 함유된 천연 제올라이트 교질물을 농도 별로 상추재배지에 처리하고 상추의 생육반응을 조사하였다.
그 결과, 하기 표 7에 나타낸 바와 같이, 교질 제올라이트를 처리한 상추의 지상부 생체중은 대조구가 1,242 kg/10a이었나 교질 제올라이트 처리구에서는 1,312 ~ 1,681 kg/10a가 생산되어 수량지수는 5.7 ~ 35.4% 증수되었다. 그러나 제올라이트 가격을 고려할 때 경제성 있는 처리는 교질 제올라이트를 80 ppm 시용한 처리로 대조구에 비해 31.9% 증수되었다.
| 콜로이달 제올라이트(ppm) | 엽수 (plant) |
잎면적 (㎠) |
잎생체중 (g/plant) |
뿌리생체중 (g/plant) |
생산량 (㎏/10a) |
수량지수 |
| 대조구 | 21.1 | 3003.7 | 333.2 | 316.5 | 1242 | 100.0 |
| 2.5 | 21.4 | 3240.0 | 352.2 | 334.6 | 1312 | 105.7 |
| 5 | 21.2 | 3469.0 | 364.4 | 346.2 | 1357 | 109.4 |
| 10 | 21.7 | 4015.7 | 385.4 | 366.1 | 1435 | 115.7 |
| 20 | 23.8 | 4107.7 | 398.5 | 378.6 | 1484 | 119.6 |
| 40 | 23.8 | 4136.4 | 407.8 | 387.4 | 1519 | 122.4 |
| 80 | 25.1 | 4412.6 | 439.5 | 417.5 | 1637 | 131.9 |
| 200 | 25.7 | 4689.3 | 451.2 | 428.6 | 1681 | 135.4 |
<3-2> 상추 식물체 무기성분 분석결과
상추 잎의 무기성분을 분석하였으며, 그 결과는 하기 표 8 및 도 9에 나타내었다.
그 결과, 제올라이트의 처리 농도가 증가할수록 Na2O 및 미량원소(Zn, Fe 및 Mn)의 흡수량이 높아지는 경향이 나타났으며, Na 함량이 많아지는 것은 공시한 천연 제올라이트에 1.93%의 Na2O를 함유하고 있었기 때문인 것으로 해석되었다.
| 콜로이달 제올라이트(ppm) | K2O | CaO | MgO | Na2O | Cu | Zn | Fe | Mn |
| (%) | (㎎/㎏) | |||||||
| 대조구 | 7.46 | 0.70 | 0.29 | 0.02 | nd | 12.67 | 919 | 84 |
| 2.5 | 8.04 | 0.90 | 0.33 | 0.07 | nd | 35.07 | 1007 | 112 |
| 5 | 7.69 | 0.97 | 0.35 | 0.10 | nd | 44.07 | 1116 | 158 |
| 10 | 7.98 | 0.82 | 0.35 | 0.15 | nd | 29.13 | 1205 | 152 |
| 20 | 9.40 | 1.07 | 0.35 | 0.13 | nd | 36.73 | 1385 | 196 |
| 40 | 7.90 | 1.02 | 0.37 | 0.29 | nd | 42.07 | 1656 | 242 |
| 80 | 7.87 | 0.91 | 0.38 | 0.37 | nd | 40.27 | 1612 | 268 |
| 200 | 7.82 | 0.93 | 0.39 | 0.32 | nd | 47.53 | 2542 | 276 |
<3-3> 토양 중 치환성 무기성분의 거동
상추 재배지역의 토양 화학성을 분석하여 무기성분의 거동을 조사하였으며, 그 결과는 하기 표 9 및 도 10에 나타내었다.
그 결과, 제올라이트 처리량이 많아질수록 염기치환능력(CEC), 치환성 염기 K, Ca, Mg 및 Na가 증가하는 경향을 나타냈다. 그 원인으로는 공시된 천연 제올라이트의 K2O, CaO, MgO 및 Na2O이 각각 3.17, 2.51, 0.31 및 1.93%를 함유하고 있을 뿐만 아니라 첨가된 교질 제올라이트가 토양의 염기치환능력(CEC)을 높여줌으로서 토양에 존재하는 무기양이온의 용탈유실을 경감시킨 것을 확인 할 수 있었다.
| 콜로이달 제올라이트(ppm) | pH (1:5) |
EC (dSm-1) |
O.M (%) |
Av.P2O5 (㎎/㎏) |
Ex. Cat.(cmol(+)/㎏) | CEC (cmol(+)/㎏) |
|||
| K | Ca | Mg | Na | ||||||
| 대조구 | 5.25 | 0.704 | 2.08 | 207.9 | 0.82 | 3.27 | 0.80 | 0.23 | 7.17 |
| 2.5 | 5.62 | 0.342 | 2.59 | 193.7 | 0.88 | 3.07 | 0.72 | 0.15 | 7.31 |
| 5 | 5.43 | 0.510 | 2.68 | 208.1 | 0.90 | 3.48 | 0.85 | 0.24 | 7.68 |
| 10 | 5.37 | 03485 | 2.83 | 219.7 | 0.95 | 3.07 | 0.73 | 0.17 | 7.34 |
| 20 | 5.75 | 0.387 | 2.01 | 210.2 | 0.96 | 3.84 | 0.76 | 0.14 | 7.54 |
| 40 | 5.27 | 0.395 | 2.42 | 223.6 | 0.98 | 4.09 | 0.82 | 0.15 | 7.92 |
| 80 | 5.47 | 0.402 | 2.06 | 232.6 | 1.22 | 4.43 | 0.94 | 0.40 | 8.90 |
| 200 | 5.56 | 0.950 | 2.58 | 237.5 | 1.45 | 5.02 | 1.11 | 0.80 | 11.09 |
<3-4> 토양 중 수용성 무기성분의 거동
토양에 교질 제올라이트를 농도 별로 처리하였을 때 증류수만으로 침출될 수 있는 양이온의 양을 경시적으로 분석하였으며, 그 결과는 도 11에 나타내었다.
증류수로 추출되는 Ca 및 Mg의 양은 시간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였고, K는 경시적으로 일정 수준을 유지하는 특성을 나타냈는데, 이는 K 이온이 Ca와 Mg이온 보다 클리놉틸로나이트(Clinoptilonite)에 치환 흡착력이 더 강한 특성을 갖기 때문이다. 그리고 제올라이트의 처리 농도가 높아질수록 수용액에 침출되는 무기양이온의 양은 적어짐을 확인할 수 있으며, 제올라이트의 처리 농도가 높은 80ppm과 200ppm 처리구에서 용출량이 가장 적게 나타났다.
상기와 같은 결과는 교질 제올라이트를 해조류 추출액에 첨가하여 공급함으로서 해조류 추출액에 함유된 무기양분의 자연 유실량을 줄여주기 때문에 그 만큼 시비효율과 식물 흡수량을 증가시킬 수 있다는 확실한 증거가 되는 것이다.
<
실시예
4>
고추에 대한 유기태 황 화합물 처리효과
고추에 유기태 황 화합물을 처리했을 때의 효과를 검토하기 위해 MSM(Methyl sulfonyl methane)과 DMSO(Dimethylsulfoxide) 2종류의 유기 황 화합물과 무기 황 화합물 K2SO4(potassium sulfate)를 고추 유묘를 이식 직후부터 1주 간격으로 엽면시비 처리하였다. 설정 농도는 작물의 스트레스를 최소화하기 위하여 화합물 중 황의 농도를 기준으로 하여 이식 직후에는 6,000배(167ppm), 성숙기는 3,000배(333ppm), 결실기는 2,000배(500ppm)를 희석하여 각각 살포하였다.
<4-1> 고추 생육반응
1주 간격으로 황 화합물을 엽면시비 처리하고 3주가 경과한 후의 생육을 조사한 결과, 하기 표 10에 나타낸 바와 같이, 대조구의 엽수가 18.8개, 초장(shoot length)은 30.8㎝, 지상부 생체중(shoot weight)은 24.9g으로 조사된데 반해 MSM 처리구의 엽수는 약 12% 증수된 21.2개, 초장은 3.5% 증가하여 32㎝, 생체중은 23% 증가된 30.6g을 보여 전반적으로 MSM을 처리한 고추의 생육이 대조구에 비하여 유의성 있는 생육증가를 나타냈다.
| 처리 | 엽수 (plant) |
초장 (㎝) |
지상부 생체중 (g/plant) |
잎면적 (㎠) |
클로로필 함량 (㎎/100㎠) |
| 대조구 | 18.83 | 30.87 | 24.86 | 201.89 | 4.72 |
| MSM | 21.17* | 31.95* | 30.55* | 253.54* | 4.82 |
| DMSO | 19.00 | 30.73 | 22.93 | 194.99 | 4.62 |
| K2SO4 | 19.67 | 30.80 | 26.79 | 223.77 | 4.63 |
| LSD0 .05 | 2.329 | 0.858 | 4.726 | 31.077 | 0.1665 |
또한, 황 화합물을 처리한 후 12주 경과한 고추의 생육반응을 조사한 결과, 하기 표 11에 나타낸 바와 같이, 대조구의 고추 지상부 생체중이 1,545g인 것에 비하여 MSM 처리구는 대조구보다 약 9% 증가된 1,683g으로 나타났으나 유의성은 인정되지 않았다. 초장의 경우는 MSM 처리구가 125㎝의 대조구보다 유의적인 증가를 보여 129.5㎝로 조사되었다. DMSO 처리구는 대조구와 뚜렷한 차이를 보이지 않았으며, K2SO4 처리구는 오차범위 내에서 대조구에 비해 다소 증가되는 경향을 나타냈다.
| 처리 | 초장 (㎝) |
지상부 생체중 (g/plant) |
과실 생체중 (g/plant) |
과실 수 (ea/plant) |
클로로필 함량 (㎎/100㎠) |
| 대조구 | 125.2 | 1544.5 | 889.0 | 52.8 | 5.47 |
| MSM | 129.5* | 1682.8 | 934.7 | 58.2 | 5.76* |
| DMSO | 124.9 | 1634.2 | 873.3 | 53.8 | 5.71 |
| K2SO4 | 128.2 | 1589.6 | 904.8 | 57.7 | 5.61 |
| LSD0 .05 | 3.98 | 283.02 | 212.98 | 15.40 | 0.194 |
또한, 고추 이식 18주 후 고추의 생육특성을 조사한 결과, 하기 표 12에 나타낸 바와 같이, 초장과 지상부 생체중 및 과실 수와 과실 생체중 등에서 MSM 처리구의 생육이 가장 양호하였다.
| 처리 | 초장 (㎝) |
지상부 생체중 (g/plant) |
과실 생체중 (g/plant)[A] |
과실 수 (ea/plant)[B] |
과실 생체중 (g/fruit)[A/B] |
| 대조구 | 138.8 | 1505.8 | 603.2 | 76.17 | 7.93 |
| MSM | 147.8* | 1736.0 | 692.3 | 87.83 | 7.90 |
| DMSO | 140.2 | 1578.2 | 633.2 | 81.00 | 7.88 |
| K2SO4 | 143.8 | 1673.3 | 676.2 | 85.50 | 7.90 |
| LSD0 .05 | 6.68 | 320.05 | 106.15 | 13.465 | 0.543 |
한편, 황 화합물을 처리하고 고추 유묘 이식 후 9주와 18주째 생육 상황은 도 12 및 도 13을 통해 가시적인 생육 차이를 확인할 수 있었으며, MSM처리구의 생육이 양호함을 확인할 수 있었다.
<4-2> 고추의 수량
고추 이식 후 약 10주 후부터 2주 간격으로 4회에 걸쳐 고추를 수확하여 주당 고추 개수와 건과중의 누적치를 조사하였다.
그 결과, 고추 개수와 건과중 모두 MSM 처리구에서 가장 높은 수량을 보였다. 고추의 주당 과수는 대조구가 32.5개, MSM 처리구는 36.7개로 대조구에 비해 12.9% 증가하였으며, 주당 붉은 고추의 누적 건과수량을 보면 대조구가 103.3g였으나 MSM 처리구는 17.8% 증수된 121.7g을 나타내 MSM 처리효과가 확인되었다(도 14 및 도 15 참조).
<4-3> 고추의
함유황
아미노산 분석
유황 화합물 처리에 따른 붉은 고추에 함유된 함유황 아미노산인 메티오닌(Methionine)을 비교하기 위해 분석하였다.
그 결과, 하기 표 13에 나타낸 바와 같이, 과실 부위 중 메티오닌의 농도는 대조구가 0.810 mg(%)인 것에 반해 MSM 처리구는 1.024 mg(%), DMSO 처리구는 1.188 mg(%)로 다소 높은 함량을 보였다.
| 아미노산 | 대조구 ㎎(%) |
MSM ㎎(%) |
DMSO ㎎(%) |
K2SO4 ㎎(%) |
| 아스파트산(Aspartic acid) | 11.427 | 16.251 | 17.871 | 17.658 |
| 세린(serine) | 4.008 | 5.095 | 4.857 | 5.036 |
| 글리신(Glycine) | 4.168 | 5.780 | 4.677 | 5.956 |
| 알라닌(Alanine) | 4.079 | 4.692 | 4.344 | 4.382 |
| 발린(Valine) | 3.404 | 3.871 | 3.549 | 3.560 |
| 메티오닌( Methionine ) | 0.810 | 1.024 | 1.188 | 0.857 |
| 티로신(Tyrosine) | 1.431 | 2.043 | 2.164 | 2.160 |
| 페닐알라닌(Phenylalanine) | 2.523 | 3.497 | 3.583 | 3.667 |
| 아르기닌(Arginine) | 3.124 | 5.897 | 5.485 | 5.529 |
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (10)
- 해조류 분해 추출액; 및
교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황(MSM 또는 DMSO) 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 포함하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료. - 제1항에 있어서,
상기 교질 키틴은 0.1 ~ 0.3 부피%, 상기 교질 제올라이트는 1 ~ 3 부피%, 상기 유기태 황은 0.05 ~ 0.15 부피%, 상기 셀레늄은 0.1 ~ 0.3 부피%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료. - 제1항에 있어서,
상기 교질 키틴은 키틴을 산분해시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료. - 제1항에 있어서,
상기 교질 제올라이트는 클리놉틸로나이트(Clinoptilolite), 모르데나이트(Mordenite) 및 무스코바이트(Muscovite)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 구성된 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조된 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료. - 제4항에 있어서,
상기 교질 제올라이트는 30 ~ 35 중량%의 모르데나이트 및 28 ~ 32 중량%의 클리놉틸로나이트를 함유하는 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료의 제조방법. - 해조류 분해 추출액에 교질 키틴, 교질 제올라이트, 유기태 황 및 셀레늄 중에서 선택된 어느 하나 이상의 기능성 물질을 첨가한 후, 60 ~ 80℃로 가온하면서 5 ~ 24시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료의 제조방법.
- 제6항에 있어서,
상기 교질 키틴은 0.1 ~ 0.3 부피%, 상기 교질 제올라이트는 1 ~ 3 부피%, 상기 유기태 황은 0.05 ~ 0.15 부피%, 상기 셀레늄은 0.1 ~ 0.3 부피%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 교질 키틴은 키틴을 산분해시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료의 제조방법. - 제6항에 있어서,
상기 교질 제올라이트는 클리놉틸로나이트(Clinoptilolite), 모르데나이트(Mordenite) 및 무스코바이트(Muscovite)로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 구성된 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조된 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료의 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 교질 제올라이트는 30 ~ 35 중량%의 모르데나이트 및 28 ~ 32 중량%의 클리놉틸로나이트를 함유하는 500 메쉬 이상의 미세 천연 제올라이트로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 해조류를 이용한 고소득 작물재배용 기능성 강화 액체비료의 제조방법.
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| KR102351151B1 (ko) * | 2020-08-21 | 2022-01-13 | 강릉원주대학교산학협력단 | 콤플렉스 콜로이드 제조 기술을 이용한 다공성의 해조류 입자 제조방법 및 이를 이용한 유기질 비료 제조 방법 |
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| KR102427750B1 (ko) * | 2021-11-23 | 2022-08-01 | 주식회사 강온 | 엠에스엠을 이용한 농산물 재배방법 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210091440A (ko) * | 2020-01-14 | 2021-07-22 | 김명환 | 바나바 잎을 이용한 여주 재배용 조성물 및 이를 이용한 여주재배 방법 |
| KR102351151B1 (ko) * | 2020-08-21 | 2022-01-13 | 강릉원주대학교산학협력단 | 콤플렉스 콜로이드 제조 기술을 이용한 다공성의 해조류 입자 제조방법 및 이를 이용한 유기질 비료 제조 방법 |
| KR102386488B1 (ko) * | 2021-11-23 | 2022-04-20 | 주식회사 강온 | 사포닌 함량 개선방법 |
| KR102395146B1 (ko) * | 2021-11-23 | 2022-05-09 | 주식회사 강온 | 농작물 성장촉진 비료제조방법 |
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