KR20110139391A - 칼슘을 주성분으로 하는 농업용 비료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼슘을 주성분으로 하는 농업용 비료에 관한 것으로, 좀더 상세히는 식물의 생육에 필수적인 영양성분인 칼슘, 망간, 인, 질소를 포함하여 생물에 필요한 영양성분의 흡수를 유리하도록 하는 농업용 비료에 관한 것으로, 천연광물의 원석에서 채취가능한 유기물분말, 물, 칼슘분말, 인산분말, 질소분말, 마그네슘분말, 칼륨분말, 철분말, 망간분말, 아연분말을 혼합하여 농업용 비료를 제공하여 식물의 생육에 필수적인 영양성분인 칼슘, 망간, 인, 질소를 포함하여 생물에 필요한 영양성분의 흡수를 유리하도록 함과 동시에 광물에 대한 비료로서의 역할을 할 뿐만 아니라 토양의 물리적, 화학적 특성 및 생물학적인 특성을 개선할 수 있으며, 지효성이 있고, 종류가 다양하며, 각 작물의 특성에 맞게 비료 구성 성분의 배합비를 조절할 수 있는 이점이 있는 것이다.

Description

칼슘을 주성분으로 하는 농업용 비료{Agriculture fertilizer of the principal ingredient on calcium}

본 발명은 칼슘을 주성분으로 하는 농업용 비료에 관한 것으로, 좀더 상세히는 식물의 생육에 필수적인 영양성분인 칼슘, 망간, 인, 질소를 포함하여 생물에 필요한 영양성분의 흡수를 유리하도록 하는 농업용 비료에 관한 것이다.

최근 인구가 급속하게 증가함에 따라 농산물의 수요는 급증한 반면 도시의 팽창으로 유효 농경지가 크게 감소하여 농업 생산량이 크게 줄며 미래에는 농산물의 수요를 안정적으로 공급하기 어려울 것으로 예측되고 있고 또한 지난 30여 년간 화학비료와 농약 등 화학물질을 무분별하게 사용한 결과 자연 생태계가 파괴되고 토양 및 수질이 오염되어 농산물에 잔류된 농약 성분이 인체에 그대로 흡수, 축적되는 실정이다.

이에 보사부에서는 92년 1월 1일부터 쌀을 비롯한 10종의 곡류와 26종의 과채류, 20종의 과실류를 포함한 56종의 농산물에 대해서는 32개 품목의 고독성 농약의 잔류성분을 규제하여 기준치 이상인 것은 무조건 수거, 폐기처분하고 생산 농민은 고발 조치하겠다는 강력한 대응방안을 마련하였다.

최근 이러한 문제를 해결하기 위한 대응방안으로 우리의 농업방식도 화학비료와 농약 사용을 줄이면서 차츰 퇴비의 사용을 늘려가고 있으며, 특히 퇴비만을 사용하여 농산물을 생산하는 유기농법이 확대되고 있으며 유기농법은 화학비료 및 유기합성 농약, 가축사료첨가제 등 일체의 합성 화합물질을 사용하지 않고 유기물과 자연광석, 미생물 등 자연적인 자재만을 사용하는 농법이다. 유기농법은 농업 생산성을 지속적으로 유지할 수 있으며 경제적, 환경적 측면에서 농산물에 대한 요구를 무한히 충족시킬 수 있는 농법이다.

따라서 농업 생산성을 지속하기 위해서는 환경보전형 농업을 통한 토양의 건전성 확보가 필수적이다.

특히 화학비료의 연용은 토양을 산성화시킬 뿐만 아니라 토양 내 염류 집적에 의해 토양의 물리적 특성을 악화시킴으로서 잠재적인 농업 생산성을 감소시킨다. 그 때문에 화학비료의 사용량을 줄이는 저투입농업과 꾸준한 퇴비사용으로 지력을 유지 또는 증진시키는 것이 절실하다.

토양의 비옥도를 평가하는데 가장 중요한 기준은 토양 부식성으로, 토양의 유기물 함량은 농경지 토양의 비옥도를 결정짓는 제일 중요한 요인으로 평가되고 있다.

최근에는 시설재배나 신농법을 추구하는 농가들을 중심으로 퇴비 수요가 급증하고 있는데 유기물은 다음과 같은 여러 가지 특징을 가지고 있으며, 첫 번째는 식물 양분 공급원으로서의 효과이다. 토양 부식은 다량 요소와 미량 공급 기능이 있으며, 그 효과는 화학비료와 달리 완효성이며 지속적으로 작물에 양분을 공급한다. 특히 분해 과정에서 이산화탄소를 방출하여 식물의 광합성을 촉진시키고 작물에 생물 촉진 물질을 공급하는 효과도 있으며, 두 번째는 토양의 이화학성 개선 효과이다. 토양 부식은 토양 입자를 입단화하여 토양의 공극 분포도를 늘리고, 투수성과 보수성 및 통기성을 좋게 하며, 강우에 의한 토양 침식을 방지하는 토양 물리성 개선효과가 있으며 토양 부식은 토양의 점토보다 양이온 치환 능력이 더 크므로 부식질 토양은 완충 능력을 향상시키는 기능을 한다. 한편 부식은 킬레이트제 기능을 하므로 토양 중 활성 알루미늄 생성을 억제시키고 인산 고정을 방지할 뿐만 아니라 토양 인산의 유효화를 촉진시키는 기능을 갖고 있으며, 세 번째는 토양 중의 생물상과 그 활성의 유지 및 증진 기능이다. 토양 중에 부식 함량이 증가되면 토양중 중소 생물과 미생물 수가 증가되고 종의 다양성이 증가되어 생물상이 안정된다. 그 결과 물질 순환능이 증가되어 생물학적 토양 완충 기능이 강화되며 또한 토양의 미생물의 수와 활성이 증가되어 유해 물질을 분해, 제거 및 안정화시키는 기능이 증대되는 효과가 있다.

현재 유통되고 있는 유기질 및 부산물 비료는 가축 분뇨 퇴비가 주종을 이루고 있으며, 일부 부산물 비료제조 업체는 산업 폐기물을 원료로 이용하여 제품을 생산 공급하고 있으며 부산물 비료는 퇴비, 구비, 부숙겨, 재, 복비, 분뇨 잔사, 부엽토, 아미노산 발효부산 비료, 건계분, 건조 축산 페기물, 부숙 왕겨 및 톱밥, 토양 미생물 제재의 12개 공정 규격이 설정되어 있다. 유기질 비료는 내용물의 질소, 인산, 가리 등 비료 성분 함량을 공정 규격에 규제 기준으로 적용하고 있다.

또한, 근래에 들어서면서부터 농업분야에서는 수확증대를 목적으로 화학비료와 농약을 과량 사용해 왔으며, 그 결과 토양이 산성화되어 오염되고 피로해져 농작물의 생육에 필요한 역할을 제대로 수행하지 못하고 있는 실정이다.

따라서 화학비료로 인한 토양의 산성화를 방지할 목적으로 석회질 비료를 사용하거나 광석을 분쇄하여 이를 토양에 살포하는 등 다양한 방법들이 개발 적용되고 있다.

또, 광석을 분쇄하여 이를 토양에 살포하는 방법은 분쇄된 광석속에 함유되어 있는 성분을 이용하는 것이다. 특히, 규산질을 보충하기 위해 규조토나 도석을 분쇄하여 사용하거나, 철분의 보충을 위해 산화철을 사용하는 것은 농업분야에서는 많이 알려져 있는 사실이다.

그러나 이와 같이 광석이 함유하고 있는 주성분을 이용하여 토양에 살포하는 경우 토양의 부족한 성분을 공급해 주는 효과는 있으나 많은 량을 사용해야 그 충분한 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 분쇄된 상태로 토양에 살포함으로서 분쇄된 분말입자가 살포하는 과정에서 비산되어 작업이 불편하다는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 위와 같이 본 발명은 칼슘을 주성분으로 하는 농업용 비료에 관한 것으로, 좀더 상세히는 식물의 생육에 필수적인 영양성분인 칼슘, 망간, 인, 질소를 포함하여 생물에 필요한 영양성분의 흡수를 유리하도록 하는 농업용 비료를 제조하기 위해, 천연광물의 원석에서 채취가능한 유기물분말, 물, 칼슘분말, 인산분말, 질소분말, 마그네슘분말, 칼륨분말, 철분말, 망간분말, 아연분말을 혼합하여 농업용 비료를 제공할 수 있는 것을 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유기물분말 25 ~ 45중량%, 물 17 ~ 20중량%, 칼슘분말 45 ~ 56중량%, 인산분말 0.5 ~ 2중량%, 질소분말 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘분말 12 ~ 27중량%, 칼륨분말 0.22 ~ 0.3중량%, 철분말 0.3 ~ 0.4중량%, 망간분말 0.04 ~ 0.1중량%, 아연분말 0.01 ~ 0.1중량%을 혼합하는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 위와 같이 천연광물의 원석에서 채취가능한 유기물분말, 물, 칼슘분말, 인산분말, 질소분말, 마그네슘분말, 칼륨분말, 철분말, 망간분말, 아연분말을 혼합하여 농업용 비료를 제공하여 식물의 생육에 필수적인 영양성분인 칼슘, 망간, 인, 질소를 포함하여 생물에 필요한 영양성분의 흡수를 유리하도록 함과 동시에 광물에 대한 비료로서의 역할을 할 뿐만 아니라 토양의 물리적, 화학적 특성 및 생물학적인 특성을 개선할 수 있으며, 지효성이 있고, 종류가 다양하며, 각 작물의 특성에 맞게 비료 구성 성분의 배합비를 조절할 수 있는 이점이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유기물분말 25 ~ 45중량%, 물 17 ~ 20중량%, 칼슘분말 45 ~ 56중량%, 인산분말 0.5 ~ 2중량%, 질소분말 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘분말 12 ~ 27중량%, 칼륨분말 0.22 ~ 0.3중량%, 철분말 0.3 ~ 0.4중량%, 망간분말 0.04 ~ 0.1중량%, 아연분말 0.01 ~ 0.1중량%을 혼합하는 것이다.

유기물은 홑원소물질인 탄소, 산화탄소, 금속의 탄산염, 시안화물·탄화물 등을 제외한 탄소화합물의 총칭으로, 기본골격은 탄화수소로, 탄소-탄소와 탄소-수소의 공유결합으로 구성되어 있으며, 이 기본골격에 산소, 질소, 황 등의 헤테로원자를 포함하는 작용기가 치환되어 많은 유도체를 만들 수 있으며, 성질은 종류에 따라 다르지만 보통 가연성이며, 녹는점이 무기화합물보다 낮고, 물보다는 유기용매에 잘 녹는 것이다.

칼슘은 반응성이 커서 자연계에 순수하게 존재하지 않고 탄산염 등의 화합물로 분포하며 인체에는 필수적인 무기염류로 인산과 결합하여 뼈나 이에 함유되어 있고 각종 생리작용에 참여하고 칼슘은 인체에 꼭 필요한 무기염류 중 하나로, 동물체에는 주로 인산과 결합하여 뼈, 이[齒] 등에 함유되어 있는 것이다.

인산은 오산화인이 수화(水和)하여 생기는 일련의 산의 총칭으로 메타인산, 피로인산, 오쏘인산, 삼인산, 사인산 등이 있고, 이 밖에 메타인산의 중합에 의해서 생기는 폴리메타인산의 계열도 있으나, 일반적으로는 오쏘인산을 가리키며, 인산의 성질은 무색·무취의 점성도가 큰 액체이며, 농도가 높아지면 결정화하기 쉽고 녹는점 42.35℃, 비중 1.834이며 조해성(潮解性)이 있고, 100g의 물에 20℃에서 542g 녹고 비휘발성이며 가열하면 피로인산이나 폴리인산이 되고, 더 가열하면 메타인산이 되며 알코올에도 녹고 금속 및 그 산화물을 격렬하게 침식하며, 녹의 제거를 비롯하여 화학연마, 방식피막형성, 전기분해 연마 등을 위한 금속표면 처리제, 또는 탈수, 축중합, 이성질화 등의 유기화학 촉매, 또한 염색공업이나 인산염 제조원료, 식품가공이나 의약품 등으로 널리 사용되는 것이다.

질소는 대기 중에 가장 많이 존재하는 성분으로 전체 공기에서 차지하는 부피비율은 78%이며 무게비율로는 75.5%에 달하며, 대기 중에 가스 형태로 존재하는 것 뿐만 아니라 해수나 암석 등에도 광범위하게 존재하고 또 질산이나 암모니아와 같은 단순한 화합물에서부터 단백질, 핵산(核酸)과 같이 복잡한 화합물에까지 다수 존재하며, 특히 생체와 깊은 관계를 가지고 있는 원소로서 토양이나 공기 중의 질소가 생물체에 이용되고, 다시 토양 등으로 돌아가게 되는데, 이러한 과정을 질소순환(窒素循環)이라 한다.

즉, 토양 중의 간단한 질소화합물이 식물체내로 흡수되면 식물체가 살아가는 데 필요한 단백질과 같은 물질을 합성하는데 쓰이게 되고 동물이 식물을 섭취할 때 단백질 등도 함께 섭취되어 동물의 삶을 영위하는 데에 쓰이며 나아가 동식물의 시체나 배출물 속에도 단백질이 들어 있어 이들이 토양 속에서 미생물에 의해 분해되고 다시 또 다른 식물체 내로 흡수되는 것이다.

마그네슘은 반드시 섭취해야 할 무기물질로 인체 내에서 칼슘, 인과 함께 뼈의 대사에 중요한 기능을 하며 아미노산의 활성화와 ATP의 합성, 단백질의 합성에 결정적인 역할을 한다. 또한 신경전달 작용에서 칼슘과 서로 상반되는 작용은 물론 보완작용을 하기도 하며 근육을 이완시키는 기능을 하며 식물의 엽록소분자의 구성원소로서 엽록소 분자구조의 한가운데에 위치하고 있으며 식물이 광합성을 할 때 모든 효소에 보조인자로 작용하여 광인산화 반응을 활성화시키고 마그네슘은 식물의 뿌리에서 물과 함께 흡수되어 물관을 통해 이동하며 다른 이온과 결합한 상태로 식물조직 내에 존재하며 식물체 내에서 마그네슘이 결핍되면 잎이 누렇게 되고 심하면 조직이 죽어버리고 이러한 증상은 포도, 콩, 강낭콩, 고구마, 토마토 등을 포함하여 많은 쌍떡잎식물에서 볼수 있으며 이 경우에는 토양 중에 탄산고토석회와 같은 마그네슘 함유율이 높은 비료를 주면 된다.

칼륨은 우리 몸 안의 주요 전해질로서 이온으로 존재하며 나트륨이온이나 염소이온과 영향을 주고 받으며 혈액과 산염기의 평형을 이루고 있으며 또한 신경에서 자극을 전달하는 과정에서 중요한 역할도 하며, 칼륨의 1일 권장량은 2~6g 정도로 매우 미량이므로 정상적인 상황에서는 칼륨의 결핍은 거의 일어나지 않으며, 칼륨은 비가 와도 씻겨 내려가지 않고 토양 중에 많이 남아 있으며 식물의 뿌리로 부터 물과 함께 흡수되는 무기물질이며 식물체 내에서 수분상태를 조절해 주고 공변세포내 칼륨의 농도가 높으면 팽압이 높아져서 기공이 열리게 되므로 증산작용이 활발히 일어나서 물관을 통해 물이 식물체로 잘 공급되는 반면 칼륨이 부족하면 공변세포내 칼륨의 농도가 낮아지므로 기공이 닫혀서 잎이 시들게 되며 또한 칼륨이 부족하게 되면 잎에서 엽록소의 생성이 적어지므로 담황색의 무늬가 생기며 후에는 갈색으로 변하는데 이와 같은 증상이 잎 둘레에 나타나므로 쉽게 알아볼 수 있는 것이다.

철은 순수한 철은 백색의 광택을 가진 금속으로 전성(展性), 연성(延性)이 풍부하고, 굳기는 4.5, α,,δ의 동소체가 존재하며 α철은 상온에서 안정하며, 강자성(强磁性)이지만 769℃ 이상에서는 상자성이 되는데 예부터 이것을 β철이라 부르고 있으며 또한 906℃에서 전이점이 있고 이 온도부터 1,401℃까지를 철, 1,401℃의 전이점 이상을 δ철이라 하며 결정격자는 α 및 δ철은 체심입방격자, 철은 면심입방격자이며 상온에서는 공기 중에서 변화하지 않지만 습기가 있으면 녹이 스며 산소 중에서 가열하면 타며, 뜨거울 때에 수증기와 반응해서 모두 산화철 Fe3O4로 되고 염소, 황, 인 등과 격렬히 작용하지만 질소와는 직접 반응하지 않고 탄소 및 규소와는 화합하며, 탄소는 강철의 성질을 좌우하기 때문에 매우 중요하며 또한 규소철도 여러 가지 용도를 가지고 있는 것이다.

망간은 식물체 내에서 비교적 이동이 어려운 원소이며 칼슘이나 마그네슘보다 흡수율이 낮은 편이며 이들은 식물체 내에서 발생하는 유해산소를 없애는 데 관여하는 효소의 보조인자로 작용하며, 광합성에서 물의 광분해와 질소동화작용에도 관여하고 망간이 식물체 내로 흡수되지 못하면 쌍떡잎식물에서는 잎에 노란색의 작은 반점이 생기고 외떡잎식물인 귀리에서는 잎의 밑부분에 녹회색 반점과 줄이 나타나며 이 경우에는 토양 개량제나 철과 망가니즈의 함유율을 높이는 객토를 해 주면 효과적이다.

아연은 인체 내에서 세포를 구성하고 생리적인 기능을 조절하는 대표적인 무기물질 중 하나로 아연은 인슐린과 핵산, 단백질을 합성하는 효소의 활성에 필요한 물질로, 육류나 해조류에 많이 포함되어 있으며 식물체 내에서 발생하는 유해한 활성산소를 제거하는 효소 sod의 구성 성분으로, 망간이나 마그네슘 등과 같이 효소를 활성화시키는 역할을 하는 것이다.

Claims (1)

1. 유기물분말 25 ~ 45중량%, 물 17 ~ 20중량%, 칼슘분말 45 ~ 56중량%, 인산분말 0.5 ~ 2중량%, 질소분말 0.5 ~ 3중량%, 마그네슘분말 12 ~ 27중량%, 칼륨분말 0.22 ~ 0.3중량%, 철분말 0.3 ~ 0.4중량%, 망간분말 0.04 ~ 0.1중량%, 아연분말 0.01 ~ 0.1중량%을 혼합하는 것을 특징으로 하는 칼슘을 주성분으로 하는 농업용 비료.