KR20120074660A - 농산부산물을 이용한 수박 관비재배용 유기 액체비료 및 그 제조방법 - Google Patents

농산부산물을 이용한 수박 관비재배용 유기 액체비료 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농산부산물을 이용한 수박 관비재배용 유기 액체비료 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 농가에서 손쉽게 구할 수 있는 계분, 대두박을 1 : 1로 혼합하여, 여기에 계분과 대두박을 합친 중량부의 4배가량의 물을 첨가하여 40일 내지 90일 동안 혐기발효하여 제조된 액체비료 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유기 액체비료는 계분과 대두박을 함유하였을 때, 수박의 생육을 가장 많이 증가시키며, 계분과 대두박의 함량비율이 1 : 1일 때 그 효과가 가장 우수함을 확인하였으며, 또한 이를 사용하였을 때 토양의 염류 집적이 감소됨을 확인함으로써, 실제 농업에 종사하는 사람들이 수박 관비재배에 쉽게 이용할 수 있음을 밝혔다.

Description

농산부산물을 이용한 수박 관비재배용 유기 액체비료 및 그 제조방법{The organic liquid manure with agricultural by?products for watermelon in fertigated cultivation and manufacturing method of the same}
본 발명은 농산부산물을 이용하여 제조한 수박 관비재배용 유기 액체비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.
산업의 급속한 발달과 양질의 농산물에 대한 수요증대 및 생산성 향상을 위하여 농약과 화학비료를 과다 사용하고, 생력재배를 위한 편의성 위주의 가공된 화학제제에 대한 수요 욕구가 급속히 확대되어 왔고 이들 농산 자제들이 토양에 광범위하게 적용되어 왔다. 이러한 화학비료와 농약에 의한 다수확 위주로 재배하는 관행농법은 토양 내의 염류집적을 가속화시켜 지력의 저하와 토양의 산성화를 야기시키고, 최종 분해자인 미생물 및 토양생물계를 억제하는 결과를 가져와 토양을 점차 황폐화시키는 주범이 되고 있다. 이뿐만 아니라 식물의 생육도중에 발생되는 병충해를 방제하기 위한 농약의 과다사용으로 인하여 병원균의 방제제에 대한 내성의 증가 외에도 토양내 유용미생물상의 단순화 및 억제로 인해 토양 병원균과 유해 선충 밀도의 급격한 증가와 다발로 이어져 농약을 다량 사용하여야 하는 악순환이 되풀이되고 있다.
또한, 농후한 유기물 및 비료 등의 반복적인 사용으로 인한 심각한 염류집적 현상과 이로 인한 영양분간의 길항작용으로 필요한 주요 영양분의 지속적 결핍과 미량요소의 결핍 등에 의한 연쇄적인 장애가 발생하여 농작물의 내병성이 저하되고, 생육불량으로 수확이 감소하며, 품질과 맛이 저하되는 등 심각한 문제를 야기 시키고 있다. 특히 고가 농자재의 지속적인 시용에도 불구하고 회복되지 않는 식물의 세력을 위하여 많은 자본이 필요 이상으로 투입되고 있어, 경제적 관점에서도 이같은 관행농법의 효율성을 분석하고 경제적 피해 허용수준에 대한 이해를 토대로 접근할 필요가 있다.
최근에는 환경오염 문제와 함께 이러한 농작물 오염문제가 심각하게 대두되면서 화학비료나 농약을 사용하기보다는 양질의 유기 비료나 퇴비를 사용하는 농법개발이 확산되어, 많은 유기비료를 개발하여 사용하고 있으며 미생물을 이용한 퇴비 발효방법에 대한 개선노력이 지속적으로 시도되고 있다.
그러나 이런 노력에도 불구하고 지력저하의 근본 원인에 대한 이해부족과 대안부재로, 화학비료의 대안으로서 과량 사용되는 유기비료 및 퇴비의 집중적 사용은 재료학적으로만 차이가 있을 뿐 토양의 건전성 회복이라는 관점에서는 화학제와 비슷한 또 다른 문제점을 심화시켜 가고 있다. 퇴비의 원자재로서는 주로 톱밥, 각종 박 종류, 음식물 쓰레기, 한약 슬러지, 어분 또는 가축분과 이들을 혼합한 천연유기물을 이용하는 경우가 대부분이다. 이러한 유기물비료를 제조하기 위해서는 장시간 발효시켜야 하고 과다한 장치가 필요하며, 생산에 따른 오폐수로 수질을 오염을 시키고 있다.
현재, 화학비료를 대체할 수 있는 유기 비료 및 퇴비 자원화하기 위한 비료 연구가 발표되고 있으나, 이러한 연구를 통해서 밝혀진 퇴비는 그 제조과정이 복잡하고, 비료에 포함되는 성분이 실제 농민들이 용이하게 구할 수 있는 재료가 아니라는 점에서 산업상 이용에 커다란 한계를 갖고 있다.
이에, 본 발명자들은 화학비료의 사용으로 인한 토양의 염류집적 문제, 가축분뇨의 환경오염 문제를 해결함과 동시에, 실제 수박을 재배하는 농민들이 용이하게 제조할 수 있는 유기 액체 비료를 제조하고자 예의 노력한 결과, 계분과 대두박을 1 : 1의 비율로 혼합한 후, 상기 계분과 대두박의 전체 중량부에 4배의 물을 첨가하여, 이를 40일 내지 90일 동안 혐기 배양하여 액체비료를 제조한 후, 화학비료를 대체하여 시설하우스 내에서 수박을 재배하였을 때, 화학비료의 염류 집적 문제를 해결하면서 수박의 생육을 증가시키는 효과를 갖는다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 계분과 대두박을 일정 비율로 배합한, 환경 친화적 수박 관비재배용 유기 액체비료, 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법을 제공한다.
1) 계분 45 ? 55중량%(w/w), 및 대두박 45 ? 55중량%(w/w)을 배합하여 배합물을 제조하는 단계;
2) 단계 1)의 배합물을 물로 4배 희석시키는 단계; 및
3) 단계 2)의 희석된 배합물을 40 ~ 90일 동안 직사광선을 피한 곳에서 혐기발효시키는 단계.
또한, 본 발명은 계분, 및 대두박으로 제조되는 액체비료에 있어서, 계분45 ? 55중량%(w/w), 및 대두박 45 ? 55중량%(w/w)를 배합하고 이 배합물을 물로 4배 희석한 후 40 ? 90일 동안 직사광선을 피한 곳에서 혐기성발효시킨 것을 특징으로 하는 농산부산물을 이용한 수박 관비재배용 유기 액체비료를 제공한다.
본 발명에 따른 계분과 대두박을 함유하는 수박 관비재배용 유기 액체비료는 화학 비료와 비교하여 손색없을 정도로 수박의 생육을 증가시키는 효과를 보이며, 화학 비료 사용으로 인하여 발생할 수 있는 토양의 염류 집적 문제를 해결하면서, 동시에 우수한 수박 생육 효과를 나타낼 수 있다. 특히, 이러한 효과는 계분과 대두박을 1 : 1의 비율로 배합하고, 이 배합물의 전체 중량에 4배되는 물을 첨가하여 희석한 후, 80일 동안 혐기발효시켰을 때 수박 생육을 가장 많이 증가시켰다.
도 1은 수박 관비재배용 유기 액체비료를 제조하는 과정을 나타낸 그림이다:
도 1의 A는 수박 관비재배용 유기 액체비료에 포함되는 계분과 대두박을 망사자루 부피에 50%가 차도록 나누어 담는 과정을 나타내는 과정이다; 및
도 1의 B는 75 ㎏ 계분과 75 ㎏ 대두박을 담은 망사자루에, 계분과 대두박 중량의 4배되는 물(600 ㎏)을 첨가하여 혐기발효시키는 발효조를 나타내는 그림이다.
도 2는 수박 관비재배용 유기 액체비료의 혐기 발효기간 중 액체비료를 구성하는 계분, 쌀겨, 및 대두박의 온도 변화를 관찰한 결과를 나타낸 그래프이다:
◆: 계분;
■: 쌀겨; 및
▲: 대두박.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 본 발명은 하기의 단계를 포함하는 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법을 제공한다.
1) 계분 45 ? 55중량%(w/w), 및 대두박 45 ? 55중량%(w/w)을 배합하여 배합물을 제조하는 단계;
2) 단계 1)의 배합물을 물로 4배 희석시키는 단계; 및
3) 단계 2)의 희석된 배합물을 40 ~ 90일 동안 직사광선을 피한 곳에서 혐기발효시키는 단계.
상기 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법에 있어서, 상기 계분과 대두박은 1 : 1의 비율로 배합하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법의 단계 1)에서 배합한 계분과 대두박을 각각 망사 자루에 담은 후, 이를 PVC 발효조에 넣고, 상기 계분과 대두박의 전체 중량에 대하여 4배 되는 물을 첨가하여 희석하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 망사자루에 계분과 대두박을 담을 때, 망사자루 부피의 50%가 되도록 채우는 것이 바람직하며, 상기 수박 관비재배용 유기 액체비료는 40일 내지 90일 동안 혐기발효시키는 것이 바람직하며, 80일 동안 혐기발효시키는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 발효는 직사광선을 피한 곳에서 혐기발효시키는 것이 바람직하며, 발효된 액체비료는 수박에 시비시, 10배 내지 20배 정도 희석하여 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 농가에서 손쉽게 구할 수 있는 농산부산물인 계분, 대두박 및 쌀겨를 발효시켜 제조한 유기 액체비료를 제조하였다. 수박의 생육을 증가시키며, 토양의 염류 집적을 최소화할 수 있는 최적의 수박 관비재배용 유기 액체비료를 제조하기 위하여, 농산부산물의 배합조건(계분+대두박, 계분+쌀겨, 및 대두박+쌀겨)을 다양화하여 액체비료를 제조하였다. 이렇게 제조한 액체비료의 화학성을 분석하고, 이를 실제 수박 재배에 이용한 결과, 화학비료에 비하여 본 발명에 따른 농산부산물을 이용하여 재배된 수박의 생육이 더욱 증진됨을 확인할 수 있었다. 또한, 농산부산물 조합에 있어서는 계분과 대두박을 혼합한 액체비료가 계분과 쌀겨, 또는 대두박과 쌀겨를 혼합한 액체비료에 비하여 더욱 우수함을 확인할 수 있었다(표 12 참조).
또한, 본 발명의 구체적인 실시예를 통하여 확립된, 최적화된 수박재배용 액체비료의 제조 조건을 이용하여 제조된 액체비료를 수박에 시비하였을 경우, 수박의 과장, 과폭, 과중, 수량지수가 그 외의 조건을 이용하여 제조된 <비교예 1> 내지 <비교예 3>에 비하여 우수하였으며(표 13 참조), <실시예 1>의 액체비료를 이용하여 수박을 재배하였을 때, 토양내 염류 집적이 감소함을 확인할 수 있었다(표 14 참조).
따라서, 본 발명은 토양의 염분 집적문제, 퇴비의 환경오염 문제를 해결함과 동시에 수박의 생육을 화학비료보다 더욱 효과적으로 증진시킬 수 있는 효과를 나타내는 최적의 조합(계분+대두박)의 조건을 확립하였으며, 이러한 재료 및 액체비료를 제조할 수 있는 방법을 실제 수박을 재배하는 사람들이 쉽게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명은 계분, 및 대두박으로 제조되는 액체비료에 있어서, 계분 45 ? 55중량%(w/w), 및 대두박 45 ? 55중량%(w/w)를 배합하고 이 배합물을 물로 4배 희석한 후 40 ? 90일 동안 직사광선을 피한 곳에서 혐기발효시킨 것을 특징으로 하는 농산부산물을 이용한 수박 관비재배용 유기 액체비료를 제공한다.
상기 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법에 있어서, 상기 계분과 대두박은 1 : 1의 비율로 배합하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법에서 배합한 계분과 대두박을 각각 망사 자루에 담은 후, 이를 PVC 발효조에 넣고, 상기 계분과 대두박의 전체 중량에 대하여 4배 되는 물을 첨가하여 희석하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 수박 관비재배용 유기 액체비료는 40일 내지 90일 동안 혐기발효시키는 것이 바람직하며, 80일 동안 혐기발효시키는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 발효는 직사광선을 피한 곳에서 혐기발효시키는 것이 바람직하며, 발효된 액체비료는 수박에 시비시, 10배 내지 20배 정도 희석하여 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 농가에서 손쉽게 구할 수 있는 농산부산물인 계분, 대두박 및 쌀겨를 발효시켜 제조한 유기 액체비료를 수박 재배에 이용할 수 있음을 확인하였다. 구체적으로 계분과 대두박을 혼합한 액체비료가 계분과 쌀겨, 또는 쌀겨와 대두박을 혼합하여 제조된 액체비료에 비하여 수박 재배에 적합함을 확인하였다. 본 발명에 따른 계분과 대두박을 1 : 1로 혼합한 후 발효시켜 제조한 액체 비료는 수박의 생육을 실제로 화학비료에 비하여 증진시키며, 토양의 염류 집적을 화학비료에 비하여 감소시키는 효과를 나타냈다.
따라서, 본 발명에 따른 계분과 대두박을 함유하는 유기 액체 비료는 수박의 생육을 증진시킴과 동시에, 토양의 염분 집적문제, 퇴비의 환경오염 문제를 해결할 수 있으며, 더불어 쉽게 접할 수 있는 농산부산물과 간단한 제조방법으로 인하여 실제 수박 재배에 활용할 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 실시예, 비교예, 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예, 비교예, 및 실험예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것이며, 본 발명의 내용이 실시예, 비교예, 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 본 발명의 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조
수분 19.0%로 건조시킨 계분 75 ㎏, 수분 9.4 %의 대두박 75 ㎏을 각각 5 ㎏씩 나누어 망사자루에 담아 배합(배합비율 = 1 : 1)하고, 이 배합물에 물 600ℓ를 첨가하여, 희석한 후 PVC 발효조(1톤)에 넣고, 80일 동안 직사광선을 피한 상온에서 혐기성 발효시켜 수박 관비재배용 유기 액체비료를 제조하였다(도 1).
< 비교예 1> 성분이 다른 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조(계분+쌀겨)
상기 <실시예 1>의 유기 액체비료에 있어서, 수분 9.4 %의 대두박 75 ㎏대신 수분 8.6 %의 쌀겨 75 ㎏을 배합하여(배합비율 계분 : 쌀겨 = 1 : 1) 액체비료를 제조하였다.
< 비교예 2> 성분이 다른 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조( 대두박 +쌀겨)
상기 <실시예 1>의 유기 액체비료에 있어서, 수분 19.0%로 건조시킨 계분 75 ㎏대신 수분 8.6 %의 쌀겨 75 ㎏을 배합하여(배합비율 대두박 : 쌀겨 = 1 : 1) 액체비료를 제조하였다.
< 실험예 1> 수박 관비재배용 유기 액체비료에 함유된 농산부산물의 화학성 분석
본 발명자들은 우선 본 발명에 따른 수박 관비 재배용 유기 액체비료에 포함되는 원료에 포함되는 비료성분 함량을 분석하였다.
그 결과, 하기 <표 1>에 나타난 바와 같이 계분에는 인산, 칼리 및 석회 성분함량이 높았으나, 질소 및 고토 성분함량은 낮은 편이며, 대두박은 질소와 석회 성분함량은 높은 편이나 인산, 칼리 및 고토 성분함량이 낮게 함유되어 있음을 확인할 수 있었다. 쌀겨의 경우, 대두박에 비하여 인산과 칼리성분 함량은 높은 편이나, 질소, 석회 및 나트륨 성분함량은 낮은 편이었다(표 1).
수박 관비 재배용 유기 액체비료의 화학성(단위 : g?㎏-1)
자원별 수 분(%) T-N P2O5 K2O CaO MgO Na2O
계 분 19.0 49.0 32.1 32.8 84.9 11.1 3.2
대두박 9.4 55.0 8.7 20.0 8.3 4.1 1.2
쌀 겨 8.6 23.0 12.6 23.6 1.1 11.5 0.2
< 실험예 2> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 발효 특성변화
본 발명자들은 수박 관비 재배용 유기 액체비료를 발효하는 12주 과정에 있어서, 2주 간격으로 수박 관비 재배용 유기 액체비료의 화학적 특성을 2주 간격으로 측정함으로써, 화학적 특성의 변화를 관찰하였다.
<2-1> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 pH 변화
수박 관비 재배용 유기 액체비료의 발효기간 중 pH의 변화를 관찰한 결과, 계분, 대두박 및 쌀겨는 발효되는 12주 동안 현저한 pH의 변화가 보이지 않았으나, 대두박과 쌀겨액체비료는 계분 액체비료에 비하여 발효기간동안 pH가 현저히 낮았다. 구체적으로 계분액체비료는 6.6 내지 6.8 범위의 pH 수치를 나타냈으며, 대두박액체비료는 4.0 내지 4.4 범위의 pH 수치를 보였으며, 쌀겨액체비료는 3.8 내지 4.0 범위의 pH 수치를 나타냈다(표 2).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 발효기간 중 pH 변화
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 6.8 6.8 6.8 6.8 6.6 6.7
대두박 4.0 4.0 4.1 3.9 4.2 4.4
쌀겨 3.8 3.9 4.0 3.9 3.8 3.9
<2-2> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 전기전도도 변화
발효기간 중 전기전도도(electic conducticity, EC)의 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 3>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료의 EC는 발효 초기 23.3 dS? m- 1이었으나 12주째는 34.8 dS? m-1로 약 1.5배 증가하였다. 반면, 대두박액체비료는 발효 초기 13.4 dS? m-1 수치를 보였으나, 발효기간 중 11.3 dS? m-1 내지 14.0 dS? m- 1 의 EC 수치를 보이며, 변화하는 양상을 보였다. 아울러, 쌀겨액체비료는 발효 초기 11.3 dS? m-1에서 발효기간이 경과할수록 EC가 약간 증가하였고 12주째 14.5 dS? m-1로 나타났다(표 3).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 발효기간 중 EC의 변화 (단위: dS? m-1)
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 23.3 26.0 26.4 32.3 33.5 34.8
대두박 13.4 14.2 11.3 13.5 14.0 13.9
쌀겨 11.3 14.1 12.9 14.1 14.3 14.5
<2-3> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 H 2 S 가스 발생량 변화
발효기간 중 H2S 가스 발생량 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 4>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료의 경우 발효 초기부터 4주째까지는 3,200 ppm이었으나, 6주째는 800ppm으로 현저히 낮아졌으며, 12주째는 1,600 ppm으로 발효 초기에 비하여 50% 감소함을 관찰할 수 있었다. 대두박액체비료의 경우, 발효기간 중 황화수소가 전혀 발생하지 않았으며, 쌀겨액체비료의 경우 발효 6주째 4 ppm에서 8주째 10 ppm으로 약간 증가하였고, 이후부터는 발생량이 전혀 없었다(표 4).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 발효기간 중 H2S 가스 발생량 변화 (단위: ppm )
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 3,200 3,200 800 1,600 1,600 1,600
대두박 - - - - - -
쌀겨 - - 4 10 - -
<2-4> 수박 관비재배용 유기 액체비료의 T-N 성분함량 변화
발효기간 중 T-N(Total Nitrogen, 전체 질소) 성분함량의 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 5>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료는 발효 2주째 3.2 g?kg-1에서 12주째 5.4 g?kg- 1으로, 약 1.6배 T-N 성분이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 대두박액체비료는 발효 2주째 3.6 g?kg-1에서 12주째 5.6 g?kg-1로 약 1.5배 T-N 성분이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 쌀겨액체비료는 발효 2주째 5.2 g?kg-1에서 12주째 4.5 g?kg-1로 약 0.8 배 T-N 성분이 감소하는 것을 관찰할 수 있었다(표 5).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 T-N 성분함량 변화 (단위 : g?kg-1)
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 3.2 3.5 4.5 4.4 4.5 5.4
대두박 3.6 3.8 4.2 4.2 4.9 5.6
쌀겨 5.2 4.9 5.0 4.6 4.3 4.5
<2-5> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 P 2 O 5 성분함량 변화
발효기간 중 P2O5 성분함량 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 6>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료는 발효 12주 동안 P2O5 성분함량에 큰 변화가 관찰되지 않았으나, 대두박액체비료는 발효 2주째 0.2 g?kg-1에서 12주째 2.8 g?kg- 1으로 약 14배 P2O5 성분이 증가하였으며, 쌀겨액체비료는 발효 2주째 0.2 g?kg-1에서 12주째 5.6 g?kg- 1으로 약 28 배 P2O5 성분이 감소하는 것을 관찰할 수 있었다(표 6).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 P2O5 성분함량 변화 (단위 : g?kg-1)
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2
대두박 0.2 0.9 1.1 2.7 2.7 2.8
쌀겨 0.2 0.9 1.1 6.0 5.9 5.6
<2-6> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 K 2 O 성분함량 변화
발효기간 중 K2O 성분함량 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 7>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료는 발효 12주 동안 P2O5 성분함량의 큰 변화가 관찰되지 않았으나, 대두박액체비료는 발효 2주째 0.2 g?kg-1에서 12주째 2.8 g?kg- 1으로 약 14배 P2O5 성분이 증가하였으며, 쌀겨액체비료는 발효 2주째 0.2 g?kg-1에서 12주째 5.6 g?kg- 1으로 약 28 배 P2O5 성분이 감소하는 것을 관찰할 수 있었다(표 7).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 K2O 성분함량 변화 (단위 : g?kg-1)
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 2.6 2.6 2.8 3.3 2.7 4.4
대두박 3.9 2.9 3.3 3.6 2.8 4.3
쌀겨 3.6 3.3 3.3 3.6 2.9 4.4
<2-7> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 CaO 성분함량 변화
발효기간 중 CaO 성분함량 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 8>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료는 발효 2주째 0.2 g?kg-1에서 12주째 1.0 g?kg- 1으로 약 5배 CaO 성분이 증가하였으나, 대두박액체비료와 쌀겨액체비료는 발효 초기에 비하여 12주까지 발효하여도 성분함량의 변화폭은 매우 낮았다(표 8).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 CaO 성분함량 변화 (단위 : g?kg-1)
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 0.2 0.5 0.6 0.9 0.7 1.0
대두박 0.5 0.5 0.6 0.6 0.5 0.6
쌀겨 0.2 0.6 0.1 0.1 0.1 0.1
<2-8> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 MgO 성분함량 변화
발효기간 중 MgO 성분함량 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 9>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료는 발효 2주째 0.2 g?kg-1에서 12주째 0.6 g?kg- 1으로 약 3배 MgO 성분이 증가하였으나, 대두액체비료는 발효 기간 중 0.4 g?kg- 1 에서 0.8 g?kg- 1 의 범위에서 변화를 보였다. 쌀겨액체비료는 발효 2주째 0.9 g?kg-1에서 12주째 1.5 g?kg- 1으로 약 0.5 배 증가하였다(표 9).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 MgO 성분함량 변화 (단위 : g?kg-1)
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
대두박 0.7 0.4 0.5 0.7 0.6 0.8
쌀겨 0.9 0.6 1.1 1.1 1.0 1.5
<2-9> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 Na 2 O 성분함량 변화
발효기간 중 Na2O 성분함량 변화를 관찰한 결과, 하기 <표 10>에 나타난 바와 같이, 계분액체비료는 발효 2주째 0.2 g?kg-1에서 12주째 0.5 g?kg- 1으로 약 2.5배 Na2O 성분이 증가하였으나, 대두액체비료는 발효 기간 중 0.1 g?kg- 1 에서 0.2 g?kg- 1 의 범위에서 큰 변화를 보이지 않았다. 쌀겨액체비료는 또한, 발효 2주째 0.0 g?kg-1에서 6주째에 0.8 g?kg- 1으로 약 4배가 증가하였으나, 그 후 감소하는 경향을 보였다(표 10).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 Na2O 성분함량 변화 (단위 : g?kg-1)
처리 2주 4주 6주 8주 10주 12주
계분 0.3 0.3 0.4 0.4 0.4 0.5
대두박 0.1 0.2 0.1 0.1 0.1 0.1
쌀겨 0.0 0.2 0.8 0.0 0.0 0.0
< 실험예 3> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 발효 특성 비교
<3-1> 수박 관비재배용 유기 액체비료 의 화학성 비교
본 발명자들은 농가에서 쉽게 구할 수 있는 농산부산물을 이용하여, 수박 관비지배에 사용할 수 있는 액체 비료를 제조하고자, 수박 재배에 적합한 농산부산물을 파악하기 위하여, 대표적인 농산부산물인 계분, 대두박 및 쌀겨를 이용하였다. 이러한 재료 중, 수박 관비재배에 알맞은 유기 액체비료의 조성비율을 설정하기 위하여, 우선 계분과 대두박을 포함하는 상기 <실시예 1>의 액체비료와, 계분과 쌀겨를 포함하는 상기 <비교예 1>의 액체비료, 및 대두박과 쌀겨를 포함하는 상기 <비교예 2>의 액체비료의 성분을 분석하였다.
본 발명에 따른 <실시예 1>의 액체비료, 및 <비교예 1> 및 <비교예 2>의 액체비료를 80일 동안 발효시킨 후, pH, EC, T-N, P2O5 , K2O, CaO, MgO, 및 Na2O의 상기 액체비료내의 함량을 분석한 결과, 하기 <표 11>과 같았다. 구체적으로, T-N 성분은 액체비료(계분+대두박), <비교예 1>의 액체비료(계분+쌀겨) 및 <비교예 2>의 액체비료(대두박+쌀겨)에서 큰 차이를 보이지 않았으나, P2O5 성분의 경우 <실시예 1>의 액체비료에서 가장 낮은 수치가 측정되었다(표 11). 수박은 재배시, 높은 질산 요구량이 필요하므로, 높은 T-N 수치를 보이면서 EC 수치가 높은 본 발명에 따른 <실시예 1>의 액체비료가 수박 재배에 가장 적합하다는 것을 확인할 수 있었다.
수박 관비 재배용 유기 액체비료의 화학성 비교 결과(발효기간 : 80일) (단위 : g?㎏-1)
자원별 pH
(1:5)		 EC
(dS? m-1)		 T-N P2O5 K2O CaO MgO Na2O
계 분 6.7 34.8 5.4 0.2 4.4 1.0 0.6 0.5
대두박 4.4 13.9 5.6 2.8 4.3 0.6 1.5 0.1
쌀 겨 3.9 14.5 4.5 5.6 4.4 0.1 0.8 0.0
<실시예1>의 액체비료 5.5 24.8 4.8 1.6 2.8 0.7 0.6 0.3
<비교예1>의 액체비료 5.3 23.6 4.5 4.5 2.9 0.6 0.7 0.2
<비교예2>의 액체비료 4.3 14.5 4.8 5.7 2.8 0.8 0.5 0.3
< 실험예 4> 수박 관비재배용 유기 액체비료의 생육 효과
<4-1> 수박 관비재배용 유기 액체비료의 성분에 따른 수박 생육 특성 비교
본 발명자들은 농산부산물을 이용하여 제조한 액체비료가 실제 수박의 생육을 증가시키는 효과가 있는지 확인하고자, 실제 수박 재배시 본 발명에 따른 발효시킨 액체비료를 이용하여 수박을 재배하였다. 상기 <실시예 1>에서 제조한 계분과 대두박을 1 : 1로 포함한 액체비료, <비교예 1>의 계분과 쌀겨를 1 : 1로 포함한 액체비료, 및 <비교예 2>의 대두박과 쌀겨를 1 : 1로 포함하는 액체비료를 이용하였으며, 이에 대한 대조군으로 화학비료를 이용하여 수박을 재배하였다. 수박에 시비할 때는 재배지의 토양검정 시비추천량중 질소성분량을 기준으로 본 발명의 유기 액체비료의 질소성분을 환산하여 물로 10 내지 20배 희석하여 수박을 심은 후 15일부터 7일 간격으로 관비하였다.
그 결과, 하기 <표 12>에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 농산부산물을 이용하여 발효시킨 액체비료를 수박에 시비하여 재배하였을 때, 화학비료에 비하여 수박의 만장, 엽장, 엽폭, 엽수, 줄기굵기, 주중의 모든 생육이 뛰어남을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 계분과 대두박을 함유하는 <실시예 1>의 액체비료가 계분과 쌀겨를 포함하는 <비교예 1>의 액체비료, 및 대두박과 쌀겨를 포함하는 <비교예 2>의 액체비료에 비하여 수박의 생육을 더욱 현저하게 증가시키는 것을 확인할 수 있었다(표 12).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 성분에 따른 수박 생육 특성 비교 (조사일 : 수확종료시)
처리 내용 만장
(㎝)		 엽장
(㎝)		 엽폭
(㎝)		 엽수
(매/주경)		 줄기굵기
(㎜)		 주중
(g/주)
화학비료 624 26.2 28.6 60.8 12.4 1,085
<실시예1>의 액체비료 693 29.5 33.3 64.5 13.6 1,427
<비교예1>의 액체비료 654 29.2 31.7 62.0 12.9 1,312
<비교예2>의 액체비료 675 28.1 30.0 60.0 13.0 1,345
<4-2> 수박 관비재배용 유기 액체비료 를 이용하여 재배한 수박 과실특성 분석
본 발명자들은 농산부산물을 이용하여 제조한 액체비료가 실제 수박의 과실에 미치는 영향을 확인하고자 하였다.
상기 <실시예 1>에서 제조한 계분과 대두박을 1 : 1로 포함한 액체비료, <비교예 1>의 계분과 쌀겨를 1 : 1로 포함한 액체비료, 및 <비교예 2>의 대두박과 쌀겨를 1 : 1로 포함하는 액체비료를 이용하였으며, 이에 대한 대조군으로 화학비료를 이용하여 수박을 재배하였다. 수박에 시비할 때는 재배지의 토양검정 시비추천량중 질소성분량을 기준으로 본 발명의 액체비료의 질소성분을 환산하여 물로 10배 내지 20배 희석하여 수박을 심은 후 15일부터 7일 간격으로 관비하였다.
그 결과, 하기 <표 13>에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 <실시예 1>의 액체비료를 수박에 관비하였을 때, 화학비료에 비하여 수박의 과장, 과폭 및 과중도가 컸으나, 당도에 있어서는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 수박 수량 지수는 화학비료를 시비하여 재배한 경우를 100%로 보았을 때 본 발명의 액체비료를 시비하여 재배한 경우가 109%로 9% 수량이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 즉, 이러한 비교 데이타를 통하여 본 발명에 따른 <실시예 1>의 액체비료가 수박의 재배에 최적화된 조건을 확립한 것임을 확인할 수 있었다(표 13 참조).
수박 관비재배용 유기 액체비료의 수박의 과실특성에 미치는 영향 (조사일 : 수확종료시)
처리 내용 과장
(㎝)		 과폭
(㎝)		 과중
(㎏/개)		 당도
(°Bx)		 수량
(㎏/10a)		 수량
지수
화학비료 27.9 23.8 9.1 11.3 6,006 100
<실시예 1>의 액체비료 29.8 24.8 9.9 11.5 6,534 109
<비교예 1>의 액체비료 29.1 24.6 9.7 11.3 6,402 107
<비교예 2>의 액체비료 29.2 24.5 9.7 11.4 6,402 107
< 실험예 5> 수박 관비재배용 유기 액체비료 사용에 따른 토양 화학성 분석
<5-1> 수박 관비재배용 유기 액체비료 사용 전, 후의 토양 화학성 분석
화학비료 사용은 토양의 염류 집적 문제를 야기하고 있으며, 이에 본 발명자들은 농산부산물을 이용하여 제조된 본 발명의 수박 관비재배용 유기 액체 비료가 이러한 문제점을 해결할 수 있는지 확인하고자 하였다.
상기 <실험예 4>에서 실제 수박을 재배한 토양의 화학성 분석을 통하여, 본 발명의 수박 관비재배용 유기 액체비료의 토양에의 영향을 확인하였다. 그 결과, 하기 <표 14>에 나타난 바와 같이, 본 발명의 유기 액체비료(<실시예 1>의 액체비료 , <비교예 1>의 액체비료 , 및 <비교예 2>의 액체비료)를 이용하여 수박을 재배한 토양의 화학성은 비료를 시비하기 전에 비하여 pH, EC, NO3-N(질산태질소)는 감소하고, Av.P2O5 , K, Ca, Mg 성분은 전체적으로 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 화학비료와 본 발명에 따른 수박 관비재배용 유기 액체비료를 비교하면, 전체적으로는 NO3-N, Av.P2O5 , K, Ca, Mg 성분의 토양내 함량이 감소하는 경향을 보였다. 특히, 계분과 대두박을 함유하는 <실시예 1>의 액체비료에서 이러한 염류의 함량이 가장 크게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 이는 계분과 대두박을 함유하는 액체 비료가 토양의 염류 집적을 감소시키며, 수박의 생육을 효과적으로 증가시킬 수 있음을 의미한다(표 14).
수박 관비재배용 유기 액체비료 처리 전, 후의 토양 화학성 분석결과
처 리 pH
(1:5)		 EC
(dS?m-1)		 NO3-N
(mg?kg-1)		 Av.P2O5
(mg?kg-1)		 Ex.CationsC?kg-1
K Ca Mg
비료 시비전 7.7 2.5 123.4 255 0.20 7.9 2.4
비료 시비후


 화학비료
100%		 7.4 2.5 118.5 417 0.86 9.7 3.2
<실시예1>의 액체비료 7.5 2.1 100.8 402 1.03 8.3 2.9
<비교예1>의 액체비료 7.6 2.3 110.4 482 0.98 10.4 3.3
<비교예2>의 액체비료 7.5 2.4 108.5 481 0.89 11.2 3.5
본 발명에 따른 수박 관비재배용 유기 액체비료는 계분과 대두박과 같은 농산부산물을 이용함으로써, 화학비료 사용으로 인한 토양의 염류 집적 문제를 해결할 수 있으며, 가축 분뇨 발생으로 인한 환경오염 및 처리문제를 동시에 해결할 수 있고, 무엇보다 농가에서 손쉽게 구할 수 있는 농산부산물만을 이용하여 이를 혐기발효시켜 액체비료를 제조할 수 있으므로, 친환경적이고 안전한 수박 재배에 화학비료의 대체제로서 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (5)

1) 계분 45 ? 55중량%(w/w), 및 대두박 45 ? 55중량%(w/w)을 배합하여 배합물을 제조하는 단계;
2) 단계 1)의 배합물을 물로 4배 희석시키는 단계; 및
3) 단계 2)의 희석된 배합물을 40 ~ 90일 동안 직사광선을 피한 곳에서 혐기발효시키는 단계를 포함하는, 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 계분과 대두박은 1 : 1의 비율로 배합하는 것을 특징으로 하는 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법.
제 1항에 있어서, 수박 관비재배용 유기 액체비료는 80일 동안 혐기발효시키는 것을 특징으로 하는 수박 관비재배용 유기 액체비료의 제조방법.
계분, 및 대두박으로 제조되는 액체비료에 있어서, 계분 45 ? 55중량%(w/w), 및 대두박 45 ? 55중량%(w/w)를 배합하고 이 배합물을 물로 4배 희석한 후 40 ? 90일 동안 직사광선을 피한 곳에서 혐기발효시킨 것을 특징으로 하는 농산부산물을 이용한 수박 관비재배용 유기 액체비료.
제 4항에 있어서, 상기 액체 비료는 물로 10 내지 20배 희석하여 수박에 시비하는 것을 특징으로 하는 수박 관비재배용 유기 액체비료.
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