KR20160054535A - 토양의 pH를 조절하기 위한 미세화 알칼리토류 탄산염 함유 재료 - Google Patents

토양의 pH를 조절하기 위한 미세화 알칼리토류 탄산염 함유 재료 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토양의 pH를 조절하는 방법 뿐 아니라, 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위한, 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 용도와, 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위해 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포하기 위한, 관개 또는 분무 시스템의 용도에도 관한 것이다.

Description

토양의 pH를 조절하기 위한 미세화 알칼리토류 탄산염 함유 재료{MICRONIZED EARTH ALKALI CARBONATE-CONTAINING MATERIAL FOR REGULATING THE PH OF A SOIL}
본 발명은 토양의 pH를 조절하는 방법 뿐 아니라, 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위한, 중량 중앙 입도(weight median particle size) d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염(earth alkali carbonate) 함유 재료의 용도와, 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위해 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포(application)하기 위한, 관개 또는 분무 시스템의 용도에도 관한 것이다.
재배 식물(domesticated plant)의 경작은 다양한 방식으로 사용되는 토양의 pH와 같은 몇 가지 인자에 영향을 준다. 예컨대, 캘리포니아에서 대략 600,000 에이커에 호두 나무가 심어져 있는 것으로 산출되어서, 이것이 캘리포니아에서는 가장 많이 경작되는 식물 중 하나이다. 일반적으로, 캘리포니아는 pH 중성 토양 환경을 갖는 것으로 알려져 있지만, 어린 나무를 심는 동안 기반암이 부서질 때에는 산성이 증가하여, 화강암질암으로부터 생겨서 방출되는 산성이 상부 토양에 영향을 미친다. 그 결과, 호두 경작에 이용되는 전체 면적의 적어도 10%가 고산성을 겪는다. 쉽게는 고쳐지지 않는 이 토양 불균형의 이유는 주로 식목 및 경작 전 및 동안 준비 공사의 제어를 잘 못했기 때문이다.
당업계에서, 토양의 pH를 증가시키기 위해 몇 가지 시도가 이루어져 왔다. 예컨대, 탄산칼슘 또는 백운석을 주성분으로 하는 생성물로 라이밍(liming)하는 것은 토양 pH를 증가시키기 위한 일반적인 관행이다. 그러나, 표준 석회는 바람이 일으키는 분진이 제어되지 않고 분배될 위험이 큰 채로 토양 표면에 살포된다. 지역 경험에 따르면, 이에 따라 pH를 5.0에서 5.2로 증가시키는 데에는 2 년에 걸쳐 다량, 즉 10 톤/에이커의 백운석 또는 탄산칼슘을 주성분으로 하는 생성물이 필요하다. 또한, 표준 석회가 5의 토양 pH에서는 반응하지 않는다는 사실로 인해 살포량(application rate)이 막대하다. 재배자는 에이커당 살포량을 극적으로 증가시켜 이 문제를 극복하고 있다.
예컨대, WO 01/70648 A1은 특히, 특히 미가공(raw) 토양 개량 제품 또는 인산삼나트륨(TSP), 염화칼륨 및/또는 천연 포스페이트 등과 혼합된 미가공 토양 개량 제품과 같은 토양 개량 비료 또는 토양 개량제용 분말 제품 및 조성물용 무분진 첨가제로서의 흡습성 광물 첨가제의 용도를 언급한다.
또한, EP 0 924 176 B1은 탄산칼슘 또는 백운석 또는 이들의 혼합물, 또는 매우 미세한 산화마그네슘의 수성 현탁액을 포함하는 염기성의 액상 토양 개량제를 언급한다. 살포량은 2~6 톤/헥타아르(t/ha)라는 것도 개시되어 있다.
이에 따라, 토양의 pH를 효과적으로 조절하기 위한 대안적인 방법의 제공이 당업계에 여전히 필요하며, 이러한 방법은 산성 조절 재료의 높은 살포량을 회피하면서 간단하고 저렴해야 하며, 처리되는 토양의 pH를 증가 또는 최적화시킬 가능성을 제공해야 한다. 또한, 토양 pH의 증가 또는 최적화는 충분한 기간, 바람직하게는 적어도 6 개월의 기간 동안 지속되어야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 토양의 pH를 조절하는 대안적인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 pH가 증가 또는 최적화되는 토양의 pH를 조절하는 방법의 제공에서 찾을 수 있다. 본 발명의 추가의 목적은 pH 토양 개량제 재료의 낮은 살포량으로 살포될 수 있는 토양의 pH를 조절하는 방법의 제공에서 찾을 수 있다. 본 발명의 다른 목적은 입수 가능한 장비를 이용하여 간단한 방식으로 분배될 수 있는 토양의 pH를 조절하는 방법의 제공에서 찾을 수 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 pH 토양 개량제 재료를 토양에 효율적으로 살포할 수 있는 토양의 pH를 조절하는 방법의 제공에서 찾을 수 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 충분한 기간, 바람직하게는 적어도 6 개월의 기간 동안 효과가 지속되는 방법의 제공에서 찾을 수 있다. 추가의 목적은 하기 본 발명의 설명으로부터 알 수 있다.
상기 및 다른 목적은 본원에서 제1항에 정의된 바의 주제에 의해 해결된다.
본 발명의 토양의 pH를 조절하는 방법의 유리한 구체예는 상응하는 하위항에 정의되어 있다.
본원의 일측면에 따르면, 토양의 pH를 조절하는 방법으로서,
a) 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 제공하는 단계,
b) 수용액을 제공하는 단계,
c) 단계 a)의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 단계 b)의 수용액과 접촉시켜 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 형성시키는 단계, 및
d) 관개 또는 분무 시스템을 통해 토양 위에 및/또는 토양에 단계 c)에서 얻어진 수성 현탁액을 살포하는 단계로서, 상기 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~250.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포하는 단계
를 포함하는 조절 방법이 제공된다.
본 발명자들은, 상기 토양의 pH를 조절하는 방법이 높은 살포량의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 사용을 회피하고, 고가의 장비를 사용하지 않고 간단한 방식으로 토양에 효율적으로 살포될 수 있으며, 충분한 기간 동안 pH가 증가되거나 최적화된 토양을 생성시킴을 놀랍게도 발견하였다. 더욱 정확하게는, 본 발명자들은, 토양 위에 및/또는 토양에 한정된 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포함으로써 토양의 pH가 개선 또는 최적화될 수 있음을 발견하였다.
본 발명의 목적을 위해, 하기 용어는 하기 의미를 가짐을 이해해야 한다:
본 발명의 목적을 위해, 용어 "알칼리토류 탄산염 함유 재료"는 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 총 건조 중량을 기준으로 적어도 40.0 중량%의 알칼리토류 탄산염을 포함하는 재료를 지칭한다. 바람직하게는, 상기 재료는 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 총 건조 중량을 기준으로 적어도 60.0 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 80.0 중량%의 알칼리토류 탄산염을 포함한다.
본 발명의 의미에서 용어 "알칼리토류" 탄산염 함유 재료 또는 "알칼리토류" 탄산염은 마그네슘 이온, 칼슘 이온, 스트론튬 이온 또는 이들의 혼합물, 바람직하게는 마그네슘 이온, 칼슘 이온, 또는 이들의 혼합물, 더욱 바람직하게는 칼슘 이온과 같은 알칼리토류 금속의 2가 양이온을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "수용액"은 물 및 임의로 추가의 첨가제를 포함하며 별개의(discrete) 고체 입자가 물에서 발견되지 않는 계를 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "수성 현탁액"은 불용성 고체 및 물 및 임의로 추가의 첨가제를 포함하며, 보통 대량의 고체를 함유하고, 이에 따라 더욱 점성이고 일반적으로 이로부터 형성되는 액체보다 더 높은 밀도의 것이다.
본 명세서에서 사용되고 당업계에서 일반적으로 정의되는 바의 "d50" 값은 Micromeritics Instrument Corporation(작동 기구 소프트웨어 버전 1.04)의 SedigraphTM 5100을 이용하여 이루어진 측정에 기초하여 결정되고, 입자 부피 또는 질량의 50%(중앙점)가 규정된 값과 동일한 직경을 갖는 입자에 의해 차지되는 크기로서 정의된다. 방법 및 기구는 당업계에 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 그레인(grain) 크기의 측정에 보통 사용된다. 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수용액 중에서 실시된다. 고압 교반기 및 초음파를 이용하여 샘플을 분산시킨다.
본 명세서 및 청구범위에서 용어 "포함한다"가 사용되는 경우, 이는 주 또는 부(minor)의 기능적 중요성을 갖는 다른 특정되지 않은 부재를 배제하지 않는다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "~로 이루어진다"는 용어 "~으로 구성된다"의 바람직한 구체예로 고려된다. 하기에서 군이 적어도 특정 수의 구체예를 포함하는 것으로 한정되는 경우, 이는 또한 바람직하게는 이들 구체예로만 이루어진 군을 개시하는 것으로 이해되어야 한다.
용어 "포함한다" 또는 "갖는다"가 사용되는 경우, 이들 용어는 상기 정의된 바의 "구성된다"와 등가인 것을 의미한다.
단수 명사를 지칭시, 무한정 또는 한정 관사, 예컨대 부정 관사 또는 정관사가 사용되는 경우, 이는 달리 특정하게 기술되지 않는 한 복수의 그 명사를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위한, 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 용도로서, 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 형태로 존재하며, 상기 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~250.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 용도가 제공된다.
본 발명의 추가의 측면에 따르면, 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위해 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포하기 위한, 관개 또는 분무 시스템의 용도로서, 상기 관개 시스템은 점적 관개, 관비(fertigation), 스프링클러, 피벗, 붐(boom)을 이용한 분배 및 이들의 혼합에서 선택되는 용도가 제공된다.
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 바람직하게는 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 아라고나이트, 바테라이트 및 방해석 광물 결정형(mineralogical crystal form) 중 1 이상과 같은 침강성 탄산칼슘(PCC) 및/또는 대리석, 석회석, 백악 및/또는 백운석 중 1 이상과 같은 천연 중질 탄산칼슘(NGCC)에서 선택되는 것이 바람직하다.
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 a) 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위의 중량 중앙 입도 직경(weight median particle size diameter) d50, 및/또는 b) BET 질소법에 의해 측정시, 1.0 ㎡/g 내지 10.0 ㎡/g 범위, 더욱 바람직하게는 3.0 ㎡/g 내지 8.0 ㎡/g 범위의 비표면적(BET), 및/또는 c) 2.5~3.5 g/㎤ 범위, 더욱 바람직하게는 2.5~3.2 g/㎤ 범위, 가장 바람직하게는 2.6~3.0 g/㎤ 범위의 밀도를 갖는 것이 또한 바람직하다. 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~250 kg/ha, 바람직하게는 1.0~100.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 것이 추가로 바람직하다. 수용액은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제(anti-evaporation agent), 동결 방지제, 완충제, 연수제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상의 화합물을 추가로 포함하는 것이 또한 바람직하다. 상기 최적화 또는 개선은, 토양이 a) 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에는 하기 식 (I)을 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (Ia)를 만족하는 pH를 갖고,
pH ≤ 7.2 (I),
3.5 < pH ≤ 7.0 (Ia),
b) 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때 달성되는 것이 더더욱 바람직하며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서, 상기 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 및/또는 52 주 후 측정된다. 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 최고 품질 과일(top fruit), 작은 식물 과일(small-plant fruit), 작물, 콩과 식물, 노지 또는 온실의 채소, 공예 작물(industrial crop), 원자재(commodity), 관상용 식물 등과 같은 재배 식물용 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 일구체예에 따르면, 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 바람직하게는 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 아라고나이트, 바테라이트 및 방해석 광물 결정형 중 1 이상과 같은 침강성 탄산칼슘(PCC) 및/또는 대리석, 석회석, 백악 및/또는 백운석 중 1 이상과 같은 천연 중질 탄산칼슘(NGCC)에서 선택된다.
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 a) 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위의 중량 중앙 입도 직경 d50, 및/또는 b) BET 질소법에 의해 측정시, 1.0 ㎡/g 내지 10.0 ㎡/g 범위, 더욱 바람직하게는 3.0 ㎡/g 내지 8.0 ㎡/g 범위의 비표면적(BET), 및/또는 c) 2.5~3.5 g/㎤ 범위, 더욱 바람직하게는 2.5~3.2 g/㎤ 범위, 가장 바람직하게는 2.6~3.0 g/㎤ 범위의 밀도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 상기 수용액은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제, 연수제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상의 화합물을 포함한다.
본 발명의 일구체예에 따르면, 상기 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~100.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다.
본 발명의 다른 구체예에 따르면, 관개 시스템은 점적 관개, 관비, 스프링클러, 피벗, 붐을 이용한 분배 및 이들의 혼합에서 선택된다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 토양의 pH를 조절하는 방법은 적어도 a), b), c) 및 d)의 공정 단계를 포함한다. 하기에서, 본 발명의 추가의 상세 및 본 발명의 토양의 pH를 조절하는 방법의 특히 상기 단계를 알아본다.
단계 a)의 특성화: 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 제공
본 발명의 방법의 단계 a)에 따르면, 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료가 제공된다.
표현 "1 이상의" 알칼리토류 탄산염 함유 재료는, 1종 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료가 본 발명의 방법에서 제공될 수 있음을 의미하는 것으로 이해된다.
따라서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1종의 알칼리토류 탄산염 함유 재료일 수 있음을 주지해야 한다. 대안적으로, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 2종 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 혼합물일 수 있다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 2종의 알칼리토류 탄산염 함유 재료와 같은 2 또는 3 종의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1종의 알칼리토류 탄산염 함유 재료이다.
본 발명의 의미에서 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 충전제 재료를 지칭한다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료이다.
바람직하게는, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 중질(또는 천연) 탄산칼슘(NGCC), 침강성 탄산칼슘(PCC) 및 이들의 혼합물에서 선택된다.
NGCC는 석회석 또는 백악과 같은 퇴적암으로부터, 또는 변성 대리석으로부터 채굴되고 분쇄, 스크리닝 및/또는 예컨대 사이클론 또는 분급기에 의한 습윤 및/또는 건조 형태로의 분별화와 같은 처리를 통해 가공된 탄산칼슘의 천연 생성 형태인 것으로 이해된다. 본 발명의 일구체예에서, NGCC는 대리석, 백악, 백운석, 석회석 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된다.
그에 반해, PCC형의 탄산칼슘은 수중 미분 산화칼슘 입자로부터 또는 이온 염 용액으로부터의 침전에 의해 유도시 보통 당업계에서는 석회의 슬러리 또는 석회의 유액이라고 지칭되는 수산화칼슘의 슬러리의 탄산화에 의해 얻어진 합성 탄산칼슘 생성물을 포함한다. PCC는 능면체 및/또는 편삼각면체 및/또는 아라고나이트계일 수 있으며; 바람직한 합성 탄산칼슘 또는 침강성 탄산칼슘은 아라고나이트, 바테라이트 또는 방해석 광물 결정형 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 침강성 탄산칼슘(PCC)이다. 예컨대, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 방해석 광물 결정형의 침강성 탄산칼슘이다.
대안적으로, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 천연 중질 탄산칼슘(NGCC)이다. 예컨대, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 백운석 또는 석회석이다. 바람직하게는, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 석회석이다.
1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 중 탄산칼슘의 양은 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료의 총 건조 중량을 기준으로 적어도 40.0 중량%, 바람직하게는 적어도 60.0 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 80.0 중량%인 것으로 이해된다. 예컨대, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 중 탄산칼슘의 양은 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료의 총 건조 중량을 기준으로 적어도 95.0 중량%, 바람직하게는 97.0~100.0 중량%, 더욱 바람직하게는 97.0~99.95 중량%, 가장 바람직하게는 97.5~99.5 중량%이다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료이다. 예컨대, 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료는 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료의 총 건조 중량을 기준으로 적어도 40.0 중량%, 바람직하게는 적어도 60.0 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 80.0 중량%의 양으로 탄산마그네슘을 포함한다. 예컨대, 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료 중 탄산마그네슘의 양은 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료의 총 건조 중량을 기준으로 적어도 95.0 중량%, 바람직하게는 97.0~100.0 중량%, 더욱 바람직하게는 97.0~99.95 중량%, 가장 바람직하게는 97.5~99.5 중량%이다.
일반적으로, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 것이 본 발명의 하나의 특정 요건이다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 중량 중앙 입도 d50이 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위에 있다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 탑 컷(d98)이 ≤ 75.0 ㎛이다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 탑컷(d98)이 ≤ 50.0 ㎛, 바람직하게는 ≤ 30.0 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤ 20.0 ㎛이다.
추가로 또는 대안적으로, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 ISO 9277에 따라 BET 질소법에 의해 측정시 BET 비표면적이 1.0~10.0 ㎡/g이다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 ISO 9277에 따라 BET 질소법에 의해 측정시 비표면적(BET)이 3.0~8.0 ㎡/g이다.
추가로 또는 대안적으로, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 밀도가 2.5~3.5 g/㎤ 범위에 있다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 밀도가 2.5~3.2 g/㎤ 범위, 가장 바람직하게는 2.6~3.0 g/㎤ 범위에 있다. 본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 밀도가 2.6~2.8 g/㎤ 범위 또는 2.8~3.0 g/㎤ 범위에 있다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 바람직하게는 중앙 입도 직경 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위인 석회석과 같은 탄산칼슘 함유 재료이다. 이 경우, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 바람직하게는 ISO 9277에 따른 질소 및 BET법을 이용하여 측정시 1.0~10.0 ㎡/g, 가장 바람직하게는 3.0~8.0 ㎡/g의 BET 비표면적을 나타낸다. 또한, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 밀도가 2.6~2.8 g/㎤ 범위이다.
본 발명의 다른 구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 바람직하게는 중앙 입도 직경 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위인 백운석과 같은 탄산칼슘 함유 재료이다. 이 경우, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 바람직하게는 ISO 9277에 따른 질소 및 BET법을 이용하여 측정시 1.0~10.0 ㎡/g, 가장 바람직하게는 3.0~8.0 ㎡/g의 BET 비표면적을 나타낸다. 또한, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 밀도가 2.8~3.0 g/㎤ 범위이다.
1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 및/또는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료와 같은 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 건조 분쇄 재료이며, 이 재료는 습식 분쇄 및 건조되거나 상기 재료의 혼합물인 것이 바람직하다. 일반적으로, 분쇄 단계는 예컨대 주로 2차 본체를 이용하는 충격으로부터 정련이 생기는 조건 하에서, 즉 볼 밀, 로드 밀, 진동 밀, 롤 크러셔, 원심 충격 밀, 수직 비드 밀, 마멸 분쇄기, 핀 밀, 해머 밀, 분쇄기, 파쇄기, 디클럼퍼(de-clumper), 나이프 커터 또는 당업자에게 공지된 다른 이러한 장비 중 1 이상에서, 임의의 종래의 분쇄 장치를 이용하여 실시될 수 있다.
1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 및/또는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료와 같은 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료가 습식 분쇄 알칼리토류 탄산염 함유 재료인 경우에는, 분쇄 단계는 자생 분쇄가 일어나는 조건 하에서 및/또는 수평 볼 밀링에 의해 및/또는 당업자에게 공지된 다른 이러한 공정에 의해 수행할 수 있다. 이에 따라 얻어진 습식 가공 분쇄 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 잘 알려진 공정에 의해, 예컨대 건조 전 응집, 여과 또는 강제 증발에 의해 세정 및 탈수할 수 있다. 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 총 건조 중량을 기준으로 약 0.5 중량% 이하인 수준으로 회합 수분 함량을 감소시키기 위해 분무 건조와 같은 단일 단계로 또는 예컨대 알칼리토류 탄산염 함유 재료에 제1 가열 단계를 적용함으로써 적어도 2 단계로, 건조의 후속 단계를 실시할 수 있다. 충전제의 잔류 총 수분 함량은 칼 피셔 전기량 적정법에 의해 수분을 195℃의 오븐에서 탈착하고 이를 10 분 동안 100 ml/분으로 무수 N2를 이용하여 KF 전량계(Mettler Toledo 전기량 KF 적정계 C30과 Mettler 오븐 DO 0337 조합)에 연속 통과시켜 측정할 수 있다. 보정 곡선으로 잔류 총 수분 함량을 결정할 수 있으며, 또한 샘플 없이 10 분 가스를 유동시키는 블라인드를 고려할 수 있다. 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료에 제2 가열 단계를 적용함으로써 잔류 총 수분 함량을 더 감소시킬 수 있다. 상기 건조를 1 초과의 건조 단계에 의해 실시할 경우, 제1 단계를 공기의 고온 흐름에서의 가열에 의해 실시할 수 있으며, 제2 및 추가의 건조 단계는 바람직하게는 상응하는 용기 내 분위기가 표면 처리제를 포함하는 간접 가열에 의해 실시한다. 불순물을 제거하기 위해 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료에 대해 선광 단계(예컨대 부유 선광, 표백 또는 자기 분리 단계)를 실시하는 것도 일반적이다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 건조 분쇄 탄산칼슘 함유 재료 및/또는 1 이상의 건조 분쇄 탄산마그네슘 함유 재료와 같은 1 이상의 건조 분쇄 알칼리토류 탄산염 함유 재료이다. 다른 구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 수평 볼 밀에서 습식 분쇄되고, 이어서 잘 알려진 분무 건조의 공정을 이용하여 건조된 재료이다. 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 건조 분쇄 재료인 것이 바람직하다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 건조 분쇄 석회석과 같은 건조 분쇄 탄산칼슘 함유 재료이다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 중앙 입도 직경 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위에 있고, BET 비표면적이 ISO 9277에 따른 질소 및 BET법에 의해 측정시 1.0~10.0 ㎡/g, 가장 바람직하게는 3.0~8.0 ㎡/g인 건조 분쇄 석회석과 같은 건조 분쇄 탄산칼슘 함유 재료이다.
단계 b)의 특성화: 수용액의 제공
본 발명의 방법의 단계 b)에 따르면, 수용액이 제공된다.
본 발명의 의미에서 용어 "수용액"은 물 및 임의로 추가의 첨가제를 포함하며 별개의 고체 입자가 물에서 발견되지 않는 계를 지칭한다.
용어 "수"용액은 수용액의 총 중량을 기준으로 적어도 60.0 중량%, 바람직하게는 적어도 70.0 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 75.0 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 80.0 중량%의 물을 포함하는 용액을 지칭하는 것으로 이해된다. 예컨대, 수용액은 수용액의 총 중량을 기준으로 60.0~100.0 중량%, 바람직하게는 70.0~99.9 중량%, 더욱 바람직하게는 75.0~99.5 중량%, 가장 바람직하게는 80.0~98.0 중량%의 물을 포함한다.
본 발명의 일구체예에서, 수용액은 물로 이루어진다.
물은 바람직하게는 지하수, 수돗물, 강물 또는 호수물, 눈이 녹은 물, 처리된 폐수, 탈염수, 배수액 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된다.
수용액은 통상적으로 수용액의 조건을 개선하기 위해 사용되거나 또는 토양 위의 식물의 성장, 건강 및 생산성을 개선하기 위해 사용되는 화합물을 추가로 포함할 수 있음이 이해된다. 따라서, 상기 화합물은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제, 연수제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일구체예에서, 수용액은 비료를 포함한다. 바람직하게는, 비료는 질소, 인 및 칼륨 화합물에서 선택될 수 있다. 예컨대, 비료는 우레아, 질산암모늄, 인산암모늄, 황산암모늄, 우레아 포스페이트, 몰리브덴산암모늄, 질산칼륨, 수산화칼륨, 인산칼륨, 황산칼륨, 염화칼륨 및 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 추가로 또는 대안적으로, 비료는 비료와 관련하여 2003년 10월 13일의 THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF COUNCIL의 REGULATION (EC) No 2003/2003에 의해 언급된 바와 같은 붕산, 붕산나트륨, 붕산칼슘, 붕소 에탄올 아민, 수중 붕산화 비료, 현탁액 중 붕산화 비료, 코발트 염, 코발트 킬레이트, 코발트 비료액, 구리 염, 산화구리, 수산화구리, 구리 킬레이트, 구리계 비료, 구리 비료액, 옥시염화구리, 옥시염화구리 현탁액, 철 염, 철 킬레이트, 철 비료액, 망간 염, 망간 킬레이트, 산화망간, 망간계 비료, 망간계 비료액, 몰리브덴산나트륨, 몰리브덴산암모늄, 몰리브덴계 비료, 몰리브덴계 비료액, 아연 염, 아연 킬레이트, 산화아연, 아연계 비료, 아연계 비료액을 포함하는 군에서 선택되는 미량 양분 비료와 같은 미량 양분 비료일 수 있다. 수용액 중 비료의 도입은 토양 또는 식물 잎에 영양을 공급하는 데에 유리하다.
추가로 또는 대안적으로, 수용액은 연수제를 포함한다. 예컨대, 연수제는 시트르산일나트륨, 시트르산일칼륨 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 이러한 연수제는 유리하게는 관개 또는 분무 시스템의 노즐 막힘의 위험을 감소시키기 위해 수용액에 도입된다.
추가로 또는 대안적으로, 수용액은 동결 방지제를 포함한다. 예컨대, 동결 방지제는 염화나트륨, 염화칼륨 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 이러한 동결 방지제는 주위 온도가 ≤ 5℃인 경우 수용액에 도입하는 것이 특히 유리하다.
수용액은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제, 연수제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 상기 언급된 화합물 중 1 이상을 포함할 수 있음이 이해된다.
완충제를 수용액에 첨가할 경우, 수용액은 일정한 수준으로 처리되는 토양의 pH를 유지하기에 충분하지 않은 양으로 완충제를 포함하는 것으로 이해된다. 즉, 수용액은 처리되는 토양의 pH가 증가 또는 적합화될 수 있도록 완충제를 포함한다.
상기 화합물 중 "1 이상"이라는 표현은 상기 화합물 중 1종 이상이 본 발명의 방법에 제공될 수 있음을 의미하는 것으로 이해된다.
따라서, 상기 화합물은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제 및 연수제를 포함하는 군에서 선택되는 1종의 화합물일 수 있음을 주지해야 한다. 대안적으로, 상기 화합물은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제 및 연수제를 포함하는 군에서 선택되는 화합물 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 예컨대, 상기 화합물은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제 및 연수제를 포함하는 군에서 선택되는 화합물 중 2 또는 3 종의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일구체예에서, 상기 화합물은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제 및 연수제를 포함하는 군에서 선택되는 1종의 화합물이다.
수용액이 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제 및 연수제를 포함하는 군에서 선택되는 화합물 중 1 이상을 포함하는 경우, 수용액은 상기 화합물을 바람직하게는 수용액의 총 중량을 기준으로 0.1~30.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5~25.0 중량%, 가장 바람직하게는 2.0~20.0 중량%의 총량으로 포함한다.
따라서, 수용액이 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제 및 연수제를 포함하는 군에서 선택되는 화합물 중 1 이상을 포함하는 경우, 수용액은 상기 화합물 및 물을 포함하며, 바람직하게는 이로 이루어진다. 예컨대, 수용액은 수용액의 총 중량을 기준으로 상기 화합물을 0.1~30.0 중량%의 총량으로, 그리고 물을 70.0~99.9 중량%의 양으로 포함하고, 바람직하게는 이로 이루어진다. 바람직하게는, 수용액은 수용액의 총 중량을 기준으로 상기 화합물을 0.5~25.0 중량%의 총량으로, 그리고 물을 75.0~99.5 중량%의 양으로 포함하고, 바람직하게는 이로 이루어진다. 더욱 바람직하게는, 수용액은 수용액의 총 중량을 기준으로 상기 화합물을 2.0~20.0 중량%의 양으로, 그리고 물을 80.0~98.0 중량%의 양으로 포함하고, 바람직하게는 이로 이루어진다.
단계 c)의 특성화: 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료와 수용액의 접촉
본 발명 방법의 단계 c)에 따르면, 단계 a)의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 단계 b)의 수용액과 접촉시켜 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 형성시킨다.
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 수용액과 접촉시키는 단계 c)는 혼합 및/또는 진탕 조건 하에서 일어날 수 있다. 당업자는 공정 장비에 따라 이들 혼합 조건(예컨대 혼합 팰릿의 구성 및 혼합 속도) 및 진탕 조건을 채택할 것이다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료와 수용액의 접촉은 혼합 또는 진탕 조건 없이 일어난다.
본 발명의 일구체예에서, 단계 a)의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 1 단계로 단계 b)의 수용액과 접촉시키며, 여기서 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 바람직하게는 수용액에 한 부분으로 첨가하거나 또는 그 반대가 가능하다.
본 발명의 다른 구체예에서, 단계 a)의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 초과의 단계로 단계 b)의 수용애과 접촉시키며, 여기서 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 바람직하게는 수용액에 대략 동일한 부분으로 첨가하거나 그 반대가 가능하다. 대안적으로, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 동일하지 않은 부분으로, 즉 큰 부분 및 작은 부분으로 수용액에 첨가할 수도 있거나 또는 그 반대도 가능하다.
단계 a)의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료와 단계 b)의 수용액의 접촉에 의한 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 형성은 인 시츄 또는 엑스 시츄에서 얻어질 수 있음이 이해된다.
본 발명의 의미에서 용어 "인 시츄"는 수성 현탁액이 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 장소에서의 및/또는 120 분 이내와 같이 수성 현탁액이 토양 위에 및/또는 토양에 살포되기 직전에의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 제조를 지칭한다.
따라서, 용어 "엑스 시츄"는 수성 현탁액이 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 장소와는 상이한 장소에서의 및/또는 120 분 초과와 같이 수성 현탁액이 토양 위에 및/또는 토양에 살포되기 한참 전에의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 제조를 지칭한다.
단계 a)의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료와 단계 b)의 수용액의 접촉에 의해 형성된 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 바람직하게는 수성 현탁액의 총 중량의 기준으로 0.001~78.0 중량%, 바람직하게는 0.01~25.0 중량%, 가장 바람직하게는 0.1~20.0 중량%의 양으로 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함한다.
수성 현탁액은 수용액 및 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하고, 바람직하게는 이로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 수성 현탁액은 바람직하게는 수성 현탁액의 총 중량을 기준으로 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 0.001~30.0 중량%의 양으로 그리고 수용액을 70.0~99.999 중량%의 양으로 포함한다. 예컨대, 수성 현탁액은 수성 현탁액의 총 중량을 기준으로 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 0.01~25.0 중량%의 양으로 그리고 수용액을 75.0~99.99 중량%의 양으로 포함한다. 대안적으로, 수성 현탁액은 수성 현탁액의 총 중량을 기준으로 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 0.1~20.0 중량%의 양으로 그리고 수용액을 80.0~99.9 중량%의 양으로 포함한다.
상기에서 이미 지적한 바와 같이, 수성 현탁액의 액상, 즉 수용액은 액상의 총 중량을 기준으로 적어도 60.0 중량%, 바람직하게는 적어도 70.0 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 75.0 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 80.0 중량%의 물을 포함한다. 예컨대, 수성 현탁액의 액상은 액상의 총 중량을 기준으로 60.0~100.0 중량%, 바람직하게는 70.0~99.9 중량%, 더욱 바람직하게는 75.0~99.5 중량%, 가장 바람직하게는 80.0~98.0 중량%의 물을 포함한다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 액상은 물로 이루어진다.
또한, 수성 현탁액의 액상은 통상적으로 수용액의 조건을 개선하기 위해 사용되거나 또는 토양 위의 식물의 성장, 건강 및 생산성을 개선하기 위해 사용되는 화합물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 화합물은 상기 개략 설명한 바의 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제, 연수제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택된다.
수성 현탁액의 액상이 상기 화합물 중 1 이상을 포함하는 경우, 수용액은 액상의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 0.1~30.0 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5~25.0 중량%, 가장 바람직하게는 2.0~20.0 중량%의 총량으로 상기 1 이상의 화합물을 포함한다.
단계 d)의 특성화: 토양 위에의 및/또는 토양에의 수성 현탁액의 살포
본 발명 방법의 단계 d)에 따르면, 단계 c)에서 얻어진 수성 현탁액이 관개 또는 분무 시스템을 통해 토양 위에 및/또는 토양에 살포되며, 여기서 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~250 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다.
따라서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액이 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 것이 하나의 요건이다.
바람직하게는, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 재배 식물의 경작에 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 예컨대, 재배 식물은 최고 품질 과일, 작은 식물 과일, 작물, 콩과 식물, 노지 또는 온실의 채소, 공예 작물, 원자재, 관상용 식물 등과 같은 식물이다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 최고 품질 과일 심기에 이용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 바람직하게는, 최고 품질 과일은 이과류, 핵과류, 감귤류, 열대 과일 등에서 선택된다. 예컨대, 최고 품질 과일은 살구, 체리, 포도, 코코넛, 망고, 올리브, 자두, 사과, 배, 모과, 유자, 그레이프프루트, 레몬, 라임, 오렌지, 포멜로(pomelo), 탄제린(tangerine), 아몬드, 캐슈, 밤, 헤이즐넛, 마카다미아, 피칸, 피스타치오, 호두, 파인애플, 바나나, 빵나무 열매, 두리안, 엔세테(ensete), 무화과, 잭프루트, 파파야, 패션 프루트 등을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 작은 식물 과일의 경작에 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 바람직하게는, 작은 식물 과일은 베리류이다. 예컨대, 작은 식물 과일은 산딸기, 크랜베리, 블랙베리, 블루베리, 월귤나무 열매, 건포도, 포도, 멜론, 딸기 등을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 작물의 경작에 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 바람직하게는, 작물은 보리, 작은 보리, 손가락조, 펄 밀렛, 기장 및 조와 같은 수수, 옥수수(corn, maize), 메이그레스(maygrass), 귀리, 쌀, 호밀, 수수, 대두, 스펠트밀(spelt), 테프(teff), 라이밀, 일립소맥, 듀럼 밀 및 빵 밀과 같은 밀, 아마란스(amaranth), 메밀, 율무, 퀴노아(quinoa), 해바라기, 섬프윗(sumpwheat), 양귀비씨, 참깨 등을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 콩과 식물의 경작에 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 바람직하게는, 콩과 식물은 팥, 대두, 병아리콩, 강남콩(pinto bean, kidney bean), 렌즈콩, 깍지콩, 리마콩, 벨벳콩(velvet bean), 녹두, 완두콩, 땅콩, 히카마(jicama) 등을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 채소 경작에 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 바람직하게는, 채소는 노지 또는 온실에서 경작된다. 예컨대, 채소는 가지, 후추, 호박, 주키니, 토마토, 비트, 당근, 파스닙, 래디쉬, 순무, 카사바(cassava), 감자, 샐러드용 채소(salad), 고구마, 사탕수수, 알팔파(alfalfa) 등을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 공예 작물의 경작에 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 예컨대, 공예 작물은 오일 생성 식물일 수 있다. 바람직하게는, 공예 작물은 올리브, 땅콩, 대두, 캐놀라, 코코넛, 옥수수(corn), 면실, 양귀비, 야자, 포도씨, 잇꽃, 참깨, 해바라기, 아마씨, 치아씨(chia seed), 아사이팜(acai palm), 아마, 감자, 면, 사탕수수, 사탕무 등을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 원자재를 재배하기 위해 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 바람직하게는, 원자재는 알팔파, 클로버, 건초 및 사일리지(silage)용 잔디, 땅콩, 대두, 캐놀라, 커피, 카카오, 차, 담배, 면, 아마, 헤네켄(henequen), 황마, 양마, 대마 등을 포함하는 군에서 선택된다.
본 발명의 일구체예에서, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 관상용 식물의 경작에 사용되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 바람직하게는, 관상용 식물은 실내 식물 및 조경 식물에서 선택된다.
수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 탄산칼슘 함유 재료의 낮은 살포량으로, 처리되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 것이 이해된다. 특히, 수성 현탁액의 형태의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 종래 기술의 방법의 살포량 이하의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포량으로, 처리되는 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다.
이에 따라, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1.0~250.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 살포량은 수성 현탁액 중 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 함을 주지해야 한다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~100.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~75.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포된다.
처리되는 토양은 보통 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에는 하기 식 (I)을 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (Ia)를 만족하는 pH를 갖는다.
pH ≤ 7.2 (I),
3.5 < pH ≤ 7.0 (Ia).
본 발명 방법에 의해 처리되는 토양의 pH가 조절되는 것이 이해된다. 구체적으로, 본 발명 방법에 의해 처리되는 토양의 pH가 최적화 또는 개선된다.
특히, 처리되는 토양이, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때, 최적화 또는 개선이 달성되며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 및/또는 52 주 후 측정된다.
예컨대, 처리되는 토양이, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때, 최적화 또는 개선이 달성되며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 또는 52 주 후 측정된다.
대안적으로, 처리되는 토양이, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때, 최적화 또는 개선이 달성되며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 및 52 주 후 측정된다.
바람직하게는, 토양이, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에는 하기 식 (I)을 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (Ia)를 만족하는 pH를 갖고,
pH ≤ 7.2 (I),
3.5 < pH ≤ 7.0 (Ia),
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때, 최적화 또는 개선이 달성되며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 및/또는 52 주 후 측정된다.
이러한 관점에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포한 후의 처리되는 토양의 pH는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에 측정된 동일한 토양의 pH 이하로 강하하지 않음을 주지해야 한다. 바람직하게는, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포한 후의 처리되는 토양의 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포한 후 2, 4, 6, 8, 24 및/또는 52 주의 기간에, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에 측정된 동일한 토양의 pH 이하로 강하하지 않는다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포한 후의 처리되는 토양의 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포한 후 2, 4, 6, 8, 24 및 52 주의 기간에, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에 측정된 동일한 토양의 pH 이하로 강하하지 않는다.
본 발명의 일구체예에서, 처리되는 토양의 pH(후)/pH(전)의 비는 1.0~1.4 범위, 바람직하게는 1.05~1.2 범위, 가장 바람직하게는 1.05~1.1 범위이며, 여기서
pH(후)는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료 살포 2, 4, 6, 8, 24 및/또는 52 주 후 측정된 pH이고,
pH(전)은 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료 살포 전의 pH이다.
예컨대, 처리되는 토양의 비 pH(후)/pH(전)은 1.0~1.4 범위, 바람직하게는 1.05~1.2 범위, 가장 바람직하게는 1.05~1.1 범위이고, 여기서
pH(후)는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료 살포 2, 4, 6, 8, 24 또는 52 주 후 측정된 pH이고,
pH(전)은 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료 살포 전의 pH이다.
대안적으로, 처리되는 토양의 비 pH(후)/pH(전)는 1.0~1.4 범위, 바람직하게는 1.05~1.2 범위, 가장 바람직하게는 1.05~1.1 범위이고, 여기서
pH(후)는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료 살포 2, 4, 6, 8, 24 및 52 주 후 측정된 pH이고,
pH(전)은 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료 살포 전의 pH이다.
토양의 pH를 조절하기 위한 하나의 추가 요건은, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 관개 또는 분무 시스템을 통해 토양 위에 및/또는 토양에 살포하는 것이다.
본 발명의 일구체예에서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 관개 또는 분무 시스템을 통해 토양 위에 또는 토양에 살포된다. 대안적으로, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 관개 또는 분무 시스템을 통해 토양 위에 그리고 토양에 살포된다. 예컨대, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 관개 또는 분무 시스템을 통해 토양 위에 살포된다.
일반적으로, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을, 토양 위에 수성 현탁액을 분배하고 및/또는 토양에 수성 현탁액을 주입하기에 적절한 임의의 종래의 관개 또는 분무 시스템을 이용하여 토양 위에 및/또는 토양에 살포할 수 있다. 예컨대, 관개 시스템은 점적 관개, 관비, 스프링클러, 피벗, 붐을 이용한 분배 및 이들의 혼합, 또는 당업자에게 공지된 다른 이러한 장비에서 선택된다.
관개 또는 분무 시스템은, 처리되는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포하기 위한 것과 같은 관개 또는 분무 시스템을 운반하기에 적절한 임의의 이동 또는 비이동 시스템 위에 설치될 수 있다. 예컨대, 이동 시스템은 자동차, 트럭 및 비행기와 같은 공업용 또는 원예용 운송 수단에서 선택된다.
매우 양호한 결과가 얻어진다는 관점에서, 본 발명의 일측면은 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위한, 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 용도에 관한 것이다. 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 형태로 존재하며, 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 토양의 0.1의 pH 증가당 1.0~250.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 것이 요구된다.
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 정의, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액, 토양, 살포량, 살포 시스템 및 이의 바람직한 구체예에 관해서는, 방법 단계 a), b), c) 및 d)를 추가로 논의시 상기에서 제공된 코멘트를 참고한다.
토양이, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에는 하기 식 (I)을 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (Ia)를 만족하는 pH를 갖고,
pH ≤ 7.2 (I),
3.5 < pH ≤ 7.0 (Ia),
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때, 최적화 또는 개선이 달성되는 것으로 이해되며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 및/또는 52 주 후 측정된다.
예컨대, 토양이, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에는 하기 식 (I)을 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (Ia)를 만족하는 pH를 갖고,
pH ≤ 7.2 (I),
3.5 < pH ≤ 7.0 (Ia),
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때, 최적화 또는 개선이 달성되며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 또는 52 주 후 측정된다.
대안적으로, 토양이, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에는 하기 식 (I)을 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (Ia)를 만족하는 pH를 갖고,
pH ≤ 7.2 (I),
3.5 < pH ≤ 7.0 (Ia),
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때, 최적화 또는 개선이 달성되며,
pH ≤ 7.2 (II),
5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
여기서 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 및 52 주 후 측정된다.
따라서, 토양의 상기 증가 또는 최적화는 충분한 기간 동안, 바람직하게는 적어도 6 개월의 기간 동안 지속되는 것이 이해된다. 예컨대, 토양의 상기 증가 또는 최적화는 적어도 7 개월, 더욱 바람직하게는 적어도 8 개월, 더더욱 바람직하게는 적어도 9 개월, 훨씬 더욱 바람직하게는 적어도 10 개월, 가장 바람직하게는 적어도 11 개월, 예컨대 적어도 12 개월의 기간 동안 지속된다.
관개 또는 분무 시스템을 이용하여 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포함으로써 매우 양호한 결과가 얻어진다는 관점에서, 본 발명의 추가의 측면은 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위해 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포하기 위한, 관개 또는 분무 시스템의 용도를 알아본다. 관개 시스템은 점적 관개, 관비, 스프링클러, 피벗, 붐을 이용한 분배 및 이들의 혼합에서 선택되는 것이 바람직하다.
1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 정의, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액, 토양, 살포량, 살포 시스템 및 이의 바람직한 구체예에 관해서는, 방법 단계 a), b), c) 및 d)를 추가로 논의시 상기에서 제공된 코멘트를 참고한다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시할 수 있지만, 본 발명을 예시된 구체예에 제한하려는 것은 아니다. 하기 실시예는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 감소된 살포량, 및 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액으로 처리된 토양의 최적화 및/또는 개선된 pH를 보여준다:
실시예
측정 방법
실시예 및 청구범위에 제공된 파라미터를 평가하기 위해 하기 측정 방법을 이용한다.
미립자 재료의 입도 분포(직경 < X인 입자의 질량%) 및 중량 중앙 직경(d 50 )
본 명세서에서 사용되고 당업계에서 일반적으로 정의되는 바의 "d50" 값은 Micromeritics Instrument Corporation의 SedigraphTM 5100을 이용하여 이루어진 측정에 기초하여 결정되고, 입자 부피 또는 질량의 50%(중앙점)가 규정된 값과 동일한 직경을 갖는 입자에 의해 차지되는 크기로서 정의된다.
방법 및 기구는 당업계에 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 그레인 크기의 측정에 보통 사용된다. 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수용액 중에서 실시된다. 고압 교반기 및 초음파를 이용하여 샘플을 분산시킨다.
재료의 BET 비표면적
본 문헌 전체에서, 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 비표면적(㎡/g)은 당업계에게 잘 알려진 (흡착 가스로서 질소를 사용하는) BET법(ISO 9277:1995)을 이용하여 측정된다. 그 다음, 처리 전에 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 비표면적과 질량(g)을 곱하여 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 총 표면적(㎡)이 얻어진다.
밀도
밀도는 Micromeritics로부터의 AccuPyc 1330 가스 비중병을 이용하는 헬룸 가스 비중 측정을 이용하여 Norm DIN 66137-2: 2004년 12월에 따라 측정되며, 여기서 헬륨 가스는 99.995% 순도(헬륨 가스 4.5 등급)이다. Micromeritics로부터의 AccuPyc 보정 표준, 시리얼 번호 3059를 이용하였다.
pH
하기와 같이 물의 pH에 의해 토양액 중 H+에 관한 유리 산도를 측정하였다:
pH 측정을 이해, 5~10 cm 깊이로부터 토양 샘플을 취하였다. 30 ml 부피의 토양 부샘플을 취하기 전에 토양 샘플을 철저히 혼합하였다. 부샘플을 30 ml의 증류수와 함께 플라스틱 용기에 넣고, 토양-물 혼합물을 철저히 혼합하였다. 이에 따라 결과로 나온 토양/물 혼합물은 부피 기준으로 1:1 토양 대 물 비에 상당하였다. 이어서, 용기를 밀폐한 후, 약 25 분 동안 진탕하였다. 약 10~15 분 동안 토양 입자를 침강시킨 후, 4.0 및 7.0 표준 완충액, AC 또는 적어도 0.05 pH 단위로의 재생성으로 작동되는 배터리로 보정된 pH 미터(모델 Mettler Toledo F20- FiveEasy)를 용액의 상부 대부분에 삽입하고, pH를 디지털로 기록하였다.
실시예 1
미국 캘리포니아주 에스칼론 소재 한 호두 과수원을 시험 현장으로서 선택하였다. 그 현장은 높은 산도 및 불량한 침투수로 문제를 겪고 있었는데, 평균 pH가 약 4.9-5.1이었다. 이 산도의 균형을 맞추기 위해, 재배자는 지난 2 년 동안 에이커당 약 2 톤, 즉 총 약 4톤/ha의 백운석 분말을 사용하였다. 이들 두 살포 후, 결과는 5.0에서 5.2로의 pH의 약간의 증가를 나타냈고, 이는 살포 시간으로부터 6 개월 후 재차 5로 하강하였다. 또한, 이 표준 제품을 토양 상부에 살포하자, 토양의 산성 및 수분과 천천히 반응하였다. 분진의 높은 존재율 및 불균일한 입도로 인해, 제품의 상당량이 바람과 함께 소실되어 토양 처리에 이용 가능하지 않는 일이 발생할 수 있었다.
약 5%가 불량한 식물 건강으로 곤란을 겪고 있는 약 6,000 그루의 나무를 포함하는 약 24 ha(60 에이커)의 토지(plot)가 시험 현장으로서 한정되었다. pH가 7이고 EC(전기 전도도)가 2.7 S/cm로서 매우 낮은 광물 함량을 갖는 South San Joaquin Irrigation District Canal로부터의 눈 녹은 물에 의해 수원을 공급하였다.
시험 현장 위에 수성 현탁액의 형태의 280.2 kg/ha의 탄산칼슘 함유 재료(미국 소재 옴야 인코오포레이티드로부터 Agrocarb® 100으로서 입수 가능)를 살포하기로 결정되었다. 수성 현탁액의 분배를 위해, 석고의 분말 용액 등급 또는 임의의 액상 비료/개량제를 살포하기 위한 입수 가능한 관개 시스템을 이용하였다. 구체적으로, 트레일러에 탑재된 180 US 갤런 lqd(약 680 리터) 용량 용기의 바닥에 물을 도입하였다. 이어서, 탄산칼슘 함유 재료를 인 시츄로 물에 첨가하고, 혼합을 수반하지 않으며, 그 다음 얻어진 슬러리를 중력을 통해 수로물이 진입하는 분지에 배출하였다. 이어서, 수성 현탁액을 시험 현장의 토양에 펌핑하였다. 현탁액 특성을 보장하기 위해, 펌프로부터 가장 먼 위치에서 스프링클러로부터 물을 취하였다. 관개 시스템은 시간당 약 340 kg(750 lb)의 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 소비하였다. 토양 위 24 ha(60 에이커)에 약 280.2 kg/ha(250 lb/a)를 관개 및 살포하는 데에 24 시간이 필요하였다. 시험 현장으로부터의 토양 샘플을 2, 4, 6 및 8 주 간격으로 시험하였다.
도 1에 제공된 결과로부터, 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 살포 후 2 주 내에 토양의 pH가 급격히 증가함을 알 수 있다. pH는 시험 기간의 나머지 6 주 동안 안정하게 유지되었다.
실시예 2
시험 1
옥수수를 경작하는 시험 현장 위에서 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 또한 시험하였다.
실험 설계는 8 회 반복의 무작위 완전 블록이었다. 수성 현탁액을 분배하기 위해, 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포하기 위한 단일 블록마다, 토양 위에 제초제 용액을 살포하기 위한 이용 가능한 막대의 배열을 이용하였다.
처리는 하기와 같았다:
1 = 미처리,
2 = 약 2,240 kg/ha(2,000 lbs/a)의 정기적으로 사용되는 분쇄된 백운석 석회석("dolomitic aglime"으로 지칭됨, 현지 생산자로부터 입수 가능), 및
3 = 약 1,537 리터/ha(166 gal/a)의 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액(미국 소재 옴야 인코오포레이티드로부터 Top Flow 130으로서 입수 가능).
탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액 또는 표준 기준물을 토양(포인트 1)에 살포하기 전 뿐 아니라, 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액 및 표준 기준물을 토양에 살포한 후 매 2 주(포인트 2), 4 주(포인트 3), 8 주(포인트 4), 12 주(포인트 5) 및 16 주(포인트 6)에, 미국 조지아주 소재의 Waters lab에서 수중 pH를 측정하였다.
도 2로부터, 토양 pH에 대해 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포한 후의 토양 pH(연속 선) 및 표준 기준물을 살포한 후의 토양 pH(점선)의 경향을 알 수 있다.
상이한 제품의 살포 2 주 후(포인트 2), 양쪽 처리에 대해 토양의 pH는 증가하였는데, 이는 명확한 pH 급증 효과를 보여준다.
4 주 후(포인트 3), 미처리 시험 현장은 날카로운 pH 감소를 보여주었는데, 처리 2(즉, 기준)도 그러하였고, 여기서는 pH 수준이 출발 pH, 즉 토양 개량제의 살포 전의 pH보다 낮았다.
처리 번호 3(즉, 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액)은 또한 2 주 후(포인트 2) 측정된 pH에 비해 처리 4 주 후(포인트 3) pH 감소를 나타냈지만, 측정된 pH는 출발 pH, 즉 pH 토양 개량제의 살포 전 pH(포인트 1)보다 높았다.
16 주 후(포인트 6), 본 발명의 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액으로 처리된 토지의 pH는 dolomitic aglime(즉, +0.55 pH) 또는 미처리 확인(즉, +1.050 pH)과는 차이를 나타냈다.
시험 2
면을 경작하는 시험 현장 위에서 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 또한 시험하였다.
처리 1, 2 및 3을 면에 대해 수행한 것 외에는, 상기 시험 1에 대해 기재된 바와 같이 실험을 수행하였다.
도 3으로부터, 토양 pH에 대해 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액(연속 선) 및 표준 기준물(점선)을 살포하고 2 주 후(포인트 2), 4 주 후(포인트 3), 8 주 후(포인트 4) 및 12 주 후(포인트 5)의 토양의 pH의 경향을 알 수 있다.
상이한 제품의 살포 2 주 후(포인트 2), 기준 처리(즉, 처리 번호 2) 및 미처리 샘플에 비해, 처리 번호 3(즉, 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액)은 토양수와 빠르게 반응하였다. 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 살포(처리 번호 3) 12 주 후(포인트 5), 이 샘플의 pH는 기준 처리(즉, +0.525 pH) 및 미처리 샘플(즉, +1.2 pH)의 pH 이상이었다.
시험 3
땅콩을 경작하는 시험 현장 위에서 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 또한 시험하였다.
처리 1, 2 및 3을 땅콩에 대해 수행한 것 외에는, 상기 시험 1에 대해 기재된 바와 같이 실험을 수행하였다.
도 4로부터, 토양 pH에 대해 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액(연속 선) 및 표준 기준물(점선)을 살포하고 2 주 후(포인트 2), 4 주 후(포인트 3) 및 8 주 후(포인트 4)의 토양의 pH의 경향을 알 수 있다.
더 낮은 pH로부터 출발하여도(즉, 처리 번호 3에 대해 pH 6.225 대 처리 번호, 포인트 1에 대해 pH 6.375) 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액은 더 빠른 반응을 나타냈고, 이의 살포의 초기 단계부터 토양을 개량시켰다. 2 주 후(포인트 2), 4 주 후(포인트 3) 및 8 주 후(포인트 4) 실시된 모든 pH 측정은, 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액으로 처리한 시험 현장이 pH 7 이상을 유지한 반면, 기준 처리는 반응이 더 느렸고 그 pH 수준에 절대 도달할 수 없음을 보여주었다.
결과로서, 시험 1~3으로부터, 탄산칼슘 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 사용하는 것에 의하고 분무 또는 관개 시스템을 이용하여 토양 위에 살포된 토양의 처리는 기준 샘플에 비해 모든 시험에서 더 양호한 성능을 나타냈다고 결론내릴 수 있다. 사실상 이의 독특한 처방 및 액체 살포에 의해 얻어진 더 양호한 토양의 분배는, 토양 토지가 보통 프랙티스에 의해서는 도달할 수 없는 pH 수준에 도달하게 하였다.
산성 토양(베트남)에 대한 들판 시험
들판 시험 토지 처리 처리 전 평균 pH 살포량
(kg/ha)		 처리 후 평균 pH 처리 후 주수
경운(ploughed) 토지 GCC 슬러리 5.4 88 6.6 4
수화 석회 5.4 2500 5.6 4
비경운 토지 GCC 슬러리 5.2 88 6.6 4
수화 석회 5.2 2500 5.4 4
GCC 슬러리는 비료 슬러리 살포 탱커에 의해 살포된, 고형분 함량이 76 중량%이고 d50이 0.5 ㎛이며 탑 컷이 4 ㎛인 탄산칼슘을 지칭한다. 수화 석회는 94%의 200 메쉬(75 ㎛)인 시판 수화 석회였으며, 분말은 손으로 들판에 분배하였다. Takemura Electric Works LTD. 모델 DM/15로부터의 토양 시험기로 들판에서 직접 pH를 측정하였다.

Claims (14)

  1. 토양의 pH를 조절하는 방법으로서,
    a) 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 제공하는 단계,
    b) 수용액을 제공하는 단계,
    c) 단계 a)의 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 단계 b)의 수용액과 접촉시켜 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 형성시키는 단계, 및
    d) 관개 또는 분무 시스템을 통해 토양 위에 및/또는 토양에 단계 c)에서 얻어진 수성 현탁액을 살포하는 단계로서, 상기 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~250.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포하는 단계
    를 포함하는 조절 방법.
  2. 제1항에 있어서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 바람직하게는 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 아라고나이트, 바테라이트 및 방해석 광물 결정형 중 1 이상과 같은 침강성 탄산칼슘(PCC) 및/또는 대리석, 석회석, 백악 및/또는 백운석 중 1 이상과 같은 천연 중질 탄산칼슘(NGCC)에서 선택되는 조절 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는
    a) 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위의 중량 중앙 입도 직경 d50, 및/또는
    b) BET 질소법에 의해 측정시, 1.0 ㎡/g 내지 10.0 ㎡/g 범위, 더욱 바람직하게는 3.0 ㎡/g 내지 8.0 ㎡/g 범위의 비표면적(BET), 및/또는
    c) 2.5~3.5 g/㎤ 범위, 더욱 바람직하게는 2.5~3.2 g/㎤ 범위, 가장 바람직하게는 2.6~3.0 g/㎤ 범위의 밀도
    를 갖는 조절 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 수용액은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제, 연수제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상의 화합물을 포함하는 조절 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~100.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포하는 조절 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 관개 시스템은 점적 관개, 관비, 스프링클러, 피벗, 붐을 이용한 분배 및 이들의 혼합에서 선택되는 조절 방법.
  7. 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위한, 중량 중앙 입도 d50 값이 ≤ 50.0 ㎛인 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 용도로서, 상기 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액의 형태로 존재하며, 상기 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~250.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 용도.
  8. 제7항에 있어서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 1 이상의 탄산마그네슘 함유 재료, 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료 및 이들의 혼합물에서 선택되며, 바람직하게는 1 이상의 탄산칼슘 함유 재료는 아라고나이트, 바테라이트 및 방해석 광물 결정형 중 1 이상과 같은 침강성 탄산칼슘(PCC), 및/또는 대리석, 석회석, 백악 및/또는 백운석 중 1 이상과 같은 천연 중질 탄산칼슘(NGCC)에서 선택되는 용도.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는
    a) 0.1 ㎛ 내지 50.0 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 30.0 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎛ 내지 20.0 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 15.0 ㎛ 범위의 중량 중앙 입도 직경 d50, 및/또는
    b) BET 질소법에 의해 측정시 1.0 ㎡/g 내지 10.0 ㎡/g 범위, 더욱 바람직하게는 3.0 ㎡/g 내지 8.0 ㎡/g 범위의 비표면적(BET), 및/또는
    c) 2.5~3.5 g/㎤ 범위, 더욱 바람직하게는 2.5~3.2 g/㎤ 범위, 가장 바람직하게는 2.6~3.0 g/㎤ 범위의 밀도
    를 갖는 용도.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 현탁액은 토양의 0.1의 pH 증가당 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 기준으로 1.0~250 kg/ha, 바람직하게는 1.0~100.0 kg/ha의 양으로 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 용도.
  11. 제10항에 있어서, 수용액은 비료, 토양 개량제, 살균제, 살진균제, 살충제, 제초제, 증발 방지제, 동결 방지제, 완충제, 연수제 및 이들의 혼합물을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상의 화합물을 더 포함하는 용도.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 최적화 또는 개선은, 토양이
    a) 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 전에는 하기 식 (I)을 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (Ia)를 만족하는 pH를 갖고,
    pH ≤ 7.2 (I),
    3.5 < pH ≤ 7.0 (Ia),
    b) 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료의 살포 후에는 하기 식 (II)를 만족하며, 더욱 바람직하게는 하기 (IIa)를 만족하는 pH를 가질 때 달성되며,
    pH ≤ 7.2 (II),
    5.1 < pH ≤ 7.2 (IIa),
    여기서, 상기 pH는 토양 위에 및/또는 토양에 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 살포하고 2, 4, 6, 8, 24 및/또는 52 주 후 측정되는 용도.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료는 최고 품질 과일, 작은 식물 과일, 작물, 콩과 식물, 노지 또는 온실의 채소, 공예 작물, 원자재, 관상용 식물 등과 같은 재배 식물을 위해 토양 위에 및/또는 토양에 살포되는 용도.
  14. 토양의 pH를 최적화 또는 개선하기 위해 토양 위에 및/또는 토양에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 정의된 1 이상의 알칼리토류 탄산염 함유 재료를 포함하는 수성 현탁액을 살포하기 위한, 관개 또는 분무 시스템의 용도로서, 상기 관개 시스템은 점적 관개, 관비, 스프링클러, 피벗, 붐을 이용한 분배 및 이들의 혼합에서 선택되는 용도.
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