KR20170031900A - 해파리 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물, 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해파리 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 해파리, 당밀, 및 발효 미생물을 포함하여 이루어지는 고형물에, 바닷물을 넣어 발효시킨 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물, 및 이의 제조방법이다. 본 발명은, 해파리 사체 등의 폐기물을 바다에 투기하여 버리는 것이 아니라, 질소질 액상 비료 제조에 활용할 수 있도록 함으로써, 자원을 재활용하고, 화학비료의 사용량을 줄이도록 하며, 친환경 고품질 농산물을 생산이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

해파리 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물, 및 이의 제조방법{NITROGENIC LIQUID-FERTILIZER COMPOSITION COMPRISING A FERMENTED JELLY-FISH, AND METHOD OF PREPARING THE SAME}

본 발명은 해파리 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

해파리는 전세계 바다에 3,000종 이상 널리 분포하며, 극히 소수만 담수(淡水) 및 기수산(汽水産)으로서, 해산 해파리는 대부분 내만이나 깊이 수 미터까지의 얕은 바다에 살고 있으며 히드로충류의 경해파리류는 특히 외양에 많고, 해파리류의 관해파리는 대부분 수백 미터 이상 심해에 살고 있다.

해파리는 수영하는 사람들과 어부들에게 침을 쏘아 홍반성 발진, 가려움증, 불에 댄 듯한 느낌을 갖게 하는데, 고열, 피로감, 근육통, 호흡 곤란, 권태감, 혈압강하, 사망에 이르는 증상을 나타내므로, 피서객들에 큰 피해를 줄 수 있다.

특히, 정치망, 저인망 등에 걸려 어업 활동에 피해를 주거나, 어족 자원을 고갈시키기도 하며, 원자력, 화력발전소, 임해 공업 지역의 냉각수 취수구를 폐색하는 등의 산업적 피해를 야기하기도 한다.

우리나라 해안에 주로 출현하는 대표적인 해파리는 보름달물해파리, 붉은쐐기해파리 등인데, 최근에는 식용으로 사용하지 못하는 대형해파리인 노무라입깃해파리가 지구온난화로 인하여 우리나라 연안에 대량 나타나고 있으며, 주로 7-8월에 해안 근처에 나타나 많은 피해를 야기하고 있다.

이에 따라, 해양수산부나 지역지치단체 등에서는, 해마다 여름철에는 과다하게 증식한 해파리의 구제작업을 펼치고 있는 실정인데, 이에 따른 해양부산물의 폐기물이 대량으로 버려지며 환경오염원으로 심각한 문제로 대두되고 있는 실정에 이르렀다. 또한, 해파리 구제하고 바다로 다시 투기하는 경우, 해파리 몸체에서 폴립이 떨어져 나가, 다시 해파리 증식이 원인이 될 수도 있어, 이의 처리가 매우 문제가 되고 있는 실정이다.

현재 해파리의 단백질성 독은, 효소 활성, 용혈, 간세포 독성, 심장 독성, 항산화 활성과 같은 많은 생물 활성들이 보고되어 있고, 이러한 성질을 이용하여, 비료, 식의약품 첨가제, 사료첨가제 및 환경산업 둥에서 다양하게 이용을 위한 연구가 진행되고 있다.

해파리를 이용한 비료 조성물에 대한 종래의 기술은 하기 특허문헌 1을 참조하여 이해할 수 있다. 이로써, 특허문헌 1의 내용 전부는 본 명세서의 배경기술로서 전부 인용·합체된다.

특허문헌 1은, 해파리를 이용한 토양비료 및 식물대사활성비료와 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미활용되는 해파리 해산물을 이용하여 토양 비료, 토양 미생물제 및 액체 비료를 제조함으로써, 식물의 생육이 촉진되며 균형적 영양을 갖추게 되어 병충해에도 견디는 힘을 제공할 수 있으며 토양 미생물을 증식시켜 식물의 성장을 촉진시킬 수 있는 해파리를 이용한 토양비료 및 식물대사활성비료와 그의 제조 방법에 관한 것이다.

그러나, 특허문헌 1과 같이, 종래의 해파리 액상 비료 기술은, 모두 염분을 제거하는 단계를 포함하고 있어, 제조공정가 복잡하고, 시간 및 비용이 더 소요되는 문제점이 있었다.

KR 10-0878903 B1 (2009.01.08.)

본 발명의 목적은, 해파리 사체 등의 폐기물을, 적절히 발효시켜, 농업용 비료 등에 활용토록함으로써, 자원의 재활용, 화학비료 사용량 저감, 및 농업, 수산업에 기여할 수 있는 해파리 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물, 및 이의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다. 특히, 본 발명은 염분을 제거하지 않는 해파리 비료 조성물서, 제조가 간편하고, 종래의 해파리 비료 조성물 보다 작물 생육에 여러 긍적적인 효과를 나타내는 질소 액상 비료 조성물, 및 이의 제조방법을 제공하고자 하고자 한다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

해파리, 당밀, 및 발효 미생물을 포함하여 이루어지는 고형물에, 바닷물을 넣어 발효시킨 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 바닷물은, 고형물 중량 대비, 0.2 내지 0.5 중량비로 포함된 것임을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 고형물은, 해파리 : 당밀 : 발효 미생물 = 3 : 0.1 ~ 0.3 : 0.05 ~ 0.2 중량비로 포함된 것임을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 고형물은, 미네랄 첨가제를 더 포함하고, 0.05 ~ 0.2 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 해파리는, 건조하지 아니한 것으로서, 생물이 그대로이거나 사체인 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물을 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 발효 미생물은, 효모, 또는 효모; 및 바실러스 서브틸리스, 페디오코커스 할로필러스, 할로모나스 서브글라시에스콜라속균, 및 할로모나스 마리나속균에서 선택되는 1종 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물을 제공한다.

또한, 해파리 200 ~ 400 중량부, 당밀 10 ~ 30 중량부, 효모 5 ~ 20 중량부를 섞어 혼합액을 제조하는 단계; 및

상기 혼합액을 발효하는 단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 혼합액 발효 단계는,

발효 미생물인 바실러스 서브틸리스를 첨가한 후, 3 내지 6개월 동안 숙성하는 1차 숙성단계; 및

상기 1차 숙성물에 발효 미생물인 바실러스 서브틸리스를 첨가한 후, 3 내지 6개월 동안 숙성하는 2차 숙성단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명은, 해파리 사체 등의 폐기물을 바다에 투기하여 버리는 것이 아니라, 질소질 액상 비료 제조에 활용할 수 있도록 함으로써, 자원을 재활용하고, 화학비료의 사용량을 줄이도록 하며, 친환경 고품질 농산물을 생산이 가능하도록 하는 효과가 있다. 또한, 염분을 제거하지 않고서 해파리 비료함으로써, 제조가 간편하고, 종래의 해파리 비료 조성물 보다 작물 생육에 여러 긍적적인 효과를 나타낸다.

도 1은, 본 발명 해파리 발효물을 만드는 과정을 나타낸 흐름도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 일측면은,

해파리, 당밀, 및 발효 미생물을 포함하여 이루어지는 고형물에, 바닷물을 넣어 발효시킨 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물이다.

해파리는 해파리과에 속하는 자포동물의 한 부류이며 성체 몸의 94~98%가 물로 이루어져 있는 것으로 해파리의 주성분은 수분을 다량 함유하여 단백질인 젤라틴으로 구성되고, 해파리가 미끈함을 갖도록 하는 뮤신 성분은 단백질과 당질이 결합한 콘드로이틴이 주성분이고, 상기 콘드로이틴은 식물의 수분을 유지하는 작용이 있으므로, 식물에 수분을 공급하여 표피가 건조하여 화상으로 괴사하는 것을 예방하도록 하는 효과를 발휘한다.

당밀은 발효 미생물을 활성화시키는 데 필요한 에너지원으로 작용하게 된다. 발효 미생물의 에너지원으로 설탕 등과 같은 당원을 사용할 수도 있지만, 미생물이 생육하기 위해서는 탄소 및 질소성분이 필요하게 되는데, 당밀에는 당분 외에도 유기물(N, P 등), 미네랄(K, Ca, Mg 등) 또는 비타민이 포함되어 있기 때문에, 당밀을 첨가하여 유용미생물(EM)의 생육을 돕고 이에 따라 생선이 발효될 수 있는 최적의 조건이 조성될 수 있도록 하며, 바람직한 에너지원으로서 선택된다. 또한 당밀은 특유의 향미가 있어, 해파리의 발효시 발생되는 냄새를 경감시켜 주는 역할을 하기 때문에, 본 발명의 경우 냄새저감을 위한 별도의 미생물을 필요로 하지 않게 하므로 설탕 등의 당원에 비해 보다 바람직하다.

발효 미생물은, 호염균인 것이 바람직하고, 효모, 또는 효모; 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus Subtilis), 페디오코커스 할로필러스(Pediococus halophilus), 할로모나스 서브글라시에스콜라속균(Halomonas subglaciescola), 할로모나스 마리나속균(Halomonas marina), 마크로코쿠스, 브래비박테리움, 시트로코쿠스, 블라키박테이움, 및 스타필로코쿠스에서 선택되는 1종 이상의 것을 조합하여 사용할 수 있으며, 이들 중 효모, 및 바실러스 서브틸리스(Bacillus Subtilis)이 바람직하다. 효모균은 유기물 분해 능력이 여타의 발효 미생물에 비해 뛰어나, 해파리 사체 분해에 뛰어난 효과가 있으며, 바실러스 서브틸리스균은 토양에 서식하는 대표적인 미생물로, 비료에 첨가되면 도포 시 식물 생장에 매우 유익한 효과를 줄 수 있다.

본 발명의 특수한 점은, 바닷물을 넣어 발효시키는 점에 있다. 배경기술 특허문헌 1에서 상술한 바와 같이, 해파리를 이용한 종래의 비료 조성물은, 나트륨을 제거하여 사용한다. 대부분의 농작물이 염수에 좋지 않을 수 있기 때문이다. 그러나, 염수도 적당한 농도로 사용하게 되면, 삼투압증진 및 병충해방지 효과가 있어, 농작물 생장에 좋은 역할을 할 수 있으며, 특히, 바닷물은, 물에 잘 녹은 인산, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 붕소, 몰리브덴, 철 등 다종다량의 무기질을 포함하고 있어, 농작물 생장에 매우 유익하다. 또한, 다종다량의 무기질 성분은, 미생물에 의해 발효과정이 잘 일어나도록 하는 효과도 있어, 발효물의 발효도를 높혀 줄 수 있다.

이러한 바닷물에 의해 발효의 관점으로부터, 본 발명의 해파리는 종래의 기술과는 다르게, 바다에서 포획된 것을 특별히 세척하지 아니하고 사용할 수 있다. 즉, 상기 해파리는, 건조하지 아니한 것으로서, 생물이 그대로이거나 사체인 것을 그대로 사용할 수 있다. 특히, 건조하거나 건조분말 상태의 해파리를 사용할 경우, 액상 비료 내에 해파리나 해파리 분말이 잘 분산되지 않을 수 있고, 무엇보다, 발효가 일어나지 않으므로, 해파리 성분이 농작물에 흡수가 잘 되는 형태로 변화되지 않으므로 바람직하지 않다.

다만, 나트륨의 제거 없이, 바닷물을 사용하는 경우, 발효균주를 포함한 발효 성분과 발효 성분 간의 배합비율이 적정한 것인지 여부에 따라, 발효가 전혀 일어나지 않거나, 유해 미생물이 우점될 수 있을 뿐 아니라, 비료의 유기 성분과 나트륨을 포함한 무기물 성분의 영양 균형이 깨질 우려가 있어, 특별한 주의가 요청된다.

이에 따라, 상기 바닷물은, 고형물 중량 대비, 0.2 내지 0.5 중량비로 포함되는 것이 바람직하다. 0.2 미만에서는 액상 비료의 점성이 높아질 수 있고, 발효가 제대로 되지 않을 수 있고, 0.5 초과에서는 발효가 제대로 되지 않을 수 있고 나트륨 함량이 과도해질 수 있어 좋지 않을 수 있다. 여기서, 상술한 바와 같이, 바닷물을 머금은 해파리 생물 그대로 또는 사체를 사용하고, 해파리가 가지고 있는 바닷물의 양은, 특별히 별도로 고려되지 아니하고 해파리의 무게로서 계산된다. 만약, 불가피한 사정으로 건조된 해파리를 사용하게 된다면, 해파리의 수분 함량은 96~98% 내외이므로, 이를 토대로, 추가로 더 첨가되는 바닷물의 양을 보정할 수 있을 것이다.

또한, 상기 고형물은, 해파리 : 당밀 : 발효 미생물 = 3 : 0.1 ~ 0.3 : 0.05 ~ 0.2 중량비로 포함된 것이 바람직하다.

이 범위를 벗어나, 고형물 내의 발효 미생물 양이 적은 경우에는, 유해 미생물이 우점할 우려가 생기고, 발효 미생물 양이 너무 많은 경우에는 미생물에 비해 당밀 등의 에너지원이 상대적으로 작아 미생물 증식에 의해 발효 과정이 제대로 일어나지 않을 수 있다.

마찬가지로, 이 범위를 벗어나, 해파리의 양이 많은 경우에는, 당밀 등의 에너지원에 비해 질소 화합물의 양이 지나치게 늘어나, 미생물이 제대로 생장하지 못해, 발효물이 제대로 형성되지 않을 수 있고, 해파리의 양이 적은 경우에는, 원하는 질소 함량을 가진 비료를 만들 수 없을 수 있다.

상기 고형물은, 바닷물에 포함된 미네랄 이외에, 미네랄 보강을 위해 보조적인 추가 미네랄 첨가제을 더 포함할 수 있고, 이러한 미네랄 첨가제는 농업 분야에서 널리 사용 및 시판되는 것을 그대로 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 미네랄 첨가제는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.05 ~ 0.2 중량비로 포함되는 것이 바람직할 것이다. 0.05 미만에서는 미네랄 보강을 효과가 미미하고, 0.2 초과에서는, 비료의 질소질 함량 유기 성분과 무기물 성분의 영양 균형이 깨질 우려가 있다.

상기 발효물은 적어도, 1개월 내지 3개월 이상 동안 숙성되는 것이 바람직하고, 6개월 내지 1년 동안 숙성되는 것이 더 바람직하다.

본 발명의 질소 액상 비료 조성물은, 유기물 공급용 비료, 유기물 발효제, 토양 전염성병해 억제제, 해충방지제, 또는 작물 생육촉진제의 용도로 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면은,

해파리 200 ~ 400 중량부, 당밀 10 ~ 30 중량부, 효모 5 ~ 20 중량부를 섞어 혼합액을 제조하는 단계; 및

상기 혼합액을 발효하는 단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물의 제조방법이다.

도 1은, 본 발명 해파리 발효물을 만드는 과정을 나타낸 흐름도이다.

상기 혼합액 발효 단계는,

발효 미생물인 바실러스 서브틸리스를 첨가한 후, 3 내지 6개월 동안 숙성하는 1차 숙성단계; 및

상기 1차 숙성물에 발효 미생물인 바실러스 서브틸리스를 첨가한 후, 3 내지 6개월 동안 숙성하는 2차 숙성단계를 순차적으로 포함하는 것일 수 있다.

특히, 발효 미생물은, 효모와 바실러스 서브틸리스의 조합이 바람직하게 선택되지만, 이들의 투입은 동시에 이루어지지 않고, 효모의 선투입 후에, 바실러스 서브틸리스의 시간 차 투입이 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 효모는 해파리 유기물 분해에 능하고, 염도가 있는 환경에서도 잘 적응하지만, 바실러스균의 경우 그러하지 않기 때문에, 효모에 의해 적당한 환경 조성 후, 바실러스균이 시간 차로 투입되는 것이 적절한 균총을 이루는데 이로울 뿐 아니라, 최초에는 효모균만으로 발효시키는 것이 해파리 유기물 분해에 더 유리하기 때문이다. 이와 같은 견지에서 바실러스균은 2차에 걸쳐 투입되는 것이 유리할 수 있다.

또한, 해파리, 당밀, 및 효모를 혼합하여 혼합액 제조 후, 바실러스 서브틸리스 첨가하여 숙성하는 1차 숙성단계 이전에, 혼합액을 수분 ~ 1주일 정도 방치하여 예비 숙성기간을 가지는 것이 해파리 유기물 분해 및 발효 미생물 생장에 있어서 보다 유리할 수도 있다.

이하, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 보다 더 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 의도가 아님을 분명히 한다.

실시예

실시예 1

해파리 300㎏, 펠릿당밀(1%) 20㎏, 미네랄 첨가제 10㎏, 효모 10㎏, 및 바닷물 100㎏을 30분 이상 균일하게 혼합한 혼합액을 약 6개월간 상온에서 숙성시켜 발효물 제조하였다.

실시예 2

해파리 300㎏, 펠릿당밀(2%) 20㎏, 미네랄 첨가제 10㎏, 효모 10㎏, 및 바닷물 100㎏을 30분 이상 균일하게 혼합한 혼합액을 약 6개월간 상온에서 숙성시켜 발효물 제조하였다.

실시예 3

해파리 300㎏, 펠릿당밀(1%) 20㎏, 미네랄 첨가제 10㎏, 바실러스 서브틸리스 10㎏, 및 바닷물 100㎏을 30분 이상 균일하게 혼합한 혼합액을 약 6개월간 상온에서 숙성시켜 발효물 제조하였다.

실시예 4

해파리 300㎏, 펠릿당밀(1%) 20㎏, 미네랄 첨가제 10㎏, 효모 5㎏, 및 바닷물 100㎏을 30분 이상 균일하게 혼합한 혼합액에 바실러스 서브틸리스 5㎏를 더 첨가하여, 약 6개월간 상온에서 숙성시켜 발효물 제조하였다.

실시예 5

해파리 900㎏, 펠릿당밀(1%) 20㎏, 미네랄 첨가제 10㎏, 효모 100g, 및 바닷물 100㎏을 30분 이상 균일하게 혼합한 혼합액을 약 6개월간 상온에서 숙성시켜 발효물 제조하였다.

실시예 6

해파리 300㎏, 펠릿당밀(1%) 200g, 미네랄 첨가제 10㎏, 효모 10㎏, 및 바닷물 100㎏을 30분 이상 균일하게 혼합한 혼합액을 약 6개월간 상온에서 숙성시켜 발효물 제조하였다.

실시예 7

해파리 300㎏, 펠릿당밀(1%) 20㎏, 미네랄 첨가제 10㎏, 및 바닷물 100㎏을 30분 이상 균일하게 혼합한 혼합액을 약 6개월간 상온에서 숙성시켜 발효물 제조하였다.

실험예

발효결과 테스트

상기 실시예 1 내지 7에 대해서, 발효가 제대로 이루어졌는지를 검사하였고, 아래 표 1과 같은 결과를 얻었다. 발효 여부는 냄새(악취)를 통한 부패여부 및 세균도말 검사를 통한 우점종을 판별하는 것에 의하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7
부패여부	X	X	악취, 비브리오균 검출	X	악취, 비브리오균 검출	악취, 비브리오균 검출	악취, 비브리오균 검출

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 해파리 발효에 있어서, 효모균이 매우 중요한 역할을 하며, 이를 위해, 해파리, 당밀, 및 효모의 배합비율이, 발효에 매우 중요한 요소임을 확인하였다.

영양 검사

상기 실시예들 중에서 잘 발효된 실시예 1, 및 2에 대해서 영양 검사를 의뢰하여, 아래 표 2, 및 표 3과 같은 성적서를 얻을 수 있었다.

상기 표 2, 및 표 3에서 나타난 바와 같이, 다양한 영양 염류가 풍부한 액상 질소질 비료가 형성되었음을 확인할 수 있다.

Claims (8)

1. 해파리, 당밀, 및 발효 미생물을 포함하여 이루어지는 고형물에, 바닷물을 넣어 발효시킨 발효물을 포함하는 질소 액상 비료 조성물.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 바닷물은, 고형물 중량 대비, 0.2 내지 0.5 중량비로 포함된 것임을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 고형물은, 해파리 : 당밀 : 발효 미생물 = 3 : 0.1 ~ 0.3 : 0.05 ~ 0.2 중량비로 포함된 것임을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 고형물은, 미네랄 첨가제를 더 포함하고, 0.05 ~ 0.2 중량비로 포함되는 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 해파리는, 건조하지 아니한 것으로서, 생물이 그대로이거나 사체인 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 발효 미생물은, 효모, 또는 효모; 및 바실러스 서브틸리스, 페디오코커스 할로필러스, 할로모나스 서브글라시에스콜라속균, 및 할로모나스 마리나속균에서 선택되는 1종 이상의 조합인 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물.
7. 해파리 200 ~ 400 중량부, 당밀 10 ~ 30 중량부, 효모 5 ~ 20 중량부를 섞어 혼합액을 제조하는 단계; 및
   상기 혼합액을 발효하는 단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물의 제조방법.
8. 청구항 7에 있어서, 혼합액 발효 단계는,
   발효 미생물인 바실러스 서브틸리스를 첨가한 후, 3 내지 6개월 동안 숙성하는 1차 숙성단계; 및
   상기 1차 숙성물에 발효 미생물인 바실러스 서브틸리스를 첨가한 후, 3 내지 6개월 동안 숙성하는 2차 숙성단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 질소 액상 비료 조성물의 제조방법.

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