KR20180006057A - 골분유황 혼합액체비료 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 골분유황 혼합액체비료의 제조방법은 물 500리터에 골분, 어분 및 당밀을 중량비 100:4:4:1의 비율로 혼합하여 6 내지 10개월간 발효조에서 자연 발효시킨 골분발효용액을 준비한다. 이어서 물 50리터에 혐기성 미생물 배양액, 누룩 및 당밀을 중량비 100:8:3.2:20의 비율로 혼합하여 온도를 35도 정도로 유지하면서 3 내지 4일간 폭기조에서 배양시켜서 배양용액을 준비한다. 혐기성 미생물 배양액은 고초균 배양액을 사용하는 것이 바람직하다. 이어서, 물 200리터에 생유황분말, 이스트, 당밀, 배양용액을 중량비 100:10:0.5:10:10의 비율로 혼합하여 온도를 섭씨 30도 정도로 유지하면서 3 내지 4일간 폭기조에서 발효시켜서 유황발효용액을 준비한다. 다음에 준비된 골분발효용액과 유황발효용액을 1:1로 혼합하여 저장조에 저장한다. 마지막으로 저장조에 저장된 골분유황 혼합 발효용액을 통에 담아서 포장 출하한다.

Description

골분유황 혼합액체비료 및 그 제조방법{Liquid fertilizer mixed Bone Meal and Sulfur and Manufacturing Method thereof}

본 발명은 골분유황 혼합액체비료 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히 미생물로 발효시킨 유황발효액비와 골분발효액비를 혼합한 골분유황 혼합액체비료 및 그 제조방법에 관한 것이다.

화학비료 및 화학합성농약의 환경오염 문제 때문에 다양한 유기질 비료가 개발 사용되고 있다.

유기질 비료는 동물성 폐기물인 가축 뼈, 골분, 혈분, 어박, 어분, 게껍질, 패각분, 가축 분뇨 등이나 식물성 폐기물인 대부박, 깻묵, 유채박, 면실박 등을 조합하여 미생물 발효 처리하여 제조한다. (등록특허 10-0298785, 10-0692971, 10-0893493, 10-0988544, 10-1029790, 10-1223009, 10-1441005).

그러나 이와 같은 유기질 비료는 식물 성장에는 도움이 되나 악취로 사용이 불편하고, 살충효과가 미미하였다.

한편 최근 천연 비료 및 농약의 용도로 유황을 이용한 경작사례가 증가하고 있다. 유황은 인체의 단백질 구성성분인 아미노산 중에서 시스틴(Cystine), 시스테인(Cysteine), 메티오닌(Methionine)의 주요 성분 일뿐 아니라, 농작물의 수량과 품질에도 크게 관여하는 것으로 보고되고 있으나, 유황은 독성을 지니고 있어, 그 독성으로 인한 2차 오염의 우려로 농작물에 충분량 살포할 수 없다. 유황비료기술로는 공개특허 제10-2013-0092275호, 등록특허 10-0981780, 10-1334157, 10-1547922 등에 개시되어 있다.

공개특허 제10-2013-0092275호의 기술은 유황제독을 위하여 수 십 종의 식물들을 단계적으로 첨가하여 4차 제독과정을 거치므로 비경제적이고 대량생산하기 곤란하다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 골분발효액비와 유황발효액비를 혼합함으로써 식물성장 뿐만 아니라 동시에 해충 방제효과를 발휘할 수 있는 골분유황 혼합액체비료 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 경제적이고 대량생산으로 상품화가 가능한 골분유황 혼합액체비료 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 골분유황 혼합 액체비료는 골분유황 혼합 발효용액 76.925%, 요소5.35%, 질산가리 2.47%, 제1인산암모늄 9.75%, 붕산 0.1%, 질산마그네슘 5.4%, 암모늄몰리브데이트 0.005%의 비율로 혼합된다.

본 발명에 의한 골분유황 혼합액체비료의 제조방법은 물 500리터에 골분, 어분 및 당밀을 중량비 100:4:4:1의 비율로 혼합하여 6 내지 10개월간 발효조에서 자연 발효시킨 골분발효용액을 준비한다. 여기서 발효조에 토착 미생물들이 정착된 탈지미강을 두 삽 정도 첨가하는 것이 바람직하다. 골분발효용액은 초가을에 준비하여 이듬해 늦봄에 사용하는 것이 바람직하다. 이어서 물 50리터에 혐기성 미생물 배양액, 누룩 및 당밀을 중량비 100:8:3.2:20의 비율로 혼합하여 온도를 35도 정도로 유지하면서 3 내지 4일간 폭기조에서 배양시켜서 배양용액을 준비한다. 혐기성 미생물 배양액은 고초균 배양액을 사용하는 것이 바람직하다. 이어서, 물 200리터에 생유황분말, 이스트, 당밀, 배양용액을 중량비 100:10: 0.5:10:10의 비율로 혼합하여 온도를 30도 정도로 유지하면서 3 내지 4일간 폭기조에서 발효시켜서 유황발효용액을 준비한다.

다음에 준비된 골분발효용액과 유황발효용액을 1:1로 혼합하여 저장조에 저장한다. 여기서 저장조에 저장할 때 제4종복합비료 성분량을 보증하기 위하여 골분유황 혼합 발효용액 76.925%, 요소 5.35%, 질산가리 2.47%, 제1인산암모늄 9.75%, 붕산 0.1%, 질산마그네슘 5.4%, 암모늄몰리브메이트 0.005%의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 마지막으로 저장조에 저장된 골분유황 혼합액체비료를 통에 담아서 포장 출하한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 골분유황 혼합액체비료는 효모균에 의해 균체 내에 유황성분이 안전하게 보관되므로 작물의 약제방제를 위한 효과는 물론 작물의 세포막을 튼튼하게 해주고 영양분의 세포 내 흡수를 원활하게 도와주어 작물을 잘 자라나게 할 뿐만 아니라 강 항산화 작용을 통해 작물의 보존성을 높여주며 증수 효과 및 품질 향상이 되는 효과가 있다. 또한, 유황의 살균, 살충력으로 토양에 포함되어 있는 유해한 미생물을 사멸하거나 증식을 억제하므로써 토양을 소독하고 토양 내 유용미생물을 활성화시킬 수 있어 토양을 비옥하게 할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기에서 언급된 효과로 제한되는 것은 아니며, 상기에서 언급되지 않은 다른 효과들은 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 골분유황액체비료의 바람직한 일실시예의 제조과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 본 발명에 의한 골분발효용액과 유황발효용액을 혼합한 저장조의 교반상태를 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 골분유황 혼합액체비료의 성분 검사서의 사진.
도 4는 경기도 화성시 장안면 덕다리에 위치한 자두 및 복숭아 과수농원의 입구 표시판 사진.
도 5는 일반화학비료와 본 발명의 골분유황 혼합액체비료와 일반화학비료를 시비한 자두나무들 사이의 생육발달을 비교하기 위하여 편집한 사진.
도 6은 일반화학비료와 본 발명의 골분유황 혼합액체비료와 일반화학비료를 시비한 복숭아 나무들 사이의 생육발달을 비교하기 위하여 편집한 사진.
도 7은 본 발명의 골분유황 혼합액체비료와 일반화학비료를 시비한 옥수수들 사이의 생육발달을 비교하기 위하여 편집한 사진.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 의한 골분유황액체비료의 바람직한 일실시예의 제조과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 음식물 페기물로 처리되는 돼지 뼈나 소뼈를 수거하여(S100) 세척 후 건조한다(S102). 건조된 돼지 뼈나 소뼈를 분쇄기에 넣고 분쇄하여(S104) 골분을 획득한다(S106).

이어서 골분 발효조(10)에 물 500리터를 채우고 여기에 골분 20kg, 어분 20kg, 당밀 5kg 및 탈지미강 두 삽을 첨가한 후 잘 저은 다음에 자연 상태에 방치한다. 여기서 어분은 인산성분이 많은 골분에서 부족한 질산성분을 보충하기 위한 것이다. 또한 어분에는 단백질을 포함하고 있으므로 토착미생물의 발효과정에서 아미노산으로 분해된다. 당밀은 토착미생물의 먹이로 사용된다. 통상 골분 발효조 준비는 9월이나 10월 초에 준비하고 이듬해 4월이나 5월에 사용한다. 자연 상태로 두어도 공기 중의 토착미생물이 정착하여 번식하지만 토착미생물이 이미 정착된 탈지미강을 첨가하여 토착미생물에 의한 발효를 촉진시킨다. 그리고 1달 내지 2달 간격으로 당밀 5kg을 추가로 첨가하면서 막대 등으로 저어 주면서 토착 미생물에 의한 자연발효상태를 점검한다.

배양 폭기조(20)에 물을 50리터 채우고 고초균 배양액 4리터, 누룩 1.6kg 및 당밀 10kg을 첨가한 후 혼합하고, 가열장치(22)를 가동하여 온도를 약 섭씨 35도 정도로 유지하고 기포발생기(24)를 통하여 산소를 공급하면서 미생물을 배양시킨다.

배양초기에는 혐기성 누룩균이 분비하는 효소로 누룩이 분해되어 당화 작용이 진행된다. 당화 작용으로 생성된 당을 먹이로 호기성 고초균이 빠르게 증식된다. 고초균은 알칼리성의 분해효소를 분비하여 단백질이나 전분을 분해하여 단립을 촉진시킨다. 이 때 온도가 너무 높으면 고초균이 아미노산을 암모니아로 계속 분해하게 된다. 그러므로 이를 억제하기 위하여 온도가 너무 높지 않게 대략 35도로 유지하는 것이 좋다. 누룩균이나 고초균이 만들어 놓은 많은 당과 아미노산을 먹이로 하는 젓산균이 쉽게 정착되하도록 여건을 조성하기 위하여 3 내지 4일의 숙성기간이 소요된다.

유황 발효 폭기조(30)에 물 200리터를 채우고 생유황분말 20kg, 이스트 1kg, 당밀20kg, 배양용액 20리터를 혼합하고, 가열장치(32)를 가동하여 온도를 약 섭씨 30도 정도로 유지하고 기포발생기(34)를 통하여 산소를 공급하면서 유황을 발효시킨다.

유황 발효 폭기조(30) 내에서 배양용액에 의해 젓산균이 정착하여 번식하게 된다. 번식된 젓산균이 유기산을 생성하여 pH를 강화시킴으로써 여러 가지 아미노산, 비타민, 호르몬, 및 핵산 등을 합성하는 효모균이 쉽게 정착하도록 여건을 조성한다. 여기서 생성된 유기산은 작물체 내의 체액을 조정하여 내병성을 높인다. 즉 장마에도 수종이 생기지 않는 체질로 만들어 준다. 또한 젓산균 종류들은 pH 4 근처의 산성일 때 활동성이 가장 강하게 작용하게 되는데, 이러한 유용한 젓산균 종류들은 토양과 작물에 사용 시 유해한 미생물들의 생육을 억제하거나 혹은 먹이 활동을 저해하므로 유해미생물을 사멸시키는 역할을 하게 된다.

이와 같이 젓산균에 의해 pH를 강화되면서 효모균 즉 이스트가 활동하여 발효물질을 양질의 아미노산, 핵산, 지방산, 호르몬, 비타민 각종 미네랄 등으로 합성하는 역할을 한다. 효모균의 번식되면 균체를 이루고 이 균체 속의 중요한 유기 영양소를 이용하여 토양의 미생물이 활력을 얻게 되어 비옥해지고 작물도 생육이 건전해진다. 효모균은 발효과정에서 균체 내에 이온화된 유황성분을 안전하게 보존하게 되므로 유황의 독성이 제거된다.

발효과정에서 온도가 상승하거나 산소가 부족하면 효모균이 알콜을 발생시키는 합성을 하므로 기포발생기로 산소를 공급하면서 섭씨 30도 정도로 유지하여 서서히 발효시킨다. 이 과정에서 효모균의 활동으로 많은 거품이 생성된다.

3 내지 4일 정도 지나 ph를 측정하여 ph 5 ~ 6 정도가 되면 가열장치(32) 및 기포발생기(34)를 오프시켜서 젓산균의 증식을 억제시킨다.

이와 같이 유황발효가 완료되면 저장조에 유황발효용액 20리터와 골분발효용액 20리터를 채우고 비료보증성분을 조정하기 위하여 화학비료를 소량 투입하여 도 2에 도시한 바와 같이 교반기로 교반하면서 화학비료의 유기질화를 위하여 2 내지 3시간 정도 숙성시킨다. 이 과정에서 투입된 소량의 화학비료는 골분액비용액 속의 다양한 토착 미생물과 유황액비용액 속의 젓산균 및 효모균 등의 유용한 미생물들에 의해 발효되어 유기질화된다.

마지막으로 엽면시비용 4종 복합비료의 보증 성분비를 함유한 액체비료용액을 통에 담아서 포장 출하한다.

여기서 화학비료의 투입은 4종 복합비료의 등록시 요구되는 보증성분비를 충족시키기 위한 것이다. 그 혼합비는 골분유황 혼합액비료용액 76.925%, 요소 5.35%, 질산가리 2.47%, 제1인산암모늄 9.75%, 붕산 0.1%, 질산마그네슘 5.4%, 암모늄몰리브데이트 0.005%의 비율로 혼합된다.

도 3은 본 발명의 골분유황 혼합액체비료의 성분 검사서의 사진이다.

도 3에 나타난 바와 같이 보증 성분량은 질소전량 4.5%, 수용성 인산 5.67%, 수용성 가리 2.82%, 수용성 고토(마그네슘) 1.63%, 수용성 붕소 0.35%, 수용성 몰리브덴 0.0049%로 검사되었다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 유황발효용액과 골분발효용액을 1:1로 혼합함으로써 식물발육성장 및 병해충 방제를 동시에 만족시킬 수 있게 된다. 또한 골분발효용액 내의 다양한 토착 미생물과 효묘균이 유황성분을 분해 흡수하여 안전하게 체내에 보관하게 되므로 유황의 독성을 제거할 수 있고 식물이 유황성분을 쉽게 흡수할 수 있도록 한다. 그리고 젓산균 및 효모균의 유황발효과정에서 생성되는 대사산물은 토양 내의 난분해성 물질들을 가용화하고 이를 작물이 영양분으로 이용하게 된다. 또한 본 발명의 액체비료를 토양에 시비하게 되면 토양 내의 토착 미생물들의 먹이로 제공되어 이들 미생물들이 활성화시켜서 토양을 비옥하게 한다.

상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 골분유황발효액체비료는 일반 물에 잘 희석이 되어 작물에 직접 살포할 수 있으므로 방제효과를 볼 수 있다. 또한 영양공급을 동시에 할 수 있어 작물의 세포막을 튼튼하게 해주고 세포 내 영양분의 흡수를 원활하게 도와주어 작물을 잘 자라나게 할 뿐만 아니라 강 항산화 작용을 통해 생산 작물의 보존성을 높여주며 증수 효과 및 품질이 향상되는 효과가 나타났다.

< 실험예1 > 일반화학비료와 본 발명의 골분유황 혼합액체비료의 과수생육발달 비교

도 4는 경기도 화성시 장안면 덕다리에 위치한 자두 및 복숭아 과수농원의 입구 표시판 사진이고, 도 5는 일반화학비료와 본 발명의 골분유황 혼합액체비료와 일반화학비료를 시비한 자두나무들 사이의 생육발달을 비교하기 위하여 편집한 사진이고, 도 6은 일반화학비료와 본 발명의 골분유황 혼합액체비료와 일반화학비료를 시비한 복숭아 나무들 사이의 생육발달을 비교하기 위하여 편집한 사진이다.

실험예1은 경기도 화성시 장안면 덕다리에 위치한 자두 및 복숭아 과수농원에 자두나무와 복숭아 나무에 재배환경을 구성하였다.

자두 및 복숭아 나무의 경우 4월부터 6월말까지 90일동안 7일 간격으로 점적관수장비를 통하여 본 발명의 골반유황 혼합액체비료를 1,000배로 희석시켜서 표층에 시비하였다. 그리고 병충해 방제를 위하여 10일 간격으로 본 발명의 골반유황 혼합액체비료를 1,000배로 희석시켜서 엽면 시비하였다.

도 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 비료를 시비한 자두나무의 경우가 일반화학비료를 시비한 자두나무에 비하여 잎도 더 무성하고, 낙화가 적어 열매수가 약 20%정도 증가되었다.

도 6에 나나탄 바와 같이 복숭아 나무의 경우에는 잎도 더 무성하고, 낙화가 적어 열매수도 약 30%정도 증가되었다.

또한 응애와 같은 청벌레들의 발생은 일반화학비료를 시비한 자두나무 및 복숭아 나무와 본 발명의 비료를 시비한 자두나무 및 복숭아 나무 모두에서 발견되지 않았다. 이는 엽면시비시 서로 인접한 관계로 엽면시비의 효과가 일반화학비료를 시비한 자두나무나 복숭아 나무에 영향을 미친 것으로 추측된다.

그러나 본 발명의 비료를 엽면시비 하지 않은 인근의 다른 과수농가에서는 응애와 같은 벌레들이 생겨서 농약살포를 하였다고 한다.

< 실험예2 > 일반화학비료와 본 발명의 골분유황 혼합액체비료의 옥수수 생육발달 비교

도 7은 본 발명의 골분유황 혼합액체비료와 일반화학비료를 시비한 옥수수들 사이의 생육발달을 비교하기 위하여 편집한 사진이다.

실험예2는 경기도 화성시 장안면 덕다리에 위치한 본 발명의 비료제조공장부지의 텃밭에 옥수수 재배환경을 구성하였다.

4월 중순에 옥수수 모종을 도 7에 도시한 바와 같이 2 그룹으로 나누어 심고 보름 간격으로 본 발명의 골분유황 혼합액체비료를 1,000배로 희석하여 엽면 시비 하였다.

도 7에 나타난 바와 같이 본 발명의 골분유황 혼합액체비료를 시비한 옥수수의 옥수수 대가 더 굵고 길며, 입도 무성하고, 열매의 크기도 더 크게 생육하였음을 알 수 있다. 전체적으로 본 발명의 비료를 시비한 옥수수의 키가 일반화학비료를 시비한 옥수수에 비해 10~20%정도 더 성장하였음을 알 수 있다.

상술하나 바와 같이 본 발명의 골분유황 혼합액체비료는 골분방료용액속의 다양한 토착 미생물의 작용과 유황발요용액 속의 효모균 및 젓산균과 같은 유용 미생물의 발효작용으로 유황의 독성을 제거하여 작물에 시비가 가능하게 하여 유황의 살충효과 뿐만 아니라 영양분의 빠른 흡수 작용을 촉진시키는 상승작용에 의해 골분 액비 단독으로 사용한 경우에 비해 작물의 성장에 크게 도움이 됨을 알 수 있다. 특히 과수의 경우 낙화나 낙과 현상을 줄여 생산량을 증대시키고 과육을 단단하게 하여 장기 보관에 도움을 주고 당도 등이 향상된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

1. 물 500리터에 골분, 어분 및 당밀을 중량비 100:4:4:1의 비율로 혼합하여 6 내지 10개월간 발효조에서 자연 발효시킨 골분발효용액을 준비하고,
   물 50리터에 혐기성 미생물 배양액, 누룩 및 당밀을 중량비 100: 8:3.2:20의 비율로 혼합하여 온도를 35도 정도로 유지하면서 3 내지 4일간 폭기조에서 배양시킨 배양용액을 준비하고,
   물 200리터에 생유황분말, 이스트, 당밀, 배양용액을 중량비 100:10: 0.5:10:10의 비율로 혼합하여 온도를 30도 정도로 유지하면서 3 내지 4일간 폭기조에서 발효시킨 유황발효용액을 준비하고,
   상기 준비된 골분발효용액과 유황발효용액을 1:1로 혼합하여 저장조에 저장하고,
   상기 저장조에 저장된 골분유황 혼합 발효용액를 통에 담아서 포장하는 골분유황 혼합액체비료 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 골분 발효조에 토착미생물이 정착된 탈지미강을 두 삽 정도 첨가하는 것을 골분유황 혼합액체비료 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 골분 발효용액은 초가을에 준비하여 이듬해 늦봄에 사용하는 골분유황 혼합액체비료 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 혐기성 미생물 배양액은 고초균 배양액인 골분유황 혼합액체비료 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 저장조에 저장할 때 제4종복합비료 성분량을 보증하기 위하여 골분유황 혼합 발효용액 76.925%, 요소 5.35%, 질산가리 2.47%, 제1인산암모늄 9.75%, 붕산 0.1%, 질산마그네슘 5.4%, 암모늄몰리브메이트 0.005%의 비율로 혼합하는 골분유황액체비료 제조방법.
6. 골분유황 혼합 발효용액 76.925%, 요소 5.35%, 질산가리 2.47%, 제1인산암모늄 9.75%, 붕산 0.1%, 질산마그네슘 5.4%, 암모늄몰리브메이트 0.005%의 비율로 혼합된 골분유황 혼합액체비료.

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