KR20220106327A - 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기성 오니류를 이용하여 유기질비료 조성물에 관련되며, 그 조성물에 있어서 (A) 유기성 오니류를 주된 재료로 하는 주(主)원료; (B) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 1차 부숙(腐熟)을 보조하는 유용미생물 배양액; 및 (C) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 부숙(腐熟)을 보조하는 미강과 유용미생물 배양액;을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 배합비는 총 중량을 기준으로 유기성 오니류 91~94.8중량%, 미강 5~8중량%, 유용미생물 배양액 0.2~1중량%의 함량으로 배합하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은, 폐자원인 유기성 오니 및 그와 혼합한 미강과 미생물 균주의 유효성분을 이용하여 유기질비료 조성물을 취득함에 따라, 완전 부숙퇴비(腐熟堆肥)로 된 유기질비료로 인해 기존의 비료보다 유기물, 질소, 인산, 칼리 등의 비중이 더 높으면서도 토양에 작물의 성장을 촉진하는 양질의 영양분이 공급되어 생육 촉진은 물론 품질 향상과 수량 증대를 기대하고, 토양의 산성화가 억제되는 동시에 토양 환경 개선으로 지속적인 작물 재배가 가능한 동시에 유기농법 등의 친환경 농법에 유용한 효과가 있다.

Description

유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물{Organic fertilizer composition using organic sludge}

본 발명은 유기성 오니를 주성분으로 하는 유기질비료 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폐자원인 유기성 오니 및 그와 혼합한 미강과 미생물 균주의 유효성분을 이용하여 유기질비료 조성물을 취득함에 따라, 완전 부숙퇴비(腐熟堆肥)로 된 유기질비료로 인해 기존의 비료보다 유기물, 질소, 인산, 칼리 등의 비중이 더 높으면서도 토양에 작물의 성장을 촉진하는 양질의 영양분이 공급되어 생육 촉진은 물론 품질 향상과 수량 증대를 기대할 수 있는 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물에 관한 것이다.

현대 산업화 진전에 따른 급격한 인구 증가로 식량증산을 위해 종래 농업에서는 화학비료, 농약 등의 사용량이 계속 증가되고 있다. 적정한 화학비료의 사용은 재배작물의 빠른 성장과 이로 인한 수익의 증가를 담보할 수 있으나, 과도한 시비로 인해서 재배지 토양의 산성화와 염류집적에 따른 염류장해를 초래하는 문제가 있어 왔다. 이러한 화학비료와 농약 등의 오남용하여 온 결과 자연생태계가 파괴되고 토양 및 수질이 오염되었음은 물론 이들 오염물질이 농수축산물에 잔류되어 있다가 인체에 흡수˙축적되어 불치병으로 이어짐으로써 사회적으로 큰 문제가 되어 왔다. 또한, 화학비료의 과다한 사용은 토양을 산성화시켰을 뿐만 아니라, 토양 내 염류 집적에 의해 토양의 물리적 특성을 악화시킴으로써 토지의 지력을 급격하게 저하시켰다.

이에 국내에서도 친환경육성법 등 관련법령이 제정되어 친환경 농법이 법적으로 규정되고, 친환경 농산물을 인증하는 국가기관과 민간기관도 설립되는 등 친환경 유기농업을 육성하기 위한 많은 노력이 기울여지고 있다. 이러한 친환경 농업정책의 확대 시행으로, 화학비료 대용으로 사용되는 친환경재배용 유기질비료가 제시되고 이의 대안으로 유기성 폐기물 내 수분을 제거하여 비료로 제조하는 기술 등이 개발되어 왔다.

한편, 유기성 폐기물이라 함은 미생물에 의해 분해 가능한 유기물을 다량 포함하는 물질 중 폐기가 필요한 물질을 일컫는 것으로서, 대표적으로는 음식물쓰레기ㆍ수산 가공 부산물ㆍ폐식용유 등의 식품 폐기물, 계분ㆍ돈분ㆍ우분 등의 축산 폐기물, 하수슬러지ㆍ폐수처리슬러지 등의 슬러지류, 수피ㆍ톱밥 등의 목질폐기물 등이 포함된다.

이러한 유기성 폐기물은 현대사회에 인구 증가와 함께 산업의 발달로 인해 발생량이 점점 증가하고 있고, 이의 처리가 매우 심각한 문제로 대두되고 있다. 유기성 폐기물은 대체로 함수량이 높아 부패하기 쉬우므로 그대로 땅속에 매립되는 경우 침출수에 의한 토질오염과 지하수오염 등의 심각한 환경오염을 유발할 수 있게 될 뿐 아니라 방대한 매립지를 필요로 한다. 또한 유기성 폐기물을 소각 처리할 경우에는 다이옥신 등과 같은 대기오염물질이 발생될 우려가 있을 뿐만 아니라 함수량이 높은 유기성 폐기물을 소각시키기 위해서는 다량의 연료가 소비되어야 한다.

이러한 유기성 폐기물의 매립 및 소각으로 인하여 유발되는 각종 문제점을 해소하기 위하여 다양한 기술들이 연구되어 왔으며, 일예로 유기성 폐기물을 탄화시켜 탄화물로서 재활용하거나, 유기성 폐기물 내 수분을 제거하여 비료로 제조하는 기술 등이 개발되어 왔으며, 이와 관련되는 선행기술로서는 대한민국 등록특허공보 제10-1289743호(선행문헌 1), 대한민국 등록특허공보 제10-1375934호(선행문헌 2), 대한민국 등록특허공보 제10-2165458호(선행문헌 3) 등을 들 수 있다.

선행문헌 1은 소 농장의 우분 저장장소에서 수거한 우분을 발효장소로 이송한 후 1년 이상 발효시켜 악취와 수분을 제거하는 단계; 양계장으로부터 수거한 계분을 3년 이상 노상에 야적하면서 수시로 뒤적거려 유해성분을 제거하는 단계; 악취와 수분을 제거한 우분 20~30 중량부와 3년 이상 노상에 야적하면서 수시로 뒤적거려 유해성분을 제거한 계분 10~20 중량부, 소나무껍질 분쇄물 10∼15 중량부, 토탄 25~35 중량부 및 폐기된 버섯재배원목 20~30 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 교반기에 투입하여 30분 내지 2시간 교반하는 단계; 상기 교반단계를 거쳐 골고루 섞인 혼합물을 부숙장으로 이송하여 15~30일간 부숙시키는 단계;를 거쳐 제조된 것을 특징으로 하는 유기질비료 및 그 제조방법을 제안하고 있다.

그러나 상기한 선행문헌 1에 의하면, 주로 우 분뇨 및 계 분뇨에만 의존하고 있으므로 양분이 질소 등 한쪽으로 편중되어 있어 부산물의 종류가 미약하고 부분적으로 영양과잉이 될 우려가 있고, 소나무껍질 분쇄물, 토탄 및 폐기된 버섯재배원목 등의 부재료와 혼합하여 교반하여 수분을 제거하고 이를 다시 인공발효시켜 최종적으로 퇴비를 제조하는 것이 일반적이다. 이러한 방법은 유기성 폐기물의 석회처리 공정에서 발생되는 폐수, 수증기, 악취 등을 완전히 제거하기에는 한계가 있으며, 특히 그 효과를 제대로 또는 최대한으로 발휘할 수 있을지 여부가 불확실하다는 단점이 있다.

선행문헌 2는 음식물 쓰레기 및 수산폐기물로 이루어진 유기성 오니를 파쇄하는 유기성 오니 파쇄단계; 상기 유기성 오니 파쇄단계를 통해 파쇄된 유기성 오니 100 중량부에 축분 35 내지 45 중량부, 톱밥 55 내지 65 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합물제조단계; 상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 혼합물을 건조하여 20 내지 40%의 함수율을 갖도록 함수율을 조절하는 함수율조절단계; 상기 함수율조절단계를 통해 함수율이 조절된 혼합물을 산기관이 구비된 퇴비사로 이송하여 1.5 내지 2미터의 두께로 퇴적한 상태에서 2 내지 3주 동안 발효시키는 발효단계; 및 상기 발효단계를 통해 발효된 발효물에 정화제 및 탈취제를 혼합하는 첨가제투입단계;로 이루어지며, 상기 정화제는 질산은, 염화금, 붕사, 소금 및 정제수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 유기질 비료 조성물의 제조방법을 제안하고 있다.

선행문헌 3은 유기성 폐기물을 파쇄 및 선별한 후 저장하는 단계; 상기 저장된 유기성 폐기물을 수분 조절제와 혼합하는 1차수분 조절 단계; 상기 1차 수분 조절된 유기성 폐기물을 생석회와 혼합하여 반응시키는 단계; 상기 생석회와 혼합된 유기성 폐기물을 부형제와 혼합하는 2차 수분 조절 단계; 및 상기 2차 수분 조절된 유기성 폐기물을 교반건조하는 건조 단계;를 포함하고, 상기 수분조절제는 톱밥과 코코피트가 1:1~2(w/w)의 비율로 혼합된 혼합물이며, 상기 수분조절제의 혼합량은 저장된 유기성 폐기물의 6~10 중량%이고, 상기 부형제는 상기 건조 단계 후의 완성된 비료 65~75 중량% 및 피트머스 또는 휴믹산(humic acid) 25~35 중량%의 혼합물이며, 상기 부형제의 혼합량은 생석회와 혼합된 유기성 폐기물의 8~12 중량%이고, 상기 부형제에 사용되는 완성된 비료는, 건조 단계 후의 완성된 비료에 톱밥 및 미생물을 추가 투입한 후 교반 건조하는 미생물 투입 단계; 및 상기 미생물 투입 단계 후에, 별도의 숙성실에서 자연 숙성시키는 안정화 단계;를 추가로 거치고, 상기 투입되는 톱밥 및 미생물은 각각 부형제에 사용되는 완성된 비료의 4~6 중량%가 투입되는 것을 특징으로 하는, 유기성 폐기물을 이용한 비료 제조방법을 제안하고 있다.

그러나 상기한 선행문헌 2와 3에 의하면, 발효에 적당한 수분인 함수율을 만들기 위하여 톱밥 등의 수분조절제를 사용해야 하며, 이러한 수분조절제를 사용하는 경우, 무기질을 첨가하게 되어 유기질 비료의 유기물 함량이 낮아져 양질의 제품을 기대하기는 힘든 뿐만 아니라, 이러한 발효공정에 함유된 염분의 영향으로 미생물의 발효활동이 억제되어 완숙발효가 일어나기 힘들고 발효되기 위한 시간이 필요하여 유기질비료의 제조시간이 길어지는 단점이 있다.

또한, 각종 유기성 폐기물을 파쇄하거나 혼합한 후 밀폐된 용기 내에서 생석회와 함께 혼합 교반하여 가수 분해시키게 된다. 이후, 이를 톱밥, 코코피트 등의 부재료와 혼합하여 교반하여 수분을 제거하고 이를 다시 인공발효시켜 최종적으로 퇴비를 제조하는 것이 일반적이다. 이러한 방법은 유기성 폐기물의 석회처리 공정에서 발생되는 폐수, 수증기, 악취 등을 완전히 제거하기에는 한계가 있으며, 특히 수분 조절제로서 활용하는 톱밥 역시 가격이 매우 비쌀 뿐 아니라 수분 조절제로서의 효능 또한 떨어진다는 단점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1289743호 "유기질비료 및 그 제조방법"(등록일자: 2013. 07. 19.) 대한민국 등록특허공보 제10-1375934호 "유기성 오니를 이용한 유기질 비료 조성물 및 그 제조방법"(등록일자: 2014. 03. 12.) 대한민국 등록특허공보 제10-2165458호 "유기성 폐기물을 이용한 비료 제조방법"(등록일자: 2020. 10. 07)

상기와 같은 종래의 문제점들을 근본적으로 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 폐자원인 유기성 오니 및 그와 혼합한 미강과 미생물 균주의 유효성분을 이용하여 유기질비료 조성물을 취득함에 따라, 완전 부숙퇴비(腐熟堆肥)로 된 유기질비료로 인해 기존의 비료보다 유기물, 질소, 인산, 칼리 등의 비중이 더 높으면서도 토양에 작물의 성장을 촉진하는 양질의 영양분이 공급되어 생육 촉진은 물론 품질 향상과 수량 증대를 기대하고, 토양의 산성화가 억제되는 동시에 토양 환경 개선으로 지속적인 작물 재배가 가능한 동시에 유기농법 등의 친환경 농법에 유용한 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물을 제공하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유기성 오니류를 이용하여 유기질비료 조성물에 있어서: (A) 유기성 오니류를 주된 재료로 하는 주(主)원료; (B) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 1차 부숙(腐熟)을 보조하는 유용미생물 배양액; 및 (C) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 부숙(腐熟)을 보조하는 미강과 유용미생물 배양액;을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 유기성 오니류는 음식물쓰레기ㆍ식품 가공 부산물의 식품 폐기물 또는 계분의 축산 폐기물 중에서 하나 이상을 선택하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 의한 상기 유용미생물 배양액은 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis)ㆍ락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)ㆍ락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans)ㆍ락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri)ㆍ락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis)ㆍ락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens)ㆍ락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)ㆍ락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus)ㆍ아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis)ㆍ아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans)ㆍ피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans)ㆍ칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica)ㆍ사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)ㆍ티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans)ㆍ바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)ㆍ바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis)ㆍ바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)ㆍ바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides)ㆍ바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) 중에서 하나 이상을 선택한 다음 배양한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 배합비는 총 중량을 기준으로 유기성 오니류 91~94.8중량%, 미강 5~8중량%, 유용미생물 배양액 0.2~1중량%의 함량으로 배합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 유기질비료 조성물은 유기성 오니류에 유용미생물 배양액 0.1~0.5중량%의 함량으로 투입하여 1~2일 동안 저장하여 1차 부숙(腐熟)한 다음, 미강 5~8중량%와 유용미생물 배양액 0.1~0.5중량%의 함량으로 투입하여 2~4시간 동안 혼합하여 완전 부숙(腐熟)하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물은 폐자원인 유기성 오니 및 그와 혼합한 미강과 미생물 균주의 유효성분을 이용하여 유기질비료 조성물을 취득함에 따라, 완전 부숙퇴비(腐熟堆肥)로 된 유기질비료로 인해 기존의 비료보다 유기물, 질소, 인산, 칼리 등의 비중이 더 높으면서도 토양에 작물의 성장을 촉진하는 양질의 영양분이 공급되어 생육 촉진은 물론 품질 향상과 수량 증대를 기대하고, 토양의 산성화가 억제되는 동시에 토양 환경 개선으로 지속적인 작물 재배가 가능한 동시에 유기농법 등의 친환경 농법에 유용한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 유기성 오니를 이용한 유기질비료를 제조하는 방법을 장치를 통하여 나타내는 공정 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 유기성 오니를 이용한 유기질비료를 제조하는 방법을 통해 제조된 유기질비료의 검사성적서.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기(下記)의 정의를 가지며, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 의미로 사용된다. 또 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사 내지 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 또, 본 명세서에 용어 중 약이라는 것은 참조 양 · 수준 · 값 · 수 · 빈도 · 퍼센트 · 치수 · 크기 · 양 · 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양 · 수준 · 값 · 수 · 빈도 · 퍼센트 · 치수 · 크기 · 중량 또는 길이를 의미한다.

본 발명은 유기성 오니류를 이용하여 유기질비료 조성물에 관하여 제안하며, 이러한 유기질비료 조성물의 제조과정을 요약하면 도 1처럼 유기성 오니류를 주원료로 하여 밀폐 저장(1)ㆍ이송(2)ㆍ살균 건조(3)ㆍ1차 부숙(腐熟)(4)ㆍ혼합(5)ㆍ저장/부숙(腐熟)(6)ㆍ성형(7)ㆍ저장(8)ㆍ완성(9)하는 등의 공정을 거쳐 유기질비료를 대량으로 양산한다.

본 발명에 따르면 유기성 오니류를 이용하여 유기질비료 조성물에 있어서, (A) 유기성 오니류를 주된 재료로 하는 주(主)원료; (B) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 1차 부숙(腐熟)을 보조하는 유용미생물 배양액; 및 (C) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 부숙(腐熟)을 보조하는 미강과 유용미생물 배양액;을 배합하여 이루어진다.

이때 본 발명에 의한 세부 구성에 의하면, 상기 유기성 오니류는 음식물쓰레기ㆍ식품 가공 부산물의 식품 폐기물 또는 계분의 축산 폐기물 중에서 하나 이상을 선택하는 것을 특징으로 한다. 유기성 오니류는 음식물쓰레기ㆍ식품 가공 부산물의 식품 폐기물 또는 계분의 축산 폐기물 중에서 하나 이상을 선택하는데, 특히 도계장 또는 식품 가공 부산물의 공정오니를 사용한다. 한편 본 발명에서 사용하는 유기성 오니류 중에서 식품 가공 부산물에 대해 예를 들어보면 장어 액기스 공장에서 장어를 솥에다 넣고 물 넣고 끓이고, 이를 장어가 풀어져 있는 국물을 천에다 넣어서 짠 다음, 국물은 상품이 되고 짜고 남은 건더기를 공정오니, 즉 식품 가공 부산물의 식품 폐기물의 유기성 오니류라고 하며, 이를 본 발명에서 사용한다.

한편, 본 발명에서 사용하는 유기성 오니류 외에도, 우분(牛糞), 돈분(豚糞) 등의 축분 중 특히 악취가 심한 돈분을 제외하고, 우분을 원료로 사용하는 것도 가능하다할 것이다. 우분은 질소 6.7%, 인산 2.8% 및 칼리가 0.23% 함유되어 질소와 인산의 비율이 높으므로 열매와 채소류에 효과적이고, 소 농장의 우분 저장소에서 우분을 수거하여 발효장소로 이송한 후 1년 이상 발효시켜 악취와 수분을 제거한 우분을 사용한다. 계분은 질소 0.7%, 인산 4.8% 및 칼리가 0.29% 함유되어 있어 인산의 비율이 월등히 높으므로 채소류 재배에 적합하다. 그러나 근래 양계장이 닭 사육을 공장 형태로 대량 운영하고 있으므로 전염병을 예방하기 위하여 항생제를 많이 사용하고 있다. 따라서 계분에는 항생제 등 해로운 성분이 함유되어 있으므로 그대로는 비료 원료로 사용하기에 적합하지 않으므로 양계장으로부터 수거한 계분을 3년 이상 노상에 야적하면서 수시로 뒤적거려 유해성분을 제거한 후 유기질비료의 원료로 사용하는 것이 바람직하다할 것이다.

또 본 발명에 의한 세부 구성에 의하면, 상기 유용미생물 배양액은 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis)ㆍ락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)ㆍ락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans)ㆍ락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri)ㆍ락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis)ㆍ락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens)ㆍ락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)ㆍ락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus)ㆍ아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis)ㆍ아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans)ㆍ피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans)ㆍ칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica)ㆍ사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)ㆍ티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans)ㆍ바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)ㆍ바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis)ㆍ바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)ㆍ바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides)ㆍ바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) 중에서 하나 이상을 선택한 다음 배양한 것을 특징으로 한다. 유용미생물 배양액은 상기 유기성 오니류와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 부숙(腐熟)을 보조하기 위해 미강과 함께 유용 미생물 배양액을 투입한다. 이러한 유용 미생물 배양액 중에서 티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans)ㆍ바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)ㆍ바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis)ㆍ바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)ㆍ바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides)ㆍ바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유용 미생물을 추가로 포함할 수 있는데, 바람직하게는 바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)를 유기성 오니류와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 이를 사용하여 부숙(腐熟)을 보조한다. 이러한 유용 미생물 배양액은 상기 유기성 오니류의 음식물쓰레기ㆍ식품 가공 부산물의 식품 폐기물 또는 계분의 축산 폐기물에 첨가하여 발효시킬 경우, 특히 계분의 축산 폐기물에 사용할 경우, 분뇨의 악취와 중금속을 보다 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 단기간 분뇨를 발효하여 유기질비료를 제조할 수 있었다.

한편, 본 발명의 유기질비료 조성물에는 유용 미생물 발효로 인하여 농작물 재배에 사용하게 되면 충분한 영양분을 공급하여 줄 수 있을 뿐만 아니라, 토지를 개량하는 효과를 얻을 수 있으며, 특히 길항미생물에 의해 병해나 병균으로부터 작물을 보호하여 주는 효과를 얻을 수 있으므로, 연작피해가 있는 토양에 더욱 효과적이며, 화학적으로 제조된 농약을 사용하지 않고도 농작물을 병해나 병충으로부터 보호할 수 있어 수확량을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 양질의 농작물을 재배하여 소비자에게 공급할 수 있게 된다. 특히 화학적으로 제조된 농약을 사용하지 않고도 농작물의 병해나 병충으로부터 보호할 수 있음에 따라 환경오염을 방지하고 생태계가 파괴되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 상기 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물 배합비는 총 중량을 기준으로 유기성 오니류 91~94.8중량%, 미강 5~8중량%, 유용미생물 배양액 0.2~1중량%의 함량으로 배합하는 것을 특징으로 한다. 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물의 성분비는 총 중량을 기준으로 유기성 오니류는 91~94.8중량%로, 바람직하게는 94.8중량%의 함량을 첨가하고, 미강은 5~8중량%로, 바람직하게는 5중량%의 함량을 첨가하며, 유용미생물 배양액은 0.2~1중량%로, 바람직하게는 부숙(腐熟)하는 과정에서 각각 0.1중량%의 함량을 첨가하여 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물을 완성한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 유기질비료 조성물은 유기성 오니류에 유용미생물 배양액 0.1~0.5중량%의 함량으로 투입하여 1~2일 동안 저장하여 1차 부숙(腐熟)한 다음, 미강 5~8중량%와 유용미생물 배양액 0.1~0.5중량%의 함량으로 투입하여 2~4시간 동안 혼합하여 완전 부숙(腐熟)하는 것을 특징으로 한다. 유기질비료 조성물은 총 중량을 기준으로 유기성 오니류 91~94.8중량%, 바람직하게는 94.8중량%에 유용 미생물 배양액 0.1~0.5중량%, 바람직하게는 0.1중량%의 함량을 투입하여 40~50℃ 내외의 온도를 유지하여 1~2일 동안, 바람직하게는 1일 동안 반응시켜 1차 부숙(腐熟)하고, 이후에 상기 1차 부숙(腐熟)된 유기성 오니류에 미강 5~8중량%, 바람직하게는 5중량%의 함량을 투입하는 동시에 유용 미생물 배양액 0.1~0.5중량%, 바람직하게는 0.1중량%의 함량을 투입하여 40~45℃ 내외의 온도를 유지하여 2~4시간 동안, 바람직하게는 2시간 동안 혼합하여 반응시켜 완전 부숙(腐熟)시켜 숙성한다. 이렇게 완전 부숙(腐熟)된 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물을 완성되고 이를 원료를 펠렛 성형기를 이용하여 8~10mm 내외의 펠렛(Pellet)형태로 유기질비료가 완성되는 것이다.

이처럼 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물은 토양개량의 한 방법으로, 친환경농업에서 화학비료 대용으로 사용되는 유기질비료(퇴비)가 제시되고 있다. 유기질비료는 유기물을 미생물로 발효하여 분해시켜서 식물이 사용할 수 있는 영양분으로 제공하는 것이다. 유기질비료가 재배지에 시비될 경우에는 재배작물을 위한 영양분으로 무기영양분(N, P, K) 및 미량요소(Mg, Mn, Cu, B, Mo 등) 등이 공급되어 생장촉진을 자극할 뿐만 아니라, 토양에 물리적인 공극을 제공하며 여기에 토양 근권미생물이 정착할 수 있게 아미노산, 핵산, 유기산, 비타민, 부식 등이 공급되어서 근권미생물이 복원되고, 근권미생물이 분비하는 유기산 등으로 뿌리 주변의 무기염류가 작물이 쉽게 흡수할 수 있도록 이온화되어 작물재배지의 염류집적을 완화할 수 있을 것으로 기대된다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐이며, 이러한 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도 1처럼 유기성 오니류를 주원료로 하여 밀폐 저장(1)ㆍ이송(2)ㆍ살균 건조(3)ㆍ1차 부숙(腐熟)(4)ㆍ혼합(5)ㆍ저장/부숙(腐熟)(6)ㆍ성형(7)ㆍ저장(8)ㆍ완성(9)하는 등의 공정을 거쳐 유기질비료를 대량으로 양산하는데, 즉 유기질비료 조성물은 총 중량을 기준으로 유기성 오니류 91~94.8중량%, 바람직하게는 94.8중량%에 유용 미생물 배양액 0.1~0.5중량%, 바람직하게는 0.1중량%의 함량을 투입하여 40~50℃ 내외의 온도를 유지하여 1~2일 동안, 바람직하게는 1일 동안 반응시켜 1차 부숙(腐熟)하고, 이후에 상기 1차 부숙(腐熟)된 유기성 오니류에 미강 5~8중량%, 바람직하게는 5중량%의 함량을 투입하는 동시에 유용 미생물 배양액 0.1~0.5중량%, 바람직하게는 0.1중량%의 함량을 투입하여 40~45℃ 내외의 온도를 유지하여 2~4시간 동안, 바람직하게는 2시간 동안 혼합하여 반응시켜 완전 부숙(腐熟)시켜 숙성한다. 이렇게 완전 부숙(腐熟)된 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물을 완성되고 이를 원료를 펠렛 성형기를 이용하여 8~10mm 내외의 펠렛(Pellet)형태로, 바람직하게는 8mm 내외의 펠렛(Pellet)형태로 유기질비료를 제조하였다. 또한, 상기 제품의 크기는 제형 조건에 따라 달리하여 다양하게 변형할 수 있었으며, 제품의 함수율 12% 이하이다.

한편, 상기 비율로 배합한 유기질비료의 성분을 농업진흥청 고시 제2019-32호에 의거하여 제3기관(제일분석센타)에서 분석한 결과는 표 1과 같다.

상기의 표 1의 분석표에 보는 바와 같이 수은, 비소, 카드뮴, 납 등의 유해물질은 검사기준 보다 훨씬 극미량으로 검출되어 인체에 무해하면서도 염분도 극미량으로 검출되었으며 대장균, 살모넬라균이 검출되지 않는 동시에 완전 부숙(腐熟)된 유기질비료로서 농업진흥청에서 요구하는 조건을 훨씬 상회하여 충족하고 있다.

이처럼 상기 실시예에서 제조된 유기질비료의 안전성 및 안정성을 확인하기 위하여 작물을 대상으로 화분(pot) 재배시험을 하기와 같이 실시하였다. 작물은 농촌진흥청 표준 경종법에 의해 실시한 열무 작물과 배추를 사용하였으며, 농촌진흥청 표준 경종법에 의해 실시하였다.

한편, 실시예에서 제조한 유기질비료를 일반토양에 10:1의 비율로 혼합한 처리군과, 일반토양만으로 이루어진 대조군 및 일반 화학비료를 사용한 비교군을 가지고 화분(Pot)에서 열무 작물에 대해 비교 실험을 실시하였다. 처리량은 800kg/200평 기준으로 처리하였으며, 시비 후 14일에 정식한 후 70일 동안 수분을 공급하여, 그 결과를 하기 표 2처럼 나타났다.

이처럼 상기의 표 2의 실험 결과표에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유기질비료 조성물을 이용하여 제조한 유기질비료를 처리한 처리군이 열무 작물에 대해 대조군과 비교군에 비해 생장율, 즉 엽장, 엽폭, 체중 등의 생육이 뚜렷하게 증진됨을 확인할 수 있었다.

또한, 상기 실시예의 처리군와 대조군 및 비교군를 가지고 배추 작물에 대해 비교 실험을 실시하였다. 처리량은 800kg/200평 기준으로 처리하였으며, 시비 후 14일에 정식한 후 60일 동안 수분을 공급하여, 그 결과를 하기 표 3처럼 나타났다.

이처럼 상기의 표 3의 실험 결과표에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유기질비료 조성물을 이용하여 제조한 유기질비료를 처리한 처리군이 배추 작물에 대해 대조군과 비교군에 비해 생장율, 즉 엽장, 엽폭, 엽수, 주중, 결구중 등의 생육이 뚜렷하게 증진됨을 확인할 수 있었다.

이와 같이, 본 발명은 폐자원인 유기성 오니 및 그와 혼합한 미강과 미생물 균주의 유효성분을 이용하여 유기질비료 조성물을 취득함에 따라, 완전 부숙퇴비(腐熟堆肥)로 된 유기질비료로 인해 기존의 비료보다 유기물, 질소, 인산, 칼리 등의 비중이 더 높으면서도 토양에 작물의 성장을 촉진하는 양질의 영양분이 공급되어 생육 촉진은 물론 품질 향상과 수량 증대를 기대하고, 토양의 산성화가 억제되는 동시에 토양 환경 개선으로 지속적인 작물 재배가 가능한 동시에 유기농법 등의 친환경 농법에 유용하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

1. 유기성 오니류를 이용하여 유기질비료 조성물에 있어서:
   (A) 유기성 오니류를 주된 재료로 하는 주(主)원료;
   (B) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 1차 부숙(腐熟)을 보조하는 유용미생물 배양액; 및
   (C) 상기 주(主)원료와의 협력 작용을 통하여 양질의 유기질비료를 만들기 위해 부숙(腐熟)을 보조하는 미강과 유용미생물 배양액;을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유기성 오니류는 음식물쓰레기ㆍ식품 가공 부산물의 식품 폐기물 또는 계분의 축산 폐기물 중에서 하나 이상을 선택하는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유용미생물 배양액은 락토바실러스 파라파라기니스(Lactobacillus parafarraginis)ㆍ락토바실러스 파라카제이(Lactobacillus paracasei)ㆍ락토바실러스 톨러란스(Lactobacillus tolerans)ㆍ락토바실러스 부츠네리(Lactobacillus buchneri)ㆍ락토바실러스 하르비넨시스(Lactobacillus harbinensis)ㆍ락토바실러스 페로렌스(Lactobacillus perolens)ㆍ락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)ㆍ락토바실러스 벡시노스테르쿠스(Lactobacillus vaccinostercus)ㆍ아세토박터 로바니엔시스(Acetobacter lovaniensis)ㆍ아세토박터 페록시단스(Acetobacter peroxydans)ㆍ피키아 퍼멘탄스(Pichia fermentans)ㆍ칸디다 에탄올리카(Candida ethanolica)ㆍ사카로미콥시스 스코에니(Saccharomycopsis schoenii)ㆍ티오바실러스 티오옥시던스(Thiobacillus thiooxidans)ㆍ바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis)ㆍ바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis)ㆍ바이셀라 시바리아(Weissella cibaria)ㆍ바이셀라 파라메센테로이드(Weissella paramesenteroides)ㆍ바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) 중에서 하나 이상을 선택한 다음 배양한 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 배합비는 총 중량을 기준으로 유기성 오니류 91~94.8중량%, 미강 5~8중량%, 유용미생물 배양액 0.2~1중량%의 함량으로 배합하는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물.
5. 제1항에 있어서,
   상기 유기질비료 조성물은 유기성 오니류에 유용미생물 배양액 0.1~0.5중량%의 함량으로 투입하여 1~2일 동안 저장하여 1차 부숙(腐熟)한 다음, 미강 5~8중량%와 유용미생물 배양액 0.1~0.5중량%의 함량으로 투입하여 2~4시간 동안 혼합하여 완전 부숙(腐熟)하는 것을 특징으로 하는 유기성 오니를 이용한 유기질비료 조성물.

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