KR100368134B1 - 광물질을 함유하는 비료 및 이의 제조방법 - Google Patents

광물질을 함유하는 비료 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 분쇄한 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 쌀겨 60∼75중량부, 및 광합성균, 유산균, 누룩군 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 성분 0.1∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 발효시켜 균강을 제공하는 단계; 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 2000메쉬 이상으로 분쇄한 광물질 분말 5∼20중량부를 물 100중량부에 혼합하여 100℃이상에서 24시간이상 끓여 물의 분자를 코팅시킨 활성수를 제공하는 단계; 및 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 분쇄한 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 상기 균강 10∼30중량부, 상기 활성수 5∼20중량부, 인산 20∼40중량부, 칼륨 5∼15중량부 및 키토산 분말 5∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 3∼6일간 발효시키는 단계를 거쳐 제조된 광물질을 함유하는 비료 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 비료는 식물에 흡수가 잘되지 않아 발생하는 동록현상이 해소되고, 토양에 산소공급이 원활하게 이루어지므로 작물에 충분한 항체가 형성된다. 이로 인해, 작물이 질병에 강하게 되고 향과 맛이 좋게 되고, 토양과 수질의 병해충을 해소하여 신선한 농산물을 생산할 수 있다.

Description

광물질을 함유하는 비료 및 이의 제조방법{Fertilizer containing mineral and method for preparing the same}
본 발명은 광물질을 함유하는 비료 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 토양에 산소공급을 원활하게 하고, 작물에 충분한 항체가 형성시킬 수 있는 원적외선을 방사하는 광물질을 함유하는 비료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
산업의 급속한 발달과 인구증가에 따른 식량증대 및 단위면적당의 생산성 향상을 위하여 농약의 사용과 화학비료의 사용은 급속히 확대되어 왔으며, 이러한 화학비료와 농약에 편중된 관행농업은 지력의 저하와 토양의 산성화를 야기시키고, 이에 따라 농토는 점차 황폐화되어가고 있다. 이 뿐만 아니라 식물의 생육도중에발생되는 병충해를 제거하기 위하여 농약의 과다사용으로 인한 내성의 증가, 토양미생물의 단순화에 의한 토양병원균과 유해 선충의 다발로 이어져 농약을 다량 사용하여야 하는 악순환이 되풀이되고 있다. 또한, 염류집적 현상 미량요소의 결핍 등에 의한 장애가 발생하여 농작물의 내병성이 저하되고, 생육불량에 의해 수확성이 감소하며, 품질과 맛이 저하되는 등 심각한 문제를 야기하고 있다.
이에 최근에는 이러한 농작물 오염문제와 환경오염의 문제가 심각하게 대두되면서 화학비료나 농약을 사용하기보다는 양질의 유기질비료 또는 퇴비를 사용하는 농법 개발의 중요성에 대한 인식이 확산되어 갔고, 이에 대한 노력의 결과로 많은 유기질 비료가 개발되어 사용되고 있으며, 또한 미생물을 이용한 퇴비발효생성방법에 대한 개선노력이 계속되어 왔다.
그러나, 상기와 같은 노력에도 불구하고 현재 사용되는 유기질비료 및 발효생성에 의한 퇴비사용은 또 다른 문제점을 야기하고 있다. 즉, 이러한 천연유기질비료는 주로 톱밥, 한약밥, 어분 또는 가축분과 이들을 혼합한 천연유기물을 이용하는 경우가 대부분이다. 이러한 천연유기물비료를 제조하기 위해서는 미생물발효에 의한 장시간의 소요 및 과다한 장치가 필요하여 실지 생산에 사용하기가 곤란한 뿐만 아니라 이러한 비료의 생산에 따른 오폐수에 의한 수질오염을 야기시키게 된다. 또한, 이러한 유기물이 과량 함유된 비료를 장시간 사용할 경우 작물의 생장에 피해를 줄 수가 있다. 즉, 톱밥은 충분히 발효되지 않은 상태에서는 탄닌이나 리그닌 등이 잔류하여 작물에 피해를 줄 수가 있고, 축분, 어분 등은 부패과정에서 유기산이 생성되어 작물뿌리에 손상을 유발할 수가 있다. 그리고, 이러한 천연비료나 퇴비 또는 화학비료의 가장 큰 문제점은 식물생육에 필요한 미량원소가 거의 포함되어 있지 않으므로 완벽한 식물성장 보조제로 기능하기에는 미흡한 문제점이 있다.
따라서, 미량원소를 다량 함유하는 광물질을 포함하는 유기질 비료가 제안되었다. 예를 들어, 한국 특허출원 제91-4797호에서는 광물질 납석을 10∼13메쉬의 분말로 분쇄한 납석 분말 65 내지 75중량부와 규산질 비료 35 내지 25중량부를 배합하여 조성한 식물 성장 촉진 보조제를 개시하고 있고, 한국 특허출원 제84-8433호에서는 왕겨 등의 유기물질을 완전 부숙시켜 왕겨속에 존재하는 페놀 성분을 완전 소멸시키므로써, 생육저해 물질을 제거한 다음, 광물질인 제올라이트 및 벤토나이트 등을 90메시로 분쇄하여 유기물질 60%, 광물질 40%로 혼합한 뒤, 영양 공급을 위한 화학 비료로 질소, 인산, 칼리와 미량의 요소를 혼합한 육묘용 유기질 상토를 개시하고 있다.
아울러, 한국 특허출원 제83-0633호에서는 와목 규사와 석영반암(맥반석)을 주성분으로 한 광물질 생육 촉진제를 개시하고 있고, 한국 특허출원 제2000-023644호에서는 미량원소가 다량 함유된 광물질과 미생물제재가 함유된 바이오 캡슐의 제조방법을 개시하고 있으며, 한국 특허출원 제2001-6540호는 일반 토양개량제에 토양의 활력을 주고, 지온을 상승시켜 주며 용존 산소율을 높여 농작물의 생장과 생육을 촉진하며, 유해병원균의 살균과 길항 역활을 하는 게르마늄 성분을 함유한 광물질을 첨가하여 입상의 복합 토양개량제를 제조하는 환경친화적인 농자재 개발과 재활용 방법을 개시하고 있다.
그러나, 이러한 광물질을 다량 함유하는 비료 등은 작물에 잘 흡수되지 않는 경향이 있다. 식물 등에 공급되는 종래의 비료는 일반적으로 쌀겨, 과인산석회, 칼륨 및 효소제를 첨가하기 때문에 유기물이 용이하게 분해되지 않으며, 광물질을 전처리없이 사용하기 때문에 물분자의 크기가 커 흡수력이 떨어지는 단점이 있다. 물분자 한개의 직경은 2.8Å(1Å=10-8㎝)이고, 물분자의 집단인 클러스터 한 개의 직경은 약 6Å으로 현미경적인 크기이다. 따라서, 식물 뿌리의 세포막을 통과하려면 클러스터 한 개의 분자 수가 적을수록 효과적이다. 그런데, 종래의 비료들은 분자의 크기가 너무 커서 식물 뿌리의 세포막을 손쉽게 통과하지 못하는 동록현상이 발생하는 것이다.
한편, 인산질 비료를 토양에 시비하면, 90일 이상이 경과하여야 인산질 비료가 유효태 인산으로 바뀌게되므로 식물이 흡수하기 시작한다. 즉, 60일 이상 토양에서 숙성되고 pH 6.5정도 교정되어 유기물 함량이 3% 이상인 유효태 인산이 되어야 흡수된다. 그러나 토양에 시비된 인산질 비료의 인산은 45일 정도되면 불용성 인산으로 변해버려 식물이 흡수하지 못하고, 식물은 미소화의 질소 성분만 흡수한다. 불용성으로 변한 인산은 토양 중에 축적되어 있다가, 비가 오면 흘러내려 하천 및 물을 오염시키므로 환경을 오염시키는 단점이 있다. 또한, 수입에 의존하는 비료가 낭비되므로 비경제적인 단점이 있다. 아울러, 미소화 질소성분으로 인하여 작물이 병충해게 걸리게 되는 단점이 있다.
그리고, 병충해에 걸린 작물을 치료하기 위하여 살충제와 살균제를 살포하는데, 이로인해 풀 및 벌레들이 자라지 못하게 된다. 그런데, 벌레들은 키토산을 생산하고 작물들은 상기 키토산을 감지하여 면역 항체를 생산하는데, 벌레들이 존재하지 못하게되므로 인하여 작물의 면역성이 저하되는 단점이 있다. 또한, 생태계가 파괴되는 단점이 있다. 따라서, 키토산을 함유하는 비료의 경우에는 일반적인 키토산의 분자의 크기가 너무 커서 식물 잎의 기공을 막아버림과 동시에 NH2에서 NH로 환원되어 비료로서의 기능을 수행하지 못하는 단점이 있다.
이에 본 발명에서는 원적외선을 지속적으로 발산하는 광물질을 비료로 이용하면서, 아울러 상기 광물질로 물을 코팅시켜 작물이 잘 흡수할 수 있도록 물분자 클러스터의 크기를 축소시켜 상술한 문제점을 해소할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 원적외선을 지속적으로 발산하는 광물질을 비료로 제조하므로써 식물에 잘 흡수되는 크기의 물분자를 가짐과 동시에 토양에 산소공급이 잘 이루어지게 하는 광물질을 함유하는 비료의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 비료를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 비료의 구성 성분의 하나로서 그 자체로도 비료 첨가제로 사용이 가능한 비료용 균강 또는 활성수를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비료의 제조방법은 광물질의 구성원소인 SiO2와 Al2O3가 전체 성분비의 80%이상 차지하며 파장범위는 40℃에서5∼20㎛로 방사율 90%이상의 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 쌀겨 60∼75중량부, 및 광합성균, 유산균, 누룩군 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 성분 0.1∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 발효시켜 균강을 제공하는 단계; 광물질의 구성원소인 SiO2와 Al2O3가 전체 성분비의 80%이상 차지하며 파장범위는 40℃에서 5∼20㎛로 방사율 90%이상의 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 2000메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 다음, 상기 분말 5∼20중량부를 물 100중량부에 혼합하여 100℃이상에서 24시간이상 끓여 물의 분자를 코팅시킨 활성수를 제공하는 단계; 및 광물질의 구성원소인 SiO2와 Al2O3가 전체 성분비의 80%이상 차지하며 파장범위는 40℃에서 5∼20㎛로 방사율 90%이상의 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 상기 균강 10∼30중량부, 상기 활성수 5∼20중량부, 인산 20∼40중량부, 칼륨 5∼15중량부 및 키토산 분말 5∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 3∼6일간 발효시키는 것으로 구성된다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 상기 균강은 광물질의 구성원소인 SiO2와 Al2O3가 전체 성분비의 80%이상 차지하며 파장범위는 40℃에서 5∼20㎛로 방사율 90%이상의 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 쌀겨 60∼75중량부, 및 광합성균, 유산균, 누룩군 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된성분 0.1∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 발효시켜 제조된다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 상기 활성수는 광물질의 구성원소인 SiO2와 Al2O3가 전체 성분비의 80%이상 차지하며 파장범위는 40℃에서 5∼20㎛로 방사율 90%이상의 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 2000메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 다음, 상기 분말 5∼20중량부를 물 100중량부에 혼합하여 100℃이상에서 24시간이상 끓여 물의 분자를 코팅시켜 제조된다. 이때, 본 발명에 있어서 상기의 소성 및 분말화 과정에서 행해지고 있는 1300℃이상의 온도와 300메쉬 이상의 분말은 통상적으로 행해지고 있는 방법임을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명에 따른 비료와 기존의 복합비료를 이용하여 재배한 포도 잎의 생육상태를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 비료와 기존의 복합비료를 이용하여 재배한 포도 줄기의 생육상태를 나타낸 사진이다.
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 오염된 물분자(H2O)는 수소원자(H)를 중심으로 산소원자(O2)가 180˚의 각을 이루고 있으나, 신선한 물분자는 하나의 산소 원자를 중심으로 2개의 수소원자가 104° 31′의 각을 이루고 있기 때문에 자기 또는 원적외선 에너지를 주면 수소원자가 변각운동, 병진운동, 회전운동 및 신축운동과 같은 4가지 운동을 한다. 이는 물분자 자체의 진동파장(6∼11㎛)과 투사된 원적외선의 진동파장이 같아서 공진을 일으키기 때문이다. 이와 같은 공진에 의하여 물분자는 활성화되고, 이렇게 활성화된 물분자는 외부로부터 산소 및 질소 등의 기체분자를 받아들여 활성수가 된다.
또, 원적외선의 특정 파장을 물분자에 투사하면, 물분자의 고유진동수(파장= 10㎛)가 공진 현상을 일으켜 물분자가 활성화되기 때문에 물분자를 많이 함유하고 있는 생체네 효소가 활성화되어 박테리아의 침식을 억제한다. 5℃이하에서는 박테리아의 활동이 억제되고 생체내 효소도 불활성화 된다. 그런데, 저온에 의해 박테리아가 억제된 상태에서 원적외선을 투사하면 생체내 효소가 저온에 의한 불활성을 벗어나 활성화된다. 그러면, 저온에 의한 박테리아의 억제 및 효소 활성화에 의하여 세균의 침식을 방지 할 수 있다.
1800년에 F. W. Herschel에 의하여 가시스펙트럼 옆에 있는 장파장에서 열효과가 발견되었고, 1835년에 A. Ampere가 가시광선과 같은 종류의 장파장을 발견한 것이 지금의 적외선에 관한 기초이다. 적외선의 파장대는 0.76∼1,000㎛에 해당하며, 이와같은 적외선은 근적외선과 원적외선으로 구분된다. 이 구분은 사람에 따라 다르지만, Hudson에 의하면 근적외선은 0.76∼1.5㎛, 중적외선은 1.5∼5㎛, 원적외선은 5∼15㎛, 근원적외선은 15∼1,000㎛로 구분한다.
원적외선의 특징은 적외선 및 전파와 같은 전자파이며, 광과 같은 속도로 공간을 직진하고, 생물체에 투사되는 경우 흡수력이 강하다. 모든 물질을 구성하고 있는 분자는 원자로 결합되어 있고, 이 원자는 절대 영도 이상에서 끊임없이 운동하기 때문에 분자운동을 일으킨다. 이 진동주기는 각 원자의 질량, 상호위치, 분자전체의 형상에 따라 결정된다. 진동이론에 의하여 어떤 분자의 고유 진동주파수와 같은 진동주파수를 투사되면, 이들간에 공진 현상을 일으켜 진폭이 커진다. 그러면 전체 분자 진동이 커지기 때문에 물체 내부의 온도를 상승시킬 수 도 있다.
특히, 원적외선은 고분자 화합물 등의 고유 흡수파장과 같은 파장(5∼15㎛)대에 있기 때문에 식물에 잘 흡수되는 성질을 같는다. 이와 같은 이론에 기초하여 농산물 또는 식품이 함유한 물분자 또는 세포 또는 섬유질 등에 원적외선을 투사하면, 투사된 원적외선과 공진 형상을 일으켜 활성화되기 때문에 신진대사의 촉진, 생물의 생육촉진, 신선도 유지 및 저장성 향상이 된다. 또한, 원적외선의 장파에너지가 물분자에 투사되면 불활성화 된 물이 활성화된 물이 된다.
본 발명에 따른 비료는 상기와 같은 원리에 의하여 물분자를 활성화시키고 박테리아를 억제하며, 식물의 효소를 활성화시킨다. 아울러, 본 발명에서는 식물성장에 필수성분인 인(P)을 식물에 가장 빠르게 흡수시키기 위해서 원적외선 파장 에너지를 이용하였다. 일반적으로 인(P)은 60일 이상 토양에서 숙성되어 pH 6.5 정도로 교정이 되고 유기물 함량이 3%이상 되어 유효태 인(P)으로 되어야 식물이 흡수한다. 그러나 인(P)은 토양 속에서 45일이면 불용성 인(P)으로 변해 식물은 흡수하지 못한다. 이것을 해결하기 위해 본 발명에서는 원적외선 파장 에너지를 이용하여 빠른 시간 내에 유효태 인(P)으로 바꾸어 주었다.
본 발명에 따른 비료의 주원료로는 광물질의 구성원소인 SiO2와 Al2O3가 전체 성분비의 80%이상 차지하며 파장범위는 40℃에서 5∼20㎛로 방사율 90%이상의 광물질(본 발명의 명세서에서는, 상기와 같은 특성을 갖는 광물질을 '원적외선 방사성 광물질'이라고 약칭한다. 이하 동일하다)을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말이다. 이와 같이, 본 발명에서는 원적외선 방사성 광물질을 소성하여 세라믹화시키므로써 원적외선 파장 에너지를 극대화시킬 수 있었다. 기존의 광물질을 이용한 비료들은 광물질을 소성과 같은 전처리 없이 사용함으로써 그 첨가효과가 떨어지는 경향이 있었다.
일반적으로 광물질은 시대 미상의 퇴적층이 열수 변질에 의한 가수분해, 변성, 풍화 및 부식된 것이다. 퇴적암은 석회질과 운모질이 주성분으로 미량요소와 미네랄이 풍부하다. 본 발명에 있어서, 상기의 원적외선 방사성 광물질은 필라이트(Phylite), 게르마늄(Ge), 황토 및/또는 맥반석 등과 같은 광물질이 바람직하다.
본 발명에 따른 비료를 제조하기 위해서는 먼저 상기의 원적외선 방사성 광물질 분말 5∼15중량부에 숯가루 5∼15중량부, 쌀겨 60∼75중량부, 및 광합성균, 유산균, 누룩군 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 성분 0.1∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 약 3일간 발효시켜 균강을 제조한다.
일반적으로 숯에는 2∼3%의 회분(미네랄 광물성 영양소)이 들어있다. 이것은 원목이 자라기 위해 땅속에서 뽑아 올린 양분으로 참숯일 때, Ca가 약 40%, K가 약 20%의 음이온이 발생되어 산소를 빨아들여 결국 살균작용을 하며 거대한 표면적을 갖고 있어 산소공급과 유용한 미생물의 집 역할을 하며 가스를 흡착하는 작용을 한다. 쌀겨 또한 미생물의 집 역할을 하며, 토양을 비옥하게 하는 미생물로는 광합성균, 유산균 및/또는 누룩군 등이 바람직하며, 피친산은 미생물의 영양원으로 사용된다.
이러한 균강은 그 자체로 잘 발효된 비료로서 다른 비료와 함께 첨가제로 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 물분자를 깨뜨리기 위해 광물질을 사용하기도 한다. 양질의 광물질의 결정구조를 1,000∼5,000배의 전자 현미경으로 확대 촬영해 보면 크고 작은 구형의 결청체들 사이에 공백이 존재하는 다공질 결정구조로 되어있다.
본 발명에 따르면, 상기의 원적외선 방사성 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 2000메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 다음, 상기 분말 5∼20중량부를 물 100중량부에 혼합하여 100℃이상에서 24시간이상 48시간 이하로 끓여 물의 분자를 코팅시킨 활성수를 제조한다. 이때의 원적외선 방사성 광물질도 또한 필라이트, 게르마늄, 황토 및/또는 맥반석 등이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 분말의 입자 크기가 2000메쉬 미만이면 활성수내에서 상기 분말이 침전되어 물분자가 활성화되지 않는 경향이 있는데, 상기 크기를 갖는 분말로 된 광물질을 100℃ 이상의 물에 용해시키면 우수한 분산도를 나타낼 뿐만 아니라 물분자가 상기 분말로 된 광물질에 의하여 코팅되어 활성화되고, 아울러 이를 흡수하는 식물은 광물질에서 발산되는 원적외선에 의하여 식물의 효소가 활성화된다.
이러한 활성수는 그 자체로 액상 비료로서 다른 분말 또는 액상 비료의 첨가제로 사용될 수 있다. 아울러, 상기 활성수에 수평균분자량이 25만 이하의 키토산 수용액 0.01∼2중량부를 첨가시킬 수 있다. 일반적으로 키토산은 1000부터 100만 이상까지의 다양한 분자량 분포를 갖는데, 그 중에서 키토산의 수평균분자량이 25만 이하의 경우가 모세관 현상을 통해 영양분을 공급받을 수 있는 식물용으로 바람직하다. 또한, 상기 활성수에 광합성균, 유산균, 누룩군 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 성분을 더욱 첨가시켜 그 자체적으로 액상비료로 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 비료성분으로서의 키토산의 유용성을 살펴보면,
① 키토산은 식물의 자기방어 기능을 향상시킨다. 키토산은 해로운 균의 분비물인 에리시다와 유사하다. 식물은 해로운 균를 감지했을 때, 해로운 균로부터 자신을 보호하기 위해 해로운 균의 생육을 저해하는 화이트알렉신이라는 물질을 생산한다. 그런데, 키토산이 에리시다와 유사하므로 키토산이 혼합된 비료가 식물에 공급되면, 식물은 키토산을 감지하여 화이트알렉신을 많이 생산하게 된다. 이로인해, 식물의 자기방어기능이 높아지게 된다.
② 키토산은 식물의 향균 효소생산을 촉진한다. 식물은 자기방어의 수단으로 키티나제라는 물질을 함유한 효소를 화이트알렉신과는 별도로 생산한다. 키티나제는 키틴을 분해하는 성질을 가진다. 해로운 균의 세포벽에 대부분 존재하는 키틴과 키토산이 식물로 공급되면, 식물은 해로운 균의 침입을 감지하여 해로운 균의 세포벽으로 키티나제를 함유한 효소를 분비한다. 그러면, 해로운 균은 상기 효소의 공격을 받아 세포벽이 파괴됨과 동시에 분해된 세포벽의 일부가 키토올리고당으로 되고, 이것이 해로운 균의 유전자의 복제를 저해한다. 예를 들면, 중요한 토양병원균인 파자리움균의 세포막은 키틴질로 되어 있다. 토양 속에 키틴, 키토산을 투입하면 이를 먹이로 하는 스트렙토마이세스 등의 방선균이 번식하여 키티나제를 토양 중에 확산시킨다. 이 때문에 키틴질을 함유하는 미생물을 투입하면 키틴이 존재하는 파자리움균이 키티나제에 의해 용균되어 방제된다. 따라서, 키토산이 토양중에 첨가되면 식물의 키티나제의 분비량이 증가되어 해로운 균에 대한 저향력이 더욱 향상된다. 그리고, 고등식물의 대부분에 있는 키티나제는 키틴을 바깥 피부에 함유하고 있는 곤충류의 접근을 막는 효과도 있다. 또한, 키토산은아미노기를 갖고 있어서 전기적으로 플러스(+) 상태이고, 균의 세포벽은 마이너스(-) 상태이다. 이로 인해, 키토산과 균이 전기적으로 상호 끌어 당겨 결합하고 있으므로, 세포벽의 기능이 저해되어 생육이 저해된다.
③ 그리고, 키토산은 식물 호르몬인 에틸렌 생성을 촉진하는데, 이는 질소원으로 비료의 효과가 있다. 또한 응집작용을 하여 단립토양의 구조를 입단토양의 구조로 변화시켜 통기성과 배수성을 향상시킨다. 또한, 축산분뇨, 정화조 및 식품잔사 등을 퇴비화할 때 효과가 있다. 광합성 미생물은 악취의 근원이 되는 저급 지방산을 분해하여 악취의 근원인 협기성균의 번식을 억제하고, 2차적으로 악취 억제균인 방선균의 증식을 조장하여 물에 처리했을 때에는 원생 동물의 증식을 조장한다.
또한, 가정의 정화조, 퍼내기식 재래식변소 및 쓰레기처리 등과 같은 일반 가정의 악취 제거제로도 이용할 수 있다. 또한, 논, 하우스작물 및 수경재배를 위해 사용한 종래에 농약과 화학비료 대신에 사용할 수 있다. 또한, 양어, 금붕어, 자라 등의 수산물 양식에도 사용할 수 있으므로 수질오염을 방지할 수 있다.
상기와 같은 키토산, 또는 광합성균, 유산균, 누룩균 및/또는 피친산 등을 상기 파우다 형태의 광물질이 용해된 물에 혼합하여 액체 비료로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 비료는 전술한 바와 같은 유효한 기능을 갖는 상기 균강 10∼30중량부 및 상기 활성수 5∼20중량부에 상기의 원적외선 방사성 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 인산 20∼40중량부, 칼륨 5∼15중량부 및 키토산 분말 5∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 3∼6일간 발효시켜 제조된다.
아울러, 본 발명에 따른 비료는 폐각(조개 껍데기)을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상으로 분쇄시킨 분말을 더욱 포함하여 상기 비료에 과인산석회 성분을 공급할 수 있다.
이렇게 발효시켜 제조한 비료는 인산질 비료를 토양에 시비하였을 때 인산이 불용성 인산으로 변하기 전에 식물이 흡수할 수 있어 종래의 퇴비나, 화학비료, 미량요소 복합비료 등과 같이 작물에 흡수가 잘되지 않아 발생하는 동록현상을 해소시킬 수 있다. 또한, 토양에 산소공급이 원활하게 이루어지므로 작물에 충분한 항체가 형성된다. 이로인해, 작물이 질병에 강하게 되고 향과 맛이 좋게 된다. 아울러, 토양과 수질의 병해충을 해소하여 신선한 농산물을 생산할 수 있고, 환경보호는 물론 소비자의 건강을 지킬 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 효과를 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
제조예
광합성 균의 배양
논에 물이 고인 몇 군데에서 바닥의 탁수를 채취하여 10개 이상 시험관 용기에 80%정도 넣고 공기가 들어가지 않도록 밀폐 한 다음, 30℃의 밝고 따뜻한 곳에 둔다. 균이 있으면 붉게 번식한다. 여기에 같은 배양액을 가하여 계속 배양시켜안정되면 가장 우수한 것으로 선발하여 하기 표 1에 나열한 10가지 배지성분을 청정수 20ℓ에 넣고 30℃에서 확대 배양한다. 색깔이 붉게 되어 특유의 냄새가 나며 안개처럼 흐릿한 것이 나타나면 산도를 측정하여 pH 9 정도 되면 완성.
성분 양(g)
1 염화암모늄 20
2 탄산수소나트륨 20
3 무수초산나트륨 20
4 염화나트륨 20
5 인산수소2칼륨 4
6 유산마그네슘(7수화물) 4
7 프로피온산나트륨 4
8 DL-링고산 5
9 페프톤 4
10 효모엑기스 2
유산균의 배양
원균: 쌀을 씻을 때 맨 처음 나오는 뜨물을 항아리에 10∼15cm넣고 한지로 덮어둔다. 온도는 25℃로 5일 정도면 원균이 채취된다. 여기에 우유와 원균을 10 : 1의 무게 비율로 넣어 1차 확대 배양한다. 25℃로 5∼7일이면 황색의 액체 유산균 혈청이 만들어진다. 여기에 물을 20∼30배 휘석하여 2차 확대 배양하면 완성.
누룩 균의 배양
통밀 가루를 반죽해 도넛 모양으로 만들어(수분65∼70%), 말린쑥, 삼나무잎, 부엽토, 및 볏짚재료를 번갈아 5일 동안 쌓아두면 누룩 균이 모아진다. 쌀, 싸래기, 쌀겨를 1 : 1 : 1의 무게비로 하여 열을 가해 찐 다음 20∼25℃로 식힌후, 여기에 누룩균을 분말로 만든 것을 섞어 항아리에 넣은 다음 하기 실시예 2의 활성수 5%액을 질퍽할 정도로 부어 한지로 덮고 끈으로 맨 다음 25℃에서 6∼7일간 숙성하여 완성.
실시예 1
균강의 제조
필라이트 및 게르마늄 광석을 1 : 1의 무게비로 약 1400℃에서 약 10시간 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 10kg 및 쌀겨 68kg에 상기 광합성균 2ℓ, 유산균 5ℓ, 누룩균 5ℓ 및 숯분말 10kg를 첨가하여 약 25℃에 3일 동안 숙성하여 균강을 제조하였다.
실시예 2
활성수의 제조
필라이트, 게르마늄, 황토 및 맥반석을 1 : 1 : 1 : 1의 무게비로 약 1400℃에서 약 10시간 소성시켜 2000메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 6kg을 청정수 60ℓ에 혼합하여 100℃이상에서 약 24시간동안 끓여 물의 분자를 코팅시켜 활성수를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 2의 활성수를 90℃로 식힌 다음, 수용성 고분자 키토산(NH2) 0.5kg을 첨가하고, 이를 25℃로 식힌후, 상기 광합성균 15ℓ, 상기 유산균 20ℓ 및 피친산 5ℓ를 첨가하여 액상 비료를 제조하였다.
실시예 4
필라이트 및 게르마늄 광석을 1 : 1의 무게비로 약 1400℃에서 약 10시간 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 10kg, 인산(P) 30kg, 칼륨(K) 10kg, 상기 실시예 1에서 제조한 균강 20kg, 키토산 수용액 10kg, 숯분말 10kg, 상기 실시예 2에서 제조한 활성수 10ℓ을 투입 믹서하여 발효기에 넣고 자체 열에의하여 약 5일간 띄워 본 발명의 비료를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 4에서 제조한 본 발명의 비료 150kg을 퇴비 2톤과 함께 포도밭 300평에 포도나무가 싹트기 전(2월경)에 뿌려주고, 싹이튼 후 새순이 30∼40cm 정도 자라을 때(5월경) 뿌려주고, 포도를 수확직전(9월경)에 뿌려주면서 포도를 재배하였고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 1 및 2에 나타내었다.
비교예 1
상기 실시예 5에서 본 발명의 비료 대신에 시판되는 복합비료를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2 및 도 1 및 2에 나타내었다.
구분 비교예 1 실시예 5
평균 당도 16 Bix 19.2 Bix
평균 잎의크기 20.1cm 16.5cm
평균 마디간격 17.3cm 7.2cm
평균 수확시기 9월 20일경 8월 30일경
평균 수량 2000kg 2000kg
평균 잎의 두께 0.28mm 0.37mm
도 1 및 2는 본 발명에 따른 비료(실시예 5)와 기존의 복합비료(비교예 1)를 이용하여 재배한 포도 잎과 줄기의 생육상태를 각각 나타낸 사진이다.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 원적외선 방사성 광물질을 함유하는 비료를 이용하여 식물을 재배한 경우, 수확 시기가 약 10 내지 20일 정도 빠르고, 열매나 잎, 작물의 고유 향이 진하며, 영양생장형(Ⅱ형성장)에서 생식성장형(Ⅲ형성장)으로 가장 빠르게 전환시켜 준다. 또한, 잎이 두껍고 병충해에 강하고, 동해에 강하며, 당도가 높을 뿐만 아니라 저장력이 2배 이상 우수하고, 바이러스, 뿌리혹병, 뿌리썩음병 등에도 강하다. 아울러, 잎이 45˚각도로 서있기 때문에 광합성 작용이 원활하며, 열과에도 강하고, 고유 칼라가 유지되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 원적외선 방사성 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 쌀겨 60∼75중량부, 및 광합성균, 유산균, 누룩군 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 성분 0.1∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 발효시켜 균강을 제공하는 단계;
    원적외선 방사성 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 2000메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 다음, 상기 분말 5∼20중량부를 물 100중량부에 혼합하여 100℃이상에서 24시간 내지 48시간 동안 끓여 물의 분자를 코팅시킨 활성수를 제공하는 단계; 및
    원적외선 방사성 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 5∼15중량부, 숯가루 5∼15중량부, 상기 균강 10∼30중량부, 상기 활성수 5∼20중량부, 인산 20∼40중량부, 칼륨 5∼15중량부 및 키토산 분말 5∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 3∼6일간 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물질을 함유하는 비료의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기의 원적외선 방사성 광물질이 필라이트, 게르마늄, 황토 및 맥반석으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택됨을 특징으로 하는 광물질을 함유하는 비료의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비료가 패각을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상으로 분쇄시킨 분말을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 광물질을 함유하는 비료의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항의 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 광물질을 함유하는 비료.
  5. ⅰ). 필라이트, 게르마늄, 황토 및 맥반석 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 원적외선 방사성 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 300메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 광물질 분말 5∼15중량부와, ⅱ). 숯가루 5∼15중량부와, ⅲ). 쌀겨 60∼75중량부와, 그리고 ⅳ). 광합성균, 유산균, 누룩군 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 성분 0.1∼15중량부를 혼합하여 상온(약 25℃)에서 발효시키는 것을 특징으로 하는 비료용 균강.
  6. ⅰ). 필라이트, 게르마늄, 황토 및 맥반석 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 원적외선 방사성 광물질을 1300℃이상에서 소성시켜 2000메쉬 이상의 분말로 분쇄시킨 다음, ⅱ). 상기 분말 5∼20중량부를 물 100중량부에 혼합하여, ⅲ). 100℃이상에서 24시간 내지 48시간 동안 끓여 물의 분자를 코팅시킨 것을 특징으로 하는 비료용 활성수.
  7. 제6항에 있어서, 상기 활성수가 수평균분자량이 25만 이하의 키토산 수용액 0.01∼2중량부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 비료용 활성수.
  8. 제6항에 있어서, 상기 활성수가 광합성균, 유산균, 누룩균 및 피친산으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 그 이상 선택된 성분을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 비료용 활성수.
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