KR100413299B1 - 유기질비료의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축산 폐기물 및/또는 활성오니를 피발효 원료로서 사용하여 유기질 비료를 제조하는 방법에 관한 것이며 (i) 피발효 원료의 수분함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20이하로 조정하는 공정; 및 (ii) 상기한 공정 (i)에서 수득한 조정 생성물에 밀기울 또는 밀기울 혼합물을 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 25 내지 50중량부(건조물로 환산)의 비율로 첨가하여 발효시키는 공정을 포함한다.

Description

유기질 비료의 제조방법

본 발명은 축산 폐기물 및/또는 활성오니를 피발효 원료로서 사용하여 유기질 비료를 제조하는 방법 및 이에 따라 수득되는 유기질 비료에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 종래부터 취급이 고려되어 왔던 축산 폐기물과 활성오니의 적어도 한쪽을 피발효 원료로서 사용하여 비료 효력성이 우수한 고품질의 유기질 비료를 특정한 공정을 사용하여 단기간에 원활하게 제조할 수 있는 유기질 비료의 제조방법 및 이에 따라 수득되는 유기질 비료에 관한 것이다.

지금까지 많이 사용되고 있는 화성비료는 즉효성은 있지만 농도 장애로 인한 식물의 성장 불량이나 고사, 연작으로 인한 땅의 메마름 및 환경호염등의 문제가 발생한다. 따라서 화성 비료의 이러한 결점을 해소하는 것으로서 최근에 유기질 비료가 다시 평가되고 있다.

한편 축산업등에서 다량의 계분, 돈분, 우분 등의 동물 배설물이 배출되고 또한 유기성 폐기물을 미생물 처리함으로써 다량의 활성오니가 배출된다. 이들 동물의 배설물이나 활성오니의 취급 또는 처리가 종래부터 고려되고 있으며 이의 원활한 처리 및 효과적 이용의 점에서 동물의 배설물이나 활성오니를 사용하여 유기질 비료를 제조하는 것이 여러가지로 시도되고 있다.

동물의 배설물이나 활성오니를 발효시켜 수득한 유기질 비료를 사용하는 경우에는 화성비료를 사용하는 경우와 상이하고 지력이 증진되어 식물의 생육의 촉진되고 연작해도 땅이 메마르지 않으며 또한 환경오염이 생기지 않는 장점이 있다. 그러나 동물의 배설물이나 활성오니는 수분함량이 높으며 또한 각종 성분이 혼재되고 이의 pH도 불안정하므로 여기에 함유된 미생물 플로라(미생물군)의 균형이 깨지기 쉽고 발효에 효과적으로 작용하는 유용한 미생물군이 증식되기 어렵다. 따라서 통기성이 나빠지고 혐기 상태로 되며 발효가 원활하게 진행되지 않거나 장기간에 걸쳐 냄새가 나기 쉽다. 특히 주위 온도가 낮은 겨울철에도 발효가 좀처럼 진행되지 않으며 퇴비화에 한층 긴 시간이 필요하다.

따라서 동물의 배설물이나 활성오니 등을 사용하여 유기질 비료를 제조할 때에 이들 피발효 원료에 톱밥, 보리짚, 볏짚, 낙엽등의 식물성 유기물을 혼합한 다음, 수분 함량을 조정하고나서 발효시키는 방법이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 톱밥등의 식물성 유기물은 난분해성 성분을 다량으로 함유하므로 동물의 배설물이나 활성오니에 혼합하여 발효를 실시하면 완숙된 퇴비를 수득하는데 통상적으로 3 내지 6개월의 장기간을 요하는 결점이 있다. 또한 식물성 유기물에 함유된 리그닌 성분이 분해함으로서 생기는 페놀성 산 성분이 유기질 비료에 포함되어 이러한 페놀성 산 성분으로 인해 식물의 생육이 억제되는 결점이 있다.

따라서 상기한 결점을 개선하기 위해 가축 분뇨등의 수분 함량이 높은 유기질 폐기물에 퇴비화물 및 동식물성 유지 또는 이들의 폐유를 첨가 혼합하여 수분함량을 65% 이하로 조절한 다음, 발효시켜 퇴비를 제조하는 방법[참조: 일본국 특허공보 제(소)55-37517호] 및 축산처리공장 등에서 배출된 유기 슬러지에 수분 조정재로서 채종유박 및/또는 피마자유박을 혼합하여 수분 함량을 55 내지 65%로 조절하여 발효시켜 유기질 비료를 제조하는 방법[참조: 일본국 공개특허공보 제(평)3-290386]등이 제안되어 있다. 그러나 이들 종래 방법에 따르는 경우, 가축 분뇨나 유기 슬러지 등의 유기질 폐기물의 수분 함량을 발효에 적합한 것으로 감소시키는데 비교적 가격이 높은 동식물성 유지나 이의 찌거기를 사용하는 것이 필요하므로 비용이 많이 들고 비경제적이며 또한 발효시에 암모니아의 발생이 많아져서 냄새가 강하다는 결점이 있다.

상기한 상황하에 본 발명자들은 가축의 분뇨등의 축산 폐기물이나 기타 유기성 폐기물의 퇴비화를 원활하게 진행시킬 수 있는 방법을 구하여 검토를 거듭하고 있다. 그결과, 아라비녹실란 함량이 20중량% 이상인 밀기울등의 유기물, 소석회, 푸민산 및 특정한 미생물 물질을 특정한 비율로 배합하여 수득되는 생성물이 축산폐기물이나 기타 유기성 폐기물을 단기간에 비료 효력성이 높은 유기질 비료로 변환시킬 수 있으며 발효 촉진재로서 매우 효과적이라는 것을 밝혀내어 선출원했다[참조: 일본국 특허원 제(평)6-251532호 및 제(평)6-312411호].

그리고 본 발명자들은 축산 폐기물등의 유기성 폐기물의 퇴비화에 관해 여러관점에서 연구를 다시했다. 그결과, 유기성 폐기물중에서 축산 폐기물 및/또는 활성오니를 피발효 원료로서 사용하는 경우에 pH를 7.0 내지 8.5의 범위 및 C/N 비를 20 이하의 범위로 유지하면서 이의 수분함량을 55 내지 65중량%의 범위로 조정한다음, 여기에 발효를 촉진시키기 위해 밀기울을 가하여 발효시키면 특별한 발효장치등을 사용하지 않고 매우 간단한 처리 조작으로 냄새발생 등을 억제하면서 예상대로 단기간이면서 경제적으로 비료 효력성이 높은 유기질 비료를 제조할 수 있는 것을 밝혀냈다. 또한 본 발명자들은 이때에 밀기울을 단독으로 사용하는 대신에 밀기울에 본 발명자들이 이미 개발한 상기한 발효 촉진재(즉, 밀기울등의 유기물, 소석회, 후민산 및 특정한 미생물 물질로 이루어진 발효 촉진재)를 함유시킨 밀기울 혼합물을 사용하거나 밀기울에 광물, 소석회, 후민산, 미생물 물질, 기타 발효촉진작용을 하는 성분의 하나 이상을 함유시킨 밀기울 혼합물을 사용하면 축산 폐기물 및/또는 활성오니에서 비료 효력성이 한층 우수한 유기질 비료를 한층 짧은 발효기간에 수득할 수 있는 것을 밝혀내고 이러한 발견에 기초하여 본 발명을 완성했다.

따라서 본 발명은 축산 폐기물 및/또는 활성오니를 피발효 원료로서 사용하는 유기질 비료의 제조방법에서 (i) 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20 이하로 조정하는 공정; 및 (ii) 공정(i)에 의해 수득된 조정 생성물에 밀기울을 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 25 내지 50중량부(건조물로 환산)의 비율로 첨가하여 발효시키는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 유기질 비료의 제조방법에 관한 것이다.

그리고 본 발명은 상기한 방법에 따라 제조한 유기질 비료를 포함한다.

하기에 본 발명에 관해 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 본 발명의 피발효 원료로서 사용하는 "축산 폐기물"은 돼지,소, 말, 양, 염소, 기타 가축류의 사육이나 생산에 따라 발생하는 분뇨, 닭, 메추라기, 칠면조, 오리, 물오리, 집오리등의 가금류의 사육이나 생산에 따라 발생하는 분뇨 및 가축류나 가금류의 사육이나 생산에 따라 발생하는 분뇨, 상기한 가축류나 가금류의 처리공장(예: 도살, 해체, 가공장 등)으로부터 배출된 폐기물 등 중의 하나일 수 있다.

또한 본 발명에서 피발효 원료로서 활성오니를 사용할 수 있으며 활성오니의 종류나 내용등은 하등 제한이 없다. 즉 유기성 폐액의 처리 또는 정화법으로 공기나 산소의 존재하에 활성오니를 사용하여 호기적으로 생물처리를 실시하는 활성오니법이 광범위하게 공지되어 있으며, 활성오니법은 예를 들면, 식품 제조업, 섬유공업, 제지펄프공업, 화학공업, 피혁 제조업, 하수 처리장등의 다양한 분야에서 광범위하게 이용되고 있다. 그리고 활성오니법을 사용하여 각종 공업의 유기성 폐수나 하수등의 처리를 실시하는 경우에는 이의 처리과정에서 다량의 활성오니가 잉여 오니로서 배출되지만, 본 발명에서 이러한 활성오니법을 사용하여 잉여오니등으로서 발생하는 활성오니의 어느 것도 사용할 수 있으며 이의 유래나 활성오니의 성질 등은 조금도 제한되지 않는다.

그리고 본 발명에서 피발효 원료료서 축산 폐기물 및 활성오니 각각을 단독으로 사용하거나 축산 폐기물과 활성오니를 혼합하여 사용할 수 있으며 혼합하여 사용하는 경우에 양자의 혼합 비율은 하등 제한이 없다.

본 발명에서 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료에 대해 우선 상기한 공정(i) [이하, 이것을 「조정공정(i)」이라고 하는 경우가 있다]를실시한다. 조정공정(i)을 실시하기 전의 축산 폐기물 및 활성오니의 수분함량, pH 및 C/N비는 축산 폐기물이나 활성오니의 유래나 종류등에 따라 상이할 수 있으며 일반적으로 수분 함량이 70중량% 이상, 거의 절반이 75 내지 85중량%이고 pH가 약 5 내지 9, 그리고 C/N 비가 약 5 내지 50이며 본 발명에서 조정공정(i)에 있어서 이의 수분 함량, pH 및 C/N 비를 조정하여 수분함량이 55 내지 65중량%, pH가 7.0 내지 8.5 및 C/N 비가 20 이하, 바람직하게는 10 내지 20인 생성물(이하, 이것을 「조정 생성물」이라고 하는 경우가 있다)로 한다.

본 명세서에서 본 발명에서 말하는 조정공정(i)을 실시하기 전의 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 수분함량 띤 조정 생성물의 수분 함량은 130℃에서 2시간 동안 건조할 때의 중량 감소율의 값이며 이의 상세한 것은 하기 실시예에 기재된 바와 같다.

또한 본 발명에서 말하는 조정공정(i)을 실시하기 전의 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 C/N 비 및 조정 생성물의 C/N 비란 C/N 코우더에 의해 전체탄소(C)량과 전체질소(N)량을 구하고 당해 비(C/N)으로 나타낼때의 값이며 이의 상세한 것은 하기 실시예에 기재된 바와 같다.

또한 본 발명에서 말하는 조정공정(i)을 실시하기 전의 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 pH 및 조정 생성물의 pH는 상온(25℃)에서 측정할 때의 값을 말한다.

일반적으로 축산 폐기물 및/또는 활성오니의 수분 함량을 감소시키면 pH도 크게 변화하며 경우에 따라 C/N비도 크게 상승하는 경우가 있으며 본 발명에서 조정 공정(i)에 있어서 상기한 수치, 즉 C/N비가 20이하, 바람직하게는 10 내지 20으로 조정하는 것이 필요하다.

조정공정(i)에서 수득된 조정 생성물의 pH가 7.0 미만이거나 8.5를 초과하면 다음 공정(ii)에서 퇴비화를 촉진시키는 유용 미생물이 원활하게 작용하지 않으며 비료 효력성이 높은 양질의 유기질 비료를 단기간에 수득할 수 없게 된다. 다음 공정(ii)(발효공정)을 단기간에 원활하게 실시하기 위해 조정공정(i)에서 수득되는 조정 생성물의 pH가 7.5 내지 8.0의 범위인 것이 바람직하다.

또한 조정공정(i)에서 수득되는 조정 생성물의 수분 함량이 55중량% 미만이면 발효가 충분하게 실시되지 않으며 또한 발효가 정지되어 버리는 경우도 있는 한편, 65중량%를 초과하면 혐기성 발효가 강해지고 결과로서 퇴비의 발효 속도가 저하되어, 어느 경우에도 다음 공정(ii)에서 발효가 단기간에 원화하게 진행되지 않고 양질의 유기질 비료를 짧은 발효기간으로 수득할 수 없게 된다. 다음 공정(ii)(발효공정)을 단기간에 원활하게 진행시키기 위해 조정공정(i)에서 수득한 조정 생성물의 수분 함량이 58 내지 63중량%의 범위인 것이 바람직하다.

또한 조정공정(i)에서 수득된 조정 생성물의 C/N비가 20보다 높으면 예상대로 다음 공정(ii)에서 발효가 단기간에 원활하게 진행되지 않으며 양질의 유기질 비료가 짧은 발효기간으로 수득되지 않게 된다. 조정 생성물의 C/N비가 10 내지 20인 것이 다음 공정(ii)의 발효를 단기간에 원활하게 실시할 수 있는 점 및 조정공정(i)에서 사용하는 이후에 기재된 완숙한 발효퇴비나 광물의 사용량이 적어질뿐만 아니라 경제적인 점에서 바람직하다.

조정공정(i)에서 조정 생성물의 pH가 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 pH와 별로 달라지지 않도록 하고 또한 조정 생성물의 C/N비가 조정 전보다 높아지지 않도록 하면서 조정 생성물의 수분 함량을 55 내지 65중량%의 범위로 하는 방법으로서

① 완숙된 발효퇴비(일반적으로 이의 수분함량은 40 내지 50중량% 정도이며 C/N비는 20이하이다)를 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료에 조정 생성물의 수분 함량이 55 내지 65중량%로 되는 비율로 가하는 방법.

② 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료에 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토 등의 광물을 조정 생성물의 수분함량이 55 내지 65중량%의 범위로 되는 비율로 가하는 방법.

③ 상기한 ①의 방법에서 사용되는 완숙된 발효 퇴비와 ②에서 열거한 광물을 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료에 조정 생성물의 수분함량이 55 내지 65중량%로 되는 비율로 가하는 방법등을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기한 ① 및 ③의 방법에서 사용하는 완숙된 발효 퇴비로서 C/N비가 20이하인 완숙된 발효 퇴비이면 어느것이나 사용할 수 있으며 이의 제조법이나 유래등은 특별히 제한되지 않는다. 이중에서도 본 발명의 공정(ii)을 통해 수득된 유기질 비료의 일부를 이른바 "회수 퇴비"의 형태로 ① 및 ③의 방법에서 완숙된 발효 퇴비로서 사용하는 것이 간편하고 바람직하다. 조정공정(i)을 실시할 때에 C/N비가 20보다 높은 미숙 퇴비를 사용하면 다음 공정(ii)에서 발효가 불안정하게 되어 단기간에 양질의 유기질 비료가 수득되기 어렵다. 또한 미숙 퇴비는 수분함량이 통상적으로 55중량% 이상으로 높으므로 미숙 퇴비를 사용하여 조정공정(i)을 실시하려고 하면 조정공정(i)에서 다량의 미숙 퇴비를 첨가할 필요가 발생하여 작업량이 많아지고 또한 비용면에서도 바람직하지 않다.

비용이 별로 문제가 되지 않으면 조정공정(i)을 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토 등의 광물을 사용하여 실시하는 ②의 방법 또는 완숙된 발효 퇴비와 당해 광물을 병용하는 ③의 방법을 사용하여 실시하는 것이 바람직하며 특히 ②의 방법이 바람직하다. 광물을 사용하는 경우에 한 종류의 광물을 사용하거나 둘 이상을 병용할 수 있다. 상기한 광물은 다공질 구조를 가지며 흡수성이 우수하고 피발효 원료를 호기성 환경에서 유지시킬 수 있으며 또한 광물 자체가 분해되지 않으며 이것을 가한 피발효 원료의 pH 및 C/N비에 대한 영향이 적다. 따라서 상기한 광물을 사용하여 조정공정(i)을 실시하는 경우에 조정 생성물의 pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20이하로 유지하면서 이의 수분 함량을 55 내지 65중량%로 간단하게 조정할 수 있다. 또한 이에 따라 수득된 조정 생성물은 발효특성이 양호하며 다음 공정(ii)의 발효를 단기간에 매우 양호하게 실시할 수 있다.

조정공정(i)을 실시하기 전의 축산 폐기물 및/또는 활성오니의 수분함량, pH, C/N 비 등에 의해 상이하게 수득되지만, 완숙된 발효퇴비를 단독으로 사용하는 조정공정(i)을 실시하는 경우는 일반적으로, 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료(축산 폐기물과 활성오니의 양쪽을 사용하는 경우에 이의 합계량)100중량부에 대해 완숙된 발효 퇴비를 약 150 내지 300중량부의 비율로 가하면 수분함량 55 내지 65중량%, pH 7.0 내지 8.5 및 C/N비 20이하의 조정 생성물을 원활하게 수득할 수 있다. 또한 상기 광물만을 사용하는 조정공정(i)을 수행하는 경우는 일반적으로 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효원료(축산 폐기물과 활성오니의 양쪽을 사용하는 경우는 이의 합계량) 100중량부에 대해, 광물을 약 50 내지 100중량부의 비율로 첨가하면, 수분함량 55 내지 65중량%, pH 7.0 내지 8.5 및 C/N 비 20이하의 조정 생성물을 원활하게 수득하는 것이 가능하다. 또한 발효 퇴비와 광물의 양쪽을 사용하여 조정공정(i)을 실시하는 경우에 양쪽의 사용 비율을 적당하게 조절함으로써 조정 생성물의 수분함량, pH 및 C/N비를 본 발명의 범위로 할 수 있다.

조정공정(i)에서 수득한 조정 생성물을 그대로 발효시킴으로써 유기질 비료를 수득할 수 있지만, 양질의 유기질 비료(발효퇴비)를 수득하는데 발효 종료까지 통상적으로 1 내지 2개월의 장기간을 요하며 또한 그동안 암모니아의 발생에 따른 특이한 냄새가 장기간에 걸쳐 발생하며 고품질의 유기질 비료를 단기간에 원활하게 수득할 수 없다.

따라서 본 발명에서 조정공정(i)에서 수득한 조정 생성물에 이어서 밀기울 또는 밀기울을 주성분으로 하는 혼합물을 가하여 발효시키는 공정(ii)을 실시하여 비료 효력성이 우수한 고품질의 유기질 비료를 단기간에 원활하게 제조한다.

밀기울은 밀알갱이의 외피이며 주로 밀을 제분할때에 밀가루 부산물로서 제조된다. 밀기울은 헤미셀룰로즈 성분을 고농도로 함유하며(통상적으로 약 35중량% 정도) 또한 밀기울 속에 함유된 헤미셀룰로즈 성분은 아라비노즈 측쇄를 많이 함유하는 아라비녹실란을 함유하는 점이 특징이다.

한편 밀기울과 동일한 성분을 함유하는 것으로서 쌀겨, 글루텐 피드 등을 들 수 있지만, 이들을 사용하는 경우에 밀기울보다 발효 촉진작용이 작으며 밀기울을 사용하는 발효 촉진 작용은 다른 것과 비교하여 대단히 뛰어난 것을 알 수 있다.

밀기울이 쌀겨나 글루텐 피드 등과 비교하여 축산 폐기물 및/또는 활성오니를 사용하는 본 발명의 발효 시스템에서 특히 발효 촉진작용이 우수한 이유는 명확하지 않으며 다음과 같은 이유에 기인된 것이라고 추정된다.

즉 조정공정(i)에서 조정 생성물에 밀기울을 가한 경우에 아라비녹실란을 분해할 수 있는 미생물을 선택적으로 증식시킬 수 있으며 이러한 미생물이 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 발효에 효과적으로 작용하며 밀기울은 C/N비가 15부근이며(이와 관련하여 쌀겨의 C/N비=약 10 및 글루텐 피드의 C/N비=약 10) 동시에 수분 함량이 15중량% 이하로 낮으며(이와 관련하여 쌀겨의 수분함량=약 20중량% 및 글루텐 피드의 수분함량=약 15중량%), 그결과 피발효 시스템내에 공극이 많이 형성되며 증식된 아라비녹실란 분해 능력을 갖는 미생물이 활발하면서 원활하게 작용함으로써 단기간에 비료 효력성이 높은 유기질 비료를 수득하는 것으로 추정된다.

그리고 본 발명에서 공정(ii)을 실시할 때에 조정공정(i)에서 조정 생성물을 수득하는데 사용하는 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료(축산 폐기물과 활성오니의 양쪽을 사용하는 경우에 이의 합계량) 100중량부(건조물로 환산)에 대해 밀기울 또는 밀기울을 주성분으로 하는 혼합물을 밀기울 총량으로 20 내지 50중량부(건조물로 환산)의 비율로 첨가하여 발효를 실시하는 것이 필요하다.밀기울 총량 첨가비율이 25중량부(건조물로 환산)보다 적으면 발효 진행이 늦어지고 발효열이 올라가지 않으므로 발효가 원활하게 진행되지 않아 고품질의 유기질 비료를 단기간에 수득할 수 없게 되고 동일하게 50중량부보다 많으면 발효중에 pH의 저하가 발생하여 예상대로 발효가 원활하게 진행되지 않아 고품질의 유기질 비료를 단기간에 수득할 수 없게 된다. 일반적으로 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 밀기울 또는 밀기울 혼합물의 첨가량이 밀기울 총량으로 30 내지 45중량부(건조물로 환산)인 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기와 같이 공정(ii)에서 사용하는 발효를 촉진시키는 재료는 밀기울 단독 또는 밀기울을 주성분으로 하는 혼합물 중의 하나일 수 있다. 어느 경우에도 여기서 사용되는 밀기울의 유래, 제조법, 내용 등은 특별히 제한하지 않으며 밀로부터 수득되는 밀기울이면 양호하다.

발효를 촉진시키는 재료로서 밀기울 혼합물을 사용하는 경우에 밀기울 혼합물의 전체 중량에 기초하여 밀기울을 50중량% 이상, 바람직하게는 70중량% 이상 함유하는 동시에 나머지(50중량% 미만)가 발효를 억제하지 않은 성분으로 이루어진 밀기울 혼합물중 어느 것이나 사용할 수 있다. 이중에서도 밀기울 혼합물에서 밀기울과 함께 예를 들면, 소석회, 유용 미생물, 후민산이나 후루보산 등의 부식산, 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토 등의 광물 등의 발효 촉진작용을 하는 성분의 한 종류 이상을 첨가하여 사용하도록 하면 공정(ii)의 발효를 한층 단기간에 원활하게 수행할 수 있도록 하므로 바람직하다.

또한 공정(ii)에서 밀기울에 발효 촉진작용을 하는 성분을 첨가하여 사용하는 대신에 (a) 본 발명자들이 이전에 개발한 밀기울, 소석회, 후민산 및 특정한 미생물 물질을 포함하는 일본국 특허원 제(평)6-251532호 및 제(평)6-312411호에 기재된 발효 촉진재만을 그대로 사용하거나 (b) 이들 선원발명의 밀기울, 소석회, 후민산 및 특정한 미생물 물질을 함유하는 발효 촉진재를 밀기울에 가한 것을 사용할 수 있다.

그리고 (a) 및 (b)의 어느 경우에도 공정(ii)에 사용되는 발효를 촉진시키는 재료가 밀기울, 소석회, 후민산 및 특정한 미생물 물질로 이루어진 발효 촉진재를 함유하므로 축산 폐기물 및/또는 활성오니의 발효가 한층 촉진되어 비료 효력성이 우수한 고품질의 유기질 비료를 한층 단기간에 수득할 수 있다.

(a) 및 (b)에서 사용되는 발효 촉진재는 하기한 발효 촉진재(1) 내지 발효 촉진재(3)중의 하나를 사용할 수 있다.

발효 촉진재(1)

밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재이며 여기서 미생물 물질은 밀기울 50 내지 80중량부와 흡착성 광물재료 및/또는 탄류 50 내지 20중량%로 이루어진 혼합물을 발효 원료로서 사용하고 아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus), 아스페르길루스 오리제(Aspergillus oryzae) 및/또는 아스페르길루스 소야(Aspergillus sojae)의 존재하에 1차 발효시킨 다음, 스트렙토마이세스(Streptomyces)속 방선균, 슈도모나스(Pseudomonas)속 세균 및/또는 바실루스(Bacillus)속 세균의 존재하에 2차 발효시켜 수득한 것이다.

발효 촉진재(2)

밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재이며 여기서 미생물 물질은 밀기울에 스트렙토마이세스속 방선균, 슈도모나스속 세균 및/또는 바실루스속 세균을 가하고 밀기울의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시시키고 발효 동안 밀기울의 pH를 6.0 내지 9.5의 범위로 유지하여 발효시켜 수득한 것이다.

발효 촉진재(3)

밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재이며 여기서 미생물 물질은 밀기울과 밀기울에 대해 등중량 이하의 흡착성 광물재료 및/또는 탄류로 이루어진 혼합물에 스트렙토마이세스속 방선균, 슈도모나스속 세균 및/또는 바실루스속 세균을 가하고 당해 혼합물의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시시키고 발효중의 혼합물의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시시키고 발효중의 혼합물의 pH를 6.0 내지 9.5의 범위로 유지하여 발효시켜 수득한 것이다.

여기서 발효 촉진재(1) 내지 발효 촉진재(3)에서 사용하는 후민산은 석탄화도가 낮은 이탄, 아탄등의 젊은 탄류에 함유된 알칼리 가용의 부정형 고분자 유기산이면 모두 양호하며 인공물 또는 천연물일 수 있다. 또한 인공 후민산의 원료인 젊은 탄을 미분쇄하고 질산으로 산화 분해하여 수득한 니트로후민산 및 이의 염료도 사용할 수 있다. 또한 후민산 대신에 이탄, 아탄등의 젊은 탄 등의 후민산을 함유하는 물질을 사용할 수 있으며 이탄, 아탄등의 젊은 탄류를 그대로 사용하지 않고 이들로부터 분리된 후민산이나 니트로후민산 또는 이의 염류를 사용하는 것이 소량의 사용량으로 퇴비화에 유용한 미생물의 증식을 실시할 수 있으므로 바람직하다.

또한 발효 촉진재(1)에서 사용하는 미생물 물질에 대해서 일반적으로 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.

발효 촉진재(1)에서 사용하는 미생물 물질의 제조법

밀기울 50 내지 80%, 바람직하게는 60 내지 70%와 제올라이트, 버미쿠라이트 등의 흡착성 광물재료, 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄, 골탄등의 탄류의 하나 이상을 50 내지 20%, 바람직하게는 40 내지 30%로 이루어진 혼합물에 경우에 따라 황산암모늄이나 과인산석회 등의 질소원, 인원, 칼륨원, 철원인 무기질 비료 성분등을 약 5% 이하의 양으로 혼합하여 발효 원료를 형성하고 바람직하게는 이러한 발효 원료를 멸균 처리하여 잡균등을 사멸시킨 다음, 아스페르길루스 플라부스, 아스페르길루스 오리제 및 아스페르길루스 소야로 이루어진 균중 하나 이상의 존재하에 우선 1차 발효시킨다.

이어서 pH를 6.0 내지 7.5로 조정한 1치 발효물을 밀기울을 자원화할 수 있는 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속 방선균, 슈도모나스(Pseudomonas)속 세균 및 바실루스(Bacillus)속 세균중에서 하나 이상의 존재하에 바람직하게는 pH를 6.0 내지 9.0, 보다 바람직하게는 pH 7.0 내지 7.5에서 2차 발효시킨다. 이때에 스트렙토마이세스속 방선균으로서 특히, 스트렙토마이세스 헤이미(Streptomyces heimi),스트렙토마이세스 플라베올루스(Streptomyces flaveolus), 스트렙토마이세스 미시오넨시스(Streptomyces misionensis), 스트렙토마이세스 퓨마누스(Streptomyces fumanus), 스트렙토마이세스 알불루스(Streptomyces albulus) 및 스트렙토마이세스 그리세오푸스쿠스 (Streptomyces griseofuscus)등의 균류가 자원화 효과가 높아서 유용하다. 또한 유용한 슈도모나스속 세균의 예로서 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida)등을 들 수 있으며 유용한 바실루스속 세균의 예로서 바실루스 써큐란스(Bacillus circulans), 바실루스 서브틸루스(Bacillus subtilis)등을 열거할 수 있다. 2차 발효에 사용되는 스트렙토마이세스속 방선균, 슈나모나스속 세균 및 바실루스속 세균은 모두 공지된 것을 사용하면 양호하며 시판하는 것 또는 분양 입수할 수 있는 것을 사용할 수 있으며 이의 상세한 것에 대해서 일본국 특허원 제(평)6-72900호의 명세서에 기재되어 있다.

상기와 같이 2차 발효를 실시하면 2차 발효의 종료시에 발효 생성물속에서 2차 발효용으로 첨가한 상기한 균류가 증식되며 악취가 없는 보송보송한 미립상의 미생물 물질이 수득된다.

또한 발효 촉진재(2) 및 (3) 각각에서 사용하는 미생물 물질은 일반적으로 다음과 같이 하여 제조할 수 있다.

발효 촉진재(2)에서 사용하는 미생물 물질의 제조법

발효 원료로서 밀기울에 스트렙토마이세스속 방선균, 슈도모나스속 세균 및 바실루스속 세균중에서 하나 이상을 가하고 발효 원료의 pH를 6.0 내지 12.0으로조정하여 발효를 개시시키고 발효중에 발효 원료의 pH가 6.0 내지 9.5 범위로 유지되도록 pH를 조정하면서 발효시켜 제조한다.

발효 촉진재(3)에서 사용하는 미생물 물질의 제조법

발효 원료로서 밀기울과 당해 밀기울에 대해 등중량 이하의 흡착성 광물 및 탄류에서 선택된 하나 이상과의 혼합물로 이루어진 발효 원료에 스트렙토미스세속 방선균, 슈도모나스속 세균 및 바실루스속 세균중의 하나 이상을 가하고 발효 원료의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시시키고 발효중에 발효 원료의 pH가 6.0 내지 9.5범위로 유지되도록 pH를 조정하면서 발효시켜 제조한다.

그리고 본 발명의 공정(ii)에서 조정공정(i)으로부터의 조정 생성물에 대해 밀기울 또는 밀기울 혼합물을 상기한 비율로 가하여 발효를 실시하여 유기질 비료를 제조하지만, 공정(ii)의 발효는 혼합물을 가끔 교반하여(잘라 뒤집어) 가능한한, 호기 조건하에서 실시하는 것이 발효 시간의 단축 및 비료 효력성이 높은 유기질 비료를 수득할 수 있는 점에서 바람직하며 이때에 교반(잘라 뒤집기)은 통상적으로 1주간에 1 내지 5회 정도 실시하면 충분하다.

그리고 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료와 공정(ii)에서 사용하는 밀기울 또는 밀기울 혼합물의 합계 중량의 약 1/2까지 또는 축산 폐기물 및/또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료 및 공정(ii)에서 사용하는 밀기울 또는 밀기울 혼합물의 총 용적의 1/2까지 발효 생성물의 중량 또는 용적이 감소되면 발효가 충분하게 실시되어 완숙된 퇴비(유기질 비료)가 되는 경우가 많으므로 이것을 유기질 비료로서 사용하는 것이 양호하다.

상기한 본 발명의 방법에 따른 경우에 발효에 요하는 시간이 짧으므로 냄새의 원인인 암모니아의 발생기간의 짧으며 또한 수득된 유기질 비료는 발효가 충분히 또한 양호한 상태로 실시되므로 악취나 이취가 없다. 이외로 분해가 진행되어 입도가 미세한 상태가 되므로 취급성이 우수하고 야채류, 벼나 보리로 대표되는 곡류, 화초, 과수, 잔디, 기타 수목등의 식물용 비료로서 효과적으로 사용할 수 있다. 이 경우에 식물에 대한 본 발명의 유기질 비료의 시비방법은 통상적인 유기질 비료의 경우와 동일하게 실시할 수 있으며 특별히 제한되지 않는다.

실시예

하기에 본 발명을 실시예등에 따라 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 의해 전혀 한정되지 않는다. 하기의 예에서 조정공정(i)을 실시하기 전의 축산 폐기물과 활성오니 및 이의 조정 생성물의 수분함량, 조정공정(i)을 실시하기 전의 축산 폐기물과 활성오니로 이루어진 피발효 원료 및 조정 생성물의 C/N비, 낭아초의 생육도 평가 그리고 발효에 따라 수득되는 유기질 비료속의 방선균수의 측정은 하기와 같이 수행된다.

피발효 원료 및 이의 조정 생성물의 수분 함량의 측정

샘플 20g을 스텐레스제 용기(10cm x 15cm x 2cm)에 넣고 130℃에서 2시간동안 건열 건조한 다음, 중량의 감소율을 구하고 이것을 수분함량(%)으로 한다.

피발효 원료 및 이의 조정 생성물의 C/N비의 측정

샘플 0.5g을 샘플관에 넣고 C/N 코우더(스미토모가가쿠스미그래프사제;NC-90A)를 사용하여 전체 탄소(c)량과 전체 질소(N)량을 구하고 이의 비(C/N)를 구한다.

낭아초의 생육도 평가

실시예 또는 비교실시예에서 수득한 유기질 비료를 사용하여 낭아초에 대한 생육 시험을 다음과 같이 실시하여 생육도를 평가한다.

유기질 비료 1g에 대해 물 30ml를 가하고 교반한 다음, 60℃에서 3시간 동안 방치한다. 이어서 여과지(도요로시 No. 5)를 사용하여 여과를 실시하여 수득된 여액 2ml를 여과지 (도요로시 No. 2) 2장을 깔은 샤알레에 넣고 낭아초의 종자 약 30개를 뿌려 25℃의 항온조내에서 배양한다. 배양은 4일간 실시하고 낭아초의 생육도를 하기 표1에 기재한 평가기준에 따라 10명의 패널이 점수 평가하여 이의 평균치를 구한다.

표 1

[낭아초 생육도의 평가기준]

방선균수의 측정법

실시예 또는 비교실시예에서 수득한 유리질 비료[축산 폐기물 또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료 및 공정(ii)에서 사용하는 밀기울 또는 밀기울을 주성분으로 하는 발효 촉진재의 총 중량의 약 1/2로 될 때에 수득되는 유기질 비료]의 일부를 채취하여 이의 방선균수를 다음과 같이 희석 한천 평판 배양법을 사용하여 측정한다.

즉 물 1ℓ당 전분 10g, 카제인 0.3g, KNO₃2g, NaCl 2g, K₂HPO₄2g, MgSO₄·7H₂O 0.05g, CaCO₃0.02g, FeSO₄·7H₂O 0.01g, 한천 18g 및 사이클로헥시마이드(방미제) 0.06g을 가하여 조제한 한천 평판 배지(pH 7.2)를 사용하여 30℃에서 6일 동안 배양할 때의 콜로니수를 측정한다.

실시예 1

(1) 우분(수분 함량 80중량%, pH 8.1, C/N비 16.5) 5kg에 대해 완숙된 우분/톱밥 퇴비(수분 함량 45중량%, pH 7.8, C/N비 18.5; 우분 10kg에 톱밥 25kg을 가하여 4개월 동안 발효시켜 수득한 퇴비) 6.5kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 60중량%, pH 8.0 및 C/N 비 17.6의 조정 생성물을 수득한다 [조정 공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 11.5kg에 대해 밀기울(수분 함량 14중량%) 0.4kg을 첨가하여(우분 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 0.34kg의 비율)혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 온도를 25℃로 설정한 실내에 방치하고 2일에 1회의 비율로 교반하여 중량의 감소를 경시적으로 측정한다. 피발효 원료인 우분 및 밀기울의 합계 중량이 5.4kg이고 이의 1/2인 2.7kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다[공정(ii)]. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

실시예 2

(1) 활성오니(수분 함량 85중량%, pH 7.9, C/N비 7.9) 5kg에 대해 완숙된 우분/톱밥 퇴비(수분 함량 45중량%, pH 7.8, C/N 비 18.5; 우분 10kg에 톱밥 25kg을 가하여 4개월 동안 발효시켜 수득한 퇴비) 7kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 62중량%, pH 7.9 및 C/N 비 14.1의 조정 생성물을 수득한다 [공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 12kg에 대해 밀기울(수분 함량 14중량%) 0.3kg, 후민산(테르나이트사제 「니트로후민산」) 10g 및 소석회 10g을 혼합하여 이루어진 밀기울 혼합물(발효 조재: 밀기울 함량 93.8중량%)을 첨가하여 (활성오니 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 0.35kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 활성오니 및 밀기울 혼합물의 합계 중량이 약 5.3kg이고 이의 1/2인 2.65kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지 날짜를 세는 동시에 여기서 수득한 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭아초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

실시예 3

(1) 돈분(수분 함량 75중량%, pH 7.6, C/N 비 13.2) 5kg에 대해 버미큐라이트(수분 함량 10중량%, pH 7.2) 2kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 56중량%, pH 7.5 및 C/N비 13.2의 조정 생성물을 수득한다[공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 7kg에 대해 밀기울(수분 함량 14중량%) 0.45kg을 첨가하여(돈분 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 0.31kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 돈분 및 밀기울의 합계 중량이 5.45kg이고 이의 1/2인 2.73kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

비교실시예 1

(1) 우분(수분 함량 80중량%, pH 8.1, C/N비 16.5) 5kg에 대해 완숙된 우분/톱밥 퇴비(수분 함량 45중량%, pH 7.8, C/N비 18.5; 우분 10kg에 톱밥 25kg을 가하여 4개월 동안 발효시켜 수득한 퇴비) 6.5kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 60중량%, pH 8.0 및 C/N비 17.6의 조정 생성물을 수득한다 [조정 공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 11.5kg에 대해 쌀겨(수분 함량 20중량%) 0.4kg을 첨가하여(우분 건조물 1kg에 대해 쌀겨 건조물 0.32kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 우분과 쌀겨의 합계 중량이 5.45kg이고 이의 1/2인 2.73kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

비교실시예 2

(1) 활성오니(수분 함량 85중량%, pH 7.9, C/N비 7.9) 5kg에 대해 벼짚(수분함량 35중량%, pH 6.8, C/N비 67.0) 4kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 63중량%, pH 7.4 및 C/N비 34.2의 조정 생성물을 수득한다[공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 9kg에 대해 밀기울(수분 함량 14중량) 0.3kg, 후민산 10g 및 소석회 10g을 혼합하여 이루어진 밀기울 혼합물(밀기울 함량 93.8중량%)을 첨가하여 (활성오니 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 0.35kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 활성오니 및 밀기울 혼합물의 합계 중량이 약 5.3kg이고 이의 1/2인 2.65kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지 날짜를 세는 동시에 여기서 수득한 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭아초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 한 바, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

비교실시예 3

돈분(수분 함량 75중량%, pH 7.6, C/N비 13.2) 5kg에 대해 밀기울(수분 함량 15중량%, pH 6.5, C/N비 15.0) 2.5kg을 직접 첨가하여 (돈분 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 1.7kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 돈분 및 밀기울의 합계 중량이 7.5kg이고 이의 1/2인 3.75kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 2에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

표 2

표 2의 결과로부터 축산 폐기물(우분 또는 돈분) 또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20 이하로 조정한 다음에 밀기울 또는 밀기울을 주성분으로 하는 발효 촉진재를 축산 폐기물 또는 활성오니로 이루어진 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 25내지 50중량부(건조물로 환산)의 범위의 비율로 첨가하여 발효시킨 실시예 1 내지 3에 따른 경우에 피발효 원료 및 밀기울의 초기의 합계 중량의 1/2까지로 되는데 요하는 발효 시간이 모두 18일 이하로 단축되며 또한 이에 따라 수득된 유기질 비료는 유용 미생물인 방선균수가 많아 낭아초 생육도도 양호하며 비료 효력성이 우수한 것을 알 수 있다.

이에 대해 비교실시예 1의 결과로부터 축산 폐기물(우분)로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20 이하로 조정하지만 발효를 촉진하는 것으로서 밀기울을 사용하지 않고 쌀겨를 사용하는 경우에 피발효 원료 및 발효를 촉진하는 재료의 최초의 합계 중량의 1/2까지로 되는데 요하는 발효 시간이 28일로서 실시예 1과 비교하여 대폭적으로 길고 또한 이에 따라 수득되는 유기질 비료는 유용 미생물인 방선균수가 적어 낭아초 생육도도 불량하며 비료 효력성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

또, 비교실시예 2의 결과로부터 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 조정 생성물에 있어서 수분함량 및 pH는 본 발명과 동일한 범위이지만, C/N 비는 34.2로 극히 높은 조정 생성물인 경우는 발효를 촉진시키는 것으로서 밀기울 혼합물을 이용하더라도, 피발효원료 및 발효재료의 최초의 합계중량의 1/2까지 되는데 필요한 발효시간이 45일로서 실시예 2와 비교하여 대폭적으로 길며, 또한 이에 따라 수득되는 유기질 비료는 유용 미생물인 방선균수가 적어 낭아초 생육도도 불량하고 비료 효력성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

또한 비교실시예 3의 결과로부터 돈분으로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량, pH 및 C/N비(특히, 수분 함량)을 본 발명의 범위로 조정하지 않고 밀기울을 직접 가하여 발효를 실시하는 경우에 피발효 원료 및 밀기울의 최초의 합계 중량의 1/2까지로 되는데 필요한 발효 시간이 40일로서 실시예 3과 비교하여 대폭적으로 길며 또한 이에 따라 수득되는 유기질 비료는 유용 미생물인 방사선 균수가 적어 낭아초 생육도도 불량하며 비료 효력성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

참고실시예 1

발효 촉진재(1)에서 사용되는 미생물 물질의 제조

밀기울 50kg, 제올라이트 5kg 및 버미큐라이트 25kg으로 이루어진 혼합물(합계 80kg : 혼합물 중의 밀기울 함량 62.5%)을 대형 혼합기를 사용하여 균일하게 혼합한 다음, 물 45kg을 가하여 다시 혼합한 다음, 가열 증기를 사용하여 멸균 처리한다. 멸균 처리후의 혼합물의 수분 함량은 40%이다. 다음에 아스페르길루스 오리제(Aspergillus oryzae)(IFO 30105)의 건조 균체 70g을 가하여 균일하게 혼합한 다음, 주위 온도를 27℃로 조정하여 호기적 조건하에 48시간 동안 1차 발효시킨다. 1차 발효 도중에 2회 잘라뒤집기를 실시한다. 이어서 스트렙토마이세스 플라베올라스균 (IFO 12768) 및 바실루스 써큐란스(IFO 13640)를 각각 70g씩 첨가하여 균일하게 혼합하고 호기적 조건하에 주위 온도를 25℃로 조절하여 도중에 2회 잘라뒤집기(교반)를 실시하여 72시간 동안 2차 발효시켜 미생물 물질을 수득한다.

참고실시예 2

발효 촉진재(1)의 제조

밀기울 100중량부에 대해 소석회 2중량부, 실시예 2에서 사용한 것과 동일한후민산 5중량부 및 참고실시예 1에서 수득한 미생물 물질 5중량부를 혼합하여 발효 촉진재(1)를 제조한다.

실시예 4

(1) 우분(수분 함량 80중량%, pH 8.1, C/N 비 16.5) 5kg에 대해 버미큐라이트(수분 함량 10중량%, pH 7.2) 2kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 60중량%, pH 7.6 및 C/N 비 16.5의 조정 생성물을 수득한다[공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 7kg에 대해 밀기울(수분 함량 15중량%) 0.2kg 및 참고실시예 2에서 수득한 발효 촉진재(1) 0.3kg을 첨가하여(우분 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 0.31kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 우분 및 발효 촉진재의 합계 중량이 5.5kg이고 이의 1/2인 2.75kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 3에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

실시예 5

(1) 우분(수분 함량 80중량%, pH 8.1, C/N 비 16.5) 5kg에 대해 버미큐라이트(수분 함량 10중량%, pH 7.2) 2kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 60중량%, pH 7.6 및 C/N비 16.5의 조정 생성물을 수득한다[공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 7kg에 대해 참고실시예 2에서 수득한 발효 촉진재(1) 0.5kg을 발효 조재로서 첨가하여 (우분 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 0.27kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 ×깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 우분 및 발효 촉진재(1)의 합계 중량이 5.5kg이고 이의 1/2인 2.75kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 3에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

비교실시예 4

(1) 우분(수분 함량 80중량%, pH 8.1, C/N 비 16.5) 5kg에 대해 버미큐라이트(수분 함량 10중량%, pH 7.2) 2kg을 첨가 혼합하여 수분 함량 60중량%, pH 7.6 및 C/N 비 16.5의 조정 생성물을 수득한다[공정(i)].

(2) 상기한 (1)에서 수득한 조정 생성물 7kg에 대해 밀기울 0.2kg을 첨가하여 (우분 건조물 1kg에 대해 밀기울 건조물 0.17kg의 비율) 혼합 교반한 다음, 이것을 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 30cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 하기에서 실시예 1과 동일하게 발효를 실시하여 피발효 원료인 우분 및 밀기울의 합계 중량이 5.2kg이고 이의 1/2인 2.6kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 3에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

참고실시예 3

(1) 밀기울 1kg에 소석회 20g, 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 후민산 50g 및 참고실시예 1에서 수득한 미생물 물질 100g을 혼합하여 발효 촉진재(1)를 제조한다.

(2) 가축 배설물(소와 돼지의 배설물의 혼합물) 10kg에 대해 (1)에서 조제한 발효 촉진재(1)의 전량을 혼합하여 세로 x 가로 x 깊이 = 26cm x 34cm x 35cm의 발포 스티로폴 용기에 넣어 (두께 약 35cm), 온도가 약 15 내지 20℃의 실내에 방치하고 2일에 한번의 비율로 교반하여 발효중의 중량을 경시적으로 측정하고 피발효 원료인 소와 돼지의 배성물 및 발효 촉진재의 합계 중량이 약 11.2kg이고 이의 1/2인 5.6kg까지 중량이 감소된 시점을 발효 종료점으로 하여 유기질 비료를 제조한다. 이때에 발효 종료점에 도달할 때까지의 날짜를 세는 동시에 여기서 수득된 유기질 비료를 사용하여 상기한 방법으로 낭마초의 생육도 평가 및 방선균수의 측정을 실시한 바, 하기 표 3에 기재된 바와 같이 결과가 나온다.

표 3

상기한 표3의 결과로부터 축산 폐기물(우분)로 이루어진 피발효 원료의 수분함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20이하로 조정한 다음에 밀기울과 발효 촉진재(1)과의 혼합물을 가하는 동시에 축산 폐기물로 이루어진 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 25 내지 50중량부(건조물로 환산) 범위의 비율로 첨가하여 발효시킨 실시예 4 및 축산 폐기물(우분)로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20이하로 조정한 다음에 밀기울을 주성분으로 하는 발효 촉진재(1)(밀기울 혼합물)를 그대로가하는 동시에 축산 폐기물로 이루어진 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 25 내지 50중량부(건조물로 환산) 범위의 비율로 첨가하여 발효시킨 실시예 5에 따른 경우에 피발효 원료 및 발효 조재의 최초의 합계 중량의 1/2까지 되는데 요하는 발효시간이 모두 15일 이하로, 실시예 1 내지 3보다도 한층 짧아지며 또한 이에 따라 수득되는 유기질 비료는 유융 미생물인 방선균수가 매우 많아 낭아초 생육도도 양호하며 비료 효력성이 우수한 것을 알 수 있다.

또한 상기한 표3의 결과로부터 축산 폐기물(우분)로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20이하로 조정한 다음에 밀기울과 발효 촉진재(1)와의 밀기울 혼합물 또는 발효 촉진재(1)만을 가하여 발효를 실시하는 실시예 4 및 실시예 5의 경우에 축산 폐기물로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량등을 조절하지 않고 그대로 발효 촉진재(1)를 직접 가하여 발효를 실시하는 참고실시예 3보다 피발효 원료 및 발효를 촉진하는 재료의 최초의 합계 중량의 1/2까지 되는데 요하는 발효 시간이 한층 짧아지는 동시에 유용 미생물인 방선균수도 증가하는 것을 알 수 있다.

이에 대해 비교실시예 4의 결과로부터 축산 폐기물(우분)로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량을 55 내지 65중량%, pH를 7.0 내지 8.5 및 C/N비를 20이하로 조정하지만 발효를 촉진하기 위해 사용하는 밀기울의 비율이 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 25중량부(건조물로 환산) 미만으로서 본 발명의 범위에서 벗어나는 경우에는 피발효 원료 및 밀기울의 최초의 합계 중량의 1/2까지 되는데 요하는 발효 시간이 45일이며 실시예 4 및 실시예 5와 비교하여 대폭적으로 길어지고 또한 이에 따라 수득되는 유기질 비료는 유용한 미생물인 방선균수가 적어서 낭아초 생육도도 불량하며 비료 효력성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 경우에 종래부터 이의 취급이 고려되고 있는 축산 폐기물 및 활성오니의 적어도 한쪽을 피발효 원료로서 사용하여 양호한 발효 상태를 유지하면서 비료 효력성이 우수한 고품질의 유기질 비료를 짧은 발효기간으로 특별한 장치등을 사용하지 않고 간단하면서 경제적으로 제조할 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 경우에 유리질 비료를 제조할 때에 냄새의 원인인 암모니아의 발생이나 기타 냄새의 발생이 억제되고 또한 발효 기간이 짧으므로 비록 냄새가 발생하는 경우이더라도 그 기간이 짧아진다.

또한 본 발명에서 발효를 촉진시키기 위한 재료로서 밀기울로 주로 이루어지는 동시에 광물, 소석회, 후민산, 미생물 물질 등의 발효 촉진작용을 하는 성분 하나 이상을 함유하는 밀기울 혼합물을 사용하는 경우에 유기질 비료를 제조하기 위한 발효 기간을 더욱 단축시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 축산 폐기물, 활성오니, 또는 축산 폐기물과 활성오니를 피발효 원료로서 사용하는 유기질 비료의 제조방법에서,

   (i) 축산 폐기물, 활성오니, 또는 축산 폐기물과 활성오니로 이루어진 피발효 원료의 수분 함량을 55 내지 65중량%로, pH를 7.0 내지 8.5로, C/N 비를 20 이하로 조정하는 공정; 및

   (ii) 공정(i)에 의해 수득된 조정 생성물에 밀기울을 피발효 원료 100중량부(건조물로 환산)에 대해 25 내지 50중량부(건조물로 환산)의 비율로 첨가하여 발효시키는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 유기질 비료의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 공정(ii)에서 밀기울과 함께 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 광물; 소석회; 유기 미생물; 및 부식산 중 하나 이상을 첨가하는 유기질 비료의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 공정(ii)에서 밀기울 대신에 밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부, 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재를 첨가하며,

   여기서, 미생물 물질은 밀기울 50 내지 80중량%와, 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료; 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류; 또는 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료와 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류 50 내지 20중량%로 이루어진 혼합물을 발효 원료로서 사용하고,

   아스페르길루스 플라부스(Aspergillus flavus), 아스페르길루스 오리제(Aspergillus oryzae) 및 아스레르길루스 소야(Aspergillus sojae) 중 하나 이상의 존재하에 1차 발효시킨 다음,

   스트렙토마이세스(Streptomyces)속 방선균, 슈도모나스(Pseudomonas)속 세균 및 바실루스(Bacillus)속 세균 중 하나 이상의 존재하에 2차 발효시켜 수득하는 것인,유기질 비료의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 공정(ii)에서 밀기울 대신에 밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부, 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재를 첨가하며,

   여기서, 미생물 물질은 밀기울에 스트렙토마이세스속 방선균, 슈토모나스속 세균 및 바실루스속 세균 중 하나 이상을 가하고 밀기울의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시하고 발효중에 밀기울의 pH를 6.0 내지 9.5의 범위로 유지하여 발효시켜 수득하는 것인,유기질 비료의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 공정(ii)에서 밀기울 대신에 밀기울 100중량부, 소석회 1내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부, 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재를 첨가하며,

   여기서, 미생물 물질은 밀기울과 밀기울에 대해 등중량 이하의, 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료; 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류; 또는 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료와 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류로 이루어진 혼합물에 스트렙토마이세스속 방선균, 슈도모나스속 세균 및 바실루스속 세균 중 하나 이상을 가하고 혼합물의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시하고 발효중에 혼합물의 pH를 6.0 내지 9.5의 범위로 유지하여 발효시켜 수득하는 것인,유기질 비료의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 공정(ii)에서 밀기울과 함께 밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부, 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재를 첨가하며,

   여기서, 미생물 물질은 밀기울 50 내지 80중량%와, 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료; 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류; 또는 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료와 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류 50 내지20중량%로 이루어진 혼합물을 발효 원료로서 사용하고,

   아스페르길루스 플라부스, 아스페르길루스 오리제 및 아스페르길루스 소야중 하나 이상의 존재하에 1차 발효시킨 다음,

   스트렙토마이세스속 방선균, 슈도모나스속 세균 및 바실루스속 세균 중 하나 이상의 존재하에 2차 발효시켜 수득하는 것인,유기질 비료의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 공정(ii)에서 밀기울과 함께 밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부, 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재를 첨가하며,

   여기서, 미생물 물질은 밀기울에 스트렙토마이세스속 방선균, 슈도모나스속 세균 및 바실루스속 세균 중 하나 이상을 가하고 밀기울의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시하고 발효중에 밀기울의 pH를 6.0 내지 9.5의 범위로 유지하여 발효시켜 수득하는 것인,유기질 비료의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 공정(ii)에서 밀기울과 함께 밀기울 100중량부, 소석회 1 내지 3중량부, 후민산 3 내지 10중량부, 및 미생물 물질 5 내지 20중량부로 이루어진 발효 촉진재를 첨가하며,

   여기서, 미생물 물질은 밀기울과 밀기울에 대해 등중량 이하의, 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료; 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류; 또는 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 1종 이상의 흡착성 광물재료와 목탄, 훈탄, 왕겨탄, 활성탄 및 골탄으로부터 선택되는 하나 이상의 탄류로 이루어진 혼합물에 스트렙토마이세스속 방선균, 슈도모나스속 세균 및 바실루스속 세균 중 하나 이상을 가하고 혼합물의 pH를 6.0 내지 12.0으로 조정하여 발효를 개시하고 발효중에 혼합물의 pH를 6.0 내지 9.5의 범위로 유지하여 발효시켜 수득하는 것인,유기질 비료의 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 공정(i)에서 피발효 원료의 수분함량, pH 및 C/N 비의 조정을 C/N 비가 20 이하인 완숙된 발효퇴비 및 버미큐라이트, 퍼라이트, 제올라이트, 규조토로부터 선택되는 광물 중 하나 이상을 사용하여 실시하는 제조방법.
10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따른 제조방법을 사용하여 수득되는 유기질 비료.