KR101559168B1 - 효소발효 복합비료 - Google Patents

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KR101559168B1
KR101559168B1 KR1020150046068A KR20150046068A KR101559168B1 KR 101559168 B1 KR101559168 B1 KR 101559168B1 KR 1020150046068 A KR1020150046068 A KR 1020150046068A KR 20150046068 A KR20150046068 A KR 20150046068A KR 101559168 B1 KR101559168 B1 KR 101559168B1
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Abstract

본 발명은 양액 관주용 효소발효 복합비료에 관한 것이다.
본 발명은 광물질 15~25중량%, 콩단백질 10~30중량%, 과실추출물 3~4중량%, 효소 4~6중량%, 미량원소를 포함한 무기질 비료로서 질소 8~27중량%, 칼륨 7~33중량%, 인산 5~9중량%, 고토 2~4중량%, 붕소 1~2중량%, 아연 0.3~0.7중량%, 철 0.3~0.7중량%, 구리 0.3~0.7중량%, 망간 0.3~0.7중량%, 몰리브덴 0.005~0.05중량%가 혼합된 유기질 효소 혼합 복합물 배지 70~95중량%와, 질소고정균과 칼륨가용화균 및 인산가용화균이 균등하게 배합된 미생물 혼합물 5~30중량%를 접종하고, 이를 배양 농축 및 냉동건조하여 분말상으로 제조되는 것이다.

Description

효소발효 복합비료 {Enzyme fermentation compound fertilizer}
본 발명은 분말상의 양액 재배용 비료를 물에 희석하고 토양에 관주하여 작물에 영양을 공급하는 양액 관주용 효소발효 복합비료에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 다량원소와 미량원소를 포함하는 유기질 효소 복합 혼합물과 무기화학비료가 혼합되어 멸균 숙성된 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 질소고정균, 칼륨가용화균, 인산가용화균을 접종하고 배양, 농축, 숙성하여 식물의 뿌리로부터 양분흡수를 촉진시키게 됨으로써 과수와 채소류의 노화가 지연되어 수확기가 연장됨에 따라 수확량을 증가시키고, 맛, 색깔 등의 상품성 등을 높일 수 있으며, 장기적으로는 토양과 지하수의 오염을 방지하고, 토양을 부드럽게 할 수 있는 양액 관주용 효소발효 복합비료에 관한 것이다.
화학비료는 작물에 영양분을 공급한다는 차원에서 효과가 있지만, 그 공급이 일시적이고, 화학비료만을 계속 사용할 경우 염류집적 및 연작장애가 발생함은 물론이고 유기질이 부족해지면서 토양이 산성화되어 유효 미생물이 사멸하는 반면 작물에 해로운 세균과 선충이 번식하게 되어 토양의 원천적인 생명력이 파괴된다는 점에서 문제점을 가지고 있다.
그리고 화학비료를 과다하게 사용하면, 결국 농약을 과다하게 사용하게 되고 그것은 다시 토양과 수질을 오염시키는 악순환을 되풀이하게 된다.
토양은 인체의 신진대사 작용처럼 끊임없이 작용하고 활동하는 생명력을 지니고 있다. 이것은 토양의 표면에 세균, 방선균, 곰팡이, 원생동물 등과 같은 수많은 종들이 영양대사와 생사를 반복하면서 대자연의 순환기능을 유지하기 때문이다.
토양속의 미생물들이 왕성한 활동을 할 수 있는 조건이 부여된 토양은 농경지의 토양으로서 최상의 작물 재배 성과를 나타낼 수 있다. 작물을 재배하는 농토의 유기물은 전체 고형물질의 2~3% 내외로 적은 양이고, 그것도 지중이 깊어질수록 적어지는데, 이것은 식물의 식량을 보관해주는 창고 역할을 하고 있는 것과 같아서 여러 가지 양분이 붙어 있다가 물에 녹아 나오면서 식물이 서서히 흡수하게 된다.
유기물의 원조직이 변질되거나 새롭게 합성된 부식은 모양이 거칠고 표면적이 넓어 양분을 무기교질보다 많이 간직할 수 있는데, 이런 능력이 토양유기물의 역할 중에서 가장 중요한 것이다.
이러한 유기물의 특성 때문에 토양에 유기물이 많아지면 양분과 수분을 간직하는 능력이 커지게 되어 비료를 주었을 때 비료의 좋은 성분들을 잘 간직하고 있다가 서서히 작물에게 공급해 주고, 토양의 이화학적 성질을 개선하여 생산력을 높여준다. 또한 유기물이 땅 속에 들어가면 여러가지 미생물들이 이것을 먹이로 이용하여 살아가면서 유기물을 분해한다. 이때 미생물이 내놓는 점액물질에 의하여 토양의 입자는 부정형의 덩어리로 뭉쳐지는 입단화 현상이 촉진된다.
입단화 된 토양 속에는 크고 작은 공간이 늘어나기 때문에 땅이 부드러워 지고, 빗물이 땅속으로 잘 스며들고, 공기의 유통도 잘되어 뿌리의 호흡을 도와준다.
따라서 토양유기물의 함량은 지력의 척도가 되는데, 많은 연구결과에 의하면 토양의 유기물이 약 3% 정도는 되어야 적당한 것으로 알려져 있다. 그러나 토양의 유기물 함량은 자연적으로 기대할 수는 없고, 적정한 토양 유기물을 함유하기 위해서는 토양을 개량할 수 있는 개량제가 필요하다.
일반적으로 화학비료는 토양의 산성화를 가속화시키고 지력을 약화시키기 때문에 유기질 비료의 사용을 권장하고 있다. 종래의 유기질 비료는 하수 슬러지나 음식물 쓰레기, 분뇨, 축산분뇨 등의 폐기물을 이용하여 부숙시키거나 혼합 발효시켜 제조하였다.
이러한 유기질 비료는 화학비료로 인한 토양의 산성화를 방지하고 토양을 기름지게 함으로써 유기농산물을 수확할 수 있지만, 원료가 되는 폐기물 속에 포함되어 있는 질소나 인과 같은 영양염 들이 제거되지 않은 상태에서 발효가 되기 때문에 식물의 뿌리가 썩거나 식물에 오염물질이 농축되고, 토양에 염류가 집적되어 뿌리의 발근이 잘 되지 않으며, 또한 식물 성장에 필요한 비료성분이 충분하지 않기 때문에 화학 비료를 사용할 때와 같은 수확량을 기대하기 어렵다.
가축분뇨를 이용한 슬러리 액체비료는 살포시 환경오염을 유발하지 않는 범위를 설정하기 위한 최대 허용 살포기준을 설정하기가 어렵고, 부숙방법과 발효제, 원료의 질에 따라서 부숙도 판정이 상이하여 일정한 기준을 적용하기가 곤란하며, 악취로 인한 민원이 발생하는 문제점과 작물 생육 중에 추가적으로 화학비료를 사용하여야만 한다.
대한민국 특허 10-755509
식물은 생존을 위해서 물과 이산화탄소 이외에, 다양한 원소들을 필요로 한다. 현재 식물의 성장에 필요한 필수 원소로서 탄소, 수소, 산소, 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 황과 같은 다량원소와, 철, 망간, 구리, 아연, 붕소, 몰리브덴, 염소와 같은 미량원소로 구분하고 있다. 이들 필수 원소가 부족할 경우에는 식물의 정상적인 생장이 불가능하다.
농작물에 부족한 양분은 비료를 더해주면 되지만 토양의 물리적 화학적 성질을 개량하는 것은 대신할 수가 없다. 토양 중에 유기물을 늘리기 위해서는 우선 양질의 퇴비를 많이 주어야 하고, 토양에 있는 유기물이 소실되지 않도록 토양을 잘 관리하여야 한다.
농작물의 생산력을 높이기 위하여 화학비료를 사용하는 것은 토양의 비옥도를 일시적으로 높일 수 있는 방법은 되지만, 토양유기물을 적합하게 혼합하여 사용하게 되면 토양의 비옥도를 자연적으로 유지할 수 있게 되어 지속적인 생산력을 유지할 수 있게 된다.
일반 화학비료, 복합비료는 무기질 비료로서 유기물이 거의 없다. 농작물 재배에 효과적이고 우수한 토양을 만들기 위해서는 미생물들의 영양원이 되는 유기물과 유기질 비료가 필요하다. 이러한 유기질 자재를 사용함 있어서 작물에 영양원을 직접적으로 공급한다는 시각에서 벗어나서 이들 유기물 자재들이 토양 속에서 미생물의 영양원으로 활용되게 함으로써 토양을 입단화시키고 지력을 향상시켜야 한다는 인식으로의 전환이 요구된다.
본 발명은 유기질 비료를 먹이로 하는 미생물의 대사활동에 의해 아미노산, 알콜, 핵산, 비타민, 유기산이 토양 중에 생성되어 병원성 미생물의 천적이 되는 방선균과, 토양 중의 불용성 작물 영양분을 소화 분해하는 효모균과, 병원성 미생물과 길항하며 뿌리를 지켜주거나 뿌리에 양분을 공급하여주는 공생 공존균 등과 같은 유익한 균을 증식하거나 그 활동을 활성화시키고, 토양의 완충능이 높아지는 흙으로 되살아나게 하는 양액 관주용 효소발효 복합비료를 제공하기 위한 것이다.
미생물 중에는 요소, 인산, 칼륨, 칼슘, 실리케이트 등과 같은 비효성 물질을 분해 가용화할 수 있는 능력이 있는 미생물이 알려진 바 있다. 비료 역시 이들 물질과 서로 연관이 있는 합성물이거나 이들을 함유한 암석분말을 가공처리에 의하여 비료화한 것이다. 따라서 미생물의 분해 능력을 이용한 미생물공정을 비료에 도입하여 발효할 경우, 이들 미생물의 대사작용을 통하여 생성된 각종 유기산 또는 효소들이 대상물질들을 통제 조절된 조건 내에서 미생물학적으로 분해하게 되어, 장기간에 걸쳐 토양 내에서 일어나는 분해과정 보다 단기간에 가용화된 비료를 생산할 수 있다.
일반적인 화학비료와 복합비료는 무기질 비료로서 유기물이 거의 없으나, 본 발명의 양액 관주용 효소발효 복합비료는 질소, 인산, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 유황과 같은 다량원소와 아연, 철, 망간, 구리, 붕소, 몰리브덴과 같은 미량원소를 포함하는 무기질 비료와 수용성 유기물이 같이 포함되어 있어서 미생물의 대사에 의하여 다량의 유기물을 생성하게 되는 것이다.
이러한 본 발명은 유기질 효소 혼합 복합물로서 광물질, 콩단백질, 과실추출물, 효소, 무기질비료 성분의 합계 100중량%당 부식산·풀빅산·울믹산에서 선택되는 하나 이상의 광물질 15~25중량%, 콩에서 얻어지는 콩단백질 10~30중량%, 파인애플·파파야·바나나에서 선택되는 하나 이상의 과실추출물 3~4중량%, 현미를 발효하여 얻어지는 효소·울믹산을 발효하여 얻어지는 효소·파인애플을 발효하여 얻어지는 효소에서 선택되는 하나 이상의 효소 4~6중량%, 미량원소를 포함한 무기질 비료로서 질소 8~27중량%, 칼륨 7~33중량%, 인산 5~9중량%, 고토 2~4중량%, 붕소 1~2중량%, 아연 0.3~0.7중량%, 철 0.3~0.7중량%, 구리 0.3~0.7중량%, 망간 0.3~0.7중량%, 몰리브덴 0.005~0.05중량%가 혼합된 유기질 효소 혼합 복합물 배지 70~95중량%와;
상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 혼합되는 미생물 균주로서 아조스피릴륨 바실렌스(Azospirillum Brasilence)·아조토박터 크루코쿰(Azotobacter Chroococcum)에서 하나 이상이 선택되는 질소고정균, 프라테우리아 아란티아(Frateuria aurentia)·바실러스 무실라기노사스(Bacilus Mucilaginosus)에서 하나 이상이 선택되는 칼륨가용화균, 바실러스 메카테리움(Bacillus megaterium)·아스페르킬루스(Aspergillosis)·페니실리움(penicillium)에서 하나 이상이 선택되는 인산가용화균이 동일한 배합량으로 균질하게 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%;를 혼합하고, 이를 배양 농축 및 냉동건조하여 분말상으로 제조되는 것을 포함한다.
또한 본 발명은 콩단백질과 질소의 함량이 높고 칼륨의 함량이 낮게 되는 성장 발육기용의 효소발효 복합비료와, 상기 성장 발육기용 효소발효 복합비료에 대비하여 콩단백질과 질소의 함량이 적고 칼륨의 함량이 높은 비대 수확기용의 효소발효 복합비료에 의하여 작물의 성장과 수확에 의미있는 시비방법을 제공한다.
상기한 성장 발육기용의 효소발효 복합비료는 유기질 효소 혼합 복합물로서 광물질, 콩단백질, 과실추출물, 효소, 무기질비료 성분의 합계 100중량%당 부식산·풀빅산·울믹산에서 선택되는 하나 이상의 광물질 15~25중량%, 콩에서 얻어지는 콩단백질 20~30중량%, 파인애플·파파야·바나나에서 하나 이상이 선택되는 과실추출물 3~4중량%, 현미를 발효하여 얻어지는 효소·울믹산을 발효하여 얻어지는 효소·파인애플을 발효하여 얻어지는 효소에서 선택되는 하나 이상의 효소 4~6중량%, 질소 18~27중량%, 칼륨 7~17중량%, 인산 5~7중량%, 고토 2~4중량%, 붕소 1~2중량%, 아연 0.3~0.7중량%, 철 0.3~0.7중량%, 구리 0.3~0.7중량%, 망간 0.3~0.7중량%, 몰리브덴 0.005~0.055중량%가 혼합된 유기질 효소 혼합 복합물 배지 70~95중량%와;
상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 혼합되는 미생물 균주로서 아조스피릴륨 바실렌스·아조토박터 크루코쿰에서 하나 이상이 선택되는 질소고정균, 프라테우리아 아란티아·바실러스 무실라기노사스에서 하나 이상이 선택되는 칼륨가용화균 및 바실러스 메카테리움·아스페르킬루스·페니실리움에서 하나 이상이 선택되는 인산가용화균이 동일한 배합량으로 균질하게 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%;를 혼합하고, 배양 농축하여 제조된 효소발효 복합비료 100중량% 중에서 55~60중량%의 수용성 유기물을 구비하는 것을 포함한다.
상기한 비대 수확기용의 효소발효 복합비료는 유기질 효소 혼합 복합물로서 광물질, 콩단백질, 과실추출물, 효소, 무기질비료 성분의 합계 100중량%당 부식산·풀빅산·울믹산에서 선택되는 하나 이상의 광물질 15~25중량%, 콩에서 얻어지는 콩단백질 10~20중량%, 파인애플·파파야·바나나에서 하나 이상이 선택되는 과실추출물 3~4중량%, 현미를 발효하여 얻어지는 효소·울믹산을 발효하여 얻어지는 효소·파인애플을 발효하여 얻어지는 효소에서 하나 이상이 선택되는 효소 4~6중량%, 미량원소를 포함한 무기질 비료로서 질소 8~17중량%, 칼륨 23~33중량%, 인산 7~9중량%, 고토 2~4중량%, 붕소 1~2중량%, 아연 0.3~0.7중량%, 철 0.3~0.7중량%, 구리 0.3~0.7중량%, 망간 0.3~0.7중량%, 몰리브덴 0.005~0.055중량%가 혼합된 유기질 효소 혼합 복합물 배지 70~95중량%와;
상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 혼합되는 미생물 균주로서 아조스피릴륨 바실렌스·아조토박터 크루코쿰에서 하나 이상이 선택되는 질소고정균, 프라테우리아 아란티아·바실러스 무실라기노사스에서 하나 이상이 선택되는 칼륨가용화균, 바실러스 메카테리움·아스페르킬루스·페니실리움에서 하나 이상이 선택되는 인산가용화균이 동일한 배합량으로 균질하게 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%를 접종하고, 배양 농축하여 제조된 효소발효 복합비료 100중량% 중에서 39~45중량%의 수용성 유기물을 구비하게 되는 것을 포함한다.
이와 같은 효소발효 복합비료의 제조 방법은 광물질, 콩단백질, 과실추출물, 효소로 되는 유기질 효소 혼합 복합물에 질소, 인산, 칼륨과 미량원소를 혼합한 유기질 효소 혼합 복합물 배지를 1차 숙성하여 질소고정균과 칼륨가용화균 및 인산가용화균이 균등하게 배합된 미생물 혼합물을 접종하고, 이를 배양 및 2차 숙성하는 과정을 포함하는 것이다.
상기 과실 추출물은 포도, 파인애플, 바나나 등과 같은 과실 중에서 어느 하나 또는 2가지 이상이 선택될 수 있다.
질소고정균은 질소고정 유전자를 분리하여 토양속에서 번식시켜서 공기 중의 질소를 고정하거나, 콩과 식물에 기생하는 질소 고정 세균을 개조하여 다른 작물에 공생시킨다. 질소 고정균에는 아조스피릴륨(Azospirillum)속 미생물이 주류를 이루는데, 이것은 식물의 뿌리 주변에 서식하면서 뿌리의 분비물을 영양원으로 이용하여 공중질소를 고정하며, 고정능력은 20~40kg N/ha 이며, 질소비료를 25~30% 절감할 수 있는 것이다.
칼륨가용화균은 모든 토양에서 불용성 칼륨을 가용화하여 식물에 잘 흡수될 수 있도록 해주며, 토양산도가 5~11, 토양온도가 42℃에서도 생존이 가능하며, 질소고정균 및 인산가용화균과 같이 사용하면 효과를 높여주며, 화학칼륨의 사용량을 50~60% 정도 감소시킬 수 있다.
인산가용화균은 철, 칼슘 및 알루미늄과 같은 양이온과 결합되어 있는 인산이 유기산에 의하여 인산염으로 유리된 상태로 용출되게 하여 작물이 이용할 수 있는 상태로 만든다. 인산가용화균에 의한 인산염 가용화는 유기물의 함량과 밀접한 관계를 가지고 있는데, 그 이유는 이들 미생물이 유기물을 이용하여 유기산을 생성하여 난용성 인산염을 가용화시키기 때문이다.
상기 광물질은 휴믹물질이 사용되는데, 휴믹물질이란 토양에 들어간 유기물(Organic matter)이 긴 세월 동안에 분해, 축합, 중합되고, 산화되어 이중결합이 증가하고, 축합고리가 형성된 고분자화합물로서, 갈색 또는 흑색을 띄는 유기교질 상태의 유기물이다.
이러한 휴믹물질은 이화학적 특성에 따라 부식산(Humic acid), 풀빅산(Fulvic acid), 울믹산(Ulmic acid) 등으로 구분되는데, 대부분 토양의 점토광물에 흡착된 상태로 존재하며, 양분흡수 증진, 에너지 대사 증진, 효소활성 증진, 세포막 투과성 증진, 양분가용성 증진, 토양구조 개선, 미생물 밀도증진, 양이온 치환용량 증진, 영양물질 제공, 미량원소 운반, 독성물질 감소 등과 같은 작용을 한다.
이와 같은 본 발명은 10일을 사이에 두고 작물에 관주하면 근권 미생물의 형성을 촉진하므로 잔뿌리가 많이 발달하여 줄기가 튼튼하고 잎의 확산층이 두꺼워지며 윤기가 나므로 각종 병해충에 잘 걸리지 않는다.
줄기의 마디 사이가 짧아지고 꽃눈이 분화하는 수가 늘어나며 생육도 촉진된다. 다량원소, 미량원소, 비타민, 식물 호르몬이 공급되어 식물의 대사활성이 좋아진다.
잎줄기의 성장이 촉진되고 가로방향으로 비대되는 효과가 있어서 마디 사이가 짧고 천천히 옆으로 생육하기에 성장 초기의 자엽이 크게 자라며, 경엽과 측아의 성장이 좋아진다.
세포분열과 세포확대가 촉진되어 뿌리 발달이 왕성하고 근모가 많아져서 양분의 흡수 이동이 좋아지게 됨에 따라 영양부족 현상이 없고 병해가 없으므로 평균 수확량이 증가하며, 모양, 색채, 맛, 당도, 크기가 아주 좋아진다.
꽃이 피는 시기에 칼슘 등 미량원소가 공급됨으로써 꽃의 색깔은 선명하고 활력이 있어 수명이 2∼3일간 더 지속되는 효과가 있다.
잎, 줄기, 뿌리의 노화가 늦어지므로 수확량이 증가되고, 배아의 발생과 종자 형성을 촉진하며, 신선도는 일반 화학비료로 재배한 것보다 보존성이 더욱 길어진다.
본 발명의 효소발효 복합비료는 다량원소와 미량원소를 포함하여 효소에 있는 미생물의 대사 작용으로 인하여 유기물의 함량이 39~60%가 되어 효소의 숙성 발효 활동에서 생산된 수용성 유기물을 토양에 관주함으로써, 대기중의 질소를 고정시키고, 토양 속에 남아 있는 불용성 인산과 칼륨을 용해성으로 전환시켜 주며 각종 활력 및 생장요소를 균형 있게 공급해 작물의 뿌리를 튼튼하게 하여 생육을 돕는 것이다.
이러한 본 발명에 따르면 광물질과 효소의 상승작용으로 화학비료의 장점을 살리면서 화학비료의 단점을 보완하여 근권 미생물의 활성화와 토양 미생물의 활성화가 이루어져서 뿌리발근 및 대사활성이 촉진되고, 비료의 흡수율이 높아져서 저온에서는 균형성장, 발육, 착화촉진, 착과촉진, 비대촉진, 착색촉진, 당도향상, 염류장애, 연작장애 및 토양과 수질 오염을 최소화하고, 토양의 산성화를 방지할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 제조 공정을 나타낸 플로우 차트
도 2는 본 발명의 성장 발육기용 효소발효 복합비료와 상용 유기질 비료를 시비한 비교 그래프
도 3은 본 발명의 성장 발육기용 및 비대 수확기용 효소발효 복합비료와 상용 유기질 비료를 시비한 비교 그래프
도 4는 본 발명의 비대 수확기용 효소발효 복합비료와 상용 유기질 비료를 시비한 비교 그래프
유기질과 질소의 함량이 높으면 작물의 성장 발육이 용이하고, 이에 상대적으로 질소의 함량이 적고 칼륨의 함량이 높을수록 착과 및 비대가 용이하다. 따라서 본 발명의 효소발효 복합비료는 유기질과 질소의 함량이 높은 성장 발육기용과, 질소의 함량이 적고 칼륨의 함량이 높은 비대 수확기용으로 구분하여 시료를 제조하였다.
제 1 실시예
질소 22중량%, 칼륨 12중량%, 인산 6중량%, 고토 3중량%, 붕소 1.5중량%, 아연 0.5중량%, 철 0.5중량%, 구리 0.5중량%, 망간 0.5중량%, 몰리브덴 0.01중량%로 이루어지는 무기질 비료 46.51중량%와; 광물질 20중량%, 콩단백질 24.99중량%, 효소 5중량%, 과실추출물 3.5중량%로 이루어지는 유기질 효소 복합 혼합물 53.49중량%를 준비하여(S21),
125℃에서 30분간 멸균 처리하고(S2),
20~25℃에서 72시간 동안 1차 숙성하여(S3),
교반기에서 300rpm으로 진동교반하여(S4) 유기질 효소 혼합 복합물 배지를 제조한 다음,
상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지 75중량%에 질소고정균, 칼륨가용화균, 인산가용화균이 동일한 혼합량으로 균등하게 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%를 접종하고(S5),
교반기에서 35~65rpm으로 20~30분 동안 교반하고(S6),
배양기에서 30~35℃에서 21일 동안 배양하여(S7),
350메시로 여과한 다음(S8),
원심분리기에서 3600rpm으로 농축하고(S9),
냉동건조한 다음(S10),
20~25℃에서 72시간 동안 2차 숙성하여(S11) 성장 발육기용으로 사용하기에 적합한 양액관주용 효소발효 복합비료를 제조하였다.
상기한 제 1 실시예의 조성에 대한 시료의 이화학 분석 시험 결과가 아래의 표 1과 같다.
항목 성적
pH(2g:l) 4.54
pH(1.5g:l) 4.90
pH(1g:l) 5.12
pH(0.5g:l) 5.20
EC(2g:l,dS/m) 1.72
EC(1.5g:l,dS/m) 1.37
EC(1g:l,dS/m) 0.99
EC(0.5g:l,dS/m) 0.51
상기한 제 1 실시예에 따른 성장 발육기용 효소발효 복합비료의 염류집적도를 확인하기 위하여 전기전도도(EC)를 측정한 결과가 아래의 표 2와 같다.
사용량(g/L) 전기전도도(ds/m)
2.0g 1.72
1.5g 1.37
1.0g 0.99
0.5g 0.51
이러한 결과는 토양속의 염류집적이 최소화되어 뿌리발육이 촉진됨으로써 작물의 성장 발육에 양호한 조건을 제공하게 되는 것이다.
제 2 실시예
질소 14중량%, 칼륨 28중량%, 인산 8중량%, 고토 3중량%, 붕소 1.5중량%, 아연 0.5중량%, 철 0.5중량%, 구리 0.5중량%, 망간 0.5중량%, 몰리브덴 0.01중량%로 이루어지는 무기질 비료 56.51중량%와; 광물질 20중량%, 콩단백질 14.99중량%, 효소 5중량%, 과실추출물 3.5중량%로 이루어지는 유기질 효소 복합 혼합물 43.49중량%를 준비하여(S1),
125℃에서 30분간 멸균 처리하고(S2),
20~25℃에서 72시간 동안 1차 숙성하여(S3),
교반기에서 300rpm으로 진동교반하여(S4) 유기질 효소 혼합 복합물 배지를 제조한 다음,
상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지 75중량%에 질소고정균, 칼륨가용화균, 인산가용화균이 동일한 배합량으로 균등하게 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%를 접종하고(S5),
교반기에서 35~65rpm으로 20~30분 동안 교반하고(S6),
배양기에서 30~35℃에서 21일 동안 배양하여(S7),
350메시로 여과한 다음(S8),
원심분리기에서 3600rpm으로 농축하고(S9),
냉동건조한 다음(S10),
20~25℃에서 72시간 동안 2차 숙성하여(S11) 비대 수확기용으로 사용하기에 적합한 양액관주용 효소발효 복합비료를 제조하였다.
상기한 제 2 실시예의 조성에 대한 시료의 이화학 분석 시험 결과가 아래의 표 3과 같다.
항목 성적
pH(2g:l) 4.87
pH(1.5g:l) 4.89
pH(1g:l) 5.00
pH(0.5g:l) 5.10
EC(2g:l,dS/m) 1.95
EC(1.5g:l,dS/m) 1.53
EC(1g:l,dS/m) 0.99
EC(0.5g:l,dS/m) 0.57
상기한 제 2 실시예에 따른 비대 수확기용 효소발효 복합비료의 염류집적도를 확인하기 위하여 전기전도도(EC)를 측정한 결과가 아래의 표 4와 같다.
사용량(g/L) 전기전도도(ds/m)
2.0g 1.95
1.5g 1.53
1.0g 0.99
0.5g 0.57
이러한 결과는 토양속의 염류집적이 최소화되어 뿌리발육이 촉진됨으로써 작물의 비대 수확에 양호한 조건을 제공하게 되는 것이다.
본 발명에서 교반 혼합시간과 교반속도가 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다. 소요동력과 작업시간을 감안할 때 35~65rpm에서 20~30분 동안 교반 혼합하였을 때에 각각의 유기질 효소 혼합 복합물 배지가 고르게 혼합됨으로써 가장 효과적인 결과물을 제공할 수 있다.
또한 숙성 발효 조건에 있어서도 숙성온도와 숙성시간은 당업자에 의하여 변경 실시될 수도 있으나, 25~30℃의 온도와 20~22일의 시간이 주어졌을 때에 가장 효과적인 결과물을 얻을 수 있다.
미생물의 유효균수는 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 미생물 혼합물을 접종한 다음 1차 숙성한 경우보다, 유기질 효소 혼합 복합물 배지를 1차 숙성한 다음 미생물 혼합물을 접종하여 2차 숙성한 경우가 유효 균수가 더 많았다. 이는 유기질 효소 혼합 복합물 배지가 미생물 혼합물을 접종하기 전에 1차적으로 숙성됨으로써 미생물의 활성에 좋은 환경을 제공하게 됨을 알 수 있었다.
본 발명의 효소발효 복합비료에 대하여 희석평판법(standard plate count)으로 미생물의 유효 균수를 측정한 결과가 아래의 표 5와 같다.
분석항목 미생물명 분석치[cfu/ml(g)]
유효균수 질소고정균 2.27±0.15×108
칼륨 가용화균 2.17±0.06×108
인산가용화균 2.37±0.15×108
또한 통상적인 유기물 정량방법에 의하여 미생물 대사에 의하여 생성된 유기물을 측정한 결과 성장 발육기용 효소발효 복합비료에서 1g당 수용성 유기물은 55~60중량%이고, 비대 수확기용 효소발효 복합비료에서 1g당 수용성 유기물은 39~45중량%이었다.
이러한 결과는 효소에 있는 미생물의 대사로 인하여 유기물이 생성되었음을 알 수 있는 것이다.
따라서, 유기질과 질소의 함량이 높을수록 성장 발육기용으로 적합하고, 질소의 함량이 적고 칼륨의 함량이 높을수록 비대 수확기용으로 사용하기에 적합하다.
본 발명의 양액 관주용 효소발효 복합비료의 사용 방법은 1회에 물 1톤을 사용하여 667㎡당 0.5~1.5kg 2~4일 간격으로 토양관주를 하면 되는데, 토양 상태와 작물 상태 및 작물의 생육시기에 따라서 사용량과 사용주기를 조절하면 된다.
시험예 1. 성장 발육기용 효소발효 복합비료와 상용 유기질 비료의 비교
상기한 실시예 1에 따라 제조된 성장 발육기용 효소발효 복합비료가 시비된 농작물과, 기존의 상용 유기질 비료가 시비된 농작물과, 시비하지 아니한 무시비 농작물로 구분되는 3군의 작물로 나누어서 성장 발육기용 효소발효 복합비료가 농작물의 성장에 미치는 영향을 비교하였다.
비교 대상은 줄기와 잎의 길이와 크기에 대하여 육안으로 판별하여 상대적인 백분율로 나타내었다.
시험 결과를 표 6 및 도 2에 나타내었으며, 성장 발육기용 효소발효 복합비료 시비 작물은 상용 유기질 비료 시비 작물군 보다 약 1.5배, 무시비 작물군 보다 약 4배의 성장 차이를 나타내었다.
시험예 1
　
　
　
　
　
　
　
　		 성장 발육기용 시비 고추 65
토마토 73
딸기 81
대조군 1
(상용 유기질 시비)		 고추 50
토마토 58
딸기 69
대조군 1
(무시비)		 고추 21
토마토 28
딸기 37
시험예 2. 비대 수확기용 효소발효 복합비료와 상용 유기질 비료의 비교(1)
상기한 실시예 1에 따라 제조된 성장 발육기용 효소발효 복합비료가 시비된 농작물과, 기존의 상용 유기질 비료가 시비된 농작물과, 시비하지 아니한 무시비 농작물로 구분되는 3군의 작물에서, 상기한 시험예 1에서 성장 발육기용 효소발효 복합비료를 시비한 농작물군에 대하여 상기한 실시예 2에 따라 제조된 비대 수확기용 효소발효 복합비료를 시비하고, 상기한 시험예 1에서 상용 유기질 비료를 사용한 농작물군에는 상용 유기질 비료를 그대로 사용하여 비대 수확기용 효소발효 복합비료가 농작물의 수확에 미치는 영향을 비교하였다.
비교 대상은 줄기와 잎의 길이와 크기 및 열매의 크기, 광택 등을 육안으로 판별하여 상대적인 백분율로 나타내었다.
시험 결과를 표 7 및 도 3에 나타내었으며, 비대 수확기용 효소발효 복합비료 시비 작물은 상용 유기질 비료 시비 작물군 보다 향상된 성장 결과를 나타내었다.
시험예 2
　
　
　
　
　
　
　
　		 성장 발육기 및
비대 수확기용 시비		 고추 73
토마토 85
딸기 95
대조군 2
(상용 유기질 시비)		 고추 55
토마토 76
딸기 85
대조군 2
(무시비)		 고추 32
토마토 40
딸기 44
시험예 3. 비대 수확기용 효소발효 복합비료와 상용 유기질 비료의 비교(2)
상기한 실시예 1에 따라 제조된 성장 발육기용 효소발효 복합비료를 시비하지 아니하고 상기한 실시예 2에 따라 제조된 비대 수확기용 효소발효 복합비료가 시비된 농작물과, 기존의 상용 유기질 비료가 시비된 농작물과, 시비하지 아니한 무시비 작물로 구분되는 3군의 작물로 나누어서 비대 수확기용 효소발효 복합비료가 농작물의 수확에 미치는 영향을 비교하였다.
비교 대상은 줄기와 잎의 길이와 크기 및 열매의 크기, 광택 등을 육안으로 판별하여 상대적인 백분율로 나타내었다.
시험 결과를 표 8 및 도 4에 나타내었으며 비대 수확기용 효소발효 복합비료 시비 작물은 상용 유기질 비료 시비 작물군 보다 향상된 성장 결과를 나타내었지만, 성장 과정에서 성장 발육기용 효소발효 복합비료를 사용하지 아니함에 따라 시험예 2에서 성장 발육기용 및 비대 수확기용 효소발효 복합비료가 시비된 작물 보다는 품질이 저하됨을 알 수 있었다.
그리고 시험예 1에서 성장 발육기용 효소발효 복합비료가 단독적으로 사용된 작물보다 조금 더 향상된 결과가 있었다.
시험예 3
　
　
　
　
　
　
　
　		 비대 수확기용 시비 고추 65
토마토 76
딸기 85
대조군 3
(상용 유기질 시비)		 고추 50
토마토 69
딸기 76
대조군 3
(무시비)		 고추 24
토마토 31
딸기 36
또한 본 발명의 효소발효 복합비료를 사용함에 따라 수확기가 약 2개월 연장되어 더 많은 작물을 수확할 수 있었다.

Claims (3)

  1. 유기질 효소 혼합 복합물로서 광물질, 콩단백질, 과실추출물, 효소, 무기질비료 성분의 합계 100중량%당 부식산·풀빅산·울믹산에서 선택되는 하나 이상의 광물질 15~25중량%, 콩에서 얻어지는 콩단백질 10~30중량%, 파인애플·파파야·바나나에서 어느 하나가 선택되는 과실추출물 3~4중량%, 현미를 발효하여 얻어지는 효소·울믹산을 발효하여 얻어지는 효소·파인애플을 발효하여 얻어지는 효소에서 선택되는 어느 하나 이상의 효소 4~6중량%, 미량원소를 포함한 무기질 비료로서 질소 8~27중량%, 칼륨 7~33중량%, 인산 5~9중량%, 고토 2~4중량%, 붕소 1~2중량%, 아연 0.3~0.7중량%, 철 0.3~0.7중량%, 구리 0.3~0.7중량%, 망간 0.3~0.7중량%, 몰리브덴 0.005~0.05중량%가 혼합된 유기질 효소 혼합 복합물 배지 70~95중량%와;
    상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 혼합되는 미생물 균주로서 아조스피릴륨 바실렌스·아조토박터 크루코쿰에서 선택되는 하나 이상의 질소고정균과, 프라테우리아 아란티아·바실러스 무실라기노사스에서 선택되는 칼륨가용화균과, 바실러스 메카테리움·아스페르킬루스·페니실리움에서 선택되는 인산가용화균이 동일한 배합량으로 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%를 혼합하여서 되는 것을 특징으로 하는 양액 관주용 효소발효 복합비료.
  2. 유기질 효소 혼합 복합물로서 광물질, 콩단백질, 과실추출물, 효소, 무기질비료 성분의 합계 100중량%당 부식산·풀빅산·울믹산에서 선택되는 하나 이상의 광물질 15~25중량%, 콩에서 얻어지는 콩단백질 20~30중량%, 파인애플·파파야·바나나에서 어느 하나가 선택되는 과실추출물 3~4중량%, 현미를 발효하여 얻어지는 효소·울믹산을 발효하여 얻어지는 효소·파인애플을 발효하여 얻어지는 효소에서 선택되는 하나 이상의 효소 4~6중량%, 무기질 비료로서 질소 18~27 중량%, 칼륨 7~17중량%, 인산 5~7중량%, 고토 2~4중량%, 붕소 1~2중량%, 아연 0.3~0.7중량%, 철 0.3~0.7중량%, 구리 0.3~0.7중량%, 망간 0.3~0.7중량%, 몰리브덴 0.005~0.055중량%가 혼합된 유기질 효소 혼합 복합물 배지 70~95중량%와;
    상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 혼합되는 미생물 균주로서 아조스피릴륨 바실렌스·아조토박터 크로크쿰에서 선택되는 질소고정균과, 프라테우리아 아란티아·바실러스 무실라기노사스에서 선택되는 칼륨가용화균과, 바실러스 메카테리움·아스페르킬루스·페니실리움에서 선택되는 인산가용화균이 동일한 배합량으로 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%를 혼합하고, 배양 및 숙성하여서 되는 효소발효 복합비료 100중량% 중에서 55~60중량%의 수용성 유기물을 구비하여 성장 발육기용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 양액 관주용 효소발효 복합비료.
  3. 유기질 효소 혼합 복합물로서 광물질, 콩단백질, 과실추출물, 효소, 무기질비료 성분의 합계 100중량%당 부식산·풀빅산·울믹산에서 선택되는 하나 이상의 광물질 15~25중량%, 콩에서 얻어지는 콩단백질 10~20중량%, 파인애플·파파야·바나나에서 어느 하나가 선택되는 과실추출물 3~4중량%, 현미를 발효하여 얻어지는 효소·울믹산을 발효하여 얻어지는 효소·파인애플을 발효하여 얻어지는 효소에서 선택되는 하나 이상의 효소 4~6중량%, 미량원소를 포함한 무기질 비료로서 질소 8~17중량%, 칼륨 23~33중량%, 인산 7~9중량%, 고토 2~4중량%, 붕소 1~2중량%, 아연 0.3~0.7중량%, 철 0.3~0.7중량%, 구리 0.3~0.7중량%, 망간 0.3~0.7중량%, 몰리브덴 0.005~0.055중량%가 혼합된 유기질 효소 혼합 복합물 배지 70~95중량%와;
    상기 유기질 효소 혼합 복합물 배지에 혼합되는 미생물 균주로서 아조스피릴륨 바실렌스·아조토박터 크루코쿰에서 선택되는 질소고정균과, 프라테우리아 아란티아·바실러스 무실라기노사스에서 선택되는 칼륨가용화균과, 바실러스 메카테리움·아스페르킬루스·페니실리움에서 선택되는 인산가용화균이 동일한 배합량으로 혼합된 미생물 혼합물 5~30중량%를 혼합하고, 배양 및 숙성하여서 되는 효소발효 복합비료 100중량% 중에서 39~45중량%의 수용성 유기물을 구비하여 비대 수확기용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 양액 관주용 효소발효 복합비료.
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