KR101596874B1 - 막걸리를 이용한 발효 퇴비 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 막걸리를 이용한 발효 퇴비 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기질 재료를 막걸리로 발효하여서 되며, 상기 유기질 재료는 미강 및 유박을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 발효 퇴비에 의해 토양에 충분한 미네랄의 공급이 가능하여 토질을 살릴 수 있으므로, 각종 농산물의 상품성이 좋아지고, 병충해에 강해지며, 병충해에 강해짐에 따라 친환경의 재배도 가능한 장점이 있다. 또한, 발효 퇴비의 사용시 악취가 전혀 없고, 냄새가 좋아 실내 조경분야에의 사용이 가능하고, 동물의 사료에 직접 혼합하여 사용하는 것도 가능한 장점이 있다. 아울러, 농가에서 직접 생산하여 사용할 수 있고, 종래 합성 퇴비 사용량의 50중량% 만을 사용하여도 충분히 토질의 개선이 가능하여 비용절감이 가능한 장점이 있다.

Description

막걸리를 이용한 발효 퇴비 및 그 제조방법{FERMENTATION COMPOST USING MAKOLLI AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 막걸리를 이용한 발효 퇴비 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미강, 유박 등을 막걸리를 이용하여 발효시키는 막걸리를 이용한 발효 퇴비 및 그 제조방법에 관한 것이다.

예로부터 농경지의 지력을 보존하고 양질의 농산물을 생산하기 위하여 퇴비나 비료 등을 사용하여 왔다. 특히, 현대 농업에서 거의 필수적으로 사용하고 있는 화학비료는 작물의 성장시기에 맞는 필수 성분만을 구성하여 제조, 판매함으로써 보다 간편하게 소비자가 이용할 수 있도록 하고 있다.

그러나 이러한 화학비료는 농약과 더불어 토양을 산성화시킬 뿐만 아니라 과다사용으로 인하여 환경오염의 주범이 되고 있다.

따라서, 최근 소비자들은 화학비료에 의해 생산된 농산물보다 퇴비와 같은 유기질 또는 부산물 비료를 사용하여 재배된 농산물을 선호하고 있다. 유기질 비료는 퇴비나 부엽, 깻묵, 계분, 인분, 골분, 등 동식물의 부산물을 발효시켜 만든 자연산의 비료로서 식물의 생육에 필요한 각종 성분이 고르게 포함되어 있다.

유기질비료가 토양에 투입되면 무기영양분(N, P, K)과 미량요소(Mg, Mn, Cu, B, Mo 등), 특이 물질인 아미노산, 핵산, 유기산, 비타민 등이 작물의 양분으로 공급되어 생육촉진을 자극하는 기능을 하며, 토양미생물에 의한 분해생성물과 균사 등에 의해 토양을 떼알구조로 만든다. 떼알구조 토양은 공극이 형성되어 공기의 소통과 투수성이 원활하여 보수력이 증대되어 작물뿌리의 신장이 촉진된다. 또한, 유기질비료를 시용하면 부식의 증가로 인해 염기치환용량(CEC)을 높여 보비력을 증대하고, 중금속 등 유해물질의 해독을 경감하며, 지온의 상승효과와 각종 화학반응을 촉진시키고, 양분공급기능 및 생육촉진기능과 토양의 물리화학적 개선기능 등으로 화학비료만 시용한 경우보다 저장성이 향상되고 열과현상이 감소되며, 색깔이 좋아지고 당도가 증가되는 등 품질개선 효과가 있다.

종래 이러한 퇴비로서, 톱밥 등을 이용하거나, 생활 폐기물 중에서 잔반과 같은 유기물질, 하수처리장에서 발생되는 슬러지, 그리고 가축 분뇨 등을 발효시켜 사용하였다.

그러나 이러한 폐기물들은 발생될 때부터 많은 미생물의 서식대상이 되어 대부분 발효보다는 부패되며, 발효가 일어나더라도 부패와 동시에 천천히 진행되는 문제점이 있었다. 이는 폐기물 내에 부패에 관여하는 미생물이 월등히 많고 발효 미생물 수는 매우 적어서 발효활성이 낮기 때문이다. 그리고 발효 미생물이 증식한다 하더라도 발효에 걸리는 시간이 수개월이 넘기 때문에, 대부분 발효되지 못하고 부패되고 있다.

따라서, 이를 퇴비로 사용하는 경우 각종 악취가 발생함은 물론, 토양에 미네랄을 보충할 수 없을 뿐 아니라, 오히려 토양을 약화시켜 농작물에 피해를 주는 등의 문제가 있었다.

이를 해소하기 위하여, 대한민국 공개특허 제10-2005-0079874호에서는 미생물 발효퇴비 제조장치를 제안함으로써, 미생물에 의해 발효가 충분히 진행되도록 하였다. 그러나 이러한 선행특허는 퇴비의 제조를 위해 별도로 고가의 장치를 구입해야 하는 등의 단점으로 인해 농가에서 충분히 활용할 수 없었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0833328호에서는 톱밥, 미강 등의 유기 원료를 배합하고, 이를 1개월 동안 쌀뜨물을 이용한 유산균 발효 비료의 제조방법자연 발효한 후, 다시 발효기에서 20일간 2차 발효, 1차 후숙 및 2차 후숙하는 과정을 통하여 유기농의 발효퇴비를 제조하도록 하였다. 그러나 이러한 방법은 제조기간이 3~4개월에 달하고, 다량의 길항미생물을 투입해야하는 등 농가에서 쉽게 제조하여 사용하기 어려운 단점이 있었다.

그리고 대한민국 공개특허 제10-2014-0087566호에서는 해양 부산물에 균주를 첨가하여 발효시킴으로써, 발효퇴비를 얻을 수 있도록 하였으나, 이 역시 별도의 균주를 이용함으로써, 농가에서 쉽게 제조하기에 어려움이 있었다.

(특허문헌 0001) KR 10-2005-0079874 A
(특허문헌 0002) KR 10-0833328 B1
(특허문헌 0003) KR 10-2014-0087566 A

따라서, 본 발명의 목적은 토양에 부족한 각종 양분을 보충하기 위한 것으로, 유기 폐기물인 미강과 유박을 유산균과 효모가 풍부한 막걸리를 이용하여 발효시키는 것이다. 즉, 막걸리에 포함된 풍부한 유산균과 효모로 인해 빠른 발효가 진행되도록 하여, 악취의 발생이 없고, 냄새가 좋으며, 친환경의 작물재배가 가능한 발효퇴비를 제조하는 것이다.

또한, 유산균의 길항작용으로 작물에 대한 유해균의 증식을 억제하여 농약의 효능 역시 갖도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 막걸리를 이용한 발효 퇴비는, 유기질 재료를 막걸리로 발효하여서 되며, 상기 유기질 재료는 미강 및 유박을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 유기질 재료, 막걸리와 함께 물을 추가로 하여 발효하여서 되고, 상기 유기질 재료, 막걸리, 물은 100:3~10:3~10 중량비로 투입되고, 상기 유기질 재료는 미강 80~95중량% 및 유박 5~20중량%로 되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 의한 막걸리를 이용한 발효 퇴비의 제조방법은, 유기질 재료 및 막걸리를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 재료를 55~65℃의 온도에서 100~150시간 동안 발효하는 단계를 포함하며, 상기 유기질 재료는 미강 및 유박인 것을 특징으로 한다.

상기 유기질 재료 및 막걸리를 혼합하는 단계에서, 물을 추가로 혼합하며, 상기 유기질 재료, 막걸리, 물은 100:3~10:3~10 중량비이고, 상기 유기질 재료는 미강 80~95중량% 및 유박 5~20중량%인 것을 특징으로 한다.

상기 발효단계는, 1~3시간 마다 3~5분간 뒤집기 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 발효 퇴비에 의해 토양에 충분한 미네랄의 공급이 가능하여 토질을 살릴 수 있으므로, 각종 농산물의 상품성이 좋아지고, 병충해에 강해지며, 병충해에 강해짐에 따라 친환경의 재배도 가능한 장점이 있다.

또한, 발효 퇴비의 사용시 악취가 전혀 없고, 냄새가 좋아 실내 조경분야에의 사용이 가능하고, 동물의 사료에 직접 혼합하여 사용하는 것도 가능한 장점이 있다.

아울러, 농가에서 직접 생산하여 사용할 수 있고, 종래 합성 퇴비 사용량의 50중량% 만을 사용하여도 충분히 토질의 개선이 가능하여 비용절감이 가능한 장점이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저, 종래 농가에서 제조하는 발효 퇴비는, 각종 유기질 물질을 자연발효하기 때문에 발효보다는 부패가 진행되어, 퇴비로 사용할 경우 오히려 토양을 오염시키고, 부패로 인한 각종 가스의 발생으로 농작물에 피해를 주며, 악취로 인해 주변 민원의 원인이 되는 등의 문제가 있었다.

그리고 별도의 시설을 마련하여 퇴비를 제조하고, 미생물 제제를 구입하여 사용하는 경우, 그 제조공정이 까다롭고, 고가의 비용이 들어가 농가에서 쉽게 생산하여 사용할 수 없는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 발효 퇴비가 갖는 제반 문제점을 해소하기 위하여, 부패하지 않고 발효가 진행되면서도, 고가의 설비나 미생물 제제를 구입하지 않고서도, 악취가 발생하지 않고 냄새가 좋으며, 토질을 효과적으로 개선해주는 발효 퇴비를 손쉽게 제조토록 하는 것이다.

이를 위하여, 본 발명에서는 미생물제제를 대신하여 막걸리를 활용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 발효 퇴비에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 발효 퇴비는 유기질 재료를 막걸리를 이용하여 발효하여서 된다.

이때, 상기 유기질 재료로는 미강 및 유박을 사용하는 것이 기본인데, 상기 미강 및 유박 이외에도 다양한 종류의 유기질 재료를 사용할 수 있다.

본 발명에서 미강과 유박을 기본으로 사용하는 이유는, 상기 미강은 벼에서 왕겨를 뽑고 난 다음 현미를 백미로 도정하는 공정에서 분리되는 고운 속겨로서, 양분이 많아 퇴비의 재료로서 적합기 때문이다. 아울러, 상기 미강에는 비료의 3요소인 질소, 인산, 칼리가 풍부하게 들어있을 뿐 아니라, 각종 미량 성분을 함유하고 있어 토질의 개선에 좋으며, 미생물의 활동 역시 활발하게 해준다. 또한, 미강은 제초 효과를 발휘해주는데, 미강의 지방성분이 물 표면에서 분해되면서 물속과 토양 표면의 산소를 흡수하여 잡초의 발아를 억제하는 작용을 한다. 따라서, 토질의 개선 및 제초 효과를 위해 미강을 주성분으로 사용한다.

그리고 상기 유박은 깻묵이라고도 하는데, 녹말 및 단백질 함량이 높아서 가축사료로도 적합할 뿐 아니라, 유기물과 질소 함량이 많고, 인산, 칼륨 성분을 포함하고 있어 토질 개선에 효과적이다. 따라서, 미강과 함께 퇴비의 원료로서 사용할 경우, 미강에 부족한 미량 성분을 보충해 준다.

본 발명에서는 이러한 미강과 유박을 미강 80~95중량% 및 유박 5~20중량%의 혼합비로 이용함이 바람직한데, 이는 미량 성분의 함량을 충분히 하기 위한 것이나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다. 아울러, 상기한 유기질 재료 이외에도 어분, 초목탄, 골분, 왕겨, 짚, 녹비, 낙엽 등의 유기질 재료 및 부산물 재료를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서는 발효 미생물로서 막걸리를 이용하는 것이 특징인데, 상기 막걸리로는 다량의 유산균과 효모가 포함되어 있는 생막걸리를 이용한다. 즉 상기 생막걸리에 포함된 유산균과 효모는 상기 유기질 원료를 효과적으로 발효시켜준다. 아울러, 농가에서 쉽게 구입할 수 있고, 그 가격 역시 비싸지 않으므로, 경제적이면서 간단한 방법으로 발효 퇴비의 생산이 가능해 진다. 즉, 별도의 미생물 제제를 구입하거나 설비를 구비할 필요없이, 농가에서 손쉽게 구매, 사용할 수 있는 막걸리를 이용하는 것이다.

아울러, 상기 막걸리에 포함된 다량의 유산균과 효모의 길항작용을 통해 유기질 재료는 부패하지 않고 발효가 빠르게 진행된다. 그리고 발효 퇴비로서 사용시 증식된 유산균과 효모로 인해 토양 및 작물 내 유해균의 증식을 억제한다. 또한, 이러한 제균 작용로 인해 별도의 농약이나 살균제의 사용을 줄일 수 있다.

따라서, 막걸리를 사용하여 발효 퇴비를 제조할 경우, 앞서 설명한 바와 같이 빠른 발효가 진행됨은 물론, 별도의 농약 사용을 줄일 수 있으며, 농가에서 손쉽게 제조할 수 있어지는 장점이 있다.

더욱이, 막걸리를 대신하여 단순히 유산균을 사용하는 것에 비해, 막걸리에 포함된 단백질, 무기질, 비타민, 유기산 등의 영양성분의 공급이 가능한 장점이 있고, 막걸리에 포함된 유기산은 토양 중 각종 미량 원소의 흡수를 촉진시키고, 유실되기 쉬운 비료 성분의 용탈을 방지하며, 식물의 뿌리가 활착하는 것을 촉진해 주는 효과가 있다.

이러한 막걸리는 원활한 발효의 진행을 위해, 유기질 재료와 100:3~10 중량비로 혼합함이 바람직한데, 상기 막걸리의 함량이 너무 적으면 발효기간이 길어지게 되며, 과량이 될 경우 유기질 재료가 부족하여 각종 미량 원소가 부족할 수 있기 때문이다.

또한, 원활한 발효를 위해서는 상기 유기질 원료, 막걸리와 함께 물을 더 혼합하여 수분함량을 높이도록 하는 것이 바람직한바, 상기 유기질 재료, 막걸리, 물의 혼합비를 100:3~10:3~10 중량비로 사용한다. 이때, 물이 상기 범위를 벗어날 경우 발효가 원활히 진행되지 않는 등의 단점이 있으므로, 상기한 비율에 맞추어 사용한다.

한편, 상기 유기질 재료로서, 커피박을 더 포함하여 발효시킬 수도 있는데, 상기 커피박을 더 포함할 경우 커피박에 포함된 질소, 인 및 칼륨으로 인해 식물의 생장에 더욱 도움이 촉진된다. 아울러, 상기 유기질 재료 중 미강과 유박만을 사용하는 경우보다, 농산물의 품질 향상이 더욱 우수하며, 냄새가 좋아 실내 조경용으로 더욱 적합하다. 이때, 상기 커피박을 함께 사용할 경우 미강 80~90중량%, 유박 5~15중량%, 커피박 5~15중량%로 혼합 사용할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 막걸리를 이용한 발효 퇴비의 제조방법에 대해 설명한다.

유기질 재료 및 막걸리를 혼합하는 단계.

먼저, 유기질 재료와 막걸리를 혼합한다. 이때, 그 혼합비는 100:3~10중량비 정도가 바람직하며, 상기 유기질 재료로는 앞서 설명한 바와 같이 미강 및 유박을 사용한다. 상기 미강과 유박은 미강 80~95중량% 및 유박 5~20중량%만큼 사용한다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 커피박을 더 포함할 수도 있는데, 이러한 경우 미강 80~90중량%, 유박 5~15중량%, 커피박 5~15중량%로 한다.

그리고 원활한 발효를 위하여 물을 더 혼합하는데, 유기질 재료, 막걸리와 물을 100:3~10:3~10 중량비로 혼합한다.

상기 혼합된 재료를 55~65℃의 온도에서 100~150시간 동안 발효하는 단계.

다음으로, 상기 혼합된 재료를 발효시키는데, 그 발효온도는 55~65℃ 정도이고 발효시간은 100~150시간이면 족하다. 이는 막걸리 내에 포함된 다량의 유산균과 효모에 의해 토착미생물 등을 이용한 자연발효의 경우보다 현저히 빠른 속도로 발효가 진행되기 때문이다.

상기 발효온도는 발효에 의해 혼합된 재료 내부의 온도가 약 55~65℃까지 상승하므로 별도의 가열수단을 이용하지 않더라도 발효온도가 원활히 유지될 수 있다. 그리고 상기 발효시간이 100시간 미만일 경우 발효가 완료되지 않으며, 150시간을 초과하면 거의 발효가 완료되어 추가적인 발효가 일어나지 않으므로, 100~150시간 발효함이 바람직하다.

그리고 상기 100~150시간의 발효기간 동안 1~3시간, 가장 바람직하게는 2시간 간격으로 3~5분간 뒤집기 함으로써, 원활한 산소의 공급이 가능하도록 한다.

상기와 같이 제조되는 발효 퇴비는 화학비료의 과다 사용에 따른 토양 산성화 및 지력 쇠퇴 현상을 미연에 방지할 수 있으며, 발효퇴비의 사용으로 식물의 생장조건을 개선하여 품질 좋은 농작물을 생산하여 농가소득 증대에 기여할 수 있다. 특히 자연친화적인 발효퇴비를 제조할 수 있고, 이로 인해 별도의 미생물 배양체의 구입비용이 필요치 않으며, 재배된 작물의 섭취시에도 인체의 건강에 유익한 발효퇴비 제조방법을 제공할수 있는 효과를 지니고 있다.

또한, 퇴비로서뿐 아니라, 동물의 사료에 직접 혼합하여 사용이 가능하며, 악취의 발생이 없어 실내조경에도 적용할 수 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

미강 88중량%, 유박 12중량%로 되는 유기질 재료 10kg을 준비하였다. 그리고 이에 막걸리 600g, 물 600g을 혼합하고, 실온(25℃)에서 120시간 발효시켰다. 발효 중 2시간 마다 4분씩 뒤집기를 실시하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 막걸리를 대신하여 볏짚을 사용하였다.

(비교예 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 막걸리를 대신하여 시판 중인 미생물 제제(A사)를 구입하여 사용하였다.

(시험예 1)

상기 발효 기간 중 유기물 재료의 내부 온도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

시험예 1의 결과.(℃)

구분	100시간 경과시점
실시예 1	63℃
비교예 1	41℃
비교예 2	57℃

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1은 100시간 경과시점에서 내부 온도가 63℃에 달해 발효가 활발히 진행중임을 확인할 수 있었다. 반면에, 볏짚을 사용한 비교예 1의 경우 내부 온도가 41℃로 실시예 1에 비해 발효 진행이 활발하지 않음을 확인하였다. 또한, 비교예 2의 미생물 제제를 사용한 경우 역시 57℃로 온도가 상승하여 발효가 원활히 진행됨을 확인하였다.

(시험예 2)

상기 발효된 실시예 1, 비교예 1, 2의 퇴비를 동일 장소에 상온(20~28℃)에서 야적시켜 놓은 상태에서 냄새와, 파리의 접근하는 정도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

시험예 2의 결과.

구분	냄새		파리
	1주	2주	1주	2주
실시예 1	없음	없음	없음	없음
비교예 1	악취 심함	악취 심함	약간	수십마리
비교예 2	악취 약간	악취 약간	약간	약간

상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1은 악취가 없으며, 파리의 접근이 없어 부패가 진행되지 않았음을 확인한 반면, 비교예 1의 경우 악취가 심하고, 파리의 접근이 많아 부패가 진행됨을 확인하였고, 비교예 2는 비교예 1에 비해서는 악취도 적고 파리의 접근도 적었으나, 약간의 악취와 파리접근으로 부패와 발효가 동시에 진행됨을 확인하였다.

(시험예 3)

상기 실시예 1, 비교예 1, 2의 퇴비를 이용하여 고추를 재배하였다. 각 퇴비는 1kg/3.3m²씩 동일량을 전면 살포 후 혼화하는 방식을 취했으며, 동일한 생육 조사를 비교하기 위하여 시장을 통해 구입한 묘목을 정식하여 3회 반복으로 실험을 수행하였다. 그 결과를 하기의 표 3에 나타내었다. 그리고 퇴비를 사용하지 않은 대조군에도 고추를 재배하였다.

시험예 3의 결과.

구분	초장(cm)				착과(개)
	실시예 1	빅교예 1	비교예 2	대조군	실시예 1	비교예 1	비교예 2	대조군
0일	21	21.2	21.1	21.1	0	0	0	0
70일	75.6	42.3	55.3	50.4	23	0	11	7

상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 경우 비교예 1, 2 및 대조군에 비해 생장 증가 및 착과의 개수가 현저히 많음을 확인하였다. 반면, 충분히 발효되지 못한 비교예 1의 경우 오히려 대조군에 비해서도 생장이 좋지 못했음을 확인하였다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 유기질 재료, 생막걸리 및 물을 100:3~10:3~10 중량비로 혼합하는 단계와,
   상기 혼합된 재료를 55~65℃의 온도에서 100~150시간 동안 발효하는 단계를 포함하며,
   상기 유기질 재료는 미강 80~90중량%, 유박 5~15중량% 및 커피박 5~15중량%로 되고,
   상기 발효단계는, 1~3시간 마다 3~5분간 뒤집기 하는 것을 특징으로 하는 막걸리를 이용한 발효 퇴비의 제조방법.
   
4. 삭제
5. 제 3항의 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 막걸리를 이용한 발효 퇴비.