KR20020060680A

KR20020060680A - 티오황산암모늄 함유 비료

Info

Publication number: KR20020060680A
Application number: KR1020027000272A
Authority: KR
Inventors: 기시모토기쿠오; 나가타히로시; 스즈키토루
Original assignee: 구마가야 나오히꼬; 미쓰이 붓산 가부시키가이샤
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2002-07-18
Also published as: AU4613300A; EP1298114A4; CN1371345A; WO2001087805A1; EP1298114A1

Abstract

ATS 함유 환경보전형비료를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

티오황산암모늄(이하 ATS로 약기한다)수용액을 염기교환량이 큰 자재 및/또는 다공질의 자재(이하 ATS 유지자재라고 한다)에 1∼50 중량% 첨가,혼합하고, 해혼합물의 pH가 5.5∼7.6이 되도록 산 또는 산성의 자재를 첨가하여 조정한 분말상의 티오황산암모늄 함유 비료 및 질소, 인산, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 비료분말 또는 이 비료분말에 ATS 유지자재를 첨가, 혼합한 것에, ATS 수용액을 1∼15 중량%첨가, 혼합한 분말상 또는 입상의 티오황산암모늄 함유 비료에 의해 환경보전형비료를 제공하는 것이 가능해진다.

Description

티오황산암모늄 함유 비료{FERTILIZERS CONTAINING AMMONIUM THIOSULFATE}

ATS는 수용액으로서 유통되고 있고, 비료로서의 용도는, 액체비료로서 사용되고 있는 것에 불과하다. 이 경우, 병용할 수 있는 비료는, 질소, 인산, 칼륨비료등 pH6이상의 액체비료에 한정되고 있다. 또한, 식물에 대하여 약해를 야기한다는 점에서, 식물종자의 옆5 cm, 밑5 cm의 위치에 시용하는 것으로 되어있다.

그러나, 종래 사용되고 있는 ATS(액체비료)의 경우는, 병용할 수 있는 비료도 액체비료에 한정되는 동시에 전술했던것 같이 시용하는 위치에도 한계가 있어, 잘못사용한 경우에는 약해를 야기할 우려가 있었다.

그래서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 결점을 감안하여 이루어진 것으로, 취급이 용이한 동시에, ATS에 유래되는 식물에 해를 끼치는 것도 회피할 수 있고, 게다가 토양중에서의 질소성분의 초산화에 의한 하천, 호수늪에의 용해도 적은 환경보전형비료를 제공하는 것을 목적으로 하고있다.

본 발명은 질소(N), 유황(S)성분을 가지는 티오황산암모늄(이하 ATS라 약기한다)수용액을 분말 또는 입상화한 비료에 관한 것이다.

본 발명은 이 목적달성을 위해 이하의 모든 문제에 관해서 검토를 했다.

1) ATS 시용에 의한 약해의 발생을 회피하여, 비료로서의 사용범위를 넓히기 위한, 약해발생의 메카니즘을 검토했다.

여러가지의 조사결과, 약해발생의 주요인자는, 식1에 나타낸 바와같이 ATS에 유래되는 발생기의 유황(S)에 의한 것으로 밝혀졌다.

(NH₄)₂S₂O₃+0=(NH₄)₂SO₄+S (식1)

그래서, 생성하는 유황(S)이 직접식물의 뿌리나 잎면에 접촉하지 않도록 하기위해서, ATS 수용액을 미세립(분말)또는 입상하면, 약해를 회피하는 것이 가능해진다는 것을 찾아내었다.

즉, 본 발명은 티오황산암모늄(이하 ATS로 약기한다)수용액을 염기교환량이 큰 자재(제올라이트, 벤토나이트, 산성백토 등)또는 다공질의 자재(규조토, 경량기포 콘크리트(이하 ALC라고 한다)분말, 화이트카본 등)(이하 이들 자재를 ATS 유지자재라고 한다)에 1∼50중량% 첨가, 혼합하여, 혼합물의 pH가 7전후가 되도록 미리 산 또는 산성의 자재를 첨가조정하여, 그 상태, 또는 입자제조, 건조한 티오황산암모늄 함유 비료에 의해 본 목적을 달성한다.

제2의 발명은, 질소, 인산, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 비료분말 또는 이 비료분말에 ATS 유지자재를 첨가, 혼합한 것에, ATS 수용액을 1∼15중량%을 첨가, 혼합한 분말상 또는 입상 티오황산암모늄 함유 비료이다.

제3의 발명은, 질소, 인산, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 비료입자의 표면에 ATS 수용액을 1∼15중량% 스프레이한 후, 그 상태로 건조하거나, 또는 ATS 유지자재로 1∼10중량% 첨가코팅한 입상의 티오황산암모늄 함유 비료이다.

상기 방법으로 제조한 비료는 물리성도 좋고, 장기간 저장이라도 고결(固結) 하는 일없이 사용이 가능했다. 또한, 이들 비료를 물품온도 70∼80℃에서 가열건조하더라도, 특별히 화학변화를 일으키는 것도 없이 건조를 할 수 있다.

발명의 실시의 형태이하에 본 발명을 구체적인 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

본 발명은 상기의 지견에 기초한 것으로, 본 발명에 의하면 이하의 구성으로 이루어지는 분말 또는 입상의 ATS 함유비료가 제공된다.

① ATS:70∼80중량/부피% 함유수용액을 규조토, 벤토나이트, 산성백토, ALC 분말 또는 화이트카본 등의 ATS 유지자재에 1.O∼50중량% 상당량을 첨가혼합한다. 이 유지자재에는 미리 혼합물의 pH가 5.5∼7.6으로 되도록 과인산석회(과석), 인산암모늄(MAP) 등의 산 또는 산성자재를 약 1중량% 정도 첨가해 둔다.

② ATS 유지자재인 제올라이트, 규조토, 벤토나이트, ALC분말, 산성백토 또는 화이트카본에 pH조정, 암모니아의 소취용의 산성자재를 첨가한 것에 ATS 수용액을 첨가하면서 입자제조한다. 이 경우 필요에 따라 입자제조 조재(바인더)를 첨가한다.

입자제조 조재(바인더)로서는, 석고, 벤토나이트 또는 폐당밀, 리그닌폐액 등이 바람직하다. 입자제조물은 그 상태, 또는 건조하여 제품으로 한다.

③질소, 인산, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 비료분말 또는 이것에 규조토 등의 ATS 유지자재를 혼합한 분말에 ATS 수용액을 1∼15중량%을 첨가혼합하여, 그 상태,또는 건조하여 제품으로 한다.

④질소, 인소, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 비료분말 또는 이것에 ATS 유지자재인 규조토 등을 혼합한 분말에, ATS 수용액을 5∼20중량%을 첨가하면서 입자제조하여, 입자제조물은 그 상태, 또는 건조하여 ATS 함유비료로 한다.

⑤질소, 인소, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 입상비료에 ATS 수용액을 4∼15중량% 스프레이 첨가하고, 필요에 따라서, ATS 유지자재인 규조토 등의 분말을 코팅하여, 그 상태, 또는 건조하여 ATS 함유 비료로 한다.

또, 상기②∼⑤에 사용한 ATS 수용액의 ATS 농도는, ①과 같은 70∼80 중량/부피% 함유수용액이다.

이하에 본 발명이 특히, 적합하게 적용되는 ATS 함유비료의 제조법 및 비료효과에 관해서의 시험예와 실시예를 나타낸다. 또, 본 시험예와 실시예는 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

(시험예1)

ATS 유지자재에 따른 ATS 첨가량의 첨가혼합물의 이화학성에 미치게 하는 영향 ATS 유지자재에 각종량의 산성자재 및 ATS 수용액을 첨가하여, 혼합물의 이화학성을 조사했다. 얻어진 결과(표1)에 의하면 유지자재에 pH조정용의 산성자재를 가하지 않는 경우(No.1)는, pH8전후로 되어, 강한 암모니아냄새가 났다.

그러나 산성자재를 0.1∼O.3중량% 첨가하는 것에 의해 pH도 5.5∼7.6으로 되어, 암모니아냄새도 나지 않았다. 또한 입자제조성은 벤토나이트 유지자재의 경우를 제외하고는 불량이지만, 입자제조 조재(바인더)로서 석고 또는 폐당밀을 1∼5중량% 첨가하는 것에 의해, 입자제조성이 향상했다. 이상의 시험결과에서 산 또는 산성자재는 필수이며, 입자제조할 때 있어서는 석고 또는 폐당밀 등의 바인더를 첨가하는 것이 바람직하다.

(표 1)

No	유지자재	ATS첨가량	pH조정제	입자제조조제	pH	암모니아냄새	입자제조성
1	규조토	20%^*1	-	-	7.9	유	불량
2	규조토	20%	MAP^*20.1%	-	6.8	유	불량
3	규조토	20%	MAP 0.2%	-	6.8	무	불량
4	규조토	20%	과석^*30.1%	-	6.7	무	불량
5	규조토	20%	과석0.5%	-	5.5	무	불량
6	규조토	40%	과석0.2%	-	6.7	무	불량
7	규조토	40%	과석0.4%	-	6.7	무	불량
8	규조토	50%	과석0.5%	-	6.7	무	불량
9	벤토나이트	40%	과석0.3%	-	7.0	무	양호
10	벤토나이트	40%	과석0.3%	석고^*41%	7.0	무	양호
11	벤토나이트	40%	과석0.3%	석고5%	6.6	무	양호
12	제올라이트	40%	과석0.3%	-	6.8	무	불량
13	산성백토	40%	과석0.3%	-	6.7	무	불량
14	산성백토	40%	과석0.3%	석고2%	6.7	무	양호
15	ALC분말	40%	과석0.3%	-	7.2	무	불량

(주)*1 ATS:75% 수용액 pH 8.6

*2 MAP:비료용인산암모늄 pH 4.1

*3 과석:과인산석회 pH 2.8

*4 석고:배탈석고 pH 7.0

*5 ALC분말: 경량기포 콘크리트분쇄물 pH 9.6

(실시예1)

산성자재인 인산암모늄0.1Kg를 첨가한 규조토50.9kg에 ATS 75중량/부피% 함유 수용액 40kg을 첨가혼합하고, 질소(N):4.4%, S:1O.4%를 함유하는 ATS 함유 비료 100㎏을 얻었다.

이것은 바슬바슬한 분말이고, 무취이고, 취급도 용이하고, 장기간 방치하여 도 고결하지 않았다. 이 제품의 pH는 6.7이며, 이것을 a/5000규모 포트의 토양 5kg에 5g을 가하고, 또한 15-15-5화성비료5g을 첨가혼합하여, 밭상태에서 소송채(小松菜, 평지의 변종)를 파종하여, ATS 무첨가의 것도 식물해의 유무, 생육상황의 차이에 관해서 비교검토했다.

얻어진 결과는, 두 비료 모두 식물에 끼치는 해는 없었고, 생육도 양호했다. 또, ATS를 함유한 비료는 시용질소(N)의 용해 로스가 적은 것이 표13의 성적으로부터 분명하므로, 측정하지 않았다.

(시험예2)

시판비료에 대한 ATS 수용액첨가량 및 첨가물가열물의 이화학성에 미치는 영향

시판의 보통 비료에 각종량의 ATS 수용액을 첨가하여, 첨가물의 이화학성 비교에 첨가물을 물품온도 80℃ 전후로 가열한 경우의 화학변화에 관해서 표2에 나타낸 것같이 No.16∼No.35의 시작품을 이용하여 검사했다.

얻어진 결과(표2)에 의하면, 비료분말에 관해서는 ATS 수용액의 첨가가능량은 15%까지 이지만, 첨가물의 상태에 의해서 7∼15%의 첨가가 바람직한 것으로 밝혀졌다. 또한 시판의 입상 보통 비료에 ATS 수용액을 3∼15중량% 스프레이하여, 규조토 등으로 코팅가공을 하면 양호한 ATS 함유비료가 되는 것이 밝혀졌다. 또한 혼합분말은 특히, 입자제조 조재의 첨가를 필요로 하지 않고 입자제조가 가능한 것을 나타냈다. 또한 이들은 물품온도 70∼80℃로 가열건조하더라도 화학적변화는 일어나지 않았다.

(표 2)

No	시판비료	첨가량	상태개량재	첨가물형상	pH	입자제조성	가열변화
16	MAP분말	7%	-	바슬바슬상	6.3	불량	없음
17	MAP분말	10%	-	약간습윤	6.6	약간양호	없음
18	MAP분말	10%	벤토나이트3%	바슬바슬상	6.6	양호	없음
19	MAP분말	13%	벤토나이트3%	약간습윤	6.7	양호	없음
20	MAP분말	15%	규조토2%	약간습윤	6.7	양호	없음
21	MAP분말	15%	규조토3%	약간습윤	6.7	양호	없음
22	MAP분말	20%	규조토3%	약간습윤	6.8	양호	약간유황냄새
23	MAP입	7%	규조토4%	바슬바슬상	6.3	불요	없음
24	DAP분말	5%	-	바슬바슬상	7.4	약간양호	없음
25	DAP분말	7%	-	바슬바슬상	7.6	약간양호	없음
26	DAP분말	10%	-	약간습윤	7.6	양호	없음
27	DAP분말	10%	규조토2%	약간습윤	7.6	양호	없음
28	DAP분말	13%	규조토3%	약간습윤	7.7	양호	없음
29	DAP분말	15%	규조토3%	약간습윤	7.7	양호	약간유황냄새
30	DAP분말	20%	규조토4%	약간습윤	7.8	양호	약간유황냄새
31	DAP입	4%	규조토4%	바슬바슬상	7.4	-	없음
32	DAP입	5%	규조토4%	바슬바슬상	7.6	-	없음
33	DAP입	15%	규조토4%	약간습윤	7.6	-	없음
34	15-15-15화성	7%	규조토3%	약간습윤	7.0	약간양호	없음
35	15-15-15화성	10%	규조토3%	약간습윤	7.0	양호	약간유황냄새

ATS:75 w/v% 수용액을 사용했다.

본 시험예에서의 상태개량재에는, 규조토 및 벤토나이트의 사용예를 나타냈지만, 제올라이트, ALC, 산성백토, 화이트카본도 같은 효과가 나타났다.

입자제조성은 팬형시험기에 의한 결과로부터 판정했다.

가열변화는 물품온도80℃에서 사십분간 가열후의 결과를 나타낸다. 단지, 가열때에 생기는 유황냄새는 냉각후에 소실했다.

DAP는 비료용인산니암모늄으로 pH는 7.6

MAP은 비료용인산암모늄으로 pH는 4.1

(시험예3)

ATS의 초산화 억제효과에 관해서 표3의 시험구(①∼④)에 표4에 나타낸 표층부식질흑박토(도쿄도 수기나미쿠)의 토양에, 표3과 같이 나타나도록 질소를 첨가하여, 첨가후 7일, 14일 및 21일 후의 토양변화의 상태를 이하에 나타내는 시험방법으로써 관찰했다.

(시험방법)

질소(N)로서 25㎎에 상당하는 공시시료를 각 토양50g을 넣은 200㎖의 삼각플라스크에 취하여, 탈염수를 가해 토양수분이 최대용수량의 60%가 되도록 조절하여, 30±1℃의 정온기에 넣어, 소정일마다 정온기로부터 조사대조의 상기 삼각플라스크내의 암모니아성질소및 초산성질소를 정량했다. 그 결과는 표5 및 표6에 나타낸 바와같이 되었다.

(결과)

ATS 수용액을 N로서 황산 암모니아의 N에 대하여, 10%이상 첨가한 경우, 초산화 형성율은 ATS 무첨가의 30.4%에 대하여, 13.6%인 현저한 낮은 수치를 나타냈다.

이상의 것에서 ATS는 10%이상 첨가하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.

(표 3)

시험구

시험구	첨가질소의 혼합비율(%)
시험구	ATS수용액	황산 암모니아
①	0%	100%
②	5%	95%
③	10%	90%
④	15%	85%

주)1구당의 N첨가량은, 25㎎

(표 4)

공시토양

표층부식질흑박토(도쿄도 수기나미쿠)

pH	CEC(meq/건토)	최 대용수량(%)
H₂O	CEC(meq/건토)	최 대용수량(%)	KCL
5.6	4.9	36.1	105

(표 5)

시험성적(1)

암모니아성질소 및 초산성질소의 측정치(토양50g당)

성분	NH₄-N	NO₃-N
시험구 경과일수	7일	14일	21일	7일	14일	21일
①	23.1	21.1	17.5	3.7	5.9	9.8
②	23.5	21.5	20.3	3.4	5.3	7.1
③	23.8	22.7	21.8	3.1	4.5	5.6
④	24.0	23.1	22.4	2.7	4.0	5.0
무첨가	0.4	0.4	0.6	2.3	2.2	2.2

(표 6)

초산화 형성율

성분	초산화 형성율
시험구 경과일수	7일	14일	21일
①	5.6	14.8	30.4
②	4.4	14.8	19.6
③	3.2	9.2	13.6
④	1.6	7.2	11.2

주)초산화 형성율은 시료중의 질소전량에 대한 비율을 나타낸다.

(실시예2)

인산암모늄(DAP)분말: 88㎏을 팬형입자제조기에 넣어, 75 중량/부피%의 ATS 수용액 12㎏을 첨가하면서 입자제조를 행하여, 비료100㎏을 얻었다. 입자제조물은바슬바슬 한 입자로, 이 pH는 7.6, N:19.1%, P₂O₅:40.5%, S:3%을 함유하고 있다.

이 입자제조물을 물품온도 80℃에서 40분간 건조하여, 제품97㎏을 얻었다. 이 비료를 a/5000규모포트의 토양5㎏에 5g을 가하여, 밭상태에서 소송채를 파종하여, 식물에 끼치는 해의 유무, 생육상황의 조사를 했다. 얻어진 결과, ATS에서 식물에 끼치는 해는 나타나지 않았고, 양호한 생육을 나타냈다.

(실시예3)

입상 DAP:92kg을 팬형입자제조기에 넣어, 75중량/부피% ATS 수용액5kg을 스프레이한 후, 다공성의 ATS 유지자재인 규조토 3kg을 첨가하면서 코팅했다. 이것을 물품온도 80℃에서 40분간 가열건조했다. 제품의 pH는 7.5, N:17,4%, P₂O₅:43.9%, S:1.3%을 함유하여, 실시예2와 같이 소송채에 의한 재배시험을 했지만 양호한 생육을 나타냈다.

(실시예4)

실시예2로 얻어진 ATS를 함유한 DAP 입상품건조비료 41㎏에 입상 황산암모늄 16kg, 입상 요소 12㎏ 및 입상 염화칼륨 28kg를 가하여, 거기에 고결방지재로서 규조토 3㎏를 첨가한 BB비료 100kg을 제조했다.

이 비료는 N:16.7%, P₂O₅:16.6%, K₂O:16.8% 및 S:2.1%을 함유한 고성분복합비료이다. 이 비료의 비료효과를 실시예2와 같이 소송채에 의한 재배시험을 실시하여, ATS를 첨가하지 않은 대조구와 비교했다. 얻어진 결과는 두 비료 모두 양호한 생육을 나타냈다.

종래 액체로서 유통하고 있기 때문에 그 취급, 사용범위가 제한되어 있는 ATS 수용액을 ATS 유지자재를 이용하여 본 발명에 의해 분상 또는 입상의 형태로 바꾸는 것에 의해 다음 여러가지 효과가 얻어진다.

① ATS의 수송, 저장 및 취급이 용이하여 진다.

② ATS에 유래하는 식물에 끼치는 해를 회피할 수 있다.

③ 액체비료이외의 다른 보통 비료를 혼합할 수 있다. 특히 질소질비료와의 혼합은 질소의 초산화가 억제되기 때문에, N의 용해 로스가 감소함과 동시에, 호수늪, 하천의 부영양화도 억제할 수 있다.

④ 시용비료의 이용율, 특히 N의 이용율이 향상하기 때문에 시비량을 경감할 수 있다.

Claims

티오황산암모늄(이하 ATS로 약기한다)수용액을 염기교환량이 큰 자재 및/또는 다공질의 자재(이하 ATS 유지자재라고 한다)에 1∼50 중량% 첨가·혼합하고, 이 혼합물의 pH가 5.5∼7.6이 되도록 산 또는 산성의 자재를 첨가하여 조정한 것을 특징으로 하는 분말상의 티오황산암모늄 함유 비료.
질소, 인산, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 비료분말 또는 이 비료분말에 ATS 유지자재를 첨가, 혼합한 것에, ATS 수용액을 1∼15중량% 첨가혼합한 것을 특징으로 하는 분말상 또는 입상의 티오황산암모늄 함유 비료.
ATS 수용액을 첨가하면서 ATS 유지자재를 입자제조한 것에 있어서, 상기 ATS 수용액이 5∼20중량%인 것을 특징으로 하는 입상의 티오황산암모늄 함유 비료.
질소, 인산, 칼륨성분의 일종이상을 함유하는 비료입자의 표면에 ATS 수용액을 1∼15중량% 스프레이한 후, 건조하거나, 또는 ATS 유지자재로 1∼10% 첨가코팅한 것을 특징으로 하는 입상의 티오황산암모늄 함유 비료.
제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ATS 유지자재는 제올라이트, 벤토나이트, 산성백토 또는 다공질의 규조토, 경량기포 콘크리트(이하 ALC라고 한다)분말, 또는 화이트카본인 것을 특징으로 하는 입상 또는 분말상의 티오황산암모늄 함유 비료.