KR20030025262A

KR20030025262A - 유기물 발효추출물을 이용한 액비 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20030025262A
Application number: KR1020030014959A
Authority: KR
Inventors: 조성현
Original assignee: 조성현
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2003-03-28

Abstract

본 발명은 유기물 발효추출물을 이용한 액비와 그 제조방법에 관한 것으로 유기물 발효시 생성되는 항균물질과 대량원소와 미량원소를 추가하여 농산물의 품질향상과 지속적 환경농업을 추구할 수 있는 액비를 제조하고자, 대두박, 탈지강, 채종박 등의 원료를 바실러스균, 효모균을 이용하여 발효시킨후 수용성 성분을 추출하여 방선균의 배양액을 첨가와 아울러 대량 원소인 질소, 인산, 칼리 등과 미량원소인 Mg, Cu, Mn, Zn 등을 작물의 흡수 이용율에 맞도록 조성한 것으로 종래 화학적 성분만을 이용한 액비와는 달리 미생물배양액 및 유기물을 함유하여 토양생태계에 큰 혼란 없이 토양양분의 균형 및 미생물활력을 증진시켜 농산물의 품질향상과 관주 및 엽면 시비를 동시 실시함에 따른 비료사용가격의 절감과 아울러 농가소득에 기여하며, 작물의 생육안정과 토양생산성을 증가시키고 환경을 보전할 수 있는 유기물 발효추출물을 이용한 액비와 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

유기물 발효추출물을 이용한 액비 및 그 제조방법{Liquid fertilizer using fermentation extract of organic materials and manufacturing process}

본 발명은 유기물 발효추출물을 이용한 액비와 그 제조방법에 관한 것으로 유기물 발효시 생성되는 생리활성 및 항균물질파 수용성 유기물, 미량원소와 대량원소를 추가하여 농산물의 품질향상과 지속적 환경농업을 추구할 수 있는 액비를 제조하고자, 대두박, 탈지강, 채종박 등의 원료를 바실러스균, 효모균을 이용하여 발효시킨 후 수용성 성분을 추출하여 방선균 배양액을 첨가하여 항균성을 높이고 대량원소인 질소, 인산, 칼리 등과 미량원소인 Mg, Cu, Mn, Zn 등을 작물의 흡수 이용율에 맞도록 조성한 것으로 종래 화학적 성분만을 이용한 액비와는 달리 미생물배양액 및 유기물을 함유하여 토양생태계에 큰 혼란 없이 토양양분의 균형 및 미생물활력을 증진시켜 농산물의 품질향상과 관주 및 엽면시비를 동시 실시함에 따른 비료사용 가격의 절감과 아울러 농가소득에 기여하고 토양의 물리화학성과 미생물상을 개선하여, 작물의 생육안정과 토양생산성을 증가시키며 환경을 보전할 수 있는 유기물 발효추출물을 이용한 액비와 그 제조방법에 관한 것이다.

현재 생산되고 있는 대부분의 액비는 제4종복합비료와 아미노산발효 부산액이며 제4종복합비료의 경우 엽면시비용, 양액재배용 또는 관주용, 화초용의 3종으로 화학성분만을 보증하고 있다. 따라서 관주와 엽면시비를 위해서는 두 종류의 비료가 필요하고 또한 토양미생물의 역할이 중시됨에 따라 균밀도를 증가시키고 활력을 높이기 위해서는 화학성분뿐만 아니라 당, 아미노산 등의 유기물이 필요하며 이로 인해 유용한 미생물의 균밀도가 증대되어 병원균에 대한 저항성이 증대되며 연작에 따른 토양병해의 경감과 건전한 토양생태계의 유지 및 작물의 생육과 품질을 높일 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이 화학적 성분만을 보증한 액비에 유기물을 추출하여 액비에 접하고자 하는 연구개발이 진행되고 있으나 이미 진행된 내용들은 유기물을 고온가압하여 추출해내는 방법들로 발효과정을 거쳐 유기물성분을 추출해내는 본 발명과는 전혀 다른 방법으로 빠른 시간에 추출할 수 있는 장점을 가진 반면 추출 후 냉각공정이 필요하며, 가열에 따른 에너지 소비 등의 단점이 있다. 따라서 본 발명은 유기물을 바실러스균, 효모균을 이용하여 발효시킨후 아미노산, 당 등의 유기물과 수용성 무기염류 등을 추출한 액비에 방선균의 배양액을 첨가하여 항균성을 높이고 대량원소인 질소, 인산, 칼리 등과 미량원소인 Mg, Cu, Mn, Zn 등을 작물의 흡수이용율에 맞도록 배합한 유기물 발효추출액비의 제조방법을 설정하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유기물 발효추출물을 이용한 액비의 제조공정도를 나타낸 것이다.

본 발명은 (1) 유기물발효 및 추출공정, (2) 미생물액체배양, (3)비료성분보정공정으로 구성되며 상세하게 설명하면 다음과 같다.

(1) 유기물발효 및 추출공정

유기물 발효공정은 탈지강 30∼45중량%, 소맥피 15∼25중량%, 대두박10∼2O중량%, 어분 5∼15중량%, 분쇄옥수수 15∼25중량%를 균일하게 혼합한 조성물에 쌀겨 ,밀기울, 유박, 육분, 골분, 어분 등의 유기물을 투입하면 처음에 바실러스가 증식하고 후에 효모가 활성화하여 증식되므로 바실러스 배양액(1.3×10^-7∼3.4×10^-9cfu g^-1) 0.2∼1.0중량%, 효모배양액(1.5×10^-8∼2.3×10^-9cfu g^-1) 0.2∼1.0중량%와 글루코스 0.5∼1.5중량%를 물 35∼45중량%에 혼합하여 전체적인 수분함량이 45∼55중량%가 되도록 한다. 수분함량 조절 후 2.4m(가로)×2.4m(세로)×1.2m(높이)의 발효조에 퇴적하며 퇴적 수일 후 (여름 : 2∼3일, 겨울 : 5∼10일) 발열이 되기 시작하며 발열 후 10∼25일간 배양하며 발효과정을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

〈실시예 1〉

탈지강 300kg, 소맥피 200kg, 대두박 200kg, 어분 150kg, 분쇄옥수수 150kg을 균일하게 혼합한 유기물 1,000kg에 글루코스 10kg을 녹인 물 350리터와 효모균 및 바실러스균 배양액을 각각 10리터씩 혼합하여 교반기에서 1∼2시간 혼합한 후 여름에 퇴적하였다.

〈실시예 2〉

탈지강 300kg, 소맥피 250kg, 대두박 150kg, 어분 150kg, 분쇄옥수수 150kg을 균일하게 혼합한 유기물 1,000kg에 글루코스 5kg을 녹인 물 400리터와 효모균 및 바실러스균 배양액을 각각 8리터씩 혼합하여 교반기에서 1∼2시간 혼합한 후 여름에 퇴적하였다.

〈실시예 3〉

탈지강 450kg, 소맥피 150kg, 대두박 150kg, 어분 100kg, 분쇄옥수수 150kg을 균일하게 혼합한 유기물 1,000kg에 글루코스 10kg을 녹인 물 400리터와 효모균 및 바실러스균 배양액을 각각 6리터씩 혼합하여 교반기에서 1∼2시간 혼합한 후 여름에 퇴적하였다..

〈실시예 4〉

탈지강 450kg, 소맥피 200kg, 대두박 200kg, 어분 100kg, 분쇄옥수수 50kg을 균일하게 혼합한 유기물 1,000kg에 글루코스 5kg을 녹인 물 430리터와 효모균 및 바실러스균 배양액을 각각 5리터씩 혼합하여 교반기에서 1∼2시간 혼합한 후 겨울에 퇴적하였다.

〈실시예 5〉

탈지강 400kg, 소맥피 200kg, 대두박 150kg, 어분 50kg, 분쇄옥수수 200kg을 균일하게 혼합한 유기물 1,000kg에 글루코스 15kg을 녹인 물 450리터와 효모균 및 바실러스균 배양액을 각각 2리터씩 혼합하여 교반기에서 1∼2시간 혼합한 후 가을에 퇴적하였다.

이상의 실시예에서 탈지강 30∼45중량%, 소맥피 15∼25중량%, 대두박 10∼20중량%, 어분 5∼15중량%, 분쇄옥수수 15∼25중량%를 균일하게 혼합한 조성물에 글루코스 0.5∼1.5중량%와 바실러스배양액(1.3×10^-7∼3.4×10^-9cfu g^-1) 0.2∼1.0중량%, 효모배양액(1.5×10^-8∼2.3×10^-9cfu g^-1) 0.2∼1.0 중량%에 물 35∼45중량%를 혼합하면 전체적인 수분함량이 40∼55중량%가 되며 발효기간은 여름 20일 이내, 겨울 30일 이내가 됨을 알 수 있었다. 한편 발효물의 추출공정은 실시예에 따른 발효를 마친 유기물을 붕산(H₃BO₃) 150g을 완전히 녹인 붕산용액 400리터에 발효물 10∼25중량%를 가하여 3∼6시간 교반하여 침전 및 여과하며 추출공정을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

〈실시예 6〉

붕산(H₃BO₃) 150g을 완전히 녹인 물 400리터와 발효된 유기물 50kg을 넣은 후 교반날개로 3∼6시간 회전시킨다음 정지하여 3시간 정도 침전시켜 200mesh 스테인레스 망으로 여과한다.

〈실시예 7〉

붕산(H₃BO₃) 150g을 완전히 녹인 물 400리터와 발효된 유기물 80kg을 넣은 후 교반날개로 3∼6시간 회전시킨다음 정지하여 3시간 정도 침전시켜 200mesh 스테인레스 망으로 여과한다.

〈실시예 8〉

붕산(H₃BO₃) 150g을 완전히 녹인 물 400리터와 발효된 유기물 100kg을 넣은 후 교반날개로 3∼6시간 회전시킨다음 정지하여 3시간 정도 침전시켜 200mesh 스테인레스 망으로 여과한다.

(2) 미생물액체배양

본 발명에 사용된 미생물은 Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae, Streptomyces sp.로 배지와 배양조건은 [표 2]와 같다.

[표 2]의 배지와 조건으로 미생물들을 각각 액상배양하여 냉장보관하였으며 효모와 바실러스는 유기물발효에 이용하고 방선균은 유기물발효물의 추출용액에1.0∼5.0중량%를 혼합하였으며 이들 미생물의 특징을 알아보면 먼저 효모는 알콜발효 및 단세포미생물, 유기산, 산소, 항균물질 등을 생산하며, 바실러스는 고초균으로 저분자 유기물인 당, 아미노산을 분해하며 항생물질 발피포스트, 바시타라딘을 형성하고, 토마토 시들음병, 딸기 위항병, 십자화과 뿌리혹병을 억제하며, 방선균은 발병억제형 토양에 많이 서식하며 메칠페닐케톤, 메칠에칠케톤, 스트랩토마이신 등의 항균물질과 셀루라제, 키티나제 효소 등을 생성하고 푸자리움(Fusarium), 라이조토니아 등 사상균의 키틴을 용해한다. 따라서 이들 미생물들에 의해 발효된 유기물추출물은 작물생산성의 안정과 토양병해에 대한 저항성증대 및 농산물의 품질향상에 효과가 클 것으로 기대된다.

(3) 비료성분보정공정

효모와 바실러스균을 이용하여 발효한 유기물의 추출액에 방선균 배양액 1.0∼5.0중량%를 혼합한 유기물 발효추출물의 화학적 성분보정을 위한 원료와 성분함량은 [표 3]과 같다.

방선균배양액을 첨가한 유기물 발효추출물의 총중량에 질소, 인산, 칼리의 성분보정을 위하여 KNO₃5∼15중량%(질소, 칼리원), (NH₂)₂CO 5∼15 중량%(질소원),KH₂PO₄1∼10중량%(인산, 칼리원), NH₄NO₃1∼10중량%(질소원), KCl 1∼10중량%(칼리원)를 용해시켜 N-P-K의 성분함량이 4-1-7%가 되도록 하며 미량원소의 성분보정을 위하여 MnSO₄0.02∼0.12중량%, H₃BO₃0.04∼0.14중량%(발효물추출시 0.03중량% 이용), ZnSO₄0.005∼0.015 중량%, CuSO₄0.001∼0.01중량%, MgSO₄0.05∼0.15중량%를 용해시켜 Mn, B, Zn, Cu, Mg의 함량이 각각 0.006, 0.007, 0.002, 0.0005, 0.01%가 되도록 한다. 비료성분보정 공정의 실시예를 들어 자세히 설명하면 다음과 같다.

〈실시예 9〉

미량원소인 MnSO₄85g, H₃BO₃50g, ZnSO₄25g, CuSO₄7g, MgSO₄250g을 물 4리터에 완전히 용해시킨다.

〈실시예 10〉

미량원소인 MnSO₄100g, H₃BO₃80g, ZnSO₄50g, CuSO₄15g, MgSO₄300g을 물 4리터에 완전히 용해시킨다.

〈실시예 11〉

유기물 발효추출물 400리터에 방선균 배양액 10리터를 첨가하고, KNO₃40kg, (NH₂)₂CO 40kg, KH₂PO₄15kg, NH₄NO₃10kg, KCl 20kg을 용해시킨 후 실시예 9의 미량원소 4리터를 혼합한 후 물을 첨가하여 전체량을 500리터로 보정한다.

〈실시예 12〉

유기물 발효추출물 400리터에 방선균 배양액 15리터를 첨가하고, KNO₃45kg,(NH₂)₂CO 45kg, KH₂PO₄17kg, NH₄NO₃13kg, KCl 24kg을 용해시킨 후 실시예 9의 미량원소 4리터를 혼합한 후 물을 첨가하여 전체량을 500리터로 보정한다.

〈실시예 13〉

유기물발효추출물 400리터에 방선균 배양액 12리터를 첨가하고, KNO₃55kg, (NH₂)₂CO 50kg, KH₂PO₄22kg, NH₄NO₃10kg, KCl 25kg을 용해시킨 후 실시예 10의 미량원소 4리터를 혼합한 후 물을 첨가하여 전체량을 500리터로 보정한다

〈실시예 14〉

유기물발효추출물 400리터에 방선균 배양액 16리터를 첨가하고, KNO₃50kg, (NH₂)₂CO 50kg, KH₂PO₄20kg, NH₄NO₃15kg, KCl 27kg을 용해시킨 후 실시예 10의 미량원소 4리터를 혼합한 후 물을 첨가하여 전체량을 500리터로 보정한다.

이상의 실시예에서 KNO₃5∼15중량%(질소, 칼리원), (NH₂)₂CO 5∼15 중량%(질소원), KH₂PO₄1∼10중량%(인산, 칼리원), NH₄NO₃1∼10중량%(질소원), KCl 1∼10중량%(칼리원)를 용해시켜 N-P-K의 성분함량이 4-1-6%가 되도록 하며 미량원소는 MnSO₄0.02∼0.12중량%, H₃BO₃0.04∼0.14중량%(발효물추출시 0.03중량% 이용), ZnSO₄0.005∼0.015중량%, CuSO₄0.001∼0.01중량%, MgSO₄0.05∼0.15중량%를 용해시켜 Mn, B, Zn, Cu, Mg의 함량이 각각 0.006, 0.007, 0.002, 0.0005, 0.01%가 됨을알 수 있었으며 실시예에 따른 액비의 화학적 성분함량은 [표 4]와 같다.

본 발명에서 제조한 액비의 비효를 알아보고자 오이를 선택하여 작물시험을 실시하였으며 그 결과는 다음과 같다.

〈작물비효시험예〉

2002년 9월초에 오이(구월낙합)를 면적 15㎡(3m ×5m)에 정식하여 기비로 돈분발효퇴비 1,000kg/10a, N-P-K : 9.2-10.3-8.1kg/10a을 시용한 처리구에 추비 N-P-K : 10.5-0-4.1kg/10a와 본 발명에서 제조한 액비를 추비하여 10월말 오이의 생육조사를 실시한 결과는 [표 5]와 같다.

오이에 대한 본 발명에서 제조한 액비의 비효시험 결과, 전 시험기간을 통하여 오이 생육의 피해는 발견되지 않았으며, 병해충 발생 시 적절한 농약을 처리하였고, 그에 따른 약해는 없었다. 또한 달관조사시 N-P-K추비구에 비해 상대적으로액비추비구에서 곡과 발생률과 끝빠짐과 등의 기형과 발생률과 시들음 정도가 낮았으며 과장, 과수와 과중 및 수확량의 증가 효과가 인정되었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 유기물을 발효추출하여 액비를 제조하는 신공정으로 단순히 화학성분만을 보정한 기존제품과는 달리 식물의 화학적 양분뿐만 아니라 유기물과 미생물 대사물질 및 항생물질을 함유하여 토양양분의 균형 및 미생물활력을 증진시켜 농산물의 품질향상과 관주 및 엽면시비를 동시 실시함에 따른 비료사용가격의 절감과 아울러 농가소득에 기여하며, 작물의 생육안정과 토양생산성을 증가시키며 환경을 보전할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims

탈지강 30∼45중량%, 소맥피 15∼25중량%, 대두박 10∼20중량%, 어분 5∼15중량%, 분쇄옥수수 15∼25중량%를 균일하게 혼합한 유기물에 효모 및 바실러스배양액을 각각 0.2∼1.0중량%와 글루코스 0.5∼1.5중량%를 녹인 물 35∼45중량%를 혼합하여 전체적인 수분함량이 45∼55중량%로 20∼35일 발효시킨 후 추출하는 것을 특징으로 하는 유기물 발효추출물.
제 1항의 유기물 발효추출물에 방선균배양액 0.2∼1.0중량%와 KNO₃5∼15중량%, (NH₂)₂CO 5∼15중량%, KH₂PO₄1∼10중량%, NH₄NO₃1∼10중량%, KCl 1∼10중량%, MnSO₄0.02∼0.12중량%, H₃BO₃0.04∼0.14중량%, ZnSO₄0.005∼0.015중량%, CuSO₄0.001∼0.01중량%, MgSO₄0.05∼0.15중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 액비의 제조방법.