KR970000384B1 - 키틴 및 키토산계 액상복합비료 - Google Patents

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Abstract

내용없음

Description

키틴 및 키토산계 액상복합비료
본 발명은 키틴 및 키토산을 함유하는 액상복합비료에 관한 것이다. 좀더 상세하게는, 게껍질이나 오징어 뼈에서 분리 추출한 키틴 및 키토산에 암모늄염 및 칼륨염과 미량 금속성분인 망간, 붕소, 아연, 동, 철 및 마그네슘계 등의 수용성 화합물, 그리고 기타 안정제를 포함한 것으로 일정조건하에서 합성·제조한 것을 특징으로 하는 토양개선, 병충해방지, 씨앗발아율의 촉진 및 작물영양공급 등 우수한 성능을 나타내는 새로운 키틴 및 키토산계 액상복합비료에 관한 것이다.
오늘날 산업의 발달과 더불어 농업에서도 과학화 시대에 접하고 있는 실정이다. 농작물 재배에 있어서도 신품종 개발에 박차를 가하고 있으며, 특히 비료분야가 농작물 재배에 상당한 비중을 차지하고 있다.
그런데, 오늘날 작물에 사용하고 있는 대부분의 비료는 무기질 화학비료이기 때문에 이 비료를 사용한 토양에서 자란 작물은 병충해에 대한 저항력이 없으며 식물에 유용한 토양미생물이 사멸되어 약화되고 결국 종자의 질이 점점 저하되고 있는 실정이다. 이러한 상태를 극복하기 위해 종래 기술에서는 피트산(Phyticacid), 구연산 및 에틸렌 디아민, 테트라아세트산(tetraacetic acid) 또는 그 염을 함유하는 것을 특징으로 하는 엽면산포용 유기액상복합비료(일본국 특허공고, 평 3-39034호)가 출원되었으나, 제조단가가 높고, 산성조건에서는 불안정하며, 낮은 온도에서 추출물이 서출되는 등 작물의 활력저하를 초래하는 문제점이 제기되고 있다.
또한 국내에서 엽면시비용 복합비료가 시판되고 있으나 이미 널리 알려진 무기질 화학비료에 국한된 것으로 작물성장효과가 기대에 미치지 못하고 있는 실정이다. 이렇듯, 종래의 기수에서 나타난 바와 같이, 작물에 사용하고 있는 대부분의 비료는 화학비료이므로, 이 비료를 이용한 토양에서 자란 작물은 병충해에 대한 저향력이 없으며, 작물의 유용한 토양미생물이 사멸되어 토양의 악화를 초래하고 결국, 작물의 재생산력이 약화되고 품질이 약체화되어 종자의 질이 점점 저하되고 있다. 최근에는 특별한 용도없이 버려지고 있는 게껍질이나 갑오징어의 뼈로부터 분리 추출하여 사용가능한 기능성 재료를 만드는 학술적 연구가 진행되고 있다. 특히, 비료에 관한 연구에 있어서, 키틴 및 키토산을 응용한 복합비료 합성연구를 수행하는데는 그다지 만족스럽지 못하였다.
따라서 본 발명자는 게껍질이나 오징어 뼈로부터 화학적 전처리를 통해 분리 추출한 키틴 및 키토산이 인체에 해롭지 않을 뿐만 아니라, 작물 성장에 커다란 영향을 끼친다는 사실에 착안하여 이를 응용한 새로운 키틴 및 키토산계 액상복합비료(이하, 액상복합비료라고 약칭함)를 합성·제조하기에 이르렀다. 본 발명의 복합비료는 상기와 같은 종래 기술에 의한 복합비료의 불만족스러웠던 점을 극복하기 위하여 제조가 용이하고 안정성이 우수하며 또한 각종 결핍증 해소의 약적효능을 발휘하며, 우기, 다습, 냉한기 등에서 뿌리의 영향흡수기능 마비로 발생된 작물의 쇠약을 방지할 뿐만 아니라 모양을 개선, 작물에 영향분을 공급함과 동시에 병충해를 방지, 씨앗의 발아를 촉진시키는 등, 다양한 효능을 지닌다. 키틴 및 키토산은 게껍질이나 오징어 뼈로부터 화학적 전처리를 통해 제조한 것으로 또한 탁월한 응집작용을 갖는다. 응집력의 효과는 점토와 같은 단입자의 토양을 입상구조로 변화시켜 토양의 통기성, 보습성 밑 배수성을 개량한다. 따라서 작물의 신장털뿌리에 발육이 왕성해지고, 또한 유용한 미생물인 방선균 등의 영향분이 되어 증식을 촉진시키며, 사상균의 번식을 억제시키고 방선균에 의해 분해된 키틴 및 키토산은 키틴 및 키토산 올리고당이 되어 작물의 성장 및 결실에 큰 효과를 가져온다. 뿐만 아니라 키틴 및 키토산에 암모늄염, 칼륨염과 기타 선택된 어느한 용액과의 특정한 조성비로 합성·제조된 액상복합비료는 단백질, 인산, 질소, 칼슘, 개미산, 칼륨 및 미량금속성분 등이 함유되어 있어 더욱 우수한 토양개선 등 작물성장에 상승작용의 결과를 초래한다.
본 발명에 이용된 키틴 및 키토산의 구조는 다음과 같다.
본 발명의 액상복합비료제조에 사용된 무기질 비료성분은 하기 일반식(1)의 수용성 암모늄과 하기 일반식(2)의 칼륨염이다. :
일반식 1 : (NH4)n X
(여기서, X는 인산이온(HPO4 2-), 포롬산이온(HCOO-), 질산이온(NO3), 초산이온(CH3COO), 및 구연산이온(C6H6O6 2-)이고 n은 1 또는 2이다.)
일반식 2 : Kn X
(여기서, X는 푸름산이이온(CHOO-), 인산이온(HOP4 2-)이고, n은 1 또는 2이다.)
또한, 복합비료중 미량 금속성분으로는 망간, 붕소, 아연, 동, 철 및 마그네슘으로 이루어지는 그룹중에서 선택된 성분을 2이상 함유하는 수용성 화합물로서 다음을 언급할 수 있다.
MnCl2(염화망간), B2O3(산화붕소), Mg(NO3)2·6H2O(질산마그네슘), Zn(NO3)2(질산아연), C3H3FeO6(포름산철)등이다.
본 발명에서는 상기 미량금속성분중 두 성분이상을 함유한다. 뿐만 아니라 본 발명의 액상복합비료 제조상, 결정석출을 방지하기 위한 안정성을 높이기 위해 적당한 함량의 인산, 초산을 첨가하였다.
본 발명의 액상복합비료는 작물재배시 250 내지 2000배까지 희석사용이 가능하다. 즉, 500배 희석하여 엽면에 살포하고, 3 내지 4회 살포하는 것이 정상적이며, 가령, 3000평을 살포할 경우, 500배 희석비료용액을 3내지 4회 살포하되, 살포량은 약 3내지 4ι가 소요된다. 때로는 250배의 농도를 가하여 시비할 수도 있으며, 횟수도 4 내지 6회 등, 성장상태에 따라 조절가능하며 시비간격은 5 내지 6이로 살충제, 살균제, 제초제등 농약과 함께 사용해도 무방하다. 매일 살포시에는 1000 내지 2000배로 희석 사용한다.
본 발명에 사용한 키틴 및 키토산은 예를 들어, 핵크만(Hackman) 방법 및 리지비(Rigby) 방법에 의해 게껍질이나 갑오징어 뼈로부터 분리 추출할 수 있으며, 암모늄염, 칼륨염과 인산, 초산 등의 약산계 그리고 미량금속성분 등은 현재 시판되고 있는 제1급 시약을 사용하였다.
헥크만 방법 및 리지비방법에 의한 키틴 및 키토산 추출과정을 간단히 설명하면 다음과 같다.
게, 가재 등의 껍질이나 갑오징어의 뼈를 흐르는 물로 잘 세척한 후 100℃의 건조기에서 건조한다. 건조물질 220g을 2N-CHI 용액으로 실온에서 5시간 동안 담그어 둔 후 다시 물로 세척한 다음 건조하여 분말상으로 분쇄한다. 이 분말상 물질을 2N-CHI 용액 50ml로 0℃에서 2일동안 맹열히 교반하면서 추출하면 약 91g이 얻어진다. 이렇게 생긴 점성 물질을 증류수로 잘 세척하여 중성 상태로 하여 준 다음 다시 1N-NaOH 용액 500ml로 100℃에서 12시간 동안 추출한다. 이러한 알칼리 처리를 4회 이상 반복하면 단백질이 제거되고 순수한 키틴이 얻어진다.
키토산은 키닌 2번 탄소의 아세트아미드기를 탈 아세틸화하여 얻은 물질로서, 키틴은 대부분의 용매에 불용성이지만 키토산은 산성상태의 용액중에서 비교적 잘 용해한다.
키틴 50g을 40중량% NaOH 수용액 2.4 l에 넣고 115℃에서 6시간 동안 질소기류 중에서 반응시킨 후 냉각, 여과하여 증류수로 중성이 될때까지 세척한다. 이렇게 하면 키틴의 아세틸기가 82% 제거된 키토산을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명은 다음 실시예에서 더 상세하게 설명될 것이다.
실시예 1
게껍질이나 갑오징어뼈로부터 화학적 전처리를 통해 분리 추출한 키틴 및 키토산 분말 일정량을 3% 초산용액으로 상온에서 1시간 정도 교반시켜 5% 키틴 및 키토산 용액을 제조하였다. 이 용액을 20배 희석하여 0.25% 키틴 및 키토산용액으로 제조한 다음, 이 용액에 인산암모늄 30중량%, 포름산칼륨 4중량%, 인산 3.3중량%, 염화망간 0.47중량% 및 산화붕소 0.26중량%를 첨가하여 충분히 교반한 후, 하루 동안 실온에서 방치한 다음, 다시 이 용액에 2 내지 3ml 초산을 가하여 투명한 액상복합비료를 제조하였다.
실시예2
실시예 1과 동일하나, 실시예 2에서는 인산암모늄 30중량% 대신에 포름산 암모늄 27중량%를 사용하였으며, 인산의 농도는 3.3중량%를 6.5중량%로 변화시켜 액상복합비료를 제조한다.
비교실험예
본 발명의 실시예 1 및 2에서 제조한 액상복합비료와 시판되고 있는 제4종 복합비료와의 엽면시비효과를 시험한다.
실험방법은 일정한 파종용기에 토양무게를 재어 동일한 양을 담은 다음, 토양수분을 최대허용수분량의 60%로 조절했다. 무우종자를 각 파종용기당 30알씩을 파종했다. 파종후 20일이 경과한 다음, 본 발명의 실시예 1 및 2에서 제조한 액상복합비료와 제4종 복합비료를 엽면산포에 의해 시비하였다. 제4종 복합비료는 현재 시판되고 있는 비료로서, 질소 6%, 인산 6% 및 칼륨 5%를 함유하는 엽면산포용 비료로서 물로 500배 희석시켰으며 실시예 1 및 2에서 제조한 액상복합비료도 질소성분농도를 동일하게 물로 희석하였다. 그리고, 각 용기당 비료액 20ml씩 엽면에 산포하였으며, 이때 비료를 주지 않은 파종용기(무처리 파종용기)는 물을 20ml 산포하였다. 각 공히 농도장애등의 증상은 보이지 않았다. 파종 후 35일, 즉 엽면산포 후 15일후의 무우의 생체중량을 측정한 결과를 [표 1]에 도시하였다.

Claims (4)

  1. 게껍질이나 갑오징어뼈로부터 화학적 전처리를 통해 분리 추출한 키틴 및 키토산 ; 수용액 암모늄염, 포름산칼륨(또는 인산칼륨) 및 미량금속성분 ; 및 결정석 출방지용 인산, 초산 등의 약산을 포함함을 특징으로 하는 키틴 및 키토산계 액상복합비료.
  2. 제1항에 있어서, 미량금속성분이 망간, 붕소, 아연, 동, 철 및 마그네슘으로 이루어진 그룹중에서 선택된 성분을 둘 이상 함유하는 수용성 화합물인 키틴 및 키토산계 액상복합 비료.
  3. 제1항에 있어서, 수용성 암묘늄염이 인산, 포름산, 초산 및 구연산암모늄으로 이루어진 그룹중에서 선택된 하나 이상을 함유하는 키틴 및 키토산계 액상복합비료.
  4. 제1항에 있어서, 키틴 및 키토산 0.5 내지 1.0중량%; 수용성 암모늄염 23 내지 37중량%; 포름산 칼륨 또는 인산칼륨 4 내지 5중량% ; 미량 금속 성분 0.1 내지 1.5중량% ; 결정 석출 방지용 약산 1 내지 2중량%를 함유함을 특징으로 하는 키틴 및 키토산계 액상복합비료.
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