Comparative Study on Growth and Yield of Far Eastern Catfish Silurus asotus and Leafy Vegetables Grown in Hybrid BFT-Aquaponics, Semi-RAS and Hydroponics

(1)

482

서 론

최근물의희소성증대와자연수계의영양염및오염물질에 대한환경수용능력저감으로수산양식업

(aquaculture)

에서발 생되는환경오염문제에대해엄격한규제가적용되고있는실 정이다

(NIFS, 2013).

^또한^{농업분야에서}^수경재배

(hydropon- ics)

는인공배지인양액

(nutrient solution)

을사용하는데

,

배지 내염류의집적을방지하기위해식물의증산요구량이상으로

양액을관수하여일정비율의배액을발생시키는것이일반적 이다

.

배액은영양염농도가높기때문에방류할경우환경오

염원으로이어질수있어비료와수자원을낭비하게된다

(Ahn

and Son, 2011).

이러한이유로안정적으로배액을재사용하는 연구가현재진행되고 있으나

(Gieling et al., 2005; Gutierrez et al., 2008)

^기술적인^한계로^아직^{실용화되지}^않고^있는^실 정이다

.

현재까지수산양식에서사육수의 재순환을 통한양식방법

메기(Silurus asotus) 및 엽채류의 성장과 생산을 위한 Hybrid BFT 아쿠아포닉스(HBFT-AP), 반순환 양식(Semi-RAS) 및 수경재배 (Hydroponics)의 비교 연구

이동훈·김진영

¹

·임성률·김달영·김광배·김주민

²

·김정대

³

*

경기도해양수산자원연구소, ¹경기도농업기술원, ²세븐필라,³강원대학교 동물생명과학대학

Comparative Study on Growth and Yield of Far Eastern Catfish

Silurus asotus and Leafy Vegetables Grown in Hybrid BFT-Aquaponics, Semi-RAS and Hydroponics

Dong-Hoon Lee, Jin-Young Kim¹, Seong-Ryul Lim, Dal-Young Kim, Kwang-Bae Kim, Joo-Min Kim² and Jeong-Dae Kim³*

Gyeonggi Province Maritime and Fisheries Research Institute, Yangpyeong 12513, Korea

1Gyeonggi-do Agricultural Research and Extension Services, Hwaseong 18274, Korea

2Seven Pillars, Dangjin 31778, Korea

3College of Animal Life Sciences, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea

This study compared the productivity of fish and vegetables grown using the hybrid biofloc technology-aquaponics (HBFT-AP), a semi-recirculating aquaculture system (SRAS), and hydroponics (HP). For the study of fish productiv- ity (HBFT-AP vs. SRAS), fish were provided feed containing 3.0% monobasic potassium phosphate (MKP) for 18 weeks. After the 18-week feeding trial, the average weight of the sampled population (n=100) was not significantly different (P>0.05), while hematocrit (PCV, %), hemoglobin (Hb, g/dL), and plasma K (mEq/L) were significantly different (P<0.05) between the two groups (HBFT-AP: 47.83%, 15.48 g/dL, and 1.39 mEq/L; SRAS 34.83%, 11.81 g/dL, and 2.48 mEq/L). Leaf vegetable productivity (HBFT-AP vs. HP) was compared in three experiments (EXP 1- 3), and slower growth was observed in both groups in EXP 2, in which pH was maintained at 5.0 or less throughout the experiment. During the 18-week feeding trial, total ammonia nitrogen (TAN), NO

₃

-N, and PO

₄

-P levels increased with time in the HBFT-AP system, while the concentration of NO

₂

-N remained below 0.1 mg/L throughout the study.

Key words: Silurus asotus , Aquaponics, Hydroponics, MKP, HBFT

*Corresponding author: Tel: +82. 33. 250. 8634 Fax: +82. 33. 259. 5572 E-mail address: [email protected]

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Received 5 September 2019; Revised 25 September 2019; Accepted 4 October 2019 저자 직위: 이동훈(연구사), 김진영(연구관), 임성률(연구사), 김달영(연구사), 김광배(연구사), 김주민(대표이사), 김정대(교수)

https://doi.org/10.5657/KFAS.2019.0482

Korean J Fish Aquat Sci 52(5), 482-495, October 2019

(2)

아쿠아포닉스(HBFT-AP)의 생산성

483

으로

recirculating aquaculture system (RAS)

^과

biofloc tech- nology (BFT)

가대표적이나

(FAO, 1986; Avnimelech et al., 2015),

국내순환여과식양식

(RAS)

은완전히물을재사용하는

것이아니라하루에전체순환수의

10%

이하가환수되고보충

되는것이일반적이다

(Suh et al., 2001). Russo et al. (1981)

은

RAS

^{생산방법은}^용존산소

(dissolved oxygen, DO)

^부족

,

^유기 물증가

, NH

₃

-N

등의무기질소및

CO

₂의축적등에의해어류 의성장저해및질병발생등의문제가야기될수있어수질관리 의중요성을언급하였고

, RAS

는고형물과

NH

₃

-N

의제거를위 해여러장치

(

침전조

,

여과기

,

회전원판접촉기

,

충전층반응기

,

유동층반응기

,

^{포말분리기}

,

^{자외선살균기}^등

)

^가^필요한^것으로 알려져있다

(Losordo et al., 1994; Reyes and Lawson, 1995).

그러나

, Schneider et al. (2006)

의보고에의하면

RAS

는초기 자본의투자가높아산업적확대의진행이느리며

,

이러한이유 로국내내수면육상수조식양식에서는유수식양식방법에의 한시설이많은편으로인근하천수및지하수를취수하여사육 수로사용하고간단한침전시설을거쳐배출되는형태로경영

되고있으며

, RAS

시스템을구축한양식장은뱀장어와같은고

가의어류양식에제한되고있다

. BFT

양식은국내에서

2000

년 대도입된사육수의재순환양식방법으로양어장내수산생물 에의해발생되는오염물중하나인

NH

₃

-N

^을^유기탄소

(

^당밀

,

포도당등

)

를사용해미생물을증식시키고

(C:N

비조절

)

미생 물총

(biofloc)

형성을유도한후

,

이를수산생물

(

어류

,

갑각류

)

이다시섭식하게함으로써지속적으로수질을유지하는기술 로비용적측면에서

RAS

에비해매우효과적인양식방법이다

.

국내내수면양식대상어종에서뱀장어

,

^메기

,

^송어는^주요^생 산품종으로

,

특히메기의경우전세계적으로

BFT

적합어종으 로알려져있다

(Avnimelech et al., 2015).

아쿠아포닉스

(aquaponics)

는 수산양식

(aquaculture)

과 농업 의수경재배

(hydroponics)

가결합된복합재배시스템으로

,

수 산양식생물의성장과생존을위해공급된먹이

(

^사료

)

^가^종속 및독립영양미생물

(heterotrophic and autotrophic microorgan-

isms)

에의해각종무기물과질산염으로분해및생성된것을

식물이성장영양소로흡수하면서양어수질의안정화와식물 성장을이루어지게하여사육수의교환없이지속적으로농

∙

수 산물을생산할수있는친환경생산방법이다

(FAO, 2014).

^아 쿠아포닉스에서식물생산을위해제공되는양어사료는식물이 필요로하는

13

종류영양소

(N, P, K, S, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Al)

중

10

종류는식물이성장할수있는적정량을 제공하나

, Ca, K, Fe

와같은영양소는매우부족할정도로존재 하여인위적으로추가되어야한다

(Rakocy, 2007).

^또한^전세 계적으로보편화된

UVI (university of virgin islands)

아쿠아 포닉시스템에서도식물성장을위해서는앞에서언급한부족 한영양소를인위적으로첨가하도록제안하고있다

(Rakocy et al., 2006; Bailey and Ferrarezi, 2017).

이러한

UVI

아쿠아포

닉시스템은양식의

RAS

^{생산방법에}^{수경재배지를}^결합한^것

으로시설비문제와시스템운영의복잡성을가지고있다

. Lee

et al. (2019)

은어류양식에사용되는배합사료만으로식물에 공급하는영양소를충당할수있도록기존상업용사료에사용 되는인제재를일인산칼륨

(monobasic potassium phosphate, MKP)

으로대체하였고

,

더불어종속및독립영양미생물이혼 합된유용미생물을활용한

hybrid BFT

^생산^방식을^적용하여

semi-pilot

규모에서 성공적으로 아쿠아포닉스를운영하였음

을보고한바있다

.

따라서본연구의목적은

Lee et al. (2019)

의

MKP

사료

(MKP 3.0%)

및

hybrid BFT

을 적용한

HBFT-

아쿠아포닉스

(aqua-

ponics)

^생산^방법과^기존 ^내수면^{어류양식에} ^사용되는^반순

환여과식

(semi-recirculating system)

방법및농업의수경재배

(hydroponics)

방법의생산성비교를통해현장실용화가능성 을살펴보고자하였다

.

Table 1. Ingredient composition of the experimental diets

Ingredient MKP3

Fish meal 37.00

Soybean meal 15.00

Corn gluten Meal 10.00

Blood Meal 5.00

Wheat flour 22.20

Fish Oil 4.80

Dried Yeast 1.00

MKP¹ 3.00

Vitamin mix² 0.50

Methionine 100% 0.22

Salt 0.20

Choline-Liquid (50%) 0.20

Taurine 0.20

Mineral mix³ 0.10

Antioxidant 0.05

Stay C 0.03

KCl 0.50

1MKP, monobasic potassium phosphate. ²Vitamin added to supply the following (per kg diet): vitamin A, 22,000 IU; vitamin D₃, 4,400 IU; vitamin E, 320 IU; vitamin K₃, 24 mg; thiamine HCl, 50 mg; riboflavin, 60 mg; D-Ca pantothenate, 120 mg; biotin, 2 mg;

folic acid, 20 mg; vitamin B₁₂, 100 mg; niacin, 300 mg; pyridoxine HCl, 30 mg; inositol, 600 mg; ethoxyquin, 67 mg. ³Mineral added to supply the following (per kg diet): copper sulfate (25.4% Cu), 10 mg; zinc sulfate (22.7% Zn), 60 mg; manganous sulfate (32.5%

Mn), 50 mg; magnesium sulfate (24.3% Mg), cobalt chloride (24.8% Co), 2 mg; potassium iodide (76.4% I), 2.0 mg; sodium selenite (45.6% Se), 0.75 mg.

(3)

재료 및 방법

실험사료

실험에사용된사료는사조동아원

㈜

^{당진사료공장}

(

^충청남도 당진시

)

에서직경

6 mm

내외부상

EP (extruded pellet)

사료로 제작된것으로

, Lee et al. (2019)

의실험결과에보고된

MKP3 (monobasic potassium phosphate 3% in diet)

를사용하였다

(Table 1, 2).

시스템 구성 및 운영

아쿠아포닉스생산

,

어류양식생산및수경재배 생산을위 한실험시스템은

Fig. 1

과같다

. BFT

양식시설과수경재배시 설을결합한아쿠아포닉스실험구

(hybrid biofloc technology- aquaponics, HBFT-AP)

는어류원형수조

(∮4.5 m×H 0.7 m) 1

^개

,

^섬프수조

(L 2 .0 m×W 1.0 m×H 0.9 m) 1

^개

, 2

^층^구조의 식물베드지

(L 2.9 m×W 0.6 m×H 0.1 m) 20

개

,

바이오헬릭스 여과기

(680 L, Isan M Tech. Ltd., Korea) 1

개

,

원형수조와식물 베드지의물순환을위한펌프

(1.5 HP) 1

개

,

어류수조

BFT

유 지를위한벤츄리에어공급시스템순환펌프

(1.0 HP) 1

개

,

식

Fig. 1. Compartments of the experimental design. (A) Three production systems for fish and leafy vegetables cultivation (total area, 165m^2.).

HBFT-AP (hybrid biofloc technology-aquaponics), SRAS (semi-recirculating aquaculture system), HP (hydroponics) (B) HBFT-AP system.

Water flow, fish tank(∮4.5 m)→sump tank(2×1 m)→pump(1.5 HP)→biohelix filter(680 L)→vegetable bed(2.9×0.6×0.1 m, No. 20)→fish tank (C) SRAS system. Water flow, fish tank(∮4.5 m)→sump tank(2×1 m)→pump(1.5 HP)→fish tank+sump tank (D) HP system. Water flow, nutrient solution tank→pump(1 HP)→sump tank(1×0.5×1 m)→pump(1.5 HP)→vegetable bed(2.9×0.6×0.1 m, No. 20)→sump tank.

HP HBFT-AP

HBFT-AP

HBFT-AP HP

HP HBFT-AP

HP

SRAS HP

HBFT-AP

(A) (B)

(D) (C)

HBFT-AP

SRAS

HP

SRAS HP

HBFT-AP

HP HBFT-AP

HBFT-AP

HBFT-AP HP

HP (A)

(B)

(C)

Table 2. Chemical composition of the experimental diets¹

Composition (%) MKP3²

Moisture 5.87

Crude protein 46.46

Crude lipid 6.69

Crude ash 11.55

Crude fiber 2.05

Ca 2.38

P 2.13

Composition (ppm) MKP3

Mg 2,090.6

Fe 320.5

Cu 16.9

Mn 37.2

Zn 122.8

K 16,499.0

1Values are means of 2 determinations. ²MKP, monobasic potassium phosphate.

(4)

485

물베드지하단의광공급을위한형광등

40

^개로^{구성되었다}

.

^식 물재배포터는베드지당

45

개로총

900

개의재배지로구성되 었으며

,

식물에공급되는물주수배관은

25 mm PVC

관

,

배수 배관은

40 mm PVC

관을사용하였고

,

최종집수되어어류사 육조로유입되는배관은

100 mm PVC

관을사용하였다

.

대조 구로사용된어류양식생산실험구

(semi-recirculating system, SRAS)

와수경재배 생산실험구

(hydroponics, HP)

는

HBFT- AP

와같은조건으로구성하였으나

,

두실험구간에는독립적으 로물의순환을시켜주었다

.

또한

HP

구는양액공급시스템을 이용하였고

,

기본구성은원수탱크

1

개

(1

톤

),

양액자동조정기

1

^대

(Nutrient system Agronic 54 model, HANGARAMPON- ICS Ltd., Korea),

양액통

(0.1

톤

) 3

개

(A, B and C solution),

섬 프수조

(L 1 .0 m×W 0.5 m×H 1 m) 1

개및식물베드지로양액 을공급하기위한순환펌프

(1.5 HP) 1

개로구성하였고

,

양액통 별배양액구성은

Table 3

에제시된바와같았다

. SRAS

구는반 순환여과방식으로운영하였으며

,

^시설^{구성요소는}

HBFT-AP

와같으나바이오헬릭스여과기를제거하는대신지속적으로 소량의하천수를공급하여주었다

.

실험어 배치

실험에사용된메기

(Silurus asotus)

^는^{경기도해양수산자원연} 구소에서사육관리한

2,000

^마리^중^어체중

(fish weight) 160- 250 g

의개체

1,225

마리를선별하여사용하였다

.

본사육실험

에앞서실험어는제작된

MKP3

사료를

2

주간공급하여적응

시켰으며

,

실험개시전

24

시간절식한후어류의체중측정이 수행되었다

. HBFT-AP

실험구수조에평균

201.4 g

내외개체

615

^마리

, SRAS

^실험구^수조에^평균

204.6 g

^내외^개체

610

^마 리가각각수용되었다

. HBFT-AP

실험구의사료공급은미섭취 사료에의한식물생산성의오차배제를위해어체중당

0.5%

로

제한하여

1

^일

2

^회^{공급하였고}

, SRAS

^실험구^역시

HBFT-AP

^구 와어류생산성비교를위해동일하게공급하였으며

,

어류사육 실험은

18

주간연속진행되었다

.

엽채류 배치

엽채류는어류입식

1

주후부터총

3

회

(EXP 1. 2-5

주

, EXP 2. 9-12

^주

, EXP 3. 14-17

^주

)

^에^걸쳐^입식해^실험에^사용하였 다

.

실험에이용된엽채류는경기도농업기술원육묘용온실에 서육묘한개체로총

11

종을사용하였다

. EXP 1

에서는적근대

(swiss chard),

선풍포찹

(sunpoong lettuce),

적로메인

(romaine lettuce),

적겨자채

(red leaf mustard)

및카이피라

(caipira let- tuce) 5

^종이^{사용되었다}

. HBFT-AP

^실험구^및

HP

^실험구^각각

900

개체

(

품종당

180

개체

)

를입식하여

23

일후성장도조사를 진행하였다

. EXP 2

에서는청경채

(pak choi),

버터헤드

(butter- head lettuce),

적근대

(swiss chard),

불꽃상추

(red lettuce)

및아 바타

(abata lettuce) 5

종을사용하였고

, EXP 3

에서는불꽃상추

(red lettuce),

^샐러리

(celery),

^비타민

(tatsoi),

^카이피라

(caipira lettuce)

및아바타

(abata lettuce) 5

종을사용하였다

. EXP 2

및

EXP 3

의실험구별

(HBFT-AP

및

HP

실험구

)

입식방법은

EXP 1

과동일하게진행하였고

,

입식후

24

일후성장도조사를실 시하였다

.

시료측정

실험어측정은실험배치및종료후총

2

회에걸쳐수행되었 다

.

사료절식

24

시간후

,

실험구별총어체중측정은사육수조

내임시그물을설치하여전량포획하여수용한다음

60 kg

전

자저울

(BW-1N, CAS Ltd., Korea)

을이용하여총

8

회에걸쳐 측정하였다

.

^실험구별^어체중의^편차를^파악하기^위해^전체^무 게및마리수를파악한후무작위로

100

마리씩샘플하여개별 어체중을측정하였으며

,

어류마취제인

MS-222 (Wojin B&G Ltd., Korea)

로마취시킨후진행하였다

. EXP 1, EXP 2

및

EXP 3

의엽채류

11

종측정은각각줄기

,

엽수

,

엽중량

,

뿌리

,

엽채길 이를세분화하여측정하였다

.

수질관리

HBFT-AP

실험구의수질관리는

Lee et al. (2019)

이보고한 수질관리방법을적용하였다

.

어류입식후

2

주간은

Emeren- ciano et al. (2017)

의방법에준하여사료공급과함께유기탄소 원인정제포도당을계산하여유용미생물

(BFT-ST, EgeeTech,

Ltd., USA)

과함께아쿠아포닉시스템내섬프수조에투입한

후

, 2

주후부터유기탄소의공급은중단하고무기탄소원으로

CO

₂

(

탄산가스

)

를

pH

가

6.0

이하로떨어질때까지지속적으로 사육수조에투입하였다

. 2-3

일간격으로유용미생물을투입하 였으나

, pH 6.0

^{이하부터는}

NO

₂

-N

^이^증가할^때^{유용미생물을} 투입하였고

,

안정적인수질유지시중단하였다

. SRAS

실험구 는일반적으로민간양식업체에서가장많이활용하는미생물

(Bacillus subtilis)

제품아다폰

(Handong Ltd., Korea)

을

1

일

1

Table 3. Chemical composition of nutrient solution for growth of

leaf vegetables in HP¹

Nutrient tank Nutrient Weight (g)

A solution tank (0.1 ton)

KNO₃ 2,525

Ca(NO₃)₂∙4H₂O 3,540

Fe-EDTA 160

B solution tank (0.1 ton)

KNO₃ 2,525

MgSO₄∙7H₂O 1,850

H₃BO₃ 30

MnSO₄∙5H₂O 877 ZnSO₄∙7H₂O 0.9 CuSO₄∙5H₂O 0.4 Na₂MoO₄∙2H₂O 0.13

NaCl 16.4

C solution tank (0.1 ton) NH₄H₂PO₄ 1,380

1HP, hydroponics.

(5)

회

13

^톤^사육수에

3 g

^을^{투입하였으며}

,

^사육수^환수는

1

^일

1.5

회전이되도록하여수질을관리하였다

.

수질분석

수질측정은

1

주

6

회용존산소

(DO, mg/L), pH,

수온

(°C),

전 기전도도

(electrical conductivity, EC; μs/cm),

탁도

(NTU), TAN (NH

₃

+ NH

₄⁺

) (mg/L), NO

₂

-N (mg/L), NO

₃

-N (mg/L)

와

PO

₄

-P (mg/L)

를측정하였다

. DO, pH,

수온

, EC

와탁도는 현장수질측정기인

YSI PRODSS (YSI Inc., Yellow spring, USA)

를 사용하였고

, TAN, NO

₂

-N, NO

₃

-N

와

PO

₄

-P

는 분 석시약

(NitraVer

^ⓡ

X Reagent Set 2605345-KR, Low Range Ammonia Reagent Set 2604545-KR, NitriVer

^ⓡ

3 Reagent Set 2608345-KR, PhosVer

^ⓡ

3 Phosphater Reagent, HACH Ltd., Love land, USA)

과 다목적수질측정기인

DR5000 (HACH Ltd., Love land, USA)

을이용한비색법으로분석하였다

.

또 한

EXP 3

의식물생산실험종료후

, HBFT-AP

및

HP

실험구 의미량원소를분석하였다

. K (mg/L), Ca (mg/L), Mg (mg/L), Na (mg/L), Fe (mg/L), Zn (mg/L), Mn (mg/L)

및

Cu (mg/L)

는 유도결합플라즈마분광광도계

(ICP-OES Optima 8300, Perkin Elmer Co., Waltham, USA)

로

, Cl (mg/L)

및

SO

₄

(mg/L)

는이 온크로마토그래피

(930 Comact IC Flex, Metrohm Co., Heri- sau, Switzerland)

^를^사용하여^{분석하였다}

.

혈액분석

18

주간어류사육실험종료후

, HBFT-AP

및

SRAS

실험구 의메기혈액성상변화조사를위해

24

시간사료절식이이루어 졌다

.

이후어류마취제인

MS-222 (Wojin B&G Ltd., Korea)

로마취시킨 다음헤파린

(Heparin sodium salt from porcine intestinal mucosa, K3333-10KU, Sigma-Aldrich., Darmstadt, Germany)

을처리한

1 cc

주사기를사용하여미부정맥에서실 험구별

12

마리의혈액을샘플링하였다

.

전혈은

hemoglobin (Hb; g/dL)

과

hematocrit (PCV; %)

분석에사용하였고

,

이후

4°C, 12,000 rpm, 10

^분간의^조건이^설정된^{원심분리기}

(Centri- fuge 5415 R, Eppendorf Ltd., Hamburg, Germany)

를이용하 여혈장

(plasma)

분리후

glutamic oxaloacetic transaminase (GOT; U/L), glutamic pyruvic transaminase (GPT; U/L), glu- cose (GLU; mg/dL), inorganic phosphorus (Pi; mg/dL), Na (mEq/L), K (mEq/L)

^와

Cl (mEq/L)

^을 ^{분석하였다}

. PCV

^는

HAEMATOKRIT 210 (Hettich Ltd., Tuttlingen, Germany)

을 이용하여분석하였으며

, Hb

등다른혈액요소는시판되는임 상진단키트

(Fuji DRI-CHEM slide, Fuji photo film co. Ltd., Japan)

와함께혈액분석기

(DRI-CHEM 3500 I, Fujifilm Ltd., Japan)

^를^이용하여^{분석하였다}

.

통계처리

어류의성장실험에서얻어진개시어체중및종료어체중의 각실험구별

(HBFT-AP

및

SRAS

실험구

)

표본집단

(100

마리

)

의 평균비교와엽채류의성장항목

(

^엽수

,

^엽중량

,

^엽체길이

)

은

SPSS Version 10 (SPSS, 1999)

프로그램의일원분산분석

(one-way ANOVA)

을이용하여분석하였으며

,

통계분석의유 의수준은

5% (P<0.05)

에서결정되었다

.

분석에앞서모든자료 의변량의동질성

(homogeneity of variance)

은

Cochran’s test (Sokal and Rohlf, 1995)

^를^이용하여^{확인하였다}

.

결 과

어류 생산성 비교

사료내

MKP 3.0%

^농도를^포함한^실험사료

(MKP3)

^를

2

^종 류

(HBFT-AP, SRAS)

의생산시스템에입식된메기에게

18

주 간공급한결과는

Table 4

와같다

. HBFT-AP

구는실험기간동 안사료의건조중량

(dry matter, DM)

기준

141,280 g

을공급 한결과개시총어체중

123,900 g

에서실험종료후

190,100 g

으로성장하여

53.43%

^의^증체율

(weight gain, WG)

^을^나타내 었고

, SRAS

구의

WG

은

142,440 g

의사료를공급하여개시총 Table 4. Growth performance of Far eastern catfish Silurus asotus fed diets with monobasic potassium phosphate (MKP¹) in HBFT- AP and SRAS for 18weeks

Growth performance Aquaculture methods HBFT-AP² SRAS²

Initial fish No. 615 610

Final fish No. 601 603

Initial average (No. 100) weight

of total fish (g) 201.4±21.2^ns 204.6±24.1 Final average (No. 100) weight

of total fish (g) 316.4±33.6^ns 315.9±46.3 Initial total weight of total fish (g) 123,900 124,300 Final total weight of total fish (g) 190,100 191,500

Feed intake (g, DM) 141,280 142,440

WG (%)³ 53.43 54.06

FE (%)⁴ 46.85 47.18

SGR (%)⁵ 0.35 0.35

PER⁶ 0.95 0.96

DFI⁷ 0.48 0.45

Survival rate (%)⁸ 97.7 98.9

1MKP, monobasic potassium phosphate. ²HBFT-AP (hybrid biofloc technology-aquaponics), SR (semi-recirculating aquaculture system). ³Weight gain (%)=[final weight (g)-initial weight (g)]×100/

initial weight (g). ⁴Feed efficiency (%)=wet weight gain (g)/dry feed intake×100. ⁵Specific growth rate (%)=(Ln final weight (g)- Ln initial weight (g))/experimental days×100. ⁶Protein efficiency ratio=wet weight gain (g)/protein intake. ⁷Daily feed intake (%/

av. wt/d)=dry feed intake (g/fish)/[(initial wt+final wt+dead fish wt)/2]/experimental days×100. ⁸Survival rate (%)=final fish number/initial fish number×100. ns, nonsignificant (P>0.05).

(6)

487

어체중

124,300 g

에서실험종료후

191,500 g

으로성장하여

54.06%

의값을나타내었다

.

사료효율

(feed efficiency, FE)

은 각실험구별

46.85% (HBFT-AP)

와

47.18% (SRAS)

의값을보 였고

,

^{일간성장률}

(specific growth rate, SGR)

^은^두^실험구가^유 사하게

0.35%

.

단백질이용효율

(protein ef- ficiency ratio, PER)

은

0.95% (HBFT-AP)

와

0.96% (SRAS),

일간사료섭취율

(daily feed intake, DFI)

은

0.48% (HBFT-AP)

와

0.45% (SRAS),

생존율

(survival rate)

은

97.7% (HBFT-AP)

와

98.9% (SRAS)

^의^값을^보였다

.

^성장함에^따라^각^실험구별 집단내개체차이를파악하기위해각각

100

마리샘플을개체 중량한결과

HBFT-AP

구는실험전

SD (standard deviation) 21.2

의값에서종료후

33.6

의값을보였고

, SRAS

구는

SD 24.1

에서

46.3 .

사료의제한공급으로성장함에 따라두실험구모두집단내개체간성장차이가크게증가하

였으나

,

두실험구의표본평균은유의한차이가나타나지않 았다

(P>0.05).

엽채류 생산성 비교

HBFT-AP

^구와

HP

^구의^엽채류^생산성^비교^결과는

Table 5, 6, 7

및

Fig. 2

에나타내었다

. EXP 1

은

5

종류

(

적근대

,

선풍포 찹

,

적로메인

,

적겨자채

,

카이피라

)

의엽채류입식후

23

일간재 배하여성장을측정한결과

(Table 5)

모든엽채류에서각실험 구별엽수

(leaf No.)

평균

,

엽중량

(leaf weight)

평균

,

엽채길이

(leaf length)

^평균의^유의한^차이가^나타나지^않았다

(P>0.05).

EXP. 2

의경우

5

종류

(

청경채

,

버터헤드

,

적근대

,

불꽃상추

,

아 바타

)

의엽채류입식후

24

일간재배하여성장을측정한결과

(Table 6)

청경채와 버터헤드의 엽수 평균은 유의한차이가

없으나

(P>0.05),

청경채엽중량평균

(HBFT-AP 63.86 g, HP

Fig. 2. Growth of leafy vegetables in HP and HBFT-AP for 18 weeks. (A) EXP 1, (B) EXP 2, (C) EXP 3. HP, hydroponics. HBFT-AP, hybrid biofloc technology-aquaponics.

HP HBFT-AP

HBFT-AP

HBFT-AP HP

HP HBFT-AP

HP

SRAS HP

HBFT-AP

(A) (B)

(D) (C)

HBFT-AP

SRAS

HP

SRAS HP

HBFT-AP

HP HBFT-AP

HBFT-AP

HBFT-AP HP

HP (A)

(B)

(C)

(7)

31.73 g),

^엽채길이^평균

(HBFT-AP 19.33 cm, HP 16.18 cm)

과버터헤드엽중량평균

(HBFT-AP 60.99 g, HP 38.42 g),

엽 채길이평균

(HBFT-AP 20.75 cm, HP 15.58 cm)

은

HBFT-AP

구가유의하게높은값을보였다

(P<0.05).

적근대

,

불꽃상추는

HBFT-AP

구가

HP

구에비해엽수평균

(

적근대

11.00,

불꽃상 추

16.58),

^엽중량^평균

(

^적근대

30.26 g,

^불꽃상추

49.41 g),

^엽 채길이평균

(

적근대

26.75 cm,

불꽃상추

25.66 cm)

모두유의 하게높은값을나타내었다

(P<0.05).

아바타는엽채길이평균 은유의한차이가없으나

(P>0.05),

엽수평균

(HBFT-AP 16.91, HP 12.58),

엽중량 평균

(HBFT-AP 37.56 g, HP 22.45 g)

은

HBFT-AP

^구가^유의하게^높은^값을^보였다

(P<0.05). EXP 3

^은

5

종류

(

불꽃상추

,

샐러리

,

비타민

,

카이피라

,

아바타

)

의엽채류

입식후

24

^일간^재배하여^성장을^측정한^결과

(Table 7)

^불꽃상 추를제외한

4

종류엽채류의엽수평균

,

엽중량평균

,

엽채길이

평균에서

HBFT-AP

구와

HP

구는유의한차이를나타내지못

했다

(P>0.05).

불꽃상추의경우엽중량평균

(HBFT-AP 66.54 g, HP 54.83 g)

에서두실험구간유의성이발견되지않았으나

(P>0.05),

^엽수^평균

(HBFT-AP 20.00, HP 15.50)

^및^엽채^길이 평균

(HBFT-AP 28.35 cm, HP 22.76 cm)

은유의한차이를나 타내었다

(P<0.05).

수질분석

실험

18

주기간동안혼합미생물

(

종속영양세균및독립영양 세균

)

^을^활용한

hybrid BFT

^{아쿠아포닉}

(HBFT-AP)

^시스템의

Table 5. Growth of five leafy vegetables in HBFT-AP and HP for 23 days (EXP 1)¹

Species

(No. 12) Growth factor Culture method HBFT-AP² HP³ Swiss

chard (Beta vulgaris)

Stem mean weight (g) 5.41 3.15 Leaf No. 12.67±2.06^ns 11.25±1.71 Leaf weight (g) 71.56±14.71^ns57.22±14.22 Root mean weight (g) 2.72 5.91 Leaf length (cm) 34.67±3.36^ns 31.21±3.51 Sunpoong

lettuce (Lactuca sativa)

Stem mean weight (g) 13.62 11.42 Leaf No. 13.17±1.90^ns 11.25±1.60 Leaf weight (g) 70.61±14.50^ns78.93±12.49 Root mean weight (g) 3.02 6.17 Leaf length (cm) 28.63±2.23^ns 29.38±1.48 Romaine

Stem mean weight (g) 11.38 19.25 Leaf No. 18.75±2.56^ns 16.92±2.64 Leaf weight (g) 97.46±16.49^ns112.4±18.54 Root mean weight (g) 5.44 9.22 Leaf length (cm) 31.58±1.68^ns 34.67±2.67 Red leaf

mustard (Brassica juncea)

Stem mean weight (g) 3.9 5.2 Leaf No. 9.58±1.78^ns 9.25±1.14 Leaf weight (g) 65.83±17.16^ns73.23±21.71 Root mean weight (g) 5.64 5.91 Leaf length (cm) 37.13±2.56^ns 38±4.34 Caipira

Stem mean weight (g) 5.41 6.34 Leaf No. 20.08±1.88^ns 18.75±2.60 Leaf weight (g) 79.45±11.77^ns86.65±16.04 Root mean weight (g) 2.72 3.94 Leaf length (cm) 21.75±1.71^ns 21.58±1.51

1Values represent the mean±SD of sampled leafy vegetables.

2HBFT-AP, hybrid biofloc technology-aquaponics. ³HP, hydroponics. ns, nonsignificant.

Table 6. Growth of five leafy vegetables in HBFT-AP and HP for 24 days (EXP 2)¹

Species

(No. 12) Growth factor Culture method HBFT-AP² HP³

Pak Choi (Brassica campestris)

Stem mean weight (g) 0.88 1.20 Leaf No. 13.08±1.16^ns 11.5±1.38 Leaf weight (g) 63.86±11.90* 31.73±6.03 Root mean weight (g) 1.92 2.63 Leaf length (cm) 19.33±1.61* 16.18±1.20 Butterhead

Stem mean weight (g) 0.36 0.58 Leaf No. 19.00±1.41^ns 16.75±1.82 Leaf weight (g) 60.99±7.51* 38.42±8.94 Root mean weight (g) 3.47 2.57 Leaf length (cm) 20.75±1.60* 15.58±1.18 Swiss

chard (Beta vulgaris)

Stem mean weight (g) 0.73 0.45

Leaf No. 11.00±1.28* 8.33±0.65

Leaf weight (g) 30.26±5.73* 17.00±2.62 Root mean weight (g) 2.99 1.03 Leaf length (cm) 26.75±2.30^ns 23.54±2.46

Red lettuce (Lactuca sativa)

Stem mean weight (g) 0.59 0.92 Leaf No. 16.58±1.44* 12.25±1.22 Leaf weight (g) 49.41±9.25* 22.65±4.64 Root mean weight (g) 3.32 1.68 Leaf length (cm) 25.66±1.23* 19.05±2.10 Abata

Stem mean weight (g) 1.03 0.68 Leaf No. 16.91±1.51* 12.58±1.38 Leaf weight (g) 37.56±5.12* 22.45±2.93 Root mean weight (g) 4.27 2.99 Leaf length (cm) 15.83±3.16^ns 12.50±1.31

1Values (means±SD of sampled leafy vegetables) with *super- scripts in the same line are significantly different (P<0.05). ²HBFT- AP, hybrid biofloc technology-aquaponics. ³HP, hydroponics. ns, nonsignificant.