활성유기물 부유법을 이용한 흰다리새우, Litopenaeus vannamei 고밀도 사육

Abstract

이 연구는 친환경적인 새우양식산업화를 위해 활성유기물 부유방식에 의한 흰다리새우의 사육환경 요소와 사육밀도에 따른 양성특성, 사육수 biofloc의 세균특성, 흰다리새우의 면역활성을 조사하였다. 수면적 550 m² HDPE(high density polyethlen) line pond 에 흰다리새우의 postlarva를 300마리/m²의 밀도로 입식하고 사육 수 교환없이 91일간 양식한 결과, pond 1 과 2에서 각각 1,362 kg, 1,282 kg의 수확을 하였다. 단위면적당 생산량은 각각 2.48，2.33 kg/m²로서 전국 평균 생산량인 0.112 kg/m²의 20-22배 높으며, 정상 수확한 축제식 양식장의 생산량(0.3 kg/m²)보다도 약 8배가 높았다. C/N ratio 를 높이기 위하여 유기탄소원(당밀)을 추가적으로 공급하는 것은 사육수의 타가영양상태로의 전환을 촉진시키는데 효과가 있었다. FCR은 1.38 로서 일반 축제식에 비해 약 40% 낮았으며 이것은 효율적인 사료공급체계와 사육수의 biofloc이 추가적인 먹이원으로 작용한 것으로 판단된다. 새우 체중은 12.2-12.5g 으로 성장률이 낮았는데, 이것은 짧은 양성기간, 고위도 지역에서의 고밀도 사육환경 등의 복합적인 요인에 기인하는 것으로 추측된다. 암모니아성 질소의 평균 농도는 0.038 mg/L, 아질산염은 6.0 mg/L 이하로서 사육수를 교환하지 않았음에도 불구 하고 새우의 성장 적정범위 이하를 유지하였다. 따라서 활성유기물 부유방식을 이용한 축제식 양식장에서의 미생물총 구술은 수질의 악화와 바이러스 전염의 문제점을 해결해 줄 뿐 아니라 생산성을 크게 향상시킬 수 있음이 확인되었다. 활성 유기물 부유방식을 이용한 흰다리새우의 고밀도 육상수조 사육방법을 개발 하기 4개의 raceway 수조(12.9 m² 및 18 m²)에서 흰다리새우의 중간육성과 중간양성 실험을 실시하였다. 중간육성 실험을 위하여 postlarva (PL₃-PL_10)를 3,750-9,090/m³의 서로 다른 밀도로 입식하고 35일간 사육한 결과, 생존율은 4.090/m³ 밀도의 tank에서 93.6%로 가장 높았으며, 9,090/m³의 tank에서 58.1%로 가장 낮았다. 수확시 평균 체중은 0.071-0.108g 이었으며 FCR은 0.59-0.70으로 매우 낮았다. TAN농도는 사육 10일째 전 tank에서 20 mg/L까지 상승한 이후 점차 감소하여 3주째부터 크게 낮아 졌으며 아질산염 농도는 3주째부터 급격하게 상승하여 타가영양상태로의 전환이 관찰되었다. 중간육성과 동일한 수조에 중간 육성된 흰다리새우 치하(B.W. 0.08-0.09g)를 3,000-5,455 마리/m³의 밀도로 입식하고 42일간 환수율 2.7-3.4%/day로 중간 양성한 결과, 생산량은 2.49-4.22 kg/m³으로 일반 새우종묘배양장의 12-20배, 축제식 양식장 의 8-14배에 달하였다. 수확시 tank에 따라서 새우의 평균 체중은 1.45-2.03g 생존율은 38.2-48.0%, FCR은 0.79-1.29이었다. 총암모니아성 질소의 농도는 평균 1.11-1.42 mg/L이며 최고 6.0 mg/L(NH₃ 농도, 0.096 mg/L)까지 상승하였으나 새우에게 영향을 미칠만한 농도는 아니었다. 아질산성 질소는 사육 초기부터 꾸준히 상승하여 전 기간 평균 18.45-22.07 mg/L으로 높게 유지되었다. 또한 아질산성 질소는 모든 소에서 4주간 10 mg/L 이상의 농도가 지속되었으며 후반기 4일 동안은 35-45 mg/L 의 높은 농도를 보여주어 새우의 생존에 영향을 미친 것으로 판단된다. 그러나 이 실험에서 보여준 장기간의 높은 아질산염의 농도에도 불구하고 최저 38%의 새우가 생존한 점은 미생물총이 잘 형성된 ASM 조건에서 아질산염에 대한 새우의 적응능력을 설명해주며 이에 대한 기작과 내성한계 등에 대한 추가적인 연구가 필요할 것이다. 활성 유기물 부유방식의 세균학적 특성을 조사하기 위하여 4개의 중간육성 raceway 수조로부터 배양가능한 세균종과 종조성을 분석하였다. Culturable bacteria 의 총세균수는 4.13x10^(5)-3.73x10^(6) CFU/mL 범위였다. 배양된 세균은 생화학적 및 형태학적 특성에 근거하여 총 313 colony 분리하였으며 이중 16S rRNA sequencing 에 의하여 13속 57종을 확인하였고, phylogenic tree 가 작성하였다. 4개의 tank에서 공통적으로 우점하는 종은 Microbacterium spp., Tenacibaculum sp., Pseudomonas spp., Pseudoalteromonas sp. and Vibrio spp. 이었다. 활성유기물 부유방식의 사육수가 흰다리새우의 성장과 면역기능의 증강 효과에 미치는 영향을 조사하기 위해 각 실험구의 수질특성과 혈구세포의 활성도를 조사 하였다. THC (total haemocyte count)는 대조구인 biofloc 0% (Control) 실험구에서 2.30±0.25x10^(7) 에 cells/mL 이었으며 biofloc이 25%(Exp.IV) 에서 2.57±0.25x10^(7) cells/mL 로 유사하였다. 그러나 biofloc 50% (Exp.Ⅲ) 와 75% (Exp.Ⅱ) THC가 각각 3.04±0.30x10^(7) cells/mL 과 2.67±0.29x10^(7) cells/mL 로 대조구에 비해 유의하게 증가하였다. 반면 biofloc 100% (Exp.Ⅰ)에서는 THC 가 1.79±0.25x10^(7) cells/mL 유의하지는 않지만 오히려 대조구보다 감소하는 경향을 보였다. 혈구 종류별 출현 빈도에 있어서 granular cell (GC)의 출현 빈도는 (Exp.Ⅰ)이 35.16±5.38%로 다른 실험구들보다 유의하게 높았으며, biofloc의 혼합비율이 적을수록 그 출현빈도는 점점 낮았다. 그리고 semigranular cell (SGC)의 출현빈도는 Exp.Ⅰ에서 52.89±4.85%로 가장 낮았으며, 그 외 실험구에서는 Exp.Ⅰ에 비해 유의하게 높은 값을 나타냈다. 그러나 hyaline cell (HC)의 출현빈도는 대조구인 biofloc 0%인 (Control)실험구에서 32.19±3.37로 가장 높은 값을 보였으며 biofloc의 혼합 비율이 많아질수록 HC의 출현빈도는 낮아지는 경향을 보여 biofloc 100% 인 Exp.Ⅰ 에서는 11.95±2.04%로 가장 낮았다. 이 실험에서 일반적으로 모든 실험구에서 SGC의 출현빈도가 가장 컸으며 biofloc의 혼합비율이 클수록 GC의 출현빈도는 높아지고 반면 HC의 출현빈도는 낮아지는 경향을 보였다. PO활성은 biofloc 50%(Exp.Ⅲ)에서 PO활성이 0.614로 다른 실험구에 비해 유의하게 높고, 반면에 biofloc이 혼합되지 않은 대조구에서는 PO 활성이 0.197로 가장 낮았다. 이 연구에서 biofloc을 넣은 실험구가biofloc 을 넣지않은 대조구에 비해 GC나 SGC의 출현 비율이 높고 또한 PO활성도 높게 나타났다. 이러한 결과는 biofloc 를 구성하고 있는 살아있는 미생물이나 그 사체들을 먹이로 이용하여 미생물의 기포벽을 구성하고 있는 성분인 β-glucan 이나 lipopolysaccaride (LPS)들이 새우의 체내에서 면역증강 효과를 보여주었기 때문이라고 볼 수 있다.