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바이오플락 새우양식

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하모니 생태교육

on 9 September 2015

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Transcript of 바이오플락 새우양식

바이오플락 새우양식
흰다리 새우의 특성
절지동물문 > 연갑강 > 십각목 > 보리생우과 (대하, 보리새우, 흰다리새우)

중남미 태평양 해역이 원산지, 아열대산 대형 새우, 환경 적응력이 우수

2003년 하와이로부터 도입, 2005년 보급 시작

(1)
성장
이 빠르고 환경 내성이 좋다.
(2) 바이러스
무병
어미새우가 개발되어 있다.
(3)
공식
률이 낮고,
밀도
내성이 높다.
(4)
저염도
에 적응하여 내수면 양식에 적합하다.
(5)
양식 기술
이 활발이 연구되어 있다.
(특히 성숙, 산란유도, 사료 분야)
암모니아를 제거하는 미생물과 양식방식
식물성 플랑크톤

(광합성 자가영양)
바이오플락 기술의 개요
양식장에서 발생하는 암모니아는
식물성플랑크톤, 질화세균, 타가영양세균
의 세가지 경로에 의해 제거된다.

바이오플락 기술은
광합성 및 화학합성 자가영양 세균
이 우점하는 군집을
타가영양 미생물
이 우점하는 군집으로 전환케 하므로 암모니아를
더 효율적으로 제거
하는 것이다.

타가영양세균은 유기탄소를 섭취하고 암모니아의 이온상태(NH4+)와 유기질소를 이용해 세균의 몸체 단백질(C5H7O2N)로 합성하는 동화작용을 한다.

증식된 세균은 양식수 내의
미세조류, 원생동물
등 다른 미생물 및
미세유기물
등과 결합하여
플락
(미생물 총)을 형성하며 이것은 다시 양식생물의 먹이로 이용된다.

이론적으로 양식수에서 타가영양세균에 필요한 유기탄소와 질소의 비율에 맞게 당질이 추가 공급된다면, 타가영양세균이 증식할 수 있는 밀도 이내에서는 타가영양세균에 의해 암모니아의 제거는 그 제한이 없다.

타가영양세균이 우점하는 바이오플락 상태로 전환케 하기 위해서는 높은
양식밀도

유기물 농도
, 강한
폭기
혹은 양식수 혼합,
양식수 비교환
등의 조건이 필요하다.
물 관리 전제 사항
양식수에서
타가영양세균
이 우점하고
질화세균
이 일정한 세력을 유지하는 물을 만들어서, 타가영양세균이 유기질소와 무기질소인 암모니아를 미처 다 소모하지 못하는 경우, 질화세균의
질산화작용
에 의해 과다한 암모니아를 제거하는 균형된 미생물 서식 환경을 조성한다.

물 만들기에서 증식 속도가 빠른 타가영양세균에 의해서도 미처 소모되지 못한
암모니아의
농도가 정점을 지난 다음에야 활발히 증식한 니트로소모나스에 의해
아질산이온
농도가 정점에 이르며, 그 다음 증식 속도가 늦은 니트로박터에 의해
아질산이온
에서 질산이온으로 진행과정은 더디어
병목현상
이 발생한다.

상대적으로
타가영양세균
의 증식속도가 질화세균보다 증식 속도가 빠르다. 따라서 유생사료와 당밀을 적절히 급여하여 초기 물 관리로 양식수에 타가영양세균이 우점케 한다.

타가영양세균은
자연발생
미생물로서 13개 문, 2천여종에 이르는 다양한 세균이 있으며 건조해서 보관할 수는 없어 상품화가 어렵다.
자연상태 생활사
자연상태 성숙, 교미 산라의 과정은 중남미 연안
수심 70미터
, 수온 26~28℃, 염분농도 35psu 환경

부화와 초기 유생 발생은 약간 외해에서 진행 ->
포스트라바기

내해
로 이동하여 저서 생활

연안에서 몇개월 성장 후 다시
성숙
을 위해
외해
로 이동
양식장
에서 성장률이 매우 높다.

10그람에서 20그람에 이르는 시기에는 한 주에 최대 3그람까지 체중이 늘 수도 있다.

저염도
에서 성장이 더 빠르다.

고염도
에서 양식한 새우는 근육에 아미노산 함량이 높아서 단맛이 난다.

성장 초기 체중이 1그람일 때는
30℃
, 중간 크기인 12~17그람일 때는
27℃
에서 성장률이 가장 높다.
양식에서 성장 특징
질화세균

(화학합성 호기성
자가영양)
타가영양세균
(화학합성 호기성
타가영양)
탄소동화작용
질소동화작용
질산화작용
유기탄소섭취
일반축제식
BFT실내형
BFT축제식
출처 : 서해수산연구소
양식장에서 바이오플락 형성의 조건
양식 밀도
를 높인다(실내 100~500마리/㎡, 실외 100~150마리/㎡).

슬러지
를 제거하지 않는다.

양식장 물
을 바꾸지 않는다.

기포 발생으로
산소
를 충분히 공급한다.

공기와 물을 바닥에서 위로 쏘아 올려 슬러지가
가라앉지 않게
한다.

당밀
(탄소원) 등을 일정량 추가로 공급한다.
BFT 실내 양식 시험군 1~2주차
a. 4/15 4/16 4/16 4/17 4/21
시험군 해수취수 종묘입식 규조접종 담수화 유생사료 당밀공급 알테미아
(소독,중화) (PL23) (5ppt)
b. 4/15 4/16 4/16 4/16 4/16 4/21
c. 4/15 4/16 4/17-18 4/16 4/20 4/21
양식수는 자연해수(염분 32psu)를 염소 농도
20ppm
으로 소독한 다음 티오황산나트륨(sodium thiosulfate)으로 중화 처리, 이어서 24시간 폭기 가동

N : P : Si의 비율이 2 : 0.1 : 1.5로 시비하고 배양한 식물성 플랑크톤(규조류 : Chaetoceros spp.)을 양식수에 혼합 (시험군 b)

담수화는 새우 유생이 들어있는 양식수에 대해 염분이 32psu에서
5psu

24시간
에 걸쳐 담수를 혼합하여 만듦 (시험군 c) - 8시간 간격으로 양식수 1/2씩 교체

수질측정
YSI-85 DO Meter 수온 28~30 도
용존산소(DO) 4 ppm 이상
염분 32 psu

YSI-65 PH Meter PH 7.5~8.5

Merck Co. 간이 분석키트 암모니아(NH3) 0.1ppm 이하
아질산이온(NO2) 1ppm 이하
질산이온(NO3) 200ppm 이하
알칼리도 100 이상(해수)
암모니아
NO
2
NO
3
알칼리도
(입식 초기)
"시험군 c" BFT 물 만들기와 사료급여 1~2주차
4/16 포스트라바(PL23) 0.0025g/마리 입식, 새우 중량의 35%에 해당하는 유생사료 하루 4회 급여

4/17 염도 32psu 해수에 담수를 섞어 5psu로 만들며 24시간 동안 순치 병행, 순치 중 수온 24~28도, 순치는 어릴수록 잘된다(PL25 이하).

4/20 담수화를 실행한 '시험군 c'에서 BFT 물 만들기와 새우 유생이 사료 섭취에 익숙하도록 유생사료를 증량(35%->50%)하여 4/20 ~ 21일 양일간은 일 2회 급여하는 것으로 변경, 당밀도 C/N 비 15에 맞게 함께 급여, 4/20 현재 PL27 무게 0.0091g/마리
유생사료, 당밀을 주기 전과 주고 나서 1시간 후에 각각 용존산소를 측정한다.
바이오플락 물 만들기 기본 사항
충분한 양의 암모니아 : 유생사료(CP45~50) 넉넉하게 공급

C/N 비 15에 이르는 유기탄소 : 적정 추가량 당밀을 공급

충족한 산소 공급 : 에어스톤 폭기, 벤츄리 인젝터

중간육성 온도 29~30℃ 유지
바이오플락 물 만들기 초기 작업 사항
1. 새우의 총중량에 적당한 사료량을 결정하여 급여 및 급여 전/후의 용존산소 측정 및 부족한 탄소원으로 당밀의 추가량 급여

2. 산성화에 대한 완충 기능을 갖도록 중탄산나트륨을 넣어 알칼리도를 높인다. 해수 알칼리도 평균 125 -> 150 으로, 강물 평균 70~80, 수도물 40~50 -> 100 이상으로 높인다.

3. 암모니아, NO2, NO3 측정 및 변화 추이 관찰

4. PH, 염분 측정

중간성장단계 사료량(새우 총중량에 대한 비율/일)
PL5~10 100~35%
PL10~0.1g 35~25%
0.1~0.25g 25~20%
0.25~0.6g 20~15%
0.6~1.0g 15~10%
- 출처 : 서해수산연구소
새우의 성장 및 양식 단계
종묘생산
본양성
중간양성
중간육성
양식장 주요 시설, 장치
저수조(예비수조) ~ 항상 물을 담아 두었다가 긴급 상황에 이용
중간육성수조 ~ 원형 또는 사각형 수조
양성수조 ~ 대형 수조는 장방형 사각형
에어리프트(에어스톤) ~ 산소공급, 중간육성 초기 수류생성
벤츄리인젝터 ~ 산소공급, 유기물부유, 수류생성
침전조(여분 수조) ~ 과잉 플락의 제거
스키머 ~ 포말 분리기
에어펌프 ~ 소음이 적은 것
워터펌프 ~ 토출량이 큰 것
수중히터
시설 및 장치 구성과 운용에서 주요사항
시설 및 장치의 구성은 단위 면적당
목표 생산량
을 기초로 한다.
양식수조는
여유 수위
를 유지해서 긴급하게 추가로 공급하는 물을 담을 수 있어야 한다.
양성단계
양식수조의 수류 유속은
초당 30cm
이다.
본양성에서는 5~7m 간격으로 벤츄리 인젝터를 설치하고, 중간육성 단계는 좀 더 이격하여 인젝터를 설치한다.
2주차 사료 주기에서 주요사항
BFT 방식에서 플락은 시간이 지나면 자연히 형성된다.
사료와 당밀을 주기 전에 용존산소를 측정하고 주고, 난 다음 10분 간격으로 1시간 30분간 연속 변화를 측정한다.
사료를 주기전에 새우의
내장
을 살펴보고 빈 상태 또는 찬 상태의 정도를 살펴본다.
당밀은 낮은 온도의 물에 잘 녹지 않으므로 쓰기 하루 전에 나눠 둔 통에 물을 부어놓는 것도 한 방법이다.
매일 장화를 신은 발로 바닥의 휘저어 가면서 사료 등이 쌓인 것을 확인하고 흩어준다.
짠물 냄새
는 폐사가 진행되는 경우이고
비릿한 냄새
는 새우가 스트레스를 받은 경우이다.
물에 녹인 당밀은 사이펀 현상을 이용하여 방울방울 떨어지게 한다.
사료는 적정 급여량에서 조금만 초과해도 일단 물이 오염된다.
2주차 당밀 주기 주요사항
당밀

과다
공급되고 타가영양세균이 암모니아를 모두 소모한 경우는
질화세균
이 세력이 약해져 개체수가
급감
한다.
타가영양세균
은 질화세균에 비해 증식 속도가 매우 빠르다.
질화세균 중에서 아질산이온을 만드는
니트로소모나스
는 질산이온을 만드는
니트로박터
에 비해 증식 속도가 빠르다.
중간양식 초기에 사료 급여로 무리하게 부하를 주지 말라. 5개월 뒤 그 영향의 결과가 나타난다.
사료와 당밀의 급여량은 한 주 동안 전 날에 준 것에
매일 10%씩
높여 서서히 증량한다(제7일차는 제1일차의 약1.77배).
니트로소모나스와 니트로박터는
길항작용
관계이다.
2주차 양식장 관리 주요사항
물 만들기에서 묵은 물을 10% 정도 사용(접종)하면 초기에 질산이온 농도가 상대적으로 높으나, 양성단계에서는 오히려 질산이온 농도가 낮다.
떠다니는 유기물은 분해되나 가라앉은 것은 부패한다.
탈피각
의 몸통부분은 물에 떠오르고
두흉갑
은 바닥에 가라앉는다.
일중
온도

용존산소

pH, 염도
변화를 최소화 하라.
사료 CP40
질소
C/N ratio 8.1
에너지
체성분
유기물
질소
무기물
질소
타가영양세균
질화세균
새우
암모니아
질소
아질산
질소
질산
질소
당밀 1.229 배
추가 급여
C/N ratio 15
바이오플락 실내양식에서 질소순환(부분)
아가미로
배설
제3주차 양식 Feedback
"시험군 c"는 7일간 CP50인 사료 급여량의 1.9배나 되는 당밀을 주어 단 냄새가 난다. 다른 시험군도 비슷한 상황이다.
* C/N 비 15에 해당하는 당밀의 소요량은 타가영양세균이 양식수를 100% 점유한 것을 전제로 한 이론적인 것이다.
* 식물성 플랑크톤이나 질화세균이 소모하는 암모니아 양을 추정하여 그만큼 당밀의 양을 줄인다.
새우의 양식을 가능한 자연상태에 가까운 조건으로 만들어서 한다. 즉, 양식 밀도에 욕심을 부리지 말고, 새우의 더듬이가 온전하게 양식하는 것이 이상적이다.
실제 물 만들기에서 암모니아가 증가하기 시작하면
사료량

50%정도
의 당밀을 급여하는 것에서 시작으로 암모니아 농도에 따라 증감해 나간다.
제3주차 주간성장률
양식수 용존산소의 15~25% 정도를 새우가 소비한다.
"시험군 c" 4/27 : 0.023g/마리*29,400 = 약 676g (입식 3만 마리에서 2% 감모분 적용)
1일 사료 급여량을 새우 총체중의 20%에 해당하는 135g으로 결정, 3회로 나누어 45g씩 급여
(676g * 20% = 135g)
4/27 : 135g
4/28 : 148g
4/29 : 163g
4/30 : 179g
5/1 : 197g
5/2 : 217g
5/3 : 239g
당밀은 1일 사료 급여량의 50%로 결정, 4/27 : 67g
제3주차 양식 Feedback
밀도는 조금 낮게 하여 건강하고 크게 키운다. 20g 출하를 목표로 한다면 200마리/평방미터로 한다.
항생제와 약품을 많이 사용하는 베트남의 경우는 노지에서 양식하면서 입식하여 2달을 키워 질산이온이 많이 생기기 전에 출하를 한다.
중탄산나트륨으로 질산이온(NO3)의 농도와 pH를 낮출수 없다.
FCR (사료요구율)
전주새우총중량 : 30,000 * 0.0091 = 273g
금주새우총중량 : 29,400 * 0.023 = 676g
증체량 : 676 - 273 = 403
FCR = 604 / 403 = 약 1.5
총사료급여량 : 67 *2 + 47 * 10 = 604g
제3주차 물만들기 Feedback
물 만들기는
입식 한 달 전
에 준비한다. 깨끗한 물에도 폭기를 오래 가동하면 미생물이 자연히 생겨난다.
침전조에서 안정된 물도 필터를 이용 여과하여 사용한다.
소독은 클로르칼키(순도 70%) 20ppm 농도로 실시한다.
클로르칼키 양(g) = 양식수(ton) * 20 * 1.43
-> 소독 후 OT 시약으로 잔류 염소 확인
-> 1주간 폭기 가동
-> 티오황산나트륨으로 중화 처리 (산소 소모)
-> 3일 이상 폭기 가동
-> OT 시약으로 잔류 염소 재확인
새우를 넣기 전에 물을 만들 때에 매일 ton 당
20g 사료
와 C/N 비 15에 해당하는
당밀
을 넣고
폭기
조건으로 한 달 이상 지속한다.
제3주차 물만들기 Feedback
실내 BFT 방식에서 물 만들기 초기에는
타가영양세균 : 질화세균
비를 1 : 1로 시작해서
점차 9 : 1
로 만들어 간다.
새우를 넣고 물 만들기를 하는 경우에는
천천히 진행
한다. 즉, 암모니아와 아질산이온의 완만한 변화가 이루어지게 관리한다.
새우가 20센치미터로 성장하는 과정에 온도, DO, pH 변화뿐만 아니라
유기물
(부유물) 처리에도 주의한다. 유기물이 많으면 특히, 탈피하는 새우의
아가미
에 많이 낀다. 유기물이 가라 앉으면 부패과정에서
황화수소
가 발생하여 새우의 폐사의 원인이 된다.
유기물(부유물, SS) 측정 수치가 6을 넘으면 15까지 쉽게 올라간다. 15를 넘지 않게 관리한다.
제3주차 물 만들기 Feedback
물 만들기의 위험 요인
산소
부족
아질산이온
이 적정 수준으로 내려가지 않는 경우
유기물
(부유물) 과다
높은 아질산이온 상태에서 긴급조치로는
양식수의 30%
정도를 간다.
유기물(고형물) 수치가 15를 넘으면 스키머 또는 침전조를 이용해 처리한다. 묵은 물은 유기물(고형물)을 제거한 경우에 새로운 양식수의 일부로 재사용 할 수 있다.
양식 밀도
가 높으면 사료와 당밀을 많이 주어야 하므로 물 관리가 어렵다. 또한 질화세균의 균형 유지가 어렵다.
2단계 또는 3단계의 중간육성 또는 중간양성을 하는 경우는 각 단계에서 양식수 ton 당 새우의
총중량이 3kg
을 넘으면 다음 단계로 옮기는 것이 좋다. 양식수 ton 당 새우의
총중량이 5kg
을 넘기면 폐사가 많이 발생한다.
에어스톤만을 사용해서 수류가 없는 경우는 카사바 등을 사용하지 않는다.
초기 물 만들기에서 미강 또는 발효 미강을 사용할 수도 있다.
탄소동화작용
>
>
*
출처 : 서해수산연구소
(길항작용 : 상반되는 2가지 요인이 동시에 작용하여 그 효과를 서로 상쇄시키는 작용이다.)
Heterotrophic bacteria
제4주차 Feedback
종묘 입식 : 4/20 ~ 6/20 (5/10~15 경 바다 수온 15도에 이름)
중간 양성 : 약 50일간으로 체중이 1~2g에 이르는 때까지
양성 과정 : 약 100일(14주) 소요, 약 20g까지 증체
실외 호지
양식의 경우 수온이 25도에 이르는 때에 중간 육성 수조에서 양성 수조로 옮긴다.
중간 육성 새우가 0.1g 이상이면
벤츄리 인젝터
를 가동을 시작한다. 1일 4회 10분씩으로 시작해 점점 가동 시간을 늘려간다.
새우 유생은 처음에는
벽면
가까이에 있다가 크면서 수조 바닥에서
30센치
미터 높이에 안착한다.
스키머
는 SS가 12ml/l 이상에 이르면 가동을 시작한다. 15ml/l 이상이면 스키머를 정상 가동으로 전환하여 포말이 소진되어 12ml/l에 이를 때까지 가동한다.
종묘를 중간 양성조에 입식하는 때는 온도, pH(0.5 차 이내)에 주의한다.
제4주차 Feedback
새우 성장에 맞춰 주는 알갱이 사료는 성장이 더딘 작은 개체도 먹을 수 있게 하자면 두가지 크기를 섞어 줄 필요도 있다.
중간 육성단계에서 에어스톤만 사용하는 기간에는 장화를 신고 발로 바닥을 물질러 주어 가라앉은 유기물을 띄워 올린다.
바이오플락 기술에서 중요한 것은 물 만들기를 하고 나서 그 물의
플락을 잘 유지
해 나가는 것이다.
스키머는 가벼운 유기물 제거에 성능이 우수하고, 침전수조 이용은 무거운 유기물 제거에 적합하다.
제4주차 Feedback
상품으로 출하, 운반 할 새우는 양성조에서 꺼내자 마자 14~15도 차가운 물에 넣고 기력이 떨어질 때까지 기다린다.
냉동할 것은
물기를 제거
해야 얼음덩이가 붙어서 상품성이 떨어지는 경우가 발생하지 않는다.
4인 가족에 적당한 2kg을 포장하는 경우는 1+1kg으로 구성한다. 1인가구 트렌드에 맞는 상품 포장 방법으로는 소단위 여러개 팩으로 구성한다.
맛으로 따지면
17~18g
정도가 가장 좋다. 그러나 큰 새우를 원하는 시장의 요구에 맞춰 1kg에 30마리로 출하하는 영업 전략을 준비할 수도 있다.
새우를 찾는 시기에서
8월 초에서 중순
까지의 도매가격이 가장 높다.
11월 초
까지 도매상에게 출하가 집중된다.
생협
과 제휴 또는
학교 식자재
로 납품하려면 해당 관련자의 양식장 현지 확인 방문 절차를 거치고 관련 기관의
친환경 인증
이 필요하다.
제4주차 Feedback
침전수조 또는 저수탱크는 양식수조 총량의
20%
정도의 용량 또는 최소한 중간 육성수조와 양성수조 하나를 채울 수 있는 것으로 준비한다.
양식장 설계는 작업 동선에 최적인 구성으로 중간 증식수조 또는 양성수조를 배치하고, 작업 통로는 작업자의 선 키보다 조금 높게 한다.
사료보관 창고, 상품 출하장의 위치를 잘 잡고 기자재실도 확보한다.
배관의 조절 밸브와 전기 제어판 등은 이용과 관리가 용이하게 집중 배치한다.
양식수조의 바닥재로 1미리미터
HDPE
재질은 평방미터당 재료비
4,500원
시공비
2,500원
정도이다.
양식수조에 바닥재를 깔지 않고서는 BFT 적용하지 못하며, 야외 호지에서도 바닥재를 까는 경우는 일반 노지보다 보통 3배의 생산량을 기대한다.
울타리에 사용하는 폭 1.2미터 철망은 미터 당 1만2천원으로 지면 위로 노출된 양식수조의 벽면 버팀재로도 활용할 수 있다.
제4주차 Feedback ?
? 3주만에 BFT 물 만들기는 가능하지 않다. 이제 만들어지고 있다.
? 4주차에 6개 중간육성 수조의 물색이 모두 다르다.
? 물 만들기에 주로 사용하는 것이 사료와 당밀이지만 암모니와 아질산를 줄이기에 당밀의 추가가 능사가 아니다.
? 암모니아(TAN) 수치가 8ppm 이상으로 지속하여 낮아지지 않고 아질산이온 농도도 계속 높아 타가영양세균과 질화세균의 형성이 잘 되지 않은 것으로 판단하면 마지막 조치로 30% 정도 또는 전부 새 물 갈이를 한다.
제4주차 Feedback
건강한 새우 양식만을 위해서는 BFT 밀식 양식보다는 야외 호지의 맑은 물에서 일정 수준의 밀도를 유지하는 것이다.
BFT 방식은 미생물군 형성이 수조마다 서로 같지 않으므로 실행 절차가 일정하지 않을 뿐더러 기대할 수 있는 실행 결과도 정량적이지 않다.
물 만들기 초기 암모니아 제거에서 녹조류의 역할을 충분히 기대할 수 있다. 암모니아 제거에 규조류의 효과가 더 좋다. 그러나 궁극적으로 타가영양세균이 점차 우점하는 쪽으로 옮아가야 한다.
중간육성에서 벤츄리 인젝터 토출구 방향이 바닥으로 향하지 않았고, 일정 시간 간격으로 가동하지도 않은 경우는 유기물이 부패하여 냄새가 났다.
무기/유기질소섭취
생물의 영양 방식에 따른 분류
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