KR102239383B1 - Aquaponics ginseng cultivation system based on Biofloc technology - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 무환수, 무인공양액, 무농약, 및 무항생제 시스템으로서, 어류의 양식 및 식물의 재배가 동시에 가능한 친환경 양식/재배 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a biofloc-based aquaponics cultivation system, and in more detail, as a water-free, unmanned nutrient solution, pesticide-free, and antibiotic-free system, an eco-friendly aquaculture/cultivation system capable of simultaneously cultivating fish and plants. About.

Figure R1020190079168
Figure R1020190079168

Description

바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 인삼 재배 시스템{Aquaponics ginseng cultivation system based on Biofloc technology}Aquaponics ginseng cultivation system based on Biofloc technology}

본 발명은 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인삼 재배를 위해 최적화된 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템 등에 관한 것이다.The present invention relates to a biofloc-based aquaponics cultivation system, and more particularly, to a biofloc-based aquaponics cultivation system optimized for cultivation of ginseng.

1950년대 이후 의학과 보건 시설이 발달함에 따라 인구 성장은 더욱 증가하고 있으며, 2050년의 세계 인구는 약 90억 명에 이를 것으로 전망되고 있다. 이러한 인구 증가 문제는 식량, 자원, 환경문제 등과 밀접하게 얽혀져 있으며, 이 중 식량 문제와 관련하여 지금까지는 대부분 축산업을 통하여 육류로 단백질이 공급되어져 왔으나, 최근 축산물의 생산 한계로 인하여, 육류의 대안으로서 수산물 양식을 통한 단백질의 공급 방안에 대한 관심이 증가되고 있는 추세이다. 양식에 의한 수산물의 생산은 매년 5.2~7.7%의 높은 증가율을 보이고 있으며, 이제는 잡는 어업보다는 기르는 어업으로 수산물의 생산 방법의 전환이 이루어지고 있다. 그러나 이러한 수산물의 양식은 일정한 구역이나 제한된 수조 시설에서 양식 생물을 번식시키고 성장시키기 때문에 지속적으로 배설물, 사료 찌꺼기, 폐사체 등의 오염물질이 축적되고, 이로 인하여 오염된 양식장 배출수, 질병 감염, 자가 오염 등의 문제점이 나타나며, 이를 해결하기 위하여 양식장에 항생제 등을 처리하는 방법도 사용되었으나, 이러한 방법은 잔류 항생제 문제로 인한 한계점을 가지고 있다.With the development of medical and health facilities since the 1950s, population growth has been further increasing, and the world population is expected to reach about 9 billion by 2050. These population growth issues are closely intertwined with food, resources, and environmental issues. Among them, protein has been supplied to meat through the livestock industry for the most part in relation to food issues. However, due to the limitation of production of livestock products in recent years, it is an alternative to meat. As a result, there is a growing interest in a method of supplying protein through aquaculture. The production of aquatic products by aquaculture is showing a high increase rate of 5.2 to 7.7% every year, and now, the production method of fishery products is being changed to raising fisheries rather than catching fisheries. However, since the aquaculture of such aquatic products breeds and grows aquaculture organisms in certain areas or limited water tank facilities, pollutants such as excrement, feed waste, and mortality are continuously accumulated, resulting in contaminated farm discharge water, disease infection, and self-contamination. Problems such as, etc. appear, and to solve this problem, a method of treating antibiotics in the farm was also used, but this method has limitations due to the problem of residual antibiotics.

따라서, 최근에는 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 미생물을 이용한 바이오플락 양식 시스템(Biofloc technology aquaculture system)이 주목받고 있다. 바이오플락 양식 시스템이란, 기존의 순환 여과식 양식 방법과는 달리 수처리 설비 없이 양식 과정에서 발생되는 암모니아, 사료 찌꺼기, 배설물, 폐사체 등의 입자들을 종속영양세균(heterotrophic bacteria) 및 독립영양세균(autotrophic bacteria)을 이용하여 분해함으로써 수질 정화 기능을 가능하게 할 뿐만 아니라, 상기 입자들을 양식 어류가 섭취 가능한 아미노산, 저분자 단백질, 새로운 유기물 등의 먹이로 전환시켜 필요한 사료의 양을 감소시키는 친환경 양식 기술이다. 바이오플락 양식 시스템을 이용하게 되면, 미생물 순환 생태계가 조성되어 환수의 필요성을 감소시켜 환경 오염을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 환수에 필요한 에너지, 사료 손실 등을 크게 줄일 수 있다. 또한, 환수의 필요성이 감소되기 때문에 외부로부터 바이러스, 세균 등의 유입이 제한되기 때문에 질병 감염의 위험성이 현저히 낮아지기 때문에 작은 면적에서 고밀도 양식이 가능하다. Therefore, in recent years, in order to overcome such a problem, a biofloc technology aquaculture system using microorganisms has been attracting attention. Biofloc aquaculture system is, unlike the conventional circulation filtration method, without water treatment facilities, particles such as ammonia, feed debris, excrement, and mortality generated during the aquaculture process are removed from heterotrophic bacteria and autotrophic bacteria. It is an eco-friendly farming technology that not only enables the water purification function by decomposing it using bacteria), but also reduces the amount of feed required by converting the particles into food such as amino acids, low molecular weight proteins, and new organic matters that can be consumed by farmed fish. If the biofloc culture system is used, a microbial circulating ecosystem can be created to reduce the need for water exchange, thereby reducing environmental pollution, as well as greatly reducing energy and feed loss required for water exchange. In addition, since the need for water exchange is reduced, the influx of viruses, bacteria, etc. from the outside is restricted, and the risk of disease infection is significantly lowered, so that high-density farming in a small area is possible.

그러나 현재의 바이오플락 기술을 이용한 사육수 정화 시스템은 한계가 있어 새로운 사육수를 지속적으로 공급해야할 필요성이 있고, 수조에 수용된 어류의 개체수가 증가되면 사육수의 정화 효율이 감소되기 때문에, 최종적으로는 사육수의 교체를 필요로 한다는 한계점을 가지고 있다.However, the current biofloc technology-based breeding water purification system has limitations, so there is a need to continuously supply new breeding water, and as the number of fish housed in the tank increases, the purification efficiency of the breeding water decreases. It has a limitation that it requires replacement of breeders.

이러한 한계점을 개선하기 위하여, 최근에는 아쿠아포닉스 재배 시스템(Aquaponics cultivation system)에 대한 관심이 증가되고 있는 추세이다. 아쿠아포닉스 재배 시스템이란, 어류의 양식과 수경재배를 융합한 기술로서, 수조에서는 어류를 양식하고, 수조에서 발생된 오염 물질을 생물 여과조로 보내, 1 차적으로 정화하고, 이를 수경 재배에 사용하는 방식이다. 그러나 이러한 아쿠아포닉스 재배 시스템의 경우에도 슬러지의 제거를 위한 사육수의 교체가 일부 필요하고, 추가적인 생물 여과조를 장착하여야 하기 때문에 유지가 용이하지 않다. 또한, 수경 재배를 위한 영양분의 추가 공급을 위하여 양액을 지속적으로 제공하여야 하기 때문에, 최종적으로는 사육수의 교체를 필요로 한다. 따라서, 사육수의 교체를 필요로 하지 않는, 즉, 배출수가 전혀 없는 새로운 아쿠아포닉스 시스템의 개발이 필요한 실정이다.In order to improve these limitations, there is a trend of increasing interest in the Aquaponics cultivation system in recent years. Aquaponics Cultivation System is a technology that combines fish farming and hydroponic cultivation.The fish is cultured in a tank, pollutants generated in the tank are sent to a biological filtration tank, primary purification, and used for hydroponic cultivation. It's the way. However, even in the case of such aquaponics cultivation system, it is not easy to maintain because some of the breeding water needs to be replaced for the removal of sludge, and an additional biological filtration tank must be installed. In addition, since the nutrient solution must be continuously provided for additional supply of nutrients for hydroponic cultivation, it is necessary to finally replace the breeding water. Therefore, there is a need to develop a new Aquaphonics system that does not require replacement of breeding water, that is, does not have any discharge water.

한편, 인삼은 두릅나무과에 속하는 여러해살이풀로서, 인삼에는 진세노사이드라 명명되는 사포닌이 풍부하게 함유되어 있어, 건강 식품으로서 각광받고 있다. 이러한 인삼은 퇴비 또는 전용 비료를 공급하지 않으면, 성장이 아주 더디게 이루어져 약용 가치를 지니려면 최소 10 년 이상은 재배하여야 수확이 가능하며, 퇴비 또는 전용 비료를 공급하는 경우에도 통상적으로 3 년 내지 6 년 정도의 긴 재배 기간을 필요로 한다. 이러한 긴 재배 기간으로 인하여 농약과 비료를 필수적으로 살포하여야 하고, 이는 인삼에 농약 성분이 잔류하게 되는 원인이 된다. 따라서, 인삼을 고품질의 건강 식품으로 사용하기 위해서는 농약과 비료 등을 추가로 제공하지 않아도 건강한 인삼을 재배할 수 있는 새로운 재배 방법이 필요한 실정이다.On the other hand, ginseng is a perennial plant belonging to the Araceae family, and ginseng is rich in saponin, which is called ginsenoside, and is in the limelight as a health food. These ginsengs grow very slowly unless compost or exclusive fertilizers are supplied, so they must be cultivated for at least 10 years to have medicinal value, and even when compost or exclusive fertilizers are supplied, it is usually 3 to 6 years. It requires a long cultivation period. Due to this long cultivation period, pesticides and fertilizers must be sprayed, which causes pesticide components to remain in ginseng. Therefore, in order to use ginseng as a high-quality healthy food, there is a need for a new cultivation method capable of cultivating healthy ginseng without additionally providing pesticides and fertilizers.

국내등록특허 제10-1279508호는 농약을 살포하지 않는 인삼 재배 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 탄산칼슘 및 광물질을 포함하는 배양 촉진 조성물을 사용하는 인삼 재배 방법에 관하여 개시하고 있다. 그러나 인삼의 아쿠아포닉스 재배 시스템에 대해서는 개시되어 있지 않다.Korean Patent No. 10-1279508 relates to a ginseng cultivation method without spraying pesticides, and more particularly, discloses a ginseng cultivation method using a culture promoting composition containing calcium carbonate and minerals. However, there is no disclosure on the aquaponics cultivation system of ginseng. 국내등록특허 제10-1446865호는 식물 재배와 어류 양식을 융합한 농어업 장치에 관한 것으로, 하부의 어류 양식 수조와 상부의 식물 재배 양식조로 구성된 장치에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 바이오플락 시스템 및 양액을 필요로 하지 않는 아쿠아포닉스 재배 시스템에 대하여 개시되어 있지 않다.Korean Patent No. 10-1446865 relates to an agricultural and fishery apparatus that combines plant cultivation and fish farming, and discloses an apparatus comprising a fish farming tank at the bottom and a plant cultivation tank at the top. However, a biofloc system and an aquaponics cultivation system that does not require a nutrient solution are not disclosed.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 배출수가 전혀 없는 신규한 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템 및 이를 이용한 인삼 재배 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a biofloc-based aquaponics cultivation system for cultivating a novel ginseng without discharge water, and a ginseng cultivation method using the same. do.

또한, 본 발명은 배출수가 전혀 없어 환경 오염의 저감에 효과적이며, 항생제, 농약 및 양액의 첨가를 필요로 하지 않기 때문에 실질적인 친환경 인삼의 재배를 가능하게 하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention is effective in reducing environmental pollution because there is no discharged water, and since it does not require the addition of antibiotics, pesticides, and nutrient solutions, it is an object of the present invention to enable practical cultivation of eco-friendly ginseng.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical task to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned tasks, and other tasks that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. will be.

본 발명은 (a) 아쿠아포닉스 본체의 상단부에 위치하는 인삼 식재구; 바이오플락 양식수조 본체로부터 배출된 사육수를 유입시켜주는 입수구; 및 아쿠아포닉스 본체의 하단부에 위치하는, 아쿠아포닉스 본체에서 사용된 재배수를 배출하는 배출구를 포함하는, 인삼 재배를 위한 아쿠아포닉스 본체; (b) 아쿠아포닉스에서 배출된 재배수를 유입시켜주는 입수구; 및 바이오플락 양식수조 본체에서 사용된 사육수를 배출시켜주는 배출구를 포함하는, 어류의 양식을 위한 바이오플락 양식수조 본체; 및 (c) 아쿠아포닉스 본체와 바이오플락 양식수조 본체를 연결시켜주는 입수관 및 배수관을 포함하는, 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템을 제공한다.The present invention (a) ginseng planting located on the upper end of the body of the aqua phonics; An inlet through which the breeding water discharged from the main body of the biofloc aquaculture tank is introduced; And an aqua phonics body for cultivation of ginseng, including an outlet for discharging the cultivation water used in the aqua phonics body, located at a lower end of the aqua phonics body; (b) an inlet through which the cultivated water discharged from Aquaphonics is introduced; And a biofloc aquaculture tank main body for aquaculture of fish, including an outlet for discharging the breeding water used in the biofloc aquaculture tank main body; And (c) provides a biofloc-based aquaponics cultivation system for ginseng cultivation, including an inlet pipe and a drain pipe connecting the body of the aquaponics and the body of the biofloc culture tank.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 재배 시스템은 무인공양액, 무농약, 무항생제, 및 무환수 시스템인 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the cultivation system is characterized in that the unmanned nutrient solution, pesticide-free, antibiotic-free, and water-free system.

본 발명의 다른 구체예에 있어서, 상기 아쿠아포닉스 본체 및/또는 바이오플락 양식수조 본체에는 에어레이션 및 공기 주입을 위한 에어인젝터, 산소주입기 등이 추가로 설치될 수 있으며, 에어레이션을 위한 장치라면 이에 제한되지 않는다.In another embodiment of the present invention, an air injector for aeration and air injection, an oxygen injector, etc. may be additionally installed in the body of the aquaponics body and/or the body of the biofloc culture tank, and any device for aeration may be limited thereto. It doesn't work.

본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 상기 배수관에는 인삼의 뿌리가 물에 잠기는 정도를 조절할 수 있는 수위조절관 및 수위조절밸브를 포함할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the drain pipe may include a water level control pipe and a water level control valve that can control the degree to which the roots of ginseng are immersed in water.

본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 상기 입수관 또는 배수관에는 밸브가 설치되어, 재배수 및/또는 사육수의 유입량, 배출량, 수류 세기 등을 조절할 수 있으며, 이외에도 모든 장치에는 밸브를 장착하여 강약을 조절할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, a valve is installed in the intake pipe or the drain pipe to control the inflow amount, discharge amount, and intensity of water flow of cultivated water and/or breeding water. Can also be adjusted.

또한, 본 발명은 상기 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템을 이용하는 인삼재배 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a ginseng cultivation method using a biofloc-based aquaponics cultivation system for cultivation of ginseng.

본 발명의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템은 어류의 양식을 위한 바이오플락 양식 시스템을 기반으로 하여 인삼 재배를 위한 아쿠아포닉스 재배 시스템을 병합함으로써, 양액, 항생제, 농약 등의 첨가 없이 건강한 친환경 인삼의 재배를 가능하게 할 뿐만 아니라, 양식 생물에게 독소로 작용하는 암모늄, 질산염 등의 효율적인 제거가 가능하여 좁은 면적에서 고밀도 양식을 통한 양식 어류의 생산성을 현저히 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 발명의 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템은 배출수가 전혀 없기 때문에 환경 오염을 저감시키는데 효과적이다. 따라서, 인삼뿐만 아니라 다양한 친환경 식물의 재배에 효과적으로 사용가능할 것으로 기대된다.The biofloc-based aquaponics cultivation system for ginseng cultivation of the present invention is based on the biofloc cultivation system for fish cultivation, and by incorporating the aquaponics cultivation system for ginseng cultivation, nutrient solutions, antibiotics, pesticides, etc. It is expected to significantly increase the productivity of farmed fish through high-density farming in a small area by enabling the cultivation of healthy eco-friendly ginseng without addition, as well as efficient removal of ammonium and nitrate, which act as toxins to aquaculture organisms. do. In addition, the biofloc-based aquaponics cultivation system of the present invention is effective in reducing environmental pollution because there is no discharge water at all. Therefore, it is expected that it can be effectively used for cultivation of not only ginseng but also various eco-friendly plants.

도 1은 본 발명의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템의 입체도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에서 배양된 인삼의 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에서의 인삼 재배 효과를 인삼의 평균 전장으로 확인한 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에서의 인삼 재배 효과를 전체 인삼의 평균 무게로 확인한 결과를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에서의 인삼 재배 효과를 인삼 내의 진세노사이드의 평균 함량으로 확인한 결과를 나타낸다.1 shows a three-dimensional view of a biofloc-based aquaponics cultivation system for ginseng cultivation of the present invention.
2 is a photograph of ginseng cultured in a biofloc-based aquaponics cultivation system according to an embodiment of the present invention.
3 shows the result of confirming the ginseng cultivation effect in the biofloc-based aquaponics cultivation system according to an embodiment of the present invention as an average total length of ginseng.
4 shows the result of confirming the ginseng cultivation effect in the biofloc-based aquaponics cultivation system according to an embodiment of the present invention as an average weight of all ginseng.
5 shows the result of confirming the ginseng cultivation effect in the biofloc-based aquaponics cultivation system according to an embodiment of the present invention as an average content of ginsenosides in ginseng.

이하, 본 발명의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템과 관련하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in relation to the biofloc-based aquaponics cultivation system for cultivation of ginseng of the present invention will be described in detail as follows.

도 1은 본 발명의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템의 입체도를 나타낸다. 본 발명의 인삼재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템은 (a) 인삼 재배를 위한 인삼 식재구(110), 바이오플락 양식수조로부터 수집된 사육수를 유입시켜주는 아쿠아포닉스 입수구(120), 및 아쿠아포닉스에서 사용된 재배수를 배출하는 배출구(140)를 포함하는 아쿠아포닉스 본체(100), (b) 아쿠아포닉스에서 사용된 재배수를 유입시켜주는 바이오플락 양식수조 입수구(210) 및 바이오플락 사육수를 배출시켜주는 바이오플락 양식수조 배출구(240)를 포함하는 바이오플락 양식수조 본체(200), 및 (c) 아쿠아포닉스 본체와 바이오플락 양식수조 본체를 연결시켜주는 입수관(300) 및 배수관(400)으로 구성된다. 상기 아쿠아포닉스 본체 및/또는 바이오플락 양식수조 본체는 복수개의 아쿠아포닉스 본체 및/또는 바이오플락 양식수조 본체가 직렬로 또는 병렬로 연결된 구조일 수 있다. 상기 아쿠아포닉스 본체의 바닥면은 경사를 이루어, 재배수가 자동으로 바닥면에 있는 배출구(140)를 통하여 배출되는 구조일 수 있으며, 상기 인삼 식재구(110)는 아쿠아포닉스 본체의 상단에 소정 간격을 따라 복수개 장착될 수 있다. 상기 아쿠아포닉스 본체와 바이오플락 양식수조 본체에는 에어레이션을 위한 에어 인젝터(130, 230)가 한 개 또는 복수개 장착될 수 있으며, 수류를 발생시키기 위한 수류생성관(220)이 장착될 수도 있다. 아쿠아포닉스 본체와 바이오플락 양식수조 본체의 입수구 및/또는 배수구는 각각의 본체의 일 측면에 장착될 수도 있고, 중앙에 장착될 수도 있다. 바이오플락 양식수조 본체의 일측면에는 바이오플락 양식수조에서 사용된 사육수를 배출하기 위한 수중모터(250)가 장착될 수 있다. 입수관(300) 및/또는 배수관(400)에는 소정의 밸브가 장착되어 입수량, 출수량 및/또는 분사 속도를 조절할 수 있다. 또한, 배수관(400)에는 인삼의 뿌리가 물에 잠기는 정도를 조절할 수 있는 수위조절관(410) 및 수위조절밸브가 장착될 수 있다. 또한, 모든 부위에는 밸브를 추가적으로 설치하여 모든 단계의 강약을 조절할 수도 있으며, 모든 밸브는 전자밸브를 사용하여 리모콘에 의하여 개폐 및 사용 압력을 조정할 수 있다. 이외에도 바이오플락 양식 시스템과 아쿠아포닉 재배 시스템에서 사용되는 일반적인 장치들을 추가적으로 장착할 수 있다. 본 발명의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에 추가적으로 장착되는 장치들은 장치의 종류, 설치 위치, 설치 개수 등은 당업자가 설계 요건에 따라 가변할 수 있는 것이다.1 shows a three-dimensional view of a biofloc-based aquaponics cultivation system for ginseng cultivation of the present invention. The biofloc-based aqua phonics cultivation system for ginseng cultivation of the present invention includes (a) a ginseng planting area 110 for ginseng cultivation, and an aqua phonics inlet port 120 that introduces the breeding water collected from the biofloc culture tank. ), and an aqua phonics body 100 including an outlet 140 for discharging the cultivated water used in aqua phonics, (b) a biofloc aquaculture tank inlet for introducing the cultivated water used in aqua phonics ( 210) and the biofloc culture tank body 200 including the biofloc culture tank outlet 240 that discharges the biofloc breeding water, and (c) an acquisition that connects the aquaponics body and the biofloc culture tank body It consists of a pipe 300 and a drain pipe 400. The aqua phonics main body and/or the biofloc aquaculture tank main body may have a structure in which a plurality of aqua phonics main bodies and/or the biofloc aquaculture tank main bodies are connected in series or in parallel. The bottom surface of the aqua phonics body may be inclined, and the cultivated water may be automatically discharged through the outlet 140 on the bottom surface, and the ginseng planting tool 110 is predetermined at the top of the aqua phonics body. A plurality may be mounted along the interval. One or a plurality of air injectors 130 and 230 for aeration may be mounted on the body of the aquaponics body and the body of the biofloc culture tank, and a water flow generation pipe 220 for generating water flow may be mounted. The inlet and/or drain of the body of the aqua phonics body and the body of the biofloc culture tank may be mounted on one side of each body, or may be mounted in the center. An underwater motor 250 for discharging the breeding water used in the biofloc aquaculture tank may be mounted on one side of the main body of the biofloc aquaculture tank. A predetermined valve is mounted on the inlet pipe 300 and/or the drain pipe 400 to adjust the inlet amount, the outlet water amount, and/or the injection speed. In addition, the drain pipe 400 may be equipped with a water level control pipe 410 and a water level control valve that can control the degree to which the roots of ginseng are submerged in water. In addition, valves can be additionally installed in all areas to control the strength and weakness of all stages, and all valves can be opened and closed and pressure controlled by remote control using solenoid valves. In addition, general devices used in the biofloc farming system and the aquaponic cultivation system can be additionally installed. Devices that are additionally mounted on the biofloc-based aquaponics cultivation system for ginseng cultivation of the present invention may have the type of device, the installation location, the number of installations, etc., which those skilled in the art can change according to design requirements.

본 발명의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템은 물고기를 양식하기 위한 바이오플락 양식 시스템과 식물을 수경재배하는 아쿠아포닉스 재배 시스템을 병합함으로써, 추가적인 영양분(양액 등)의 공급 없이 무환수, 무농약 및 무항생제 시스템을 이용한 물고기 양식 및 식물 재배가 가능하다. 보다 자세하게는, 영양세균과 양식 어종을 함께 사육하여 양식 어종의 배설물이 포함된 사육수를 영양세균을 이용하여 1차 정화하고, 1차 정화된 사육수를 인삼 재배를 위한 아쿠아포닉스 재배 시스템으로 공급하여 양식 어종으로부터 배출되는 유기물을 식물의 영양분으로 공급하여 2차 정화하고, 정화된 재배수를 다시 바이오플락 양식 시스템에 공급하는 방식으로, 추가 영양분, 농약 및 항생제의 공급 없이, 또한 배출수 없이 지속적으로 양식되는 생물을 건강하게 유지할 수 있기 때문에, 양식 어류 및 인삼의 상품 가치 향상 측면에서 이점을 가진다.The biofloc-based aquaponics cultivation system for ginseng cultivation of the present invention combines a biofloc cultivation system for cultivating fish and an aquaponics cultivation system for hydroponically cultivating plants, without supplying additional nutrients (nutrient solution, etc.). Fish farming and plant cultivation are possible using a water-free, pesticide-free and antibiotic-free system. In more detail, by rearing nutrient bacteria and farmed fish species together, the breeding water containing the excrement of farmed fish species is first purified using nutrient bacteria, and the first purified breeding water is used as an aqua phonics cultivation system for ginseng cultivation. By supplying and supplying organic matter discharged from aquaculture species as nutrients of plants for secondary purification, and supplying the purified cultivation water back to the biofloc aquaculture system, it is continuously without supply of additional nutrients, pesticides and antibiotics, and without discharged water. It has an advantage in terms of improving the product value of farmed fish and ginseng because it can maintain healthy living organisms.

본 발명의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템을 이용하여 인삼을 재배하기 위하여, 시설 내부의 온도는 냉난방기를 이용하여 20 내지 24 ℃를 유지하였으며, 인삼의 광합성을 위하여 광원으로서 LED를 이용하였다. 인삼(Panax ginseg C. A. Meyer)은 2018 년 3 월에 채굴한 묘삼으로서 0.8 내지 1.0 g의 무게를 가진 인삼을 선별하여 인삼 식재구에 이식하고 90 일 동안 재배하였다. 그리고 바이오플락 양식수조에서는 메기를 양식하였다. 대조군(양액)으로는 기존에 사용되고 있는 양액을 제공하는 아쿠아포닉스 시스템을 이용하였다.In order to cultivate ginseng using the biofloc-based aqua phonics cultivation system for ginseng cultivation of the present invention, the temperature inside the facility was maintained at 20 to 24°C using an air conditioner, and LED as a light source for photosynthesis of ginseng Was used. Ginseng (Panax ginseg C. A. Meyer) is a seedling mined in March 2018. Ginseng weighing 0.8 to 1.0 g was selected, transplanted into a ginseng planting area, and cultivated for 90 days. And in the biofloc culture tank, catfish were cultured. As a control (nutrient solution), an Aquaphonics system that provides the nutrient solution that has been used was used.

본 발명의 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템의 수질 정화 효과를 확인하기 위하여, 아쿠아포닉스 시스템에서 배출되는 재배수의 일부를 회수하여 암모늄 및 질산염의 농도를 측정하였다. 암모늄은 하이포염소산의 존재 하에서 페놀과 반응하여 생성되는 인도페놀의 양을 흡광도 630 nm에서 측정하였고, 질산염은 황산산성 용액에서 부르신(brucine)과 반응하여 생성되는 황색 화합물의 양을 흡광도 410 nm에서 측정하였다. 대조구로는 메기를 양식한 바이오플락 양식 시스템으로부터 획득된 사육수의 암모늄 및 질산염의 농도를 측정하였다. 그 결과, 바이오플락 양식 시스템 만을 이용한 경우와 비교하여, 아쿠아포닉스와 병합한 시스템의 경우에 양식 생물에 치명적인 암모늄, 질산염 등이 효과적으로 제거되는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 지속적으로 안정적인 수질 관리가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다(미도시).In order to confirm the water purification effect of the biofloc-based aquaponics cultivation system of the present invention, a part of the cultivation water discharged from the aquaponics system was recovered and the concentrations of ammonium and nitrate were measured. Ammonium reacts with phenol in the presence of hypochlorous acid to measure the amount of indophenol produced at absorbance of 630 nm, and nitrate reacts with brucine in a sulfuric acid solution to measure the amount of yellow compound produced at absorbance of 410 nm. I did. As a control, the concentrations of ammonium and nitrate in the stocking water obtained from the biofloc culture system in which catfish were cultured were measured. As a result, compared to the case of using only the biofloc culture system, it was confirmed that the system combined with Aquaphonics effectively removed ammonium and nitrate, which are fatal to the cultured organisms, and through this, it is possible to continuously manage the stable water quality. Could be confirmed (not shown).

도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에서의 인삼 재배 효과를 확인한 실험 결과를 나타낸다. 도 2는 재배된 인삼의 사진이며, 도 3은 재배된 인삼의 길이, 즉, 평균 전장(mm)을 측정한 결과를 나타낸 도면이며, 도 4는 전체 인삼의 평균 무게(g)를 측정한 결과를 나타낸 도면이다. 도 2 내지 4에 나타난 바와 같이, 기존의 양액을 이용하는 아쿠아포닉스 시스템에서 재배된 인삼보다, 본 발명의 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에서 재배된 인삼의 크기 및 무게가 현저히 증가된 것을 확인하였으며, 이를 통하여, 바이오플락 양식 시스템의 사육수가 인삼 재배에 효과적인 것을 확인할 수 있었다.2 to 4 show experimental results confirming the ginseng cultivation effect in the biofloc-based aquaponics cultivation system according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a photograph of cultivated ginseng, Figure 3 is a view showing the result of measuring the length of the cultivated ginseng, that is, the average length (mm), Figure 4 is the result of measuring the average weight (g) of all ginseng It is a diagram showing. As shown in Figs. 2 to 4, it was confirmed that the size and weight of ginseng grown in the biofloc-based aquaponics cultivation system of the present invention were significantly increased compared to the ginseng grown in the aquaponics system using the conventional nutrient solution. Through this, it was confirmed that the breeding water of the biofloc culture system was effective for cultivation of ginseng.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템에서 재배된 인삼의 사포닌 함량을 확인한 실험 결과를 나타낸다. 보다 자세하게는, 재배된 인삼의 지상부를 채취하여 분말로 제조한 후에, 분말 시료 0.1 g을 1 mL의 70 % MeOH2에 첨가한 후에 혼합하고, 50 ℃에서 60 분 동안 초음파를 이용하여 추출 과정을 거친 후에, 4 ℃, 10,000 rpm의 조건으로 20 분 동안 원심분리하여 상등액을 획득하였다. 그리고 획득된 상등액 내에 포함되어 있는 진세노사이드의 양을 Nexera X2 UPLC system을 이용하여 측정하였다. 도 5에 나타난 바와 같이, 메기의 사육수를 이용하여 재배된 인삼 내에 포함되어 있는 진세노사이드의 양이 기존의 양액을 이용한 아쿠아포닉스 재배 시스템에서 재배된 인삼보다 높은 것을 확인하였다.5 shows the experimental results confirming the saponin content of ginseng grown in the biofloc-based aquaponics cultivation system according to an embodiment of the present invention. More specifically, after collecting the above-ground part of cultivated ginseng and preparing it into powder, 0.1 g of a powder sample was added to 1 mL of 70% MeOH 2 and mixed, and the extraction process was performed using ultrasonic waves at 50° C. for 60 minutes. After the roughness, the supernatant was obtained by centrifugation for 20 minutes at 4° C. and 10,000 rpm. And the amount of ginsenoside contained in the obtained supernatant was measured using the Nexera X2 UPLC system. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the amount of ginsenoside contained in ginseng grown using catfish breeding water is higher than that of ginseng grown in aquaponics cultivation system using a conventional nutrient solution.

상기 결과들을 통하여, 본 발명의 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템을 이용하면, 양식 어종의 생산과 인삼의 생산이 동시에 가능할 뿐만 아니라, 인삼의 재배 속도 및 인삼의 크기가 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 인삼 내에 포함되어 있는 사포닌의 함량이 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여, 본 발명의 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템을 통하여 고품질의 인삼을 대량생산할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.Through the above results, it was confirmed that when the biofloc-based aquaponics cultivation system of the present invention is used, not only the production of aquaculture species and the production of ginseng are simultaneously possible, but also the cultivation speed of ginseng and the size of ginseng are increased. . In addition, it was confirmed that the content of saponin contained in ginseng was increased. Through this, it was confirmed that high-quality ginseng can be mass-produced through the biofloc-based aquaponics cultivation system of the present invention.

본 발명의 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템은 무인공양액, 무환수, 무농약 및 무항생제 시스템으로서 실질적인 친환경 어류 및 식물의 제공이 가능할 뿐만 아니라, 경제적인 이점 및 환경 보호의 이점을 가지고 있기 때문에, 다양한 어류의 양식 및 다양한 식물의 재배에 폭넓게 적용가능할 것으로 기대된다.Since the biofloc-based aquaponics cultivation system of the present invention is an unmanned nutrient solution, water-free, pesticide-free and antibiotic-free system, it is possible to provide practically eco-friendly fish and plants, as well as economical advantages and environmental protection advantages. In addition, it is expected to be widely applicable to the cultivation of various fish and cultivation of various plants.

100 아쿠아포닉스 본체 110 인삼 식재구
120 아쿠아포닉스 입수구 130 에어인젝터
140 아쿠아포닉스 배출구
200 바이오플락 양식수조 본체 210 바이오플락 입수구
220 수류생성관 230 에어인젝터
240 바이오플락 배출구 250 수중모터
300 입수관
400 배수관 410 수위조절관
500 밸브 100 Aqua phonics body 110 ginseng planting
120 Aquaphonics Inlet 130 Air Injector
140 Aqua phonics outlet
200 Biofloc culture tank body 210 Biofloc inlet port
220 Water flow generation pipe 230 Air injector
240 Biofloc Outlet 250 Underwater Motor
300 intake pipe
400 Drain pipe 410 Water level control pipe
500 valve

Claims (6)

(a) 아쿠아포닉스 본체의 상단부에 위치하는 인삼 식재구; 바이오플락 양식수조 본체로부터 배출된 사육수를 유입시켜주는 입수구; 및 아쿠아포닉스 본체의 하단부에 위치하는, 아쿠아포닉스 본체에서 사용된 재배수를 배출하는 배출구를 포함하는, 인삼 재배를 위한 아쿠아포닉스 본체;
(b) 아쿠아포닉스에서 배출된 재배수를 유입시켜주는 입수구; 및 바이오플락 양식수조 본체에서 사용된 사육수를 배출시켜주는 배출구를 포함하는, 어류의 양식을 위한 바이오플락 양식수조 본체; 및
(c) 아쿠아포닉스 본체와 바이오플락 양식수조 본체를 연결시켜주는 입수관 및 배수관을 포함하는, 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템으로서,
상기 바이오플락 양식수조 본체에서는 영양세균과 어류를 함께 양식하는 것을 특징으로 하며,
상기 재배 시스템은 무인공양액, 무농약, 무항생제, 및 무환수 시스템인 것을 특징으로 하는, 재배 시스템.(a) a ginseng planting tool located on the upper end of the aqua phonics body; An inlet through which the breeding water discharged from the main body of the biofloc aquaculture tank is introduced; And an aqua phonics body for cultivation of ginseng, including an outlet for discharging the cultivation water used in the aqua phonics body, located at a lower end of the aqua phonics body;
(b) an inlet through which the cultivated water discharged from Aquaphonics is introduced; And a biofloc aquaculture tank main body for aquaculture of fish, including an outlet for discharging the breeding water used in the biofloc aquaculture tank main body; And
(c) A biofloc-based aquaponics cultivation system for ginseng cultivation, including an inlet pipe and a drain pipe connecting the body of the aqua phonics and the body of the biofloc culture tank,
In the main body of the biofloc aquaculture tank, it is characterized in that nutrient bacteria and fish are cultured together,
The cultivation system is characterized in that the unmanned nutrient solution, pesticide-free, antibiotic-free, and water-free system. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 아쿠아포닉스 본체 및/또는 바이오플락 양식수조 본체에는 에어레이션을 위한 에어인젝터 또는 산소주입기가 설치되는 것을 특징으로 하는, 재배 시스템.The method of claim 1,
A cultivation system, characterized in that an air injector or oxygen injector for aeration is installed in the body of the aquaponics and/or the body of the biofloc culture tank. 제 1 항에 있어서,
상기 배수관에는 인삼의 뿌리가 물에 잠기는 정도를 조절할 수 있는 수위조절관 및 수위조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 재배 시스템.The method of claim 1,
The cultivation system, characterized in that the drain pipe includes a water level control pipe and a water level control valve that can control the degree to which the roots of ginseng are immersed in water. 제 1 항에 있어서,
상기 입수관 또는 배수관에는 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는, 재배 시스템.The method of claim 1,
The intake pipe or the drain pipe, characterized in that the valve is installed, cultivation system. 제 1 항의 인삼 재배를 위한 바이오플락 기반의 아쿠아포닉스 재배 시스템을 이용하는 인삼 재배 방법.A ginseng cultivation method using the biofloc-based aquaponics cultivation system for cultivation of ginseng of claim 1.
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