KR20200048112A

KR20200048112A - 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법

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Publication number: KR20200048112A
Application number: KR1020180129820A
Authority: KR
Inventors: 박흠기; 박진철; 이상민; 김이경
Original assignee: 강릉원주대학교산학협력단
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2038-10-29
Also published as: KR102152856B1

Abstract

본 발명은 다슬기 치패의 먹이생물인 담수 조류를 다슬기 치패의 초기 성장시기에 맞추어 배양함으로써 다슬기 산출 치패의 성장률과 생존율을 높일 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 다슬기 산출 초기 치패의 먹이생물인 담수 조류의 배양시 광 조건을 조절하여 담수 조류가 보다 많이 배양되도록 하고 배양된 담수 조류의 종류와 구성성분이 다슬기 치패의 산출 초기 성장과정에 적합하도록 하며, 담수 조류와 다슬기 치패가 부착되어 성장하는 기질과 예비용 부착조류 배양 기질을 달리하여 담수 조류의 번식을 증가시킬 수 있으므로 다슬기 치패의 성장률과 생존율을 높일 수 있다.

Description

다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법{Method of Culturing Freshwater Diatom and Algae for Early Marsh Snail Juveniles}

본 발명은 다슬기 치패의 먹이생물인 담수 조류를 다슬기 치패의 초기 성장시기에 맞추어 배양함으로써 다슬기 산출 치패의 성장률과 생존율을 높일 수 있는 방법에 관한 것이다.

다슬기는 다슬기과(Pleuroceridae)에 속하는 자웅이체의 난태생 패류로서, 계류와 평지하천 등 흐르는 물에 주로 서식하고 하상이 자갈, 호박돌 등으로 이루어진 곳을 선호하며, 부착 조류, 하상에 퇴적된 유기물, 수초 등을 섭취한다.

다슬기는 식용으로 기호도가 높고 최근 간장질환 등에 좋은 건강식품으로 각광받으면서 수요가 급증하는 등 수산자원으로서의 가치가 높아서 양식이 증가하고 있으며, 습성 및 특성이 전복과 유사하기 때문에 양식현장에서는 전복양식 방법을 기본으로 삼아서 산란 유도, 산란, 치패 양성 및 출하 크기까지의 사육 등을 특별한 기술적 문제없이 행하고 있다.

그러나 산출(産出) 직후부터 최소 1개월(최대 2~3개월)까지는 인공배합사료를 공급할 수 없기 때문에 반드시 식물성 먹이생물을 공급해주어야 하고, 이를 위해 다슬기 종묘 시기에 맞추어 2~3주 전부터 부착할 수 있는 먹이 부착판(기질)을 지하수나 하천수에 담가두어 먹이생물을 자연발생시킨 후 산출 치패에 공급하고 있다.

실제 양식현장에서는 이러한 먹이붙임 단계를 자연광에 의존한 채 1회 대량으로 실시하여 먹이원으로 공급하고 있는데, 다슬기가 섭취하면서 먹이생물이 점차 줄어들고 먹이생물의 자연탈락 현상 등으로 인하여 부족분이 발생하고 있으나, 이러한 치패 먹이의 부족분을 충당시키기 위하여 먹이생물의 재배양을 행하는 등의 조치를 취하지 않고 있다.

또한, 식물 먹이생물은 광합성을 위해 선호하는 적정 파장과 광량이 있음에도 불구하고 현재 양식현장에서는 ㉮ 이를 전혀 고려하고 있지 않으므로 이를 개선할 필요성이 있고 ㉯ 이를 전혀 고려하지 않은 채 자연광에만 의존하고 있으므로 불안정한 광 조건을 개선할 필요성이 있으며 ㉰ 이를 전혀 고려하지 않은 채 자연광에만 의존하여 배양함에 따라 먹이로 부적합한 사상체(해캄)가 많이 번무하고 있으므로 이러한 불안정한 광 조건을 개선할 필요성이 있다.

담수에서 다슬기의 종묘생산을 위해서는 다슬기 어미로부터 산란시키는 방법과 산란 후 부화 직후부터 1개월까지 천연 먹이생물인 부착 조류의 안정적인 공급이 중요한데, 산란 방법에 대해서는 연구와 기술축적이 많이 진행되어 있고 전복, 해삼 등의 치패 사육을 위한 해수 부착 조류의 배양에 대해서도 다양한 방법이 개발되어 있으나, 담수산 부착 조류의 확보를 위한 기술 축적은 미미하고 기술개발 또한 구체적인 연구가 진행되고 있지 않은 실정이다.

한국등록특허공보 제10-1382384호(전복 먹이생물로 이용되는 부착성 규조류 배양을 위한 실용배지 조성물 및 공급기) 한국등록특허공보 제10-1810782호(제주도 용암 해수로부터 부착성 규조류의 분리 및 대량배양방법) 한국등록특허공보 제10-1861972호(부착성 규조류 배양장치 및 이를 이용한 배양방법) 한국공개특허공보 제10-2002-0095027호(다슬기의 출산유도 및 종묘생산 방법) 한국공개특허공보 제10-2004-0048334호(규조를 함유하는 액체, 규조 및 규조의 배양방법) 한국공개특허공보 제10-2007-0009690호(조류의 촉성 재배 장치와 재배 방법) 한국공개특허공보 제10-2014-0119310호(부착성 규조류의 생장 및 증식이 촉진되는 양식수조장치) 한국공개특허공보 제10-2014-0119311호(친환경 배양을 위한 부착성 규조류 양식 수조 장치)

본 발명은 다슬기 산출 초기 치패의 섭식활동 과정에서 치패의 먹이가 되는 담수 조류를 부족하지 않게 공급하면서, 상기 조류의 공급이 다슬기 치패의 성장시기에 맞추어 최적화되도록 하는 담수 부착 조류의 배양방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 물을 채운 수조(水槽)의 수면 위에 RGB 백색광 발광다이오드를 설치하고 수조의 수면 아래에 부착판을 설치하는 단계; 상기 수조에 담수 부착 조류와 산출 직후의 다슬기 치패를 수용하는 단계; 상기 담수 부착 조류와 다슬기 치패가 수용된 수조에 상기 RGB 백색광 발광다이오드를 이용하여 1000~4000 lx의 RGB 백색광을 5~10일간 1차 조사하는 단계; 및 상기 1차 조사된 수조에 상기 RGB 백색광 발광다이오드를 이용하여 10000 lx 이상의 RGB 백색광을 1개월 이상 2차 조사하는 단계;를 포함하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법을 제공한다.

이때, 상기 담수 부착 조류는 규조류인 것이 바람직하며, 상기 1차 조사하는 단계에서는 부착판에 규조류가 번식하고 2차 조사하는 단계에서는 부착판에 규조류, 녹조류 및 남조류가 번식한다.

또한, 상기 2차 조사하는 단계의 수조는 일시적인 대량 환수 없이 1차 조사하는 단계에서 사용된 수조의 물을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수조에 담수 부착 조류와 다슬기 치패를 수용하고 25~35일간 15~18 ℃로 유지한 후 치패의 성장에 따라 18~22 ℃로 가온하는 것이 바람직하고, 상기 수조는 물의 일시적인 교환 없이 일정 환수율을 유지하는 유수식 배양 수조인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 부착판은 썬라이트 재질의 판재이고, 별도의 수조에서 부직포 필터매트로 배양한 부착조류를 털어내어 상기 담수 부착 조류와 다슬기 치패를 수용한 후 25~35일째의 수조에 추가로 넣어주는 바람직하다.

본 발명은 다슬기 산출 초기 치패의 먹이생물인 담수 조류의 배양시 광 조건을 조절하여 담수 조류가 보다 많이 배양되도록 하고 배양된 담수 조류의 종류와 구성성분이 다슬기 치패의 산출 초기 성장과정에 적합하도록 하며, 담수 조류와 다슬기 치패가 부착되어 성장하는 기질과 예비용 부착조류 배양 기질을 달리하여 담수 조류의 번식을 증가시킬 수 있으므로 다슬기 치패의 성장률과 생존율을 높일 수 있다.

도 1은 LED 광원에 따른 담수 부착성 규조류의 세포 성장 변화를 보여주는 그래프이다.
도 2는 다슬기 산출 직후 실험인 1차 사육 종료시 치패의 각고 빈도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 다슬기 산출 후 2개월 된 치패를 사용한 2차 사육 종료시 치패의 각고 빈도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 고조도의 백색광 노출 후 1주일 경과시 파판 표면에 부착한 조류의 건중량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 고조도의 백색광 노출 후 1주일 경과시 파판 표면에 부착된 식물플랑크톤의 모습을 보여주는 사진이다.
도 6은 고조도의 백색광 노출 후 1주일 경과시 파판 표면에 부착된 식물플랑크톤 중 규조의 비율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 저조도의 백색광 노출 후 1주일 경과시 파판 표면에 부착한 조류의 건중량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 저조도의 백색광 노출 후 1주일 경과시 파판 표면에 부착된 조류의 모습을 보여주는 사진이다.
도 9는 저조도의 백색광 노출 후 1주일 경과시 파판 표면에 부착된 식물플랑크톤 중 규조의 비율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 수온과 영양염별 부착 조류의 건중량을 나타낸 그래프이다.
도 11은 수온과 영양염별 부착 조류의 번식 실험에서 2개월 경과 후 파판에 부착된 조류들의 모습을 보여주는 사진이다.
도 12는 수온과 영양염별 부착 조류의 번식 실험에서 1주일 경과 후 파판에 부착된 조류 중 각 군의 규조 비율(A)과 가온/비가온 평균 규조 비율(B)을 나타낸 그래프이다.
도 13은 순환식 및 유수식 환경에서 썬라이트 파판에 부착된 조류의 건중량을 나타낸 그래프이다.
도 14는 실험에 사용된 각 부착 기질의 모습을 보여주는 사진이다.
도 15는 부착 기질들을 조합하여 실험에 적용하는 모습을 보여주는 사진이다.
도 16은 각 부착 기질에서 회수한 부착 조류의 건중량을 나타낸 그래프이다.
도 17은 다슬기 모패의 간출자극 후 1개월째의 파판별 부착 치패 마리수를 나타낸 그래프이다.
도 18은 다슬기 모패의 간출자극 후 1개월째의 파판별 부착 치패의 크기(각고)를 나타낸 그래프이다.
도 19는 다슬기 모패의 간출자극 후 2개월째의 파판별 부착 치패의 크기(각고, 각폭)를 나타낸 그래프이다.
도 20은 다슬기 모패의 간출자극 후 2개월째의 파판별 치패 마리수와 산출 후 1개월에서 2개월 사이의 생존율을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 담수산 권패류인 다슬기의 초기 치패 사육을 위한 부착 조류의 배양방법에 관한 것으로서, 일반적인 다슬기 초기 사육에서는 종래의 해수산 전복이나 해삼 초기 사육에 이용되는 규조류 배양방법을 이용하고 있는데, 초기 산출 이후 치패가 섭식활동을 하는 과정에서 대부분 1개월 정도에 부착 규조의 탈락으로 인하여 치패의 먹이가 치패의 부착 기질에서 사라지게 된다.

또한, 해수에 비해 담수에서는 녹조류와 남조류가 많고 이들이 규조류와 함께 배양되는 경우가 많기 때문에 이들 부착 조류의 성장을 조절하여 담수산 권패류인 다슬기의 초기 치패에 적절히 이용할 수 있도록 하는 방안이 요구되며, 이에 본 발명은 치패의 성장시기에 맞는 조류를 보다 많이 배양할 수 있는 담수 부착 조류의 배양방법을 제시하고자 한다.

다슬기의 초기 사육에는 다슬기가 산출되는 기질(부착판)에 붙는 부착 조류를 배양하고 관리하는 것이 관건이며, 이를 위하여 광 조건, 영양염 및 부착판의 종류를 달리하는 방법으로 부착 조류의 배양 환경을 조절함으로써 조류의 생산량을 증대시키고 기질에 우점하는 조류의 종류를 제어하여 초기 부착 다슬기 치패의 성장율 및 생존률을 개선한다.

다슬기의 먹이생물로서 규조류가 가장 바람직하나 다슬기 치패가 먹이로 사용할 수 있는 녹조류, 남조류 등 모든 담수 부착 조류를 사용할 수 있으며, 수괴에 있는 조류가 수조에 설치된 부착판에 자연적으로 부착되도록 하거나 인위적으로 배양된 조류를 수조에 희석해주어 부착판에 우점하도록 할 수도 있다.

본 발명은 광합성을 중요시하는 식물성 먹이생물을 기존 자연광에 의존하지 않고 발광다이오드(LED)를 활용하여 배양하며, 선발된 담수 부착 조류를 배양하기 위한 최적의 LED 광원으로서 청색(blue), 적색(red), 황색(yellow), 녹색(green) 광원보다 백색광(RGB white LED)이 담수 부착 조류의 배양에 유리하다.

특히, 백색광은 배양 초기인 10일째부터 18일째까지 규조류가 다른 조류에 비해 가장 높은 성장률을 나타내고, RGB LED 백색광으로 배양된 규조류에는 EPA(eicosapentaenoic acid), DHA(docosahexaenoic acid) 및 아미노산이 풍부하게 함유되어 치패의 성장 초기의 먹이생물로 적합하므로 담수 부착 조류에 백색광을 조사(照射)하여 배양하는 것이 바람직하다.

LED는 수면 위에 설치되는데, LED와 수면 간의 거리가 멀수록 조사되는 범위가 넓어지나 RGB LED 백색광의 특성상 적색 파장의 투과율이 낮으므로, 수조 전체를 조사하도록 수면으로부터 거리를 두어 설치하고 수조 바닥까지 백색광이 도달할 수 있도록 광량을 조절한다.

각 LED 광원에서 배양된 부착 조류의 먹이효율을 다슬기 치패의 산출 직후와 산출 후 30일로 구분하여 비교하면, 치패의 개체 크기, 중량 및 생존율 면에서 초기에는 자연광과 LED 백색광에서 우수한 결과를 보이나 치패 산출 후 2개월부터는 백색광이 가장 우수하고 자연광이 가장 불량하여, 치패의 전 사육기간을 통틀어 치패의 먹이효율 면에서 백색광을 조사하는 것이 가장 적합하다.

LED 백색광의 조도(照度)에 따른 부착 조류 배양은 조도가 낮을수록 조류의 성장이 낮고 조도가 높을수록 조류의 성장이 높아지며, 4000 lx 이하에서는 규조류가 안정적으로 배양되고 조도가 높을수록 녹조류와 남조류가 많이 발생하며, 4000 lx 이하의 조도에서 배양한 후 배양수를 이용하여 10000 lx 이상에서 계속 배양하면 조류의 성장이 더욱 높아지기 때문에, 산출 초기에는 1000~4000 lx의 낮은 조도에서 규조류를 위주로 배양하고 치패가 성장하면서 인공배합사료를 공급하기 전 먹이가 부족해지면 10000 lx 이상, 바람직하게는 70000 lx에서 부착 조류를 배양하여 규조류와 더불어 녹조류, 남조류가 함께 배양되도록 하는 것이 바람직하다.

부착 조류의 배양을 위하여 액비를 사용할 경우 인위적으로 가온하는 것은 경제적인 면에서 바람직하지 않으나 배지를 넣지 않은 경우에는 가온(18~22 ℃)하는 것이 바람직하며, 규조류의 비율은 가온의 경우 매우 낮아지는 경향이 있으므로 치패 산출 초기에는 비가온(15~18 ℃)이 바람직하고 치패의 성장에 따라 산출 후 25~35일부터 가온하여 치패의 사육 수온을 높이는 것이 바람직하다.

그런데 상기와 같이 다슬기 치패의 사육 수온을 높이면 치패의 먹이인 부착 조류의 배양에 유리하나 배양 수온이 높아지면 배양 환경이 악화되므로 배양수를 순환시키기보다 일정 환수율(exchange rate of water)을 유지하는 유수식으로 부착 조류를 배양하는 것이 바람직하다.

부착 조류를 배양하는 과정에서 조류가 부착하는 기질(부착판)이 중요하며, 통상 나무 합판이나 부직포와 같은 필터매트(filter mat)가 조류 배양에 유리하나 산출된 치패의 부착률, 성장률, 생존율 등을 종합적으로 고려하면 썬라이트(sunlight) 판재가 부착 조류 배양과 치패의 부착생활에 좀 더 효과적이다.

또한, 필터매트는 부착 조류의 생육에 유리하고 떼어내기 용이하므로 먼저 썬라이트 판에 부착 조류를 배양하고 다슬기 치패를 산출시킨 후 치패의 성장에 따라 부착 조류를 보충해주면서 필터매트를 보조적으로 활용하면, 즉 치패 산출 후 25~35일째에 별도의 수조에서 배양되고 규조류가 우점하는 부착조류가 부착되어 있는 부직포 필터매트에서 부착조류를 털어내서 치패를 사육하고 있는 수조에 넣어주면 부착 조류가 부족하여 다슬기 치패의 성장이 느려지거나 성장하지 못하는 경우가 줄어드는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명한다.

단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 1> 담수 부착 규조류의 LED 광원에 따른 실내 배양

LED 광원 선택을 위한 실험은 청색광(blue LED, BL), 적색광(red LED, RL), 녹색광(green LED, GL) 및 백색광(RGB white LED, WL)을 이용하였고 대조구로서 형광등(CON)을 광원으로 하였으며. 담수 조류인 규조류(Nitzschia amphibia)는 실험실에서 계대배양하여 일정 농도로 배양된 후 LED 광원에 따른 실험을 진행하였다.

각 광원에 따른 규조류의 세포성장은 배양 초기인 10일째까지는 각 광원에 따른 세포성장 차이를 보이지 않았으나 배양 13일째부터 백색광에서 높은 성장을 나타내기 시작하여 배양 17일째 가장 높은 값을 보였다(도 1).

또한, LED 광원 종류에 따른 규조류의 지방산 변화를 EPA 및 DHA를 중심으로 조성 및 함량 변화를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

광원 종류에 따른 Nitzschia amphibia의 지방산 조성 변화(㎍/㎎, dry matter)

LED light	청색광	녹색광	적색광	백색광	형광등
∑SFA	48.8±6.38	93.2±1.46	57.8±1.07	67.1±10.29	110.9±11.83
∑MUFA	47.7±9.43	95.8±9.96	29.4±0.25	25.4±5.62	104.9±10.68
C22:5n3 (EPA)	7.1±2.13	13.3±2.48	2.1±0.24	10.4±2.85	10.6±0.76
C22:6n3 (DHA)	15.0±3.92	22.1±5.16	3.1±0.51	27.4±8.20	26.2±1.95
∑PUFA	23.7±5.45	38.6±8.18	39.5±2.76	44.1±9.51	40.7±2.36
n-3 PUFA	24.7±6.98	39.1±8.09	11.4±0.48	42.7±11.47	40.7±2.66

EPA 함량은 녹색광에서 13.3 ㎍/㎎ DM으로 가장 높았으나 백색광과 형광등 광원에서 배양한 규조의 EPA 함량과는 유의적인 차이를 보이지 않았으며, DHA 함량은 백색광과 형광등에서 27.4±8.20 ㎍/㎎ DM과 26.2±1.95 ㎍/㎎ DM으로 높게 나타났다.

또한, LED 광원 종류에 따른 규조류의 아미노산 변화를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

광원 종류에 따른 Nitzschia amphibia의 아미노산 조성 변화(㎍/㎎, dry matter)

LED light	청색광	녹색광	적색광	백색광	형광등
Leucine	52±1.4	58±6.0	63±0.6	57±0.6	49±1.8
Aspatate	81±1.5	89±11.1	86±0.7	84±2.3	74±1.9
Glutamate	101±0.6	110±15.0	119±2.4	102±0.4	89±0.9
Glycine	42±0.3	47±5.0	50±0.1	45±1.4	38±0.7
EAA^주1 ⁾(%)	3.6±0.1	4.5±0.1	5.3±0.0	4.7±0.0	4.0±0.1
주1) EAA: essential amino acid

아미노산의 경우, 형광등보다 LED를 사용한 경우가 좀 더 높은 아미노산 함량을 보였으며, EAA 비율은 적색광이 가장 높고 그 다음으로 백색광, 녹색광 순이며 청색광이 유의적으로 가장 낮은 함량을 보였다.

종합하면, 지방산과 아미노산의 함량에서 형광등보다 백색광에서 높은 효율을 보이므로, 규조류의 세포성장을 위해서 형광등보다 LED, 특히 LED 백색광을 조사하는 것이 다슬기 산출 치패 사육을 위한 사료 확보에 유리함을 알 수 있다.

<실시예 2> LED 광원에 따른 다슬기 치패의 먹이효율

여러 개의 수조(용량: 500 ℓ)에 각각 청색광(blue LED, BL), 녹색광(green LED, GL), 적색광(red LED, RL), 적색광-청색광(red-blue LED, ML), 백색광(RGB white LED, WL)의 조명등을 설치하였으며, 이때 자연광을 이용한 대조구(CON)를 함께 두었다.

사육수는 순환식으로 설비하였으며, 여름철 고수온으로 상승하는 것을 방지하기 위하여 냉각장치를 각 수조에 연결하고 수온이 낮아지는 시기를 대비하여 히터 및 온도 센서를 수조에 연결하였다.

또한, 사육수가 순환하는 수로 중간마다 사육수의 유속 및 흐름을 주기 위해 폭기시켰으며, 서로 다른 LED의 광원이 옆 수조로 조사되지 않도록 각 수조 사이에 암막 커튼을 설치하였다.

다슬기 모패로부터 치패를 산출하였으며, 다슬기 모패를 수용하기 3주 전에 상기와 같이 자연발생시킨 식물성 먹이생물을 미리 각기 다른 실험 LED(대조구 포함) 수조에 넣어 LED 영향을 받게 배양한 후 추후 산출된 치패의 먹이원으로 사용하였다.

이때, 먹이생물이 부착되어 있는 부착판 파판틀은 플라스틱 파판(30×40 ㎝) 속지 20장으로 1개의 부착판 파판틀을 구성하고, 각 수조에 2개의 부착판을 넣어주어 다슬기 치패의 먹이로 사용하였으며, LED의 영향과 함께 먹이생물의 양적 변화가 치패에게 미치는 영향력을 조사하기 위해 치패가 섭취하지 못하도록 1개의 파판틀을 별도로 모기망으로 감싼 후 수조 끝에 설치하였다.

수조 내 수온을 20±1 ℃로 조절하여 1차 및 2차 사육 실험을 진행하였으며, 1차 사육 실험은 산출 직후의 각고 크기 1 ㎜ 전후의 치패를 사용하고 종료일인 사육 30일 이전까지 사육수의 환수 및 바닥 찌꺼기의 제거는 수행하지 않았으며, 2차 실험에서는 산출 후 2개월 된 치패를 사용하고 1개월 동안 진행하면서 주 1회 20~40 % 사육수 환수, 주 1회 바닥청소 및 매일 JM배지(Jaworski's Medium)를 일정량 공급하여 부착 조류의 양이 부족하지 않게 하였다.

매일 수조 내 조도와 용존산소(DO)를 측정하였고 사육 30일이 되었을 때 다슬기 치패의 크기(각고(殼高), 각폭(殼幅)), 무게 및 생존 개체수를 확인하여 하기 표 3(1차) 및 표 4(2차)에 나타내었다.

1차 사육 실험 종료시 다슬기 치패의 크기, 무게 및 생존율 비교

LED light	청색광	녹색광	적색광 -청색광	적색광	백색광	자연광
각고(㎜)	2.32 ±0.05^c	2.17 ±0.06^b	2.22 ±0.05^b	1.17 ±0.03^a	2.54 ±0.06^de	2.66 ±0.06^e
각폭(㎜)	1.54 ±0.01^c	1.45 ±0.04^b	1.46 ±0.04^b	0.77 ±0.01^a	1.60 ±0.01^de	1.69 ±0.05^e
무게(㎎/50마리)	14.8 ±0.15^d	10.2 ±0.10^b	12.8 ±0.10^bc	7.0 ±0.05^a	16.4 ±0.13^e	16.9 ±0.05^e
생존율(%)	9.2	7.7	8.3	4.6	14.8	15.6
주) mean±standard deviation, P<0.05

다슬기 치패 수조 내 LED 적용 이후 1차 사육 실험에서 사육 30일째의 각고를 살펴보면, 대조구(자연광)가 2.66 ㎜로 가장 큰 것으로 나타났으나 실험구와의 유의적인 차이는 보이지 않았다(P>0.05).

반면에, 적색광은 1.17 ㎜로 유의적으로 가장 낮은 값을 보이는 것으로 조사되었고 각폭도 치패의 크기와 동일한 경향을 보였으며, 무게에서도 크기에 비례하여 백색광과 대조구에서 유의적으로 가장 크고 적색광이 유의적으로 가장 적은 값으로 조사되었다(P<0.05).

생존율은 대조구와 백색광에서 15.6 %와 14.8 %로 유의적으로 높게 나타났고 적색광에서 4.6 %로 가장 낮은 생존율을 보이는 것으로 조사되었다.

실험구별 각고 분포도에서는 대조구와 백색광에서 3.4 ㎜의 개체까지 확인되었으나 백색광에서는 대조구에 비해 작은 2.1 ㎜의 치패까지 분포되어 있으며, 적색광의 경우 1.0 ㎜ 이하의 개체부터 1.4 ㎜까지의 크기로 분포하였다(도 2).

2차 사육 실험 종료시 다슬기 치패의 크기, 무게 및 생존율 비교

LED light	청색광	녹색광	적색광 -청색광	적색광	백색광	자연광
각고(㎜)	9.7 ±0.22^c	8.5 ±0.25^b	8.6 ±0.21^b	8.5 ±0.28^b	10.2 ±0.23^c	7.8 ±0.25^a
각폭(㎜)	5.0 ±0.13^c	4.6 ±0.11^b	4.8 ±0.10^bc	4.6 ±0.13^c	5.3 ±0.14^d	4.0 ±0.11^a
무게(㎎/50마리)	22.8 ±0.04^bc	20.6 ±0.01^bc	21.1 ±0.00^bc	20.3 ±0.04^b	23.6 ±0.02^c	17.7 ±0.08^a
생존율(%)	31.8	26.8	28.3	26.2	36.4	23.4
주) mean±standard deviation, P<0.05

다슬기 치패 수조 내 LED 적용 이후 2차 치패 성장 실험에서 각고는 백색광에서 10.2 ㎜로 유의적으로 가장 큰 것으로 나타났고(P<0.05), 다음으로 청색광이 9.7 ㎜로 높게 나타난 반면에, 대조구(자연광)는 7.8 ㎜로 유의적으로 가장 낮았으며, 각고는 각폭과 같은 경향을 보였다.

치패의 중량에서도 백색광이 23.6 ㎎/50마리로 유의적으로 가장 높게 나타났으나 청색광, 녹색광, 적색광-청색광 실험구와의 유의적인 차이는 보이지 않은 반면에(P>0.05), 대조구는 17.7 ㎎/50마리로서 유의적으로 가장 낮은 값을 나타내었다(P<0.05).

생존율은 백색광에서 36.4% 로 가장 높고 대조구가 23.4 %로 가장 낮았다.

각 실험구별로 각고를 기준으로 빈도도를 조사하면 1차 치패 사육 실험과는 달리 백색광에서 가장 큰 13.1~13.5 ㎜의 개체까지 확인되고 7.6~8.0 ㎜의 치패가 가장 작은 것으로 조사되었으며, 큰 개체를 제외하고 청색광과 비슷한 경향을 보인 반면에, 녹색광과 적색광은 6.0 ㎜ 이하의 개체가 확인되었고 대조구에서는 6.6-8.5 ㎜ 사이의 치패만 확인되었다(도 3).

<실시예 3> 백색광의 조도별(저조도, 고조도) 규조 배양 실험

1) 고조도(4000~70000 lx) LED 조사시 파판 내 플랑크톤 조성

백색광(RGB white LED)에 대한 고조도에서의 조도별 실험은 4000, 10000, 40000 및 70000 lx 하에서 24시간 연속 조명상태에서 진행하였고 조도 셋팅 후 1주일간 진행되었으며, 강릉원주대학교 먹이생물연구실에서 분리 배양된 200×10⁴ cells/㎖의 규조류 두 종류 20 ℓ를 접종하여 실험을 시작하였다.

1주간의 실험 종료 후 파판 3장에 각각 부착된 규조류를 솔(brush)로 회수하여 건중량으로 부착량을 비교하고 사진촬영을 통해 규조류, 녹조류 및 남조류 등의 발생빈도를 확인하였다.

규조의 부착 중량은 60 ℃에서 12시간 이상 건조한 후 측정하여 파판 당 파판에 부착한 조류(규조, 녹조 및 남조)의 양을 파판의 표면적 ㎡ 당 ㎎ dry matter 단위로 나타내었다.

백색광의 고조도에 노출된 상태에서 파판 내 부착성 조류의 번식량과 배양 모습을 도 4 및 도 5에 나타내었으며, 10000 lx 이하에서는 4000 lx와 유의적인 차이 없이 9.3~10.1 ㎎ algae/㎡이었으나 70000 lx 실험구에서는 20.0±4.62 ㎎ algae/㎡로 유의적으로 많은 조류가 부착된 것으로 확인되었다.

4000 lx에서는 규조류 이외에 확인되지 않았고 현미경 상으로 확인하여도 양이 적었으며, 10000 lx부터는 Scencesmus sp.와 같은 녹조류의 번식이 시작되었고 40000 lx에서는 부착 조류 중의 20~30 %가 녹조류인 것이 확인되었으며, 특히 70000 lx에서는 부착 조류의 번식이 빠르나 50 % 이상이 녹조류로 피복된 것을 확인하였다.

백색광의 고조도에 노출된 상태에서 1주일 경과한 파판 표면에 부착한 녹조 대비 규조의 비율을 도 6에 나타내었으며, 4000 lx와 10000 lx 실험구의 파판에는 99.0 % 이상이 규조였으나 40000 lx 실험구에서는 76.8±10.4%로 녹조의 비율이 높아졌고 70000 lx 실험구에서는 44.8 %의 유의적으로 낮은 규조 비율이 조사되었다.

2) 저조도(1000~10000 lx) LED 조사시 파판 내 플랑크톤 조성

백색광(RGB white LED)에 대한 저조도에서의 조도별 실험은 1000, 3000, 6000 및 10000 lx 하에서 24시간 연속 조명된 상태에서 진행되었고 조도 셋팅 후 1주일간 진행되었으며, 상기 고조도 실험구의 가장 낮은 조도이었던 4000 lx의 배양수를 나누어 접종하여 실험을 시작하였고 실험 종료 후 상기 고조도 실험과 동일한 방법으로 분석하였다.

백색광의 저조도에 노출된 상태에서 파판 내 부착성 조류의 번식량과 배양 모습을 도 7 및 도 8에 나타내었으며, 3000 lx 이하에서는 1000 lx와 유의적인 차이 없이 18.6~20.2 ㎎ algae/㎡이었으나 10000 lx 실험구에서는 40.0±9.25 ㎎ algae/㎡로 유의적으로 많은 조류가 부착된 것이 확인되어, 1차 배양한 조류를 접종용으로 사용한 저조도의 조류가 고조도에 비해 높은 조류 건중량을 나타내었다.

3000 lx부터 파판의 중앙부위에 녹조가 발생하였고 10000 lx에서는 규조보다 녹조의 비율이 높아졌으며, 현미경으로 확인했을 때 1000 lx에서는 크기의 차이가 있을 뿐 대부분 규조류이고 3000 lx와 6000 lx에서는 사상체의 남조류인 Ocillatoria sp.와 같은 종류가 번성하여 파판의 색이 녹색을 띄었으며, 10000 lx 파판에서는 군청색의 Ocillatoria 이외의 남조류 발생도 확인되었다.

백색광의 저조도에 노출된 상태에서 1주일 경과한 파판 표면에 부착한 녹조 대비 규조의 비율을 도 9에 나타내었으며, 1000 lx 실험구의 파판에는 88.3±7.5 %의 유의적으로 높은 규조 비율을 보였고 고조도에서와 같이 조도가 높아질수록 녹조의 비율이 높아져서 10000 lx 실험구에서는 규조의 비율이 30.2% 로 유의적으로 가장 낮은 비율을 보였다.

<실시예 4> 수온과 영양염별 규조류 배양

수온과 영양염 처리에 따른 부착 조류 배양실험을 직사각형 수조(용량: 500 ℓ) 6개에서 진행하였으며, 각각의 실험구에 20장의 파판을 하나의 파판틀에 넣고, 1주간 배양 후 3장의 파판을 임의로 추출하여 부착 조류의 건중량을 확인하였다.

수온과 영양염별 부착 조류의 파판별 건중량은 가온 수조와 비가온 수조에서 모두 액비(캄프살, 중앙프라자주식회사, 한국)를 처리한 수조에서 건중량이 가장 많았고, 가온 수조에서는 conway 배지 실험구에서 가장 낮은 건중량을 보였으나 비가온 수조에서는 액비를 제외한 무영양염 수조와 conway 배지 수조에서 유의적으로 낮은 건중량이 확인되었다(도 10).

최초 규조류 접종 이후 2개월 경과시 부착 조류를 현미경으로 확인한 결과 자연 발생하는 남조류들로 인해 사상체 타입의 남조류가 많았으나 사진으로는 많고 적음의 차이를 확인할 수 없었다(도 11).

수온과 영양염별 부착 조류 번식 실험에서 1주일 경과 후 파판에 부착한 부착 조류 중 규조의 비율을 도 12에 나타내었는데, 도 12의 A는 가온과 비가온 실험에서 무처리, 액비 및 conway 배지 각각의 규조 비율을 나타낸 것으로서, 가온(19.2~20.5 ℃)한 실험구의 64.4~67.6 % 규조 비율은 비가온(15.0-17.5 ℃) 무처리 실험구의 86.0±1.70 %의 규조 비율에 비하여 유의적인 차이를 보였다.

또한, 도 12의 B는 가온과 비가온의 평균 규조 비율을 나타낸 것으로서, 가온 실험구의 65.6±1.81 % 규조 비율을 비가온 실험구의 78.4±6.75 %와 비교하면 유의적으로 낮은 결과를 보였다.

<실시예 5> 유수식과 순환식의 규조류 부착량 비교

물의 일시적인 교환 없이 일정 환수율을 유지하는 유수식 시스템과 물을 계속 순화시키는 순환식 시스템에서의 조류 부착량 비교는 모두 썬라이트 파판(판넬)을 사용하였고 조도 3000~4000 lx 사이의 백색광(RGB white LED)을 조사한 상태에서 규조류를 접종하고 연속 배양하면서 파판을 교체(순환1→순환4)하는 방법으로 진행하였다.

순환1의 경우 최초 부착 조류의 접종 후 1차 실험이었기 때문에 다른 순환식 시스템에서보다 낮은 건중량을 보인 것으로 판단되고, 모든 순환식 시스템에서의 부착 조류 배양은 15.7~25.4 ㎎ DM/㎡의 부착 밀도를 보여서 유수식 수조에서의 59.0±9.29 ㎎ DM/㎡의 부착 밀도에 비해 유의적으로 낮았다(도 13).

<실시예 6> 부착 기질 종류별 규조류 배양

부착 기질(부착판)은 썬라이트 판, 나무 합판, 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 판, 포맥스(발포 PVC) 판, 고무판, 필터매트를 사용하였고(도 14), 필터매트는 수산양식용 로티퍼 배양시 사용하는 찌꺼기 거름망을 활용하였으며, 파판틀 하나에 상기 6종류의 부착 기질 모두를 각각 3장씩 넣어서 규조를 배양하였다(도 15).

포맥스 판, 고무판, 폴리프로필렌 판을 부착 기질로 했을 경우 사상체 타입의 녹조류가 많이 번식하였고, 고무와 나무 재질은 부착 조류를 수확하는 과정에서 고무 파편과 나뭇조각이 함께 채취되어 부착 조류의 건조중량에 영향을 주었는데, 이러한 영향을 줄이기 위해 회수한 부착 조류를 희석하여 바닥으로 빨리 가라앉는 조각들을 건조중량 측정시 배제하여 부착 기질별로 공정성을 두었다.

부착 기질별 부착 조류의 건조중량을 도 16에 나타내었으며, 썬라이트 파판(기존 판넬)은 59.0±9.29 ㎎ DM/㎡의 건조중량을 보였고 고무판과 PP 판에서 유의적으로 낮은 21.5~26.8 ㎎ DM/㎡의 건조중량을 보인 반면에, 나무합판은 53.6±9.29 ㎎ DM/㎡로 썬라이트 파판과 차이를 보이지 않았고 수산양식용 로피터 배양시에 사용하는 필터매트에서는 유의적으로 가장 높은 69.7±9.29 ㎎ DM/㎡의 건중량을 확인하였다.

<실시예 7> 부착 기질별 다슬기 모패의 산출과 치패 사육실험

다슬기 모패의 산출을 위해 모패를 햇빛에 노출시키는 간출자극을 기온 27 ℃에서 1 시간 동안 진행한 다음 폐사체를 제거하고 상기 실시예 6의 파판틀이 수용된 수조에 넣어 산출을 유도하였으며, 배양수는 유수식 시스템으로 구성하여 치패를 사육하고 간출자극 이후 2개월째에 실험을 종료하였으며, 처음 수조에 넣을 때의 수온은 15 ℃이고 실험 종료시의 수온은 18.3 ℃였다.

실험종료 후 부착 기질별로 부착 치패의 마리수와 크기를 측정하였고, 또한 산출 1개월 후부터 1개월간의 밀집 사육을 통하여 부착한 치패의 생존율과 성장률을 확인하였다.

다슬기 모패의 간출자극 후 1개월째의 파판별 부착 치패 마리수를 도 17에 나타내었으며, 썬라이트 파판에 유의적으로 가장 많은 102.3±5.69 마리/판이 부착되었고 다음으로는 포맥스 판에 66.7±7.23마리/판이었으며 나무 합판과 고무판에서 각각 17.0±6.00마리/판과 12.3±351마리/판으로 치패가 유의적으로 가장 적게 부착되었다.

부착 기질에 부착시킨 후 1개월째의 부착 기질 종류별 치패의 크기는 썬라이트 파판, 합판, PP 판, 포맥스 판에서는 0.10 ㎝ 전후의 각고 크기로 성장하였으나 고무판의 경우 0.07±0.013 ㎝로서 성장률이 낮았다(도 18).

산출 후 2개월째의 부착 기질별 다슬기 치패의 성장은 각고와 각폭으로 구분하여 도 19에 나타내었으며, 기질로 사용한 합판에서 3.2±0.16 ㎜로 유의적으로 가장 큰 각고로 조사되었고 최고 4.5 ㎜에서 최저 1.2 ㎜로 개체 간의 차이가 컸다.

필터매트를 사용한 경우 2.5±0.19 ㎜로 유의적으로 가장 작은 각고로 조사되었는데 가장 큰 개체는 3.5 ㎜이고 가장 작은 개체는 1.0 ㎜로 작았으며, 전체 기질 중에서 가장 큰 각고는 PP판에서 4.7 ㎜로 조사되었고 가장 작은 각고는 필터매트의 1.0 ㎜ 이였다.

각폭 또한 합판을 기질로 한 치패가 1.9±0.15 ㎜로 유의적으로 가장 큰 개체였고 나머지 기질에서는 유의적인 차이 없이 1.5~1.7 ㎜의 각폭을 보였으며, 전체에서 가장 큰 각폭은 PP 판 기질의 2.5 ㎜이고 가장 작은 각폭 또한 같은 PP 판 기질의 0.73 ㎜이었다.

산출 후 최종 부착 치패수(마리/판)와 1개월에서 2개월 사이의 치패 생존율을 도 20에 나타내었으며, 썬라이트 파판을 기질로 한 경우가 21.0±3.61 마리/판으로 가장 많은 개체가 부착하였고 포맥스 판의 18.3±1.15 마리/판과는 유의적인 차이는 없었으나, 합판과 고무판 기질에서는 각각 7.7±1.53 마리/판과 7.7±1.15 마리/판으로 유의적으로 가장 적게 부착하였다.

산출 후 1개월째에서 2개월 사이의 생존율은 치패가 유의적으로 적게 부착한 기질인 합판, 고무판 및 필터매트에서 46.9~64.1 %의 유의적으로 높은 생존율을 보인 반면에 썬라이트 파판, PP 판 및 포맥스 판에서는 20.7~29.0 %로서 유의적으로 낮은 생존율을 보였다.

Claims

물을 채운 수조의 수면 위에 RGB 백색광 발광다이오드를 설치하고 수조의 수면 아래에 부착판을 설치하는 단계;
상기 수조에 담수 부착 조류와 산출 직후의 다슬기 치패를 수용하는 단계;
상기 담수 부착 조류와 다슬기 치패가 수용된 수조에 상기 RGB 백색광 발광다이오드를 이용하여 1000~4000 lx의 RGB 백색광을 5~10일간 1차 조사하는 단계; 및
상기 1차 조사된 수조에 상기 RGB 백색광 발광다이오드를 이용하여 10000 lx 이상의 RGB 백색광을 1개월 이상 2차 조사하는 단계;를 포함하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법.
청구항 1에 있어서,
상기 담수 부착 조류는 규조류인 것을 특징으로 하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법.
청구항 2에 있어서,
상기 1차 조사하는 단계에서는 부착판에 규조류가 번식하고, 2차 조사하는 단계에서는 부착판에 규조류, 녹조류 및 남조류가 번식하는 것을 특징으로 하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법.
청구항 1에 있어서,
상기 2차 조사하는 단계의 수조는 1차 조사하는 단계에서 사용된 수조의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법.
청구항 1에 있어서,
상기 수조에 담수 부착 조류와 다슬기 치패를 수용하고 25~35일간 15~18 ℃로 유지한 후 18~22 ℃로 가온하는 것을 특징으로 하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법.
청구항 5에 있어서,
상기 수조는 물의 일시적인 교환 없이 일정 환수율을 유지하는 유수식 배양 수조인 것을 특징으로 하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법.
청구항 1에 있어서,
상기 부착판은 썬라이트 재질의 판재이고, 별도의 수조에서 부직포 필터매트로 배양한 부착조류를 상기 담수 부착 조류와 다슬기 치패를 수용한 후 25~35일째의 수조에 추가로 넣어주는 것을 특징으로 하는 다슬기 산출 치패 사육을 위한 담수 부착 조류의 배양방법.