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문제 정의
- 돌돔치어의 사육관리 및 생체역학 모델 결정을 위한 기초자료를 수집하기 위해 수온과 광주기에 따른 산소 소비율을 조사하였다. 절식한 돌돔(평균 무게 21.
- 대해서는 밝혀진 바가 없다. 따라서 본 실험은 해상 가두리 양식뿐만 아니라 실내 순환여과 식 양식 시스템 내 안정적인 사육환경 조성을 위한 자료를 수집하기 위하여 수온과 광주기에 따른 산소 소비율과 gio 값을 조사하여 환경변화에 따른 대사율 변화 정도를 알아보았다.
제안 방법
- 실험 어 수용 후 모든 수조는 20。(:를 유지하였다. 실험 수온(10, 15, 20그리고 25°C)을 맞추기 위하여 20°C 실험구 1 set를 제외하고 15。(3와 25K 실험구 각 1 set는 20<>C로부터 3일간에 걸쳐 ・5°C씩 낮추거나 높였으며, 1(TC 실험구 1 set는 6일간에 걸쳐 낮추었다. 각 실험 수온에서 광주기를 24L:0D, 12L:12D 그리고 0L:24D로 달리하여 처리하였다.
- 실험 수온(10, 15, 20그리고 25°C)을 맞추기 위하여 20°C 실험구 1 set를 제외하고 15。(3와 25K 실험구 각 1 set는 20<>C로부터 3일간에 걸쳐 ・5°C씩 낮추거나 높였으며, 1(TC 실험구 1 set는 6일간에 걸쳐 낮추었다. 각 실험 수온에서 광주기를 24L:0D, 12L:12D 그리고 0L:24D로 달리하여 처리하였다. 광주기는 12L:12D 조건에서 set별로 실험 수온을 유지시킨 후 각 set의 세 수조 중 두수조는 24L:0D와 0L:24D로 즉각적으로 변화시켰으며(Jonas sen et al.
- 계산된 산소소비율은 1시간 단위로 pooling하여 일간산소 소비율 패턴과 시간당 평균 산소 소비율을 구하였다.
- 이 실험 결과에서 수온과 광주기 그리고 수온.광주기의 상호작용은 돌돔치어의 대사율에 영향을 미치는 조절인자로 작용하였다(Table 1). 즉, 수온, 광주 기 각각 뿐만 아니라 두 인자의 상호작용 모두가 돌돔치어의 항상성 유지를 위한 조절인자로 작용했음을 나타낸다.
- 실내 수조에 순치된 실험어를 다시 200/유리수조 3개와 침지식 생물여과조(1.2X 1.0X1.0m, 1.2 ton)로 구성된 순환 여 과식 시스템 4 set, 총 12개의 유리수조에 30마리씩 분산 수용하였다. 실험 어 수용 후 모든 수조는 20。(:를 유지하였다.
- 5% 비율로 공급하였다. 실험 시작 전 2일간 절식시킨 후 MS-222로 마취시켜 무게를 측정한 후 순치된 실험조건의 호흡실에 수용하였다. 유리수조와호흡실의 암 조건은 별도로 제작된 차광막을 이용하여 빛을 차단하였고, 명조건은 32-W형광등을 이용하여 유도하였다.
- 유리수조와호흡실의 암 조건은 별도로 제작된 차광막을 이용하여 빛을 차단하였고, 명조건은 32-W형광등을 이용하여 유도하였다. 실험어의 체중은 21.5± 1.9 g이었으며, 호흡 실에 각각 5마리씩 3반복 수용하여 실험을 실시하였다.
- 실험 시작 전 2일간 절식시킨 후 MS-222로 마취시켜 무게를 측정한 후 순치된 실험조건의 호흡실에 수용하였다. 유리수조와호흡실의 암 조건은 별도로 제작된 차광막을 이용하여 빛을 차단하였고, 명조건은 32-W형광등을 이용하여 유도하였다. 실험어의 체중은 21.
- 공급 탱크와 저수탱크에는 자동 온도조절 장치가 연결되어 있는 히터와 냉각기를 이용하여 실험 수온을 유지하였고, 95% 이상의 산소포화도를 유지하기 위해 2~3개의 에어스톤을 블로워에 연결하여 사용하였다. 저수탱크에서 양수되어 공급 탱크로 들어가기 전에1/血의 카트리지필터 2개를 연속적으로 거치도록 하여 입자성 부유물질의 영향을 최소화하 였고, 시스템 내에 미생물에 의한 미량의 산소 소비를 줄이기 위해 유수식 자외선 살균기(Model: P301, 처리 용량 3ton/hr, 삼지통상) 를 통과하여 재순환하도록 하였다. 호흡실을 거쳐 나간 물은 산소 probe가 설치된 산소 측정실을 통과하도록 하였고, 물의 흐름은 호흡실 유입수와 배출수 간 용 존산소 농도 차이가 최소한 0.
- 조사하였다. 절식한 돌돔(평균 무게 21.5±1.9g, 총 180마리}의 치어를 대상으로 네 가지 수온(10, 15, 20, 25°C)과 세 가지 광주기(24L:0D, 12L:12D, 0L:24D)에 따라 유수식 형태의 호흡실을 이용하여 24시간 동안 5분 간격으로(3 반복) 산소 소비율을 측정하였다. 수온과 광주기 그리고 두 인자의 상호작용 모두가 돌돔치어의 산소 소비율에 유의 한 영향을 미쳤다(P0.
- Denmark)을 사용하였다. 측정실의 유입수와 배출수의 용존산소량은 〃Log VL 100 Software를 이용하여 5분마다 측정하였고, 측정된 산소량은 산소 측정 판넬을 통해 Data Logger에 저장한 후 자료를 프로그램을 통해 다운로드하여 분석에 이용하였다. 수온과 광주기에 따른 산소 소비율은 Jobling(1982)이 보고한 방법에 따라 다음과 같은 식을 이용하여 구하였다.
- 호흡실에 수용한 훅handling에 의한 영향을 배제하기 위하여 3시간 동안 안정시킨 후 그 후 24시간 동안 산소 소비율을 측정하였다.
대상 데이터
- 실험어는 인공종묘 생산하여 해상가두리에서 사육 중인 돌돔치어를 사용하였다. 산소소비율을 측정하기 전 2 주 동안 400/ FRP 수조 2개와 침지식 생물여과조(1.
데이터처리
- 001)을 검정하였다. 각 수온과 광주기(12L:12D 조건의 명기와 암기 포함)에 따른 시간당 평균 산소 소비율과 두인자의 복합 영향은 two-way ANOVA를 통해 검정하였다.
- 모든 자료의 통계처리는 SPSS 11.5(SPSS Inc., USA) 통계 프로그램으로 분산 분석 (ANOVA)를 실시하여 Tuke/s multiple range test로 평균 간 유의성(P<0.001)을 검정하였다. 각 수온과 광주기(12L:12D 조건의 명기와 암기 포함)에 따른 시간당 평균 산소 소비율과 두인자의 복합 영향은 two-way ANOVA를 통해 검정하였다.
이론/모형
- 산소소비율을 측정하기 위해 호흡실, 산소 측정실, 저수탱크(reservoir), 공급탱크(head tank), 카트리지필터 , 자외선 살균기로 이루어진 Oh and Noh(2006)의 시스템을 이용하였다(Fig. 1). 공급 탱크와 저수탱크에는 자동 온도조절 장치가 연결되어 있는 히터와 냉각기를 이용하여 실험 수온을 유지하였고, 95% 이상의 산소포화도를 유지하기 위해 2~3개의 에어스톤을 블로워에 연결하여 사용하였다.
- 측정실의 유입수와 배출수의 용존산소량은 〃Log VL 100 Software를 이용하여 5분마다 측정하였고, 측정된 산소량은 산소 측정 판넬을 통해 Data Logger에 저장한 후 자료를 프로그램을 통해 다운로드하여 분석에 이용하였다. 수온과 광주기에 따른 산소 소비율은 Jobling(1982)이 보고한 방법에 따라 다음과 같은 식을 이용하여 구하였다.
- 용존산소의 측정은 산소 측정 전극과 Multi Data Logger System(Oxyguard, Denmark)을 사용하였다. 측정실의 유입수와 배출수의 용존산소량은 〃Log VL 100 Software를 이용하여 5분마다 측정하였고, 측정된 산소량은 산소 측정 판넬을 통해 Data Logger에 저장한 후 자료를 프로그램을 통해 다운로드하여 분석에 이용하였다.
성능/효과
- 조사 결과는 Table 1에 나타내었다. 동일 광주기에서 수온에 따른 시간당 평균 산소 소비율은 24시간 연속명기 조건(24L:0D)의 경우 10, 15, 20그리고 25°C에서 각각 403.4, 502.2, 791.0 그리고 1, 077.4 mg O2 kg-1 h"1 였고, 12시간 명기와 12시간 임기 조건(12L:12D)의 경우 각각 325.6, 412.5, 651.9 그리고 937.2 mg O2 kg-1 "였으며, 24시간 암기 조건(0L:24D)의 경우 각각 202.1, 306.7, 536.7 그리고 879.9 mg O2 kg-1 13였다. 따라 서동 일한 광주기조건에서 수온이 높아질수록 시간당 평균산소 소비율은 유의하게 증가하였으며 (P<0.
- 2에 나타내었다. 10, 15, 20 그리고 25。(3에서 12L:12D의 시간당 평균 산소 소비율은 명기시각각 342.7, 430.0, 679.9 그리고 966.3 mg O2 kg-1 成로서 암기시(각각 308.4, 395.1, 623.8 그리고 908.1 mg 6 kg-1 L)보다 유의하게 높았다 (P<0.001). 따라서 명기와 암기가 반복될 때, 시간당 평균 산소 소비율은 암기 시에 비해 명기 시 높은 경향을 보였다.
- 001). 각 광주기 조건에서 수온 상승에 따라 산소소비율은 유의적으로 증가하였다(P<0.001). 10, 15, 20 그리고 25°C에서의 시간당 평균산소 소비율은 각각 202.
- OOl). 결론적으로, 돌돔치어 사육 시 고수온 및 긴 낮 시간이 유지될 때 사육수의 산소 결핍 현상에 주의를 기울여야 한다.
- Oh and Noh (2006)는 수온 상승과 더불어 광주기 변화는 어류 생체 반응에 더 큰 영향을 미칠 수 있으며, 이로 인해 명기가 지속된 조건보다(24L:0D) 높은 산소 소비율을 보인다고 하였다. 그러나 본 연구에서는 12L:12D 조건보다 24L:0D 조건에서 항상 높은 산소 소비율을 보이는 것으로 나타났다(Table 1, Fig. 2). 이것은 환경 변화에 따른 반응 정도가 각 종마다 다르다는 것을 나타낸다.
- 동일수온에서 광주기에 따른 시간당 평균 산소 소비율은 24L:0D 조건이 가장 높았으며, 0L:24D 조건이 가장 낮았다(P<0.001). 따라서 동일한 수온 조건에서 시간당 평균 산소 소비율은 연속 명기일 때 유의하게 높았으며, 다음으로 명기와 암기가 반복될 때, 그리고 연속 암기 순으로 나타났다 (P<0.
- 001). 따라서 동일한 수온 조건에서 시간당 평균 산소 소비율은 연속 명기일 때 유의하게 높았으며, 다음으로 명기와 암기가 반복될 때, 그리고 연속 암기 순으로 나타났다 (P<0.001).
- 001). 따라서 명기와 암기가 반복될 때, 시간당 평균 산소 소비율은 암기 시에 비해 명기 시 높은 경향을 보였다.
- 8Q269이었다. 모든 수온 조건에서 연속 명기 (24L:0D)일 때 산소 소비율은 연속 암기(0L:24D)일 때보다 유의하게 높았다 (P<0.001). 12L:12D의 명기에서의 산소 소비율은 같은 조건의 암기 때보다 유의하게 높은 산소 소비율을 보였다(PO.
- 본 실험 결과 모든 수온 조건에서 12L:12D의 명기와 암기일 때의 산소 소비율은 유의적인 차이를 보였으며 (P<0.001, Fig. 2), 이와 같은 결과는 타 연구자들의 결과와 유사하였다(Biswas and Takeuchi 2002; Jonassen et al. 2000; Oh and Noh 2006). Jonassen et a/.
- 영향을 받는 것으로 조사되었다(Table 1). 수온이 높아지거나 명기가 지속될 때 시간당 평균 산소 소비율이 높아지는 경향을 보였으며, 명기와 암기가 반복될 경우 암기 조건보다 명기 조건에서 더 높은 경향을 보였다.
- 이상의 결과에서 돌돔치어의 시간당 평균 산소 소비율은 수온과 광주기, 그리고 수온과 광주기상호작용에도 유의한 영향을 받는 것으로 조사되었다(Table 1). 수온이 높아지거나 명기가 지속될 때 시간당 평균 산소 소비율이 높아지는 경향을 보였으며, 명기와 암기가 반복될 경우 암기 조건보다 명기 조건에서 더 높은 경향을 보였다.
후속연구
- 본 실험 결과 수온 변화 구간에 상관없이 0L:24D의 조건이 가장 높은 Ql0 값을 보였지만, 볼락(Se/>o源s inermis)의 경우 수온 변화 구간에 따라 광주기의 영향이 다른 보고도 있었다(Oh and Noh 2006). 이상의 결과에서 돌돔치어의 경우 수온 상승과 먹이 공급이 증가하기 시작하는 봄부터 초여름 사이에 높은 대사율 증가가 예상되며, 이에 따른 적절한 용존산소의 유지 및 사육관리가 있어야 할 것으로 생각된다.
- 이 실험 결과는 돌돔 사육에 필요한 가장 기초적인 대사율 자료를 제공하며, 다양한 생물 ♦ 물리. 화학적 조건 하에서 어류의 생리적 반응을 정량화할 수 있는 생체역학 모델을 결정하는 데 활용할 수 있을 것으로 생각된다.
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