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문제 정의
- 따라서 이 보고서는 이전에 연구했던 토대 위에 기존 음식물쓰레기에서 다른 먹이인 가축분뇨를 먹이로 사육한 BSF의 유충 대량증식에 대해 영향을 주는 환경 인자를 고찰하고 BSF의 규모화 사육에 유용한 정보를 제공하고자 이 시험을 수행하였다.
- 본 연구는 국내 서식하는 아메리카동애등애(BSF)의 생태특성 구명 및 가축분뇨를 이용한 BSF의 실내 인공사육을 통하여 가축분뇨나 음식물쓰레기 처리 시 대량으로 요구되는 유충생산을 위하여 실내 인공증식기술 개발하고 BSF의 가축분뇨 분해 능력을 검정하였다.
제안 방법
- BSF 유충 및 성충을 27 ± 1℃, 60 ± 1% 습도에서 음식물 및 가축분뇨를 이용하여 우화 및 용화율을 조사하였다.
- BSF 유충을 이용하여 우분, 돈분, 계분을 먹이원으로 사용함으로써 가축분뇨를 분해하였다. 유충이 전용단계에 이를 때까지 가축분뇨를 투입하여 완전하게 분해된 잔류 물을 산정해서 유충 한 마리가 처리할 수 있는 가축분뇨량을 조사하였다.
- BSF의 생태적 특성을 조사하기 위해 축사 주변 퇴비장, 음식물 쓰레기장, 일반 쓰레기장 등 유기성 폐기물이 방치된 곳을 조사였다(Fig. 1).
- BSF를 대량으로 사육하기 위해서는 알 생산이 중요한데 BSF의 성충은 교미조건이 까다롭다. 그래서 교미활동을 원활하게 하기 위해 적정공간(높이 약 2 m 이상)과 온도 27℃내외, 자연광 아래에서 보호하며, 오전 10시부터 오후 2시까지 활발하게 교미활동을 하고 산란하도록 하였다.
- 사육은 상자 내 약 5,000마리(2마리/cm3)의 밀도로 하였다. 사육환경은 온도 27℃, 습도 60%, 장일(14L : 10D) 조건으로 하였으며, 상자를 천적으로부터 보호하기 위하여 망(200 mesh)으로 씌운 채로 사육하였다.
- 인공채란을 위한 산란배지는 음식물과 송아지 사료가 가장 우수하였고, 산란실(W × D × H=4 × 2 × 2 m) 내 적정 배지투입 수는 8개, 성충은 2000두 투입구가 가장 산란효율이 높았다. 산란유도재료로 플라워폼과 목재에 구멍을 뚫어 산란을 유도하였으며, 산란장소의 구멍크기는 3~5 mm, 깊이 7~10 mm의 크기를 가장 선호하였다. 유충은 2~4두/cm2의 밀도로 사육하는 것이 과밀도(6~10두/cm2) 보다 실용형질이 우수하였다.
- 왕겨(톱밥)를 이용하여 물리성을 개선시킨 가축분뇨를 먹이원으로 하는 BSF의 유충 및 번데기를 20마리 3반복으로 하여 크기 및 형태 특성을 조사하였다.
- BSF 유충 및 성충을 27 ± 1℃, 60 ± 1% 습도에서 음식물 및 가축분뇨를 이용하여 우화 및 용화율을 조사하였다. 유리온실을 이용하여 BSF 성충의 월별 교미율을 조사하였다.
- BSF 유충을 이용하여 우분, 돈분, 계분을 먹이원으로 사용함으로써 가축분뇨를 분해하였다. 유충이 전용단계에 이를 때까지 가축분뇨를 투입하여 완전하게 분해된 잔류 물을 산정해서 유충 한 마리가 처리할 수 있는 가축분뇨량을 조사하였다. 한편으로 왕겨(톱밥)를 사용하여 가 가축분뇨의 수분조절 및 물리성을 개선시켜 BSF 유충이 활발히 활동할 수 있는 환경을 만들었다.
- 유충이 전용단계에 이를 때까지 가축분뇨를 투입하여 완전하게 분해된 잔류 물을 산정해서 유충 한 마리가 처리할 수 있는 가축분뇨량을 조사하였다. 한편으로 왕겨(톱밥)를 사용하여 가 가축분뇨의 수분조절 및 물리성을 개선시켜 BSF 유충이 활발히 활동할 수 있는 환경을 만들었다.
대상 데이터
- 가축분뇨, 음식물쓰레기 등 유기성 폐기물 분해용 BSF의 종 선발은 기존에 사용하고 있는 BSF를 축산분뇨 분해에 사용하였다.
성능/효과
- BSF 실내 대량증식에 있어서 용화율 및 우화율에는 큰 차이를 보이지 않았으나 교미·산란에 있어서 중요한 요소인 광조건 변화에 의한 계절적 교미율의 차이를 보였다.
- BSF 실내 대량증식에 있어서 용화율 및 우화율에는 큰 차이를 보이지 않았으나(Table 1), 교미·산란에 있어서 중요한 요소인 광조건 변화에 의한 계절적 교미율의 차이를 보였다(Fig. 12).
- BSF는 축사를 중심으로 하는 즉 유기성 폐기물이 야적되어 있는 장소의 생태계 내에서 서식한다는 것을 확인하였으며, 축사, 퇴비사, 생활쓰레기장, 음식물쓰레기장 주변이 주 서식지임을 확인하였다.
- BSF를 이용하여 가축분뇨 분해능력을 조사한 결과 Fig. 4에서 보는 바와 같이 가축분뇨별 보조제(왕겨 또는 톱밥)를 첨가하여 물리성을 개선시킨 가축분뇨에 있어서 돈분이 유충 마리당 0.5, 우분이 0.43, 계분이 0.3 g 순으로 돈분의 처리량이 가장 많았다(유충 1마리당 : 우분-0.43, 돈분-0.5, 계분-0.3). 따라서 처리가 어려운 돈분에 보조제를 첨가하여 물리성을 개선하면 BSF를 이용하여 처리를 할 수 있는 가능성이 있다고 사료된다.
- BSF의 교미산란은 시기(계절)에 관계없이 일정공간이 주어지고 온도, 광조건만 맞으면 교미산란이 가능한 것으로 나타났다. 광조건에는 자연광이 반드시 필요하며, 교미산란장 내에 수분 공급이 있어야 성충의 수명 길어지는 것으로 나타났다.
- 가축분뇨 분해 우수 종은 BSF(Hermetia illucens), 동에등에(Ptecticus tenebrifer) 등 2종으로 확인되었다.
- 가축분뇨 분해에 따른 BSF 번데기의 형질을 조사한 결과 Fig. 7에서 보는 바와 같이 50마리당 동에등에를 투입 후 우분구는 2.13, 우분 + 왕겨구는 2.21, 돈분구는 3.4, 돈분 + 왕겨구는 4.02, 계분구는 2.21, 계분 + 왕겨구는 2.32 g 으로 돈분 + 왕겨구의 유충 무게가 가장 많이 나갔다.
- 62, 돈분 77, 계분 80%로 우분이 분해 후 무게 감소가 가장 컸다. 가축분뇨 분해에 따른 BSF 유충 및 번데기 형질은 돈분이나 돈분 + 왕겨를 혼합하여 처리했을 때 유충이나 번데기의 길이, 무게 폭이 다른 처리구에 비해 좋았다.
- 가축분뇨 분해에 따른 BSF 유충의 형질을 조사한 결과 Fig. 6에서 보는 바와 같이 가축분뇨에 따른 50마리당 BSF 투여 후 우분구는 2.64, 우분 + 왕겨(톱밥)구는 2.74, 돈분구는 4.52, 돈분 + 왕겨(톱밥)구는 4.9, 계분구는 3.31, 계분 + 왕겨(톱밥)구는 3.17 g으로 돈분 + 왕겨구의 유충 무게가 가장 많이 나갔다.
- 가축분뇨에 따른 BSF의 분해능은 BSF 유충 마리당 돈분 0.5 g, 우분 0.43 g, 계분 0.3 g순으로 돈분이 가장 우수하였다. 가축분뇨별 BSF 유충의 분해에 따른 무게는 우분 83.
- 12). 계절에 따른 BSF의 교미율을 보면 5월에서 7월까지 교미가 활발하게 이루어 졌으며, 시간대는 오전 10시부터 12시까지 가장 활발하게 교미를 하였다.
- BSF의 교미산란은 시기(계절)에 관계없이 일정공간이 주어지고 온도, 광조건만 맞으면 교미산란이 가능한 것으로 나타났다. 광조건에는 자연광이 반드시 필요하며, 교미산란장 내에 수분 공급이 있어야 성충의 수명 길어지는 것으로 나타났다.
- Tomberlin and Sheppard(2001)의 조사는 1998년 조지아주 연안 평지에 있는 한 양계장에서 6월 21일부터 30일까지 11 : 00 ~ 14 : 00에 이루어졌다. 그 결과, BSF는 두 장소에서 많은 수가 관찰되었는데, 양계장 안과 양계장 주위의 숲에서였다. 양계장 안은 91.
- 3) 정도이다. 대량사육법이 확립된 BSF를 활용하는 것이 가장 효율적인 것으로 사료되며, 국내에서 자생하는 BSF(Ptecticus tenebrifer)도 활용 가능한 것으로 나타났다.
- 대부분 BSF의 서식지는 축사를 중심으로 유기성 폐기물이 야적되어 있는 장소의 생태계 내에서 서식한다는 것을 확인하였다. 이들의 활동 반경은 매우 넓으며, 부패하는 유기물 주위에는 어디에서든 서식한다고 할 수 있다.
- 유충은 2~4두/cm2의 밀도로 사육하는 것이 과밀도(6~10두/cm2) 보다 실용형질이 우수하였다. 번데기 적정보호조건은 매질(톱밥) 을 사용하여 은신처를 제공해야하며, 톱밥의 습도는 20~40%가 가장 좋았다. 성충은 우화 즉시 사용해야하나, 용화 후 10에서 10일 처리한 경우 우화율 93.
- 서식지별 주위 경관, 유충이 생활하고 먹이원으로 유기성 폐기물이 쌓여있는 장소 등 BSF 서식지에 대한 생태 조사를 실시한 결과 총 7개의 서식지 중 축사 및 퇴비사 주변 2개소, 생활쓰레기가 야적되어 있는 곳 1개소, 음식물쓰레기장 1개소 등을 확인하였다(Fig. 2).
- 번데기 적정보호조건은 매질(톱밥) 을 사용하여 은신처를 제공해야하며, 톱밥의 습도는 20~40%가 가장 좋았다. 성충은 우화 즉시 사용해야하나, 용화 후 10에서 10일 처리한 경우 우화율 93.3%로 우화시기를 약 10일 정도 조절이 가능하였다.
- 인공채란을 위한 산란배지는 음식물과 송아지 사료가 가장 우수하였고, 산란실(W × D × H=4 × 2 × 2 m) 내 적정 배지투입 수는 8개, 성충은 2000두 투입구가 가장 산란효율이 높았다.
후속연구
- 2008). 이는 BSF를 이용하여 음식물쓰레기의 친환경적으로 처리가 가능함과 동시에 현안문제로 대두되고 있는 음식물쓰레기 문제를 해결하는데 중요한 역할을 담당할 수 있을 것으로 기대된다.
- 2009) 가 수행되었으며, 현재 농촌진흥청을 중심으로 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 BSF의 탁월한 유기성 폐기물 처리 능력 특히 가축분뇨의 처리를 배가 시키고 우리에게 이익을 안겨줄 또 하나의 중요한 산물이라면 본 연구자료를 기초로 하여 가축분뇨 등 유기성폐기물 관리에 진일보할 수 있는 계기가 마련되길 기대해 본다.
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