김 황백화에 대한 원인을 파악하기 위하여 전라북도 김양식장에 2011년부터 2014년까지 양식환경 특성과 황백화 피해 엽체의 형태 및 세포구조를 확인하였다. 연구 결과 금강 하구역에 위치한 개야도에서는 황백화가 확인되지 않았고 새만금방조제 주변의 도청리, 비안도, 무녀도와 선유도에서 황백화가 발생하였다. 김의 황백화 피해는 2011년 11월, 2014년 4월과 11월에 확인되었으며, 황백화 피해 엽체는 엽체 퇴색과 세포 내 액포 비대가 발생하였다. 연구기간 동안 황백화는 DIN과 DIP의 농도가 각각 5 μM와 0.4 μM 이하에서 발생하였다. 용존무기질소(DIN)와 용존무기인(DIP)의 비를 통해 결핍된 용존무기영양염을 확인한 결과 DIN 결핍은 양식 초기, 낮은 DIP 농도는 양식 말기 영향을 미치는 것으로 추정되었다.
김 황백화에 대한 원인을 파악하기 위하여 전라북도 김양식장에 2011년부터 2014년까지 양식환경 특성과 황백화 피해 엽체의 형태 및 세포구조를 확인하였다. 연구 결과 금강 하구역에 위치한 개야도에서는 황백화가 확인되지 않았고 새만금방조제 주변의 도청리, 비안도, 무녀도와 선유도에서 황백화가 발생하였다. 김의 황백화 피해는 2011년 11월, 2014년 4월과 11월에 확인되었으며, 황백화 피해 엽체는 엽체 퇴색과 세포 내 액포 비대가 발생하였다. 연구기간 동안 황백화는 DIN과 DIP의 농도가 각각 5 μM와 0.4 μM 이하에서 발생하였다. 용존무기질소(DIN)와 용존무기인(DIP)의 비를 통해 결핍된 용존무기영양염을 확인한 결과 DIN 결핍은 양식 초기, 낮은 DIP 농도는 양식 말기 영향을 미치는 것으로 추정되었다.
To elucidate the cause of Pyropia yezoensis discoloration, the characteristics of an aquaculture environment, as well as the morphology and cell structure of P. yezoensis thallus were examined from 2011 to 2014 in aquaculture farms of the Jeonbuk province. P. yezoensis discoloration did not occur in...
To elucidate the cause of Pyropia yezoensis discoloration, the characteristics of an aquaculture environment, as well as the morphology and cell structure of P. yezoensis thallus were examined from 2011 to 2014 in aquaculture farms of the Jeonbuk province. P. yezoensis discoloration did not occur in aquaculture farms at Gaeyado located in the Geum River Estuary but occurred in aquaculture farms of Seonyudo, Munyeodo, Biando, and Docheongri near the Saemangeum embankment in November 2011 and April and November 2014. The injured leaves showed discoloration and intracellular vacuole hypertrophy. During the study period, discoloration occurred at concentrations of dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved inorganic phosphorus (DIP) below 5μM and 0.4μM, respectively. As a result, Pyropia discoloration was determined by low concentrations of DIN and DIP. DIN deficiency affects the early stage and low DIP concentration affects the end stage of aquaculture.
To elucidate the cause of Pyropia yezoensis discoloration, the characteristics of an aquaculture environment, as well as the morphology and cell structure of P. yezoensis thallus were examined from 2011 to 2014 in aquaculture farms of the Jeonbuk province. P. yezoensis discoloration did not occur in aquaculture farms at Gaeyado located in the Geum River Estuary but occurred in aquaculture farms of Seonyudo, Munyeodo, Biando, and Docheongri near the Saemangeum embankment in November 2011 and April and November 2014. The injured leaves showed discoloration and intracellular vacuole hypertrophy. During the study period, discoloration occurred at concentrations of dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved inorganic phosphorus (DIP) below 5μM and 0.4μM, respectively. As a result, Pyropia discoloration was determined by low concentrations of DIN and DIP. DIN deficiency affects the early stage and low DIP concentration affects the end stage of aquaculture.
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문제 정의
본 연구는 전라북도 김 양식장의 수온, 강수량, 영양염 농도와 방사무늬김의 세포형태를 분석하여 황백화 발생 원인과 황백화 김 엽체의 특징을 파악하고자 하였다.
제안 방법
전라북도 김 양식장의 기온과 수온은 군산지역에 대한 국립해양조사원의 실시간 해양관측 정보시스템(KHOA 2019) 국립수산과학원 연안정지관측(NIFS 2019)의 자료를 분석하였다. 강수량은 군산지역에 대한 기상청 관측자료(KMA 2019)를 분석하였으며, 일일 강수량을 합산하여 월 누적강수량으로 표시하였다. 또한 황백화 발생에 있어 담수유입의 영향을 파악하기 위해 2010년부터 2014년까지의 금강하굿둑의 방류량 자료를 확보하여 월별 누적, 연간누적 방류량으로 도표화하였다.
강수량은 군산지역에 대한 기상청 관측자료(KMA 2019)를 분석하였으며, 일일 강수량을 합산하여 월 누적강수량으로 표시하였다. 또한 황백화 발생에 있어 담수유입의 영향을 파악하기 위해 2010년부터 2014년까지의 금강하굿둑의 방류량 자료를 확보하여 월별 누적, 연간누적 방류량으로 도표화하였다.
해수시료는 매월 2회 주기로 김 양식장의 표층에서 약 1 L씩 3회 채수하였다. 시간적인 영양염 성분의 변동은 용존무기질소와 용존무기인의 비(DIN/DIP)를 분석하였다.
채집 당시 김 망의 상태는 현장에서 디지털카메라로 촬영하였으며, 채집된 김은 실험실로 운반하여 엽체 상태를 관찰하기 위해 대지 위에 펼쳐 엽체 전체의 사진촬영을 실시하고 일부를 잘라 현미경(BX51; Olympus, Japan)을 이용하여 세포구조 관찰 및 영상자료(DP73; Olympus, Japan)를 확보하였다.
(1984) 방법에 따라 자동분석기(QuAAtro system with 4 channel; BranLuebbe, Germany)를 이용하여 분석하였다. 해수시료는 매월 2회 주기로 김 양식장의 표층에서 약 1 L씩 3회 채수하였다. 시간적인 영양염 성분의 변동은 용존무기질소와 용존무기인의 비(DIN/DIP)를 분석하였다.
황백화 김 엽체의 색택을 확인하기 위해 2014년 황백화가 발생한 부안군 도청리에서 채집된 엽체를 대지 위에 펼쳐 상, 중, 하부로 구분한 후 색차계(CR-300 Colorimeter; Konica Minolta, Japan)로 색도 분석을 실시하였다(n=10).
황백화 발생에 강수량이 미치는 영향을 파악하기 위해 황백화 피해가 발생하지 않았던 2010년 1월부터 2014년 12월까지 월별강수량 자료를 비교하였다. 2010년부터 2014년까지 연간 누적강수량은 1,092.
대상 데이터
본 연구의 경우 전라북도 김 양식장에서 황백화 발생시기(2011년 11월, 2014년 4월과 2014년 11월)의 용존무기영양염의 농도를 확인한 결과 개야도를 제외한 4개 지역에서 DIN의 농도가 5 μM 이하였으며, DIP의 농도가 0.4 μM 이하로 나타나 김 엽체의 색택 변화 및 액포 비대는 영양염류의 감소에 의해 발생한 황백화의 증상으로 판단되었다.
전라북도 김 양식장의 기온과 수온은 군산지역에 대한 국립해양조사원의 실시간 해양관측 정보시스템(KHOA 2019) 국립수산과학원 연안정지관측(NIFS 2019)의 자료를 분석하였다. 강수량은 군산지역에 대한 기상청 관측자료(KMA 2019)를 분석하였으며, 일일 강수량을 합산하여 월 누적강수량으로 표시하였다.
황백화 피해 김 엽체의 특징을 파악하기 위해 2011년 9월부터 2015년 4월까지 전라북도 군산시의 4개 섬(비안도, 무녀도, 선유도, 개야도)과 부안군 도청리에 위치한 김 양식장에서 양식기간 동안 매월 김 엽체를 채집하였다(Fig. 1). 개야도는 금강 수괴의 영향을 받는 하구역에 위치하며, 비안도, 무녀도, 선유도와 도청리는 새만금방조제에서 방류되는 담수의 영향을 받는 해역에 위치한다(Fig.
데이터처리
황백화 피해 유무와 황백화 발생시기에 따른 색차계 지수의 차이에 대한 통계분석은 일차분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 유의차를 검정하였으며, 유의차가 확인되면 Tukey’s test로 사후검정(p<0.05)을 실시하였다.
이론/모형
김 양식장의 영양염 농도는 용존무기질소(DIN: NH4 + +NO3- +NO2-)와 용존무기인 (DIP: PO43-)에 대해 Parsons et al. (1984) 방법에 따라 자동분석기(QuAAtro system with 4 channel; BranLuebbe, Germany)를 이용하여 분석하였다. 해수시료는 매월 2회 주기로 김 양식장의 표층에서 약 1 L씩 3회 채수하였다.
김 엽체의 색도는 CIE system에 따라 명도지수(Lightness; L), 적색지수(Redness; a), 황색지수(Yellowness; b)로 수치화하였다. 또한 수치화된 각 지수는 Munsell Color Chart (ASM Standard D 1535-96, 1980)에 위치하여 표현하였다. 황백화 피해 유무와 황백화 발생시기에 따른 색차계 지수의 차이에 대한 통계분석은 일차분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 유의차를 검정하였으며, 유의차가 확인되면 Tukey’s test로 사후검정(p<0.
성능/효과
2011년 10월 초부터 11월 중순까지 비안도, 무녀도, 선유도와 도청리 김 양식장의 DIP 농도는 0.4 μM 이하였으며, 개야도 김 양식장의 DIP 농도는 0.4 μM 이상의 값을 보였다(Fig. 8A).
2014년 11월 초 무녀도, 선유도, 비안도와 도청리 김 양식장의 DIN 농도는 5 μM 이하로 나타났으며, 개야도 김 양식장의 DIN 농도는 10 μM 이상의 값을 보였다(Fig. 7C).
2014년 11월 초부터 11월 말까지 비안도와 무녀도 김 양식장의 DIP 농도는 0.4 μM 이하였으며, 개야도 김 양식장의 DIP 농도는 0.4 μM 이상의 값을 보였다(Fig. 8C).
9 범위로 나타났다. 2014년 2월부터 4월까지 비안도, 무녀도와 선유도 김 양식장의 DIN:DIP 비는 26:1 이하였으나, 개야도와 도청리 김 양식장의 DIN:DIP 비는 26:1 이상의 값을 보였다(Fig. 9B). 2014년 9월부터 12월 초까지 비안도, 무녀도, 선유도와 도청리 김 양식장의 DIN:DIP 비는 26:1 이하였으며, 개야도 김 양식장의 DIN:DIP 비는 11월을 제외하고 26:1 이상의 값을 보였다(Fig.
2014년 3월 초부터 4월 중순까지 비안도, 무녀도, 선유도와 개야도 김 양식장의 DIP 농도는 0.4 μM 이하였으며, 도청리 김 양식장의 DIP 농도는 3월 중순에만 0.4 μM 이상의 값을 보였다(Fig. 8B).
2014년 3월 초부터 4월 중순까지 비안도와 무녀도 김 양식장의 DIN 농도는 5 μM 이하의 값을 보였으며, 개야도와 도청리 김 양식장의 DIN 농도는 5 μM 이상이었다(Fig. 7B).
2015년산 양식 초기인 2014년 11월에 발생한 황백화 피해 엽체는 2011년 11월 및 2014년 3월과 마찬가지로 엽체의 색이 검붉은색에서 황갈색으로 퇴색되었으며, 퇴색된 엽체에서 액포 비대가 확인되었다. 개야도에서는 2014년 11월에도 황백화 피해가 발생하지 않았다(Fig.
DIN 농도는 양식 초기와 양식 말기에 낮은 값을 보였으며, 개야도 김 양식장의 DIN 농도가 다른 김 양식장보다 유의하게 높았다(p<0.01).
9C). 또한 용존무기영양염 감소의 원인을 파악하기 위해 조사기간 동안 황백화 발생 시 해수 중의 플랑크톤 밀도를 조사한 결과 플랑크톤의 대량 발생은 확인되지 않았다.
0 mm) 강수량을 나타냈다(Table 1). 또한 육상유래 담수 유입의 영향을 파악하기 위해 금강하굿둑의 방류량 자료를 확인한 결과 2010년부터 2014년까지 연누적 35~83억톤 범위의 방류량을 보였으며, 2014년에 최소였고 2011년에 최대 방류량을 나타냈다(Table 1).
3). 또한 황백화 피해 김의 세포구조를 관찰한 결과 도청리, 비안도와 무녀도의 김 엽체에서 액포 비대가 관찰되었다. 반면 선유도의 황백화 피해 김은 엽체의 탈색은 확인되었으나 액포 비대는 확인되지 않았다.
(2008)은 양식 방사무늬김의 생육에 필요한 질소와 인의 비율은 26:1이며, DIN과 DIP의 농도 비를 통해 김 생육을 제한하는 용존무기영양염을 추정하였다. 본 연구에서 전라북도 김 양식장의 DIN:DIP 비는 양식 초기에 7.5~20.5 범위였으며, 양식말기에는 18.0~34.2 범위로 나타나 양식 초기보다 양식 말기에 높은 값을 보였다. 따라서 양식 초기에는 DIN이, 양식 말기에는 DIP 농도가 김의 생장의 제한요소로 영향을 미친 것으로 추정된다.
연구기간 중 황백화 피해 엽체의 상태를 관찰한 결과, 2011년 11월에는 김이 검붉은색에서 황갈색으로 퇴색되었으며, 김 망에서 쉽게 탈락되었다(Fig. 3). 또한 황백화 피해 김의 세포구조를 관찰한 결과 도청리, 비안도와 무녀도의 김 엽체에서 액포 비대가 관찰되었다.
후속연구
결론적으로 본 연구에서는 우리나라에서 발생한 황백화 피해 엽체의 특징과 세포구조의 변화 등 황백화의 증상을 명확히 밝히고 황백화를 유발한 영양염 결핍의 원인을 찾고자 시도하였으나 원인은 추정될 뿐 명확한 결론을 내릴 수 없었다. 다만 향후 연안의 용존무기영양염의 지속적 감소와 더불어 하천의 수질정화에 의한 노력으로 강 하구 방출수의 용존무기영양염의 감소가 지속될 경우 김 양식장의 피해 빈도 및 규모는 증가될 것으로 예상된다.
결론적으로 본 연구에서는 우리나라에서 발생한 황백화 피해 엽체의 특징과 세포구조의 변화 등 황백화의 증상을 명확히 밝히고 황백화를 유발한 영양염 결핍의 원인을 찾고자 시도하였으나 원인은 추정될 뿐 명확한 결론을 내릴 수 없었다. 다만 향후 연안의 용존무기영양염의 지속적 감소와 더불어 하천의 수질정화에 의한 노력으로 강 하구 방출수의 용존무기영양염의 감소가 지속될 경우 김 양식장의 피해 빈도 및 규모는 증가될 것으로 예상된다. 따라서 보다 정확한 황백화 원인 구명과 황백화 피해를 낮추기 위한 후속연구가 지속되어야 할 것으로 판단된다.
다만 향후 연안의 용존무기영양염의 지속적 감소와 더불어 하천의 수질정화에 의한 노력으로 강 하구 방출수의 용존무기영양염의 감소가 지속될 경우 김 양식장의 피해 빈도 및 규모는 증가될 것으로 예상된다. 따라서 보다 정확한 황백화 원인 구명과 황백화 피해를 낮추기 위한 후속연구가 지속되어야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
김의 생산량과 품질저하를 동시에 유발하는 갯병인 기생성 갯병과 생리적 갯병의 관리 실정은?
2018). 기생성 갯병은 김 엽체에 대한 활성처리제 사용과 김 망 관리 등을 통해 발생초기 관리가 가능하지만, 김 양식장 전체에서 발생하는 생리적 갯병인 황백화는 원인파악과 대처가 어려운 실정이다.
우리나라는 어디에서 김 양식이 이루어지고 있는가?
김은 우리나라에서 1600년대 중반부터 양식되어 가장 오래된 양식품종 중 하나로서(Sohn 1998), 우리나라 서해 안전 연안에서부터 남해안의 낙동강 하구까지 폭넓은 지역에서 양식이 이루어지고 있다(Kang and Koh 1977). 김 생산량은 2010년에 23.
김 양식에서 지속적으로 발생하는 문제점은 무엇인가?
김 양식 생산량은 양식기술 개선과 신품종 개발로 2010년 이후 지속적으로 증가하였으나, 생산량 증가와 함께 대량생산으로 인한 질병 발생과 품질저하, 대량생산을 위한 시비제 오·남용 등의 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 김의 생산량과 품질저하를 동시에 유발하는 갯병은 병원체의 감염에 의해 발생하는 기생성 갯병과 양식장 환경에 따라 발생하는 생리적 갯병으로 구분된다(Kim et al.
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