Boyd 교수는 식욕 부진, 성장 둔화 및 질병에 대한 감수성 증가를 유발할 수 있는 중요한 스트레스 유발 변수에 대해 논의합니다.
양식학자들은 자연 먹이 생물의 가용성으로 인해 연못에서 새우를 비롯한 대부분의 어류의 생산량이 작물당 헥타르당 약 500kg(kg/ha/crop)으로 제한된다는 사실을 잘 알고 있습니다. 인공 사료와 매일 환수를 하지만 폭기 없이 사용하는 반집약식 양식에서는 생산량이 일반적으로 작물당 헥타르당 1,500~2,000kg에 달할 수 있지만, 생산량이 증가하면 필요한 사료량으로 인해 용존산소(DO) 농도가 낮아질 위험이 높습니다. 따라서 용존산소(DO)는 연못 양식의 생산량 증대에 중요한 변수입니다.
기계식 폭기(aireration)를 사용하면 사료 투입량을 늘리고 수확량을 늘릴 수 있습니다. 헥타르당 1마력(hp)으로 대부분의 양식 작물에 하루 약 10~12kg의 사료를 공급할 수 있습니다. 폭기율을 높이면 작물당 10,000~12,000kg/ha의 사료를 생산하는 것은 드문 일이 아닙니다. 폭기율을 높이는 플라스틱 라이닝이 된 연못이나 수조에서는 더 높은 수확량을 얻을 수 있습니다.
고밀도로 사육되는 닭, 돼지, 소의 생산 과정에서 질식이나 산소 관련 스트레스가 발생하는 경우는 거의 없지만, 이러한 현상은 양식업에서는 매우 흔합니다. 양식업에서 용존산소가 중요한 이유를 설명하겠습니다.
지구 표면 근처의 공기는 20.95%의 산소, 78.08%의 질소, 그리고 소량의 이산화탄소와 다른 기체를 포함합니다. 표준 대기압(수은주 760밀리리터)과 30도C에서 담수를 포화시키는 데 필요한 분자 산소의 양은 리터당 7.54mg(mg/L)입니다. 물론 광합성이 진행되는 낮에는 연못의 물은 일반적으로 DO로 과포화됩니다(표층수에서는 농도가 10mg/L 이상일 수 있음). 광합성에 의한 산소 생성이 호흡과 공기로의 확산에 의한 산소 손실보다 크기 때문입니다. 광합성이 중단되는 밤에는 용존 산소 농도가 감소합니다. 때로는 3mg/L 미만이 대부분의 양식 수생 종에 허용되는 최소 농도로 간주됩니다.
육지 동물은 공기를 호흡하여 분자 산소를 얻고, 이 산소는 폐의 폐포를 통해 흡수됩니다. 물고기와 새우는 아가미를 통해 물을 펌핑하여 아가미 층판을 통해 분자 산소를 흡수해야 합니다. 아가미를 통해 호흡하거나 물을 펌핑하는 데는 공기나 물의 무게에 비례하는 에너지가 필요합니다.
호흡기 표면에 1.0mg의 분자 산소를 노출시키기 위해 흡입하거나 펌핑해야 하는 공기와 물의 무게를 계산합니다. 공기는 20.95%의 산소를 함유하고 있으므로, 약 4.8mg의 공기에는 1.0mg의 산소가 포함되어 있습니다.
30도 C에서 염도가 30ppt인 새우 양식장(물 밀도 = 1.0180g/L)에서 대기와 포화 상태의 용존산소 농도는 6.39mg/L입니다. 0.156L의 물에는 1.0mg의 산소가 포함되어 있으며, 그 무게는 159g(159,000mg)입니다. 이는 1.0mg의 산소를 함유한 공기의 무게보다 33,125배 더 무겁습니다.
수생 동물이 더 많은 에너지를 소모함
새우나 물고기는 육지 동물보다 같은 양의 산소를 얻기 위해 훨씬 더 많은 에너지를 소모해야 합니다. 물 속 용존 산소 농도가 감소하면 문제는 더욱 심각해집니다. 1.0mg의 산소에 노출되려면 아가미를 통해 더 많은 물을 펌핑해야 하기 때문입니다.
육지 동물이 공기 중 산소를 제거하면, 공기는 물보다 밀도가 훨씬 낮아 자유롭게 순환하기 때문에 산소가 쉽게 회복됩니다. 예를 들어, 25°C에서 공기의 밀도는 1.18g/L인 반면, 같은 온도의 담수는 995.65g/L입니다. 양식 시스템에서는 어류나 새우가 제거한 용존산소는 대기 중 산소의 확산을 통해 물로 보충해야 하며, 용존산소를 어류의 경우 수면에서 수중으로, 새우의 경우 바닥으로 이동시키기 위해서는 물의 순환이 필수적입니다. 물은 공기보다 무거워서 공기 순환이 더디게 진행되며, 폭기 장치와 같은 기계적 수단을 사용하더라도 마찬가지입니다.
물은 공기에 비해 훨씬 적은 양의 산소를 함유하고 있습니다. 포화 상태와 30°C에서 담수의 산소 함량은 0.000754%입니다(공기의 산소 함량은 20.95%). 분자 산소는 물 덩어리의 표층으로 빠르게 유입될 수 있지만, 용존 산소의 이동은 표면의 산소 포화수가 대류를 통해 물 덩어리와 섞이는 속도에 따라 달라집니다. 연못에 큰 물고기나 새우가 있으면 용존 산소가 빠르게 고갈될 수 있습니다.
산소 공급이 어렵습니다
물고기나 새우에 산소를 공급하는 데 따르는 어려움은 다음과 같습니다. 정부 기준은 야외 행사에서 1제곱미터당 약 4.7명의 사람을 허용합니다. 1인당 체중이 세계 평균인 62kg이라고 가정하면, 헥타르당 2,914,000kg의 인체 바이오매스가 존재합니다. 물고기와 새우는 일반적으로 호흡을 위해 시간당 체중 1kg당 약 300mg의 산소를 필요로 합니다. 이 정도의 물고기 바이오매스 중량은 30도에서 산소로 포화된 10,000세제곱미터의 담수 연못의 용존 산소를 약 5분 만에 고갈시킬 수 있으며, 양식 동물은 질식사할 것입니다. 헥타르당 4만 7천 명의 사람들이 야외 행사에 참여하더라도 몇 시간 후에는 호흡 곤란을 겪지 않을 것입니다.
용존산소는 양식 동물을 직접 죽일 수 있기 때문에 중요한 변수이지만, 만성적으로 낮은 용존산소 농도는 수생 동물에게 스트레스를 주어 식욕 부진, 성장 둔화, 질병에 대한 취약성 증가로 이어집니다.
동물 밀도와 사료 투입의 균형 맞추기
용존산소량이 낮으면 수중에서 잠재적으로 독성이 있는 대사산물이 발생합니다. 이러한 독소에는 이산화탄소, 암모니아, 아질산염, 황화물이 포함됩니다. 일반적으로 수원의 기본 수질 특성이 어류 및 새우 양식에 적합한 연못에서는 적절한 용존산소 농도가 보장되는 한 수질 문제는 드물게 발생합니다. 이를 위해서는 입식 및 사료 공급량과 자연 공급원을 통한 용존산소 공급량 또는 양식 시스템의 통기(aeration)를 통한 용존산소 공급량의 균형을 맞춰야 합니다.
연못의 녹수 양식에서는 용존산소 농도가 야간에 가장 중요합니다. 그러나 새롭고 집약적인 양식에서는 용존산소 요구량이 매우 크기 때문에 기계적 통기를 통해 용존산소 농도를 지속적으로 유지해야 합니다.
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게시 시간: 2024년 9월 30일