내륙 저염도 지하수를 이용한 흰다리새우 양식장의 PL의 성장과 생존율에 대한 칼륨(K), 마그네슘(Mg) 그리고 새우 순치 일령 효과에 대한 연구

웨스트 알라바마의 내륙 저염도 지하수를 이용한 Litopeneaeus vannamei 종 새우 양식이 세계의 여러 지역에서 성장하고 있다. 미국 남동부 알라바마주에는 어느정도 염도가 있는 지하수가 많이 있어 이를 이용한  새우 양식이 널리 실시되고 있다. 하지만, 어떤 양식장에서는 해양 새우의 양식에 어려움을 겪고 있고 어떤 양식장에서는 성공을 거두고 있다. 지난 연구에서 낮은 농도의 칼륨과 마그네슘이 새우의      낮은 생존율과 관계가 있는 것을 보여주고 있다. 더구나 순치 당시의 새우 일령 또한 생존율에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 이번 연구는 두 개의 양식장에서 포스트라바(PL)의 성장율과 생존율에 대한 칼륨, 마그네슘, 그리고 순치 일령에 대한 효과에 대한 것이다. 첫 번째 실험은 4 개의 탱크를 이용하여 물이 정체된 상태에서 실행하였다. 4 ppt 해수에서 순치된 PL17(0.0066g) 50 마리를 각 탱크에 입식시키고 다음 경우에 대한 결과를 판단하였다: 미네랄 첨가 없는 저염도 지하수(LSWW), KCl을 첨가한 저염도 지하수, MgCl2를 첨가한 저염도 지하수, KCl 과 MgCl2를 모두 첨가한 저염도 지하수. 새우는 4주 동안 사육 후 수확하여 개체 수를 확인하고 체중을 쟀다. 생존율은 미네랄   첨가시가 훨씬 좋았고 체중은 칼륨을 첨가한 두 탱크만 좋게 나타났다. 두 번째 실험은, 시작은 8.5ppt의 희석된 바닷물을 이용하여 정체 상태에서 진행하다가 양식장의 저염수를 순환시키는 방법으로 진행하였다. 이번 실험에서는 순치시 새우의 4 가지 일령에 따른 성장율 과 생존율에 대한 연구를 하였다(PL15, PL19, PL23 and PL27). 모든 탱크에 50 마리의 PL13, L vannamie를 입식 시켰다. 입식 이틀 후, 그리고 4 일 간격으로 4 개의 탱크를 저염도 양식수로 순환을 시작했다(유량 40L/hr). 순치 후 모든 탱크에 같은 유량이 유지되었고 입식 후 28 일만에 수확하여 생존 새우를 숫자를 세고                           무게를 쟀다. 생존율과 성장율은 내륙 저염도 지하수에 순치할 때 PL 일령이 높을수록 높게 나타났다.

미국의 알라바마를 비롯하여 여러 주에서 저염도 지하수(LSWW)를 이용한 L. Vannamie 새우 양식이 새롭게 일어나고 있다(Saoud et at. 2003). 하지만 몇몇 양식장에서는 성공을 하는 반면 많은 양식장에서는 어려움을 겪는 경우가 있다. Penaeid 새우와 도미류 저염도 내륙 양식을 하는 호주와  같은 몇몇 나라에서도 비슷한 결과가 보고 되었다(Fielder et at. 2001). 많은 연구진과 기관에서 양식장 간에 성장율과 생존율이 차이가 나는 이유에 대해 연구하고 있고 해결 방법을 찾고 있다(Smith and Lawrence 1990; McGraw et at. 2002; Samocha et at. 2002; Saoud et al. 2003). 더구나,

McGraw et al (2002)와 Saoud et at. (2003)은 저염도 순치시 포스트라바의 일령이 생존율과 성장율에 영향을 준다고 보고 하였다. 그러나, 이러한 결과는 여러가지 변수가 있을 수 있는 실제 자연 환경에서 실증되지 않았다. 이번 연구는 웨스트 알라바마의 두 양식장에서 L. Vannamei새우(PL)의 성장율, 생존율, 순치에 대해 칼륨과 마그네슘의 영향에 대해 알아보았다. 더불어, PL 일령이 저염도 순치에 영향이 있음을 알고 PL 일령에 따른 성장율과 생존율에 대해서도 알아보았다.

재료와 방법

이번 연구는 웨스트 알라바마에 위치한 두개의 시작하는 양식장에서 실시되었다. 각 양식장에는 16 개의 PE 재질 (760L 용량)의 탱크를 설치하였다. 각 탱크에는 중앙 스크린이 있는 드레인, 유입구, 두개의 에어 디퓨저가 설치되었다. 첫 번째 실험에서는 물이 정체된 상태에서 진행하여 칼륨(K⁺)과 마그네슘(Mg²⁺)의 첨가가 PL의 성장과 생존율에 미치는 영향을 연구하였다. 두 번째 실험에서는 연못에 저장된 물을 순환시키는 유수식으로 운전하였다. 유수식 실험에서는 PL 일령에 따른 염분                         순치, 성장율, 생존율을 알아보았다. 두 군데 양식장에 모두 각 실험군 당 같은 환경의 4 개의 탱크를  할당하였고 각 탱크당 50 마리 PL 을 입식 시켰다. PL 은 2 주간 상업용 사료를 주었고(PL Redi-Reserve, Ziegler Bros, Gardner, Pennsylvania, USA), 그 다음부터는 크램블 새우사료(35% 단백질; Rangen, Buhl, Idaho USA)를 주었다. 수온은 매시간 수온계를 이용하여 측정하였고, 용존 산소는 매일 YSI Oxygen meter를 사용하여 측정하였다. 암모니아 질소는 일주일에 2 번 측정하였다. 이들의 평균 수치는 30 °C, 7mg/L 그리고 ≤ 0.1 mg/L 였다.

첫 번째 실험에서는 인공해수(Crystal Sea, Marine Enterprises International, Baltimore, Maryland, USA)로 순치된 PL17(0.0066g)을 미리 받아 묵혀 놓은 저염도 지하수를 채운 탱크에 입식 시켰다. 이 물의 성분(LSWW) 분석은 C-water 로 칭하여 보고되었고 염분 농도는 6.1ppt였다. 각 탱크는 다음과 같이 처리하였다: 저염도 지하수 + 57.24g KCl, 저염도 지하수 + 305.90g MgCl2, 저염도 지하수 + KCl + MgCl2(57.24 + 305.90 g). 여기에 추가된 KCl 과 MgCl2의 양은 4ppt 농도의 자연 해수에 있을 수 있는 양이다(50 ppm K, 130 ppm Mg). 실험 새우는 21 일 후에 수확하여 개체수를 세고 무게를 측정하였다.

두 번째 실험은 순치시 PL 일령(PL15, PL19, PL23 and PL27)이 성장과 생존율에 미치는 영항을 평가하기 위해 실행되었다. 이 실험에 사용된 물의 성분분석은 Saoud et al(2003)에 R-water 로 보고되었고 염분농도는 4.5ppt였다. 모든 탱크에는 묵혀 놓은 저염도 지하수를 채우고 바다소금 1.2kg(Crystal Sea, Marine Enterprises International, Baltimore, Maryland)을 넣어 염분 농도를 8.5ppt 로 맞췄다. 이 염도에서 미리 순치된 PL13 L. vannamei 50 마리를 각 탱크에 넣었다. PL15 이 되었을 때 저염도 지하수를 40L/hr 로 4 탱크로 순환 시켰다. 4 일 후에 (PL19) 다른 4 개의 탱크에 같은 유량으로 순환시켰다. 다른

탱크도 같은 방법으로 순환을 시작했다(PL23, PL27). 물은 28 일 동안 같은 조건으로 운전했고 28 일 후 수확하여 생존 새우의 숫자를 세고 체중을 쟀다.

성장율과 생존율은 onw-way ANOVA를 이용하여 분석하였다. 실험간의 유의한 차이를 분석하기 위해 Student-neuman-Keuls multiple comparison 방법을 사용했다. 모든 통계학적 분석은 Statistical Analysis System(V8e, SAS Institute Inc., Cary, North Carolina USA)를 사용했다.

결과 및 토론

칼륨과 마그네슘 첨가에 성장과 생존율에 긍정적으로 작용했다. 대조구(미네랄 첨가 없는 저염도 지하수)의 생존율은 58% 인 반면 실험구는 모두 75% 이상이었다(Table 1). 비록 모 든      실험구의 생존율이 비슷했지만 대조구에 비해서 모두 높은 것은 칼륨과 마그네슘 첨가가 생존율을                      향상시켰음을 의미한다. 하지만 성장율은 서로 크게 다르지 않았다. 성장율과 생존율을 합하여 수확시 전체 중량을 계산하면 칼륨의 효과가 컸음을 알 수 있다(Table 1). 이 결과로 알 수 있는 것은  칼륨과 마그네슘은 모두 생존율 향상에 긍정적인 영향을 끼친다는 것이다. 칼륨의 첨가는 생존율과 성장율에 모두 기여하지만, 마그네슘은 주로 생존율에 기여한다는 것을 알 수 있다.

짧은 기간의 연구에 의하면, PL 일령이 저염도 환경에 순치 능력에 영향을 끼치는 것을 알 수 있다(McGraw et al. 2002). 이번 28 일 간의 실험에 의하면, PL 일령이 많을수록 생존과 성장율이 늘어남을 알 수 있었다(Table 1). 증체율을 백분율로 나타내는 PL15의 성장율(10.685%)은 PL27(30.227%)에 비해 현저히 낮았다. 생존율 또한 PL15(67%)은 PL27(94.5%)에 비해 확연히 낮았다.

PL 일령이 많은 새우를 저염도에 순치시켜 양식하는 것이 생존과 성장에 유리하고 혹은 PL27의 경우처럼 자연 해수 환경에 더 오랜 시간 머물면서 삼투압에 대한 스트레스를 덜 받아 성장이 좋을 수도 있다.

이번 두 실험 결과는 포스트라바(PL) 새우를 저염도 지하수에 넣기 전에 희석된 자연 해수 환경에 충분히 순치시킨 다음 폰드에 넣는 것이 유리하다는 것을 나타낸다. 또한, 칼륨과 마그네슘 농도가 낮은 저염도 지하수에는 칼륨과 마그네슘을 추가해 주므로서 성장과 생존율을 높일 수 있다는 것을 보여준다. 웨스트 알라바마에서 2002 년과 2003 년 새우 양식에서 KCl과 돌로마이트(CaMg(CO)3)를  양식호지에 추가해준 양식장에서 그 전 해에  비해 생존과 성장율이  많이 좋아졌다는 보고가 있었다. 이번 연구 결과와 실제 양식장의 결과 보고를 참고할 때, 저염도 지하수 새우양식에 실패한 양식장에서는 칼륨과 마그네슘 부족과 PL을 너무 어린 나이에 입식시킨 것이 원인이 될 수 있음을 유추할 수 있다.