바이오플락 기술(BFT)의 원리

 

담수 바이오플락 양식 수조

1)바이오플락 기술이란?

바이오플락 기술, 약자로 BFT라고도 많이 이야기를 한다. 양식수조에 오염물 분해능력이 뛰어나고 양식생물에 유익한 미생물을 함께 기르는 새로운 양식 기술이다. 미생물이 사료찌꺼기나 배설물에서 발생되는 오염물을 분해하고, 물고기에 잡아 먹혀 단백질 등 양분을 공급하기도 한다. 수확량을 높여주고 물갈이도 거의 필요치 않아 물과 에너지를 절약할 수 있는 친환경 양식기술이다.

바이오플락은 유기물을 분해하는 박테리아가 대량 번식하여 식물플랑크톤, 원생동물 및 미세 입자와 함께 뭉쳐져 솜털과 같이 된 덩어리로 미생물총이라고 한다. 바이오플락 기술은 타가영양 세균을 이용하여 사육수 내 오염 물질을 분해, 정화시켜 무환수 상태로 양식 생물을 사용하는 기술로 물이 부족하고 부지가 좁은 공간에서 높은 밀도로 생물을 키워내기 위한 양식 기술이다.

2)탄소/질소 비

암모니아 농도를 조절하기 위해서는 상대적으로 많은 양의 탄수화물을 첨가해야 한다. 수산 생물의 양성지에서는 사료의 투입으로 인해 탄소와 질소가 투입된다. 그것들은 사육 생물에 섭취되고 일부의 미이용 분은 분뇨에 포함되어 배설된다. 또 먹고 남은 사료는 못에 남게 된다. 탄소는 탄산가스로 사육수에 용해되거나, 못 밖으로 방출되지만 질소는 미생물에 의한 분뇨나 잔이의 분해물로, 무기물의 암모니아의 형태로 물속에 녹아든다.

일반적으로 탄소와 질소의 비율이 낮으면 미생물에 의한 유기물의 분해가 빠르고, 수생 생물에 해로운 암모니아와 아질산이 늘어나기 쉽다. 

3)바이오플락 양식의 적합 종

바이오플락 시스템을 설계할 때 기본 요소는 양식할 종이다. 바이오플락 시스템은 플락의 직접 소비로 영양 혜택을 얻을 수 있는 종이 가장 적합하다. 

최근 연구 개발되고 있는 바이오플락은 기존 타가영양세균 우점에서 자가영양세균이 함께 균형잡힌 혼합영양상태로 관리하며 부유물 농도를 낮춰 그동안 바이오플락 기술을 적용하기 어려운 품종들에 대한 연구를 수행하고 있다. 높은 탁도는 바이오플락 적용에 있어 장애요인이 되지 않고 있다.

 

4)질소 노폐물의 제거 경로

암모니아성 질소의 제거 경로는 다음의 세가지가 있다. 첫 번째, 식물플랑크톤에 의한 광합성 자가영양 경로이며, 두번쨰는 질화세균에 의한 화학적 자가영양 경로를 통한 아질산, 질산염으로의 전환 과정, 세 번째는 바이오플락 기술로서 타가영양 세균에 의한 타가영양 경로로 암모니아성 질소의  세균 단백질로의 동화 과정을 통한 제거이다. 

바이오플락 기술은 현대의 초고밀도 종자 생산장의 설계와 운영에 있어서 핵심기술이다. 바이오플락이 정밀하게 관리된다면 다양하고 건강한 미생물 군집은 사육수 내에서 과도한 질소 성분들을 제거하면서 직접 혹은 간접적으로 새우의 영양과 성장에 이롭게 작용한다. 한번 확립되면 그 미생물 군집은 안정화되어 유해한 기회성 비브리오 균들을 경쟁적으로 배제하며 새우의 건강과 면역력을 증진시킨다. 이러한 이점들을 최대화시킬 수 있는 핵심은 사육수 내에서 미생물 군집을 이해하고 관리하는 데 있다.

 

5) 사육수의 물 만들기

바이오플락을 정착시키기 위해 새우 양식 기술에 의하면 새우 사육을 시작하기 전에 매일 생균제를 첨가하는 것이다. 효과적인 생균제를 제대로 사용하는 것은 새우 사육을 처음 시작할 때 특히 중요한 관리 방안이 될 수 있다.

새우를 키우기 시작할 때 사료의 양에 비례하여 당을 30%정도 첨가한다. 모든 형태의 질소 성분들을 매일 측정한다. 아질산염이 출현하면 첨가하는 당의 양을 점점 줄이다가 5~7일 후에는 완전히 중단한다. 이렇게 사육 초기뿐만 아니라 지속적인 관리가 이루어진다면 바이오플락은 안정적으로 관리될 수 있다.

사육생물은 이 시기에 위험할 수 있지만 이러한 농도의 단기 노출은 충분히 견디는 것으로 알려져 있다. 이 기간을 단축시키고 사육수 안정화를 가속화시키기 위해서는 이미 만들어진 사육수를 접종하거나 재사용하는 것이 효과적이다.

 

6)바이오플락 양식 시스템의 장단점

바이오플락을 이용한 고밀도 사육이 가능해져 단위면적당 수확량이 증가하고 외부 유입수로부터의 질병이 차단되어 피해를 방지한다. 물을 환수하지 않아도 되므로 물관리가 편리하고 양식 사육수 비용이 적게 든다. 또한 미생물을 섭취하므로 사료 효율이 증가하며 바닷가 근처가 아니라도 사육이 가능하다.

바이오플락은 보통 실내 양식으로 많이 사용되어 흰다리새우에 이용될 경우 1년에 3~4차례 수확할 수 있다. 바이오플락에도 단점은 존재한다. 우선, 미생물 또한 산소를 필요로 하여 산소 공급량이 증가해 에너지 소비 또한 증가한다. 미생물이 잘 정착할 때까지 물을 잡아야하는 기간이 존재하며 적정 농도의 미생물을 관리해야하기 때문에 잉여 미생물을 처리해줘야 한다. 일단 사육수가 타가영양 상태로 전환되면 자가영양 상태에 비해 효율적으로 암모니아를 제거할 수 있어 수질관리에 보다 용이한 장점이 있다. 사육 생물은 타가영양 세균총을 섭식하기 때문에 사료전환효율이 보다 높아진다.