Aquaponics(아쿠아포닉스)
물고기와 식물 같이 키우기
1. 아쿠아포닉스란 무엇인가?
2. 아쿠아포닉스는 어떻게 작동되는가?
▶ 물고기를 탱크에서 키운다.
▶ 물고기에게 사료를 준다.
▶ 사료 찌꺼기와 물고기 배설물로 탱크 물이 오염된다.
▶ 오염된 물의 주성분은 주로 암모니아( NH3) 성분이 된다.
▶ 암모니아를 포함한 오염된 물이 식물로 보내진다.
▶ 식물을 키우는 배지에서 암모니아가 미생물에 의해 질산(NO3)성분으로 변환된다.
▶ 변환된 질산성분을 식물이 흡수하여 성장하고 물은 정화되어 물고기 탱크로 돌아간다.
3. 왜 아쿠아포닉스인가?
▶ 물 사용량을 90%이상 줄일 수 있다.
▶ 물고기와 식물을 동시에 키울 수 있다.
▶ 비료를 따로 구입할 필요가 없다.
▶ 토양관련 병원균이 없다.
▶ 연중 재배가 가능하다.
▶ 물고기는 높은 양식 밀도가 가능하고 식물의 성장은 2배 이상 빠르다.
▶ 재배면적을 75%이상 줄일 수 있다.
▶ 잡초 걱정이 없다.
4. 아쿠아포닉스 구성요소
물고기 탱크, 식물 재배지, 펌프, 블로워, 배관, 필터, 히터(옵션), 식물 재배용 전등(실내), 물고기 와 식물
5. 아쿠아포닉스 시스템 디자인 (식물 재배지 종류)
▶ Media Grow Bed(메디아 그로우 베드 : 돌이나 펄라이트 등 메디아를 이용한 재배지)
▶ Rafting System(레프팅 시스템 : 물에 띄워 재배하는 방법)
▶ Growing Power System(그로잉 파워 시스템 : 여러층으로 올려 층층이 재배하는 방법)
▶ NFT (Nutrient Film Technique)(엔에프티 : 뿌리 전체가 물에 잠기지 않고 재배하는방법)
▶ Tower(타워 : 수직관으로 재배하는 방법)
▶ VertiGrow(버티그로 : 수직관으로 재배하는 또 다른 유형)
6. 식물 재배지 종류별 특성
◈ Media Grow Bed 종류
▶ Gravel(작은 돌)
▶ Hydroton(하이드로톤)
▶ Lavel Rock(화산석)
▶ Packing foam(스티로폼)
▶ Sponge(스폰지)
▶ Perlite(퍼라이트)
▶ Vemiculite(버미큘라이트)
- 장단점
▶ 장점
- 소규모 취미 생활에 적합하다.
- 쉽게 구할 수 있고 만들기 쉽다.
- 여러 종류의 식물을 한 곳에서 기를 수 있다.
- 필요에 따라 크게 혹은 작게 만들 수 있다.
▶ 단점
- 혐기존이 생길 수 있다.
- 막힘 방지를 위해 주기적으로 청소해 주어야 한다.
◈ Rafting(레프팅) 시스템
▶ 스티로폼에 구멍을 뚫어 식물을 넣고 물에 띄워 재배하는 방식
▶ 미국의 버진 아일랜드 대학에서 처음 개발됨
- 장단점
▶ 장점
- 상업적 규모에 적합하다.
- 식물과 물고기에서 많은 수확이 가능하다.
√ 작은 규모 –물고기 50kg, 상추 900개 생산
√ 큰 규모 –물고기 3000kg, 상추 200,000 개 생산
- 대부분 실내 비닐하우스에서 생산.
▶ 단점
- 고형물을 걸러내는 필터가 필요하다.
- 주로 상추 등 열매 없는 잎채소 만 재배할 수 있다.
◈ Growing Power 시스템
▶ 긴 물고기 양식 탱크 위에 다 층의 식물 재배지를 설치한 유형의 시스템
- 장단점
▶ 장점
- 중소 규모에 적합하다.
- 여러가지 식물을 키울 수 있다.
- 다양한 영양분 공급을 위하여 퇴비를 추가할 수 있다.
- 제작이 비교적 쉽고 부품구하기가 용이하다.
▶ 단점
- 혐기화 될 수 있다.
- 퇴비를 사용할 경우 물이 검은 색으로 변하여 물고기를 볼 수 없다.
◈ NFT(엔에프티) 시스템
▶ 뿌리가 물에 일부만 잠긴 상태로 재배하는 방법으로 주로 PVC 배관을 이용하여 재배하는 방법이다.
- 장단점
▶ 장점
- 재료를 쉽게 구할 수 있다.
- 재배 조건을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.
- 재배 메디아에 의한 PH 변화를 걱정할 필요가 없다.
▶ 단점
- 고형물을 걸러내는 필터가 필요하다.
- 주로 상추 등 열매 없는 잎 채소 만 재배할 수 있다.
◈ Tower & Vertigro 시스템
▶ 수직관으로 재배하는 방법
7. 아쿠아포닉스에 적합한 물고기
아쿠아리움 물고기, 틸라피아, 엘로 퍼치(민물농어), 메기, 송어, 배스, 불루길, 붕어, 잉어, 민물새우
8. 각 물고기별 특성
◈ 틸라피아
▶ 아쿠아포닉스에 가장 흔하게 사용되는 물고기
▶ 중온성 :적정 온도 (23 ~26°C)
▶ PH 변화, 온도 변화, 암모니아 독성에 강하고 낮은
산소농도에서도 비교적 잘 견딘다.
▶ 잡식성 – 펠렛사료, Duck weed(개구리풀), 채소 등 섭취
▶ 성장 기간 : 6~9 개월
◈ 옐로퍼지
▶ 순환시스템에 적절
▶ 냉온성 : 적정온도 (20 ~23°C)
▶ 낮은 산소농도에 잘 견디고 PH변화에 민감하지 않음
▶ 일반 펠렛 사료와 채소 섭취
▶ 성장기간 : 약 9개월
◈ 메기, 배스, 블루길
▶ 호지나 순환 시스템에 모두 적절
▶ 열대성 :적정 온도 (27°C)
▶ PH 변화, 온도 변화, 수질 변화에 민감한 편이다.
▶ 잡식성 – 펠렛사료
▶ 성장 기간 :
- 메기 : 5~10 개월
- 배스 : 15~18 개월
- 불루길: 12~16 개월
◈ 송어
▶ 유기관리가 힘들다
▶ 한냉성: 적정온도 (18~20 °C)
▶ 작은 물고기를 먹을 수 있다.
▶ 높은 산소농도 필요
▶ PH 변환와 수질에 민감
▶ 펠렛 사료 섭취
▶ 성장기간 : 12~16 개월
◈ 비단잉어, 잉어, 붕어
▶ 대표적인 호지 물고기
▶ 적정온도: 18~24 C
▶ 잡식성 : 플레이크, 펠렛, 벌레, 수초
▶ 기호용 물고기
9. 물고기 관리
▶ PH – 대부분의 물고기는 PH 6~8 가 적정
▶ 암모니아(NH3)와 아질산(NO2)은 독성이다.
▶ 질산(NO3)은 비교적 물고기에 안전하다.(식물에 좋음)
▶ 물고기는 산소가 필요하다. (산소가 없으면 30분 이내 사망)
( 전원공급 차단시 대비 예비전원(밧데리) 가동 블로워 예비)
▶ 갑작스런 온도 변화를 피한다.
▶ 물고기는 빛에 민감하므로 가능하면 빛 차단
▶ 사료 투입 – 하루에 2~3회
▶ 사료 투입량 – 물고기 중량의 1.5~2.0 %
▶ 사료투입 후 5~10분 안에 모두 섭취할 수 있는 양 만큼 투입
▶ 물고기는 너무 춥거나, 너무 덥거나 스트레스 받으면 먹지 않음
▶ 수질을 주기적으로 검사하고 필요시 일부 환수
▶ 자주 물고기의 활동성을 관찰한다.
▶ 어떤 물고기는 당신을 알아보고 친근하게 다가온다
▶ 물고기를 기쁘게 해야 한다.
10. 박테리아
▶ 물고기 배설물의 50%은 암모니아(NH3) 이다.
▶ 박테리아가 물고기 배설물, 사료찌꺼기를 분해한다.
▶ 니트로소모나스 박테리아가 암모니아(NH3)를 아질산(NO2)으로 변화시킨다.
▶ 아질산(NO2) 은 물고기에 독성이다.
▶ 니트로박터 박테리아가 아질산(NO2)를 질산(NO3)로 변화 시킨다.
▶ 질산(NO3) 은 식물에 가장 기본이 되는 영양제이다.
11. 질산화 사이클
▶ 약 10일간 암모니아가 상승한다.
▶ 그 후 약 10일간 아질산이 상승하고 암모니아가 감소한다.
▶ 그 후 약 10일간 질산이 상승하고 아질산이 감소한다.
▶ 안정화 될 때 까지 약 30일정도 소요된다.
12. 박테리아 관리
▶ 적정 PH 7~8
▶ 적정온도 : 22~25 C
▶ 살균 살충제, 염소, 세정제 등 독성 화학약품 유입 금지
▶ 물고기 입식 전 시작한다. (물 만들기 2주)
▶ 질산화 미생물(니트로소모나스, 니트로박터) 투입: Aquaponics-ST 미생물제
▶ 미생물 영양제 투입 : Aquaponics-CT
▶ 미생물 미넬랄제 투입 : Aquaponics –BS
13. 재배 가능 식물
▶ 채소류 : 상추, 콩, 호박, 이태리 호박, 브로컬리, 고추, 오이, 시금치 등
▶ 과일 : 수박, 멜론, 토마토, 딸기
▶ 허브 : 베이즐, 타임, 실란트로, 세이지, 레몬그라스, 휘트그라스, 오레가노, 파슬리 등
▶ 꽃 : 대부분 가능
14. 물고기 탱크와 재배 배지 계산
▶ 식물 재배 배지: 물고기 탱크 비율 = 2:1 (3:1 혹은 1:1도 가능)
▶ 식물 재배 재지의 깊이 : 30 cm
▶ 물고기 입식밀도 : 30~60kg/m3
▶ 물고기 입식밀도는 수확할 때 무게를 기준으로 한다.
▶ 예를 들어 수확시 틸라피아의 무게가 0.68kg 이고, 탱크 사이즈가 1m3 이라면
- 탱크 사이즈 : 1m3
- 입식밀도 30kg/m3
- 전체 물고기 무게 : 30kg
- 물고기 개체수= 30kg/0.68kg = 44마리
- 시운전시 입식 개체수(20%) = 9마리
√ 가능하면 4~6주 마다 20%씩 입식 시키는 것이 좋다.
√ 처음 시작할 때는 식물이 어리기 때문에 비료성분이 많이 필요치 않고 물을 충분히 정화시킬 수 없다.
15. 펌프 및 블로워 선정
▶ 펌프는 적어도 한 시간에 한번씩 물고기 탱크의 물을 갈 수 있는 양이 되어야 한다. 즉 정해진 양정에서 체류시간 1시간의 물을 회전 시킬 수 있는 용량으로 선정한다.
▶ 만일 펌프가 한시간에 15분만 가동하도록 타임머 설정이 되어 있는 경우에는 15분안에 전체 물량을 펌핑 할 수 있는 용량으로 선정하여야 한다.
▶ 블로워는 30LPM/M3를 기준으로 선정한다.
▶ 산소 전달을 효율적으로 할 수 있는 산기장치 등을 연결한다.
16. 유지관리
▶ 매일 물고기에 사료를 주고 건강상태를 살핀다.
▶ 수질 분석 (첫 한달간은 2일에 한번씩 온도, pH, 암모니아 농도 등을 분석하고, 그 다음에는 한달에 한번씩 분석한다.)
▶ 필터, 스크린, 메디아 등 청소가 필요한 부분을 점검하고 청소한다.
▶ 식물의 상태를 관찰하고, 손질하고, 가지치고, 수확한다.
▶ 식물의 영양상태, 병의 유무 등을 관찰하고 조치한다.
▶ 식물 재배 메디아를 채울 때는 먼저 물로 깨끗이 세척한 후 설치해야 한다. – 그렇지 않으면 먼지로 인해 물이 뿌옇게 된다.
▶ 사용하고자 하는 메디아의 PH를 확인한다.
▶ 수돗물의 염소 성분을 제거하기 위해 비타민 C를 투입하고 에어레이션을 해준다.
▶ 메디아의 고형물 분해를 위해 지렁이를 사용할 수 도 있다.
▶ 살균, 살충제, 세정제, 암모니아 함유 비료 등을 사용하지 않도록 한다.
▶ 물고기 탱크에 직사 광선이 들어가지 않도록 뚜껑을 덮는 것이 좋다.
▶ 전기 공급이 중단되는 상황에 대처할 수 있는 Back up 시스템을 갖추는 것이 좋다.