C/N 비율과 탄수화물 (당밀) 공급량

<암모니아를 측정하는 측정키트> 

유기탄소(C)

 유기물에 포함되어 있는 모든 탄소. 즉 사료, 모든 식물성 재료(곡류, 대두박, 밀가루, 미강 등)에 포함되어 있는 탄소를 말한다. 이러한 유기물에는 유기탄소가 거의 절반을 차지한다. 당밀을 자주 언급하는 것은 다른 재료보다 양식장에서 사용이 편리하고 저렴하기 때문이다. 반면 무기탄소는 유기물 형태가 아닌 탄소로서, 해수 중에는 CO2, HCO3- CO3-2등의 상태로 존재한다.

질소(N)

단백질의 주요 성분으로, 약 15.5%가 N 성분이다. 양식에서 문제가 되는 질소성분은 암모니아와 아질산염으로 타가영양세균은 이러한 질소를 에너지원으로 이용하면서 제거한다.

 

C/N 비의 계산법

배합사료의 C/N ratio를 알기 위해서는 다음의 기본 정보가 필요하다.

 (1) C양은 사료의 약 50% 이므로 사료 1kg 중에는 C가 500g 포함돼 있다(거의 모든 사료가 마찬가지임)

 (2) N양은 단백질의 양의 15.5%이므로 , CP 40%의 사료의 1kg의 경우, N은 1kg × 0.4 × 0.155=62g이다.

 CP 40의 배합사료 1kg의 C/N 비는 다음과 같다.

 - C = 1kg × 0.5 = 500g

 - N = 1kg × 0.4 × 0.155 = 62g

 - C/N = 500 / 62 = 8.06

 

 CP30 배합사료 5kg 과 4.5kg의 탄수화물을 공급할 경우 C/N 은

 - C = (5kg +4.5kg) × 0.5 = 4.75 kg

 - N = 5kg × 0.3 × 0.155 = 0.233kg

 - C/N = 4.75 / 0.233 = 20.4

적정 C/N 비율

 타가영양상태를 위해서는 15이상이 요구된다. 이론적으로 유기탄소(C)의 양이 많을수록 암모니아(N)는 무한적으로 제거된다. 일반적으로 배합사료에 포함된 탄소는 C/N이 15에 미치지 못하기 때문에 추가적으로 C가 많은 당밀을 공급하는 것이다. 표에서 보는 바와 같이 새우사료 CP(조단백 함량) 35%의 경우, C/N은 9.2이기 때문에 탄수화물이나 당밀을 추가 공급하여 C/N의 비율을 15이상 높이면 바이오플락 형성이 빨라진다. 그러나 CP 20%인 사료를 사용하면 추가적인 당밀공급이 필요 없다. 따라서 외국의 양식장에서는 단백질함량이 20-25%로 매우 낮은 사료를 자체 제조하여 사용하기도 한다.

사료의 CP 함량 - C/N 비

           15%   -    21.5

           20%   -    16.1

           25%   -    12.9

           30%   -    10.8 

           35%   -     9.20

           40%   -     8.10

 

당밀의 공급량

 양식장에서 정확한 C/N비율을 계산하여 당밀을 공급하는 것은 쉽지 않다. 일반적으로 1kg NH4를 제거시키려면 탄수화물 20kg이 필요하다. 양식현장에서는 암모니아가 몇 ppm일 때 당밀을 몇 kg 공급해야 하는지의 질문을 많이 한다. 그러나 여기에는 정확한 답이 없다.왜냐하면, 각각의 수조 환경에 따라서 영양상태(즉, 자가영양과 타가영양)의 균형이 다를 뿐만 아니라 각 양식장의 양식밀도, 사료의 단백질 함량 등도 다르기 때문에 일정한 법칙을 적용하기가 불가능하다.

 이론적으로 완전하게 타가영양과정을 통하여 암모니아를 제거하기 위해서는 상당량의 유기탄소가 필요한데, 예를 들어 CP 32%의 사료 1kg을 공급하는 양식장의 경우 추가적으로 공급해야할 탄수화물의 양은 사료량의 절반 정도이다. 60-70%가 필요하다. 그러나 수조 내에서 암모니아는 다른 경로를 통해서도 분해되기 때문에 이 만큼의 당밀이 필요하지는 않는다. 실제로 이 만큼의 당밀을 공급한다면 수조는 거의 당밀액이 될 것이다.

 축제식의 양식장의 경우는 더욱 차이가 난다. 축제식에서는 식물플랑크톤과 저질의 자가영양세균에 의해서 암모니아의 상당량이 제거되기 때문에 수조식에 비해서 보다 적은 양의 탄수화물이 필요하다. 따라서 당밀이나 탄수화물의 공급량 결정은 몇 번의 경험적인 시도를 통해서 자신의 양식 환경에 맞는 비율을 만드는 것이 바람직하다.

 예를 들어 설명해보자. CP 32% 새우사료 1kg을 공급한 경우, C/N 15를 맞추기 위해서 필요한 당밀의 양을 계산해 보도록 하자.

 - 사료 1kg에 포함된 C = 1,000g × 0.5 =500g

 - 사료 1kg에 포함된 N = 1,000g × 0.32 × 0.155 = 49.6g

 - C/N 15를 만들기 위해서는 49.6g × 15(C/N) = 744g의 C가 필요하므로, 추가적으로 244g의 C가 있어야 한다.

 - 당밀(수분 30% 제품 경우)의 탕소함량은 0.7(당밀의 탄수화물 함량) x 0.5 (탄수화물 중의 C함량) = 0.35이므로

 - 실제 필요한 당밀의 양은, 244g / 0.35 = 697g 이 된다.

 앞서 설명한 바와 같이, 암모니아는 다른 경로를 통해서도 제거되기 때문에 당밀의 공급량은 자신의 양식현장 상황에 따라서 조정해야만 한다. 그러나 기본적으로 암모니아가 증가하기 시작하면 현재 공급하는 사료양의 50%정도의 당밀을 공급하면서 암모니아 농도의 변화에 따라서 증감을 조절해 나가는 것이 바람직하다.

※ 당밀은 완전히 녹여서 사용 하여야 하며 한 번에 많은 양을 공급하게 되면 일시에 산소가 저하되어 문제가 될 수 있으므로 수온이 25도 이상일 때 24시간 투여 될 수 있는 장치를 만들면 된다.

 여러 개의 호지에 먼 거리 일 경우 펌프를 이용하여 여러 개의 분배장치를 만들어 24시간 지속 공급 할 수도 있다. 호지가 적을 경우 0.5톤 정도의 용기에 당밀과 물을 1:5로 희석하여 24시간 공급하는 밸브를 장치하여 흐르게 할 수도 있다.

 자료제공: 국립수산과학원 서해수산연구소