• 생물환경조절학회지
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• 제31권1호
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• pp.67-76
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• 2022

본 연구는 식물공장형 아쿠아포닉 시스템(AP)에서 갯기름을 재배하여 수경재배 시스템(HP)에서 재배된 갯기름과 광합성 및 생육 특성을 비교하였다. AP 재배구는 367.5L의 사육조에 비단잉어 30마리로 10.6kg·m^-3 밀도로 사육하였으며 HP 재배구는 배양액을 EC 1.3dS·m^-1, pH 6.5로 조성하여 같은 재식 간격으로 갯기름을 정식하였다. 전 재배기간 동안 pH는 AP의 경우 7.1-4.0, HP는 7.4-4.0 수준을 보였다. AP 처리구의 pH는 NO₃-N의 증가에 따라 감소하기 시작하여 pH 5.5 이하는 15-67 DAT 기간동안 지속되었다. pH가 낮은 조건에서도 암모니아태 질소(NH₄-N)는 지속적 증가를 보였다. EC는 두 재배구에서 1.3-1.5dS·m^-1로 유지되었다. 수조액의 다량원소 농도는 K와 Mg을 제외하고 수경재배 양액 농도보다 높았다. 광합성 특성은 AP와 HP 처리간 유의차가 없었고 형광매개변수는 Fv/Fm, ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, DIo/RC는 처리간 차이가 없었으나 광계 II 광화학지수인 PI_ABS가 AP 재배구에서 HP에 비해 34DAT에는 30.4%, 74DAT에는 12.0% 낮았다. 정식 후 20일 간격으로 생육 특성을 측정한 결과 두 처리간 초장, 엽장, 엽폭, 엽수 SPAD는 유의적으로 차이가 없었으나 엽병 길이가 AP 재배구에서 HP에 비해 56% 길었고 지상부 및 지하부 상대생장율, 건물중이 유의차가 없었다. 다만, 엽면적율만 AP 재배구에서 HP에 비해 36.43% 높았다. 연구결과를 종합하여 볼 때, 적정 물고기 재배밀도와 pH 수준에서 갯기름 생육과 수량은 아쿠아포닉스와 수경재배 방식 간에 차이가 없는 것으로 보이고, 아쿠아포닉스는 농업 부산물의 자원순환으로 안전한 먹거리를 생산할 수 있는 지속가능한 농업기술로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권3호
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• pp.293-305
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• 2020

하이드로볼 배지경 아쿠아포닉스에서 상추의 엽과 수조내 무기이온 함량 변화를 구명하기 위하여 실험 1은 간이 NFT 시스템에 여과기를 장착한 후 물고기 12마리 사육한 처리구(F12)와 여과기 없이 하이드로볼 배지를 장착하고 물고기 12마리를 재배한 처리구(H12), 여과기를 장착하고 하이드로볼에 상추 모종 6주를 심고 물고기 12마리를 재배한 처리구(FHP12)와 여과기 없이 하이드로볼에 상추 6주를 심고 물고기 12마리를 재배한 처리구(HP12)로 설정하였고, 실험 2는 간이 NFT에 여과기를 장착하고 하이드로볼을 장착한 후 식물 없이 물고기 15마리 사육한 처리구(FH15)와 여과기를 장착하고 하이드로볼에 상추 6주를 심고 물고기 15마리를 사육한 처리구(FHP15)로 설정하였다. 실험 1, 2의 모든 처리구에서 재배 동안사육수 pH가 낮아졌고 pH와 EC는 식물 재배구에서 더 낮았다. 실험 2의 FHP15 처리구의 사육수 내 무기이온 농도를 수경재배의 양액농도와 비교하였을 때 NO₃-N과 P은 더 높았고 K는 16%, Ca은 49%, Mg은 82% 수준이었고 Fe는 불검출 수준이었다. FHP15 처리구에서 생산된 상추 생체중은 상품성 중량의 1/3(38g)수준이었다. 엽내 T-N과 P 함량은 적정수준에 근접하였고 K와 Fe 함량은 적정 미만이었으나 결핍증상은 없었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권2호
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• pp.122-131
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• 2023

본 연구는 식물공장형 아쿠아포닉스 시스템에서 배지 종류에 따른 딸기 잎의 무기이온 함량과 생육 특성을 관찰하고자 수행되었다. 양어는 비단잉어(Cyprinus carpio) 12마리(총어체중, 2.0kg)를 수조(W 0.7m × L 1.5m × H 0.45m, 472.5L)에 367.5L 물을 채운 후 입식하였고 5.44kg·m^-3 밀도로 사육하고 딸기 모종 34개체는 시스템 상단의 재배 베드(W 0.7m × L 1.5m × H 0.22m)에 구멍을 낸 아크릴판(140×60mm, Ø80)을 설치하고 난석, 하이드로볼 그리고 폴리우레탄 스폰지를 채운 네트포트에 정식하였다. 재배기간 동안 수조액의 pH는 4.9-7.6, EC는 0.24-0.91dS·m^-1 범위를 보였다. 수조액의 NO_3-N은 수경재배 표준 배양액보다 약28% 낮고 K, Fe, B은 각각10배, 27배, 3.8배 낮았으나 딸기 잎의 무기이온 함량은 적정 수준을 보였으며 스펀지 처리구에서 난석과 하이드로볼 처리구보다 낮았다. 수조액 슬러지의 유기물 함량(OM), 질소(N), 인(P), 칼륨(K)의 함량이 각각61.5, 5.72, 8.92, 0.24%였다. 정식 후 81DAT에 측정된 엽면적, 엽수, 지상부 생체중과 건물중은 하이드로볼 처리에서 유의적으로 높았고, 개체당평균 과실수는 난석과 하이드로볼에서 스펀지보다 유의적으로 많았지만 과실 생체중과 건물중은 처리별 유의차가 없었다. 본 연구의 결과를 종합해보면, 아쿠아포닉 시스템에서 난석이나 하이드로볼 배지는 폴리우레탄 스펀지보다 수조액의 슬러지 비료성분을 가용화하는 데 효율적인 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제54권4호
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• pp.418-425
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• 2021

The effects of an aquaponic system based on biofloc technology (BFT-AP) were analyzed for eel Anguilla japonica as aquaculture species and caipira Lactuca sativa as the cultivated crops. The rate of weight gain rate by the eels was 178% (BFT-AP 200 head) > 136% (BFT-AP 100 head) > 100% (BFT). The eel body weight in the BFT-AP (200 head) significantly increased when compared to the BFT only eel group (P<0.05). The weight of the upper layer of caipira was 91±8.5 g (200 head) > 90±8.9 g (100 head) > 48±8.3 g (Hydroponic crop, HP). The crop growth in all BFT-AP groups was higher than the control, the hydroponic group. The total ammonia nitrogen (TAN) and NO₂^--N concentrations decreased in the BFT-AP group when compared to the BFT group. It was possible to remove nitric acid from the aquaponics system and reuse it as eel rearing water. Although some nutrient concentrations were low in BFT when compared to HP, the nutrient concentration was sufficient for plant growth. The results show that BFT has the potentially to provide a sustainable aquaponic system.

• 한국수산과학회지
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• 제52권5호
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• pp.482-495
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• 2019

This study compared the productivity of fish and vegetables grown using the hybrid biofloc technology-aquaponics (HBFT-AP), a semi-recirculating aquaculture system (SRAS), and hydroponics (HP). For the study of fish productivity (HBFT-AP vs. SRAS), fish were provided feed containing 3.0% monobasic potassium phosphate (MKP) for 18 weeks. After the 18-week feeding trial, the average weight of the sampled population (n=100) was not significantly different (P>0.05), while hematocrit (PCV, %), hemoglobin (Hb, g/dL), and plasma K (mEq/L) were significantly different (P<0.05) between the two groups (HBFT-AP: 47.83%, 15.48 g/dL, and 1.39 mEq/L; SRAS 34.83%, 11.81 g/dL, and 2.48 mEq/L). Leaf vegetable productivity (HBFT-AP vs. HP) was compared in three experiments (EXP 1-3), and slower growth was observed in both groups in EXP 2, in which pH was maintained at 5.0 or less throughout the experiment. During the 18-week feeding trial, total ammonia nitrogen (TAN), $NO_3-N$, and $PO_4-P$ levels increased with time in the HBFT-AP system, while the concentration of $NO_2-N$ remained below 0.1 mg/L throughout the study.

• 한국수산과학회지
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• 제57권1호
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• pp.32-40
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• 2024

The aim of this research was to apply a method designed to derive the factors influencing total ammonia removal when operating an additional pretreatment system at Aquaponics. The Box-Behnken method, among response surface analysis methods was used to characterize and determine the optimal nitrification conditions when operating the pretreatment system. Among the mathematically and statistically calculated prediction equations, the total ammonia nitrogen concentration Y1 measured on day 8 was derived as Y₁=-195.8+2.23X₁+42.9X₂+47.5X₃+0.1856X₁²-1.380X₁X₂-1.770X₁X₃, and the time taken to reach the maximum total ammonia nitrogen concentration during the experiment period was derived as Y₂=271-5.04X₁+60.5X₂-64.8X₃+0.1654X₁²+6.54X₃²-0.600X₁X₃-9.00X₂X₃. The coefficients of determination of the regression models of Y₁ and Y₂ were 93.99% and 94.46%, respectively. The modified coefficients of determination were also high, at 89.48% and 88.91%, respectively. The prediction coefficients of determination of Y₁ and Y₂, were 70.68% and 62.11%, respectively, which was relatively lower than that of Y1, but still indicated a reliable prediction performance.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.49-55
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• 2024

본 논문은 물고기 양식 전문가의 먹이 배급을 모방하는 신경망 모델인 PredFeed Net을 제안한다. PredFeed Net은 기존의 먹이 배급 자동화 시스템과 달리, 전문가의 먹이 배급 패턴을 학습하는 방식으로 먹이 배급량을 예측한다. 이는 실제 수조에서 환경에 따른 먹이 배급 변수를 바꾸며 실험할 필요 없이, 기존의 환경 데이터와 먹이 배급 전문가의 먹이 배급 기록만으로 학습이 가능하다는 이점이 있다. 학습이 완료된 PredFeed Net은 현재 환경이나 어류의 상태를 통해 다음 먹이 배급량을 예측한다. 먹이 배급량 예측은 먹이 배급 자동화에 필요한 요소이며, 먹이 배급 자동화는 스마트 양식업이나 아쿠아포닉스 시스템 같은 최신 양식어업에 발전에 기여한다.

• 한국수산과학회지
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• 제53권4호
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• pp.606-619
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• 2020

This study investigated the effects of crude protein levels in diets containing monobasic potassium phosphate (MKP) on water quality and the growth of Japanese eels Anguilla japonica and leafy vegetables in a Hybrid BFT-Aquaponics (HBFT-AP) system. The first experiment (EXP1) was designed to verify the effects of the feed itself on leafy vegetable productivity using two diets (CP48 and CP30) with MKP and one commercial eel diet (COM58). The second experiment (EXP2) examined the effects of the three diets on productivity of the fish and leafy vegetables in the HBFT-AP for 6 weeks. After the 6 week feeding trial, the weight gain, feed efficiency, specific growth rate and protein efficiency ratio of fish fed COM58 and CP48 were higher than those of fish fed CP30 (P<0.05) and the growth of the four leafy vegetables was the highest with fish fed CP48. Water quality was measured six times per week using a portable water quality meter and reagent measurements and showed variance with time for TAN (0.01-0.09 mg/L), NO₂-N (0.010-0.064 mg/L), NO₃-N (5.52-27.15 mg/L), PO₄-P (2.03-5.32 mg/L) and pH (7.86-6.15).

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.408-417
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• 2023

This study aimed to investigate the effects of an aquaponics system utilizing catfish recirculating water on the growth and water quality in lettuce and chicory cultivation. After 60 d of catfish cultivation in the BFT-AP, the survival rate was 96.0% and average weight gain was 178.5 g. The WGR grew by 241.4% and the SGR was 3.0%. A comparison between lettuce and chicory cultivation using BFT-AP and hydroponics revealed significant increases in shoot height, leaf count per week, and biomass of the cultivated lettuce and chicory. The SPAD values also increased significantly by 15.4-43.3%. Water quality analysis of the BFT-AP systems and crop cultivation beds showed significant differences, except for K and Na. The average NO₃^- concentration in the sediment pond was significantly higher at 45.3±1.0. Comparison of water temperature, pH, EC, DO, and ORP in the BFT-AP system and crop cultivation beds revealed similar monthly water temperatures from July to September. The pH in the catfish culture pond was 0.3-1.2 lower than that in the crop cultivation beds, and the EC was approximately 0.01- 0.03 dS/m lower in the catfish culture pond than the crop cultivation beds. The monthly average ORP in the catfish culture bed steadily increased to 479.9 mV in October. Bacillus velezensis (AFB2-2) and Chlorella fusca (CF) were applied to the biological activation bed; the population density of CF showed a continuous increase, whereas that of AFB2-2 decreased after 15 d and gradually increased thereafter. Thus, the application of the recirculating aquaponics cultivation technology with catfish (BFT) enhances catfish cultivation and promotes the growth of lettuce and chicory. Therefore, it is considered suitable for the environment-friendly cultivation of lettuce and chicory.