해삼(Apostichopus japonicus)은 주로 한국 전 연안, 중국 발해만, 일본 그리고 러시아의 태평양연안에서 한대 해역까지 북동 태평양전역에 이르고 있으며 한국과 중국 그리고 일본에서 중요한 수산양식생물이다(Slater and Carton, 2007; Paltzat et al., 2008). 해삼은 예로부터 바다의 인삼으로 불리어지고 있으며, 최근 소비가 확대되면서 중국을 중심으로 새로운 양식 대상종으로 각광 받고 있다(Sloan, 1984; Sun et al., 1991). 전 세계적으로 해삼의 90%를 소비하는 중국의 경제성장 발전에 힘입어 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있다(FAO, 2010). 해삼의 최적수온은 10-18℃로 알려져 있으며(Li et al., 2002; Dong et al., 2006), 수온이 낮은 겨울철에는 동면을 하고, 수온이 25℃ 이상 되는 시기에는 대사활동을 최소화시켜 성장을 멈추거나, 소화관이 퇴화되어 하면을 하는 것으로 알려져 있다(Liu et al., 1996; Yang et al., 2006; Ji et al., 2008). 해삼의 이런 생태적인 특성 때문에 사계절이 뚜렷한 우리나라의 자연환경에서는 해삼의 성장기간이 짧아 해삼 양성이 불리하며(Han et al, 2011), 남해안과 동해안의 경우 축제식 양식 적지가 거의 없기 때문에 해삼양식을 하기 위한 지리적 여건도 매우 불리하다. 또한 6월에서 8월까지는 해삼의 산란기에 해당하므로 자원보존을 목적으로 금어기가 설정되어 해삼 채취를 전면 금지하고 있다. 이와 같이 겨울철 동면과 여름철 하면으로 인하여 성장 기간이 연중 130-150일 정도 밖에 되지 않을 뿐 아니라 금어기로 인하여 해삼 생산은 연중 이루어지지 못하고 있다. 최근 해삼 양식산업의 발전 추세는 사료를 급여하는 방식으로 진행되고 있으며(Xia et al., 2012), 해삼의 생태환경과 사육밀도 그리고 사료영양 등에 관한 연구가 이루어지고 있지만(Yang et al., 2005; Dong et al., 2008; Seo et al., 2009; Choi et al., 2013), 해삼의 섭이생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. Han et al. (2011)의 연구에서는 육상순환시스템에서 해삼을 사육할 경우 노지바닥양식에 비하여 성장속도가 느리다고 하였다. 이러한 성장차이의 원인에 대해서는 해삼의 섭이생태에 대한 차이로 추정된다는 가설은 있지만 명확한 연구결과들은 전무하다. 이에 본 연구에서는 노지양식장에서 무급이양식방법을 통한 이차원적인 바닥양식과 입체적공간을 활용한 채롱양식을 통해서 해삼의 섭이생태에 따른 성장을 확인하고자 하였다.

실험은 국내에서 노지양식방법으로 해삼을 양식하는 곳이 없었기 때문에 노지양식이 일반화되어 있는 중국 산둥성 해삼양식장에서 실시하였다. 중국 현지 양식장은 Fig. 1에 나타낸바와 같이 위도: 37°29'10.50"N, 경도: 118°51'49.14"E 로 중국 산둥성 동영시 하이홍 그룹의 해삼 양식장에서 실험하였다.

[Fig. 1.] Graphical location of the experiment and scene of the experimental site and the vicinity.

취수시설은 조석간만의 차이에 의하여 육지로 유입되는 해수를 해수 펌프를 사용하여 침전조에 이송하여 부유 현탁물을 침전시킨 후, 해수로를 이용하여 각 양식장에 공급하였다. Fig. 2에 나타낸 바와 같이 노지양식장의 면적은 22,500 m² (150 m×150 m)이고, 표층에는 150 m 길이 로프(연승) 3줄을 설치하여, 로프당 2.4 m간격으로 62개씩 설치하여 총 186개의 채롱을 사용하였다. 채롱은 길이 60 cm, 지름 40 cm인 5단으로 별도로 제작하여 사용하였으며 바닥양식을 위한 저층은 노지상태로 하였다.

[Fig. 2.] Sea cucumber Apostichopus japonicus breeding pond (bottom culture) and lantern net culture.

실험에 사용한 해삼은 중국 산둥성 동영시 소재 해삼종묘배양장에서 생산한 것으로 노지바닥양식에는 체중 3.06±0.26 g의 해삼 15,000마리를노지양식장바닥에투여하였다. 채롱양식에는 채롱의 구멍을 통해서 빠져나갈 수 없는 크기인 25.60±3.10 g의 해삼을 사용하여 채롱 1개당 15마리씩 총 2,790마리를 수용하였다.

성장은 1회/월 측정하였으며, 노지양식장 바닥의 해삼은 잠수부를 이용하여 150마리씩 무작위로 subsampling하였으며, 채롱양식은 무작위로 10개의 채롱을 선택하여 측정하였다. 먹이는 무급여 방식으로 노지양식장 환경에서 자연적으로 발생하는 먹이로 한정하였다. 사육수온은 자연 수온으로 소형의 수차와 에어레이션 공급장치를 이용하여 수류를 발생시켜 온도성층을 방지하였다. 바닥양식 환경과 채롱양식 환경이라는 조건 외에는 환경 조건이 동일하였다.

수질은 수온, pH, DO, 염분농도를 측정하였으며, pH는 PH-20N (Istek Inc., Korea)을 사용하였고, DO는 YSI-58 (YSI, USA)을 사용하였으며, 염분농도는 EC Meter (CM-21P, Japan)을 사용하여 측정하였다. Chlorophyll 측정은 Niskin bottle로 채수 후 Strickland and Parsons Method (1968)로 보정된 field flurometer로 현장에서 측정하였다. 부유물질량(SS)은 1 L를 채수하여 0.8 µm pore size Glass fiber filter로 여과 후 상온에서 48시간 건조 후 filter 무게를 빼서 mg/L로 계산하였다.

실험의 통계처리는 각 실험구의 평균을 측정하여, SPSS 18.0 (SPSS, USA) 통계프로그램을 사용하여 t-test를 실시하여 검경하였으며, 유의성은 95%수준에서 검정하였다.

노지양식장에서의 바닥양식과 채롱양식 방법에 있어 해삼의 성장 결과는 Table 1과 Fig. 3에 나타낸 바와 같다. 바닥양식에서는 초기 3.06 g에서 시작하여 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 그리고 8개월간 사육 결과는 각각 3.10 g, 3.15 g, 3.52 g, 25.54 g, 56.41 g, 75.12 g, 97.65 g, 98.24 g 그리고 102.59 g으로 성장하였다. 성장단계별 증중율(Weight gain, %)은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 그리고 8개월간 각각 1.31%, 1.61%, 11.75%, 625.57%, 120.87%, 33.17%, 29.99%, 0.60% 그리고 4.42%였으며, 성장율(Specific growth rate, SGR)은 각각0.5640, 0.6949, 4.8232, 86.0678, 34.4135, 12.4399, 11.3917, 0.2616 그리고 1.8800였다. 그리고 채롱양식에서는 25.60 g에서 시작하여 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 그리고 8개월간 사육 결과는 각각 25.53 g, 26.12 g, 27.80 g, 28.03 g, 27.20 g, 27.40 g, 24.34 g, 23.11 g 그리고 21.50 g이었다(P<0.05). 성장단계별 증중율은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 그리고 8개월간 각각 −0.27%, 2.31%, 6.43%, 0.83%, −2.96%, 0.74%, −11.17%, −5.05% 그리고 −6.97%였으며, SGR은 각각 −0.1189, 0.9922, 2.7072, 0.3578, −1.3054, 0.3182, −5.1430, −2.2521그리고 −3.1361였다. 노지양식장에서 8개월간의 바닥양식과 채롱양식을 통해서 해삼 성장은 바닥양식을 통한 해삼의 성장은 초기3.06 g의 해삼이 102.59 g으로 성장하였으나(P<0.05), 채롱식양식방법을 통한 해삼성장은 초기25.60 g에서 8개월간 사육 후에는 21.50 g으로 성장이 감소하는 것으로 나타났다(P<0.05).

[Table 1.] Growth measurement of Apostichopus japonicas grown in bottom culture and lantern net culture

Growth measurement of Apostichopus japonicas grown in bottom culture and lantern net culture

[Fig. 3.] Average wet weight of sea cucumber Apostichopus japonicus during the experiment. BT cultutre, bottom culture; LN culture, lantern net.

노지양식장의 수온과 염분농도는 Fig. 4에 나타낸 바와 같이 실험기간 동안 월 평균수온은 1.8-28.0℃로 1월 평균 수온이 1.8℃로 가장 낮았으며(P<0.05), 8월 평균 수온이 28.0℃ 가장 높게 나타났다. 염분농도는 31.5-33.1 psu로 사육기간 동안 염분농도의 큰 변화는 없었다. 그리고 pH와 DO는 Fig. 4에 나타낸 바와 같이 pH는 8.15-8.36였으며, DO는 4.22-5.79 mg/L였다. 또한 SS와 클로로필-a함량은 Fig. 4에 나타낸 바와 같이 월 평균 SS는 10.6-19.8 mg/L였으며 1월에 10.6 mg/L로 가장 낮게 나타났으며(P<0.05), 8월에 19.8 mg/L로 가장 높게 나타났다(P<0.05). 클로로필-a함량은 3.1-8.1 mg/L로 였으며, 12월에 3.1 mg/L로 가장 낮게 나타났으며(P<0.05), 8월에 8.1 mg/L로 가장 높게 나타났다(P<0.05).

[Fig. 4.] Water quality fluctuations during the culture period. (A) Temperature (B) Salinity (C) pH (D) DO (E) SS (F) Chl-a.

노지양식장에서 인위적인 사료를 급여하지 않고, 자연생산력에 의해서 발생되는 먹이만으로 성장하는 무급이 양식방법으로 바닥양식과 채롱양식을 통하여 해삼의 섭이행태와 성장의 관계를 확인하였다. 그 결과 바닥양식을 통한 성장은 확인하였으나, 채롱양식을 통한 성장은 이루어지지 않았다. 사육기간 중에 바닥양식을 통한 해삼은 11월에서 2월 전까지 성장이 거의 이루어지지 않다가 2월 이후부터 6월까지 4개월 동안 급격한 성장을 하는 것으로 나타났다. 이는 겨울이 지나고 수온이 증가되기 시작하여 해삼이 성장에 적합한 수온과 자연발생먹이가 증가하였기 때문으로 사료된다. 하지만 바닥양식에서 해삼 성장은 이루어진 반면에 채롱양식에서 성장이 이루어지지 않은 것은 채롱내에서는 filter feeding 만으로 먹이를 섭취해야 하는데 먹이 섭취가 충분히 이루어지지 않아서 나타난 결과로 판단된다. 이번 실험을 통해 해삼은 filter feeding 만으로 성장은 기대할 수 없는 것으로 나타났으며 향후 인위적인 먹이를 공급방법에 있어서 부유성 형태로 공급하는 것은 적합하지 않다고 하겠다. 사육기간 동안 수질환경 중에 가장 큰 변화는 수온으로 하절기에 최고 32℃까지 상승하기도 하였으며, 동절기에는 최저 −2℃까지 하강하였다. 해삼의 성장은 수온과 매우 밀접한 관계가 있는데 봄철과 가을철에 성장이 가장 빠르다고 알려져 있으며, 여름철 22-24℃가 되면 성체의 체중이 거의 반으로 줄어들고, 수온이 2℃이하로 하강하는 겨울에는 성장율과 모든 생리작용이 현저히 둔화된다고 보고되고 있다(FAO, 2008). 그러나 이번 실험에서는 해삼이 25℃ 이상에서는 성장하기 힘들다는 일반적 인식과는 달리 32℃에서도 활발한 활동과 먹이 섭취를 하였고, −2℃에서도 생존하는 것을 확인하였다. 해삼의 최적 염분농도는 27-32 psu로 알려져 있으며(Li and Li, 2010), 이번 실험에서도 최적의 염분농도내에서 실험이 실시하였다. Ren et al. (2010)의 연구에서 노지양식에서 부유현탁물은 10-15 mg/L와 클로로필-a 함유량이 4-6 mg/L가 유지될 때 해삼 성장이 왕성하다고 보고되고 있으며, 이번 실험에서도 SS와 클로로필-a함량은 해삼 성장에 적합한 환경으로 판단된다. 이러한 야외 노지 양식장 환경은 해삼 성장에 적합한 기간은 봄과 가을철로 한정적으로 연중 성장이 불가능한 것으로 나타났다. 또한 노지양식장은 계절적으로 해삼 성장에 적합한 환경에서 바닥해삼 성장은 이루어진 반면에 채롱양식의 성장은 하지 않고 오히려 감소되었다. 이러한 노지양식장에서 바닥양식과 채롱양식에 따른 성장 차이는 해삼의 먹이 섭취 방식에 따른 차이로 filter feeding을 통한 해삼 성장은 기대할 수 없으며 무급이 채롱양식방법을 통해서는 해삼양식이 불가한 것으로 사료된다.