본 연구는 식물공장에서 아쿠아포닉스와 수경재배에서 재배된 딸기의 무기양분 흡수율, 생육, 수량을 비 교하고자 수행되었다. 양어는 비단잉어(Cyprinus carpio) 12마리를 수조(W 0.7m × L 1.5m × H 0.45m, 472.5L)에 367.5L 물을 채운 후 입식하였고 5.44kg·m-3 밀도로 사육하였다. 딸기 모종 30개체는 펄라이트를 채운 포트에 정식 하여 아쿠아포닉스 시스템 베드(W 0.7m × L 1.5m × H 0.22m)에 장착하였고, 모종 30개체는 네트포트에 정식한 후 담액수경(DFT)시스템 베드(W 0.7m × L 1.5m × H 0.22m)의 아크릴판(140 cm × 60 cm, Ø80 mm)에 장착하였다. 재 배기간 동안 아쿠아포닉스 수조액의 pH와 EC는 각각 4.3－6.9, 0.32－1.14dS·m-1 수준이었고, 수경재배는 각각 5.1 －7.5, 1.0－1.8dS·m-1이었다. 아쿠아포닉스 수조액의 NO3-N와 NH4-N 농도는 수경재배보다 각각 약 3.6, 2.2 me·L-1 높았다. P, Ca, Mg, S 농도는 수경재배보다 각각 약 0.76, 3.1, 0.8, 0.9me·L-1 높았으며, K와 Fe는 각각 약 0.8me·L-1, 0.5mg·L-1 낮았다. 딸기 잎의 무기이온 함량은 두 재배 처리 간 유의차가 없었으며 엽내 K 함량은 적정 범위를 보였 다. 정식 후 58과 98일 사이에 아쿠아포닉스에서 재배된 딸기의 T-N와 P 흡수율은 수경재배보다 각각 1.5, 1.9배 높 았고 K 흡수율은 유의차가 없었다. 개체당 과실수는 아쿠아포닉스에서 수경재배보다 유의하게 많았으며, 상품과 생체중, 건물중, 과실의 과장과 과폭은 수경재배에서 아쿠아포닉스보다 높았다. 결과를 종합하면, 아쿠아포닉스에 서는 수조액의 물고기 배설물과 먹이 잔여물에 의한 고체 입자의 비료성분을 지속적으로 가용하여 활용한다는 것 을 알 수 있다.

Herbicide-resistant transgenic rapeseed (TG rapeseed) was developed by inserting phosphinothricin acetyltransferase (PAT, bar), a modified gene from the soil bacterium Streptomyces hygroscopicus, into the genome of a conventional variety of rapeseed (Youngsan). The TG rapeseed used for the test was confirmed to express the PAT gene by polymerase chain reaction (PCR) and immunostrip. Feeding tests were conducted with Cyprinus carpio to evaluate the environmental risk of TG rapeseed, including the herbicide resistant gene. C. carpio was fed 100% ground rape suspension, TG rapeseed, or non-genetically modified (GM) counterpart rapeseed (Youngsan). As a result, the feeding test showed no significant differences in the cumulative immobility or abnormal response between C. carpio samples fed on TG rapeseed and non-GM counterpart rapeseed. The 48 h-LC50 values of the TG rapeseed and the non-GM counterpart rapeseed were 3,376 mg/L (95 % confidence limits: 3,169 - 3,596 mg/L) and 2,682 mg/L (95 % confidence limits: 2,267 – 3,123 mg/L), respectively. The rape NOEC (no observed effect concentration) value for C. carpio was suggested to be 625 mg/L. Based on these results, there was no significant difference in the toxicity for non-target organisms (C. carpio) between the TG rapeseed and non- GM counterparts.

수인성 질산 노출에 대한 향어의 독성 영향을 확인하기 위해 96시간 동안 0, 4, 20, 100, 500 및 2,500 mg NO3 -/L의 수인성 질산에 노출을 실시하였다. 질산 96시간 급성 노출에 의한 향 어의 반수치사농도(LC50)는 1,433.54 mg NO3 -/L로 나타났다. 혈액학적 성상을 통해 수인성 질 산 노출이 향어에게 미치는 생리학적 변화를 평가하였으며, RBC count는 유의적인 감소를 나 타내었다(p < 0.05). 혈장 무기성분을 통해 수인성 질산 노출에 따른 향어의 이온 조절 능력 변화를 평가하였으며, 혈장 무기성분에서 calcium과 magnesium은 유의적으로 감소하였다(p < 0.05). 혈장 유기성분을 통해 수인성 질산 노출로 인한 향어의 건강도와 스트레스 상태를 평 가하였으며, 혈장 유기성분인 glucose는 유의적인 증가를 나타내었다(p < 0.05). 혈장 효소성분 을 통해 수인성 질산 노출로 인한 간 손상도 및 효소 활성의 변화를 평가하였으며, 혈장 효소 성분인 AST, ALT 및 ALP는 높은 수준의 수인성 질산 노출에서 유의적으로 감소하였다(p < 0.05). 본 연구의 결과는 C. carpio nudus에 대한 수인성 질산 노출이 생존율, 혈액학적 성상 및 혈장성분에 독성으로 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

This study was aimed to determine the effects of grow media on the mineral contents of the leaves and growth characteristics of strawberry grown under aquaponics system in a plant factory. For aquaculture, 12 fish (Cyprinus carpio) (total weight, 2.0 kg) were raised in an aquaponics tank (W 0.7 m × L 1.5 m × H 0.45 m, 472.5 L) filled with 367.5 L of water at a density of 5.44 kg·m-3 and total 34 of strawberry seedlings were transplanted in the pots filed with 200 g of orchid stone, hydroball or polyurethane sponge in the growing bed (W 0.7 m × L 1.5 m × H 0.22 m) laid out with holly acrylic sheet (140×60 mm, Ø80) on the top of the system. The pH and EC of the aquaponic solution was ranged from 7.6 to 4.9 and 0.24－0.91 dS·m-1, respectively. The concentration of NO3-N was about 28% lower than that of the hydroponic standard solution, and K, Fe and B were 10, 27 and 3.8 times lower, respectively; however, the mineral contents of strawberry leaves were in the appropriate ranges with lower contents in the leaves grown with sponge media. The organic content (OM), nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) of the sludge were 61.5, 5.72, 8.92, and 0.24%, respectively. The leaf area, leaf number, and dry and fresh weights of shoot at 81 DAT were significantly higher in the hydroball, and the average number of fruits per plant was significantly higher in both the orchid stone and hydroball. There was no significant difference in the fresh and dry weights of fruits. Integrated all the results suggest that the orchid stone and hydroball media are more effective to utilize nutrients in solid particles of aquaponic solution, compared to the polyurethane sponge.

잉어, Cyprinus carpio를 대상으로 고수온 스트레스 발생 시 코티졸 호르몬 변화 및 누적 사망 률을 조사하였다. 수온 변화에 따른 20℃, 24℃ 및 28℃ 실험군의 코티졸 변화는 수온 변화 후 6시간에 코티졸 함량이 증가하다가 24시간 이후부터 감소하여 20℃ 및 24℃ 실험군은 실험 전 의 코티졸 함량에 가까운 수치로 감소하였다. 48시간의 28℃ 실험군 코티졸 함량은 실험 전의 코티졸 함량보다 높았으나 24시간의 코티졸 함량보다는 유의한 차이를 보이며 감소하였다. 반면, 32℃ 실험군은 수온 변화 후 6시간부터 코티졸 함량이 증가하여 24시간에 코티졸 함량 이 최대치로 증가하였으며 48시간까지 코티졸 함량이 감소하지 않고 유지되는 경향이 나타났 다. 20℃, 24℃ 및 28℃ 실험군은 수온 변화 후 12시간까지 누적 사망률이 증가하다가 그 이 후부터 사망하는 개체가 발생하지 않았으나, 32℃ 실험군은 실험 종료 시(48시간)까지 지속적 으로 누적 사망률이 증가하는 경향이 나타났다. 본 연구로 도출된 결과를 이용하여 호르몬 분 석을 통해 특정지역의 폐사 위험 정도를 확인할 수 있는 방안으로 활용 가능할 것이다.

길초근 및 양강근정유를 유제 및 입제로 제형화한 후 이들의 급성어독성을 측정하였다. 잉어를 이용한 급성독성에 사용된 길초근 및 양강근 정유는 수증기증류법, 핵산을 이용한 용매추출법 및 초임계추출법을 이용하여 추출하였고 이들의 유제 및 입제의 급성어독성은 반수치사농도 (LC50)를 구하여 평가하였다. 길초근 및 양강근 원제 중 용매추출법으로 추출한 정유만이 어독성을 나타내었다. 길초근 및 양강근 추출법별 정유 이용한 유제의 급성어독성 평가한 결과 길초근의 경우 모든 추출법 대하여 독성을 나타내지 않은 반면에 양강근 정유는 추출법에 관계없이 모두 잉어에 대한 어독성이 관측되었다. 입제의 경우 길초근은 용매로 추출한 정유에서 독성이 나타났고, 양강근 정유의 경우 초임계추출법으로 추출한 정유 입제에서만 어독성이 관측되었다. 이러한 결과는 3급 어독성에 해당되는 것으로 환경 중 사용에는 문제가 없다고 사료된다. 살충효과가 뛰어난 양강근 정유의 경우 수증기증류법 및 초임계추출법으로 추출한 정유의 10 mg L-1 수준에서 노출된 잉어의 분자적 반응을 확인하여 cytochrome P450 1A 효소 및 glutathione S-transferase의 발현이 급격히 증가하였음을 확인하였고 이들은 수계환경 중 양강근 정유의 동태를 관찰하는 바이오마커로서 사용 가능하다고 사료된다.

Essential oils (EOs) extracted from plants possess various biological activities and have been considered as natural insecticides due to their potent insecticidal activities. In regard to develop natural insecticides, EOs are formulated as an emulsifiable concentrate and their acute toxicity against to fishes were determined in a static condition using Cyprinus carpio. Coriander EO was used as an active ingredient mixed with ethanol for solvent and various surface active agents. The tested EOs were obtained from a commercial market, and three different extractions were also undertaken to produce EO using steam distillation, solvent extraction, and supercritical fluid extraction. Among the emulsifiable concentrate including a commercial coriander EO, surface active agents such as Tween 80, sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), and mixture of SDBS and Nonidet showed acute toxicity to the fish. With the three different EO extraction, coriander EO obtained from supercritical fluids with Triton X-100 exhibited acute toxicity to C. carpio. Taken together, Tetgitol and Nondet are considered as surface active agents for the emulsifiable formulation of coriander EO.

농업환경의 급속한 변화에 의한 농업생명공학과 GM작물의증가는 인간의 건강과 자연환경에 대한 깊은 관심을 초래하였고, 이에 대한 환경위험 여부를 확인하기 위해 GM작물의 안전성 평가가 필수 요소가 되었다. 이에 본 연구는 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼의 잉어(Carp, Cyprinus carpio)와 미꾸리(Loach, Misgurnus anguillicaudatus)에 대한 급성독성시험을 평가한 결과 48시간과 96시간의 LC50은 1,000 mg/L이상으로 분석되었다. 48시간과 96시간의 무영향농도는 1,000 mg/L이었다. 잉어와 미꾸리의 급성독성 시험기간 중 가뭄저항성(Agb0103)벼와 일미벼 간의 체중, 전장, 수온, DO 및 pH에대한 유의적인 차이는 없었다.

본 연구에서는 부유토사로 인한 탁도 증가가 어류에게 미치는 영향에 대해 실험실 모의실험을 수행하였다. 국내 강 또는 호소에서 출현 비율이 높은 붕어, 잉어, 송사리를 대상으로 수정란 부화율 평가를 수행한 결과 붕어, 잉어는 4,040 NTU 수준까지 수정란 부화에 미치는 영향이 없었지만, 송사리는 254 NTU 이상의 구간에서 부화율이 저해되는 영향을 보였다. 붕어, 잉어, 송사리 치어의 4일간 노출 결과 생존에 미치는 영향은 없었다. 반면 성장률 결과에서 잉어와 붕어는 7일, 14일, 21일 모두 143 NTU 구간부터 성장저해 영향을 보였다. 송사리는 14일 노출 시 254 NTU, 21일간 노출 시 501 NTU 구간부터 성장저해 영향을 보였다. 따라서 강 또는 호소에서 143 NTU 이상의 탁도가 발생할 경우 붕어, 잉어의 성장을 저해시킬 수 있고, 250 NTU 이상의 탁도는 송사리와 같이 민감 어종의 부화율이 저해될 수 있을 것으로 사료된다.

비타민A 강화벼와 ‘낙동’의 미꾸리(Misgurnus anguillicaudatus)와 잉어(Cyprinus carpio)에 대한 급성독성시험을 실시한 결과48시간 및 96시간-LC50은 1,000mg/L이상으로 나타났다. 48시간 및 96시간 무영향농도(NOEC)는 1,000mg/L이었다. 급성독성 시험기간 중 비타민A 강화벼와 낙동벼간의 pH, DO, 수온,체중 및 전장에 대한 유의적인 결과는 나타나지 않았다.