농업과 사회 레포트 - 아쿠아포닉스의 원리에 대해 설명하시오.

I. 서론

작은 수조 위에 상추가 자라는 사진을 처음 봤을 때 가장 이상했던 점은 흙이 없다는 사실보다 물이 탁해지지 않는다는 점이었다. 물고기는 사료를 먹고 배설물을 내놓는데, 물을 계속 갈지 않는다면 수조는 금방 냄새가 나고 생물이 살기 어려워질 것 같았다. 그런데 아쿠아포닉스에서는 그 오염원이 식물을 키우는 자원이 된다. 물고기, 미생물, 식물이 같은 물을 공유하면서 한쪽의 배출물이 다른 쪽의 먹이가 되는 구조가 만들어지기 때문이다. 그래서 아쿠아포닉스를 이해할 때는 수경재배 장치와 양식 수조를 붙여 놓은 모습보다 물속 물질이 어떤 순서로 이동하는지 보는 편이 훨씬 중요하다. 장치의 핵심은 물의 재사용 자체가 아니라 생물학적 변환이 끊기지 않게 만드는 데 있다.

II. 본론

1) 물고기 수조에서 식물 뿌리까지 이어지는 물길

아쿠아포닉스의 출발점은 물고기 수조다. 사료를 먹은 물고기는 아가미와 배설을 거쳐 질소 성분을 물속으로 내보낸다. 먹고 남은 사료와 고형 배설물도 분해되면서 수질에 부담을 준다. 일반적인 순환여과식 양식에서도 이 물질을 처리하지 않으면 암모니아가 쌓여 물고기에게 해가 된다. 아쿠아포닉스는 수조에서 나온 물을 여과와 재배 구간으로 보내면서 같은 문제를 농작물의 영양 공급과 연결한다. 펌프가 물을 이동시키고, 배관은 수조와 여과부, 식물 재배부를 하나의 순환 고리로 묶는다. 물이 식물 뿌리를 지난 뒤 다시 수조로 돌아오므로 배수와 새 물 보충을 크게 줄일 수 있다. 다만 증발과 식물의 증산으로 빠져나간 물은 보충해야 하며, 순환한다고 해서 물이 영원히 그대로 남는 구조는 아니다.

수조에서 바로 식물 뿌리로 물을 보내기만 하면 시스템 안정이 어렵다. 눈에 드러나는 찌꺼기는 뿌리 틈을 막고 산소 이동을 방해할 수 있다. 그래서 침전이나 기계 여과로 큰 고형물을 걸러 내는 과정이 들어간다. 일부 고형물은 미생물에 의해 더 작은 형태로 분해되며 무기 영양소 공급에 기여한다. 이 과정이 지나치게 빨리 진행되거나 여과가 부족하면 용존산소가 떨어지고 뿌리 주변 환경도 나빠진다. 반대로 고형물을 지나치게 제거하면 식물이 이용할 수 있는 일부 양분까지 줄 수 있다. 운영자는 깨끗한 물만 만들려는 사람이 아니라 물고기 건강과 식물 생육 사이에서 적절한 유기물 흐름을 만드는 사람에 가깝다.

재배부에는 부상식 베드, 배지 재배, 얕은 수로 같은 여러 방식이 쓰인다. 방식은 달라도 식물 뿌리가 순환수에서 질소와 인, 칼륨을 비롯한 무기 성분을 흡수한다는 점은 같다. 흙이 맡던 저장과 완충 기능을 물과 배지, 미생물 군집이 나눠 맡는다. 잎채소는 생육 기간이 비교적 짧고 질소 요구가 뚜렷해 아쿠아포닉스에서 자주 재배된다. 물고기에게 준 사료가 시스템 전체 영양소의 큰 출발점이 된다는 사실도 중요하다. 사료 조성이 물고기 성장만 좌우하는 것이 아니라 식물이 받을 수 있는 무기 성분의 양에도 영향을 준다. 국내 연구에서 사료에 포함된 인산염 수준이나 단백질 수준을 바꾸었을 때 물속 질산성 질소와 인산염 농도, 물고기와 엽채류의 성장에 차이가 나타난 까닭도 같은 흐름으로 이해할 수 있다.

2) 질소가 독성 물질에서 식물 영양분으로 바뀌는 과정