Microalgae were tried to grow in flasks and laboratory-scale aquaria using carbon dioxide and ammonia excreted from fish as sole sources of carbon and nitrogen. Chlorella sp. and Spirogyra sp. were selected as representatives of microalgae, and Misgurnus sp., loach was used as a representative of fish. For the solid culture of the microalgae on agar slants or agar plates, large desicators were used as culture devices. In the lower part of the desicators, tap water was filled and in which loaches were grown, whereas, in the top part, the agar slants and agar plates were placed. For the liquid culture of the microalgae, a two-stage culture method using flasks was employed. In the flasks of the first-stage culture, loaches were grown, and the microalgae were grown in the second-stage flasks. The carbon dioxide liberated from the fish respiration and the ammonia from the fish excretion are first dissolved in the water and then evaporated into the headspace to enrich the air in the solid culture device with those gasses. For the liquid culture of the microalgae, the gasses in the headspace were transferred into the second-stage flasks with compressed air. A third type of culture was performed with aquqria filled with the tap water which was devided into two horizontal zones by fine nylon nets. In the upper zone, the filamentous microalgae, Spirogyra sp. were inoculated with some loaches and in the bottom zone, only loaches were grown. Through these cultures, it was confirmed that the carbon dioxide and ammonia excreted from the fish servsd as carbon source and nitrogen source, and supported the growth of the microalgae.
미세녹조는 햇빛을 이용하여 광합성을 수행하여 이산화탄소와 물을 원료로 biomass를 생산하고 산소를 유리시키는 미생물로서 그들의 biomass는 식품, 사료용 외 고부가가치 산물의 원료로서 중요하다. 이산화탄소의 높은 가격때문에 미세녹조 배양이 많이 위축되어왔으나 공생배양이라는 새로운 획기적 방법에 의해 경제적이고 효율적인 배양이 가능하게 되었다. 미세녹조와 어류를 공생배양하므로써 어류의 호흡에서 배출되는 이산화탄소를 미세녹조의 광합성에 이용할 수 있을 뿐더러 어류에서 배설되는 암모니아는 미세녹조의 실소원으로서 이용가능하며 어류의 활발한 움직임으로 인해 별도의 교반장치를 필요로 하지 않았다. 사용된 어류는 미꾸라지로써 작고 유연하며 장 호흡을 하고 혹한 환경에서도 잘 견디므로 실험 에 용이하다.
실모양의 미세녹조인 Spirogyra sp.를 이용하여 어류농도와 사료투여율이 미세녹조 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 미세녹조의 생장은 어류밀도가 증가할수록 높아졌으나 최적농도인 40g/L 이상의 농도에선 감소하였다. 최적 사료 투여 비율은 어체 1g당 사료 0.005g을 1일 3회 투여하는 것이었다.
한 배양 용기에서 어류와 미세녹조를 같이 배양시켰을 때 미세녹조가 어류에 의해 소실되고 오염될 뿐더러 순수 배양 또는 단일종 배양이 힘들다. 따라서 그 두 개체를 분리하여 배양하면서도 미세녹조의 배양에 어류의 탄산가스와 암모니아를 이용할 수 있는 배양 방식을 구상하여 실험하였다. 두 개체를 서로 다른 용기에서 배양하고 두 배양 용기를 관으로 연결시켜 어류 배양 시 생성된 기체가 air pump의 추진력으로 미세녹조 배양용기에 전달되게 하였으며 두 배양용기 사이를 완전히 밀폐하여 기체의 유출이 없도록 하였다. 또 어류배양용기에 어류가 들어있지 않은 것만 빼고 같은 장치를 또 하나 만들어 그 들의 data를 비교한 결과 어류 대사에 의해 발생된 탄산가스와 암모니아가 미세녹조 배양용기로 이동되어 그들의 광합성과 생장에 이용됨을 확인하였다.
이 배양방식에서는 전달되어온 기체가 미세녹조 배양 용기바닥의 air bubbling을 통해 수중에 녹아들어가므로 실모양의 조류는 적합치 않아 단세포 미세녹조인 Chlorella sp.로 실험했다. 이 배양방식에서도 40g/L의 어류농도에서 미세녹조의 생장이 가장 높았다.
