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문제 정의
- 1) 포유자돈의 생리특성을 파악하고. 포유자돈 의 일령별 최적 생육환경을 설정하였다.
- 본 연구에서는 포유자돈의 폐사율을 줄이고, 증체율을 향상시키기 위해 포유자돈들의 일령별 최적 환경을 조성할 수 있는 포유자돈용 인큐베이터를 개발하는데 목적을 두었으며, 그 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
- 이에 본 연구는 포유자돈에게 일령별 최적 생육 조건을 제공할 수 있는 포유자돈용 인큐베이터 개 발을 위해 이루어졌으며, 그 구체적인 연구 내용은 다음과 같다.
가설 설정
- 이러한 이유에서 현재의 포유자돈 폐사율을 12%에서 2% 이내로 줄일 수 있다고 가정을 하고 표 5와 같이 포유자돈용 인큐베이터에 대한 경제성을 분석하였다.
제안 방법
- 또한 공시돼지들은 분만시부터 21일령까지만 실험을 실시하였다. 1, 2, 3차 농장 실증실험결과를 바탕으로 포유자돈용 인큐베이터를 사용함으로써 얻게 되는 자돈의 증체율과 생존율 증가량을 분석하였다. 또한 자돈유인이 어느 정도 이루어지는가와 인큐베이터에 대한 경제성을 분석하였다.
- 4) 포유자돈용 인큐베이터 성능에 대한 계절별 농장 실증실험을 하였다. 1차 농장실증실험(4월 19일)에서는 시험구의 전체 평균증체량이 대조구의 전체 평균증체량보다 약 6~ 18kg이 많았고, 2차 농장실증실험(7월 30일)에서는 약 6~22kg이 3 차 농장실증실험(9월 23일)에서는 6~23kg이 많게 나타났다.
- 6) 마지막으로 인큐베이터에 대한 경제성은 모돈 500두 규모의 농가를 기준으로 분석하였다. :1 결과 손익분기점은 약 9개월로 분석되었으벼, 손익분기점 이후에는 연간 52.
- 이때 모돈과 자돈의 음성이 나오는 순간 인큐베이터 내부에 설치된 적색등과 모돈 주위를 비추고 있던 백색등은 소등하게 된다. 그리고, 흡유가 끝나면 모돈을 비추는 백색등을 점등시켜고 인큐베이터내의 적색등을 점등시킴 으로써 포유자돈들이 모돈 주위를 떠나 인큐베이터 내부로 되돌아가도록 설계되었다. 표 4에서 보는 바와 같이 시험구 자돈들은 시간당 평균 34.
- 농장실증실험은 봄, 여름, 가을에 걸쳐 이루어졌으며, 1차 농장 실중실험은 2000년 4월 19일부터 5월 9일까지, 2차 실험은 2000년 7월 30일부터 8월 23일까지, 3차 농장 실증실험은 2000년 9월 23일부터 10월 15일까지 각각 3주 동안 충남대학교 동물사육장에서 실시하였다 .
- 자돈 유인실험에서는 시험구로 포유자돈용 인큐 베이터를, 대조구로 관행적으로 사용되는 보온상자를 사용하였으며, 자돈 유인실험 결과는 표 4와 같다. 돼지가 적색에 호감을, 백색을 꺼리는 경향 이 있는 것을 이용하였으며, 자돈 유인장치는 포유실험장치와 같이 작동되며, 인큐베에터내에 설치된 스피커를 통하여 모돈과 자돈의 음성을 듣고, 자돈들은 흡유하기 위해 인큐베이터를 떠나 모돈에게로 다가간다. 이때 모돈과 자돈의 음성이 나오는 순간 인큐베이터 내부에 설치된 적색등과 모돈 주위를 비추고 있던 백색등은 소등하게 된다.
- 1, 2, 3차 농장 실증실험결과를 바탕으로 포유자돈용 인큐베이터를 사용함으로써 얻게 되는 자돈의 증체율과 생존율 증가량을 분석하였다. 또한 자돈유인이 어느 정도 이루어지는가와 인큐베이터에 대한 경제성을 분석하였다.
- 이렇게 최적화된 인큐베이터에는 계절별 농장실증실험을 통해 실용화 가능성을 분석하였다. 또한 포유자돈용 인큐베이터의 실용화를 위한 경제성을 분석하였다.
- 다음으로는 이들 포유자돈의 최 적생육환경을 형성할 수 있는 인큐베이터를 제작(ASAE, 2000; Wathes, 1994)하고, 예비실험을 통해 온도조절장 치, 환기조절장치, 습도조절장치, 조도조절장치 등의 적정사양과 적정위치를 결정(Shao, 1996)하였다. 또한 포유자돈의 증체율을 높이고, 사고율을 줄이기 위해 포유유도장치와 자돈유인장치를 보완 (Hafez, 1996; Kashimura, 1985; Yoshio, 1998)하여 그림 1과 같이 포유자돈용 인큐베이터를 최적화시켰다. 이렇게 최적화된 인큐베이터에는 계절별 농장실증실험을 통해 실용화 가능성을 분석하였다.
- 먼저 여러 문헌연구(우, 1999; 박, 1998; 우, 1995; 임, 2001)를 통해 포유자돈의 일령별 실측최 적생육조건을 조사 분석하여, 일령에 따라 최적 온도, 환기량, 상대습도, 조도값을 결정하였다(표1). 다음으로는 이들 포유자돈의 최 적생육환경을 형성할 수 있는 인큐베이터를 제작(ASAE, 2000; Wathes, 1994)하고, 예비실험을 통해 온도조절장 치, 환기조절장치, 습도조절장치, 조도조절장치 등의 적정사양과 적정위치를 결정(Shao, 1996)하였다.
- 1) 포유자돈의 생리특성을 파악하고. 포유자돈 의 일령별 최적 생육환경을 설정하였다.
- 포유자돈용 인큐베이터의 실용성 실험을 위해 포유자돈용 인큐베이터 제어용 PC 한 대로 온도 조절장치 , 습도조절장치 , 환기조절장치 , 조도조절 장치, 포유유도장치, 자돈유인장치가 장착된 인큐베이터 두 대를 제어하도록 실험장치를 구성하였으며, 두 대의 포유자돈용 인큐베이터를 연결하기 위해 PCI-9111 Multi-Function Board를 사용하였다. 전체적인 포유자돈용 인큐베이터 시스템의 실험장치 구성은 그림 2와 같다.
대상 데이터
- 1차, 2차, 3차 농장실증실험시 매 실험마다 3대의 포유자돈용 인큐베이터로 실증실험을 하려고 했으나, 거의 같은 시기에 분만하는 모돈의 수가 3마리가 되지 않았으며, 분만 모돈 수가 3마리 이상이 될 경우에는 농장의 분만돈사 구조상 포유자 돈용 인큐베이터를 동시에 3대까지 설치할 수 없어 1차 농장실증실험에서는 1대의 인큐베이터가 사용되었고, 2차와 3차 농장실증실험에서는 2대의 인큐베이터가 사용되었다. 또한 대조구의 경우에는 보다 일반적인 자돈의 증체량을 획득하기 위해 1, 2, 3차 실험 모두 3마리의 모돈을 취 했다.
- 공시돼지는 1, 2, 3차 농장실증실험시 모두 랜드 레 이 스(Landrace) X 대 요크셔 (L. Yorkshire) 교잡종(F1) 자돈으로 하였으며, 매번 분만되는 자돈수가 달라 실험 때마다 공시돼지의 수는 모두 다르게 실시되었다. 또한 공시돼지들은 분만시부터 21일령까지만 실험을 실시하였다.
- 따라서 각 농장실증실험 때마다 증체량에 대한 유의성 검증은 할 수 없었으며, 포유자돈용 인큐 베이터를 사용한 포유자돈들의 증체율에 대한 유 의성 검정은 1차, 2차, 3차 농장실증실험에서 얻은 시험구의 전체증체량 데이터 5개와 대조구의 전체 증체량 데이터 9개를 이용해 이루어졌다.
- Yorkshire) 교잡종(F1) 자돈으로 하였으며, 매번 분만되는 자돈수가 달라 실험 때마다 공시돼지의 수는 모두 다르게 실시되었다. 또한 공시돼지들은 분만시부터 21일령까지만 실험을 실시하였다. 1, 2, 3차 농장 실증실험결과를 바탕으로 포유자돈용 인큐베이터를 사용함으로써 얻게 되는 자돈의 증체율과 생존율 증가량을 분석하였다.
- 2) 인큐베이터는 포유자돈의 일령별 최적생육환 경을 유지하기 위한 온도조절장치. 습도조절장치, 환기조절장치 , 조도조절장치와 포유자돈의 증체량을 증가시키기 위한 자돈 유인장치, 포유 유도장 치 등으로 구성되었다.
- 자돈 유인실험에서는 시험구로 포유자돈용 인큐 베이터를, 대조구로 관행적으로 사용되는 보온상자를 사용하였으며, 자돈 유인실험 결과는 표 4와 같다. 돼지가 적색에 호감을, 백색을 꺼리는 경향 이 있는 것을 이용하였으며, 자돈 유인장치는 포유실험장치와 같이 작동되며, 인큐베에터내에 설치된 스피커를 통하여 모돈과 자돈의 음성을 듣고, 자돈들은 흡유하기 위해 인큐베이터를 떠나 모돈에게로 다가간다.
데이터처리
- 분만모드는 다시 인큐베이터 내부의 환경을 일령별 포유자돈의 최적생육환 경과 동일하게 유지되도록 하는 환경제어부분과 포유자돈의 증체율을 높이고, 사고율을 감소시키기 위한 자돈유인 및 포유유도부분으로 나뉜다. 이러한 제어알고리즘은 그림 4와 같으며 H/W 제 어를 위하여 LabWindows/CVI로 프로그래밍하였 다.
성능/효과
- 3) 인큐베이터의 제어 방법은 소프트웨어에 의해 자동제어 되도록 설계하였으나, 필요할 경우에는 관리자가 임의로 설정할 수도 있도록 설계되었다. 이렇게 설정된 환경상태를 유지하기 위해 계속적으로 인큐베이터 내의 온도와 습도를 계측하고, 적외선등과 보온매트, 가습기 등을 제어함으로써 계측값이 설정값과 같게 유지하도록 되어 있다.
- 5) 대조구에서는 92마리의 포유자돈 중에 12마리가 폐사함으로써 87%의 생존율을 나타냈으녀, 시험구에서는 총 50마리의 포유자돈 중에 1마리만 이 폐사함으로써 98%의 생존율을 나타냈다. 또한 유의성 검증결과 유의차가 있는 5!(P=0.
- 6) 마지막으로 인큐베이터에 대한 경제성은 모돈 500두 규모의 농가를 기준으로 분석하였다. :1 결과 손익분기점은 약 9개월로 분석되었으벼, 손익분기점 이후에는 연간 52.265, 694원의 이익이 발생될 것으로 예상된다.
- 83분씩 보온상자 안에 있었던 것으로 나타났다. 다중범위 테스트(a= 5%) 결과 시험구와 대조구 사이에 유의차가 있는 것(P= 0.002<0.05)으로 나타나 포유자돈용 인큐베이터 사용은 포유자돈 유인에 효과가 있는 것으로 나타났다.
- 생존율은 1차, 2차, 3차 농장실증실험 전체 기간 동안 시험구에서는 총 50마리의 포유자돈 중에 1 마리만 사고를 당해 폐사하여 98%의 생존율을 나타냈다. 대조구에서는 총 92마리의 포유자돈 중에 12마리가 사고를 당해 폐사함으로써 87%의 생존율을 나타내었다.
- 3kg이 더 많은 것으로 판명되었다. 따라서 포유 자돈용 인큐베이터 사용은 자돈에게 생육최적 환경을 제공하고 흡유량을 증가시킴으로 포유자돈의 증체량에 큰 효과를 주는 것으로 나타났다.
- 1차 농장실증실험(4월 19일)에서는 시험구의 전체 평균증체량이 대조구의 전체 평균증체량보다 약 6~ 18kg이 많았고, 2차 농장실증실험(7월 30일)에서는 약 6~22kg이 3 차 농장실증실험(9월 23일)에서는 6~23kg이 많게 나타났다. 또한 대조구와 시험구의 전체증체량은 유의차가 있어(P=0.0I4<0.05) 포유자돈의 증체 량 면에서 포유자돈용 인큐베이터의 효과가 있다고 사료된다.
- 생존율은 1차, 2차, 3차 농장실증실험 전체 기간 동안 시험구에서는 총 50마리의 포유자돈 중에 1 마리만 사고를 당해 폐사하여 98%의 생존율을 나타냈다. 대조구에서는 총 92마리의 포유자돈 중에 12마리가 사고를 당해 폐사함으로써 87%의 생존율을 나타내었다.
- 시험구와 대조구의 포유자돈의 전체 증체량에 대한 다중범위 테스트(a=5%) 결과 시험구와 대조구 사이에 유의차가 있는 것(P=0.014<0.05)으로 나타났고, 시험구의 전체 증체량이 대조구보다 11.3kg이 더 많은 것으로 판명되었다. 따라서 포유 자돈용 인큐베이터 사용은 자돈에게 생육최적 환경을 제공하고 흡유량을 증가시킴으로 포유자돈의 증체량에 큰 효과를 주는 것으로 나타났다.
- 그리고, 흡유가 끝나면 모돈을 비추는 백색등을 점등시켜고 인큐베이터내의 적색등을 점등시킴 으로써 포유자돈들이 모돈 주위를 떠나 인큐베이터 내부로 되돌아가도록 설계되었다. 표 4에서 보는 바와 같이 시험구 자돈들은 시간당 평균 34.33 분씩 포유자돈용 인큐베이터 안에 있었으며, 대조구는 시간당 평균 20.83분씩 보온상자 안에 있었던 것으로 나타났다. 다중범위 테스트(a= 5%) 결과 시험구와 대조구 사이에 유의차가 있는 것(P= 0.
- 또한 포유자돈의 일령별 최적환경을 체공함으로써 질병 유발을 최소화할 수 있고, 증체율을 논일 수 있다. 현재까지의 실험 결과에서는 총 50마리의 포유자돈 중에 1마리만 질병에 의해 폐사하여, 2%의 폐사율을 보였다(표 3).
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