[논문]고온기 온습도지수가 홀스타인종 젖소 착유우의 호흡수, 직장온도 및 반추활동 시간에 미치는 영향 연구

박지후; 최희철; 이현정; 김언태; 손준규; 김동현

doi:10.5762/kais.2019.20.11.136

고온기 온습도지수가 홀스타인종 젖소 착유우의 호흡수, 직장온도 및 반추활동 시간에 미치는 영향 연구
A Study on the Effect of Temperature-Humidity Index on the Respiration Rate, Rectal Temperature and Rumination Time of Lactating Holstein Cow in Summer Season 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.20 no.11, 2019년, pp.136 - 143

박지후 (농촌진흥청 국립축산과학원 낙농과) , 최희철 (농촌진흥청 국립축산과학원 낙농과) , 이현정 (농촌진흥청 국립축산과학원 낙농과) , 김언태 (농촌진흥청 국립축산과학원 낙농과) , 손준규 (농촌진흥청 국립축산과학원 낙농과) , 김동현 (농촌진흥청 국립축산과학원 낙농과)

초록
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본 연구는 환경 온·습도가 젖소의 호흡수, 직장온도 등의 생리지표와 반추활동 시간에 미치는 영향을 알아보고자 수행되었다. 시험에 활용된 공시축은 홀스타인종 착유우 20두를 활용하였으며 젖소의 고온 스트레스 수준을 구분하기 위해 우사의 온도와 습도를 측정하여 환산된 온·습도지수(Temperature-Humidity Index)를 세 단계로 나누어 이용하였다. 각 단계별 온·습도지수는 1단계(T1)가 70~75, 2단계(T2)가 76~81, 3단계(T3)가 82~87로 구분되었다. 연구결과, 분당 호흡수(회/분)는 T1에서 58.60으로 나타났으며, T2에서는 66.12, T3에서 84.05로 나타났으며 시험축의 직장온도(℃)는 T1에서 38.41, T2에서 38.69, T3에서 39.05로 나타나 두 지표 모두 온·습도지수가 증가함에 따라 값이 유의하게 증가하였다(P < 0.05). 체표면 온도(℃)는 T1에서 36.41, T2에서 36.51, T3에서 37.39로 나타났으며 T1·T3 간 유의한 차이를 보였다(P < 0.05). 반추활동량(분/일)은 T1에서 473.10, T2에서 454.76, T3에서 399.60로 나타나 온·습도지수가 높아질수록 반추활동 시간은 감소하는 것을 확인하였다(P < 0.05). 최근 기후온난화로 인한 낙농산업의 피해가 지속될 것으로 전망됨에 따라 향후 젖소의 복지 증진과 고온 스트레스 감소 방안 마련을 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the effects of environmental temperature and humidity on the physiological indicators such as respiratory rate, rectal temperature, and rumination time in cows. Twenty lactating Holstein cows were used for this study. The temperature/humidity index, which can be measured by the temperature and humidity of barns, was divided into three stages to distinguish the heat stress level of cows. The temperature and humidity indexes of each stage were classified into 70 ~ 75 for T1, 76 ~ 81 for T2, and 82 ~ 87 for T3, respectively. The respiratory rates per minute were 58.60 at T1, 66.12 at T2, and 84.05 at T3, respectively (P < 0.05), and the average rectal temperatures (℃) of the cows were 38.41 in T1, 38.69 in T2 and 39.05 in T3, respectively (P < 0.05). The body surface temperatures (℃) were 36.41 in T1, 36.51 in T2, and 37.39 in T3, respectively. The rumination times (minutes/day) were 473.10 in T1, 454.76 in T2, and 399.60 in T3, respectively (P < 0.05). As global warming continues to damage the dairy industry, further research is needed to improve the welfare of dairy cows and reduce their heat stress.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Chemical composition of the basal diets (% DM)
그림 Fig. 1. Daily pattern of air temperature and relative humidity at 14:00 during experimental period.
그림 Fig. 2. Daily pattern of temperature-humidity index at 14:00 during experimental period.
표 Table 2. Body temperature and respiration rate of dairy cows exposed to heat stress
그림 Fig. 3. Changes in rumination time and temperature-humidity index during experimental period.
표 Table 3. Rumination time of dairy cow exposed to different temperature-humidity index

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 환경 온·습도가 젖소의 직장온도 및 호흡수, 반추활동 양상 변화 등에 미치는 영향을 알아보고자 수 행되었다.

제안 방법

고온이 젖소의 체내에 미치는 생리적인 영향을 알아보 기 위해 각 온·습도지수 단계별 젖소의 호흡수 및 직장온도, 체표면 온도를 측정하였다.
84 kg/d였다. 공시된 젖소에게는 매일 오전 10:00에 TMR 사료를 공급하였고 TMR 사료와 물은 자유채식 하였으며 배합사료는 두당 6.4 kg을 제한급여 하였다. 공시축에게 급여한 TMR 사료와 배합사료의 일반성분 분석을 위하여 AOAC 방법[16]에 따라 시료의 조단백질, 조섬유, 조지방 및 조회분 함량 등에 대해 분석하였으며 그 결과는 Table 1과 같다.
반추활동 시간을 측정하기 위하여 시험축의 목에 목걸 이형 태그(HR-Tag, SCR Engineers Ltd.)를 부착하여 로봇착유기(Astronaut A3, LELY, Netherlands)와 연 동된 프로그램(Time for cows, LELY, Netherlands)을 통해 개체별로 24시간 동안의 반추시간을 계산하였다. 목에 부착된 데이터 이력 기록 장치(logger)는 내부에 마이크 기능이 장착되어 소의 반추 및 소화된 내용물의 역 류하는 소리를 인식하는 원리로 작동하였다
체표면 온도는 적외선 체온계(Isprobe, Boomcare, Korea)를 이용하여 시험축의 좌측 볼 부위의 표면 온도를 측정하였다. 약 5개월의 시험기간 중 직장온도 및 호흡수를 총 8회 측정 하였다
우사 내 실시간 환경 온·습도 측정을 위하여 축사환경 진단시스템(LEMS, ㈜애그리로보텍, 대한민국)을 이용하여 온도 및 상대습도 데이터를 1분 간격으로 수집하였다.
특히, 국내 환경에 적합한 고온 스트레스 연구 는 더욱이 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 국내 젖소의 고온 스트레스 정도를 파악하기 위해 환경온도 범위를 이용하여 호흡수, 직장온도, 반추활동 시간 변화를 분석하였다.
젖소의 고온 스트레스 수준을 구 분하기 위해 우사의 온도와 습도를 측정하여 환산된 온· 습도지수(Temperature-Humidity Index) 단계를 세 단계로 나누었다.
젖소의 고온 스트레스 수준을 구분하기 위해 우사의 온도와 습도를 측정하여 환산된 온·습도지수 단계를 세 단계로 나누었다.
호흡수는 Spiers 등 (2004)의 방법에 따라 젖소가 움직이지 않는 상태에서 10초 간 복부의 움직임을 관찰한 뒤 6을 곱하여 분당 호 흡수로 환산하였다. 직장온도는 디지털 체온계(Polygreen digital thermometer, Polygreen Co., Ltd., China)를 젖소의 직장 내에 삽입한 후 측정하였다. 체표면 온도는 적외선 체온계(Isprobe, Boomcare, Korea)를 이용하여 시험축의 좌측 볼 부위의 표면 온도를 측정하였다.
, China)를 젖소의 직장 내에 삽입한 후 측정하였다. 체표면 온도는 적외선 체온계(Isprobe, Boomcare, Korea)를 이용하여 시험축의 좌측 볼 부위의 표면 온도를 측정하였다. 약 5개월의 시험기간 중 직장온도 및 호흡수를 총 8회 측정 하였다

대상 데이터

본 연구는 충청남도 천안시 소재의 국립축산과학원 착유우사에서 2019년 5월부터 10월까지 실시하였다. 공시 가축은 홀스타인종(Holstein) 젖소로서 착유우 20두를 대상으로 하였으며, 다산차(multiparous) 젖소 12두, 초산차(primiparous) 젖소 8두를 공시하였다. 공시축은 톱밥이 깔린 우사에서 사육되었으며 시험 시작일을 기준 으로 평균 비유일수는 160±63일로, 두당 평균 유량은 36.
본 연구는 충청남도 천안시 소재의 국립축산과학원 착유우사에서 2019년 5월부터 10월까지 실시하였다. 공시 가축은 홀스타인종(Holstein) 젖소로서 착유우 20두를 대상으로 하였으며, 다산차(multiparous) 젖소 12두, 초산차(primiparous) 젖소 8두를 공시하였다.
시험에 활용된 공시축은 초산차 및 다산차의 홀스타인종 착유우 20두를 활용하였으며 시험 시작일을 기준으로 평균 비유일수는 160±63일이며 두당 평균 유 량은 36.84 kg/d였다.

데이터처리

본 연구에서 얻어진 결과는 SAS program (version 9.2)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, 사후분석은 Duncan을 이용하여 유의수준 0.05를 기준으 로 검정하였다

이론/모형

4 kg을 제한급여 하였다. 공시축에게 급여한 TMR 사료와 배합사료의 일반성분 분석을 위하여 AOAC 방법[16]에 따라 시료의 조단백질, 조섬유, 조지방 및 조회분 함량 등에 대해 분석하였으며 그 결과는 Table 1과 같다.
호흡수와 직장온도, 체표 면 온도는 오후 14시에 측정하였다. 호흡수는 Spiers 등 (2004)의 방법에 따라 젖소가 움직이지 않는 상태에서 10초 간 복부의 움직임을 관찰한 뒤 6을 곱하여 분당 호 흡수로 환산하였다. 직장온도는 디지털 체온계(Polygreen digital thermometer, Polygreen Co.

성능/효과

1일 반추활동 시간(분)은 T1구에서 473.10, T2구에서 454.76, T3구에서 399.60 로 나타났으며 시험구가 사육되는 환경의 온·습도지수가 높아질수록 반추활동 시간은 감소하는 것을 확인하였다.
반추활동 시간에 대한 통계분석 결과 T1 및 T2구 간에 는 유의적 차이가 없었으나 T3구와 T1·T2구 간에는 차이가 확인되었다(P < 0.05).
05). 반추활동량(분/일)의 경우 T1구에서 473.10, T2구에서 454.76, T3구에서 399.60로 나타났으며 시험구가 사육되는 환경의 온·습도지수가 높아질수록 반추활동 시간은 감소하는 것을 확인하였다(P < 0.05).
본 연구에서 측정된 직장온도(℃)는 T1에서 38.41, T2에서 38.69, T3에서 39.05로 나타나 온·습도지수가 증가함에 따라 직장온도 또한 증가하는 값을 나타냈으며 세 시험구간 직장온도는 통계적으로 유의적인 차이를 보였다(P < 0.05).
분당 평균 호흡수의 경우 T1구에 서 58.60으로 나타났으며, T2구에서는 66.12, T3구에서 84.05회로 나타나 온·습도지수가 증가함에 따라 분당 호 흡수가 증가하였고 시험구 간 통계적으로 유의적인 차이를 나타냈다(P < 0.05).
수집된 온도와 습도를 토대로 계산된 온·습도 지수의 범위는 70 ~ 86로 계산되었으며 측정일 중 온·습 도지수가 70 대를 보이는 횟수가 총 4회, 80 대를 보인 횟수가 총 4회로 나뉘었다
시험축의 직장 온도(℃)는 T1구에서 38.41, T2구에서 38.69, T3구에서 39.05로 나타나 온·습도지수와 양의 상관관계를 나타냈으며 세 시험구 간 직장온도는 통계적으로 유의적인 차이를 보였다(P < 0.05).
연구결과 분당 평균 호흡수(회/분) 의 경우 T1구에서 58.60으로 나타났으며, T2구에서는 66.12, T3구에서 84.05로 나타나 온·습도지수가 증가함 에 따라 분당 호흡수가 증가하였고 시험구간 통계적으로 유의적인 차이를 나타냈다(P < 0.05).
측정된 온도 및 습도를 토대로 온· 습도지수를 계산한 결과 그 범위는 64 ~ 88로 나타났다. 이 중 본 연구에서 분석한 날짜의 온도 범위는 24.4 ~ 34.84 ℃ 였으며 상대습도의 범위는 55 ~ 91.9 %로 기록되었다. 수집된 온도와 습도를 토대로 계산된 온·습도 지수의 범위는 70 ~ 86로 계산되었으며 측정일 중 온·습 도지수가 70 대를 보이는 횟수가 총 4회, 80 대를 보인 횟수가 총 4회로 나뉘었다
정상적인 상태의 젖소가 80을 넘는 온·습도지수 조건에서 직장온도가 38.3 ~ 38.7 ℃를 초과하면 체온 항상성을 유지하지 못하며 고온 스트레스를 받고 있다는 것을 의미하는데[26] 본 연구결과 온·습도지수가 82 ~ 87일 때(T3) 직장온도가 39.05 ℃로 나타나 시험축이 고온 스트레스 상태에 처해있음을 확인하였다.
측정된 온도 및 습도를 토대로 온· 습도지수를 계산한 결과 그 범위는 64 ~ 88로 나타났다.

후속연구

그 간의 낙농 연구는 유생산량 증가를 위한 방향으로 진행되어 왔다. 그러나 최근 기후온난화 등의 영향이 커지고 있으며 이로 인한 낙농산업의 피해가 지속될 것으로 전망됨에 따라 향후 낙농연구 분야에서도 젖소의 복지 증진과 고온 스트레스 감소 방안 마련을 위한 지속적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일반적인 젖소 착유우의 적정 사육온도는?	젖소는 항온동물(homeotherm)로서 적정 범위를 벗어나는 온도에서는 체온 유지를 위한 추가적인 에너지가 소모된다. 일반적인 젖소 착유우의 적정 사육온도는 5~25 ℃이며[1] –0.5~20 ℃의 온도 범위를 열적중성역 (Thermoneutral zone, TNZ), 즉 체온유지를 위한 추가 에너지가 소모되지 않는 범위라고 한다[2].
	상한임계온 도란?	5~20 ℃의 온도 범위를 열적중성역 (Thermoneutral zone, TNZ), 즉 체온유지를 위한 추가 에너지가 소모되지 않는 범위라고 한다[2]. 높은 환경 온도로 인해 체온이 증가하면서 체내에서 열 발산을 위 해 추가 에너지를 소모하기 시작하는 온도를 상한임계온 도(upper critical temperature)라고 하는데[3], 고온으로 인해 젖소가 스트레스를 받지 않는 최고 임계온도 는 25~26 ℃로 알려져 있으며 그 이상의 온도에 노출될 경우 젖소는 고온 스트레스를 받는다[4].
	젖소의 고온 스트레스 정도를 가늠하게 해주는 지표로서 온·습도지수(Temperature-Humidity Index) 를 활용할 수 있게 하는 젖소의 특성은?	젖소의 고온 스트레스는 온도 뿐 아니라 습도에도 밀접한 연관이 있다. 홀스타인종 젖소는 29 ℃의 온도, 40 %의 상대습도의 환경조건에서 유량이 약 3 % 감소하는 것에 비해, 같은 온도(29 ℃)에서 상대습도가 90 % 수준 으로 증가하면 유량이 31 % 감소한다[5]. 이러한 특성을 반영하여 젖소의 고온 스트레스 정도를 가늠하게 해주는 지표로서 온·습도지수(Temperature-Humidity Index) 를 활용할 수 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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