초록 ▼

Ⅴ. 연구개발결과
1. 제 1세부 결과
▪ 본 보고서는 중소형 농가가 많은 국내에 적용할 수 있는 동물복지를 위한 모돈 군사 사육시설의 개발에 관한 것이다. 시험은 국내 모돈 군사 사육에 적합한 숄더 시스템을 기존 스톨사육과 선진국형 전자식 모돈 자동 급이기를 이용한 군사사육과 비교하여 효율성을 평가한 시험1과 임신기 모돈에 섬유소를 추가적으로 급여하여 효율을 평가한 시험2로 진행하였다.
▪ 숄더 시스템을 이용한 모돈 사육이 번식성적에 미치는 영향에 대한 결과로 숄더 시스템이 선진국형 사육시스템인 전자식 모돈 자동

Ⅴ. 연구개발결과
1. 제 1세부 결과
▪ 본 보고서는 중소형 농가가 많은 국내에 적용할 수 있는 동물복지를 위한 모돈 군사 사육시설의 개발에 관한 것이다. 시험은 국내 모돈 군사 사육에 적합한 숄더 시스템을 기존 스톨사육과 선진국형 전자식 모돈 자동 급이기를 이용한 군사사육과 비교하여 효율성을 평가한 시험1과 임신기 모돈에 섬유소를 추가적으로 급여하여 효율을 평가한 시험2로 진행하였다.
▪ 숄더 시스템을 이용한 모돈 사육이 번식성적에 미치는 영향에 대한 결과로 숄더 시스템이 선진국형 사육시스템인 전자식 모돈 자동 급이기를 이용한 군사 사육과 비교하여 유의적인 차이를 나타내지 않았고 (P>0.05), 스톨사육과 비교하여 스트레스 호르몬인 Cortisol, Epinephrine, Norepinephrine의 저감 (P<0.05)과 포유자돈의 성장성이 향상 (P<0.05) 되었으며, 모돈의 경제적 수명이 개선되는 효과를 나타내었다.
▪ 임신기 섬유소의 추가적인 급여가 번식성적에 미치는 영향에 대한 결과는 임신기 섬유소의 추가적인 급여가 모돈의 스트레스를 저감 (P<0.05)하고 포유자돈의 성장성을 개선할 수있는 것으로 규명하였다.
▪ 결론적으로 한국형 모돈사양시스템인 숄더 시스템의 사용시 스트레스 저감과 자돈의 성장성 향상 및 모돈의 경제적 수명을 개선시켜주고 추가적인 섬유소의 이용을 통하여 모돈의 복지사육을 실현시키는 것이 가능할 것으로 판단된다.

2. 제 1협동 결과
▪ 태양열을 활용한 에너지 저감형 친환경 돈사 모델 개발
- 태양열 돈사의 집열판 및 온수 저장탱크 입․출구 온도측정은 2013년 9월 10일～2013년 9월 24일 (2주)까지 측정하였다. 집열판은 주간의 경우 최대 111.3℃가 유지되었으며, 최소 16.45℃가 유지되었다. 야간의 경우 최대 80.5℃가 유지되었으며, 최소 17.19℃가 유지되었다. 온수저장탱크는 주간의 경우 최대 86.6℃가 유지 되었으며, 최소 23.77℃가 유지되었다. 야간의 경우 최대 84.7℃가 유지되었으며, 최소 24.80℃가 유지되었다.
- 태양열 인큐베이터 돈사 내부의 2주간 (2013년 9월 10일～2013년 9월 24일) 측정된 평균 온도 결과이다. 인큐베이터 돈사 내부온도는 2주 동안 24시간 기록되었으며, 8시를 기점으로 주간과 야간으로 나누었다. 온도측정 위치는 상단부와 하단부로 나누어 측정되었으며, 돈사별로 6곳에서 측정하였다. 주간에서 상단부의 경우 대조구에서 평균 30.50℃, 태양열 인큐베이터 돈사에서 평균 30.65℃로 측정되어 태양열 인큐베이터 돈사에서 0.15℃ 높게 측정되었다. 하단부의 경우 대조구에서 평균 30.52℃, 태양열 인큐베이터 돈사에서 평균 30.75℃로 측정되어 태양열 인큐베이터 돈사에서 0.23℃ 높게 측정되었다. 야간에서 상단부의 경우 대조구에서 평균 28.33℃, 태양열 인큐베이터 돈사에서 평균 28.36℃로 측정되어 태양열 인큐베이터 돈사에서 0.03℃ 높게 측정되었다. 하단부의 경우 대조구에서 평균 28.20℃, 태양열 인큐베이터 돈사에서 28.67℃로 측정되어 태양열 인큐베이터 돈사에서 0.47℃ 높게 측정되었다.
- 태양열 인큐베이터 돈사에서 사육된 자돈의 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율을 분석하였다. 0～1주간의 실험기간 중 증체량은 태양열 인큐베이터 돈사에서 1.81 kg으로 대조구 1.72 kg보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 대조구에서 2.37 kg으로 태양열 인큐베이터 돈사 2.14 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 대조구에서 1.38으로 태양열 인큐베이터 돈사1.18보다 높게 나타났다. 1～2주간의 실험기간 중 증체량은 태양열 인큐베이터 돈사에서 1.85 kg으로 대조구 1.50 kg보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 대조구에서 3.33 kg으로 태양열 인큐베이터 3.22 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 대조구에서 1.84로 태양열인큐베이터 돈사 1.74보다 높게 나타났다. 0～2주간의 실험기간 중 증체량은 태양열 인큐베이터 돈사에서 3.99 kg으로 대조구 3.87 kg보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 대조구에서 5.09 kg으로 태양열 인큐베이터 돈사 4.93 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 대조구에서 1.32로 태양열 인큐베이터 돈사 1.24보다 높게 나타났다.
- 태양열 인큐베이터 돈사의 자돈 경제성 분석을 실시하였다. 0∼1주간의 실험기간 중 사료비 는 대조구는 마리당 43,642.5원, 태양열 인큐베이터 돈사에는 마리당 37,317.5원으로 14.5% 절감되었다. 1∼2주간의 실험기간 중 사료비는 대조구는 마리당 58,190원, 태양열 인큐베이터 돈사에는 마리당 55,027.5원으로 5.4% 절감되었다. 0∼2주간의 실험기간 중 사료비는 대조구는 마리당 41,745원, 태양열 인큐베이터 돈사에는 마리당 39,215원으로 6.1% 절감되었다.
- 태양열 인큐베이터 돈사의 기후별, 주․야간 전기사용량을 조사하였다. 주간의 경우 맑은날은 대조구에서 39.6 kWh, 태양열 인큐베이터 돈사는 31.9 kWh으로 19.4% 감소되었으며, 흐린 날은 대조구에서 55.3 kWh, 태양열 인큐베이터 돈사는 45.4 kWh으로 17.9% 감소되었다. 평균적으로 대조구는 47.5 kWh, 태양열 인큐베이터 돈사는 38.7 kWh으로 18.5% 감소되었다. 야간의 경우 맑은 날은 대조구에서 77.2 kWh, 태양열 인큐베이터 돈사는 64.7kWh으로 16.2% 감소되었으며, 흐린 날은 대조구에서 71.6 kWh, 태양열 인큐베이터 돈사에서는 60.9 kWh으로 14.9% 감소되었다. 평균적으로 대조구는 74.4 kWh, 태양열 인큐베이터돈사는 62.8kWh으로 15.6% 감소되었다. 전체적인 평균은 대조구 60.95 kWh, 태양열 인큐베이터 돈사 50.75 kWh으로 17.1% 감소되었다.

▪ 지열을 활용한 에너지 저감형 친환경 돈사 모델 개발
- 지열 인큐베이터 돈사에서 사육된 자돈의 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율을 분석한 결과이다. 0～1주차의 실험기간 중 증체량은 지열 인큐베이터 돈사에서 0.75 kg으로 대조구 0.71 kg보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 지열 인큐베이터 돈사에서 1.93 kg으로 대조구 1.91 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 대조구에서 2.69로 지열 인큐베이터 돈사 2.57보다 높게 나타났다. 1～2주차의 실험기간중 증체량은 지열 인큐베이터 돈사에서 1.86 kg으로 대조구 1.77 kg보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 대조구에서 3.83 kg으로 지열 인큐베이터 돈사 3.72 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 대조구에서 2.16으로 지열 인큐베이터 돈사 2.00보다 높게 나타났다. 2～3주차의 실험기간 중 증체량은 대조구 2.21 kg으로 지열 인큐베이터 돈사 2.17 kg 보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 지열 인큐베이터 돈사에서 3.71 kg으로 대조구 3.56 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 지열 인큐베이터 돈사에서 1.71으로 대조구 1.61보다 높게 나타났다. 0～3주차의 실험기간 중 증체량은 지열 인큐베이터 돈사에서 4.78 kg으로 대조구 4.69 kg보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 지열 인큐베이터 돈사에서 9.35 kg으로 대조구 9.31 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 대조구에서 1.98로 지열 인큐베이터 돈사 1.96보다 높게 나타났다.
- 지열 인큐베이터 돈사에서 사육된 자돈의 경제성 분석한 결과이다. 0～1주차의 실험기간 중 사료비용은 대조구에서 두당 1,807.68원, 지열 인큐베이터 돈사에는 두당 1,724.04원으로 4.5% 절감되었다. 1～2주차의 실험기간 중 사료비용은 대조구에서 두당 1,451.52원, 지열 인큐베이터 돈사에는 두당 1,344.00원으로 7.4% 절감되었다. 2～3주차의 실험기간 중 사료비용은 지열 인큐베이터 돈사에서 1,149.12원, 대조구에서 1,081.92원으로 6.2% 증가되었다. 0～3주차의 실험기간 중 사료비용은 대조구에서 1,330.56원, 지열 인큐베이터 돈사에서 1,317.12원으로 2.1% 절감되었다.
- 지열시스템 지열히트펌프 난방지수 (COP) 분석 결과이다. 난방성능지수 측정위치는 지열히트펌프～물저장탱크구간으로 측정하였다. 주간의 COP는 2.86, 야간의 COP는 3.51로 분석되었으며, 평균적으로 3.19로 분석되었다.
- 지열 인큐베이터 돈사 내부의 평균 온도 측정 결과이다. 인큐베이터 돈사 내부온도는 2주 동안 24시간 기록되었으며, 8시를 기점으로 주간과 야간으로 나누었다. 온도측정 위치는 상단부와 하단부로 나누어 측정되었으며, 돈사별로 6곳에서 측정하였다. 주간의 경우 상단부 온도는 대조구에서 27.13～27.83℃를 보였으며, 평균적으로 27.42℃가 나왔으며, 지열 인큐베이터 돈사는 27.43～27.77℃를 보였으며, 평균적으로 27.54℃가 나타났다. 온도차이는 평균적으로 지열 인큐베이터 돈사에서 0.12℃ 높게 나타났다. 하단부 온도는 대조구에서 27.19～27.72℃를 보였으며, 평균적으로 27.42℃가 나왔으며, 지열인큐베이터 돈사는 27.35～27.84℃를 보였으며, 평균적으로 27.55℃가 나타났다. 온도차이는 평균적으로 지열 인큐베이터 돈사에서 0.13℃ 높게 나타났다. 주간의 평균 돈사 내부 온도는 대조구 27.42℃, 지열 인큐베이터 돈사에서 27.55℃로 나타나 지열 인큐베이터 돈사에서 0.13℃ 높게 나타났다. 야간의 경우 상단부 온도는 대조구에서 26.38～27.11℃를 보였으며, 평균적으로 26.73℃가 나왔으며, 지열 인큐베이터 돈사는 26.15～26.73℃를 보였으며, 평균적으로 26.46℃가 나타났다. 온도차이는 평균적으로 대조구에서 0.27℃ 높게 나타났다. 하단부 온도는 대조구에서 26.57～27.07℃를 보였으며, 평균적으로 26.85℃가 나왔으며, 지열 인큐베이터 돈사는 26.08～26.87℃를 보였으며, 평균적으로 26.59℃가 나타났다. 온도차이는 평균적으로 대조구에서 0.26℃ 높게 나타났다. 주간의 평균온도는 대조구 26.79℃, 지열 인큐베이터 돈사에서 26.53℃로 나타나 대조구에서 0.26℃ 높게 나타났다.
- 지열 인큐베이터 돈사의 전기사용량 조사결과는 다음과 같다. 0～1주차의 경우 대조구에서 324.7 kWh, 지열 인큐베이터 돈사는 119.1 kWh으로 63.32% 감소되었다. 1～2주차의 경우 대조구에서 256.5kWh, 지열 인큐베이터 돈사는 111.0 kWh으로 56.73% 감소되었다. 2～3주차의 경우 대조구에서 449.2kWh, 지열 인큐베이터 돈사는 127.7 kWh으로 71.57% 감소되었다.전체적인 합계은 대조구 1,030.4kWh, 지열 인큐베이터 돈사는 357.8 kWh으로 65.28% 감소되었다.

▪ 에너지 저감형 돈사 모델의 최적 운영방안에 대한 연구
- 지열난방시스템 성능분석 결과는 그림 1∼3으로 나타내었다. 지열히트펌프는 배출온도는 평균적으로 44.08∼44.26 ℃로 일정한 온수를 배출하였으며, 지열히트펌프로 인입되는 물의 온도는 평균적으로 15.19∼18.46 ℃로 측정되었다. 지열히트펌프를 통해 데워진 온수와 돈사 내부의 난방을 하고 되돌아 온 온수의 온도차이는 평균적으로 25.80∼28.89 ℃차이를 보였다. 지열히트펌프와 내부 팬코일유닛 장치의 전기사용량을 측정한 결과 평균적으로 39.91∼44.59 kWh/1주일의 전기를 사용하였다. 지열히트 펌프의 난방지수를 분석한 결과 평균적으로 4.40∼4.51로 일정한 난방지수를 보여주어 시스템은 안정적으로 작동하고 있음을 확인하였다.
- 자돈 인큐베이터 돈사 내부의 악취가스 측정결과는 다음과 같다. NH3 (암모니아)는 대조구에서 18.59ppm으로 측정되었으며, 지열 돈사에서는 8.00 ppm으로 측정되었다. H2S (황화수소)는 대조구에서 0.25 ppm으로 측정되었으며, 지열 돈사에서는 0.13 ppm으로 측정되었다. SO2 (이산화황)은 대조구에서 0.89 ppm으로 측정되었으며, 지열 돈사에서는 0.73 ppm으로 측정되었다. 지열 난방시스템을 활용시 돈사 내부의 악취가스가 저감되는 결과가 나타났다. Choi 등 (2010)은 지열난방시스템은 돈사에 암모니아 등의 유해가스를 희석하여 신선한 공기를 공급하여 공기의 질을 개선한다고 보고하였다.
- 지열 인큐베이터돈사의 월별 전기사용량 결과는 다음과 같다. 2014년 12월 2일 ～ 2014년 12월 8일 전기사용량은 대조구에서 570.4 kWh, 지열 인큐베이터돈사에서 312.1 kWh 사용으로 45.28% 감소되었다. 2015년 1월 13일 ～ 2015년 1월 19일 전기사용량은 대조구에서 536.7 kWh, 지열 인큐베이터돈사에서 289.4 kWh 사용으로 46.08% 감소되었다. 2015년 2월 12일 ～ 2015년 2월 18일 전기사용량은 대조구에서 515.0 kWh, 지열 인큐베이터돈사 279.4 kWh 사용으로 45.75% 감소되었다. 2015년 3월 6일 ～ 2015년 3월 12일 전기사용량은 대조구에서 733.1 kWh, 지열 인큐베이터돈사에서 302.6 kWh 사용으로 58.72% 감소되었다. 2015년 4월 14일 ～2015년 4월 20일 전기사용량은 대조구에서 272.5 kWh, 지열 인큐베이터돈사 184.7 kWh 사용으로 32.22% 감소되었다. 2015년 5월 5일 ～ 2015년 5월 11일전기사용량은 대조구에서 178.8 kWh, 지열 인큐베이터돈사에서 145.0 kWh 사용으로 18.90% 감소되었다. 2015년 11월 1일 ～ 2015년 11월 30일 전기사용량은 대조구에서 1,506.7 kWh, 지열 인큐베이터 돈사에서 896.5 kWh 사용으로 40.50% 감소되었다. 2015년 12월 1일 ～ 2015년 12월 31일 전기사용량은 대조구에서 2,712.5 kWh, 지열 인큐베이터돈사에서 1,514.4 kWh 사용으로 44.17% 감소되었다. 시험 전체기간의 전기사용량은 대조구에서 7,025.7 kWh, 지열 인큐베이터돈사 3,924.1 kWh 사용으로 44.15% 감소되었다.
- 지열 시스템 인큐베이터 돈사의 경제성 분석결과는 다음과 같다. 대조구 돈사의 설치비용은 4,419.41USD이며, 지열 돈사의 설치는 17,677.35 USD로 추정되었다. 내구연한은 대조구는 5년이지만, 지열시스템의 Ground loop는 50년 이상, Heat pump는 25년 이상으로 되어있다. 매년 가동시 소요되는 비용은 대조구 돈사는 216.14 USD, 지열 돈사는 48.46 USD로 계산되었다. 감가상각 분석결과는 대조구는 5년, 지열 돈사는 25년을 사용해야 수익이 발생하기 시작한다.
- 태양열시스템 난방지수 분석결과는 다음과 같다. 외부온도는 12월 (1주일)에는 평균 0.06℃, 1월 (1주일)에는 2.58℃, 2월 (1주일)에는 10.45℃로 12∼1월까지 추운 온도를 보였다. 태양강도는 평균적으로 12월 (1주일)에는 평균 946.42 W/m2, 1월 (1주일)에는 1,262.23 W/m2, 2월 (1주일)에는 966.05 W/m2 로 분석되어 겨울철에는 날씨의 영향이 미치는 것으로 분석된다. 집열기효율은 61.36∼65.13%의 효율이 측정되었다. 에너지 생산샹은 122.17∼168.71 kWh/m2/day로 분석되었다. 난방지수는 12월 (1주일)에는 평균 4.58, 1월 (1주일)에는 4.61, 2월 (1주일)에는 4.48로 분석되어 성능은 비슷하게 분석되었다.
- 태양열+지열 인큐베이터 돈사에서 사육된 자돈의 증체량, 사료섭취량 및 사료요구율을 분석한 결과는 다음과 같다. 0～8주차의 실험기간 중 증체량은 태양열+지열 인큐베이터 돈사에서 24.41 kg으로 대조구 21.74 kg 보다 높게 나타났으며, 사료섭취량은 태양열+지열 인큐베이터 돈사에서 49.38 kg으로 대조구 46.24 kg보다 높게 나타났다. 사료요구율은 대조구에서 2.13으로 태양열+지열 인큐베이터 돈사 2.02보다 높게 나타났다.
- 자돈 인큐베이터 돈사의 전기사용량 분석결과는 다음과 같다. 전기사용량은 대조구돈사는 12월 (1주일)에는 625.30 kWh, 1월 (1주일)에는 552.00 kWh, 2월 (1주일)에는 730.00 kWh를 측정되어 1,907.30kWh를 사용하였다. 태양열+지열돈사는 12월 (1주일)에는 325.50 kWh, 1월 (1주일)에는 318.60 kWh, 2월 (1주일)에는 292.90 kWh를 측정되어 937.000 kWh를 사용하였다. 결과적으로 태양열+지열 돈사에서는 대조구 돈사에 비해서 970.30 kWh (약 51%)의 전기사용량을 절감하는 결과가 나타났다.
- 자돈 인큐베이터 돈사 내부의 악취가스 측정결과는 다음과 같다. NH3 (암모니아)는 대조구에서 8.0∼10.0 ppm으로 측정되었으며, 태양열+지열 돈사에서는 1.5∼3.0 ppm으로 측정되었다. H2S (황화수소)는 대조구에서 2.0∼2.5 ppm으로 측정되었으며, 태양열+지열 돈사에서는 0.2∼0.5 ppm으로 측정되었다. SO2 (이산화황)은 대조구에서 0.4∼0.5 ppm으로 측정되었으며, 태양열+지열 돈사에서는 0.1 ppm으로 측정되었다. 태양열+지열 난방시스템을 활용시 돈사 내부의 악취가스가 저감되는 결과가 나타났다.
- 태양열+지열 인큐베이터돈사의 월별 전기사용량 결과는 다음과 같다. 2014년 12월 14일 ～ 2014년 12월 20일 전기사용량은 대조구에서 625.3 kWh, 태양열+지열 인큐베이터돈사에서 297.5 kWh 사용으로 52.42% 감소되었다. 2015년 1월 5일 ～ 2015년 1월 11일 전기사용량은 대조구에서 582.0 kWh, 태양열+지열 인큐베이터돈사에서 143.6 kWh 사용으로 75.33% 감소되었다. 2015년 3월 14일 ～ 2015년 3월20일 전기사용량은 대조구에서 681.0 kWh, 태양열+지열 인큐베이터돈사 292.9 kWh 사용으로 56.99%감소되었다. 2015년 5월 14일 ～ 2015년 5월 31일 전기사용량은 대조구에서 1,144.4 kWh, 태양열+지열 인큐베이터돈사 556.2 kWh 사용으로 51.40% 감소되었다. 2015년 6월 1일 ～ 2015년 6월 30일 전기사용량은 대조구에서 1,256.7 kWh, 태양열+지열 인큐베이터돈사 769.9 kWh 사용으로 38.74% 감소되었다. 시험 전체기간의 전기사용량은 대조구에서 4,289.4 kWh, 지열 인큐베이터돈사 2,060.1 kWh사용으로 51.97% 감소되었다.

3. 제 2협동 결과
▪ 본 보고서는 밀폐 비육돈사의 악취저감을 위한 BF시스템 개발에 관한 것이다.
1차년도는 현장에서의 양돈악취의 심각성을 이해하기 위하여 현장조사를 실시하였다. 이를 통해 비육돈이라 하더라도 돼지가 얼마나 심각한 악취 등의 오염물질과 미기상에 관련된 환경위해물질에 노출되어 있는지도 인식하게 되었다.
▪ 본 연구의 1차년도 에서는 돈사 내 미기상 변수(온도, 습도, 유속)와 먼지, 부유 병원성균, 악취 및 온실가스 (GHOG)의 상관성을 평가·분석하였다. 두 극단 기상조건(여름, 겨울)에서 우리나라 전역에 산포된 12개 양돈장을 대상으로 미기상 변수, 악취 및 먼지, 병원성균 등의 자료를 수집하였다.
▪ 돈사에 대한 온도, 습도 유속 등의 미기상 자료와 여타 변수자료는 자연환기시스템 양돈장, 강제환기시스템 양돈장을 대상으로 10:00AM∼11:00AM에 현장수행 하였다. 또한 돈사 내 악취에 대한 정보도 수집하였다. 주요 volatile organic compounds (VOCs)들 즉, sulfides, indolics, phenolics, volatile fatty acids (VFA) 등 악취농도와 미기상변수 간 상관성을 검정하였다. 악취화합물, 즉, Dimethyl sulfide (DMS), Dimethyl disulfide (DMDS), indole, p-cresol, volatile fatty acids (VFAs) 즉, acetic acid (AA), butyric acid (BA), iso–butyric acid, valeric acid (VA), propionic acid (PA), iso-valeric acid (iVA) 등의 농도를 분석하였다.
▪ 비매개변수 상관성분석에서 계절 간 미기상(微氣象)변수와 부유물질 간의 상관성을 분석을 수행한 결과, 여름과 겨울 공히 미기상변수와 악취 간 부(負)의 유의적(P <0.05)인 상관성을 보였다. 나아가 유속과 입자성 물질인 PM10, PM7, TSP (total suspended particles) 간의 관계도 유의적 (P < 0.05)으로 부의 상관성을 보였다. 이는 돈사 내 환기율이 클 경우 유속이 높아지므로 스칼라양인 악취나, 먼지를 상대적으로 크게 희석시켜 농도를 저하시키기 때문에 부(負)의 상관성을 가지는 것으로 판단된다.
▪ 한편 coliform bacteria의 온도에 대한 민감성 때문에, 온도와 total coliform, Escherichia coli counts간 매우 유의적(有意的)으로 (P < 0.01) 정(正)의 상관관계를 보였다. 질병에 취약한 자돈의 경우. 이유자돈사내 부유물질을 제어하여 질병에 노출된 가능성을 줄이는 일은 매우 중요한 일이다. 그러므로 본 연구의 결과로 도출한 돈사의 관리지침은 양돈에 길잡이가 될 수 있다.
• 또한 1차년도 하반기는 2차년도 악취저감 실증실험을 위한 pilot BF 설계, 제작을 수행하였다. 본 연구의 수행결과에서 서술한 바와 같이 밀폐 비육돈사의 악취저감을 위한 BF에 대한 설계지침을 제시하였다.
▪ 본 연구의 BF시스템은 밀폐 비육돈사의 악취를 저감하기 위한 장치로 수원 부속목장에 입지하였다. BF는 기본적으로 난류균배 다공막, 10㎜ 두께의 2개의 cellulose pad와 물재순환 dripping system, 유속, 정압차, 습도, 온도 등을 감지할 수 감응센서와 data logger 등으로 구성되어 있다. 또한 이들 기기 및 재순환수를 모니터링할 수 있는 모니터도 함께 장착되어 BF의 악취와 온실가스 농도의 저감을 분석하였다.
▪ BF에 대한 약 100일간의 현장실증실험에서 AA의 저감율은 90∼95% (4.18 ppbv @ exit) 이르며, BA 는 95∼99% (7.83 ppbv @exit), PA ≥ 99 % (0.96 ppbv @ exit), VA는 80∼90% (1.03 ppbv @exit), iBA 80∼90% (1.6ppbv @ exit), Ammonia ≥ 80% (final day concentration was 1 ppm after biofilter), Mercaptan Methanol(MM)≥60% (7.1 ppbv @exit), Dimethyl Sulphide(DMS) ≥ 60% (1.2 ppbv@exit),Dimethyle Disulphide (DMDS)≥80% (0.1ppbv@exit), Carbon dioxide 10∼50% (700ppm @exit). 본 연구 수행시 Hydrogen sulphide, p-cresole, indole, skatole, methane 등은 측정되지 않았다.
▪ 본 연구의 3차 년도에서 공기의 질과 스트레스 홀몬과의 상관성 연구를 수행한 결과 공기질과 홀몬은 유의적인 상관성을 보였다. 이는 기본적으로 환기조건과 밀접한 관계가 있는 듯하다. 왜냐하면 적정 실내환경에서는 돼지의 생산성이 높게 나타났기때문이다. 양호한 실내환경은 돼지 뿐만 아니라 실내 작업자에게도 긍정적인 영향을 미친다.

4. 제 3협동 결과
▪ 더위 스트레스를 많이 받는 여름철에 임신 중 개별 스톨 시설에서 사육된 분만모돈들의 평균산자수와 평균이유두수보다 임신 중 Shoulder length barrier 시설에서 사육된 분만모돈들의 평균산자수와 평균이유두수가 높게 나타났다(p<0.05). 두 시설에서 각각 사육된 분만모돈들 간에 질병적 관점에서 큰 차이를 보이지 않았으나, 하절기에 스트레스가 개별 스톨 시설에서 사육된 분만모돈들보다는 임신중 Shoulder length barrier 시설에서 사육된 분만모돈들에게 적게 가해지는 것으로 나타났다. 결론적으로 임신돈사에서 임신 중에 개별 스톨 시설보다는 Shoulder length barrier 시설에서 사육하는 것이 좋은 것으로 판단되었다.
▪ 분만돈사에서 계절 및 시설에 상관없이 상대습도, 풍속 및 암모니아 농도는 적정범위내에 모두 포함되어 이들 요소가 분만모돈의 생산성과 스트레스 등에 영향을 미치지 않은 것으로 판단되었으나, 온도의 경우 봄, 가을 및 겨울에는 상한임계온도로 나타났으나 여름에는 이보다 훨씬 높게 나타났기 때문에 여름철 온도가 분만모돈의 생산성과 스트레스에 악영향을 미친 것으로 판단되었다. 동일 계절에서 임신사의 사육 시설 (개별 스톨 시설, Shoulder length barrier 시설) 간의 분만모돈의 생산성은 차이가 없었다(p>0.05). 결론적으로 임신사의 사육 시설이 분만모돈의 생산성에 영향을 미치지 않은 것으로 판단되었다.
▪ 겨울과 봄에 비하여 여름에 이유자돈사와 육성돈사 내부의 온도와 상대습도가 높았으며, 이것이 더위 스트레스를 유발시켜 이유자돈과 육성돈의 생산성에 악영향을 미쳤을 것으로 판단되었다. 또한 이유자돈과 육성돈은 계절에 상관없이 사육밀도가 높아짐에 따라(이유자돈의 사육밀도 : 저밀도 – 0.45m2/hd, 중밀도 – 0.35m2/hd, 고밀도 – 0.25m2/hd; 육성돈의 사육밀도 : 저밀도 – 0.6m2/hd, 중밀도 – 0.5m2/hd, 고밀도 – 0.4m2/hd) 편안하게 쉬는 행동이나 먹는 행동을 덜 나타내었으며, 이것이 결과적으로 이유자돈과 육성돈의 생산성에 악영향을 미쳤을 것으로 판단되었다. 이유자돈과 육성돈은 계절에 상관없이 사육밀도가 높아짐에 따라 종료체중과 일당증체량이 줄어드는 결과를 나타내었다(p<0.05). 따라서 이유자돈과 육성돈의 경우 적정밀도로 사육하는 것이 중요하며, 특히 여름에는 더위 스트레스를 고려하여 사육밀도를 낮춰 사육하는 방안을 고려해볼 필요가 있는 것으로 판단되었다.
▪ 동물의 스트레스 반응은 개체, 환경, 유전요인, 환경조건, 사육 밀도 등에 의해 영향을 받게 되며, 최초 스트레스의 활성은 체내 호르몬의 활성 및 억제 에 의해 발현된다. 이러한 현상은 cortocotropin 분비 호르몬과 급성 스트레스가 부신피질 세포 내 steroidogenesis 반응에 의해 분비되는 ACTH와 같은 호르몬이 분비되어 혈중 glucocorticoids의 농도 상승을 유도하는 것으로 규정된다.
▪ 본 연구에서 수행 된 분만 모돈의 스트레스 호르몬 분석에서는 혈중 cortisol levels이 사육환경 즉, SLB(shoulder length barrier) 시설과 일반 stall사에서 차이를 확인해보았다. 그 결과 봄철에 SLB에서 혈중 cortisol level이 약간 증가하였고, 그 외 여름, 가을 및 겨울에서는 일반 stall사와 비교하여 감소함이 확인 되었다. 그러나, 통계적인 유의성은 확인 되지 않았다. 또한, 낙하세균 검사에서는 두 돈사 모두에서 유사한 결과를 보였으며, 혈중 호흡기 항체가의 분석에 있어서 PRRS, atrophic rhihitis, Actinobacillus pleuopneumonia 2 및 5의 혈중 항체가에 차이가 없음이 확인 되었다.
▪ 또한, 임신 모돈의 스트레스 호르몬 분석에서는 혈중 cortisol levels이 사육환경 즉, SLB(shoulder length barrier) 시설과 일반 stall사에서 차이를 확인해 보았다. 그 결과 분만돈사와 마찬가지로 봄철에 SLB에서 혈중 cortisol level이 약간 증가하였고, 그외 여름, 가을 및 겨울에서는 일반 stall사와 비교하여 감소함이 확인 되었다. 임신 모돈의 경우도 분만 모돈의 결과와 마찬가지로 통계적인 유의성은 확인 되지 않았다. 또한, 낙하세균 검사에서는 두 돈사 모두에서 유사한 결과를 보였으며, 혈중 호흡기 항체가의 분석에 있어서 PRRS, atrophic rhihitis, Actinobacillus pleuopneumonia 2 및 5의 혈중 항체가에 차이가 없음이 확인 되었다.
▪ 양돈장의 사육밀도는 양돈 생산성과 돼지의 스트레스에 매우 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구는 이유돈과 육성돈에 대하여 사육밀도를 달리하여 (이유자돈의 사육밀도 : 저밀도 – 0.45m2/hd, 중밀도 – 0.35m2/hd, 고밀도 – 0.25m2/hd;육성돈의 사육밀도 : 저밀도 – 0.6m2/hd, 중밀도 – 0.5m2/hd, 고밀도 – 0.4m2/hd) 사육한 후 채혈을 통해 사육밀도가 돼지의 스트레스에 미치는 영향을 분석하였다. 이유돈의 경우 혈중 cortisol level은 저밀도에서 사육된 돼지가 중밀도 및 고밀도에서 사육한 돼지에 비해 혈중 cortisol level이 저하된 것으로 나타났다. 이러한 결과는 측정한 계절 모두에서 동일한 패턴을 보였으나, 통계적인 유의점은 확인 되지 않았다. 육성돈의 경우에 있어서도 이유돈과 유사한 혈중 cortisol level을 보여 저밀도 사육이 중밀도 및 고밀도 사육에 비하여 스트레스 저감에 영향을 미치는 요인임을 확인 하였다. 그러나, 혈중 cortisol level의 변화는 통계적인 유의점이 확인되지 않을 정도를 보였다. 이에 더하여 본 연구에서 수행된 이유돈 및 육성돈에서의 낙하세균과 혈중 호흡기 질병 항체가의 분석에 있어서도 밀도차에 따른 차이점은 확인 되지 않아, 비슷한 조건에서의 연구 실험임을 입증하였고, 사육밀도가 이유돈 및 육성돈의 면역반응에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 확인 되었다.

Abstract ▼

1. 제 1 세부
• This report included the three years of researches on housing management system and feeding management for the purpose of improving sow growth performance, reproductive performance, and piglet performance from parity 1 to 6. In each parity, we collected the data from each sow to analy

1. 제 1 세부
• This report included the three years of researches on housing management system and feeding management for the purpose of improving sow growth performance, reproductive performance, and piglet performance from parity 1 to 6. In each parity, we collected the data from each sow to analyze to know which management is better for the sows.

• EXP. 1: Effect of different housing management system in sows
• We allotted 90 multiparous sows (Landrace × Yorkshire) to three housing system:
1) CON (Stall management system), 2) GM (Group management system), and 3) SM(Shoulder management system). Each system contained 30 sows, and started at 3 weeks after breeding, finished at the next breeding. All sows were given the same amount of feed during gestation and had ad libitum access to feed during lactation.
• We recorded individual sow daily feed intake to calculated average daily feed intake, checked individual sow bodyweight and scanned for backfat thickness 3 days before farrowing, a few hours after farrowing and on weanling day to determine weight and backfat loss. The backfat thickness of the sows (6 cm off the midline at the 10th rib) was measured using a real-time ultrasound instrument (Piglot 105; SFK Technology, Herlev, Denmark). During experimental period, numbers of piglets alive and death per litter were recorded to calculate survival ratio, and numbers of piglets stillborn were also recorded. Individual pig weight was recorded at birth, week 1, week 2, week 3, and weaning to determine average daily gain. After farrowing, daily feed allowance increased 1 kg/day until day 6 postpartum, and then sows were ad libitum access to feed and water. During lactation, feed consumption was recorded for each sow to calculate average daily feed intake. After weaning, weaning to estrus interval was recorded for each sow.
• We collect blood from sows on d 50 and 108 of lactation, weanling, and from piglets on weanling day. Blood samples were collected from the jugular vein into non-heparinized vacuum tubes (Becton Dickinson Vacutainer Systems, Franklin Lakes, NJ, USA) of each sow at the same time of the day. Blood samples were collected before meals and after removal of piglets. After collection, the serum samples were centrifuged (3000 × g) for 30 min at 4°C and stored at −20°C until being used in cortisol, norepinephrine and epinephrine analysis. Serum concentrations of cortisol were determined with a standardized solid phase radioimmunoassay kit (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA, USA). The norepinephrine and epinephrine were assayed using an ionexchange purification procedure followed by liquid chromatography with electrochemical detection, as described previously by Hay and Mormède (1997). In brief, the samples were loaded onto cationic columns and the catecholamines were eluted with boric acid. The eluates were assayed via HPLC with electrochemical detection with an oxidizing potential of +0.65V. The intra- and inter-assay coefficients of variation (CV) were 7.0% and 7.1% for norepinephrine and 6.5% and 11.6% for epinephrine, respectively.
• Subjective diarrhea scores of piglets were recorded daily from day 0 to weanling by the same person and were based on the following: 1=hard, dry pellets in a small, hard mass; 2=hard, formed stool that remains firm and soft; 3=soft, formed, and moist stool that retains its shape; 4=soft, unformed stool that assumes the shape of the container; 5=watery, liquid stool that can be poured. Scores were recorded on a pen basis following observations of individual pig and signs of stool consistency in the pen. The score is reported as average daily diarrhea of individual pig score.
• Fresh feces samples were collected randomly from at least 2 piglets (1 gilt and 1 barrow) in each sow pen on the last 2 d of the experiment. Fresh feces were collected directly via massaging the rectum. Fecal samples collected in each pen within the same treatment were pooled and placed on ice for transportation to the laboratory where analysis was immediately carried out. One gram of the composite fecal sample from each pen for fecal microbial flora was diluted with 9 mL of 1% peptone broth (Becton, Dickinson and Co.) and then homogenized. Viable counts of bacteria in the fecal samples were then conducted by plating serial 10-fold dilutions (in 1% peptone solution) onto MacConkey agar plates (Difco Laboratories, Detroit, MI) and lactobacilli medium III agar plates (Medium 638; DSMZ, Braunschweig, Germany) to isolate the Escherichia coli and Lactobacillus, respectively. The lactobacilli medium III agar plates were then incubated for 48 h at 39°C under anaerobic conditions. The MacConkey agar plates were incubated for 24 h at 37°C. The Escherichia coli and Lactobacillus colonies were counted immediately after removal from the incubator.
• All data were analyzed by using the GLM procedure in a completely randomized block design with the SAS software program (SAS Institute, 2001). Differences among all treatments were separated by Duncan’s multiple range test. Results were expressed as the least squares means and SE.

• In parity 1
• Sows in Group and Shoulder system had less bodyweight loss (from after farrowing to weanling), stillbirth piglets, higher born and weaned piglets compared with sows in Stall system. Sows in Group and Shoulder system had lower cortisol, epinephrine and norepinephrine concentration than those in Stall system on d 50 and 108 of gestation. There was no difference on piglet growth performance, fecal score, microflora, and sow rectum temperature among these three different housing system. The results indicated that in parity 1, Group and Shoulder system are good for sow reproductive performance and can relieve stress during gestation, but do not have effect on piglet performance, fecal score and microflora.

• In parity 2
• Sows in Group and Shoulder system had less bodyweight loss (from after farrowing to weanling), backfat thickness loss (from after farrowing to weanling), higher born and weaned piglets compared with sows in Stall system. Piglets in Group and Shoulder system had higher bodyweight at week 3 and weanling day, as well as higher average daily gain during week 2 to 3, week 3 to weanling day, and the overall lactation period compared with those in Stall system. Sows in Group and Shoulder system had lower cortisol, epinephrine and norepinephrine concentration than those in Stall system on d 50 and 108 of gestation. Additionally, lower cortisol concentration on weanling day was observed in Shoulder system sows compared with Stall system sows. There was no difference on piglet fecal score and sow rectum temperature among these three different housing system. The results indicated that in parity 2, Group and Shoulder system are good for sow reproductive performance and piglet growth performance, and can relieve sow stress during gestation, but do not have effect on piglet fecal score.

• In parity 3
• Sows in Group and Shoulder system had less bodyweight loss (from after farrowing to weanling), stillbirth piglets, higher born and weaned piglets compared with sows in Stall system. Sows in Group and Shoulder system had lower cortisol, epinephrine and norepinephrine concentration than those in Stall system on d 50 and 108 of gestation. Additionally, lower cortisol and norepinephrine concentration on weanling day was observed in Group and Shoulder system sows compared with Stall system sows. Piglets in Shoulder system had lower fecal score on d 14 compared with those in Stall system. There was no difference on piglet fecal microflora and sow rectum temperature among these three different housing system. The results indicated that in parity 3, Group and Shoulder system are good for sow reproductive performance, and can relieve sow stress during gestation, but do not have effect on piglet fecal microflora.

• In parity 4
• Sows in Group system had higher bodyweight before farrowing, after farrowing, and weanling than those in Stall and Shoulder system. Sows in Stall and Group system had less bodyweight loss (from before farrowing to after farrowing and from after farrowing to weanling), higher average daily feed intake compared with sows in Shoulder system. Backfat thickness loss (from after farrowing to weanling) waslower in Group and Shoulder system compared with sows in Stall system. Piglets in Group and Shoulder system had higher bodyweight at week 1, week 2, week 3 and weanling day, as well as higher average daily gain during birth to week 1, week 1 to 2, week 2 to 3, week 3 to weanling day, and the overall lactation period compared with those in Stall system. Sows in Group and Shoulder system had lower cortisol, epinephrine and norepinephrine concentration than those in Stall system on d 50 and 108 of gestation. Additionally, lower sow cortisol and norepinephrine concentration on weanling day, and lower piglet norepinephrine concentration were observed in Group and Shoulder system compared with Stall system. There was no difference on piglet fecal score, microflora, and sow rectum temperature among these three differenthousing system. The results indicated that in parity 4, Group system is good for sow reproductive performance compared with Shoulder and Stall system. Group and Shoulder system are good for piglet growth performance, and can relieve sow stress during gestation and lactation, but do not have effect on piglet fecal score and microflora.

• In parity 5
• Sows in Group and Shoulder system had less stillbirth piglets compared with sows in Stall system. Piglets in Group and Shoulder system had higher average daily gain during lactation period. There was no difference on sow reproductive performance, rectum temperature, piglet growth performance, fecal score, microflora, and their cortisol, epinephrine, and norepinephrine concentration among these three different housing system. The results indicated that in parity 5, feeding sows and piglets in Stall, Group and Shoulder system had no difference in their performance.

• In parity 6
• Sows in Group and Shoulder system had less bodyweight before farrowing, after farrowing, weanling, and bodyweight loss (from after farrowing to weanling), higher average daily feed intake during lactation compared with sows in Stall system. Piglets in Group and Shoulder system had higher bodyweight at week 1, week 2, and week 3, as well as higher average daily gain during birth to week 1, week 1 to 2, and week 2 to 3 compared with those in Stall system. Sows in Group and Shoulder system had lower cortisol, epinephrine and norepinephrine concentration than those in Stall system on d 50 and 108 of gestation. Additionally, lower norepinephrine concentration on weanling day was observed in Group and Shoulder system sows compared with Stall system sows. Piglets in Shoulder system had lower fecal score on d 14 compared with those in Stall system. There was no difference on piglet fecal microflora and sow rectum temperature among these three different housing system. The results indicated that in parity 6, Group nd Shoulder system are good for sow reproductive performance, piglet growth performance, and can relieve sow stress during gestation, but do not have effect on piglet fecal microflora.

• Conclusion
• Group and Shoulder system are good for sow reproductive performance, piglet growth performance, and can relieve sow stress during gestation in any parity (1, 2, 3, 4, 6) except parity 5 compared with Stall system, but don’t have effect on sow rectum temperature, piglet fecal score and microflora.

• EXP. 2: Effect of dietary fiber supplementation in sows
• We allotted 80 multiparous sows (Landrace × Yorkshire) to two dietary treatments: 1) CON (basal diet), and 2) F (basal diet + fiber). Each treatment contained 40 sows, and started at 3 weeks after breeding, finished at the next breeding. All sows weregiven the same amount of feed during gestation and had ad libitum access to feed during lactation.
• Material and methods are the same as EXP. 1

• In parity 1
• Piglets in Fiber treatment had higher average daily gain during week 2 to 3 compared with piglets in CON. Sows in Fiber treatment had lower norepinephrine concentration on d 50 of gestation, as well as lower cortisol and norepinephrine concentration on d 108 of gestation than those in CON treatment. There was no difference on sow reproductive performance, rectum temperature, piglet growth performance, fecal score, and microflora between the two treatments. The results indicated that in parity 1, dietary fiber can slightly decrease sow cortisol and norepinephrine concentration, and do not have effect on sow reproductive performance, piglet performance, fecal score, and microflora.

• In parity 2
• Sows in Fiber treatment had less bodyweight loss (from after farrowing to weanling) and backfat thickness loss (from after farrowing to weanling) than those in CON treatment. Piglets in Fiber treatment had higher bodyweight at weanling and average daily gain during week 3 to weanling and overall lactation period compared with piglets in CON. Sows in Fiber treatment had lower cortisol and norepinephrine concentration on d 50 of gestation, as well as lower epinephrine concentration on d 108 of gestation than those in CON treatment. There was no difference on sow rectum temperature, piglet fecal score and microflora between the two treatments. The results indicated that in parity 2, dietary fiber had good effect on sow body condition, decrease cortisol and norepinephrine concentration, as well as improve piglet growth performance at weanling. Additionally, no effect was observed on sow rectum temperature, piglet fecal score, and microflora.

• In parity 3
• Piglets in Fiber treatment had higher average daily gain during week 3 to weanling compared with piglets in CON. Sows in Fiber treatment had lower norepinephrine concentration on d 50 of gestation, as well as lower cortisol, epinephrine, andnorepinephrine concentration on d 108 of gestation than those in CON treatment. The results indicated that in parity 3, dietary fiber can decrease cortisol, epinephrine, and norepinephrine concentration at later gestation, as well as increase piglet average daily gain at weanling. No effect was observed on sow reproductive performance, rectum temperature, piglet fecal score, and microflora.

• In parity 4
• Sows in Fiber treatment had less backfat thickness loss (from after farrowing to weanling) than those in CON treatment. Piglets in Fiber treatment had higher bodyweight at weanling and average daily gain during birth to week 1 and overall lactation period compared with piglets in CON. Sows in Fiber treatment had lower cortisol and norepinephrine concentration on d 50 of gestation, as well as lower norepinephrine concentration on d 108 of gestation than those in CON treatment. There was no difference on sow rectum temperature, piglet fecal score and microflora between the two treatments. The results indicated that in parity 4, dietary fiber can decrease sow backfat thickness loss, cortisol and norepinephrine concentration, increase piglet growth performance at beginning and weanling. Additionally, no effect was observed on sow rectum temperature, piglet fecal score, and microflora.

• In parity 5
• Piglets in Fiber treatment had higher average daily gain during week 3 to weanling compared with piglets in CON. Sows in Fiber treatment had lower cortisol and epinephrine concentration on d 108 of gestation than those in CON treatment. Therewas no difference on sow reproductive performance, rectum temperature, piglet fecal score and microflora between the two treatments. The results indicated that in parity 5, dietary fiber can decrease sow cortisol and epinephrine concentration, as well as increase piglet average daily gain during week 3 to weanling. Additionally, no effect was observed on sow reproductive performance, rectum temperature, piglet fecal score, and microflora.

• In parity 6
• Sows in Fiber treatment had lower cortisol, epinephrine, and norepinephrine concentration on d 50 of gestation, as well as lower cortisol and norepinephrine concentration on d 108 of gestation than those in CON treatment. There was nodifference on sow reproductive performance, rectum temperature, piglet growth performance, fecal score, and microflora between the two treatments. The results indicated that in parity 6, dietary fiber can decrease sow cortisol, epinephrine, and norepinephrine concentration, thus relieve sow stress during gestation.

• Conclusion
• Dietary fiber can decrease sow cortisol, epinephrine, and norepinephrine concentration at any parity (1, 2, 3, 4, 5, 6), thus relieve sow stress during gestation, nd fiber also had slightly good effect on growth performance in piglets, but do not have effect on sow reproduction performance, rectum temperature, piglet fecal score, and microflora.