축산 및 농업 분야의 재배·사육 관리 기술과 가축 성비 조절 기술 및 종이포트 제조 자동화 시스템에 관한 정보 doc_id PCY_201801170318390981_3

겨울 시설재배 감자는 가온하지 않고 2~3겹 비닐로 보온하기 때문에 야간에는 저온인 경우가 많아 초기 생육이 매우 늦어져 조기 수확이 어렵다. 또한 오랫동안 저온상태가 지속되면 감자 싹의 생장이 멈추고 2차 휴면에 돌입하여 종종 농사에 실패하는 경우가 많다. 민원인들의 겨울 시설재배 감자 재배지에서 첫 번째 발아된 싹이 죽은 현상과 감자 싹 끝이 비대되고 줄기가 두꺼워진 현상, 검은무늬썩음병 발생 등은 겨울철(12~2월) 기온 하강으로 인한 동해와 저온해가 원인인 것으로 판단되었다. 또한 재배지에 따라 입모율과 생육이 균일하지 않았던 현상은 동일한 재배지 내에서도 보온 상태나 토양수분함량 등의 차이에 의해 영향을 받은 것으로 보였다. 특히 민원인들의 감자 재배지는 겨울철에 기온이 많이 떨어지는 추운 지역이므로 겨울철 동해와 저온에 의한 2차 휴면이 발생하기 쉽고, 토양습도가 높아 저온일 때 검은무늬썩음병이 발생하기 쉬우므로 주의해야 한다. 소는 주변 상황에 민감하게 반응하는 동물이기 때문에 더위나 추위 등 스트레스 관리가 매우 중요하다. 이로 인해 심한 일교차에 대비하여 바람막이와 보온을 위한 조치를 취해야 한다. 번식우는 아침·저녁으로 발정을 관찰하여 적기에 수정시켜 번식률 향상에 힘써야 하고, 비육 말기에 있는 비육우는 출하 체중을 높이고 육질이 향상되도록 사료섭취량을 증가시켜야 한다. 이와 함께 환절기에 발생하기 쉬운 호흡기 질병과 설사병에 걸리지 않도록 주의해야 한다. 축사를 항상 깨끗하게 하고, 정기적으로 소독을 하며 파리, 모기 등 외부 해충을 퇴치하도록 한다. 사료통 안에 변질된 사료가 있다면 자주 치워 소화기 질병 발생 및 사료섭취량 감소를 방지하도록 한다. 분만실의 습도 및 환기에 주의하고, 마른 깔짚을 충분히 깔아주어 갓 태어난 송아지가 오물 등에 오염되지 않도록 관리한다. 신생 송아지는 충분한 초유 공급과 일교차 등에 대비한 방풍과 보온 관리로 호흡기 질환 및 설사병을 예방하도록 한다. 가축의 암수 생산을 조절하기 위한 연구는 1900년대 초반부터 시도되어왔다. 성비 조절 방법으로는 암수 정자의 무게가 다르다는 점을 이용해 농도를 조절할 수 있는 액체에 정자를 넣고 원심분리를 하여 암수의 정자를 분리하는 방법이 있었다. 또한 수컷을 생산하는 정자에만 특이하게 접착하는 항원을 개발하여 수컷 정자의 기능을 마비시켜 암컷을 생산하는 방법도 있었다. 하지만 성비의 차이를 크게 내지 못하여 실험적인 기술로만 남게 되었다. 현재는 시험기기의 발달로 유체 내 세포의 특성을 측정하여 분리해내는 기기(Flowcytometry)의 개발과 액체의 흐름을 이용해 암수 정자의 유전자 양으로 구별하는 기술이 개발되어 활용되고 있다. 그러나 일반 동결정액에 비해 다소 비싼 가격으로 판매되고 있으며 암수를 분리하기 위해 기기를 통과하는 과정에서 여러 충격을 받아 수태율이 일반 정자에 비해 다소 떨어지는 것으로 나타났다. 이 기기가 개발되기 전에는 체내 혹은 체외수정란의 일부를 떼어내어 염색체 분석 혹은 유전정보를 분석하여 암수를 구별한 후 수정란 이식을 하였으나, 수정란을 떼어내는 과정에서 충격을 받은 수정란으로 이식함으로써 수태율이 다소 떨어지는 것으로 연구·보고되고 있다. 정자는 자연교배나 인공수정으로 암소의 생식기에 주입되면 구조적으로 꼬리의 운동을 통해 정자 머리의 유전자를 난자의 핵과 결합(수정)하기 위해 이동한다. 정자 머리 바로 아래의 목 부분(중편부)에는 미토콘드리아가 있으며, 여기에서 암수의 정자가 서로 다른 물질의 자극에 의해 당을 분해하여 에너지를 만들어낸다. 그러므로 인공수정 혹은 체외수정을 시도하기 전에 암컷이나 수컷을 각각 원하는 경우 서로 다른 물질로 정자와 반응을 시킬 때 암수의 정자가 서로 다르게 운동을 개시하여 난자까지 도달시간의 차이를 보이므로 암수를 구별하여 수정하게 된다. 즉 암수 정자 이동 간의 차이를 이용하여 난자까지 암컷이나 수컷이 되는 정자가 먼저 도달하여 수정이 이루어지면 암수의 성비가 조절될 수 있다. 이러한 정자의 성조절을 증명하기 위해 성조절 정자 특히 암컷이 되는 정자를 이용하여 체외수정란을 생산하고 수정란 유전자 분석을 해보니 암컷 수정란의 생산율이 높게 나타났다(암컷으로 시도, 수컷:암컷=6:19). 이 기술은 지난 2016년 6월에 특허 출원(출원 제목 : ‘동물 정자의 성감별 조성물 및 이의 용도’, 출원번호 10-2016-0072506호)을 하고, 약품회사에 기술 이전하여 시판하고 있다. 2016년부터 국립축산과학원의 현장실증시험을 통해 한우 농가에 현장적응을 위한 시험을 하고 있으며, 2016년에 처리한 결과, 수컷 송아지를 원할 경우 75~90%의 생산을 보였고, 암컷 송아지를 원할 경우 65~78%까지 생산을 하였다. 이를 통해서 한우 농가가 원하는 성의 송아지를 생산할 경우 수익성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 최근 한우의 체형을 크게 하고, 고급육을 생산하기 위해 개량을 하려는 한우 번식 농가가 많이 늘어나고 있다. 이를 위해서는 농가의 암소(밑소)를 개량해야 능력이 우수한 유전인자를 지닌 정자로 인공수정을 했을 때 개량된 송아지를 얻을 수 있게 된다. 따라서 개량을 위한 밑소를 선택적으로 성비를 조절하여 생산할 때, 한우 농가의 개량 속도가 매우 향상될 수 있을 것이다. 비육 농가의 경우에도 능력이 우수한 암소로부터 체형이 크고, 고급육 생산이 가능한 유전인자를 지닌 수송아지를 생산해야 거세 후 높은 등급의 거세우를 출하할 수 있고 이는 농가의 수익 증대로 연결될 것이다. 원통형 종이포트를 만드는 과정은 생분해성 종이를 원통형으로 감싼 후 상토를 채워주고 일정한 길이로 자르는 순서로 진행된다. 종이포트 제조 장치는 상토공급부, 종이공급부, 포트제조부, 종이포트 절단부로 구성되어 있으며, 이 네 가지 장치가 연속적으로 작동하여 종이포트를 손쉽게 만들 수 있도록 개발한 자동화 시스템이다. 상토공급부는 덩어리진 상토를 고르게 하여 상토공급 파이프에 의해 포트제조부로 상토를 공급한다. 종이공급부는 롤 형태의 종이를 수직 가이드를 통해 공급한다. 포트제조부는 얇은 고형 접착제가 부착된 종이의 한쪽 끝부분과 다른 한쪽 부분을 열접착 방식으로 붙여 편평한 종이를 원통 모양으로 만들고, 그 속에 상토를 채운다. 종이포트 절단부는 상토가 채워진 종이포트를 사용자가 원하는 길이만큼 일정하게 자르는 역할을 하는데, 종이포트의 길이는 국내에서 이용되는 다양한 육묘 트레이에 이용하도록 50㎜까지 조절할 수 있도록 하였다. 칼날을 이용하는 장치이므로 작동부에 안전 커버를 부착하여 안전사고에 대비할 수 있도록 구성하였다.