본 연구에서는 홀스타인 젖소에 있어 발정과 분만 시 나타나는 반추위 환경과 행동 및 생리 변화에 미치는 영향에 대해 반추위 온도와 활동량 측정이 가능한 모니터링 장치를 통하여 기초자료를 얻고자 실시 하였다. 본 연구의 실험 기간은 2021 년 9 월 초부터 2022 년 10 월까지 총 14 개월 진행하였다. 실험장소는 충주에 위치한 홀스타인 번식우 실험농장에서 실험을 진행하였다. 공시 동물로는 홀스타인 번식우 20 두, 분만우 13 두를 이용하였으며, 평균 개월령은 61.4 개월이며 평균 산차는 2.88± 1.37 산이다. 발정에 대한 데이터는 홀스타인의 분만 후 자연 발정을 사용하였으며 총 38 회의 발정 데이터와 13 회 분만 데이터를 얻을 수 있었다. 혈액은 발정 당일에 채취하였으며, 미 발정 샘플은 발정 1 주일 전에 채취하였다. 비발정기 24 시간, 발정기 24 시간 동안 승가 행위, 음수 행위, 섭식 행위를 CCTV 를 통해 확인하였으며, 질내 점액 전류저항 저항성과 질내 및 직장체온을 미 발정 시 1 회 측정하였으며 발정 데이터 또한 각 1 회 데이터를 확보하였다. 통계는 SAS 9.4 에 MIXED procedure 를 이용하였다. 본 연구의 결과에서 발정기 젖소는 비발정기 젖소와 비교하여 승가 행동이 16.3 배 크게 증가한 것으로 나타났다(p<0.01). 음용수 횟수는 변화가 없었지만, 사료섭취량은 10.5 에서 9.1 로 감소하였다(p<0.01). 발정기와 비발정기 사이의 젖소의 질 내 점액 전류저항 저항성에서 비발정(254.7Ω)은 발정(203.5Ω) 대비 낮은 수준을 나타냈다(p<0.01). 아울러 발정기 동안 비발정기 대비 질 내 온도가 0.5℃ 증가 및 직장 온도도 0.5℃ 증가했다(p<0.01). 한편, 발정기와 비발정기 동안 포도당(Glucose, mg/dL), 비에스테르화지방산(Non-esterified fatty acids, uEq/L), 요소태질소(Blood urea nitrogen, mg/dL), 알부민(Albumin, g/dL), 콜레스테롤(Cholesterol, mg/dL) 수준을 분석한 결과, 포도당(Glucose, mg/dL), 수치는 비발정 시기 49.7 에서 발정기 58.4 mg/dL 로 증가한 반면, 비에스테르화지방산(Non-esterified fatty acids, uEq/L), 수치는 비발정 185.4 에서 발정기 457.4 uEq/L 로 증가했다. 요소태질소(Blood urea nitrogen, mg/dL) 수치는 21.8 에서 18.5 mg/dL 로 감소하였으며, 콜레스테롤(Cholesterol, mg/dL) 수치는 발정기 동안 195.5 에서 264.5 mg/dL 로 증가했다(p<0.05).
발정기 및 비발정 동안 반추위 온도와 활동의 변화를 분석한 결과 발정기 젖소의 반추위 온도는 38.8℃로 비발정 반추위 온도(38.4℃)와 비교하여 더 높게 나타났다(p<0.05). 발정기 젖소의 승가 행동을 통한 활동량 증가와 함께 비발정기에 비해 발정기의 젖소에서 활동지수가 높았다(p<0.05). 한편, 젖소의 분만 시 행동 변화에 관한 분석 결과, 발정기 젖소는 승가 횟수 증가, 질 및 직장 온도 증가, 질 점액의 전기 저항 감소를 보여주었으며, 반추위 센서 데이터를 통해 발정하지 않은 소에 비해 반추위 온도와 활동성이 더 높은 것으로 나타났다(p<0.05). 아울러, 분만 시 젖소의 반추위 온도는 분만 2 일 전부터 체온 감소 경향과 활동성 감소 결과를 보였다. 결론적으로 본 연구결과들은 홀스타인 번식우에서 발정과 분만 중에 발생하는 행동 및 생리적 변화에 대한 기초정보를 제시하여 기존의 전통적인 검측 방법보다 반추위 내 센서를 이용해 확인하는 것이 발정 및 분만을 미리 예측할 수 있는 정보를 제공할 수 있어 국내 개발 반추위 내 센서의 발전 가능성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 젖소의 번식 능력을 개선하고 번식을 대비한 더 나은 사양관리가 가능할 수 있도록 도움을 줄 것으로 제안한다.