• 제목/요약/키워드: larval development

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ICT기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜의 현황과 미래 (Current status and future of insect smart factory farm using ICT technology)

  • 석영식
    • 식품과학과 산업
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    • 제55권2호
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    • pp.188-202
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    • 2022
  • 최근 곤충산업은 애완곤충, 천적 등 산업에서 사료, 식용, 약용곤충으로 그 활용범위가 확대되면서 곤충 원료의 품질관리에 대한 요구가 커지고 곤충 제품의 안전성 확보에 관심이 높아지고 있다. 전세계 곤충산업 시장은 많은 소규모 농가형 기업과 소수의 대기업으로 구성되어 있으며 전통적인 수작업 사육에서 고도로 자동화되고 기술적으로 진보된 플랜트형 사육 등 다양한 기술 수준의 사육형태가 존재한다. 산업규모가 확대되는 과정에서 사육환경의 설계는 온습도, 공기질 조절과 병원체 및 기타 오염 물질의 전파를 방지하는 것은 중요한 성공 요인이 되며 사육에서 부화, 사육, 가공에 이르기까지 생산의 안전성을 유지하기 위해서 통일된 운영시스템 아래 통제된 환경이 필요하다. 따라서 곤충의 생육과 사육환경의 빅데이터화 된 데이터베이스를 기반으로 외부 환경 변화에도 안정적인 사육환경 유지가 가능하고 곤충성장에 맞추어 사육환경을 제어하며 노동력 감소와 생산성 향상을 이루기 위한 ICT 기반 곤충 스마트팩토리팜의 설계 및 운용알고리즘을 개발하는 것은 곤충산업 발전의 필수 선결조건이 되고 있다. 특히 유럽 상업용 곤충사육시설은 상당한 투자자의 관심을 받아 곤충 회사가 대규모 생산시설로 건설하고 있는데 이는 EU가 2017년 7월 물고기양식 사료원료로 곤충 단백질의 사용을 승인한 후 가능해졌으며 이를 기반으로 곤충산업의 식용, 의료 등 다른 분야도 첨단기술을 접목하는 현상이 가속화되었다. 외국 곤충산업은 주로 전세계 식품 생산량의 30%에 이르는 소비 전 폐기물이라고 불리는 식품회사의 생산과잉 원료 등을 업사이클링을 통해 재활용생태계를 형성하는데 반해 우리나라는 가정 및 가게에서 발생하는 음식물폐기물 또는 농산물 가공부산물을 주로 이용한다는 점에서 사료 수집과 영양성분 유지, 위생 등 지속가능한 산업생태계를 이루는 데 어려움을 겪고 있다. 또한, 각 곤충 종은 고유하고 특정 사육기술을 요구하고 있다는 점을 감안할 때 곤충사육자는 각기 다른 종별 접근 방식을 채택해야 하는데 대부분의 곤충기업은 여전히 소규모로 운영되며 특히 농가형 기업의 경우 지식과 경험이 도제식으로 전승되는 경우가 많아 표준화되고 규격화된 사육기술이 유지되기 어려운 반면, 일부 곤충 기업은 대규모 사육시설에 스마트 통합 제어시스템을 도입하여 먹이주기, 물주기, 취급, 수확, 청소 시스템, 가공, 품질관리, 포장 및 보관과 같은 곤충 생산과 관련된 요소가 최적화된 사육 환경과 사육프로세스로 표준화되어가는 모습을 보이고 있으며 심지어 일부 유럽기업은 AI기술로 구동되는 완전 자율 모듈식 곤충시스템으로 사육 유지관리를 하고 있는 사례도 등장하기 시작하였다. 향후 전세계 곤충산업은 공급업체로부터 알이나 작은 유충을 구입하고 곤충을 성숙시키기까지 애벌레의 비육 즉 생산원료에 중점을 두는 시스템과 알을 낳고 수확하고 유충의 초기 전처리에 이르기까지 전체 생산 과정을 다루는 시스템, 곤충 유충 생산의 모든 단계와 제분, 지방 제거 및 단백질 또는 지방 분획 등 추가 가공 단계를 다루는 대규모 생산시스템 등으로 점점 세분화할 것으로 본다. 우리나라에서도 인공지능 및 ICT 첨단기술을 활용한 곤충스마트팩토리팜 연구 및 개발 등이 가속화되고 있어 곤충이 기존 사료, 식품 뿐만 아니라 천연 플라스틱 또는 천연성형소재 등 2차산업의 탄소제로 소재로 활용할 수 있도록 특정 종 육종과정 단축이나 기능성 강화를 위한 사육제어가 가능하도록 곧 곤충 스마트팩토리팜 한국형 맞춤사육시스템이 등장할 수 있을 것으로 보이며, 특히 곤충 제품의 지속 가능성을 높이기 위해 사료 및 자원 사용에 대한 통합 소프트웨어 접근 방식을 개발하는 것에 중점을 두고 진행되고 있다.

고추담배나방의 생태 및 방제에 관한 연구 -온도가 담배나방의 생육에 미치는 영향 및 Thuricide $HP^{(R)}$의 방제 효과- (The effects of temperatures on the development of Oriental -tobacco budmoth, Heliothis assulta Guenee, and control effects of Thuricide $HP^{(R)}$-)

  • 정청수;현재선
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.57-65
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    • 1980
  • 담배나방(Heliothis assulta Guenee)의 발육에 미치는 온도의 영향과 Thuricide $HP^{(R)}$의 효과를 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 암컷의 산란전기간은 평균 3.0일($2\~4$일)이었으며 산란기간은 평균 4.75일($4\~5$일)이었고 산란후기간은 평균 3.5일($3\~4$일)로 성충의 수명은 약 11.25일이었다. 2. 일당 산란수 빈도는 60개$\~$80개가 가장 많았으며 각 온도에서 산란수는 $20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 각각 307개, 413개, 189개로 $30^{\circ}C$에서 난수가 가장 적었으며 $25^{\circ}C$일 때 난수가 가장 많았다. 일당 산란수는 평균 64.05개 ($14\~172$개)였고 총산란수는 평균 304.25개 ($189\~413$개)였다. 3. 난기간은 $20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 각각 평균 7.71일 ($6\~9$일), 4.12일($4\~5$일), 3.58일($3\~5$일)이었고 부화율은 각각 $71.25\%,\;78.49\%,\;81.05\%$로써 $30^{\circ}C$에서 가장 높고 $20^{\circ}C$에서 가장 낮았다. 4. 유충의 전 발육기간은 $20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 각각 평균 43.5일, 21.79일, 18.05일을 소요하였고, 유충의 치사율은 $20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 각각 $80.70\%,\;85.93\%\;87.01\%$였다. 5. 용 발육기간은 $20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 각각 평균 24.22일($22\~27$일), 12.36일($11\~14$일), 11.50일($10\~13$였고, 용기 치사율은 $20^{\circ}C,\;25^{\circ}C,\;30^{\circ}C$에서 각각 $18.18\%,\;42.11\%,\;40\%$였다. 6. 발육영점온도는 난이 $11.61^{\circ}C$, 유충이 $11.96^{\circ}C$, 용이 $10.06^{\circ}C$였고 유효적산온도는 난, 유충과 용이 각각 60.41일도, 319.35일도와 222.66일도였으며 담배나 방의 발육영점온도는 $11.17^{\circ}C$였고, 유효적산온도는 60 2.42일도였다. 7. 발육과 온도와의 관계에서 Y=-4.272X+155.39 (r=0.9105), (Y=전 생육기기간을 완료하는데 소요되는 일수, X=처리온도)를 얻었으며 실측치와의 오차는 $6\~10$일로 생육단계 특히 유충기와 개체간 생리적 차가 현저함을 알 수 있었다. 8. Thuricide $HP^{(R)}$ 분무처리 시 치사율은 평균 $73.43\%$였고 Bait처리 시 치사율은 평균 $58.22\%$였으며 처리간에는 유의성이 있었으나 처리시기나 약량간에는 유의성이 없었다.

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개량 Mulching 담배밭 부근뽕잎이 춘잠작에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on Spring Cocoon Crops with the Leaf Produced in the Mulberry Field close to the Totacco Field)

  • 이상풍;김정배;김계명;박광준
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.67-75
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    • 1974
  • 개량 Mulching 재배법에 의한 조기재배담배밭부근 뽕잎이 춘잠작에 미치는 영향을 알고져, 담배밭으로부터 뽕밭이 서북쪽에 위치하고, 경사도는 20%미만으로 뽕밭이 높게 위치하였으며, 시험기간중의 풍향은 담배밭을 거쳐 뽕밭쪽으로 불어오는 남풍과 동남풍이 각각 36%로 주풍이었고 동풍이 그 다음으로 18%의 상태인, 담배밭으로부터 l00m떨어진 처리구를 대조로 하고 10m, 25m, 50m, 80m별로 시험구를 설정하여 각처리의 뽕으로 누에 사육을 통한 영향여부를 조사한 결과, 시험사육기간중 육만으로 식별할 수 있을정도의 중독잠 내지 폐사잠은 발견할 수 없었으나 그 결과에 나타난 피해상황은 다음과 같다. 다만, 같은 뽕밭의 뽕이라도 경사도가 낮고, 담배밭에 가까운 곳일수록 뽕나무의 발육이 양호하였고, 엽질면에서도 우량한 뽕잎의 사육결과 였음에도 불구하고, 본 시험결과에 대한 분석결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 5영극도 잠종중에는 담배밭으로부터 25m구까지 감초의 영향을 미쳤다. 2. 생견 1ι과수 역시 담배밭으로 부터 25m 구까지는 고치가 작았다. 3. 전견종과 견층종에서도 담배밭으로 부터 25m 구까지 피해를 주었으며 그 정도는 전견중보다 견층중에 더큰 영향이 미치어서 그 결과 견층비율이 일충 낮아지는 경향을 보였다. 4. 옥견포함 1만두 수견량에서도 담배밭에서 25m 구까지는 수량이 감소되고 있으며 그 정도는 1차 시험에 있어서는 처리구는 대조에 비하여 10m 구에서는 2.4kg, 25m 구는 2.5kg의 차이로 대조보다 19%가 감수되었으며, 2차에서는 10m 구는 1.8kg, 25m 구는 1.5kg의 차이로 각각 11%, 9%의 감수를 보였다. 이상을 종합하여 보면 대조구의 뽕의 질이 좋지 못하였던 점을 감안한다면 본 시험에서 얻어진 거리 및 감량이상의 피해를 받을 가능성을 시사하며, 본 시험에서의 피해한계 거리는 25m∼50m사이에 있는 것 같다. 그 피해증상은 포장에서 발생되는 증상과 동일하였다. 10. 석회의 시용은 시용량이 증가할 수록 발아불량현상을 다소 높게하는 경향이 있었다. 이상의 결과를 종합하여 볼때 뽕나무의 발아불량현상은 붕소의 결핍에 기인되나 붕소의 결핍피해정도는 토양모재, 토양내 유기물함량 및 수분함량 그리고 석회시용등에 의해서도 좌우되는 것으로 인정된다. 11. 발아불량현상은 붕사를 10a 당 6∼9kg을 춘, 하2회분시하면 방제할 수 있으며, 10a당2,000kg의 퇴비를 수년간 계속시용하는 방법도 상당한 방제방과를 얻을 수 있다고 믿어진다.. 14. 4항 및 5항의 시험결과 견층 sericin 변성에 가장 크게 영향을 미치는 제사용수의 성분은 pH, M-알카리도, 산도 및 총경처이므로 앞으로 이상의 4개 항목을 기본으로 한 제사시험을 행하고 이 결과에 따라 최적의 제사용수 수질 조건을 설정코저 한다. 15. 동일 시수를 가지고 견층을 반복처리 하는데 따라 시수내의 완충력이 증가하여 견층 sericin의 용해량은 감소하는 경향이 있었다.견층 sericin의 용해량은 감소하는 경향이 있었다.된다.esion also improved. The best results were shown when reeling velocity was 180-220 r.p.m. But when the velocity was increased more than 220 r.p.m., the results of cohesion got worse more or less. D) When the temperature of the drying pipe in reeling machine was raised, the results of cohesion also showed a tendency to improve. 4. Re-reeling A) We could net reach a conclusion as to have correlation

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전복의 증식에 관한 연구 (STUDIES ON THE PROPAGATION OF ABALONE)

  • 변충규
    • 한국수산과학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.177-186
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    • 1970
  • 1. 1969년 10월에 전복 Haliotis discus hannai Ino를 재료로 하여 간출 자극에 의한 산란 유발 시험을 실시하여 다량의 수정란을 얻을 수 있었으며 수정율은 1차가 약 $50.0\%$ 2차가 약 $30.0\%$였다. 2. 산란시의 수온은$16.0^{\circ}\~23.0^{\circ}C$내외였으며 사육 수온 $14.0\~18.8^{\circ}C$범위에서 발생 경과시간은 Torcho-phore기(담륜자)까지는 약 22시간, Veliger기(피면자)까지는 약 34시간, 부유 유생기 까지는 $2.5\~3$일이 경과되었으며 7일 경가후부터 부착이 시작되어 9일째는 섬모가 없어지면서 부착이 완료되었다. 이어서 주구각이 생기기 시작하였고, 첫 호수공은 110일만에 생겼다. 3. 10웜 10일에 산란 부화한 유생의 성장크기는 15일만에 0.40mm로 크고, 49일만에 1.39 mm의 포복기 유생으로 자랐다. 첫 호수공은 110일만에 2.14 mm로 큰 후에 생겼으며, 월동이 끝나는 170일 만에는 5.20 inn로 크고 228일만에 10.00 mm로 자랐다. 그 월별 성장은 $L=0.9981\;e^{0.17659M}$의 관계식으로 표시된다. 4. 부유 유생의 사육 밀도는 약 10개/100cc 내외로 하였으며, 부착기는 $30\times20\;cm$ 크기의 굴곡이 있는 플라스틱 판을 사용한 결과 약 $10\~600$개가 부착하였으나 부착 직전에 넣은 것과 저면에 둔 것이 부착율이 양호하였다. 5. 부착 후의 폐사율은 주구각이 형성되는 10일 경과 후는 약 $8\%$가 폐사하였고, 수온이 $10^{\circ}C$로 하강하는 (28일 경과) 때는 $67.9\%$, 제 1호수공이 생기는 (110일 경과) 때는 $79.0\%$, 월동이 끝나는 170일 경과 후는 약 $87.0\%$가 폐사되어 생잔율은 약 $13.0\%$였다. 6. 초기 먹이인 Navicula sp.의 부착 성적은 표면 5cm 하에서는 17일이 경과한 후 $34.3\times10^4/cm^2$개체로 증가하였고 수면 45 cm하에서는 15일만에 $27.2\times10^4/cm^2$ 개체로 증가되었으며 저면인 85 cm하에서는 15일만에 $26.3\times10^4/cm^2$ 개체로 증가되었다. 7. 3.0 mm 크기의 새끼 전복의 1개월간의 전체 이동 저리는 11.36m였으며, $18:00\~21:00$ 사이가 52.2 이동율로서 가장 이동이 심하였다. 8. 2.0mm내외의 전복은 $0^{\circ}\~\;-1.8^{\circ}C$의 수온 범위에서 $16:00\~20:00$시까지는 1.15 cm의 이동이 $0:00\~08:00$시 까지는 0.1cm의 이동이 있었다. 9. 동해안 쪽인 포항 연안파 남해안 쪽인 여수돌산도아 흑산도에서 채집된 전복에 대하여 각장에 대한 과의 관계를 보면 돌산도산 $W=0.2479\;L^{2.5721}$, 흑산도산 $W=0.1001\;L^{3.1021}$, 포항산 $W=0.9632\;L^{2.0611}$의 식으로 표시되었고 해안 쪽의 포항산이 남해안산에 비하여 각장에 대한 체중의 증가가 완만한 것으로 보였다.

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담수산 새우, Macrobrachium nipponense (De Haan)의 증${\cdot}$양식에 관한 생물학적 기초연구 2. 생활사 및 종묘생산에 관한 연구 (Studies on the Propagation of the Freshwater Prawn, Macrobrachium nipponense (De Haan) Reared in the Laboratory 2. Life History and Seedling Production)

  • 권진수;이복규
    • 한국양식학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.29-67
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    • 1992
  • 담수산 새우 Macrobrachium nipponense의 생활사와 종묘 생산에 관한 연구를 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었기에 보고하는 바이다. 1. 발생 과정 : 부화된 zoea 유생의 크기는 2.06 mm였고 $15{\~}20$일에 걸쳐 9단계의 zoea 유생기를 거쳐 후기 치하로 변태하였으며 이때의 체장은 5.68 mm였다. 각 zoea 유생 단계는 제 1, 2 안테나의 형태, 제 1, 2 보각의 내${\cdot}$외지의 형태 및 미절과 소악의 형태에 따라 분류할 수 있었다. 2. Zoea 유생기의 환경 : Zoea 유생은Artemia의 유생을 먹고 건강하게 성장하였으며, 수온 $26{\~}28^{\circ}$, 염분도 $7.85{\~}8.28{\%_{\circ}}Cl.$에서 변태율이 $65\~72{\%}$를 보였다. 수온 $26{\~}32^{\circ}C$에서 생존율이 높았으며 (최적 수온 $28^{\circ}C$), 염분 범위 $4.12\~14.08\%_{\circ}Cl.$에서 생존율이 높았고(최적 염분 $7.6\~11.6\%_{\circ}\;Cl.$) 염분도가 적정 범위에서 멀어질수록 특히 높아질수록 zoea 유생기가 길어지는 경향을 보였다. 담수에서 zoea 유생은 모두 폐사하였다. zoea 유생 발생단계(Y)와 수온(X)와의 관계는 Y=46.09-0.9673X로 나타났다. 3. 후기 유생 및 치하기의 환경 : 후기 유생기의 적정 성장 수온은 $24\~32^{\circ}C$(최적 $26\~28^{\circ}C$)였으며, 치하기까지의 생존율은 $41{\~}63{\%}$를 나타내었다. 수온 $17^{\circ}C$이하에서는 후기 유생의 성장은 중지되었으며 적정 수온 범위내에서는 공식 현상이 더 많이 나타나는 경향이 보였다. 후기 유생기와 치하기의 정상 성장 염분 범위는 $0{\~}11.24{\%_{\circ}Cl.$이었으며 이때의 생존율은 $32{\~}35{\%}$를 나타내었다. 후기 유생기의 최적 염분 농도는 $0\~2.21\%_{\circ}Cl.$였으며 담수에서는 성장이 양호하였으나 순 해수에서는 폐사하였다. 4. Zoea 유생의 먹이 공급 효과 : Zoea 유생기에 먹이로 알테미아의 노플리우스 유생, 노플리우스 유생의 클로렐라에 혼합하여 공급한 것, 윤충류, 인공 플랑크톤을 수조 내에서 먹인 경우 생존과 후기 유생기로의 변태가 진행되었으나 가장 좋은 것은 Artemia nauplius 유생을 Chlorella sp.와 혼합한 물에서 사육하였을 경우였고 이 때의 변태율은 $68{\~}75{\%}$를 보였다. 소 간의 분말, 계란 분말, Chlorella sp.만을 먹인 것은 폐사하였다. 5. 후기 유생과 치하 및 성체의 먹이 : 후기 유생기의 먹이는 Artemia nauplius 유생이나 물벼룩 등 수중갑각류를 공급할 수 있고, 치하기나 성체에는 이들 외에 조개 살이나 어육, 다모환충류, 곡류, 펠렛 사료 등과 사람이 이용할 수 없는 가축의 내장이나 과일 등을 먹는다. 6. 후기 유생과 치하 및 성체의 성장 : 최적 조건 하에서 후기 유생은 매 $5\~6$일마다 변태하였고 치하기까지 2개월이 소요되었으며, 이때의 체장은 1.78 m, 체중은 0.17 g을 나타내었다. 치하의 성장은 4개월 정도에 체장 3.52 cm, 체중 1.07 g으로 성장하였으며 이때 암수의 구별이 수컷의 2차 성징을 나타내는 rudimental processes에 의해 가능하였다. 수컷은 성적 성숙이 후기 유생기로부터 7개월 후에 이루어지며, 이때의 크기는 체장 5.65 m, 체중 3.41 g이었고, 암컷도 $6{\~}7$개월 후에 성적 성숙이 되며 이때 체장은 4.93 m, 체중은 2.43 g이었다. 부화후 $9{\~}10$개월 후에 수컷은 체장 $6.62\~7.14$ m, 체중 $6.68{\~}8.36$ g으로 성장하였고, 암컷은 체장 $5.58{\~}6.08$ m, 체중 $4.04{\~}5.54$ g으로 성장하였다. 7. 방양 밀도 : 수조에서 30일간 사육한 결과 성장과 생존이 양호한 zoea 유생의 최대 밀도는 수량 1l 당 $60\~100$개체였고, 이때의 후기 유생으로의 변태율은 $73{\~}80{\%}$였다. 체장 0.57 m의 후기 유생을 120일간 사육한 결과 적정 밀도는 $1\;m^2$$100{\~}300$개체였고 이때의 생존율은 $78{\~}85{\%}$였으며, 체장 2.72 m의 치하기에 120일간 사육한 결과 적정 밀도는 $1m^2$$40{\~}60$개체였고 생존율은 $63{\~}90{\%}$였다. 체장 5.2 m의 어린 새우의 120일간사육시의 적정 밀도는 $1\;m^2$$20{\~}40$ 개체였으며 생존율은 $62{\~}90{\%}$를 나타내었고, 체장 6.1 m의 경우 60일간 사육한 결과 적정 밀도는 $1\;m^2$$10{\~}$30개체로 나타났고 이때 생존율은 $73{\~}100{\%}$였다. 유생기와 어린 새우의 사육에서 숨을 수 있는 은폐물을 넣어 준다면 위의 밀도를 약 2배 가량 증가시킬 수 있을 것으로 사료된다.

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