[축산신문 박윤만 기자]
빛(광선)의 태양광은 지구 생명체의 에너지 원천으로 인류와의 관계는 아주 오래된 주제이다.
빛을 통한 광합성을 통해 식물과 생태계를 유지하고 에너지를 제공한다. 인류는 불을 발견하면서 밤을 밝히고 이후 전기와 인공조명을 통해 활동 영역을 확장하고 있다.
어둠이 가면 빛에 의한 새로운 나날이 시작되듯 현대사회에서 빛은 레이저, 광섬유, 태양광 발전 등 빛을 활용한 기술은 현대 사회의 핵심으로 자리를 잡고, 빛을 활용한 기술은 현대 사회의 핵심으로 우주 탐사에서도 빛은 중요한 단서로 별빛을 분석해 행성의 존재와 생명 가능성을 연구하고 있다.
스마트 팜, AI인공지능과 양자컴퓨터 연구에서도 빛(광자)을 활용한 새로운 계산 방식이 모색되고 있다. 조명 색 온도는 실제 온도가 아니라 빛의 색감을 나타내는 값으로 색 온도의 K와 섭씨 온도(℃)는 전혀 다른 개념이다. 빛은 단순한 물리적 현상을 넘어 인류의 생존, 문화, 기술, 철학을 모두 연결하는 매개체라고 할 수 있다. 생명을 다루는 축산에서는 다양하게 활용하고 있다.
축산 현장에서 빛(광선)
축사에서 조명의 중요성과 기본 원리는 축사의 밝기에 따라 가축의 생체리듬(일주기 리듬)을 조절하는 핵심 요소다. 빛에 의한 번식 능력 향상으로 젖소의 착유량과 산란계의 산란율, 양돈의 발정 주기와 생산성 향상을 들 수 있다.
특히 육계 닭의 경우 빛 주기가 성장에 직접적 영향을 주고 산란계에서는 산란율을 향상시켜 준다. 최근 UV 조명을 통한 냄새분자 분해로 냄새를 제거하고, 일부 병원균 억제로 질병 예방과 축사환경 개선에 관심도가 높아지고 있다.
빛(광선)의 기본 특성
조명은 조도(Lux)라는 단위로 표현하며 빛의 밝기를 측정하는 단위로 축사의 환경과 크기 마다 필요한 조도가 달라져 전문가와 협의가 필요하다.
빛의 색상을 나타내는 단위인 색온도(K)의 낮은 값(2700K)은 따뜻한 노란빛, 높은 값(6500K)로 차가운 푸른빛이다. 빛이 얼마나 자연스럽게 색상을 표현하는지 나타내는 지표를 연색성(CRI)라고 표현하며 높을수록 자연광에 유사하다.
빛과 어둠의 주기를 광주기라고 표현하며 가축의 축종마다 생체리듬에 직접적인 영향을 준다.
축종별 최적 조명 요구사항
모든 가축이 같은 빛을 좋아하지 않다. 가축들도 각자 선호하는 빛 환경이 있어 생산성을 높이기 위한 조명은 다음과 같다.
젖소
빛에 가장 민감한 가축 중 하나로 젖소에게 적절한 조명은 우유 생산량과 직결된다.
우사내 조도(밝기)를 150~200 Lux가 이상적이며 너무 어두우면 활동량이 줄고, 너무 밝으면 스트레스를 받고 겨울철에도 광주기를 16시간 빛, 8시간 어둠 주기가 우유 생산에 최적이다. 이 주기를 ‘롱데이 라이팅’이라고 표현한다. 이때 색온도는 자연광과 비슷한 4000~5000K의 중간 색온도가 좋으며 착유장은 운동장과 계류사와 달리 200-250 Lux 더 밝계 유지하는 것이 관리자의 시야 확보와 소의 스트레스 감소에 도움이 된다.
착유우의 경우 16시간 빛(150~200 Lux) / 8시간 어둠(최대 50 Lux)으로, 건유우의 경우 8시간 빛 / 16시간 어둠으로 건유기에는 반대로 짧은 광주기가 더 효과적이며, 송아지에서는 자연일광과 비슷한 12시간 빛 / 12시간 어둠이 최적 조건이다. 하루 16시간의 빛 노출은 젖소의 우유 생산량을 8~10% 증가시킬 수 있고 젖소의 멜라토닌 분비를 억제하고, 인슐린 유사 성장인자(IGF-1)의 생산을 촉진한다. IGF-1 호르몬은 우유 생산에 직접적인 영향을 미치고 LED 조명은 특정 파장(청색광과 적색광의 조합)으로 청색광 비율 약간 높게 설정 설정하여 효과를 극대화한다.
한 연구에 따르면 LED 조명으로 전환한 낙농가에서 젖소의 스트레스 호르몬 수치가 15% 감소한 것으로 나타났다. 스트레스가 줄어들면 면역력이 향상되고, 질병 발생률도 낮아졌다고 발표됐다. 조도: 150~200 Lux, 광주기: 16시간 빛/8시간 어둠, 색온도: 4000~5000K.
육계
닭은 빛에 초민감한 동물로 초기 1주차에는 조도 30-40 Lux로 좀 어둡게 하다가 이후 20~30 Lux로 낮추는 것이 중요하다.
너무 밝으면 과도하게 활동적이 되어 활동량이 늘어나면서 사료 효율이 떨어진다. 육계 사육도 평사에서 케이지 사육 방향으로 전환되면서 케이지별 각 단 위치에 따라 빛의 밝기 조절이 손쉽고 광주기는 성장 단계별로 다른 프로그램을 적용하여 사육한다. 일반적으로 초기에는 23시간 빛과 1시간 어둠으로 시작하여 후기에는 18시간 빛과 6시간 어둠 정도가 좋다. 특히 색온도는 따뜻한 2700~3000K를 선호하고 이 온도대에서 닭들이 더 차분해지고 공격성이 줄어들고 스트레스성 카니발리즘도 감소한다.
육계 광주기 프로그램으로 1~3일 23시간 빛(30~40 Lux) / 1시간 어둠 (적응 기간), 4~7일 : 20시간 빛(25-30 Lux) / 4시간 어둠, 8~35일 : 18시간 빛(20-25 Lux) / 6시간 어둠, 36일~출하: 23시간 빛(20 Lux) / 1시간 어둠으로 사육한다. 육계 사육에서는 LED 조명을 통해 출하 체중까지 도달 시간 2~4일 단축, 사료 요구율 감소(사료 비용 절감), 폐사율 감소 (2~3%), 육질 개선(근육 발달, 지방 분포)의 효과가 있다. 조도: 20~30 Lux (성장기), 광주기: 변동 프로그램(초생추 23시산 빛/1시간 어둠과 출하시기 18시간 빛/ 6시간 어둠, 색온도: 2700~3000K.
산란계
산란계도 육계와 같이 빛에 초민감한 동물로 조도 5~10 Lux의 낮은 조도가 적합하다.
너무 밝으면 깃털 쪼기 행동이 증가할 수 있으며, 광주기는 16시간 빛과 8시간 어둠이 산란율을 최대화 생산성을 발휘한다. 빛 시간을 갑자기 줄이면 산란율이 급감한다. 산란계는 빨간색 계열의 빛 2700K이 닭의 공격성을 줄이는 데 도움이 된다는 연구 결과가 있다.
산란계에 대한 LED 조명 효과로 산란율 최대 15% 증가하며 계란 품질 향상 (껍질 두께, 노른자 색상)과 성 성숙 시기를 앞당겨 조기 산란을 유도하고 깃털 쪼기 등 스트레스 행동 감소를 얻을 수 있다. 적색광이 성 성숙과 산란을 촉진하고, 청색광은 성장과 면역력을 향상시키는 효과가 있다. 이런 특성을 활용해 산란계와 육계에 맞는 맞춤형 LED 조명 프로그램을 설계할 수 있다. 조도: 5~10 Lux (산란기), 광주기: 16시간 빛/8시간 어둠, 색온도: 2700~3000K.
돼비
돼지는 소나 닭보다는 빛에 덜 민감하지만 적절한 조명은 성장과 번식에 중요하다.
조도는 50~100 Lux가 적당하나 분만사는 더 밝게 150~200 Lux 유지하는 것이 좋다. 1일 광주기는 12~14시간의 빛이 이상적이며, 번식돈의 경우 14~16시간으로 늘리면 번식 성공률이 높아지고 색온도는 3000~4000K의 중간 색온도가 적합하다.
자돈사는 더 밝게하여 활동량을 올려주고 사료 섭취량을 많게 하는 것이 적합하며, 비육돈사는 상대적으로 어둡게 유지하여 안정감과 스트레스를 저감하는 것이 좋다.
모돈 사육시 LED 조명 효과로 발정 주기 안정화로 임신율 5~8% 증가, 한 배 새끼 마리수 평균 0.5~1마리 증가와 모유 생산량 증가로 새끼 돼지 성장을 촉진하며, 비육돈 사육시 일당 증체량 4~7% 향상하고, 사료 효율 개선과 스트레스 감소로 공격적 행동이 감소한다.
돼지는 특히 적색광(620~750nm)에 덜 민감하고, 청색광과 녹색광에 더 민감하게 반응한다. 조도: 50~100 Lux, 광주기 : 12~14시간 빛/ 12~8시간 어둠, 색온도 : 3000-4000K.
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