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문제 정의
- 그러므로 본 연구의 목적은, 사료용 비금속광물로 소디움벤토나이트와 함께, 이와 유사한 분뇨취 제거기능을 갖는 장석의 분말을 산란계 사료에 일정 수준으로 첨가 급여할 경우, 계분에서 많이 발생하여 환경에 커다란 영향을 주는 암모니아가스의 발생 정도를 관찰하고, 산란성적 및 난각강도 등의 생산성을 동시에 조사함으로써 생산 현장에서의 이용 가치를 평가하는데 있다.
제안 방법
- 공시 계분은 본 사양기간 동안 매일 오후 2시마다 환기장치의 가동을 중지한 다음, 컨베이어벨트 시스템을 이용해 각 처리구별로 수집하였다. 수집한 계분은 즉시 500g씩 계량하여 자체 제작한 가스포집상(Fig.
- 공시 사료에 규산염광물을 첨가하였을 경우의 조회분 및 조단백 농도를 알아보고자 일반성분 (Table 2)을 분석하였다. 그 결과, 성분농도를 기준으로 산출된 기초사료의 영양소 함량 중 조단백질 함량은 분석치 범위내에 있음을 확인할 수 있었다.
- 공시광물은 평균 사료섭취량의 2.0% 수준으로 계량하여 기초사료 급여와 동시에 각 처리 구의 케이지별로 톱드레싱 (top dressing) 방법으로 급여하였으며, 물은 자동급수기를 통해 자유로이 섭취케 하였다. 총 점등시간은 17시간으로 연속점등을 실시하였고, 집란과분 수거는 자동화 된 컨베이어벨트 시스템에 의하여 이루어졌으며, 환기장치는 시료 채취 시간을 제외하고는 24시간 가동되었다.
- 부착하였다. 방출된 계란의 표면에 연필로 케이지 고유번호를 기록한 다음, 처리구별로 생산란을 계수하고, 난중등급에 따라 왕란 (68g 초과), 특란 (60~68g), 대란(52~ 60g), 중란 (44~52g), 소란 (44g 미 만), 파란 (난각 이상 등)으로 분류하여 기록하였다.
- 사료는 자동화된 급이시스템을 이용하여 산란계용 시 판 배 합사료 (S사)를 1일 5회 기초사료로 급여하였으며 (Table 1), 그 건물농도 및 건물을 기준으로 한 조회분 및 조단백질의 실제 분석치는 Table 2에 제시하였다.
- 사양시험은 경기도 화성에 위치한 발안 농생명 산업고등학교 실습계사에서 사전 조사 기간 4주, 예비 사양기간 6일, 본 사양시험 18 일 동안 수행되었다. 사전 조사기간 동안에는 공시광물을 첨가하지 않고 계분을 수집하였으며, 이때의 분석치를 본 사양시험의 결과와 비교하였다.
- 동안 수행되었다. 사전 조사기간 동안에는 공시광물을 첨가하지 않고 계분을 수집하였으며, 이때의 분석치를 본 사양시험의 결과와 비교하였다. 공시동물로 49주령의 Lohmann 종 갈색계 1, 020수를 세사 (Sand), 장석 (SY), 소디움벤토나이트 (NaB)의 3개 처 리구로 구분한 다음, 4주간의 사전 조사기간 동안 검정 된 산란성적을 바탕으로 각 반복 당 170 수씩 완전임의 배치하였다.
- 시스템을 이용해 각 처리구별로 수집하였다. 수집한 계분은 즉시 500g씩 계량하여 자체 제작한 가스포집상(Fig. 1)에 담아 호기적 상태에서 3일간 정치시키되, 가스 포집 상에 분 시료를 담은 직후와 12, 24, 36, 48 시간 후 및 3일 후에 암모니아 농도를 측정하였다. 암모니아 농도는 암모니아가스 측정기 (GasTec, GV-100SD, Japan) 이용하였는데, 일차 흡입용 튜브를 가스포집상과 측정기에 연결하고 포집상의 기체를 흡입(용량 100mL)한 다음, 검지관의 변색 눈금을 읽어 수치를 기록하고, 이를 다시 분의 건물중 기준으로 한 암모니아 농도로 계산하였다.
- 시험 종료 7일 전, 4일 전 및 종료일 등 총 3차에 걸쳐 난중 별 기록이 끝난 다음, 처리구 별로 공시란을 임의로 채취하여 난 좌에 수집 운반하고, 난각강도계 (FUJI, QCM-PLUS:SS-1)를 사용하여 계란의 장축 및 단축에 대한 파괴 강도를 측정하였다.
- 1)에 담아 호기적 상태에서 3일간 정치시키되, 가스 포집 상에 분 시료를 담은 직후와 12, 24, 36, 48 시간 후 및 3일 후에 암모니아 농도를 측정하였다. 암모니아 농도는 암모니아가스 측정기 (GasTec, GV-100SD, Japan) 이용하였는데, 일차 흡입용 튜브를 가스포집상과 측정기에 연결하고 포집상의 기체를 흡입(용량 100mL)한 다음, 검지관의 변색 눈금을 읽어 수치를 기록하고, 이를 다시 분의 건물중 기준으로 한 암모니아 농도로 계산하였다.
- 공시동물로 49주령의 Lohmann 종 갈색계 1, 020수를 세사 (Sand), 장석 (SY), 소디움벤토나이트 (NaB)의 3개 처 리구로 구분한 다음, 4주간의 사전 조사기간 동안 검정 된 산란성적을 바탕으로 각 반복 당 170 수씩 완전임의 배치하였다. 이때 각 처리 구의 닭들은 3단 복열식 무창계사에 1칸당 3수씩 수용하되, 처리구의 층별 배치를 임의로 하여, 열에 따라 반복을 구분하였다.
- 채취하였다. 채취된 시료들은 영하 24℃에 보관하였다가, 시험 종료 후 동결건조 및 분쇄하여 AOAC (1995)에 의거한 방법으로 일반성분을 분석하였다.
- 처리에 따른 산란율 및 난중 별 출현율을 조사하기 위하여 계사의 각 케이지에 고유번호표를 부착하였다. 방출된 계란의 표면에 연필로 케이지 고유번호를 기록한 다음, 처리구별로 생산란을 계수하고, 난중등급에 따라 왕란 (68g 초과), 특란 (60~68g), 대란(52~ 60g), 중란 (44~52g), 소란 (44g 미 만), 파란 (난각 이상 등)으로 분류하여 기록하였다.
- 0% 수준으로 계량하여 기초사료 급여와 동시에 각 처리 구의 케이지별로 톱드레싱 (top dressing) 방법으로 급여하였으며, 물은 자동급수기를 통해 자유로이 섭취케 하였다. 총 점등시간은 17시간으로 연속점등을 실시하였고, 집란과분 수거는 자동화 된 컨베이어벨트 시스템에 의하여 이루어졌으며, 환기장치는 시료 채취 시간을 제외하고는 24시간 가동되었다.
대상 데이터
- 공시광물인 세사 (Sand)는 세정 및 건조과정를 거쳐 제조된 사료용 세사 (P상사), 장석은 (주)SY 하나로유통, 소디움벤토나이트는 (주)한국미네사료에서 공급받았으며, 각각 500 mesh, 300 mesh, 230 mesh의 입 자 크기 인 것을 사용하였다.
- 사전 조사기간 동안에는 공시광물을 첨가하지 않고 계분을 수집하였으며, 이때의 분석치를 본 사양시험의 결과와 비교하였다. 공시동물로 49주령의 Lohmann 종 갈색계 1, 020수를 세사 (Sand), 장석 (SY), 소디움벤토나이트 (NaB)의 3개 처 리구로 구분한 다음, 4주간의 사전 조사기간 동안 검정 된 산란성적을 바탕으로 각 반복 당 170 수씩 완전임의 배치하였다. 이때 각 처리 구의 닭들은 3단 복열식 무창계사에 1칸당 3수씩 수용하되, 처리구의 층별 배치를 임의로 하여, 열에 따라 반복을 구분하였다.
- 분석용 사료시료는 급여 직전에 무작위로 채취하였으며, 분 시료는 암모니아 측정용 시료 채취와 동시에 일정량을 채취하였다. 채취된 시료들은 영하 24℃에 보관하였다가, 시험 종료 후 동결건조 및 분쇄하여 AOAC (1995)에 의거한 방법으로 일반성분을 분석하였다.
데이터처리
- 본 실험에서 얻어진 모든 자료에 대한 통계처리는 SAS(SAS Institute, 1996)의 General Linear Model procedure를 이용하였으며, 처리 구 평균치 간의 유의성 분석은 Duncan의 multiple Range Test에 의거하여 5% 수준에서 검정하였다.
성능/효과
- 3 개 처리구 모두에서 80% 이상의 산란율을 보였으며, 소디움벤토나이트를 첨가 급여한 처리 구에서 가장 높았으나, 처리에 따른 차이는 통계적으로 유의할 수준이 아니었다. 2% 수준으로 공시 규산염 광물의 첨가로 인한 먹이의 영양소 희석효과에도 불구하고 시험구와 대조구 간에 산란율의 차이가 유의적으로 나타나지 않았던 것은 기존에 Quisenbeny와 Bradley (1964)가 소디움 벤토나이트를 공시한 사양시험에서 관찰된 결과와 일치하며, 그 이유는 아마도 소장내용물의 체류 시간 지연과 그로 인한 흡수효율의 증가와 관련이 있을 것으로 추정되 었다 (Sellers 등, 1980; Latif와 Quisenberry, 1968).
- 계사에서 3일 간격으로 계분을 제거하는 것을 일반적 관행으로 간주하고, 배설 후 3 일간 공기 중에 노출된 계분으로부터 방출되는 암모니아의 농도를 보면 (Fig. 3), 세사를 급여 한 구 (Sand)의 126.35 ppm에 비하여 소디움 벤토 나이트 (NaB)나 SY장석 (SY)을 첨 가급여한 닭들의 분에서 각각 40.35 및 27.98 ppm으로 현저히 낮은 수준의 암모니아 가스 농도가 측정됨으로써 통계적 유의차를 보였다(”0, 05).
- (Table 2)을 분석하였다. 그 결과, 성분농도를 기준으로 산출된 기초사료의 영양소 함량 중 조단백질 함량은 분석치 범위내에 있음을 확인할 수 있었다. 조회분에는 수용성인 광물을 의미하는 가용성 회분이 주류를 차지하겠으나, 동 실험에 공시된 3종의 비금속광물이 모두 불용성이므로 분석치에서는 각기 조회분 분획에 포함되었다고 볼 수 있다.
- 여기서 한(2000)의 보고에서와 같이 산란계의 1일 마리당 평균 배설량을 128g, 그리고 비료사용 단계에서의 계분의 건물농도를 32%로 간주한다면, 1일 동 계사 (1, 000수 기준)에서 생산되는 계분은 건물로 총 40, 960 g에 달한다. 그러므로 Table 4에 제시된 바와 같이, 이 두 가지 규산염광물을 산란계 사료에 첨가 급여함으로써 1개월 동안에 1,000수 규모의 산란계사에서 생산되는 질소량을 계산해 보면, NaB구와 SY구의 경우에는 무처리 (Control) 또는 Sand구에 비하여 최소한 4.9톤 내지 7.1 톤 더 많은 질소 (N) 성분이 계분 내에 축적될 수 있는바, 이를 요소 (urea)로 환산할 때 약 11톤~15톤에 상당하는 질소질 비료가 우수한 유기질 형태로 회수될 수 있다는 결론에 이르게 된다.
- 세사구의 닭에서 유래한 계분 의총 질소 농도는 예비사양기간에 급여한 무첨가 사료의 총 질소 농도에 비하여 유의적인 차이를 보이지 않았는데 반하여, NaB구와 SY구에서 얻어진 계분은 유의적으로 높은 수치를 나타내었다(p<0.05). 이는 곧 이들 두 가지 공시광물이 위 장관 내에서 발생하는 질소화합물과 결합하여 배설된 이후에도 분해 또는 발산되지 않은 채 .
- 0%인 것으로 나타났는데, 본 실험에서는 대체로 이보다 높은 75-76% 의 범위에 있었으며, 이는 본 실험에서의 배설 시각과 시료채취시각 간의 간격이 더 짧았던 데에 기인한 것으로 추정된다. 예비사양 기간에 채취된 계분과 대조할 때, 공시 비금속광물을 첨가 급여한 닭에서 얻어진 계분에서 조회분은 Sand구에서만 유의적으로 더 높은 농도를 보였다 (p<0.05).
- 왕란의 출현율은 전 시험구에 걸쳐 20~ 27% 범위를 보였으며, 세사를 급여한 구에서 제일 높았고, 특란의 경우에는 소디움 벤토 나이트 처리구에서 가장 높게 나타나, 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 파란율은 모든 처리구에서 2% 미만으로 나타났으며, 통계적 유의성은 나타나지 않았지만 소디움 벤토 나이트 처리구가 가장 낮은 수치를 보였다.
- 이 사실로 비추어 볼 때 이들 광물이 산란계의 장관 내에서부터 배설 이후에 이르기까지 암모니아의 발생을 억제하는 것으로 나타났다. 일반적으로 점토광물을 비롯한 규산염계 광물은 구조적 특성으로 인하여 암모니아를 비롯한 유해 기체와 결합을 하는 강한 흡착성을 가지고 있어 여러 축 종에서 이와 같은 효과를 발휘함이 실험연구를 통하여 밝혀진 바 있다(손, 1999).
- 총 3차에 걸쳐 측정한 결과에서 Sand구는 SY구에 비하여 유의적으로 높은 강도를 보였으며 (p<0.05), 공시한 전체 계란의 강도에서 볼 때 소디움 벤토나이트나 세사를 급여한 닭은 장석 급여시에 비하 여유의 적으로 높은 난각강도를 보였다(p<0.05). 이 등(2003)은 산란계 사료에 게르마늄 흑운모를 첨가하여 급여한 실험에서 0.
- 05). 파란율은 모든 처리구에서 2% 미만으로 나타났으며, 통계적 유의성은 나타나지 않았지만 소디움 벤토 나이트 처리구가 가장 낮은 수치를 보였다. 고 등(2005)은 게르마늄 장석의 급여가 난중에 영향을 미치지 않았다고 보고한 반면, 유 등(2006)은 흑운모를 주성분으로 하는 복합 미네랄 제제를 사료에 첨가한 결과 0.
후속연구
- 한편, 장석 (feldspar)은 점토광물 생성의 전초광물로, 이 역시 규산 함량이 72% 이상인 규산염계 광물이다(김, 1996; 손, 1999). 특정 화산석에서 유래하는 장석의 분말은 과거부터 애완견 등의 사료에 첨가 급여할 때 분변의 냄새를 저감시키는 기능이 사육 현장에서 부분적으로 알려져 왔지만, 아직 학술적으로 연구된 바가 없어 이 소재의 이용을 통한 분뇨취의 저감 가능성에 대해서도 연구할 필요성이 대두되었다.
- 소디움벤토나이트를 포함한 규산염계 광물에는 다양한 미량무기물이 결합되어 존재하기는 하지만, 그 대부분은 체내에서 용해되어 이온화 될 수 없는 성질의 것이어서 이들이 자궁 내에서 일어나는 난각 합성과정에 직접적으로 많은 영향을 주기는 어려울 것으로 생각된다. 하지만 위장관 내에서 이들 규산염광물이 발휘하는 각종 긍정적 기능에 힘입어 사료 내 광물질의 흡수와 대사가 촉진됨으로써 건강한 난각 형성에 기여할 수 있음을 기대할 수 있을 것이다.
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