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문제 정의
- 따라서 본 연구는 in situ 방법인 nylon bag (NB) 및 mobile bag (MB) 기법을 이용하여 수확시기별 총체벼 사일리지의 영양소 분해율 및 가소화영양소총량 (TDN)을 분석하여 총체벼 사일리지의 한우 생체 사료가치를 평가하고자 실시하였다.
- 본 연구는 반추위 및 십이지장 cannula를 동시장착한 거세한우 3두 (평균체중 623±18.5 kg)를 공시하여 in situ 기법으로 수확시기별 총체벼 사일리지의 한우 생체 영양소 분해율 및 TDN을 분석하고자 실시하였다.
제안 방법
- Wiley mill 을 이용하여 2 mm로 분쇄한 각각의 사일리지 사료는 5g씩 nylon bag (80×150 mm; 45㎛ pore size)에 담고 nylon bag 입구를 nylon 끈으로 묶은 후 39~40℃의 물에 담근 후 아침사료 급여 직전에 반추위 ventral sac 쪽으로 깊게 넣고, 1, 2, 4, 6, 12, 24, 48, 72, 96 및 120시간 동안 배양하였다.
- 본 nylon bag 시험은 오 등 (2006) 및 Choi (2002)에 제시된 방법을 이용하여 실시하였다. 거세한우 3두에 4개의 수확시기별 사일리지 시료를 배양시간별 5개를 준비하여 nylon bag에 넣어 반추위에 배양하였다 (6반복). Wiley mill 을 이용하여 2 mm로 분쇄한 각각의 사일리지 사료는 5g씩 nylon bag (80×150 mm; 45㎛ pore size)에 담고 nylon bag 입구를 nylon 끈으로 묶은 후 39~40℃의 물에 담근 후 아침사료 급여 직전에 반추위 ventral sac 쪽으로 깊게 넣고, 1, 2, 4, 6, 12, 24, 48, 72, 96 및 120시간 동안 배양하였다.
- 농촌진흥청 국립축산과학원 가축대사연구실(경기도 수원 소재)에서 반추위 및 십이지장 cannula를 동시장착한 거세한우 3두 (평균체중 623 ± 18.5 kg)를 공시하여 NB 및 MB 시험을 실시하였다.
- 5 kg)를 공시하여 NB 및 MB 시험을 실시하였다. 사료 급여량은 풍건물 기준으로 볏짚 1 kg와 일반배합사료 5 kg을 1일 2회 (09:00 및 17:00) 급여하였으며 미네랄 블록 및 물은 자유채식시켰다.
- 수확시기별 총체벼 사일리지 사료의 DM 소실율 및 단백질 소실율은 배양기간 동안 소실된 양을 배양전 시료의 양에 대한 백분율로 계산하였다. 각 시료의 단백질 소실율 데이터를 SAS package (2002)의 nonlinear regression procedure를 통해 Ørskov and McDonald (1979)의 모델 계수를 이용하여 다음과 같이 분해율을 계산하였고 통계분석은 SAS의 일반선형모형 (GLM procedure)을 이용하여 분산분석을 실시하고 유의성 차이는 LSD (least significant difference) 검정을 통해 95% 신뢰수준에서 검정하였다.
- 수확시기별 총체벼 사일리지의 NB 시험 종료 후, mobile bag 시험을 위해 NB 시험과 동일한 방법으로 준비된 사료를 2 mm milling 후 sieve하여 DM기준 1 g씩 mobile bag (30×45 mm; 45㎛ pore size)에 담고 입구를 전기필름용접기로 봉합하였다.
- 숙기별 날씨와 이삭의 굳기정도 등을 고려하여 유숙기 (9월 16일), 호숙기 (9월 22일), 황숙기 (9월 29일) 및 완숙기 (10월 13일)에 각각 벼를 수확하였고, 원형곤포 사일리지로 제조하였다.
대상 데이터
- 수확시기별 총체벼 사일리지를 제조하기 위해서 경기도 수원 소재 국립축산과학원 포장에서 추청벼를 이용하여 2008년 4월 25일 직파하였다. 9월 16일 유숙기 수확 시 측정한 생육 및 수량 상태는 간장 71.
데이터처리
- 각 시료의 단백질 소실율 데이터를 SAS package (2002)의 nonlinear regression procedure를 통해 Ørskov and McDonald (1979)의 모델 계수를 이용하여 다음과 같이 분해율을 계산하였고 통계분석은 SAS의 일반선형모형 (GLM procedure)을 이용하여 분산분석을 실시하고 유의성 차이는 LSD (least significant difference) 검정을 통해 95% 신뢰수준에서 검정하였다.
이론/모형
- 각 총체벼 사일리지 사료별 반추위 유효 단백질 분해율(effective protein degradability, EPD)은 Ørskov 및 McDonald (1979)의 방법에 의하여 계산하였고, 이 때 반추위 outflow rate은 2%로 계산하였다 (Choi, 2002).
- 한편, 0시간 (즉 no rumen incubation)대 시료는 반추위내 배양 없이 동일한 방법으로 침지 및 세척을 한 후 건조하였다. 모든 시료는 남은 시료량을 측정한 후, AOAC (1990)법으로 건물 및 단백질 함량을 측정하였다.
- 본 nylon bag 시험은 오 등 (2006) 및 Choi (2002)에 제시된 방법을 이용하여 실시하였다. 거세한우 3두에 4개의 수확시기별 사일리지 시료를 배양시간별 5개를 준비하여 nylon bag에 넣어 반추위에 배양하였다 (6반복).
- 수확시기별 총체벼 사일리지는 개봉 즉시 시료채취기 (forage sampler)를 이용하여 10회 시료를 채취하여 잘 혼합하여 1샘플로 준비하고 분석 전까지 －70℃에 보관하였다. 사료의 일반조성분은 AOAC (1990)법에 의하여 분석하였다 (Table 1).
- 세척 후 잔량 측정용 시료를 제외하고 나머지 HCl + pepsin solution을 거친 mobile bag은 다시 십이지장 캐뉼라를 통하여 10분 간격으로 투입하였다. 십이지장 캐뉼라를 통해 투입 후 약 12~24시간 내에 분으로 배설된 MB을 수거하여 세척한 후 48시간 건조하여 남은 잔량을 측정하고 AOAC (1990)법에 의하여 건물 및 단백질을 분석하였으며, Bomb calorimeter (parr Instrument Co., USA)를 이용하여 칼로리를 측정하여 총체벼 사일리지의 가소화에너지 (DE)를 측정하였고, TDN은 도출된 DE 값을 변환계수 0.0441로 나누어 계산하였다 (NRC, 2001).
성능/효과
- 수확시기별 총체벼 사일리지의 조지방, 조섬유, neutral detergent fiber (NDF) 및 acid detergent fiber (ADF) 함량도 조단백질 함량의 변화와 유사하게 수확시기가 늦어질수록 함량이 낮아지는 것으로 나타났다. 다만, 완숙기 총체벼 사일리지의 조섬유, NDF 및 ADF 함량은 호숙기 및 황숙기에 비해 다소 증가하였다. 일반적으로 총체벼 또는 총체벼 사일리지의 NDF 및 ADF 함량은 수확시기가 늦어질수록 감소하였으나 (김 등, 2007; 2008), 성 등 (2004)은 황숙기 총체벼의 ADF 함량이 가장 낮았다고 보고하였다.
- 또한, 반추위 outflow rate을 2%로 감안하여 계산한 유효 단백질 분해율(effective protein degradability, EPD)에서는 황숙기가 호숙기와 유숙기에 비해 수치적으로 높게 나타났고, 완숙기와 비교해서는 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
- 하지만, 앞서 언급한 바와 같이 본 연구에서 총체벼 수확 시 사용한 트랙터에 의해 발생한 영양소의 손실, 조단백질 함량이 기존의 연구와 비교 시 낮은 현상과 (Table 1), 총체벼의 TDN 함량이 조단백질 함량과 고도로 유의한 정의 상관관계가 있음을 고려할 때 (이등, 2005), 현재 생체 사료가치 평가법에 의한 총체벼 사일리지의 TDN값이 ADF 함량에 따른 전환공식의 값보다는 오히려 더 정확할 것으로 사료된다. 또한, 수확 시 탈락은 수확시기에 상관없이 전체적으로 이루어졌으므로 본 연구에서 생체 사료가치평가 결과 황숙기 총체벼 사일리지의 사료가치가 가장 우수하다고 추론하는 것이 적절하다고 판단된다. 향후 총체벼 사일리지의 한우 생체사료가치 평가를 통한 정확한 TDN값 측정을 위해서는 총체벼 영양소 손실을 최소화하면서 사일리지 제조가 필요할 것으로 판단된다.
- 05). 반추위 EPD는 황숙기가 다른 수확시기에 비해 수치적 (호숙기 및 유숙기) 및 통계적 (완숙기)으로 높게 나타났다. 소화장관별 총체벼 사일리지 단백질 소화율에서는 전체적으로 수확시기별 차이가 나타나지 않았다.
- 반추위 단백질 a-fraction 은 유숙기에서 호숙기에 비해 유의성있게 높았고 (p<0.05), b-fraction의 경우, 황숙기와 호숙기가 다른 수확시기의 총체벼 사일리지보다 통계적으로 높게 나타났다 (p<0.05).
- 반추위에서 천천히 분해되는 단백질 (b-fraction)은 호숙기 및 황숙기가 유숙기 및 완숙기보다 유의성있게 높았다 (p<0.05).
- 6%로 보고해 본 연구결과와 비슷하였다. 수확시기별 총체벼 사일리지의 조지방, 조섬유, neutral detergent fiber (NDF) 및 acid detergent fiber (ADF) 함량도 조단백질 함량의 변화와 유사하게 수확시기가 늦어질수록 함량이 낮아지는 것으로 나타났다. 다만, 완숙기 총체벼 사일리지의 조섬유, NDF 및 ADF 함량은 호숙기 및 황숙기에 비해 다소 증가하였다.
- 79 × ADF))에 의해 TDN값을 추정하였음을 고려할 때 (김 등, 2008; 2009) 본 연구에서 MB 방법을 이용하여 도출된 생체 사료가치평가 결과와 단순 비교는 의미가 크지 않다고 사료된다. 실제로 본 연구에서의 ADF 함량을 기준으로 TDN 전환공식을 이용하면, 유숙기, 호숙기, 황숙기 및 완숙기는 각각 63.9, 64.7, 65.4 및 64.3%로 기존 연구결과와 유사하다. 하지만, 앞서 언급한 바와 같이 본 연구에서 총체벼 수확 시 사용한 트랙터에 의해 발생한 영양소의 손실, 조단백질 함량이 기존의 연구와 비교 시 낮은 현상과 (Table 1), 총체벼의 TDN 함량이 조단백질 함량과 고도로 유의한 정의 상관관계가 있음을 고려할 때 (이등, 2005), 현재 생체 사료가치 평가법에 의한 총체벼 사일리지의 TDN값이 ADF 함량에 따른 전환공식의 값보다는 오히려 더 정확할 것으로 사료된다.
- 원물 기준으로 환산한 TDN은 호숙기, 황숙기 및 완숙기 간 통계적 유의성이 나타나지 않았고 (p>0.05), 유숙기는 완숙기에 비해 낮게 나타났다 (p>0.05).
- 1 및 2에 나타내었다. 유숙기 총체벼 사일리지 건물의 반추위 시간대별 분해율은 배양 후 12시간 이후부터 다른 수확시기에 비해서 다소 낮게 나타났으나, 전체적으로 볼 때 수확시기에 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 반추위 단백질 시간대별 분해율은 유숙기에서 배양 후 2시간까지 비교적 높게 나타났고, 배양 후 48시간 이후부터 완숙기에서 다소 낮게 나타났다.
- 05). 이러한 결과는 단백질의 반추위 시간대별 분해율과 일치하는 결과이며, 총체벼 사일리지를 한우에게 급여 시 단백질 가치평가 측면에서는 황숙기에 수확하는 것이 가장 유리할 것으로 사료된다.
- 81%)은 황숙기를 제외하고는 수확시기가 늦어질수록 감소하는 경향을 보였다. 총체벼 사일리지 건물의 반추위 시간대별 분해율은 유숙기에서 배양 후 12시간 이후부터 다른 수확시기에 비해서 다소 낮은 경향을 보였다. 반추위 단백질 a-fraction 은 유숙기에서 호숙기에 비해 유의성있게 높았고 (p<0.
- 0441, NRC, 2001)를 나타낸 것이다. 총체벼 사일리지의 DE 및 TDN은 황숙기가 유숙기에 비해 유의성있게 높았고 (p<0.05), 호숙기 및 완숙기에 비해서는 수치적으로 높았다 (p>0.05).
- 총체벼 사일리지의 조단백질 함량 (평균 4.81%)은 황숙기를 제외하고는 수확시기가 늦어질 수록 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 총체벼 및 총체벼 사일리지가 수확시기가 늦어질수록 감소한다는 기존의 연구 결과와 일치하는 것이다 (Kato 등, 2000; 김 등, 2007; 2008).
- 총체벼 사일리지의 조단백질 함량 (평균 4.81%)은 황숙기를 제외하고는 수확시기가 늦어질 수록 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 총체벼 및 총체벼 사일리지가 수확시기가 늦어질수록 감소한다는 기존의 연구 결과와 일치하는 것이다 (Kato 등, 2000; 김 등, 2007; 2008).
- 3%로 기존 연구결과와 유사하다. 하지만, 앞서 언급한 바와 같이 본 연구에서 총체벼 수확 시 사용한 트랙터에 의해 발생한 영양소의 손실, 조단백질 함량이 기존의 연구와 비교 시 낮은 현상과 (Table 1), 총체벼의 TDN 함량이 조단백질 함량과 고도로 유의한 정의 상관관계가 있음을 고려할 때 (이등, 2005), 현재 생체 사료가치 평가법에 의한 총체벼 사일리지의 TDN값이 ADF 함량에 따른 전환공식의 값보다는 오히려 더 정확할 것으로 사료된다. 또한, 수확 시 탈락은 수확시기에 상관없이 전체적으로 이루어졌으므로 본 연구에서 생체 사료가치평가 결과 황숙기 총체벼 사일리지의 사료가치가 가장 우수하다고 추론하는 것이 적절하다고 판단된다.
- 소화장관별 총체벼 사일리지 단백질 소화율에서는 전체적으로 수확시기별 차이가 나타나지 않았다. 한우 생체 사료가치 평가를 통한 총체벼 사일리지의 TDN은 황숙기가 다른 수확시기에 비해 통계적 (유숙기) 및 수치적 (호숙기 및 완숙기)으로 높게 나타났다. 현재 연구 결과를 종합해 볼 때, 거세한우 생체 내 총체벼 사일리지는 황숙기에 수확 시 그 사료가치가 가장 높을 것으로 판단된다.
- 한편, 반추위 배양 후 12~48 시간에서 단백질 분해율은 수확시기별로 큰 차이를 보이고 있지는 않지만, 황숙기>호숙기>유숙기> 완숙기의 순으로 나타난 바, 시간대별 반추위단백질 분해율로는 황숙기 총체벼 사일리지가 한우에게 가장 유리할 것으로 판단된다.
후속연구
- 일반적으로 사료내 단백질 함량이나 용해도 및 반추위 프로토조아 증가, 사료의 물리·화학적 특성에 따라 반추위 내 암모니아 농도 수치는 크게 영향을 받는다 (Henning 등, 1993). 따라서, 보다 정확한 생체 영양소 이용 기전 파악을 위해서는 향후 총체벼 사일리지의 용해성 및 비용해성 단백질 분획에 따른 사료가치 평가 및 수확시기별 총체벼 사일리지 급여 후 반추위 발효 변화 패턴에 대한 연구가 지속적으로 수행되어야 할 것으로 생각된다.
- 일반적으로 총체벼 또는 총체벼 사일리지의 NDF 및 ADF 함량은 수확시기가 늦어질수록 감소하였으나 (김 등, 2007; 2008), 성 등 (2004)은 황숙기 총체벼의 ADF 함량이 가장 낮았다고 보고하였다. 이것은 알곡이 성숙되는 과정에서 hemicellulose나 다른 섬유소 성분의 변화에 기인되는 것으로 추측되나, 자세한 생화학적 과정은 이에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 생각된다 (성 등, 2004).
- 현재 연구 결과를 종합해 볼 때, 거세한우 생체 내 총체벼 사일리지는 황숙기에 수확 시 그 사료가치가 가장 높을 것으로 판단된다. 향후 보다 정확한 사료가치 평가를 위해서 in vivo 반추위 발효 패턴 탐색 및 수확시 영양소 손실 최소화 등의 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
- 또한, 수확 시 탈락은 수확시기에 상관없이 전체적으로 이루어졌으므로 본 연구에서 생체 사료가치평가 결과 황숙기 총체벼 사일리지의 사료가치가 가장 우수하다고 추론하는 것이 적절하다고 판단된다. 향후 총체벼 사일리지의 한우 생체사료가치 평가를 통한 정확한 TDN값 측정을 위해서는 총체벼 영양소 손실을 최소화하면서 사일리지 제조가 필요할 것으로 판단된다.
- 한우 생체 사료가치 평가를 통한 총체벼 사일리지의 TDN은 황숙기가 다른 수확시기에 비해 통계적 (유숙기) 및 수치적 (호숙기 및 완숙기)으로 높게 나타났다. 현재 연구 결과를 종합해 볼 때, 거세한우 생체 내 총체벼 사일리지는 황숙기에 수확 시 그 사료가치가 가장 높을 것으로 판단된다. 향후 보다 정확한 사료가치 평가를 위해서 in vivo 반추위 발효 패턴 탐색 및 수확시 영양소 손실 최소화 등의 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.
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