[논문]Nutrient requirement for maintenance and nutritional changes of the Hanwoo steers in early-fattening stage under heat stress

Choi, Chang Weon

doi:10.7744/kjoas.20180005

Nutrient requirement for maintenance and nutritional changes of the Hanwoo steers in early-fattening stage under heat stress 원문보기

Korean journal of agricultural science, v.45 no.1, 2018년, pp.74 - 83

Choi, Chang Weon (Department of Animal Resources, Daegu University)

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Four early-fattening Hanwoo steers weighing $247{\pm}13.5kg$ were used within a $4{\times}4$ Latin square design to establish a nutrient requirement for maintenance and to investigate nutritional changes in the steers under heat stress condition. The steers were fed four different energy level diets: 100% (control) and 100%, 115% and 130% of total digestible nutrients (TDN) requirement of the early-fattening Hanwoo steers for maintenance based on the Korean Feeding Standard for Hanwoo. The steers in the control were housed with no stress (temperature $24^{\circ}C$ and humidity 60%), whereas the steers in the other groups were under heat stress (temperature $30^{\circ}C$ and humidity 70%). True digestibilities of dry matter (DM) and other nutrients were not significantly (p > 0.05) affected by heat stress (i.e., control vs T100). This may be the result of a lower DM intake than that of the Korean feeding standard due to the establishment of the nutrients requirement under heat stress. Heat stress and different energy intake levels did not affect the blood metabolite concentrations. Average daily gain (ADG) for T100 (-69.6 g) was lower than that of the control (-44.6 g, numerically), T115 (44.6 g, p < 0.05) and T130 (83.3 g, p < 0.05), respectively. Based on the ADG and TDN intake, the equation (Y = 0.1814X + 111.5) for the TDN requirement of the early fattening Hanwoo steers for maintenance was calculated, indicating that 11.5% of TDN requirement for maintenance under heat stress may be additionally supplied.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 열스트레스 환경조건 하에서 우리나라 고유 축종인 한우의 성장단계별 영양소 요구량 및 영양학적 기초 자료 확보를 위해 열스트레스 노출 시 비육전기 한우 거세우의 유지를 위한 영양소 요구량 설정 및 이에 따른 소화율, 혈액대사물질 변화 등 대사생리 변화에 대해 조사하였다.

가설 설정

a, b: Means in a row with different superscripts are significantly different (p < 0.05).
4, 심각한 스트레스 상태)로 설정하였다. 대조구의 온도 및 습도는 우리나라 평균기온을 고려하여 열스트레스를 받지 않는 상태로 설정하였고 처리구는 우리나라가 아열대 지역으로 변화되어 평균기온이 30℃를 넘고 잦은 강우로 인해 높은 습도를 유지하는 상태를 가정하여 설정하였다(Park et al., 2015).

제안 방법

실험 전 기간 동안 물과 비타민-미네랄 블록은 공시동물이 자유롭게 섭취할 수 있도록 관리하였다. 매 period 마지막 4일 동안 매일 분 배설량을 측정하고 배설된 분의 10%를 60℃ dry oven에서 72시간 완전 건조하고 Thomas wiley mill (Thomas scientific, Model4, New Jersey, USA)의 40 mesh를 이용하여 분쇄하였다. 실험에 사용한 사료 및 채취한 분의 일반성분, neutral detergent fiber (NDF) 및 acid detergent fiber (ADF) 함량은 Park et al.
소화율은 가축이 섭취한 사료의 양과 배설한 분의 양을 채취하여 측정하였으며, 각 영양소 소화율은 [(사료의 영양소 함량 - 분의 영양소 함량) / 사료의 영양소 함량] × 100으로 도출하였다.
공식에서 THI, TEM 및 HUM은 각각 온습도지수, 온도 및 습도를 나타낸다. 전 실험기간 동안 대조구는 온도 24℃, 습도 60% (THI = 71.5, 쾌적한 상태), 처리구의 환경은 온도 30℃, 습도 70% (THI = 81.4, 심각한 스트레스 상태)로 설정하였다. 대조구의 온도 및 습도는 우리나라 평균기온을 고려하여 열스트레스를 받지 않는 상태로 설정하였고 처리구는 우리나라가 아열대 지역으로 변화되어 평균기온이 30℃를 넘고 잦은 강우로 인해 높은 습도를 유지하는 상태를 가정하여 설정하였다(Park et al.
총 실험기간은 총 17주이었으며, 적응기간(4주), 본 실험기간(3주/period × 4 periods = 12주) 등 16주 동안 실시하였고, 진정소화율 측정을 위해 1주 동안 절식대사실험을 실시하였다.
평균체중 247 ± 13.5 kg인 비육전기 한우 거세우 4두를 공시하여 4 × 4 Latin 방각법으로 설계하여 열스트레스 하에서 영양소 요구량 설정과 영양학적 변화를 조사하였다.
5 kg)를 공시하여 4 × 4 라틴 방각법을 이용하여 수행하였다. 한국사양표준(RDA, 2012)의 비육전기 한우 거세우의 유지를 위한 TDN 요구량을 기준으로 TDN 100% (대조구) 및 3개의 열스트레스 처리구, 즉 TDN 100% (T100), TDN 115% (T115) 및 TDN 130% (T130)로 시험구 배치를 하였다. 총 실험기간은 총 17주이었으며, 적응기간(4주), 본 실험기간(3주/period × 4 periods = 12주) 등 16주 동안 실시하였고, 진정소화율 측정을 위해 1주 동안 절식대사실험을 실시하였다.
현재 도출된 결과를 토대로 열스트레스 노출 시 비육전기 한우 거세우의 유지를 위한 영양소 요구량을 재설정하였다(Table 6). 한국사양표준 요구량 대비 11.

대상 데이터

본 실험은 비육전기 거세한우 4두(평균체중 247 ± 13.5 kg)를 공시하여 4 × 4 라틴 방각법을 이용하여 수행하였다.
따라서, 급여된 사료는 섭취 중 자연적으로 발생하는 약간의 손실량을 제외하고는 모두 섭취되었다. 실험에 사용된 사료는 볏짚과 옥수수 중심의 시판 배합사료를 건물 기준 34:66의 비율로 급여하였다. 실험 전 기간 동안 물과 비타민-미네랄 블록은 공시동물이 자유롭게 섭취할 수 있도록 관리하였다.

데이터처리

본 실험의 결과는 SAS (2002)의 GLM (general linear model)을 이용하여 분산분석하고 시험구 평균 간 비교는 Duncan’s multiple range test (5% 유의수준)로 하였다.

이론/모형

매 period 마지막 4일 동안 매일 분 배설량을 측정하고 배설된 분의 10%를 60℃ dry oven에서 72시간 완전 건조하고 Thomas wiley mill (Thomas scientific, Model4, New Jersey, USA)의 40 mesh를 이용하여 분쇄하였다. 실험에 사용한 사료 및 채취한 분의 일반성분, neutral detergent fiber (NDF) 및 acid detergent fiber (ADF) 함량은 Park et al. (2015)이 수행한 방법에 의해 분석하였고, 사료의 화학적 성분은 Table 1과 같다. 소화율은 가축이 섭취한 사료의 양과 배설한 분의 양을 채취하여 측정하였으며, 각 영양소 소화율은 [(사료의 영양소 함량 - 분의 영양소 함량) / 사료의 영양소 함량] × 100으로 도출하였다.
공시동물은 온도 및 습도가 일정하게 유지될 수 있는 온습도 자동 제어 연구동 내 대동물 시험케이지에서 개별사육하였다. 온도 및 습도를 기준으로 쾌적한 상태 및 열스트레스 설정은 Bilby et al. (1990)이 제안한 온습도지수(temperature and humidity index, THI) 공식을 적용하였다.

성능/효과

OM 소화율과 유사하게 NDF와 ADF 소화율에서도 대조구와 T100구가 T115구와 T130구 보다 유의하게 높게 나타났다(p < 0.05).
같은 열스트레스 조건 하에서 TDN 급여 수준이 높을수록 사료섭취량 및 영양소 섭취량은 조지방을 제외하고는 유의성있게 높게 섭취하였다(p < 0.05).
동물체의 면역기능을 나타내는 주요 지표인 혈중 면역글로불린 G(IgG) 함량은 대조구의 경우 912.0 mg/dL, 처리구의 경우 847.3 - 868.7 mg/dL의 수준으로 나타났고, 환경변화 적응과 관련된 생리대사물질인 thyroxine 함량은 대조구가 6.20 µg/dL, 처리구가 5.58 - 6.18 µg/dL로 나타나 대조구가 수치적으로 높은 경향을 보였다.
시험기간 동안 공시축의 증체량은 -0.63 - 1.17 kg으로 나타났으며, 일당증체량은 T100구가 -69.6 g으로 가장 낮았으며, 처리구 간에서는 에너지 공급 함량이 높을수록 증체가 높게 나타나 T115와 T130구가 각각 44.6와 83.3 g으로 유의성있게 높았다(p < 0.05; Table 5).
3 g으로 나타났다. 열스트레스 노출된 처리구의 일당증체량을 기준으로 비육전기 한우 거세우의 유지를 위한 TDN 요구량 추정식(Y = 0.1814X + 111.5)을 도출하였고, 이것은 현재 한국사양표준 대비 열 스트레스 노출 시 11.5% 의 TDN을 추가적으로 급여해야 함을 의미한다.
열스트레스 유무 및 열스트레스 조건 하에서 에너지 공급 수준은 비육전기 한우거세우의 혈액대사물질에는 유의적 영향을 주지 않았다(p > 0.05; Table 4).
유기물(OM) 소화율 또한 대조구와 비교 시 T100 및 T115 처리구에서 유의성은 나타나지 않았으나, 수치적으로 대조구가 가장 높았고, 섭취량이 가장 높은 T130구가 73.9%로 통계적으로 가장 낮았다(p < 0.05).
절식 대사를 통해 도출된 진정 건물소화율은 69.0 - 72.3%의 범위로 나타났으며, 시험구 간 통계적 유의성이 없었지만(p > 0.05; Table 3), 대조구 보다 처리구에서 수치적으로 낮은 소화율을 보였다.
절식대사시험을 통해 도출된 건물과 다른 영양소의 진정 소화율은 열스트레스에 의한 유의적 차이는 나타나지 않았다(p > 0.05).
현재 도출된 결과를 토대로 열스트레스 노출 시 비육전기 한우 거세우의 유지를 위한 영양소 요구량을 재설정하였다(Table 6). 한국사양표준 요구량 대비 11.5% 증량을 기준으로 계산하면 체중이 247 kg (현재 공시축 평균 체중)일 경우 TDN 함량을 2.60 kg으로 급여하여야 하며, 대사에너지와 가소화에너지 또한 각각 9.32과 11.36 Mcal로 증량되어야 하며, 대사단백질과 조단백질은 317과 524 g으로 산출되었다.
5 kg인 비육전기 한우 거세우 4두를 공시하여 4 × 4 Latin 방각법으로 설계하여 열스트레스 하에서 영양소 요구량 설정과 영양학적 변화를 조사하였다. 한우 거세우는 볏짚과 배합사료를 이용하여 한국사양표준에 제시된 한우 거세비육우 유지를 위한 TDN 요구량 대비, 100% (대조구), 100%, 115% 및 130% 수준의 에너지가 공급되었다. 대조구의 거세우는 쾌적한 상태(온도 24℃, 습도 60%)에서 사육되었고, 반면에 나머지 3그룹은 심각한 열스트레스에 노출되어 사육되었다(온도 30℃, 습도 70%).
1은 현재 연구에서 실험설계된 TDN 공급 수준 및 일당증체량(Table 5)을 기준으로 열스트레스 조건 하에서 비육전기 한우 거세우의 유지를 위한 TDN 요구량을 설정하였다. 현재 실험결과를 토대로 구한 산정식(Y =0.1814X + 111.5)에 대입하면 증체량이 0이 되는 지점, 즉 열스트레스 노출 시 유지를 위한 비육전기 한우 거세우 TDN 요구량은 현재 한국사양표준(RDA, 2012) 요구량 대비 11.5%를 증량 급여해야 충족될 수 있을 것으로 사료된다. 이것은 한국사양표준에서 일본 자료를 토대로 제시한 열스트레스 노출 시 유지요구량의 약 10% 에너지 소비가 추가적으로 발생할 수 있다는 것과 유사하다(RDA, 2012).

후속연구

현재연구에서 사용된 비육우의 경우 생산활동에 요구되는 에너지의 70%가 유지를 위해 사용되고(Ferrell and Jenkins,1984), 열스트레스에 노출되면 열발산량의 증가, 체온 상승 등으로 에너지 소비가 추가적으로 요구된다고 알려져있다(RDA, 2012). 한편 현재 연구에서 대조구는 한국사양표준의 유지를 위한 한우 비육우의 TDN 요구량을 공급하였음에도 불구하고 대조구의 체중 감소 현상은 현재 한우 비육우 유지를 위한 TDN 요구량은 증량되어야 함을 시사하는 것으로 향후 한국사양표준 개정 시 추가적인 유지 에너지 요구량 설정 연구가 필요할 것으로 사료된다.

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표제어: PCR

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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