초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
생육주기별 거대억새의 영양성분분석에서는 생육 중의 거대억새가 생육이 완료된 거대억새에 비하여 비교적 높은 조단백질함량과 hemicellulose 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다.
생육주기별 거대억새의 반추위 발효 형태를 통한 사료적 가치 평가에서는 생육 중 및 생육이완료된 거대억새와 볏짚을 이용하여 반추위 simulated in vitro 발효를 수행한 결과 생육 중에 있는 거대억새의 경우, 국내에서 가장 널리 사용되는 조사료인 볏짚과 견주어 조사료 자원으로 손색이 없음을 확인하였다. 또한 반추위 발

Ⅳ. 연구개발결과
생육주기별 거대억새의 영양성분분석에서는 생육 중의 거대억새가 생육이 완료된 거대억새에 비하여 비교적 높은 조단백질함량과 hemicellulose 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다.
생육주기별 거대억새의 반추위 발효 형태를 통한 사료적 가치 평가에서는 생육 중 및 생육이완료된 거대억새와 볏짚을 이용하여 반추위 simulated in vitro 발효를 수행한 결과 생육 중에 있는 거대억새의 경우, 국내에서 가장 널리 사용되는 조사료인 볏짚과 견주어 조사료 자원으로 손색이 없음을 확인하였다. 또한 반추위 발효과정 중에서 측쇄지방산의 생성량이 높았다. 거대억새 발효 균주 개발을 위한 효소처리 조건 개발에서는 거대억새의 효소처리(hemicellulase, cellulase, xylanase)를 통하여 수용성 탄수화물 생산효율을 분석하였다.
그 결과 Hemicellulase> cellulase> xylanase의 순서로 효율이 높았고, Cellulase와 xylanase간의 상호작용이 확인되었다.
거대억새 이용성 증진을 위한 균주탐색에서는 총 24균주를 탐색하였고 11개의 후보균주확보였으며, 3개 균주 유전자원등록하였다.
거대억새 사일리지 제조를 위한 최적 스타터 균주의 분리 동정 및 최적 배양 조건 확립에서는 선발균주(젖산균)와 효모를 이용한 사일리지 제조 후 영양성분 분석 실시하였고, 반추위내 소화율 및 반추위 발효 형태에 미치는 요인 분석하였다. 그 결과 거대억새 사일리지는 반추위 발효에 부(-)의 효과 없는 것으로 나타났으며, 거대억새 원재료 및 볏짚 대비 소화율에 부(-)의 영향 없는 범위 내에서 발효가스 발생량을 저감시키는 것으로 나타났다. 특히 반추위내 암모니아 생성량은 선발균주를 이용하여 제조한 거대억새 사일리지에서 높게 나타났으며, 이는 반추위내 질소대사 개선에 긍정적 효과 예측되었다. 따라서, 거대억새 사일리지는 반추위내 발효에 적합하며, 특히 환경오염과 반추위내 에너지 손실을 초래하는 발효가스의 생성량을 억제하여, 향후 조사료자원으로서 유용한 자원으로 전망되었다.
거대억새의 사료적 가치를 향상시키기 위해서 총 3가지의 발효 균주로 사일리지를 제작하고 평가였다. 거대억새 사일리지는 각각 30일과 60일 동안 발효 숙성시켰으며, 사일리지 품질평가, 반추위 simulation in vitro 발효 평가, 사양실험을 통한 현장검증실험을 수행하였다. 그 결과, 발효균주를 접종한 거대억새 사일리지가 대조구에 비해 우수한 품질을 나타내었으며, 발효균주들 중 젖산균이 가장 우수한 사일리지 품질을 나타내었다. 그리고 반추위 simulation in vitro 발효 평가에서도 젖산균을 접종한 사일리지에서 가장 우수한 이용성을 나타내었다.
사료적 가치 평가에 있어서 가장 중요한 것 중 하나로서 사료 섭취량을 들 수 있다. 왜냐하면 어떤 사료든 가축이 잘 먹어야 잘 이용될 수 있기 때문이다. 거대억새 건초와 사일리지 그리고 볏짚의 사료섭취량은 표 30에서 보는 것과 같다. 거대억새 건초의 경우 대조구인 볏짚에 비하여 유의적으로 낮은 사료섭취량을 나타내었다(p< 0.05). 그러나 거대억새 사일리지의 경우, 우리나라에서 일반적으로 사용하고 있는 대표적인 조사료원인 볏짚(대조구)과 비교하여 유사한 사료섭취량을 나타내었다.
사료섭취량은 기호성을 평가하는 중요한 요인이며, 사료의 가치 평가에 있어 매우 중요한 기준이 된다. 본 연구 결과에서 거대억새의 경우 사일리지의 형태로 급여하게되면, 기존에 사용되는 볏짚과 동일한 기호성을 나타냄으로서 조사료 자원으로서의 활용 가능성이 매우 높게 평가되었다.
결론적으로 성숙기의 거대억새 건초의 사료적 가치는 매우 뛰어난 것은 아니지만 기존에 사용되던 볏짚의 대체원으로서 가치가 우수하다고 볼 수 있다. 특히 젖산균을 이용한 사일리지 형태로 반추동물에게 급여할 경우, 볏짚에 비하여 전혀 뒤처지지 않는 사양결과를 가져 올 것으로 예상되며, 경우에 따라서 볏짚보다 우수한 결과를 나타낼 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼

The present study was conducted to develop miscanthus as feed resource. Miscanthus has been known as a plant that required less amount of chemical fertilizer for its growth and it can be a good feed resource for the production of animal product with low carbon dioxide emission. However, there were l

The present study was conducted to develop miscanthus as feed resource. Miscanthus has been known as a plant that required less amount of chemical fertilizer for its growth and it can be a good feed resource for the production of animal product with low carbon dioxide emission. However, there were little researches that develop and investigated about miscanthus utilization technique as feed resources. Generally, growth stage is regarded as an important factor in the utilization of miscanthus since its nitrogen cycle during life span. Miscanthus can return its nitrogen that accumulated in plant body back to the soil at mature stage. Therefore, fresh plant in mid growth stage has lots of nitrogen and it can be regarded as good feed resource in nutritional concern. However, harvesting miscanthus results a need for additional fertilizer for next year new shoot. Contrary, miscathus in mature stage dose not contain lots of nitrogen but harvesting it does not require additional fertilizer for next shoot. So the utilization of miscanthus in mature stage will be more good for environment friend animal farming and animal production.
The present study evaluated feed value of miscanthus in different growth stage. This study also investigated effective microorganism for the ensiling of miscanthus and the optimum condition for fermentation was studied. Rice straw was used as a reference roughage since it is a popular roughae in Korea. As a result, miscanthus in fresh stage showed more higher nitrogen content compared to in mature stage. However, protein content in fresh stage was lower than rice straw. Interestingly, elevated nitrogen content was found in miscanthus silage. Other nutrients contents were not differ in treatments. As a conclusion, nutrient content and profiles of miscanthus was poor, however, it can be improved by ensiling process. Then miscanthus silage can effectively substitute rice straw as roughage source for the ruminant animal.
Effect of miscanthus in different growth stage on the rumen fermentation was investigated via in vitro rumen simulated fermentation technique. As a result, miscanthus in mature stage showed less favorable than the rice straw, however fresh miscanthus showed similar effect on rumen fermentation parameters compared to rice straw. And branched fatty acid production in fresh miscanthus was even higher than the rice straw.
Effective enzyme treatment system was investigated to develop a technique that could improve the bio-availability of miscanthus. Three different enzymes, cellulase, hemicellulase and xylanase, were used. High degradation rate of structural carbohydrate was found in hemicellase treatment and the interaction between cellulase and xylanase was found.
In the study of development of effective microorganism, total 24 strains were isolated and 11 strains were selected. And genetic informations of 3 strains of them were submitted to international gene database system. Most appropriate strain was selected and identified based on 16S rRNA gene sequence analysis. Optimum fermentation condition for selected strain was investigated and applied to ensiling process of miscanthus. Finally, miscanthus silages were prepared with developed strains (lactic acid bacteria and yeast) and their nutritional values were measured with in vitro rumen simulated fermentation technique. As a result, it was found that the miscanthus silage did not affect negatively on rumen fermentation. Moreover, micanthus silage showed good ammonia nitrogen production compared to miscanthus before silage. This result suggested that miscanthus could be used as roughage sources for the ruminant animal.
For more accurate evaluation, the present study prepared miscanthus silage and evaluated the silage quality. Miscanthus silages with different starter culture strains were fermented for 2 months and silage quality was determined at every month. As a result, miscanthus silage with lactic acid bacteria showed more superior quality than the miscanthus silage with yeast.
Feed intake is an important factor for feed evaluation since a feed that shows good intake can be more utilized. This study compared feed intake of miscanthus in hay and silage with rice straw. As a result, miscanthus hay showed significantly low feed intake than rice straw (p< 0.05). However, miscanthus silage showed same feed intake with rice straw.
To conclude, miscanthus in mature stage is not good for roughage source however, ensilaged miscanthus with lactic acid bactera (micanthus silage) can be effectively utilized as roughage source and it can also replace rice straw.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 6
• 목 차 ... 8
• 제 1 장 서 론 ... 9
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 1 절. 국내 연구현황 ... 11
• 1. 억새의 소화율 및 사료섭취량 평가 ... 11
• 2. 억새의 화학적, 생물학적 처리 ... 11
• 3. 국내연구 동향분석 ... 11
• 2 절. 국외 연구 현황 ... 11
• 1. 억새 재배 ... 12
• 2. 억새 활용 ... 12
• 3 절. 국내외 연구현황 비교 및 필요 연구 분야 ... 12
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 1 절. 연구개발 수행 내용 ... 13
• 1) 거대억새의 사료가치 평가 및 사료적 가치 향상을 위한 최적방법 도출 ... 13
• 2. 거대억새 이용 사일리지 생산 및 TMR 적정 배합 조건 구명 ... 16
• 3. 거대억새 활용 방법에 대한 현장 적용 연구 ... 19
• 2 절. 연구결과 ... 20
• 1. 거대억새의 사료가치 평가 및 사료적 가치 향상을 위한 최적방법 도출(1년차) ... 20
• 2. 거대억새 이용 사일리지 생산 및 TMR 적정 배합 조건 규명(2년차) ... 36
• 3. 거대억새 활용 방법에 대한 현장 적용 연구(3년차) ... 45
• 3 절. 종합결론 ... 59
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도 ... 62
• 1절. 정성적 목표대비 달성도 ... 62
• 2절. 정량적 목표대비 달성도 ... 62
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 63
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 64
• 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 64
• 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 64
• 제 9 장 참고문헌 ... 65
• 끝페이지 ... 66