사료급여형태별 한우의 메탄가스와 이산화탄소 발생량 연구

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하재정 · 송영한*

강원대학교 동물생명과학대학 동물생명시스템학과

Studies on the Methane and Car bon

Dio성de

Ge neration

Ratl얹

Du e to

Fee빼tg

Diff erent Types of Di ets in

I굶nwoo

Ca ttle

Jae-Jung Ha and Young-Han Song*

Department of Animal Life System, Kangwon National University

ABSTRACT

This study was conducted to test the effect different forages and fee이ng rates on generation of main gree따lOuse gases like carbon dioxide and methane in Hanwoo cows. Feeds were given twice per day at 09:00 뻐d 17:00. Greenhouse gases were measured duxing 12 houxs using Mamos-300 from 09:00 to 21:00. The results indicated that the generation of gree며10Use gases under different forage categories and fee이ng rate were si명ificantly different (p<0.05). Whole greenhouse gas tended to decrease in the hi양1 concentrate diets. The high timothy supplementation group showed less amounts of carbon dioxide generation comp따'ing with others group while hi앙1 silage supplementation resulted more methane generation comparing with other treatments. On the afternoon test, carbon dioxide generation was si뺑ic빠ly lower d표ferent (p<0.05) in timothy treatment comparing with others.

Key words : Methane, Carbon dioxide, Feeding type, Hanwoo

I.

서론

최근 대기 중 옹실가스가 중가함에 따라 지구의 평균기 온은 20세기 동안 약 0.6도 상숭했으며， 2100년에는 2αm년 대비 1.4-5.8도 상송되고/ 해수변은 최대 8&m 상숭될 것 으로 예측되 었으며/ 기타 사막화， 가뭄/ 홍수/ 태흥， 퉁 기 상이변이 반번히 발생되는 퉁 지구 온난화가 가속화되고 있대IPCC 2뼈1). 특히/ 메탄은 이산화탄소와 더불어 지구 온난화의 가장 큰 원인이며 이산화탄소에 비해 온실효과가 약 30배나 더 높은 것으로 알려져(IPCc， 1992) ^{축산분야에}

서도 반추가축의 장내발효에 의한 소화과정에서 발생하는 가스의 생성에 관한 연구가 본격화 되고 있다{에너지경제 연구원， 2^α엉¹ ). 전세계 기준으로 볼 때 농업 특히 반추가축 에 의한 메탄배출량이 전체 메탄발생량의 15%를 차지하고 (Crutzen, 1995), 우리냐라에서 농업분야 온실가스

배출량은 국내 전체 배출량의 25%(14.7백만 m톤)으로 그 중 39%(5.7백만 αh톤)가 축산분야이며 반추가축의 장 내발효에서 메탄이 20.2% 발생(농촌진흥청， 2α)9)하고 있어 국제적 협약으로 배출감축 요구에 따른 노력이 훨요한 시 점이다.

또한 가축의 생리적 요안 사료 섭취량〉 조사료와 농후사료 의 비율/ 죠사료 종류 및 기공 퉁이 온실가스 발생에 영향을 미친다고 보고 (Moe와 Tyrrell, 1979i Birkelo 둥" 1986i

Crut짧1과 se빠， 1986i BeeVI앉 퉁" 1989; Blax암~ 1989)되고 있으므로 본 연구는 한우에서 사료굽여수준 및 종류별 호홉 대사과정 중 생산된 온실가스 발생량을 측정하여 친환경 옹 실가스 저감형 사료 및 사양체계 구축올 위한 기초자료로 활 용하교L자 실시하였다.

• Coπ'espon이ng author: Young-Han Song, Tel: 82-33-잉O용617， Fax: 82-33-정5-8617， E-mail: yhson뺑때n8'ν。n.ac.kr

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가스발생량 측정은 다중 가스검출기 뼈IIl(용-300 (Aus없뼈 으로 측정하였고 호홉시험 개시 전에 다f.t， α:h의 표준가스 를 통과시켜 O접과 조정접올 맞춘 후 공기와 m없nber내 쩡S 농도를 측정하였고 동일조건하에서 æ시부터 21까지 12시간 동안 발생량올 계산하였다.

2. NDIR (Non-dispersive infrared 때sorption) 센서를 이 용한 가스측짐

CÜ:1나 α-J4퉁의 가스상물질들이 적외선 (Infr없~ligh샤에 대해 특정한 홉수 스펙트럼올 갖는 것을 이용해서 특정성분

Samølec엉l

To user

(Bandpassfilter)를 거치며 특정 IR 파장올 불활성기체(질소/

아르곤)가 충전된 기준셀과 시료가 흐르는 시료셀을 번갈아 통과시키게 되는데 기준셀은 R 파장이 모두 통과하고 시료 셀에서는 Gas에 의해 홉수가 일어나게 된다. 이때의 홉수도 를 검출기(IR Detecto끼에서 검출하고 변환·중폭하여 농도를 측정하여 메탄 및 이산화탄소의 발생량을 측정하였다.

3. 시험 동물

본 시험에 시용된 동물은 43개월령의 평균 체중 347.5kg

한우 암소를 이용하였다.

Senslng tílter

Senslng detector

Referenre deleC10r Reference filter

Fig. 1. M빼lod of mesuring gree떠louse 쩔ses.

4. 시험 g법

시험 설계에 따라 각 조합별 대사시험에 공시될 한우에게 시험시작 약 2주감 시험사료(농후사료 종류는 동일)를 급여 하연서 사료의 종류 및 양에 적웅시킨 후 7일칸 예비시험과 7일간 본시험을 실시하였다. 사료는 오전 9시와 오후 5시에 2회로 나누어 급여하였고 물과 띠neral block은 자유섭취 하도록하였다.

5.

통계 분석

시험결과에 대한 모든 분석치들은 각 처리구별로 평균치 를 제시하였다. 유의성 분석은 StatsticaI Analysis System (SAS 9.1 15 Level 1뼈I 2003) 의 않ler허 Lin얹r Model (αM) 프로그램을 이용하여 분산분석을 실시하였고/

Duncan의 다중검정(M버tiple range test)에 의해 처리간의 유의성을 검정하였다.

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Fig. 2. Gas Analyzer (Mamos-300) and Chamber.

m. 결과및고찰 1. T，이al 온실가스 발생량

Table 1. Methane and carbom 띠oxide generation rates due to feeding different ηpes of diests in }굶nwoo (AM

O용:OO-PM09:00， 12hr.)

Feed type CO2(glh) CI-L(g/h)

Rice straw(6) : Con.¹)(4) 127.36í34.70²^),b 4.11土0.61<

Rice straw(4) : Con.(6) 120.45土22.92^b 3.13土O.58^d

Rice straw(4) :

121.71土17.68^b 5.08土0.92^b Timothy(2) : Con.(4)

Rice straw(잉 :

86.60:t16.88^C 4.60:t0.33^bc

Timothy(4) : Con.(4)

Rye Silage(6) : Con.(4) 175.55í20.59. 6.64íl.18.

Rye Silage(4) : Con.(6) 117.45土22，91^b 3.40土O‘83^d

1) Concentrate 잉 Me없1S:!:SD

a,b,c,d MI않ns in the same column with different letter are s빼stically 이fferent at 5% level of si맑ificance.

Table 1은 사료급여 형태에 따른 시간당 평균 온실가스 발 생량에 대한 표이다. 조·농 급여수준 및 조사료의 종류에 따 른 온실가스의 발생량은 유의적 ψ<0.05)인 차이를 각각 나 타냈다. 전처l적으로는 농후사료 비율이 높올수록 죠사료 충 벗짚 및 사일리지 처리구 모두 αl 및

m

^{가스발생량이 낮}

았으며/ 농후사료 비율 40%애서는 벗짚〉벗짚(4)+티모시(2)>

사일리지〉벗짚(깅+티모시(4) 순으로 각각 가스발생량이 낮 은 경향을 보였다. 각각의 이산화탄소 발생량에서는 양질의 건초인 티모시를 다량 급여한 처리구에서 가장 낮은 발생량 을 나타내어 양질의 조사료에서 벗짚이나 야초 둥의 저질조 사료 보다 용실가스 발생량이 줄어든다는 보고(농촌진흥청/

2α)9)와 유사하였고， 메탄에서는 조사료의 급여수준이 높을 경우에 많이 발생하는 것A로 분석되었다. 이는 Holter와

Young (1992)의 보고에 의하면 조사료의 메탄발생량이 높은

원인은 제1위에서 발효율이 느린 구조탄수화물이 발효율이 빠른 탄수화물보다 단위탄수화물량당 메탄생성량이 높디는 결과와 일치하였다. 또한I 일반적으로 NaOH나 암모니아 (NHJ)를 이용한 조사료의 화학적 처리도 메탄의 생성을 강 소송}는 역할올 한다고 알려지고 있으나{Moss 퉁" 1됐)， 위 시험에서는 사일리지와 농후사료의 급여비율이 6:4인 경우 에 이산화탄소와 메탄 모두가 가장 높은 발생량을 나타내어 상반된 결과를 나타낸 것으로 분석되었다. 이러한 결과는

m

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2.

시E때벌 급여비율 및 종류에 따른 이산화탄소 발생량

Fig.3은 시간대별 이산화탄소의 변화를 나타낸 것이다. 벗 짚과 농후사료의 급여를 제외한 각각의 모든 처리구에서 유 의적(p<O.05}인 차이를 나타내었다 벗짚의 급여량 차이에서 는 오전 9시 급여 후 4시간까지 차츰 감소하고I 급여 후 5시 간대에서 상호간 차이를 나타내다가 오후 급여 후 1시간 이 후부터 감소하는 경향올 나타냈다. 벗짚과 티포시의 혼합급

해 뷔-)의 효과가 있다고 한 것과 유사한 것으로 벗짚과 티 모시의 단백질 함유량은 각각 5.07%와 12.7%% (한우사양표 준， 2!αη)로 이를 뒷받침 한다. 사일리지 급여비율 처리구에 서 발생패턴은 비슷한 경향을 나타냈으며/ 사일리지를 이용 한 in vitro 시험에서 시료를 넣은 후 온실가스 측정 결과 중 6‘12시간 경파에서 중가송}는 것으로 나타났다는 김 (2007)의 보고와 유사한 것으로 판단된다.

210.00

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190.00

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90.00 70.00 50.00

10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h

Fig. 3. Carbon 피0잉de production rates at different hours due to feeding 버fferent types of di하sin 없nwoo.

3.

시간대벌 급여비율 및 종류에 따른 메탈가스 발생량

Fig.4는 시간대별 메탄가스의 변화를 나타낸 것이다. 벗짚 과 티모시/ 농후사료의 급여를 제외한 각각의 모든 처리구에

서 유의적(p<O.05) 인 차이를 나타내었다. 벗짚 급여수준 차 이에서는 농후사료 다급 시 시간대별 메탄발생량이 감소했 다， 이는 김(1999)의 보고에서와 같이 농후사료의 다량 급여 로 pH7} 낮아짐에 따른 섬유소 소화율의 저하 및 Propionate 발생의 증가 퉁의 요인에 기인된 것으로 판단된

다고 하였으며， 맹 (19;쟁)의 보고에서는 반추위내 pH가 낮아 지면 메탄생성박테리아의 성장률이 낮아져 메탄 생성량이 감소했다는 것아 이를 뒷받침해 주고 있다. 사일리지 급여수 춘에 따른 메탄가스 발생량에세논 타 처리구에 비해 시간대 별 비교척 일정하게 생성되었고 이산화탄소 발생패턴파 유 사한 경향을 나타낸 것으로 분석되었으며， 메탄가스 저감을 위해 사일리지 다급 시 유리할 것으로 판단된다는 김(21αy7) 의 보고와 유λ}하게 사일리지 급여수준에 따라 메탄생성 감 소에 어느 정도 영향을 미치는 경향을 나타냈다.

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10h llh 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h 19h 20h 21h

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Fi용 4. Me앙tane production rates at different hours due to fee떠ng different ηpes (κ di하s in HanWOO.

N .

요약

본 시험은 용실가스 저감올 위한 한우호홉대시에서 급여 사료 수준 및 종류에 따른 온설가스 발생량을 측정하기 위한 것으로 43개월령 평균체중 347.5kg의 한우 암소를 공시하였 고y 사료는 09시와 17시 1일 2회 급여하였으며/ 사료적용기간 및 예비시험올 거쳐 다중 가스검출기 뼈mOS-3OO (Aus없뼈 를 이용하여 09시부터 낀시까지 12시간동안 본시험을 실시 하였다. 결과로는 급여수준 및 조사료의 종류에 따라 온실가 스의 발생량은 유의적(p<O.05) 인 차이를 나타냈고/ 농후사료 를 다량 급여 시 가스발생량은 감소하였으며， 티모시를 다량 급여한 처리구에서 가장 낮은 이산화탄소 발생량과 조사료 급여 충 사일리지 다량 처리구에서 메탄발생량이 많은 것으 로 분석되었다. 또한I 시간대별 이산화탄소 발생량에서는 티 모시 급여구에서 오후시간대에 급격한 차이를 나타냈고 농 후사료 다릅여 시 시칸대별 메탄생성량은 캄소하는 경향을 보였으며/ 사얼리지 급여에 따른 시간대별 발생량은 이산화 탄소와 메탄 모두가 유사한 패턴올 나타냈다.

^.사

본 시험은 농촌진흥청의 지원(온실가스 저감형 시료개발 및 사양체계 구축 -과제번호 :UαJ9(180)하에 이루어졌기에 이에 감사드립니다.

V.

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(투고일:2α)9.11.30 수정일: 21α)9.12.11 판정일:2α)9.121이