Earticle

본 연구는 비육기 한우 사료 첨가제로서 청각(Codium fragile)의 다양한 세척 전처리가 반추위 발효와 메탄(CH4) 발생량에 미치는 영향을 조사하기 위하여 한우 반추위 in vitro 발효실험을 수행하였다. 해조류는 기질 사료(조사료 : 농후사료 = 3:7) 건물 함량 기준 0.5%(DM, w/w)로 첨가 하였다. 실험 처리구는 기질 사료(C), 비세척(T1), 0°C 세척 (T2), 22°C 세척(T3) 그리고 70°C 세척(T4)으로 총 5 처리 구이며, 세척의 경우 각 온도 처리로 설정된 증류수에 6분 간 담가 해양 이물질을 제거하였다. pH는 배양시간이 지 남에 따라 점진적으로 감소했으며, 배양 48시간대 T2, T3 및 T4의 건물 분해율이 유의적으로 가장 높았고, C, T1이 유의적으로 낮았다(p<0.05). 배양 48시간대 NH3-N 농도는 T3, T4가 유의적으로 가장 낮았다(p<0.05). 배양 48시간대 T4의 총 가스 발생량은 C에 비해 19% 낮았다(p<0.01). 배 양 48시간대 투입된 사료 대비 발생한 CH4 발생량은 배양 48시간대 모든 청각 처리가 C에 비해 유의적으로 낮았으 며, 특히 T3는 31% 저감 효과를 보였다(p<0.01). 분해된 건 물량 대비 발생한 CH4 발생량 역시 유사한 양상을 보였 으며 배양 48시간대 T3는 C에 비해 39% 저감 효과를 보 였다(p<0.01). 배양 24시간대 T1과 T4의 total VFA가 유의 적으로 높았다(p<0.05). Acetate 비율은 배양 48시간대 C가 유의적으로 가장 높고 T3가 가장 낮았다(p<0.01). Propionate 비율은 배양 48시간대 T3가 유의적으로 높았 으며, C가 가장 낮았다(p<0.01). A:P ratio는 배양 48시간대 C가 유의적으로 높았다(p<0.01). 배양 24시간대 T4의 butyrate 비율은 유의적으로 가장 높았으며, T3는 가장 낮 았다(p<0.01). 본 실험 결과, 국내 자생 청각(Codium fragile) 을 비육기 한우 사료 첨가제 수준으로 반추위 in vitro 실 험을 진행하였을 때, 청각의 메탄 저감 효과를 확인하였으 며, 세척 처리의 영향은 크지 않음을 확인하였다. 그러나 세척 과정이 필요한 경우, 이물질 제거를 위해 22℃에서 세척하는 것이 가장 적절하다고 판단된다.

This study aimed to investigate the effects of various washing pre-treatments of native Codium fragile as a feed additive on in vitro ruminal fermentation and CH4 production in ruminants. Seaweed was included at 0.5% dry matter (DM) based on the experimental feed (forage : concentrate = 3:7). Treatment groups were classified as follows: experimental feed (C), no washing (T1), washing at 0°C (T2), washing at 22°C (T3) and washing at 70°C (T4) each immersed for 6 minutes in distilled water. The pH consistently fell within the ruminal stability range. In vitro dry matter digestibility was significantly highest in T2, T3, T4 and C, T4 was the lowest at 48 h (p<0.05). NH3-N concentration was significantly highest in T4 at 48 h (p<0.05). Total gas production at 48 h was 19% lower in T4 compared to C (p<0.01). CH4 production (mL/g DM) at 48 h was lower in all treatment groups compared to C, with T3 showing a 31% reduction (p<0.01). Similarly, CH4 production (mL/g dry matter degradability, DMD) at 48 h was 39% lower for T3 compared to C (p<0.01). At 24 h, total VFA was significantly highest in T1 and T4 (p<0.05). The proportions of acetate was significantly highest in C and T3 was the lowest at 48 h (p<0.01). The proportions of propionate was significantly highest in T3 and C was the lowest at 48 h (p<0.01). The acetate to propionate ratio was singnificantly highest in C at 48 h (p<0.01). The proportions of butyrate at 24 h was lower for T3 compared to C (p<0.05). Therefore, this study confirms that Codium fragile can reduce CH4 production when used as a feed additive for ruminants and this effect is not significantly influenced by the washing pre-treatment. However, if washing process is necessary, washing at 22°C is the most appropriate method to remove foreign objects.

본 연구는 국내에서 자생하고 있는 해조류인 홍조류를 첨가하여 in vitro 반추위 발효성상 및 메탄 발생량을 분석 하였다. 홍조류 5종은(Chrysymenia wrughtii Yamada, CW; Hypnea sp., Hypnea sp.; Chondria crassicaulis, CC; Gelidium vagum Okamurae, GV; Hypnea saidana Holmes, HS) 국립수 산과학원(National Institute of Fisheries Science, NIFS)에 서 제공받아 처리구로 사용하였다. 수집된 홍조류는 3분간 세척하여 동결건조 및 분쇄 후 사용하였고, 기질의 5%를 첨가하여 48시간 배양하였다. 홍조류 처리구에서 총 가스 발생량은 누른끈적이 처리구를 제외한 모든 홍조류 처리 구에서 유의적으로 낮았고(p<0.05; 55.81, 48.44, 45.62, 46.24, 47.84mL vs. 63.25mL), 서실 처리구에서는 소화된 건물 당 메탄 발생량이 유의적으로 가장 낮았다(p<0.05). 홍조류 처리구의 반추위 발효성상 결과에 따르면 반추위 pH는 5.98∼6.08로, 막우뭇가사리 처리구에서 유의적으로 가장 낮았다(p<0.05; 5.98). 총 VFA 농도는 유의적인 차이 가 없었으나 누른끈적이 처리구에서 propionate(27.53%)가 유의적으로 높았고, 반대로 acetate(53.14%), iso-valerate (3.52%), valerate(1.72%) 및 A:P ratio(1.93)는 유의적으로 가장 낮았다(p<0.05). 본 결과를 통해 홍조류 5종 중, 서실 이 건물 소화율과 반추위 발효성상에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 메탄 발생량 감소에 대한 효과가 있음을 확 인하였다. 추후 서실에 대해 메탄 저감 소재로서 적정 수 준을 찾기 위한 첨가 수준별 연구가 필요할 것으로 사료된다.

rumen fermentation characteristics and methane gas production. Five species of red seaweed (Chrysymenia wrughtii Yamada, CW; Hypnea sp., Hypnea sp.; Chondria crassicaulis, CC; Gelidium vagum Okamurae, GV; Hypnea saidana Holmes, HS) were obtained from National Institute of Fisheries Science (NIFS) in South Korea. The collected red seaweeds were washed for 3 minutes, and then samples were freeze-dried and ground to a size of a 1 millimeter. The buffered ruminal fluid (50 mL) was incubated with substrates and seaweeds (5% of substrates) at 39℃ for 48 hours. Total gas production was lower than red seaweed treatments excluding the CW treatment (p<0.05; 63.25 mL). Methane production was the lowest in CC treatment (p<0.05; 9.93 mL/g of digestible dry matter). The rumen pH of the red seaweed treatments ranged from 5.98 to 6.08, which was significantly the lowest in the GV treatment (p<0.05; 5.98). There was no significant difference in the total VFA concentration, but propionate (27.53%) was significantly highest in the CW treatment, whereas acetate (53.14%), iso-valerate (3.52%), valerate (1.72%), and A:P ratio (1.93) were significantly lowest (p<0.05). In conclusion, among the five species of red seaweeds, Chondria crassicaulis reduced in vitro methane production without negative effects on dry matter digestibility. Future studies will be needed to determine the optimal inclusion level of Chondria crassicaulis as feed additive to reduce enteric methane production.

본 논문은 현장에서의 반추동물 대상 장내 유래 메탄 배출량 측정의 중요성에 대해 조사하며, 반추동물이 기후 변화와 지구온난화에 미치는 중대한 영향을 고려하고 있 다. 최근 반추동물에 의한 메탄 배출량 증가는 온실가스 발생량 증가와 더불어 지구온난화를 가속하고 있다. 메탄 배출량을 효과적으로 감축하고 적절한 온실가스 배출 저 감 전략을 수립하기 위해서는 신뢰성 있는 메탄 배출량 측 정 방법을 활용하여 실제 농가에서 배출하고 있는 메탄 배 출량을 조사하여 현장에서 발생하는 실질적인 반추동물의 메탄 배출량의 현주소를 파악하는 작업이 우선시 되어야 한다. 본 총설은 기존 연구와 문헌을 종합하여 반추동물의 메탄 배출량을 측정하는 방법들에 대해 전반적으로 살펴 보았으며, 메탄 배출량 측정 방법들의 개념, 원리 및 한계 성을 소개하여 기존 방법 간의 비교를 용이하게 하고자 작성되었다. 농가 단위에서 반추동물의 장내 유래 메탄 배출량을 측정하기 위한 방법으로는 추적 가스법, LMD, 그린 피드, 스니퍼 방식 등이 거론되는 상황이다. 이러한 측정 방법들은 국내에서 사양하는 반추동물에서 배출되는 메탄 배출량에 대한 방대한 데이터를 축적할 수 있는 잠재적인 도구로써 강조되었다. 그 중 본 총설은 국내 환경에서 농 가에 보급하기 접근성이 용이한 메탄 배출량 측정 기술인 스니퍼 방법을 소개하며 국내 적용의 필요성 및 적용에 대 한 필요성을 강조하였고, 이와 함께 현장용 메탄 측정 기 술을 활용해 축적한 데이터를 바탕으로 추정 모델을 개발 한 해외 사례를 제시하여, 이러한 사례들이 국내에서 사양 중인 반추동물을 대상으로 농가 단위로 메탄 배출량 데이터를 축적하여 메탄 배출량을 예측하는 추정 모델 개발이 이뤄진다면 정밀한 메탄 배출량 추정을 통해 실질적인 농가 단위 메탄 배출량의 현주소 파악을 비롯해 저탄소 사양 관리 유도 등 다각적인 면으로 지속 가능한 축산에 이바지 할 수 있음을 전망하고 있다.

This review examines the importance of measuring practical enteric methane emissions from ruminants, considering their significant impact on global warming. Global warming is significantly driven by an increase in greenhouse gases, with rising methane (CH4) emissions from ruminants accelerating global warming recently. To successfully mitigate CH4 emissions and establish effective strategies, it is essential to apply reliable measurement techniques. This will allow for an accurate assessment of on-farm CH4 emissions. The priority should be to gather CH4 emission data that reflects the actual state of CH4 emissions from ruminants. The review provides an overview of the methods used to measure CH4 emissions from ruminants by compiling existing researches. It introduces the concepts, principles, and limitations of these methods to facilitate comparisons between existing approaches. This review discusses methods for measuring enteric CH4 emissions from ruminants at the farm level, including the tracer technique, laser methane detector, GreenFeed, and sniffer system. These methods are highlighted as potential tools to accumulate substantial data on on-farm CH4 emission from domestic animals with provides examples of international cases. Among these, this review introduces the Sniffer method, a CH4 emission measurement techniques that are suitable for on-farm use under domestic conditions, and emphasizes the necessity of its application. In addition, by presenting international cases where predictive models were developed based on on-farm CH4 measurement techniques, it is projected that if predictive models for CH4 emissions are developed by accumulating data at the farm level, it can contribute to sustainable livestock industry in various promising ways.