Ⅰ서 론

최근 이상기후로 인한 국제 곡물가의 지속적 상승과 고 유가로 인한 해상운임 등으로 사료 수입가격은 상승하고 있는 추세이다. 국내 조사료 자급률은 2013년 82%이며 그 중 양질의 조사료는 35% 정도에 불가하여 축산농가 대부 분은 볏짚을 이용하여 가축을 사양하고 있는 실정이다 (MAFRA, 2014). 따라서 안정적인 양질의 조사료 생산 확 대를 위해서는 겨울철 동계작물인 이탈리안 라이그라스, 청보리 및 호밀 등을, 여름철에는 하계사료작물인 옥수수 및 수수류 등을 이용한 재배면적 확대가 선행되어야 한다.

또한 옥수수 및 수수류를 대체할 만한 신작목을 개발하여 특성평가를 통해 축산농가의 어려움을 해결해야 할 것이다.

케나프(kenaf; Hibiscus dannabinus L.)는 아열대성 일년 생 작물로서 서아프리카가 원산지인 무궁화과(Malvaceae) 에 속하며 오래 전부터 밧줄 및 포낭의 재료로 이용해 왔 다(Kang et al., 2014). 케나프는 기후와 토양에 대한 광범 위한 적응성을 지니며 전 세계적으로 300여종 분포하며 C3식물이면서도 C4식물의 특성을 가지고 있어 빠른 성장 및 높은 생산성을 보유하고 있다(Hollowell et al., 1996). 또한, 빠른 성장에 따른 탄소 흡수율이 높은 장점이 있는 작물로서(Lam et al., 2003), 우리나라에서는 예전부터 양 마라고 하여 서리 위험이 없는 봄에 파종한다(Jin et al., 2007).

하계사료작물 중에 가장 대표적인 옥수수의 경우 건물생 산량의 50% 정도가 종실이기 때문에 TDN (total digestible nutrient) 수량이 수수류보다 높다. 수수류는 생초생산량은 많으나 사일리지로 제조할 경우 당 함량이 적어 품질이 떨 어진다(Kwon et al., 2014). 케나프의 경우 ha당 평균수량 이 100톤을 상회하는 높은 수량성과 다양한 산업용으로도 쓰이며 사료가치가 높은 것으로 알려져 있다(Kang et al., 2014; Swingle et al., 1978; Suriyajantratong et al., 1973). 그러나 옥수수 또는 수수류와 TDN 수량을 비교한 연구는 아직 진행되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 새로운 하계사료작물인 케나프를 중부지역에서 생육특성, 생산량 및 사료가치를 비교하여 영농현장에 필요한 기초정보를 제 공하고자 실시하였다.

Ⅱ재료 및 방법

1.시험품종 및 재배방법

이 시험은 2013년 5월부터 2014년 9월까지 충남 천안에 위치한 국립축산과학원 축산자원개발부 초지사료과 시험포 장에서 실시하였다. 케나프의 생육특성, 생산량 및 사료가 치를 비교 분석하기 위해서 동계작물을 수확 후 파종이 가 능한 5월 하순에 1년차는 2013년 5월 24일, 2년차는 2014 년 5월 19일에 각각 파종 하였다. 케나프는 전라북도 농업 기술원에서 분양받은 만생종인 ‘홍마 300’, 옥수수 품종은 중만생종인 ‘광평옥’, 수수×수단그라스 교잡종은 비출수형 인 ‘점보’를 사용하였다. 일반적인 사료용 옥수수의 경우 파 종 후 105일 정도에 수확(Kim et al., 1992)을 하지만 다른 작물과 비교를 위해 광평옥을 28일 정도 늦게 파종을 한 뒤 92일 만에 수확하였다. 시험구는 난괴법 3반복으로 하여 시 험구 면적은 12 m² (3 × 4 m)로 하여 재식거리는 케나프 및 수수×수단그라스 교잡종을 휴폭 50 cm로 ha당 20 kg 및 40 kg씩 각각 세조파를 하였으며, 옥수수의 경우 75 × 15 cm 점파로 파종하였다. 시비량은 ha당 질소(N) 200 kg, 인산 (P₂O₅) 150 kg 및 칼리(K₂O) 150 kg로 하였으며, 질소는 기 비와 추비로 50:50씩 나누어 시용하였다. 케나프, 옥수수 및 수수×수단그라스 교잡종의 수확일은 Table 3과 같다.

2.생육조사 항목 및 방법

생육조사는 작물학적 특성인 초장, 경직경, 당도, 병해, 충해 및 도복 등을 조사하였다. 당도는 휴대용 굴절당도계 (Brix, 일본)로 수확일에 줄기부분에서 샘플을 취하여 측정 하였고, 병해는 탄저병, 흰무늬병, 검은줄오갈병, 줄무늬세 균병, 잎집무늬마름병 등, 충해는 멸강충 및 조명나방 등을 조사하였다. 도복 등은 9등급[1(강) ~ 9(약)]으로 나누어 달 관조사 하였다.

3.수량성 분석

옥수수의 수량은 시험구당 4열 가운데 중앙의 2열, 케나 프 및 수수×수단그라스 교잡종은 시험구당 6열 가운데 중 앙의 2열을 예취하여 생초수량을 측정하였고, 건물수량은 이들 중 300~500 g의 시료를 채취하여 65℃ 순환식 송풍 건조기에서 10일간 건조한 후 건물중 측정하여 계산하였 다. 그리고 건물수량은 생초수량에 건물률을 곱하여 환산 하였다. 각각의 작물의 수량성 비교는 TDN 수량을 이용하 여 비교하였다.

케나프의 잎, 줄기 비율은 8월 9일, 8월 30일, 9월 13일 및 9월 24일에 각각의 처리구에서 10주의 식물체를 취하여 잎, 줄기 부분을 분리한 다음 65℃ 순환식 송풍 건조기에 서 10일간 건조한 후 각각의 건조무게를 측정하여 전체 무 게에 대한 각각의 비율로 산출하였다.

4.사료가치 및 시험포장조건

건물중을 측정하고 난 후의 3개씩의 샘플에서, 그 중 일 부를 각각 취하여 20 mesh screen의 Wiley mill로 분쇄한 뒤 고르게 섞은 후 이중마개가 있는 플라스틱 용기에 넣어 분석시까지 보관하였다. 시료의 일반성분은 AOAC법(1990) 으로 ADF (acid detergent fiber)와 NDF (neutral detergent fiber)는 Goering과 Van Soest (1970)의 방법으로, in vitro 건물 소화율(IVDMD)은 Tilly 및 Terry법(1963)을 Moore (1970)가 수정한 방법으로 분석하였다. 옥수수의 TDN (total digestible nutrient) 수량은 Pioneer Hi-Bred사가 제시 한 공식 TDN 건물수량= (경엽 건물수량× 0.582) + (이삭 건물수량× 0.85)에 의하여 계산하였으며, 수수 및 케나프의 TDN은 ADF 분석치에 의한 관계식 TDN = 88.9-(0.79 × ADF)에 의해 산출하였다(Holland et al., 1990).

시험포장의 토양조건을 조사한 결과는 Table 1과 같다. 축산과학원 축산자원개발부 초지사료과내의 시험포장의 토 양은 pH가 7.45 및 7.64으로 적정범위인 6.0~6.5 보다 높았 다. 유기질 함량은 2013년도에는 24.7 g/kg로 적정하였으나, 2014년에는 35.3 g/kg으로 적정범위인 25~30 g/kg 보다 다 소 높았으며, 인산함량도 적정수준인 80~120 mg/kg 보다 상당히 높았다. 시험기간 동안 기상조건은 Table 2에서 보 는바와 같다.

5.통계분석

통계분석은 SAS Enterprise Guide (ver. 9.1)를 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였으며, Duncan’s multiple range test에 의하여 5% 유의수준에서 처리구간의 통계적 차이를 검증하였다.

Ⅲ결과 및 고찰

1.생육특성

하계사료작물의 생육특성에 대한 결과는 Table 3과 같다. 출현율 및 생육의 경우 전체적으로 좋았지만, 특히 광평옥 은 출현율이 98%로 점보보다는 11%, 홍마보다는 15% 좋 았으며 그에 따른 생육도 광평옥이 다소 좋았다. 초장의 경우는 홍마 300이 410 cm로 광평옥이나 점보에 비해 길었 지만 수확 시기가 차이가 있으므로 큰 의미는 없었다.

Gangstad (1964)에 의하면 당도는 가축의 기호성과 깊은 관 계가 있다고 보고한바 있다. 당도의 경우는 홍마 300이 광 평옥보다 1 Brix°, 점보보다 2.9 Brix° 각각 높았다. 병해 및 충해는 발생하지 않았으며, 도복은 3작물 모두 강하였다.

경 직경은 홍마 300이 광평옥보다 1.9 mm, 점보보다 9.5 mm 각각 굵었다. 강원도 철원지역에서 케나프 Tainung-2 품종을 재배하여 수확시 파종 후 115일째 식물체의 높이가 290.3 cm, 경직경은 8.2 mm를 나타냈다고 보고한 바 있고 (Jin et al., 2007), 제주지역에서 같은 품종인 Tainung-2를 재배하여 수확시 식물체의 높이는 273~304.6 cm, 경직경은 15.2~19.3 mm였다고 보고하였다(Kang et al., 2004). 본 연 구에서는 케나프 품종인 홍마 300의 실험결과 초장과 경직 경의 크기가 다르게 나왔지만 경향성은 비슷하게 나타났다.

2.수량성

중부지역에서 재배한 홍마 300, 광평옥 및 점보의 생초 및 건물수량은 Table 4와 같다. 생초수량은 점보가 133,334 kg/ha로 가장 높았고 광평옥이 73,336 kg/ha로 가장 적었다 (p < 0.05). 하지만 건물 수량은 홍마 300이 28,598 kg/ha로 가장 높았고 광평옥이 19,951 kg/ha로 가장 낮았다(p < 0.05). 단위면적당 사료가치 생산량을 볼 수 있는 TDN 수량은 광 평옥이 14,350 kg/ha로 가장 높았고, 그 다음으로 홍마 300 이 12,472 kg/ha로 광평옥의 87% 정도였다(p < 0.05).

홍마 300의 경우 건물 기준으로 줄기와 잎의 비율이 74.2 : 25.8% (엽병 포함)로 나타났다(Table 5). 케나프는 수 확시 건물기준으로 줄기 74%, 잎 26%로 구성되어 있으며 (Webber, 1993a), 잎은 줄기보다 단백질 함량 및 사료가치 가 높은 것으로 알려져 있다(Webber, 1993b). 이는 본 연 구결과와 같은 것으로 케나프 품종인 홍마 300이 생초수량 및 건물수량은 높게 나왔지만 줄기의 비율이 높기 때문에 TDN 수량에서는 옥수수 품종인 광평옥보다 낮게 나왔다고 판단할 수 있다.

3.사료가치

조사료의 품질 특성을 나타내는 조단백질, ADF, NDF, TDN 및 in vitro 건물소화율은 Table 6과 같다. 조단백질 함량은 점보가 9.8%로 가장 높았으며, NDF 함량은 홍마 300이 69.5%로 가장 높았다. TDN 함량은 광평옥, 점보, 홍마 300순으로, 72.0%, 54.8%, 43.3%를 각각 나타냈다. in vitro 건물 소화율의 경우 광평옥이 73.7%로 가장 높았 고, 홍마 300이 44.4%으로 광평옥보다 29.3% 낮게 나왔다. ADF 함량은 홍마 300이 57.8%로 가장 높았고 광평옥과 점보는 32%, 14.5%로 낮았다. Kang 등(2014)에 의하면 재 식거리 차이에서의 ADF 함량은 31.8~34.0%, 파종량 차이 에서는 32.6~42.6% 및 파종시기 차이에서는 32.7~37.4%로, 본 연구에서보다 26.0~15.2% 정도 낮게 나타났다. 이삭이 없는 케나프나 수수류의 경우에서는 ADF 함량 차이가 TDN 함량과 직접적인 관련이 있기 때문에 TDN 수량과 관련이 있다고 본다. 본 연구의 ADF 함량과 Kang 등 (2014)의 ADF 함량의 결과가 다르게 나온 이유는 여러 가 지가 있을 것으로 판단되지만 크게 3가지로 요약이 가능할 것이다. 첫째는 시료채취 시기일 것이다. 본 연구에서는 시 료를 수확량이 많은 시기인 파종 후 126일에 수확하여 채 취하였으나 Kang 등(2014) 연구에서는 파종 후 100일이 경과한 8월 10경에 시료채취를 하여 비교한 것이다. 둘째 는 줄기와 잎의 비율이 다르기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구에서의 줄기와 잎의 비율은 74 : 26으로 Webber (1993a)의 연구에서와 같은 결과를 얻었지만 Kang 등 (2014)의 연구에서는 줄기와 잎의 무게비율은 35 : 65으로 나타났다. 케나프의 주요 영양소는 줄기보다는 잎에 분포 하고 있어 잎의 비율이 높을수록 사료가치는 올라간다고 알려져 있다(Phillips et al., 1999). 마지막으로 연구방법 등 의 환경적인 요인이 서로 달라서 ADF 함량이 달랐던 것으 로 판단된다.

이상의 시험결과를 볼 때 케나프의 생초 및 건물수량은 옥수수보다 높았지만, 옥수수보다 생육기간도 길고 TDN 함량이 낮아서 TDN 수량으로 비교할 경우 옥수수보다 13% 적은 결과를 보였다. 따라서 케나프는 사료가치가 낮 기 때문에 잠재 생산가치가 옥수수보다 떨어진다고 말할 수 있으며, 또한 급여시험을 통하여 잎과 줄기를 분리하여 소의 기호성 테스트를 할 필요가 있다고 판단된다.

Ⅳ요 약

본 시험은 새로운 여름 사료작물인 케나프(kenaf; Hibiscus dannabinus L.)의 생육특성, 수량성 및 품질을 다른 사료작 물과 비교할 목적으로 2013년부터 2014년까지 2년간에 걸 쳐 축산과학원 축산자원개발부 초지사료과 내의 시험포장 에서 수행하였다. 중부지역에서 케나프(홍마 300), 옥수수 (광평옥) 및 수수×수단그라스(점보)의 생육특성 및 품질 을 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. 당도는 홍마 300 이 5.4 Brix°로 광평옥보다 1Brix°, 점보보다 2.9 Brix° 높 았다. 출현율과 도복은 세 작물 모두 각각 80% 이상, 1.5 이상으로 양호하게 나타났다. 생초수량은 점보가 홍마 300 보다 12% 높았으며, 건물중은 홍마 300이 제 작물 중 유 의성 있게 가장 높게 나타났다(p<0.05). 하지만, TDN 수량 은 홍마 300이 광평옥보다 13% 유의성 있게 낮았다 (p<0.05). ADF 및 NDF 함량은 홍마 300이 57.8%, 69.5% 로 가장 높았으며 TDN 함량 및 건물소화율은 43.3% 및 44.4%로 가장 낮았다. 따라서 본 연구결과를 토대로 볼 때 케나프인 홍마 300은 건물수량은 높지만 사료 품질에서 광 평옥 및 점보보다 많이 낮았다. 그 결과 TDN 수량성은 광 평옥보다 13% 낮은 결과를 얻었다. 이상의 결과를 종합하 여 볼 때, 새로운 사료작물인 케나프는 단위면적당 생초 및 건물수확량은 옥수수보다 높지만, 건물소화율 및 TDN 함량이 낮아 TDN 수량은 옥수수보다 낮은 것으로 나타났 다. 결과적으로 홍마 300은 높은 수량성을 가지고 있지만 낮은 사료가치를 가지고 있는 것으로 나타났다.