Ⅰ.서 론

최근 국내 젖소개량사업소의 2013년도 통계에 의하면 육 성우의 초산월령은 약 28.1개월령으로 낙농 선진국에서 권 장하는 24개월령에 미치지 못하고 있는 실정이다. 초산 분 만월령을 앞당기기 위해서는 육성 시기에 종부 가능한 체 격까지 발육을 촉진시켜 종부 기간을 단축할 필요가 있고, 고열량 사료를 육성우에 급여함으로써 발육을 촉진시켜 분 만사고 없이 초산 분만월령을 조기화 할 수 있다(ARC, 1980; Collier et al., 1982; Gardner, 1977; Jeong, 2013).

송아지가 번식 가능하게 되는 시기는 첫 발정 전 발육속 도에 따라 다른데 고영양 급여로 성장이 빠르면 성 성숙도 빨리와 첫 발정이 빨라지고, 반대로 저영양 급여로 인한 늦은 발육은 첫 발정도 늦어진다(Barton et al., 1996; De La Sota et al., 1993). 그러나 송아지에게 고영양 사료를 급여함으로서 초산 종부시기를 빠르게 하는 것은 가능하지 만, 극단적인 고영양은 젖소의 유선조직 발달을 억제하여 유생산성이 평균보다도 저하되는 것으로 알려져 있다 (Drackley, 2004; Moon et al, 2002; Son, 2012). Choi (2004)의 연구결과에 따르면 사료 단백질의 과잉 공급이 번식능력을 저하시키는 데 그 이유는 과잉의 질소를 배출 할 때 소요되는 에너지와 관련이 있으며, 비유 초기에 유 생산에 필요한 에너지가 체조직으로부터 배출될 때 과잉의 질소배출로 인해 추가적인 에너지가 손실되기 때문이라고 보고하였다.

초산분만월령을 단축시키기 위해서는 무엇보다도 첫 수 정 시 체중 및 체고가 각각 340 kg, 125 cm 정도로 적정 수준에 도달되어야 하기 때문에 육성단계의 사양관리가 중요하다(Baek et al., 2015). 그러나 국내에서는 육성우 사 육기간에 대한 무관심과 난산 및 산유량에 대한 걱정으로 일부 농가에서는 체중과 체고가 적정 수준에 도달하지 못 한 17~18개월령에 첫 수정을 시키고 있으며, 적정 영양소 수준과 초산분만월령 단축에 대한 연구가 매우 부족한 실 정이다.

또한 젖소 육성우의 최적 성장에 있어서는 사료 내 에너 지와 단백질의 비율이 매우 중요한 요소이며(NRC, 2001), Hill et al. (2013)은 송아지와 육성우 단계에서 에너지와 단 백질 요구량이 생산자의 경제성과 육성우의 향후 생산 능 력에 영향을 미친다고 하였다. 따라서 국내 젖소 육성우의 사육 기간에 따른 에너지와 단백질의 적정 공급 수준에 대 한 연구가 필요하다.

본 연구에서는 TDN/CP 비율에 있어서 초기 체중을 고 려하여 증체에 필요한 단백질량을 요구량 보다 높게 설계 한 4.5:1을 기준으로 하였고, 대부분의 국내외 젖소 육성우 성장에 대한 연구 범위인 4.0:1~5.0:1 사이에서 설정하였다 (Lee et al., 2013; Huhtanen and Hristov, 2009; Gabler and Heinrichs, 2003; Brown et al., 2005; Gaynor et al., 1995; Ki et al., 2010). NRC (2001)를 기준으로 한 TDN/CP 비율, 4.7:1 전후에서 육성우의 사양실험을 수행하면서 수정 전 단계인 생후 12~14개월령까지의 에너지와 단백질의 비율에 따른 영양소 이용성, 증체 및 혈액에 미치는 영향을 평가 하고자 하였다.

Ⅱ.재료 및 방법

1.공시동물 및 시험설계

공시동물은 평균 체중 305.9 kg, 12개월령의 Holstein 송 아지 18두를 공시하였다. 급여사료는 자급조사료인 옥수수 사일리지와 호밀 사일리지를 주로 이용하여 사료의 TDN / CP 비율 각각 5.0:1, 4.5:1 그리고 4.0:1의 비율로 조정하였 다. 본 시험에서 처리구(T1, T2 및 T3)별로 각각의 우방에 6두씩 배치하여 적응기간 15일과 실험기간 90일로 총 105 일간 충남 당진시 소재의 목장에서 실시하였다.

2.시험사료 및 사양관리

Table 1과 같이 옥수수와 호밀 사일리지를 급여하는 조 건에서 육성우의 증체 및 영양소 이용성을 평가하였다. TDN/CP 비율별로 배합한 TMR 급여는 1일 2회(매일 08:00 및 16:00 h)로 나누어 급여하였고 전 시험기간 동안 자유채식을 하였다. 물과 비타민 및 무기물 등도 자유롭게 채식하도록 하였다. 그 외 젖소 사양관리는 농장 관행 기 준에 준해 실시하였다.

3.조사항목 및 분석 방법

체중은 실험 개시 30일, 60일과 90일째 측정하였고, 사 료섭취량은 급여량에서 잔량을 빼는 것으로 계산하였다. 사료 잔량조사는 매일 급여 전에 측정하였다. 영양소 소화 율 평가를 위한 분 채취는 직장을 통해 시험 종료일에 채 취하였다. 채취 직후 아이스박스에 넣어 실험실로 이동한 후 분석 시까지 －20℃ 냉동고에서 보관하였다.

혈액 성상의 변화를 알아보기 위해 시험 개시일과 종료 일에 사료 급여 후 4시간째에 경정맥으로부터 20 ml syringe 를 이용하여 혈액을 채취하였다. 채취한 혈액은 항응고 시 약(EDTA)으로 처리된 혈액 튜브에 담았다. 채취한 혈액샘 플은 현장에서 바로 원심분리기(Hanil science industrial, HA-12, Incheon, Korea)를 이용하여 2,500 rpm으로 5분간 원심분리 하였다. 혈장 내 Glucose, Cholesterol, Calcium, Phosphate, BUN, Albumin, Total protein, AST, GGT, Magnesium 및 Free cholesterol의 농도는 혈액분석기 (Gastat-600 series Blood Gas Analyzer, Techno Medica Co. Ltd., Yokohama, Japan)를 이용하여 분석하였다.

A.O.A.C. (2005)의 방법에 따라 사료 및 분의 건물(dry matter), 조단백질(crude protein), 조지방(ether extract), NDF (neutral detergent fiber) 그리고 ADF (acid detergent fiber)를 분석하였다. TDN은 농촌진흥청 축산기술연구소 (NLRI, 2002)에서 제시한 소화율을 적용하여 산출하였다. 영양소 소화율은 시료 및 분의 lignin 함량을 marker로 이 용하여 분 배설량과 영양소 배출량을 계산하여 각 영양소 소화율을 평가하였다.

4.통계분석

통계분석은 SAS (Statistical Analysis System, Version 9.1, USA) program package를 이용하여 각 처리구간의 평균값 을 Duncan’s multiple range test를 이용하여 에너지와 단백 질의 비율에 따른 영향을 비교 검정하였다(Steel and Torrie, 1980).

Ⅲ.결과 및 고찰

1.영양소 섭취량

Table 1은 본 시험에서 사용한 사료 배합비와 화학적 조 성이다. TDN/CP 비율별 영양소 섭취량은 Table 2와 같다. 건물 섭취량은 T1 (TDN/CP 비율, 5.0:1), T2 (TDN/CP 비율, 4.5:1) 그리고 T3 (TDN/CP 비율, 4.0:1)가 비슷한 수치를 보였으며, 지방, 섬유소, NDF, ADF는 처리구간 섭취량에 유의한 차이를 나타내지 않았으나, 90일째에서 CP 섭취량 은 TDN/CP 비율이 5:1, 4.5:1 및 4:1로 높아짐에 따라 1.18, 1.35 및 1.53으로 증가하는 수치를 보였다.

Groff and Wu (2005)는 사료 내 단백질 비율과 건물 섭 취량과는 큰 상관관계가 없다고 하였으며, Hoffman et al. (2001)은 건물 섭취량이 사료 내 단백질 함량(8.0～15.0%) 이 높아질수록 유의적으로 증가하였다고 보고하였다. Blome et al. (2003)도 사료 내 단백질 함량(DM기준)이 14% 보다 26%일 경우 섭취량이 19.2~33.9 kg/day로 증가하 였으나 조단백질 함량이 14~18% 구간일 경우 그 차이는 적었다고 하였다. Broderick (2003)은 사료 내 단백질 함량 (15.1~18.4%)이 높아질수록 건물 섭취량이 유의적으로 증 가(21.2~22.6 kg/day) 하였으며, CP 섭취량도 증가(0.99~ 1.02 kg/day)하는 경향을 보였다고 하였다.

본 연구의 전체 기간 평균 섭취량에서 TDN/CP 비율이 낮아짐에 따라 CP 섭취량은 T1 1.10, T2 1.24 그리고 T3 가 1.39 kg/day로 유의적으로 증가하는 수치를 나타내었다 (p<0.05). 이는 육성우 성장단계에 따라 다르겠지만 이 시 기에서는 CP 함량이 14~18%인 경우 TDN/CP 비율이 4:1 ~5:1로 높아질수록 건물 섭취량과 CP 섭취량은 증가되며, CP 함량이 14% 이하로 내려갈 경우에는 섭취량 증가에 많은 영향을 주지 못할 것으로 사료된다.

2.분 중 영양소 함량

Table 3에서는 처리별 분 중 영양소 함량의 변화를 나타 내었다. 분의 영양소 함량 중 단백질 함량은 T2 처리구 (10.03%)가 가장 낮은 수치를 보였으나 처리구간 유의적 차이는 없었다. Lignin 농도를 고려할 경우 T2 처리구에서 가장 낮은 농도(4.21%)를 나타내 소화율 평가 시 가장 낮 을 것으로 판단되었다. ADF 농도는 4.0:1 처리구가 40.43% 로 가장 낮은 수치를 보였으며, 이는 단백질 농도 증가가 소화관 내 통과속도에 크게 영향을 미치지 않을 시 섬유소 소화율에도 영향을 미치지 않을 것으로 사료되었다. 또한 분 중 건물함량은 T1 처리구가 86.15%로 T2 (94.27%), T3 (93.42%)에 비해 낮은 수치를 보여 CP 수준이 높으면 분 의 건물 함량이 증가한다고 판단되었다. ADF는 에너지 수 준이 높아질수록 수치적으로 증가하는 모습을 보였으나 처 리구간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 분 중 회분은 T1이 11.07%로 T3 (9.69%) 보다 유의적으로 높아졌고 T2 (10.32%)와 비교해서도 증가하는 경향을 보여(p<0.05), TDN/ CP 비율이 높아질수록 분 내 회분 함량은 감소되었다.

Bodine and Purvis (2003)는 육우의 에너지 공급 실험에 서 분 중 ADF는 TDN/CP 비율이 8.2:1 처리구(3.9 g/kg B.W)가 4.9:1 처리구(2.9 g/kg B.W)에 비해 높게 나타났지 만 9.1:1 처리구(3.2 g/kg B.W)에서는 오히려 감소하였다고 보고하였다. 분 중 섬유소는 사료 내 TDN 비율이 높아질 수록 증가를 하지만 TDN 비율이 어느 수준을 넘어서면 감 소되는 것으로 사료되며, 본 연구의 TDN/CP 비율에서는 에너지 수준이 크게 높지 않아 ADF가 감소하지는 않았다 고 판단된다.

Marston and Lusby (1995)는 육우에게 에너지나 단백질을 급여한 결과, 단백질 급여구(4.5 kg/day) 보다 에너지 급여 구(4.8 kg/day)에서 분의 배설량이 많아진다고 보고하였다. Reynal and Broderick (2005)은 비유우의 질소 대사 실험에 서 사료 내 단백질 함량이 13.2%에서 10.6%로 낮아질수록 분 중 건물함량은 7.93 kg/day에서 6.70 kg/day으로 낮아졌 다. 이와 같이 젖소에 있어 분 중 건물함량은 조단백질과 에너지의 비율에 따라 영향을 미친다고 판단되지만 본 TDN/CP 비율(4.0:1, 4.5:1 및 5.0:1)에서는 거의 영향이 없 다고 사료된다. 또한 단백질 농도에 따른 적정 섬유소 농 도, 가용성 섬유소 함량에 대한 권장 수준이 정립될 필요 가 있다.

3.체중, 증체량 및 일당증체량

처리구별 육성우의 체중, 증체량 및 일당증체량은 Table 4와 같다. 초기 체중과 상관없이 증체량은 실험 개시 후 30일 째 사료 내 CP 비율이 높아질수록 유의적으로 증가 하였으나 60일째에는 T2 (14 kg)가 유의적으로 가장 높은 증체를 보였다(p<0.05). 그러나 90일째에는 30일째와 같은 경향을 보이며 T3 (48.17 kg)가 유의적으로 가장 높았다 (p<0.05). TDN 비율이 감소하거나 단백질 비율이 높아질수 록 증체량은 유의적으로 증가되었다(p<0.05).

Broderick (2003)은 사료 내 단백질 함량이 높아질수록 증체량은 증가하는 값을 보였으나 유의적인 차이는 없었다 고 하였다. Devant et al. (2000)은 Friesian종 육성우 사료 내 단백질 함량이 감소할수록(17.3~13.8%, CP), 일당증체 량은 1.17 kg/day에서 1.23 kg/day로 증가한다고 보고하였다. 육성기 에너지 농도증가를 통한 증체는 체성장 중 지방 축 적량이 증가하고 이로 인한 조기 성성숙은 체성장의 억제 를 초래하기도 한다. Chalupa et al. (1970)은 농후사료를 많 이 급여할 경우 프로피오닉산이 증가되어 체지방이 축적된 다고 하였다. Brugere-Picoux and Brugere (1980)는 6~12개 월령의 어린 소에게 고에너지 사료를 급여하면 체지방이 증가하고 과비우증상(Fat cow syndrome)에 걸릴 수 있다고 하였다.

따라서 본 실험에서 T3 처리구의 일당증체량(1.02 kg/일) 은 체지방 축적이 과잉으로 이루어 질 수 있어 T1 처리구 의 비율(0.91 kg/day)이 바람직한 것으로 판단되었다. 특히, 12개월령 육성우의 증체는 에너지와 단백질의 공급수준 가 운데 단백질 수준이 영향을 크게 미치는 것으로 판단된다. 따라서 성성숙 이전 영양소 공급 수준 결정은 증체율, 체 지방 축적량 등을 종합적으로 판단하여, 단백질 수준을 결 정할 때에 에너지의 공급 수준과 방법에 대한 고려가 필요 할 것이다.

4.혈액 성상

Table 5는 기간별 TDN/CP 비율에 따른 혈액 대사물질의 농도를 나타낸 것이다. 혈중 albumin, Total protein, glucose, GOT, GGT, bilirubin, globurin, BUN, calcium, Total cholesterol, creatinine 및 uric acid의 농도는 처리구간 차이 를 나타내지 않았다. 시험 종료 시의 혈중 GPT는 T1과 T3 (112.6, 88.3 u/l)가 T2 (50.9 u/l) 보다 유의적으로 높은 수치 를 나타냈으며, phosphorus는 T1 (46.3 mg/dl)이 다른 처리 구보다 유의적으로 높은 값을 보였다(p<0.05). HDL cholesterol은 T2 (145.2 md/dl)가 T1 (121.0 mg/dl)과 T3 (132.3 mg/dl) 보다 유의적으로 높았으며, triglyceride는 T3 (40.6 mg/dl)가 T1, T2 (20.7, 29.0 mg/dl) 보다 유의적으로 높은 수치를 보였다(p<0.05). 특히 TDN/CP 수준별 급여는 혈액 내 지방 대사와 관련하여 영향을 미쳤으며, TDN/CP 수준 이 5:1 미만에서 HDL cholesterol 수치가 증가되어 혈액 지 방 대사에 긍정적 영향을 줄 수 있다고 사료된다.

홀스타인의 혈액 조성은 albumin이 3.3~4.1 g/dl, glucose 가 46.8~68.4 mg/dl, Total cholesterol 112.1~297.7 mg/dl 및 calcium은 8.8~10.4 mg/dl라고 하였으며, 성장단계별로 수치 는 달라질 수 있다고 하였다(Cozzi et al., 2011). 본 실험 에서의 glucose 수치는 초기에는 정상 범위보다 조금 높은 편(평균 78.6 mg/dl)이었으나 기간이 지남에 따라 정상 수 치를 보였다. 이는 혈액의 정상 수치가 성장단계에 따라 달라지기 때문이라 사료되며(Cozzi et al., 2011), 정상 수 치를 크게 벗어나지 않아 정상적인 혈액 대사에 문제가 되 지 않을 것으로 판단된다. 이를 제외한 혈액 조성들은 모 두 정상 범위를 나타내었다. 본 연구의 TDN/CP 비율별 급 여는 반추위 내 발효성상의 안정화와 에너지 단백질 공급 균형을 유지하면서 혈액의 대사산물과 간 기능의 수치에 부정적으로 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

BUN 농도는 5.0:1, 4.5:1 및 4.0:1 TDN/CP 비율에 따라 시험 초기에 각각 17.9, 17.7 및 19.1 mg/dl로 나타났으며, 시험 종료 시는 각각 13.0, 12.5 및 14.8 mg/dl로 실험 초기 에 비해 낮게 나타났으나 통계적 유의차는 없었다. BUN 농도는 뇨 질소 분비의 예측변수이고, 간의 요소생산량을 보여주는 지표이다(Kohn et al., 2005). 특히 젖소에서 BUN 농도가 높으면 정자, 난자 및 수정란에 독성효과를 줄 수 있어 수태율을 감소시킬 수 있으며, 혈중 BUN 농도 를 20 mg/dl 이하로 유지하여야 한다(Rural Development Administration, 2007). 또한 사료 중 용해성 단백질 함량이 높아도 에너지 공급량이 충분하면 암모니아의 많은 부분이 미생물체단백질로 합성되기 때문에 반추위벽을 통한 암모 니아 흡수를 줄여 BUN 농도를 20 mg/dl 이하로 유지할 수 있다. 이는 젖소에게 고단백질의 사료를 급여하면 필연적 으로 BUN 수치가 높아지지만 에너지를 충분히 공급할 경 우 정상 수치를 유지할 수 있음을 뜻하며, Park et al. (2013)의 비유중기 젖소에 에너지 수준별 급여 실험에서 에너지 수준이 충족됨에 따라 혈중 BUN 수치는 단백질 공급과는 큰 상관관계를 보이지 않았다. 본 연구에서의 12 ~14개월령 육성우에서 사료 내 조단백질 비율은 혈중 BUN 농도와 정(+)의 상관관계를 갖는 것으로 사료된다. 본 실험에서의 BUN 수치는 20 mg/dl 이하로 정상 범주에 속했으며, T3에 비해 에너지 비율이 높아질수록 BUN 농도 는 안정되는 수치를 보였다. 이 시기의 TDN/CP 비율은 BUN 농도를 고려하였을 경우 BUN 과잉 수준(20 mg/dl 이상)에 가까운 T3 처리구보다 에너지 비율이 높은 T2와 T1 처리구 수준이 적합할 것으로 판단된다.

Ⅳ.요 약

본 연구는 수정 전 단계인 생후 12~14개월령의 육성우 에게 급여하는 사료의 적정 영양소 수준에 대해 알아보고 자 에너지와 단백질의 비율에 따른 영양소 이용성 및 증체 량에 미치는 영향을 평가하였다. 건물 섭취량은 T1 (TDN/CP 비율, 5.0:1), T2 (TDN/CP 비율, 4.5:1) 그리고 T3 (TDN/CP 비율, 4.0:1)가 비슷한 수치를 보였다. 분 중 회분 은 T1이 11.07%로 T3 (9.69%) 보다 유의적으로 높아졌으 며, TDN/CP 비율이 높아질수록 분 내 회분 함량도 증가되 었다. 초기 체중과 상관없이 증체량은 실험 개시 후 30일 째 사료 내 CP 비율이 높아질수록 유의적으로 증가하였으 나 60일째에는 T2가 유의적으로 가장 높은 증체를 보였다 (p<0.05). TDN 비율이 감소하거나 단백질 비율이 높아질수 록 증체량은 유의적으로 증가되었다(p<0.05). 실험 종료 시 의 혈중 GPT는 T1과 T3 (112.6, 88.3 u/l)가 T2 (50.9 u/l) 보 다 유의적으로 높은 수치를 나타냈으며, phosphorus는 T1 (46.3 mg/dl)이 다른 처리구보다 유의적으로 높은 값을 보 였다(p<0.05). HDL cholesterol은 T2 (145.2 md/dl)가 T1 (121.0 mg/dl)과 T3 (132.3 mg/dl) 보다 유의적으로 높았으며, triglyceride는 T3 (40.6 mg/dl)가 T1, T2 (20.7, 29.0 mg/dl) 보 다 유의적으로 높은 수치를 보였다(p<0.05). BUN 농도를 비롯한 그 외의 혈액 분석항목들에서는 처리구별에 있어서 유의적 차이가 없었다. 결과적으로 섭취량과 증체율에서는 TDN/CP 비율이 4:1이 가장 좋았으나 체지방 축적이 과잉 될 가능성이나 혈액대사 수치를 함께 고려한다면 이 시기 에서는 4.5:1의 비율이 바람직한 것으로 판단된다.