갈대 생육지에서 질소 시비가 사초의 생육과 수량 및 사료가치에 미치는 영향

서성,박진길,김원호,김맹중,이상학,정종성,박형수,성하균,이종경,Seo, Sung,Park, Jin Gil,Kim, Won Ho,Kim, Meing Jooung,Lee, Sang Hak,Jung, Jong Sung,Park, Hyung Soo,Sung, Ha Guyn,Lee, Joung Kyong 한국초지조사료학회 2013 한국초지조사료학회지 Vol.33 No.2

본 연구는 질소(N) 시비가 부존 조사료자원인 갈대(Phragmites communis)의 생육과 수량 및 사료가치에 미치는 영향을 구명하고자 2012년에 충남 천안과 경기 안산지역에서 실시되었다. 천안 국립축산과학원 갈대 재배지에서는 N 무시비구, N 50 kg/ha구, N 100 kg구 등 3처리를 두고 4월 30일 시비, 6월 21일 수확하였으며, 안산 시화간척지 갈대 자생지에서는 N 무시비구, N 60 kg/ha구 등 2처리를 두고 5월 1일 시비, 8월 1일 수확하였다. 갈대의 초장과 엽색은 N 시비구에서, 그리고 N 시비수준이 높을 때 양호하였다. 건물률은 N 시비구에서 약간 낮아지는 경향으로 천안지역은 무시비구 39.8%, N 시비구 37.6%, 36.7%, 안산지역은 무시비구 39.4%, N 시비구 37.6%였다. 천안지역의 건물수량, 조단백질 수량 및 가소화 건물수량은 무시비구에서 ha당 각각 4,026 kg, 235 kg, 1,850 kg, N 50 kg 시비구는 각각 4,658 kg, 306 kg, 2,388 kg, N 100 kg 시비구는 각각 5,622 kg, 446 kg, 3,143 kg으로 유의적으로 증가하였으며 (p<0.05), 안산지역은 무시비구에서 각각 2,802 kg, 177 kg, 1,288 kg, N 60 kg 시비구는 각각 3,876 kg, 294 kg, 1,853 kg으로 유의적으로 증가하였다 (p<0.05). 천안지역의 조단백질 함량, 건물 소화율 및 상대사료가치 (RFV)는 무시비구에서 각각 5.85%, 45.96%, 64.0 (품질 5등급), N 50 kg 시비구는 각각 6.58%, 51.27%, 72.3 (5등급), N 100 kg 시비구는 각각 7.94%, 55.91%, 72.7 (5등급)로 높아졌으며, 안산지역도 무시비구에서 각각 6.30%, 45.98%, 70.2 (5등급), N 60 kg 시비구는 각각 7.59%, 47.80%, 78.3 (4등급)으로 높아지는 경향이었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 갈대 생육지는 시비가 가능한 조건이라면(하천변이나 강변 등 수질오염이 우려되는 지역이 아닌), ha당 N 60~100 kg을 생육기에 시용해 주는 것이 생산량과 사료가치를 크게 개선시켜줄 수 있어 바람직하였다. This study was carried out to investigate the effect of nitrogen (N) fertilization on the forage growth, production and quality of native reed (Phragmites communis) grasses. Field experiments were conducted in Cheonan and in Ansan, 2012. Treatments were control (no N fertilization), 50 kg/ha and 100 kg/ha in Cheonan plots (fertilization on April $30^{th}$, and harvest on June $21^{st}$). Treatments in Ansan plots were control (no N fertilization) and 60 kg/ha (fertilization on May first, and harvest on August first). Forage growth and leaf colors were improved in N fertilized plots. However, the drymatter (DM) percentage was slightly decreased with N fertilization. Forage yields, in terms of DM, crude protein (CP) and digestible DM (DDM), were significantly increased with N fertilization in both sites. In Cheonan, DM, CP and DDM yields per ha were 4,026 kg, 235 kg and 1,850 kg, respectively, in the control plot, and were 4,658 kg, 306 kg and 2,388 kg, respectively, in the N 50 kg plot, and 5,622 kg, 446 kg and 3,143 kg, respectively, in the N 100 kg plot. In Ansan, DM, CP and DDM yields per ha were 2,802 kg, 177 kg and 1,288 kg, respectively, in the control plot, and were 3,876 kg, 294 kg and 1,853 kg, respectively, in the N 60 kg plot. Forage quality in terms of CP content, in vitro DM digestibility (IVDMD) and relative feed value (RFV) were also increased with N fertilization in both sites. In Cheonan, the CP content, IVDMD and RFV were 5.85%, 45.96% and 64.5 (grade 5), respectively, in the control plot, 6.58%, 51.27% and 72.3 (grade 5), respectively, in the N 50 kg plot, and 7.94%, 55.91% and 72.7 (grade 5), respectively, in the N 100 kg plot. In Ansan, the CP content, IVDMD and RFV were 6.30%, 45.98% and 70.2 (grade 5), respectively, in the control plot, and 7.59%, 47.80% and 78.3 (grade 4), respectively, in the N 60 kg plot. In conclusion, N fertilization of 60~100 kg/ha was desirable for greater forage production, with a higher quality of native Phragmites communis achievable. This should only be applied if the fertilization area is not located at a riverside/streamside or in riparian land where there is a high risk of water pollution by fertilization.

2010 파주, 안산지역 갈대, 억새 등 야초류의 이용실태와 사료가치 평가

서성(Sung Seo),김원호(Won Ho Kim),정민웅(Min Woong Jung),박형수(Hyung Soo Park),심재진(Jae Jin Shim),박진길(Jin Gil Park),성하균(Ha Guyn Sung),김종덕(Jong Duk Kim),이종경(Joung Kyong Lee) 한국초지조사료학회 2011 한국초지조사료학회지 Vol.31 No.2

본 연구는 부존 조사료자원의 이용을 활성화하여 수입사료를 줄이고 가축 사료비를 절감하고자 2010년도에 경기 파주 (민통선 지역)와 경기 안산 (시화지구)에서 갈대와 억새 등 야초자생지를 탐색하고, 수확?이용실태 조사와 함께 사료가치를 분석하였다. 파주 민통선 내억새 (Miscanthus sinensis)와 갈대 (Phragmites communis) 혼합 자생지는 90~100 ㏊ 규모로, 1차 곤포작업으로 사일리지 520톤 (㏊당 6톤), 2차로 380톤 (㏊당 4톤)을 조제하여, 연 사일리지 900톤 (㏊당 10톤)을 생산하였다. 곤포의 유통가격은 롤당 52~55천 원으로 ㎏당 130~137.5원이었다. 곤포는 자가소비 50~70%, 판매유통 30~50%로, 수익성은 인건비 정도로 추정되었다. 초장 70 ㎝의 재생 억새는 조단백질 9.6%, 상대사료가치 82.4 (건초 4등급), 건물 소화율 67.7%, 초장 70 ㎝의 재생 갈대는 각각 13.8%, 84.3 (4등급), 67.9%로 사료가치는 높았으며, 수확이 늦어짐에 따라 사료가치는 크게 낮아졌다. 안산 시화지구 (3공구)의 갈대 등 야초류자생지는 100 ㏊ 정도로 2009년도에는 50 ㏊에서 사일리지 550톤 (㏊당 11톤)을 생산하여 롤당 50천 원에 유통하였으며, 2010년도는 잦은 강우와 장마로 부분 이용에 그쳤다. 고초기의 갈대는 건물률 89.8%, 조단백질 2.2%, NDF 80.6%, ADF 55.4%, 상대사료가치 52.9 (5등급), 건물 소화율 36.4%로 볏짚에 비해서도 사료가치는 크게 낮았다. 초장 80 ㎝의 재생 갈대는 조단백질 12.9%, 상대사료가치 99.8 (3등급), 건물 소화율 66.6%로 사료가치는 양호하였으며, 개화기의 초장 150 ㎝ 갈대는 조단백질 4.5%, 상대사료가치 59.9 (5등급), 건물 소화율 42.2%로 볏짚의 사료가치와 비슷하였다. 이상의 결과를 종합하여볼 때, 갈대, 억새 등 야초류는 현 상태에서 최대한 수거?이용하되, 사료가치를 유지하고 가축 기호성을 고려한 시기에 수확하는 것이 중요하며, 최소한 볏짚과 비슷하거나 그 이상의 사료가치를 기대하기 위해서는 7월 중순 이전 (늦어도 7월까지)에 수확?이용하는 것이 권장된다. 본 연구에서 조사된 대부분의 야초류는 상대사료가치가 75 이하인 건초 5등급으로 사료가치는 매우 낮았으며, 키가 작은 영양생장기에 수확한 경우에만 4등급으로 나타났다. 부존 조사료자원의 이용은 양질의 사료작물 생산과 병행하여 추진하는 것이 바람직하였다. This study was carried out in 2010 to investigate the utilization and nutritive value of native grasses, such as Phragmites communis and Miscanthus sinensis which might reduce the cost of feeding domestic cattle. The regions within the Civilian Control Line in Paju and Sihwa region in Ansan were surveyed. In Paju, the yearly silage production was 900 MT harvested from 90 ha (10 MT/㏊). About 30~50% of these were sold out at the marketing price of 52,000~55,000 Won per roll (130~137.5 Won/㎏). Regrown Miscanthus sinensis of 70 ㎝ in length contained 9.6% of crude protein (CP), 82.4 of relative feed value (RFV), and 67.7% of in vitro dry matter digestibility (IVDMD). Regrown Phragmites communis of 70 ㎝ in length contained 13.8% of CP, 84.3 of RFV, and 67.9% of IVDMD. As harvesting was delayed, the quality was decreased dramatically. In Ansan region, Phragmites communis plantation covers 100 ha. The silage production was 550 MT from the area of 50 ha (11 MT/㏊) in 2009. And the marketing price was 50,000 Won per roll. But in 2010 only a small amount of grasses could have been baled due to frequent and much rainfall from spring to summer season. However, the good forage quality was observed from regrown Phragmites communis of 80 ㎝ in length, 12.9% CP, 99.8 RFV and 66.6% IVDMD, while that of late matured grasses was very low, 2.2% CP, 52.9 RFV and 36.4% IVDMD, greatly lower than forage quality of rice straw. The quality of grasses at bloom stage of 150 ㎝ in length was similar to that of rice straw, showing 4.5% CP, 59.9 RFV and 42.2% IVDMD. In conclusion, the overall quality of most native grasses in this survey were very poor. Therefore, we recommend that Phragmites communis and Miscanthus sinensis should be harvested during June or July to obtain better forage quality which is richer in forage values than rice straw. Production of high quality forage crops was also desirable for self sufficiency of forage.

In Vitro 반추위 발효를 통한 볏짚 분해와 섬유소 박테리아 군집 변화의 관계 연구

성하균,Sung, Ha Guyn 한국초지조사료학회 2017 한국초지조사료학회지 Vol.37 No.1

본 연구는 반추동물이 볏짚을 소화하는 과정 중에 주요 섬유소 분해 박테리아의 분포 변화를 연구하여 반추위내 볏짚이용효율을 증진시키기 위한 진보적 연구 자료를 제공하고자 실시하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 분쇄 볏짚을 기질로 사용한 In vitro 반추위 발효를 실시하였으며, 배양 0. 4, 8, 12, 48시간에 볏짚 건물 소화율 및 섬유소 분해 박테리아 균수 변화를 조사하였다. 섬유소 분해 박테리아 균수는 F. succinogenes. R. albus와 R. flavefaciens를 대상으로 Quantitative real-time PCR을 이용하여 16S rDNA의 copy No의 log값(Log copy No)을 측정하였다. 섬유소 분해 박테리아의 총 균수는 F. succinogenes, R. albus와 R. flavefaciens의 볏짚 표면 부착 및 배양액내 부유 박테리아의 총합으로 배양 시간에 따라 증식을 하여 24시간에서 최고 군집(29.0 Log copy No)을 형성하고, 이후 감소하였다. 이에 볏짚 소화율도 24시간까지 점점 큰 폭으로 증가하였고, 이후에는 점점 둔화되는 경향을 나타냈다. F. succinogenes, R. flavefaciens 및 R. albus는 배양 시작 즉시 볏짚 표면에 부착이 발생됨을 발견하였으며, 이때 이들의 부착 군집의 비율은 각각 34.5%, 84.4% 및 67.9%로 차지하였다. 그리고 이들 섬유소 분해 박테리아의 볏짚 부착 비율은 모든 균수가 공히 배양 4시간째부터 94.7% 이상 최고 수준에 이르렀고, 부착 균수는 균종에 따라 각각 배양 12시간 또는 24시간째에 최고 수준을 나타냈다. F. succinogenes, R. flavefaciens 및 R. albus의 최고 수준의 볏짚 표면 부착 속도는 배양 12시간에 시작되어 배양 24시간에 각각 10.33, 9.28 및 8.30 Log copy No/h/g DM에 도달하였다. 그리고 섬유소 분해 속도는 표면 부착 속도보다 좀 늦은 배양 24시간에 0.95% DM/h로 최고 정점에 도달하였다. 따라서 본 연구결과는 반추위 발효 진행 과정에서 섬유소 분해 박테리아 총균의 증식에 따라 조사료의 소화가 증가되며, 상당히 많은 섬유소 분해 박테리아들이 조사료 유입과 동시에 표면 부착이 발생하고, 이들 부착 섬유소 분해 박테리아의 활성화가 먼저 진행된 후에 섬유소 분해 활성화가 이루어져야 조사료 소화의 극대화를 가져올 수 있다는 사실을 제시하여 주었다. This study was to research the relationships between rice straw degradation and changes of fibrolytic bacteria population during the in vitro rumen fermentation. Dry matter(DM) digestion of rice straw and population of fibrolytic bacteria were measured at the 0. 4, 8, 12 and 48 hours during the incubation. The populations of F. succinogenes. R. albus and R. flavefaciens were defined as log copy number of 16S rDNA by technical method of Quantitative real-time PCR. Total population of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus was sum of bactera attached on rice straw and suspended in medium. It's population was increased with incubation, reached top level of 29.0 Log copy No at the 24 hour and then decreased. In the meantime, DM digestion of rice straw showed the higher increasement from the 8 hour to the 24 hour than from the 0 hour to the 8 hour, and then a slowdown in increasing trend of digestibility. Attachments of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus were detected immediately after start of in vitro rumen incubation. At the same time, the colonized bacterial share were respectively 34.5%, 84.4% and 67.9% in total population. All of them was reached the highest colonized bacterial share above 94.7% at the 4 hour incubation. However population of attached bacteria was shown the highest level at the 12 hour or the 24 hour incubation. Kinetics of colonization were formed area of top speed from the 12 hour to the 24 hour and respectively reached 10.33, 9.28 및 8.30 Log copy No/h/g DM at the 24 hour by F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus. The kinetics of rice straw degradation was formed top level of 0.95% DM/h at the 24 hour. The present results gave clear evidence that degradation of rice straw was increased with the development of total fibrolytic bacteria in process of rumen fermentation. Also, their attachment was largely occurred immediately after insertion of rice straw, the colonized bacteria was actively proliferated, and then degradation of rice straw was maximized.

Real-Time PCR 기법을 이용한 반추위 섬유소분해 박테리아의 부착과 조사료 분해에 관한 연구

성하균,Sung, Ha Guyn 한국초지조사료학회 2014 한국초지조사료학회지 Vol.34 No.1

본 연구는 조사료의 반추위 발효가 진행됨에 따른 볏짚표면에 부착된 섬유소 분해 박테리아의 군집변화와 섬유소 소화율을 비교 관측하기 위하여 볏짚의 in situ 반추 발효를 실시하였다. 그리고 부착 박테리아의 군집 변화를 측정하기 위하여 RT-PCR 기법을 이용하여 F. succinogenes. R. albus와 R. flavefaciens의 군집을 모니터링 하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 in situ 볏짚 발효를 0. 2, 4, 8, 12, 24시간 실시하였을 때 반추위내 볏짚의 in situ 분해는 발효 시간이 진행됨에 따라 가속화되어 발효 8~12시간 사이에 최고 분해 속도를 나타내었으나, F. succinogenes, R. flavefaciens과 R. albus는 모두 발효 0~1시간 사이에 볏짚 표면에 부착이 80% 이상 완료되어 이후 발효가 계속 진행되는 동안 일정 수준의 군락을 유지하는 것이 발견되었다. 그리고 반추위내 유입된 조사료의 표면에 초기 부착과정을 관찰하기 위하여 0, 5, 10, 30 및 60분 간격으로 볏짚의 in situ 샘플을 채취하여 조사하였을 때 F. succinogenes, R. flavefaciens 및 R. albus의 군락 모두 볏짚이 반추위 유입 후 5분 내에 상당량의 수가 부착함을 발견하였다. 또한 조사료의 반추위 발효 용이성에 따른 섬유소 분해 박테리아의 부착 정도를 관찰하기 위하여 0, 2, 4 및 8% NaOH를 처리한 볏짚을 12 및 24시간 in situ 배양 볏짚의 소화율과 부착 박테리아의 군집 변화를 관측하였을 때, 볏짚의 NaOH 처리 농도가 높아짐에 따라 in situ 소화율이 증가하였으며, 동시에 부착된 박테리아 군집의 증가 경향이 F. succinogenes, R. flavefaciens 및 R. albus의 3균주 모두 배양 12시간에 나타났으나 배양 24시간에서는 각기 다른 양상을 나타냈다. 따라서 본 연구결과는 반추위내 섬유소 발효과정에서 섬유소 분해 박테리아의 부착은 조사료의 반추위 유입 초기에 반드시 이루어지고, 발효 시간이 진행됨에 따라 조사료 표면에 안정된 군락을 형성하며, 섬유소 분해가 가속화된다는 사실을 보여 주었다. The comparisons between cellulolytic bacteria adhesion on rice straw and fiber digestion in time course during rumen fermentation were studied in situ. The adhesions of cellulolytic bacteria, F. succinogenes. R. albus and R. flavefaciens, were measured by RT-PCR. When the rice straws were incubated at 0. 2, 4, 8, 12 and 24 hours of the in situ rumen, straw was degraded with increasing speed during the incubation and showed the highest disappearance increasing rate (DM g/h) from 8 to 12 hour. The adhesions of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus were achieved above 80% in 1 hour of in situ rumen fermentation and then keep adhesive population up after the time of fermentation. When the in situ samples were collected at 0, 5, 10, 30 and 60 min to detect the early stages of adhesion on the rice straws ingested into rumen, the numberous adhesive colony of F. succinogenes, R. flavefaciens and R. albus were detected in 5 min. In case of rice straw treated with 0, 2, 4 and 8% NaOH, all of three cellulolytic bacteria showed the increasing trends of adhesion with increasing DM disappearance of rice straw by higher concentration of NaOH at 12 hour of in situ. However, there were showed respectively difference at 24 hour. The present results gave certain evidence that adhesion of cellulolytic bacteria is definitely achieved in early stage of roughage ingestion into rumen, their colony develop the stable communities on roughage in process of rumen fermentation and then fiber degradation is accelerated.

암모니아 및 가성소다 처리가 Mycotoxin 오염 사료용 볏짚의 사일레지 저장 및 반추위 미생물의 섬유소 분해에 미치는 영향

성하균,Sung, Ha Guyn 한국초지조사료학회 2020 한국초지조사료학회지 Vol.40 No.2

본 연구는 볏짚 사일리지의 곰팡이 독소 저감을 위한 효율적 방안으로 화학적 처리 방법에 따른 효능에 관한 진보적 연구 자료를 제공하고자 실시하였다. 화학적 처리 방법으로 암모니아 및 가성소다를 이용 곰팡이독소에 오염된 볏짚의 4% 수준으로 각각 처리하고 사일리지 저장에 따른 곰팡이독소 저감, 발효 품질 및 섬유소 소화에 미치는 영향을 평가 하였다. 모든 실험구에서 Aflatoxin B₁, B₂, G₁, G₂ 그리고 Fomonisin B₁, B₂ 뿐만 아니라 Dexynivalenol은 검출되지 않았으며, Ochratoxin A와 Zearalenone이 검출되었다. 그리고 Ochratoxin A은 대조구(41.23g/kg)보다 화학적 처리구에서 낮게 검출되었다(p<0.05). Zearalenone은 대조구(600.33㎍/kg) 및 암모니아 처리구(376.00㎍/kg)에 비하여 가성소다 처리구(297.44㎍/kg)가 더 낮은 결과를 나타내었다(p<0.05). 볏짚 사일리지의 pH는 암모니아 처리구(4.63)가 가장 낮았고, 가성소다 처리구가 가장(8.19) 높았다(p<0.05). lactic acid 함량은 대조구와 암모니아 처리구(10.85와 10.98mM)는 유사한 수준이었으나 가성소다 처리구(8.80mM)가 가장 낮았다(p,0.05). Propionic acid는 대조구(0.55mM)가 화학처리구에 비하여 높았으며(p<0.05), 암모니아와 가성소다 처리구간(0.09와 0.07mM)에는 유사한 함량을 나타내었다. 화학처리에 따른 볏짚 사일리지의 반추위 미생물의 NDF 및 ADF의 분해율 모두 가성소다 처리구가 가장 높은 분해율을 보였고 다음으로 암모니아 처리구이었으며, 대조구가 가장 낮은 수준을 나타내었다(p<0.05). 따라서 본 연구결과는 볏짚 사일리지 제조공정에서 암모니아 및 가성 소다 처리가 곰팡이 독소 저감 및 볏짚 사일리지의 반추위 미생물 분해율 증진에 좋은 영향을 주는 것으로 사료되며, 가성소다 처리는 암모니아 처리에 비하여 곰팡이 독소 저감 및 섬유소 분해율 증진에 더 효율적이었으나 사일리지 발효에는 비효율적 영향을 준 것으로 사료된다. This study was conducted to research on the efficacy of chemical treatment as an effective method for reducing mycotoxin in rice straw silage. As a chemical treatment method, ammonia and sodium hydroxid were treated at 4% level of rice straws contaminated with mycotoxin, and the effects of silage storage on fungal toxin reduction, fermentation quality, and fiber digestion were evaluated. Aflatoxin B₁, B₂, G₁, G₂ and fumonisin B₁, B₂ as well as deoxynivalenol were not detected in all experimental groups, and ochratoxin A and zearalenone were detected. Ochratoxin A was detected lower in the chemical treatment than control (41.23 g / kg) (p<0.05). Zearalenone showed lower results in sodium hydroxide treatment (297.44 ㎍ / kg) than control (600.33 ㎍ / kg) and ammonia treatment (376.00 ㎍ / kg) (p<0.05). The pH of rice straw silage was the lowest in ammonia treatment and the highest in sodium hydroxide treatment (p<0.05). The lactic acid contents of control and ammonia treatments were similar, but sodium hydroxide treatment was the lowest (p<0.05). Propionic acid was higher in the control than in the chemical treatments (p<0.05), and showed similar contents in the ammonia and sodium hydroxide treatment. Both the rumen microbial degradation rate of NDF and ADF showed the highest in sodium hydroxide treatment, followed by ammonia treatment, and the control showed the lowest level (p<0.05). Therefore, the results of this study are demonstrated to have a good effect on the treatment of ammonia and sodium hydroxide to reduce the mycotoxins and increase the rumen microbial degradation rate in the rice straw silage. Sodium hydroxide treatment was more effective in reducing mycotoxins and improving fiber degradation rate than ammonia treatment, but it is thought to have an inefficient effect on silage fermentation in rice straw silage.

국내 조사료용 볏짚의 수확 전 작물포 및 수확 후 저장에 따른 곰팡이독소 오염 실태 연구

성하균,Sung, Ha Guyn 한국초지조사료학회 2013 한국초지조사료학회지 Vol.33 No.1

본 연구는 국내 생산 볏짚의 곰팡이독소 오염 실태를 파악하기 위하여 벼의 생육 단계별, 볏짚의 보관 형태별 및 곤포사일리지의 지역별 오염을 조사하였다. 수확하기 전 논에서 생장 중인 비에서 곰팡이독소 및 곰팡이 오염이 확인되었다. 벼의 생장 초기에는 deoxynivalenol($297{\mu}g/kg$) 이 발견되었고, 중기에는 ochratoxin A($1.8{\mu}g/kg$) 및 deoxynivalenol($264{\mu}g/kg$) 이 오염되어 있었다. 그리고 수확시기에는 deoxynivalenol($190{\mu}g/kg$) 및 zearalenone ($168{\mu}g/kg$) 이 오염되어 있었다. 그리고 곰팡이 오염은 생장 초기에는 $10^{3-4}$ cfu/g 그리고 생장 중기와 수확시기에는 $10^{4-5}$ cfu/g 이었다. 오염된 곰팡이로는 Fusarium sp., Fusarium proliferatum, Penicillium sp., Gibberella sp., Gibberella zeae, Mucor circinelloides, Aspergillus oryzae 등 다양한 종류가 발견되었다. 사료용 볏짚의 통 볏짚단, 사각 볏짚단 및 곤포사일지 등 저장 방법에 따른 오염원 mycotoxin을 조사하였을 때 zearalenone, deoxynivalenol 및 ochratoxins A가 검출되었다. 통 볏짚단의 곰팡이독소 오염도는 23% 이었고, 사각 볏짚단과 곤포사일지지는 각각 38%가 오염되어 있었다. 그리고 105점의 볏짚 곤포사일리지에서 곰팡이독소를 분석하였을 때 46%의 샘플에서 곰팡이독소가 발견되었고, 지역적으로는 경기, 강원, 충청, 영남 및 호남지역에서 각각 48, 33, 40, 50 및 57%의 샘플이 오염되어 있었다. 2가지의 곰팡이독소(zearalenone, deoxynivalenol)가 발견된 충청지역을 제외한 모든 지역의 볏짚 곤포사일리지에서 3가지의 곰팡이독소(zearalenone, deoxynivalenol, ochratoxins A)가 발견되었다. Ochratoxins A의 오염 수준은 전체적으로 $2.6{\mu}g/kg$으로 충청지역에서는 발견되지 않았지만 호남지역은 $3.0{\mu}g/kg$으로 다른 지역보다 높았다. Deoxynivalenol의 오염 수준은 전체적으로 $413{\mu}g/kg$으로 충청지역이 $800{\mu}g/kg$로 가장 높았고, 다른 지역은 $246{\mu}g/kg$에서 $433{\mu}g/kg$의 수준으로 발견되었다. 그리고 zearalenone은 전체적으로 $338{\mu}g/kg$으로 경기지역이 $168{\mu}g/kg$로 다른 지역보다 낮았고, 강원과 호남지역이 각각 $467{\mu}g/kg$과 $442{\mu}g/kg$으로 높았다. 이상의 연구 결과는 볏짚은 수확하기 전 벼의 생장 기간에도 곰팡이독소 및 곰팡이 오염에 노출되어 있으며, 볏짚의 보관 형태 및 지역에 상관없이 곰팡이독소의 오염이 발생할 수 있음을 명확히 시사한다. 따라서 안전하고 질 좋은 조사료를 확보하기 위해서는 이들 곰팡이독소 관련 더 구체적 연구와 대책관련 탐구가 지속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다. The studies were conducted to investigate real condition of mycotoxin contamination in the fields before harvest and by the storages of rice straw used as roughage in Korea. It was found mycotoxin contamination before harvest of rice straw that the rice plants were detected deoxynivalenol at the initial growth, ochratoxin A and deoxynivalenol at the middle growth, and deoxynivalenol and zearalenone at the harvest periods in the fields. Also, the rice plants were contaminated by various fungi such as Fusarium sp., Fusarium proliferatum, Penicillium sp., Gibberella sp., Gibberella zeae, Mucor circinelloides and Aspergillus oryzae. The levels of fungal contamination were $10^{3-4}$ cfu/g at the initial growth, and $10^{4-5}$ cfu/g at the middle growth and harvest periods. All storage types of rice straw were contaminated with zearalenone, deoxynivalenol and ochratoxins A. The samples of rice straw contaminating mycotoxins were account for 3% in bundle rice straw, and 38% in both types of square rice straw and rice round bale silage, respectively. When 105 samples of rice bale silage were analyzed for mycotoxins depending on the regional area, mycotoxin contamination was found in 46% of total samples in Korea. Regional contaminations of mycotoxins were respectively 48, 33, 40, 50 and 57% of samples in Gyeonggi, Gangwon, Chungcheng, Yeongnam and Honam area. Rice round bale silage was contaminated by three kinds of mycotoxins (zearalenone, deoxynivalenol and ochratoxinsA) in the all of area without Chungcheong area where was contaminated zearalenone and deoxynivalenol. Ochratoxins A, deoxynivalenol and zearalenone were respectively determinated with the average levels of 2.6, 413 and $338{\mu}g/kg$ in rice round bale silage for the overall area, even if it was some difference depending on each regional area. Therefore, the above results clearly show that the rice straws were exposed to the contamination by mycotoxin and mycotoxigenic fungi before harvest in the fields, and mycotoxin contamination was not dependent on the regional area or the storage types such as bundle rice straw, square rice straw and rice round bale silage.

사료용 볏짚 곤포사일리지의 곰팡이 및 Mycotoxin 오염 연구

성하균(Ha Guyn Sung),이종경(Joung Kyong Lee),서성(Sung Seo) 한국초지조사료학회 2011 한국초지조사료학회지 Vol.31 No.4

본 연구는 국내 생산 사료용 볏짚 곤포사일리지의 수확 후 저장기간 동안 생성된 곰팡이 오염도 및 곰팡이 종류를 조사하고 mycotoxin 노출 유해성을 구명하고자 실시하였다. 곰팡이 및 mycotoxin 오염을 조사하기 위하여 곰팡이 발생이 육안 식별이 안 되는 정상적인 것부터 오염이 심한 것까지 다양한 상태의 농가에서 급여하고 있는 33점의 볏짚 곤포사일리지 시료를 수거하여 조사하였다. 오염된 곰팡이는 흰색, 회색, 푸른색 및 검은 갈색 등 다양한 색의 콜로니가 오염된 것을 발견할 수 있었다. 곰팡이 오염도는 평균 2.1*106 cfu g-1으로 가장 높은 오염도는 9.2*108 cfu g-1까지 발견되었으며, 외관상 곰팡이 오염 식별이 안 되는 정상적인 볏짚 곤포사일리지의 모든 시료에서도 곰팡이 오염이 발견되었다. 본 연구에 사용된 볏짚 곤포사일리지에서 발견된 곰팡이의 종류만도 28가지로 매우 다양하였고, 이들 중 유해독소를 분비하는 8종의 곰팡이 즉, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium culmorum, Fusarium verticillioides, Penicillium carneum, Penicillium paneum, Penicillium roqueforti, Penicillium viridicatum이 발견되었다. 특히, 가장 많이 분리된 곰팡이는 Penicillium sp.로 이중에서도 P. paneum이 시료의 42%에서, 다음으로 Aspergillus sp. (A. flavus, A. fumigatus)는 시료의 21%에서 발견되었다. 볏짚 곤포사일리지 시료의 42%가 mycotoxin에 오염되어 있었고, 2개 이상의 mycotoxin에 오염된 것은 12%, 그리고 3개 이상 mycotoxin에 오염된 것은 3%였다. Mycotoxin 중 aflatoxin (B1, B2, G1, G2)과 fumonisin (B1, B2)은 발견되지 않았지만, ochratoxin A (1.0~6.8 ug/kg), deoxynivalenol (DON, 166.0~776.7 ug/kg) 및 zearalenone (ZON, 38.0~760.0 ug/kg)이 오염되어 있었다. 따라서 본 연구결과는 볏짚 곤포사일리지가 곰팡이 및 mycotoxin의 유해성에 노출되어 있음을 시사하는 바 앞으로 폭넓은 연구와 함께 mycotoxin으로 인한 가축의 피해를 줄여주기 위한 다각적인 노력이 필요하였다. The purpose of this study was to investigate fungi and mycotoxin contamination of the rice straw bale silage in Korean. It was tested the 33 samples of rice straw round bale silage with various condition which fed cattle in the farm. The level of fungal contamination was 2.1*106 cfu g-1 in the average and 9.2*108 cfu g-1 in the maximum. The fungal contamination was detected in the all of normal samples which good condition of rice straw bale silage. When the fungi was isolate and identify, it was found 28 species and mycotoxin producing fungi were 8 species as following as Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Fusarium culmorum, Fusarium verticillioides, Penicillium carneum, Penicillium paneum, Penicillium roqueforti, Penicillium viridicatum. Specially, Penicillium paneum was found 42% of samples and Aspergillus sp. (A. flavus, A. fumigatus) are 21% of samples. In case of mycotoxin contamination, the 42% of samples are detected more than one kind of mycotoxin. Some samples are contaminated three kinds of mycotoxin. This study was not found aflatoxin (B1, B2, G1, G2) and fumonisin (B1, B2), but were detected the contamination of ochratoxin A (1.0~6.8 ug/kg), deoxynivalenol (DON, 166.0~776.7 ug/kg) and zearalenone (ZON, 38.0~760.0 ug/kg). Therefore, the above results show that rice straw round bale silage expose on hazard factors as mycotoxigenic fungi and mycotoxin contamination, and than need more research about mycotoxin in animal feed to protect animal and human healthy.

반추기축영양 : 볏짚 조사료에 대한 효모 배양물 첨가가 반추위 소화율 및 섬유소 분해균의 군락 변화에 미치는 영향

성하균 ( Ha Guyn Sung ) 한국동물자원과학회(구 한국축산학회) 2013 한국축산학회지 Vol.55 No.1

본 연구는 효모(Saccharomyces cerevisiae)가 조사료의 반추위 미생물 분해 및 섬유소 분해 박테리아의 군집 변화에 미치는 관계를 검증하고자, 생효모 배양물 첨가 및 급여가 볏짚 소화율에 미치는 영향을 in vitro 및 in situ 실험을 통해 측정하였고, 볏짚 분해시 볏짚 표면에 부착한 섬유소분해 박테리아 군집의 변화를 real-time PCR 방법을 이용하여 비교 분석하였다. 생효모 배양물의 첨가 수준(0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 및 1.0% )에 따른 볏짚의 in vitro 건물 소화율을 비교 하였을 때 첨가 수준이 증가 할수록 소화율도 점진적으로 높아 졌다. 특히, 생효모 배양물의 첨가 수준을 0.6% 이상으로 하였을 때 0.0, 0.2 및 0.4% 첨가보다도 확연한 소화율 증가를 보이기 시작하였다(p<0.05). 또한 효모배양물의 0.6% 첨가를 NaOH 4% 처리 볏짚 및 무처리 볏짚에 적용하여 소화율을 재평가하였을 때 두 가지 볏짚 모두에서 효모배양물 첨가에 의하여 볏짚 소화율이 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 생효모 배양물을 한국재래산양에 실제 급여에 의한 볏짚의 in situ 건물소화율을 24 및 48 시간 후에 관측하였을 때 NaOH 무처리 볏짚의 효모배양물 비급여구의 소화율이 가장 낮았고, NaOH 무처리 볏짚의 효모배양물 급여구, 4% NaOH 처리 볏짚의 효모배양물 비급여구, 그리고 4% NaOH 처리 볏짚의 효모배양물 급여구 순으로 소화율이 유의적으로 각각 증가하였다(p<0.05). 이는 NaOH 무처리 볏짚 및 4% NaOH 처리 볏짚 모두에서 생효모 배양물 급여에 의하여 in situ 건물 소화율이 유의적으로 증가함을 보여준 것이다(p<0.05). 그리고 볏짚을 효모배양물의 두 가지 농도로 볏짚을 분무 처리하여 in situ 소화율과 볏짚 표면 부착 섬유소분해 박테리아(F. succiongenes, R. flavefaciens, R. albus)의 군집 변화를 측정하였을 때 효모배양물 처리 농도가 증가함에 따라 소화율도 유의적으로 높게 나타났고(p<0.05), 동시에 이들 박테리아의 볏짚 표면 부착 군집도 효모배양물의 처리 농도 증가에 따라 증가 하였다. F. succiongenes과 R. flavefaciens는 배양 12 및 24시간 모두 처리농도에 따라 군락의 수가 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 그리고 R. albus도 배양 12 시간 처리농도에 따라 군락의 수가 유의적으로 증가하였고(p<0.05), 24 시간도 처리농도에 따라 증가 경향을 나타냈다. 따라서 본 연구는 효모 첨가는 조사료 소화율을 증진에 확실히 좋은 영향을 주며, 이것은 조사료 표면 부착 섬유소분해 박테리아의 군락 형성 증가에서 기인함을 보여준다고 사료된다. In vitro and in situ incubation studies were conducted to determine effects of yeast culture supplements(Saccharomyces cerevisiae) on cellulolytic bacterial function and fiber digestion in rice straw. In vitro dry matter digestibility of rice straw gradually increased according to supplemental levels of yeast culture(0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0%). Digestibility of rice straw started to increase apparently when yeast culture was added more than 0.6% level(p<0.05). Also, we reconfirmed that in vitro dry matter digestibility was significantly increased by 0.6% of yeast culture addition in 4% NaOH treated and non-treated rice straws(p<0.05). When in situ dry matter digestibility was tested in Korean native goats fed basal diet or experimental diet which contained 1.0% of yeast culture, the yeast culture feeding improved in situ dry matter digestibility in both 4% NaOH treated and non-treated rice straws(p<0.05). In case of real-time PCR monitoring cellulolytic bacterial function, the bacterial population attached on rice straw showed the increasing trends with higher level of yeast culture spraying on rice straw. F. succinogenes and R. flavefaciens were significantly increased in accordance to spraying levels of yeast culture (0.0, 0.1 and 0.3%) at both 12 and 24 hrs of in situ incubation(p<0.05). R. albus was significantly higher population in yeast culture spraying than non-soraying at 12 hrs of in situ incubation(p<0.05). These bacterial populations were showed the increasing trends with digestibility enhancement of rice straw according to the higher levels of yeast culture supplement. Overall, these results clearly suggest that the presence of yeast culture result in noticeable increase of rice straw digestion, which is modulated via good effect on cellulolytic bacterial attachment to fiber substrates.

녹중탕이 흰쥐의 성장, 식이효율 및 혈액형상에 미치는 효과

성하균(Ha Guyn Sung) 한국식품영양과학회 2005 한국식품영양과학회지 Vol.34 No.8

전통적으로 사용되어온 녹중탕에 대한 기초적 연구로서 본 실험은 녹중탕의 영양학적 성분을 분석하고 이를 투여했을 때 흰쥐의 발육에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. Sprague-Dawley종 5주령의 어린 쥐와 10주령의 성숙 쥐를 각각 처리군별 12마리씩 배치하였고, 녹중탕을 급여하지 않는 대조군, 권장량을 급여하는 녹중탕 Ⅰ군 그리고 권장량의 3배를 급여하는 녹중탕 Ⅱ군로 구분하여 10주간 사육하였으며, 실험쥐의 체중, 식이섭취량, 식이효율, 장기발육 및 혈액형상에 대하여 조사하였다. 녹중탕은 일반 영양 성분을 비롯한 다양한 광물질과 필수 및 비필수아미노산을 함유하였고, 수분이 97%이상이었고, 건물 기준으로 조단백질이 22.78%로 가장 많았으며 광물질 중 Mg가 0.48% 그리고 아미노산 중 methionine와 proline이 각각 1.31% 그리고 1.67%로 비교적 높았다. 어린 쥐와 성숙 쥐 모두에서 녹중탕 Ⅰ과 Ⅱ 그리고 대조군 간에 실험쥐의 시험 종료시 평균체중과 식이섭취량의 통계적 유의차는 발견되지 않았다. 그리고 간, 심장, 신장 및 위장 등의 장기 무게와 백혈구, 적혈구, 혈색소, 헤마토크릿 및 혈소판 등의 혈액학적 지수에 있어서도 통계적 유의차가 발견되지 않았다. 즉, 녹중탕 식이로 이상적으로 장기가 비대해지거나 억제됨 없이 정상적 발육이 이루어졌으며, 녹중탕 권장량의 3배로 과량 식이하였을 때도 이상 현상 없이 정상적 혈액학적 지수를 나타냈다. 그리고 대조구, 녹중탕 Ⅰ 그리고 녹중탕 Ⅱ의 식이 이용효율에 있어서 어린 쥐는 각각 6.00, 5.81, 5.99 그리고 성숙 쥐는 9.03, 8.98, 9.10을 나타냈다. 따라서 본 연구의 결과는 녹중탕이 생리대사에 무해하고 안전하며, 우리나라 고서에서 언급하는 한방학적 효능에 대한 세부적 및 과학적 규명과 함께 전통적 건강 증진 식품으로 개발 필요성 및 가능성을 시사한다. Korean traditional deer decoction (Nogjungtang), composed of oriental herbs and almost deer parts, has been used as an important resource for human health. For basic studying on Nogjungtang, this experiment was conducted to evaluate nutritional effects of Nogjungtang, and estimate its effect on growth, food efficiency, organ development and hematological indices in growing and adult Sprague-Dawley rats. The rats were divided into three groups as follows; control: non-supplementation, Nogjungtang Ⅰ: recommended dose, and Nogjungtang Ⅱ: thrice recommended dose. Nogjungtang was composed of various general nutrients with up 93% moisture. Crude protein is the highest value as 22.78%, Mg is a major mineral as 0.48% compared to other minerals, and methionine and proline are higher by 1.31 and 1.67% than other amino acids based on dry matter, re-spectively. In both growing and adult rats, there were no significant difference in body weight gain and feed intake between the control and Nogjungtang groups. Also, organs weights (liver, heart, kidney and stomach) and hematological indices (WBC, RBC, Hb, Hct and Platelet) did not show statistically significant differences among the experimental groups. However, all of experimental rats were normal growth without hypertrophy or negative development of organs by Nogjungtang. Hematological indices maintained in normal value by thrice recommended dose of Nogjungtang. The average body weight of each treatment groups showed similar levels at end of experiment. In case of the feed efficiency ratio (feed intake/body gain), the growing rats showed 6.00, 5.81 and 5.99 and adult rats showed 9.03, 8.98 and 9.10 in control, Nogjungtang Ⅰ and Nogjungtang Ⅱ, respectively. In conclusion, although further investigation of Nogjungtang should be performed in the functions registered in many ancient literatures, Nogjungtang is physiologically safe and may have potential as candidate food for human health.

조사료의 곰팡이 발생과 곰팡이독소 오염

성하균(Ha Guyn Sung),이종경(Joung Kyong Lee),서성(Sung Seo),임동철(Dong Cheul Lim),김종덕(Jong Duk Kim) 한국초지조사료학회 2010 한국초지조사료학회지 Vol.30 No.1

In order to ensure good animal health and performance, it is essential to produce forages with high feeding value and good hygienic quality. However, huge amounts of forages consumed by ruminants are contaminated with mold prior to harvest or during storage as hay, straw or silage. These mold can grow in forages only when nutrients are available, correct temperature exist, oxygen is present, and unbound water is available. Fungal species can be divided into two groups: field fungi and storage fungi. Field fungi invade the forages while the crop is still in the field, require high moisture conditions, and are such as species of Fusarium, Alternaria, Clodosporium, Diplodia, Gibberrella and Helminthosporium. Storage fungi invade forages during storage and need less moisture than field fungi. These such as species of Aspergillus and Penicillium usually do not occur any problem before harvest. Mold growth can spoil the nutritional aspects of the forages and also results in secondary metabolites that are highly toxic to animal, humans and plants. Moldy feeds are less palatable and may reduce dry matter intake. This, in turn, leads to a reduction of nutrition intake, reducing weight gains or milk production. Performance losses of 5 to 10 percent are typical with moldy feeds. Mycotoxins are toxic substances produced by fungi (molds) growing on crops in the field or storages. While greater than 400 mycotoxins have been chemically identified, the biological or veterinary medical impact of only several mycotoxins is known. Mycotoxins have attracted considerable attention as potential causes for poor performance and health disorders in domestic livestock. They can be carcinogenic, hepatotoxic, hematotoxic, immunosuppressive, estrogenic, or mutagenic. So, feeding moldy forages has adverse effects on animal health and milk consumers. Also, this author reported that rice straw hay was contaminated mycotoxigenic fungi such as Penicillium roqueforti and Fusarium culmorum in Korea. Therefore, it is an urgent need to develop an improved post harvest storage method to reduce nutrient loss and mycotoxin contamination of forages, which will have a positive impact on human health.