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Split-feeding as a sustainable feeding strategy for improving egg production and quality, nutrient digestibility, and environmental impact in laying hens 본문

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Split-feeding as a sustainable feeding strategy for improving egg production and quality, nutrient digestibility, and environmental impact in laying hens

Kwon, KiBeom 2025. 5. 14. 13:28

 
 

ABSTRACT

 
 
이 연구는 산란계에서 분할급이(split feeding)가 생산성, 계란 품질, 영양소 소화율, 악취 배출, 경제성에 미치는 영향을 평가하였습니다.
총 468마리의 63주령 하이라인 브라운 계사를 대상으로 13주 동안 3개 처리구로 나누어 실험을 수행했습니다.

  • 대조구(CON)는 단일 기초사료를 급여하였고,
  • TRT1과 TRT2는 오전과 오후에 영양 성분이 다른 사료를 급여하는 분할급이 방식을 적용하였습니다.

TRT1은 대조구와 동일한 수준의 대사에너지(ME), 표준 회장 소화율 아미노산(SID AA), 칼슘(Ca), 인(P)을 유지하면서 조단백질(CP)을 10% 낮추었고,
TRT2는 CP를 15% 낮추며 ME, SID AA, Ca는 5%, 인은 15% 낮추었습니다.
 
주요 결과는 다음과 같습니다:

  • TRT1은 실험 후반기(9~12주)에 등외란 발생률을 19.3% 감소시킴 (P=0.025, 0.043, 0.022, 0.011).
  • 사료비는 TRT1에서 6%, TRT2에서 15% 감소.
  • 분할급이는 영양소 소화율을 개선하고, 유해가스 배출을 감소시킴.
  • 판매 가능한 계란 1kg당 사료비가 4.5% 절감됨.

결론적으로, TRT1 방식의 분할급이는 계란 품질 향상, 환경 부담 완화, 지속가능한 양계 운영에 기여할 수 있음을 시사합니다.
 
 
 

Introduction

 
 

■ 연구 배경 및 목적

상업적인 산란계 사육에서 영양 관리는 고생산성과 계란 품질을 유지하기 위한 핵심 요소입니다.
계란껍질 형성은 주로 야간에 이루어지며, 난포가 배란된 후 약 12~18시간 사이가 가장 활발한 형성 시기입니다.
그러나 일반적인 단일 사료 급여 방식은 산란계의 계란 형성 단계별 영양소 요구량과 맞지 않을 수 있습니다.
이를 보완하기 위해 오후 시간대에 석회석(coarse limestone)을 추가 급여(top feeding)하는 방법이 일부 농가에서 적용되어 왔으며, 이는 칼슘(Ca) 보충에는 효과적이나 다른 주요 영양소의 최적화에는 한계가 있습니다.
이에 따라, 최근에는 하루 중 시간대에 따라 사료의 영양성분과 석회석 입자 크기를 달리 급여하는 ‘분할급이(Split feeding)’ 전략이 주목받고 있습니다.

■ 문헌 기반 주요 연구 결과

  • Molnár et al. (2018): 전통 단일 사료 방식에 비해 모든 분할급이 전략이 계란 중량(36.56g, P ≤ 0.001)을 증가시키고 FCR(2.482, P<0.05)을 개선함.
  • Li et al. (2021): 미세 석회석(fine limestone)에 비해 조대 석회석(coarse limestone)이 표준 회장 소화율(SID)의 칼슘 이용률이 더 높음.
  • Jahan et al. (2024): 분할급이는 산란계의 요구에 맞춘 정밀 영양공급이 가능해 영양소 흡수율을 높이고 낭비를 줄임.
  • Horváth et al. (2024): 저단백 사료를 적용한 분할급이군은 전통식 대비 질소(N) 배출이 7% 감소.

■ 연구 목적

본 연구는 분할급이 전략이 산란계의 산란 성적, 계란 품질, 영양소 소화율 및 환경적 영향에 미치는 효과를 비교하고자 하였습니다. 특히, 다음 세 가지 사료전략을 비교합니다:

  1. 전통 단일 사료 급여
  2. 오전/오후로 영양 밀도와 석회석 입자 크기를 조절한 분할급이 전략 1 (TRT1)
  3. 좀 더 강하게 영양 수준을 낮춘 분할급이 전략 2 (TRT2)

이를 통해, 분할급이가 실제로 생산성과 환경지표 개선에 효과적인 대안이 될 수 있는지를 평가하고자 하였습니다.
 

 

 

📊 Table 1. 처리 식이의 영양성분 및 사료단가 요약

항목 CON (단일식이) S100 (분할급이, 오전) S100 (오후) S100 (평균) S95 (오전) S95 (오후) S95 (평균)

구분 CON S100 S95
오전 오후 평균 오전 오후 평균
ME, kcal/kg 2720 2800 2667 2720 2670 2525 2583
SID Lys, % 0.70 0.76 0.66 0.70 0.72 0.63 0.67
조단백질, % 15.50 16.30 12.50 14.02 16.00 12.00 13.60
칼슘, % 4.16 2.35 5.38 4.17 1.60 5.45 3.91
인, % 0.46 0.52 0.43 0.47 0.45 0.36 0.40
이용가능 인, % 0.31 0.35 0.29 0.31 0.25 0.18 0.21
사료 가격 (원/kg) 447 458 404 423 438 401 416

💡 주석 요약

  • ME: 대사에너지 (Metabolizable Energy)
  • SID Lysine: HY-Line Brown 계통 기준 권장 비율에 따라 설계됨
  • 사료 가격: 2024년 10월 한국 시장의 원재료 가격 기준
  • 평균 사료가격: 오전 급이 40%, 오후 급이 60% 비율로 가중 평균 계산

 

■ 재료 및 방법

실험설계, 사료 및 동물

본 연구는 단국대학교 동물실험윤리위원회(DK-1-2405)의 승인을 받아 시행되었으며, 세종시에 위치한 단국대학교 부속 실험농장에서 수행되었습니다.

  • 총 **468마리의 하이라인 브라운 산란계(63주령)**를 대상으로 13주간의 실험을 실시하였고,
  • 개체들은 3개 처리구에 무작위 배정, 처리구당 13반복(replication), 반복당 12마리씩 구성하였습니다.

처리구 구성:

  1. CON (대조구)
    • 단일 기초사료를 하루 종일 동일하게 급여.
    • 사료 조성:
      • 대사에너지(ME): 2,720 Kcal/kg
      • 표준 회장 소화 라이신(SID lysine): 0.70%
      • 칼슘(Ca), 인(P), 조단백질(CP): 15.5%
    • **조대 석회석(coarse limestone)**을 포함한 단일 사료로 급여함.
  2. TRT1 (S100)
    • 분할급이(split feeding) 전략 적용:
      • 오전 40%, 오후 60% 비율로 사료 급여.
    • 하루 전체 급여량 기준으로 볼 때, ME, SID 아미노산, Ca, P는 대조구와 동일한 수준으로 맞춤.
    • 다만, 조단백질은 대조구 대비 10% 감소하여 급여.
    • 오전 사료에는 미세 석회석(fine limestone),
      **오후 사료에는 조대 석회석(coarse limestone)**을 포함시켜 시간대별 칼슘 요구량 충족을 유도.
  3. TRT2 (S95)
    • TRT1과 동일한 분할급이 전략 적용(오전 40%, 오후 60%)
    • 그러나 영양밀도를 대조구보다 더 낮게 조정:
      • ME, SID 아미노산: 각각 95% 수준
      • 조단백질: 12% 감소
      • 칼슘: 6% 감소
      • 총 인: 13% 감소
      • 가용 인(available P): 32% 감소

 

 

■ 사료 조성

본 실험에 사용된 사료는 Hy-Line Brown 관리 매뉴얼(2023)의 영양소 기준에 따라 배합되었으며, 옥수수와 대두박을 주원료로 하여 제조되었습니다.
사료의 구체적인 조성은 표 2에 제시되어 있습니다.
석회석 입자 크기는 각 처리구에 따라 달리 적용하였습니다.

  • 대조구(CON): 조대 석회석(coarse limestone)만을 단일 급여
  • 분할급이 처리구(TRT1 및 TRT2):
    • 오전 사료에는 미세 석회석(fine limestone),
    • 오후 사료에는 조대 석회석(coarse limestone) 사용

사료의 영양소 조성은 계산 후 단국대학교 분석실에서 분석되었으며, 그 결과는 문서에 기록되었습니다.
 

 

📊 표 2. 산란계 사료 배합 구성 및 영양성분 비교

 

주요 원료 (%) CON (대조구) S100M (오전) S100A (오후) S95M (오전) S95A (오후)
옥수수 (Corn) 58.60 59.68 66.63 56.87 62.62
밀기울 (Wheat bran) 3.00 4.98 1.69 6.19 8.35
대두박 (Soybean meal, CP 44%) 19.96 19.48 14.69 18.67 12.71
옥수수 DDGS 5.30 11.57 4.15 7.56 6.04
지방 (Tallow) 1.83 1.41 1.50 1.42 1.18
MDCP 1.10 1.25 0.98 0.93 0.80
석회석 (Limestone) 5.10 4.30 8.75 3.98 7.46
소금 (Salt) 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
아미노산믹스 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35
비타민믹스¹ 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
미네랄믹스² 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
콜린 (50%) 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
파이테이스 (Phytase) 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
CTCzyme 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05

계산된 영양성분 (Calculated value)

  CON (대조구) S100M (오전) S100A (오후) S95M (오전) S95A (오후)
대사에너지 (ME, kcal/kg) 2720 2800 2667 2670 2525
조단백질 (CP, %) 15.5 16.5 13.95 15.1 12.1
칼슘 (Ca, %) 4.16 2.35 5.38 2.25 4.61
인 (P, %) 0.48 0.48 0.48 0.42 0.42
가용 인 (Available P, %) 0.31 0.30 0.32 0.26 0.25
SID Lys, % 0.70 0.74 0.64 0.67 0.58
SID Met, % 0.35 0.38 0.33 0.34 0.30
리놀레산 (Linoleic acid, %) 1.95 2.17 1.47 2.20 1.60
콜린 (Choline, mg/kg) 1834 1826 1822 1826 1822

분석된 영양성분 (Analyzed value)

  CON (대조구) S100M (오전) S100A (오후) S95M (오전) S95A (오후)
조단백질 (CP, %) 15.51 16.55 12.68 16.28 12.11
칼슘 (Ca, %) 4.26 2.48 5.48 2.61 4.61
인 (P, %) 0.48 0.46 0.51 0.44 0.43
라이신 (Lys, %) 0.72 0.87 0.74 0.84 0.71
메티오닌 (Met, %) 0.40 0.52 0.38 0.38 0.37

주석

  1. 비타민믹스: A (8,000 IU), D3 (3,300 IU), E (20 IU), K3, B1, B2, B6, B12, 나이아신, 판토텐산 등 포함
  2. 미네랄믹스: Fe, Cu, Mn, Zn, I, Se 등 필수 무기질 함유

 

 

■ 실험군 관리 방법

본 실험은 대한민국 세종시에 위치한 단국대학교 부속 실험농장에서 수행되었습니다.
실험 시작 전, 모든 개체는 1주간의 적응기간을 가졌으며, 이 기간 동안에는 대조구(CON)와 동일한 사료를 전 처리구(TRT1, TRT2)에 급여하였습니다.

  • 모든 산란계는 개별 케이지(50 cm × 40 cm × 38 cm)에 수용되었고,
  • 사료는 오전 40%, 오후 60%의 비율로 하루 두 차례 분할 급여하였습니다.
  • 음수는 자유급수(ad libitum)로 제공되었습니다.
  • 조명 프로그램은 Hy-Line Brown 관리 매뉴얼(2023)에 따른 산란계 연령 기준 조명 권장사항을 적용하여 조정하였습니다.

 

 
 

■ 생산성 및 산란율 평가

  • 체중(Body weight)은 각 반복(replication) 단위로 측정하였으며,
    측정 시점은 적응 기간 종료 시점(1주 후), 실험 시작 시점, 4주차, 8주차, 그리고 실험 종료 시점(12주차)입니다.
  • 일일 평균 사료섭취량(ADFI, Average Daily Feed Intake)은
    급여한 총 사료량에서 남은 사료량을 뺀 후, 반복당 개체 수로 나누어 계산하였습니다.
  • 사료요구율(FCR, Feed Conversion Ratio)은
    총 사료섭취량을 총 산란 계란 중량(Egg mass)으로 나누어 산출하였습니다.
  • 산란율(Laying rate)은
    실험기간 동안 전체 산란된 계란 수를 처리구 내 총 닭 수로 나눈 뒤 백분율로 환산하였습니다.
  • 판매 가능한 계란 1kg당 사료비(feed cost per kg of salable egg mass)는
    실험기간 동안의 총 사료비를 등외란(downgraded abnormal eggs)을 제외한 총 계란 중량으로 나누어 산출하였습니다.
  • 등외란의 기준은 USDA 계란 등급 매뉴얼(Egg-Grading Manual)에 따랐으며, 다음 항목을 포함합니다:
    • 외부 결함: 균열, 얇은 껍질, 변형된 껍질
    • 청결 상태: 얼룩, 오물 부착
    • 내부 결함: 혈반, 육반 등

 

 

■ 계란 품질(Egg quality)

 
계란 품질 평가는 4주차, 8주차, 12주차(실험 종료 시점)에 실시하였으며, 각 처리구에서 임의로 선택된 30개의 계란을 분석 대상으로 하였습니다.

  • 계란중량(Egg weight): Egg Multi Tester (Touhoku Rhythm Co. Ltd., Japan)를 사용하여 측정
  • 껍질강도(Eggshell breaking strength): Eggshell Force Gauge (Model II, Robotmation Co., Ltd., Japan)
  • 껍질두께(Eggshell thickness): Dial Pipe Gauge (Ozaki MFG. Co., Ltd., Japan)를 사용하여 난각의 둥근 끝, 뾰족한 끝, 중간 부분의 평균값으로 측정 (내막 제외)
  • 난황색(Yolk color), 난백높이(Albumen height), Haugh Unit (HU): Egg Multi Tester로 분석
  • 껍질색(Eggshell color): 난각 색상팬 (Dacho Ltd., 화성, 대한민국)으로 평가

 

 

■ 영양소 소화율(Nutrient digestibility)

  • 표지물질(Marker)로 0.2% 크롬산화물(Cr₂O₃)을 실험 사료에 첨가
  • 4주, 8주, 12주차에 분변 수집: 케이지 하부에 설치된 트레이를 이용하여 7일간 수집 후 반복별로 혼합 저장(-20℃)
  • 분석 전에는 다음과 같은 전처리 수행:
    • 냉동된 분변 해동 후
    • 60℃ 송풍건조기에서 72시간 건조
    • 1 mm 체가 장착된 Wiley Mill로 분쇄
  • 사료 및 분변 내 질소(N), 인(P), 칼슘(Ca) 농도는 AOAC (2000) 기준에 따라 분석
  • Cr₂O₃ 농도는 UV 흡광 분광광도계(Shimadzu UV-1201, Japan)를 이용하여 **Williams et al. (1962)**의 방법으로 측정
  • 영양소의 겉보기 소화율(Apparent nutrient digestibility coefficient)은 Cr₂O₃를 지시지표로 활용한 지표법(Indicator method)으로 계산

■ 배설물 악취가스 배출(Odorous gas emission)

  • 4주, 8주, 12주차에 신선한 배설물 300g을 수집하여
  • 밀폐 플라스틱 용기(2,600 mL)에 보관, 상온에서 7일간 혐기성 발효 유도
  • **Hossain et al. (2024)**의 방법에 따라 다음의 악취가스 농도 측정:
    • 암모니아(NH₃)
    • 황화수소(H₂S)
    • 메틸머캅탄(Methyl mercaptan)
    • 아세트산(Acetic acid)
    • 이산화탄소(CO₂)
  • 분석 장비: MultiRAE Lite 모델 PGM-6208 (RAE, USA)

■ 통계 분석(Statistical analysis)

  • 모든 실험 데이터는 **SAS(2013)**의 General Linear Model (GLM) 절차를 통해 분석
  • 평균 간 유의성 검정은 Duncan의 다중 범위 검정(Duncan’s multiple range test, 1955) 사용
  • 유의 수준은 P < 0.05로 설정

 

 

결과

 

■ 체중 증가(Body weight growth)

사료 내 영양소 조성, 석회석 입자 크기, 그리고 분할급이(split feeding) 전략이 산란계의 체중 증가에 미치는 영향은 표 3에 제시되어 있습니다.
실험 시작부터 종료 시점까지의 기간 동안, 모든 처리구 간 체중 증가에는 통계적으로 유의한 차이(P > 0.05)가 관찰되지 않았습니다. 이는 분할급이 및 영양 조정이 체중 증체에는 부정적 영향을 미치지 않음을 시사합니다.
 
 
 

📊 표 3. 분할급이(split feeding)가 산란계의 체중 증가에 미치는 영향 (단위: g)

  CON (대조구) TRT1 (SF-100) TRT2 (SF-95) SEM¹ P-값²
초기 (적응주) 1917 1917 1918 1 0.859
4주차 1932 1930 1930 4 0.920
8주차 1945 1943 1942 6 0.950
12주차 (종료 시점) 1960 1958 1957 7 0.951

📌 해설 및 요약

  • CON: 단일 기초사료 급여 (조대 석회석 포함)
  • TRT1 (SF-100): 하루 급여량 기준 대조구와 동일한 수준의 영양성분 제공. 단, 오전엔 미세 석회석, 오후엔 조대 석회석 급여
  • TRT2 (SF-95): 대조구 대비 ME, SID 아미노산 95%, 가용 인 및 칼슘 90% 수준 급여. 오전/오후 석회석 크기 조절은 TRT1과 동일

📌 결론

  • 실험 전체 기간(0~12주차) 동안 모든 처리구 간 체중에는 유의적인 차이가 없음 (P > 0.05)
  • 이는 분할급이가 산란계의 체중 증체에 부정적인 영향을 미치지 않음을 의미하며, 영양 조정 및 석회석 입자 크기 조절이 체중 유지에는 안정적임을 보여줍니다.

 

■ 생산성 및 계란 생산 비용

표 4는 영양소 조성, 석회석 입자 크기, 및 분할급이(split feeding) 전략이 산란계의 주요 생산성 지표에 미치는 영향을 보여줍니다.
주요 항목에는 산란율, 등외란 비율, 사료요구율(FCR), 사료섭취량, 판매용 계란 1kg당 사료비 등이 포함됩니다.

  • 1~6주차 동안은 처리 간 유의차가 없었기 때문에 해당 결과는 Supplementary Table 1에 포함되었으며,
  • 표 4는 유의한 차이가 나타난 7~12주차 결과만을 중심으로 제시하였습니다.

🔹 등외란 비율 (Downgraded abnormal eggs)

  • 전체 실험 기간 동안 등외란 비율은 TRT1 < CON < TRT2 순으로 나타나는 경향을 보였습니다.
  • 9~10주차: TRT1은 TRT2보다 유의하게 낮은 등외란 비율을 보임 (P = 0.025, 0.043)
  • 11~12주차: TRT1은 CON 및 TRT2보다 유의하게 낮은 등외란 비율을 보임 (P = 0.022, 0.011)
  • 11~12주차 파각란 비율도 TRT1이 가장 낮았고, CON과 TRT2는 유의하게 높았음 (동일 P값)

🔹 산란율 (Laying rate)

  • 전체 기간 동안 CON > TRT1 > TRT2의 경향을 보였으나,
  • TRT1은 일일 CP 섭취량이 10% 감소했음에도 불구하고, CON 대비 산란율에서 유의한 감소는 나타나지 않음
  • 12주차에서는 CON이 TRT2보다 유의하게 높은 산란율을 기록함 (P = 0.024)

🔹 사료비 및 생산성 경제성

  • CON 그룹은 산란율은 높았으나, 등외란 비율도 TRT1보다 높았고,
  • 사료 단가 또한 약 5% 더 높아, 결과적으로 1kg의 판매 가능한 계란 생산에 드는 사료비는 평균 4.5% 더 높음

🔹 ADFI 및 FCR

  • 일일 사료섭취량(ADFI)과 사료요구율(FCR)은 처리 간 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않음

📌 결론 요약

  • TRT1 (분할급이 + 10% 낮은 CP)은 계란 품질(등외란 감소)과 사료 경제성(판매용 계란 1kg당 사료비 절감) 측면에서 우수
  • 산란율은 약간 낮았으나 통계적 유의성 없음
  • TRT2 (에너지/CP/광물질 추가 감축)은 산란율과 품질 모두에서 불리한 결과
  • 전반적으로 분할급이는 환경 및 경제적 지속가능성을 향상시킬 수 있는 전략임

 


📊 표 4. 분할급이에 따른 산란계 생산성 비교

 

    등외란 비율 (%) 산란율 (%) 판매용 계란 1kg당 사료비 (원/kg)  계란중량 (g) FCR ADFI (g)
7주차 CON 2.1 83.1 943.7 50.9 2.07 109.3
  TRT1 1.8 82.1 920.7 50.7 2.09 109.5
  TRT2 2.3 81.3 960.2 50.2 2.00 109.7
P값   0.656 0.769 0.257 0.482 0.302 0.639

 

📌 주요 해석 요약

  • 등외란 비율:
    • TRT1에서 일관되게 낮은 등외란 비율을 보임.
    • 9~12주차에서 TRT1이 CON 및 TRT2보다 유의하게 낮은 수준 (P < 0.05)
  • 산란율:
    • 전반적으로 CON이 가장 높았으나, TRT1은 CP 10% 절감에도 불구하고 산란율 유지
    • 11~12주차에서 TRT2가 유의하게 낮은 산란율(P = 0.014, 0.024)
  • 사료비:
    • CON은 사료 단가가 높고 등외란 비율도 높아져, 판매 가능한 계란 기준 사료비가 평균 4.5% 높음
  • FCR 및 ADFI:
    • 모든 주차에서 처리 간 유의한 차이 없음 (P > 0.05)

 

■ 계란 품질 (Egg Quality)

영양소 조성, 석회석 입자 크기, 그리고 분할급이(split feeding) 전략은 계란 품질 지표에 영향을 미쳤으며, 관련 결과는 표 5에 제시되어 있습니다.

  • 8주차에서는 TRT1 처리구가 TRT2에 비해 유의하게 더 높은 난각 두께(Eggshell thickness)와 난각 강도(Eggshell breaking strength)를 나타냄
  • (P = 0.046, 0.047)
  • 12주차(실험 종료 시점)에서는 TRT1이 CON 및 TRT2 두 처리구 모두에 비해 난각 두께와 강도가 유의하게 높았음
  • (P = 0.001)

📌 요약 해석

  • TRT1 (Split feeding with 10% lower CP)은 난각의 물리적 품질 지표인 두께와 강도에서 우수한 결과를 보였으며,
  • 이는 영양소 시간대별 공급 조절 및 석회석 입자 크기 차별화(오전 미세 / 오후 조대)가 계란 껍질 형성에 긍정적 영향을 미쳤음을 시사

 




📊 표 5. 분할급이에 따른 산란계의 계란 품질 변화

 

Week 4 CON TRT1 TRT2 P-값
난각색 (Eggshell color) 9.3 9.2 9.2 0.949
허프단위 (Haugh Unit) 84.0 82.6 83.2 0.879
계란중량 (Egg weight, g) 64.3 64.4 64.3 0.992
난황색 (Yolk color) 7.3 7.3 7.2 0.875
난백높이 (Albumen height, mm) 7.1 7.1 7.1 0.875
난각강도 (Strength, kg/cm²) 3.96 4.00 3.90 0.728
난각두께 (Thickness, mm²) 37.5 37.9 36.4 0.651

 

 

📌 요약 해석

✔️ TRT1 처리구의 주요 효과

  • 8주차: TRT1은 TRT2보다 난각 두께와 강도가 유의하게 높음 (P < 0.05)
  • 12주차: TRT1은 대조구(CON) 및 TRT2보다 명확하게 높은 난각 강도 및 두께를 보임 (P = 0.001)

✔️ 전반적 품질 평가

  • 허프단위(HU), 계란중량, 난황색, 난백높이 등은 처리 간 유의차 없음
  • 난각 품질 개선은 분할급이 및 시간대별 석회석 입자 조절 효과로 해석 가능

🟡 결론

  • TRT1 (분할급이 + 미세/조대 석회석 시간대 조절 + CP 10% 절감)은
  • 계란 껍질의 물리적 품질(두께, 강도)을 유의하게 향상시키며,
  • 품질 유지와 지속가능성 측면에서 유망한 전략임을 입증함

 

■ 영양소 소화율 (Nutrient Digestibility)

표 6에 제시된 바와 같이, 8주차에서 TRT1 처리구는 TRT2에 비해 인(P)과 칼슘(Ca)의 소화율이 유의하게 높게 나타났습니다
(P = 0.039, 0.043).
또한, 12주차(실험 종료 시점)에는 TRT1의 P 및 Ca 소화율이 대조구(CON) 및 TRT2 모두에 비해 유의하게 높았습니다
(P = 0.009).
이는 분할급이(split feeding) 및 시간대별 석회석 입자 크기 조절이 광물질 소화율 향상에 효과적임을 시사합니다.
 





📊 표 6. 분할급이에 따른 산란계의 영양소 소화율 변화 (단위: %)

 

  CON TRT1 TRT2 P-값
4주차 질소 (N) 45.01 45.46 44.79 0.878
인 (P) 30.33 30.77 29.89 0.847
칼슘 (Ca) 58.43 58.80 57.91 0.850
8주차 질소 (N) 43.32 44.04 43.11 0.690
인 (P) 28.96ᵃᵇ 29.71ᵃ 27.36ᵇ 0.039
칼슘 (Ca) 56.98ᵇ 57.25ᵃ 55.69ᵇ 0.043
12주차 질소 (N) 42.07 43.00 41.73 0.483
인 (P) 26.43ᵇ 27.79ᵃ 25.24ᵇ 0.009
칼슘 (Ca) 54.33ᵇ 55.62ᵃ 53.28ᵇ 0.009

📌 요약 해석

  • 8주차:
    • TRT1은 TRT2에 비해 인(P) 및 칼슘(Ca)의 소화율이 유의하게 높음
      (P = 0.039, 0.043)
  • 12주차:
    • TRT1은 대조구(CON) 및 TRT2 모두에 비해 P 및 Ca 소화율이 유의하게 높음
      (P = 0.009)
  • 질소(N) 소화율에서는 모든 시점에서 유의한 차이 없음 (P > 0.05)

✔️ 결론

  • TRT1 (split feeding + CP 10% 감소 + 시간대별 석회석 조절)은
  • 광물질 소화 효율(P, Ca)을 높이는 데 효과적이며,
  • 이는 영양소 공급 타이밍 및 석회석 입자 크기 조절의 중요성을 입증

 

■ 배설물 내 악취가스 배출 (Odorous Gas Emissions in Excreta)

표 7에 따르면, 영양소 조성, 석회석 입자 크기, 및 분할급이 전략은 배설물 내 악취가스 배출 수준에도 영향을 미쳤습니다.

  • 8주차: CON 처리구는 TRT1에 비해 유의하게 높은 암모니아(NH₃) 농도를 보였습니다 (P = 0.015)
  • 12주차: CON 처리구는 TRT1 및 TRT2 모두보다 NH₃ 농도가 유의하게 높음 (P = 0.005)

이러한 결과는 분할급이를 통한 단백질 절감 및 영양 공급 최적화가 질소(N) 배출 및 암모니아 발생을 줄이는 데 효과적임을 보여줍니다.
 

 
 
 

📊 표 7. 분할급이에 따른 산란계 배설물 내 악취가스 배출 (단위: ppm)

 

    CON TRT1 TRT2 P-값
4주차 암모니아 (NH₃) 29.88 29.00 29.63 0.639
  황화수소 (H₂S) 6.20 5.93 6.13 0.951
  메틸머캅탄 6.55 6.18 6.07 0.942
  아세트산 (Acetic acid) 12.00 11.98 11.87 0.964
  이산화탄소 (CO₂) 2475 2463 2500 0.801

 

📌 요약 해석

✔️ 암모니아 (NH₃) 배출

  • 8주차:
    • CON 처리구가 TRT1보다 NH₃ 농도가 유의하게 높음 (P = 0.015)
  • 12주차:
    • CON이 TRT1 및 TRT2보다 NH₃ 배출량이 유의하게 높음 (P = 0.005)
    • TRT1과 TRT2는 서로 유의차 없음

✅ 암모니아 감소는 분할급이에 의한 조단백질(CP) 감소 및 영양소 활용 효율 증가와 관련

✔️ 기타 가스 (H₂S, 메틸머캅탄, 아세트산, CO₂)

  • 모든 시점에서 처리 간 유의한 차이 없음 (P > 0.05)

🟡 결론

  • TRT1 (split feeding, CP 10% 절감)은 암모니아 배출량을 일관되게 감소시키며,
  • 이는 환경적 측면에서의 지속가능성 확보에 기여
  • 메탄올계 및 황화수소 등 기타 주요 악취가스는 분할급이에 의한 유의한 변화 없음

 

📌 요약 결론

  • TRT1은 인(P), 칼슘(Ca) 소화율과 환경적 지표(NH₃ 배출)에서 모두 우수한 성과
  • Split feeding은 영양 효율성 향상과 악취 저감이라는 두 측면에서 지속 가능한 양계 전략으로 적합함

 

■ 고찰 (Discussion)

본 연구 결과는 하루 중 시점에 따라 영양소 조성이 다른 사료를 공급하는 ‘분할급이(split feeding)’ 전략이 산란계의 생산성과 계란 품질 향상, 영양소 소화율 개선에 효과적임을 시사합니다. 이는 산란계의 생리적 요구에 맞춘 영양공급이 생산성에 긍정적 영향을 미친다는 기존 연구들(Tunç & Cufadar, 2015)과도 일치합니다.
 

🔹 TRT1의 효과

TRT1 처리구는 대조구(CON)에 비해 등외란 비율 감소 및 **난각 품질(두께, 강도)**이 유의하게 개선되었습니다.
특히, 오전에는 **미세 석회석(fine limestone)**을, 오후에는 **조대 석회석(coarse limestone)**을 급여한 전략은, **야간의 난각 형성 시간에 필요한 칼슘(Ca)**을 효과적으로 공급한 결과로 해석됩니다.
이는 Araujo et al. (2011)의 주장처럼, 조대 칼슘이 모래주머니에 오래 잔류하면서 지속적으로 Ca를 공급해주기 때문입니다.
결과적으로, 등외란이 줄고 판매 가능한 계란 비율이 높아져 경제성이 증가하였습니다.
이와 유사하게, 적절한 칼슘 공급 시기가 난각 강도와 계란 손실을 줄인다는 연구들(Keshavarz, 2003; Van Emous & Mens, 2021)도 이를 뒷받침합니다.
또한, 난각 품질이 향상됨으로써 계란 파각률이 감소하고, 식품 안전성 및 유통기한 연장 측면에서도 산란계 산업에 긍정적 기여가 가능할 것으로 판단됩니다 (De Reu et al., 2009).

🔹 TRT2의 한계

반면, TRT2는 에너지 및 아미노산 5%, CP 12%, Ca 6%, 인(P) 12% 감축과 같은 보다 강도 높은 영양 제한이 적용되었으며, 이로 인해 생산성과 난각 품질 모두 저하되었습니다.
이는 영양소의 과도한 감소가 생산성 유지에 부정적 영향을 미칠 수 있음을 시사하며, 적절한 감축 수준에 대한 추가 연구가 필요함을 보여줍니다.

🔹 경제성과 지속가능성

TRT1은 영양소 총 섭취량은 CON과 동일하되 시점별 배합비만 조정함으로써 생산성과 품질을 유지하면서도, 판매 가능한 계란 1kg당 사료비를 4.5% 절감하였습니다. 이는 생산비 절감과 사료 효율 향상 측면에서 큰 경제적 이점을 의미합니다.

🔹 환경적 효과: 질소 및 인 배출 감소

분할급이는 영양소 이용률을 높이고 질소(N) 배출을 줄여 환경 개선에도 기여할 수 있습니다.

  • Akter et al. (2025)은 분할급이 전략이 단백질 및 칼슘의 소화율을 높인다고 보고하였고,
  • Horváth et al. (2024)은 질소(N) 섭취 감소 → 요소 및 요산 배설 감소 → NH₃(암모니아) 배출 감소 효과를 입증했습니다.

본 연구에서도 TRT1과 TRT2 모두에서 NH₃ 배출량이 CON보다 유의하게 낮았으며, 이는 분할급이 전략 또는 CP 감축 효과로 해석될 수 있습니다.
다만, 본 연구에서는 TRT1과 TRT2 모두 CP 함량이 각각 10%, 15% 낮았기 때문에, NH₃ 감소가 단백질 섭취량 감소에 기인한 것인지, 분할급이 전략의 영향인지 분리해서 보기 어려운 한계가 존재합니다. 향후에는 CP 수준을 통일한 상태에서 분할급이 효과를 분석하는 추가 연구가 필요합니다.
또한, N과 P의 분뇨 내 배출량 감소는 수질 오염(부영양화 등) 완화에도 긍정적 기여를 할 수 있어, 지속가능한 축산업의 핵심 전략으로 주목할 만합니다 (Nahm, 2007).

🔹 연구의 한계 및 적용 가능성

TRT1은 Ca와 P 소화율 향상, 사료비 절감, NH₃ 배출 감소 등 생산성과 지속가능성 모두에서 우수한 성과를 보였으나, 본 연구는 연구 규모가 제한적이므로 대규모 상업농장에서 동일한 효과가 재현될 수 있을지는 미지수입니다.
예:

  • 사료 급여 시간의 일관성 부족
  • 고온 스트레스
  • 원료 품질 편차
  • 환기 불량 등의 현장 변수들이 적용 결과에 영향을 줄 수 있습니다.

따라서, 대규모 상업농장에서의 현장 적용성 검증을 위한 후속 연구가 반드시 필요합니다.

📌 종합 결론 요약

항목 TRT1 효과 TRT2 효과

생산성 CON과 동등 또는 우수 CON보다 낮음
난각 품질 유의한 개선 (두께, 강도) CON 및 TRT1보다 낮음
사료비 절감 4.5% 절감 일부 절감
소화율 (Ca, P) 유의하게 높음 낮음
NH₃ 배출량 유의하게 감소 감소하나 효과는 CP 감소 영향일 가능성
지속가능성(공기/물 보호) 긍정적 (N, P 감소) 일부 기여

 
 

■ 결론 (Conclusion)

본 연구는 분할급이(split feeding)가 산란계의 산란율, 계란 품질, 영양소 소화율 개선에 효과적일 수 있음을 시사합니다.
특히, TRT1 처리구는 하루 중 영양소 섭취 시점을 조정함으로써 생산성을 향상시키고, 사료비를 절감하는 효과를 보였으며,
NH₃(암모니아) 배출 저감, 칼슘(Ca) 및 인(P) 소화율 증가 또한 유의미하게 나타났습니다.
이는 산란계의 생리적 요구와 일치하는 영양 공급이 경제성과 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 전략이 될 수 있음을 시사합니다.
다만, 본 연구는 소규모 시험 규모로 진행되었기 때문에, 대규모 상업 농장에서 동일한 결과가 재현될 수 있을지는 확실하지 않으며,
사료 급여 스케줄 불일치, 환경적 스트레스(예: 고온), 원료 품질 변동, 환기 문제 등이 적용 효과에 영향을 줄 수 있습니다.
따라서, 향후에는 분할급이가 영양소 흡수, 환경 지속가능성, 경제적 타당성에 미치는 장기적 효과를 다양한 생산 환경에서 검증하는 추가 연구가 필요합니다.


■ 이해 상충 (Disclosures)

저자들은 본 논문에 영향을 미칠 수 있는 경제적 이해관계 또는 개인적 관계가 존재하지 않음을 명시합니다.

■ 감사의 글 (Acknowledgements)

본 연구는 교육부와 한국연구재단(NRF)의 기초연구지원사업(NRF-RS-2024-00465332)의 지원을 받아 수행되었습니다.
또한, 단국대학교 동물바이오공학과는 2024년 대학중점연구소 및 융복합연구사업의 일환으로 지원을 받았습니다.

■ 부록자료 (Supplementary Materials)

이 논문과 관련된 **보조자료(Supplementary Material)**는 아래 DOI를 통해 온라인에서 확인하실 수 있습니다:
doi:10.1016/j.psj.2025.105100
 

Split-feeding as a sustainable feeding strategy for improving egg production and quality, nutrient digestibility, and environmental impact in laying hens.pdf
0.55MB

 

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