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<기고> 지속 가능한 낙농경영 위한 효율적인 질소관리

선진국 환경오염 감소·생산효율 제고 차원 접근

  • 등록 2016.09.23 10:11:11

 

신동은  농학박사 
(농협사료 사료기술연구소)

 

◆친환경과 식량자원
하루에 한잔 마시는 정도로 알고 있는 우유는 사실 다양한 분야에서 우리가 즐겨먹는 식량자원이다. 식빵, 과자를 만들 때도 우유가 들어가고, 피자에서 제일 중요한 치즈도 우유에서 나온 발효산물이다.
따라서 우유는 일단 음료가 아니고 식량자원이라는 인식의 전환이 필요하다. 만약 우리나라에서 신선한 우유를 생산하는 낙농가가 없다고 가정한다면 국민들이 체감하는 어려움은 상상을 초월할 것이다. 하지만 최근 우리 축산에 대한 외부의 인식은 호의적이지 않다. 이런 측면에서 좀 더 친환경적인 축산으로 소비자에게 다가가는 노력이 필요하다.
대기 중에서 78%로 가장 높은 비율을 차지하는 질소는 우리 실생활에 밀접한 원소로 지구 생명체의 중요한 구성성분이다. 질소는 어느 한 곳에 안정적으로 정착하는 것이 아니고 그때그때 환경에 적합한 형태로 변환해 질소 재순환(Nitrogen ReCycling) 과정을 거치는 물질이다. 그만큼 관리가 어렵다.
이런 맥락에서 지속 가능한 낙농경영을 위해 효율적인 질소관리로 환경부하를 줄이고 수익증대를 추진하는 미국의 사례를 소개하고 우리나라 현실에 적용 가능성을 검토해 보았다.


◆질소 순환 과정
초식동물인 젖소는 식물이 합성한 아미노산 등의 유기질소화합물을 섭취해 체단백질로 합성한 다음 암모니아, 요소, 요산의 형태로 배출한다. 암모니아는 미생물에 의해 빠르게 아질산, 질산으로 산화한다. 이처럼 질소는 환경조건에 따라  NO3->NO2->NO->N2O->N2 경로에 따라 질소분자가 대기에 방출된다. 대기로 방출된 N2는 천둥·번개에 의해 산성비와 같은 질소산화물로 변화돼 생물권에 다시 편입된다. 여기서 유의 있게 보아야 될 것이 아산화질소(Nirtous Oxide, N2O)다. 일반적으로 아산화질소는 이산화탄소보다 지구온난화 지수(index)로 보면 300배 정도 높다고 한다. 현재 지구상의 가축분뇨로 배출되는 아산화질소는 5% 정도로 추산된다. 일반적으로 우리가 알고 있는 메탄가스 못지않게 아산화질소가 지구온난화에 미치는 영향도 크다는 의미이다.


◆효율적인 질소이용률 연구결과
질소효율성은 투입된 질소가 얼마나 우유로 생산되는 지로 판단하게 된다.
위스콘신대학교는 옥수수를 대두박으로 대체하면서 조단백질 수준을 13.5%, 15.0%, 16.5%, 17.9%, 19.4%로 점차 높게 설계했을 때 우유로 전환되는 질소효율성은 각각 36.5%, 34.0%, 30.8%, 27.5%, 25.4%로 하락됐다고 보고했다. 오하이오대학교도 기존의 조단백질 설계에서 대사단백질과 아미노산 균형설계로 질소효율성이 개선됐다고 보고했다. 코넬대학교도 조단백질 수준을 낮추는 대신에 적정수준의 아미노산 균형으로 생산성이 저하되지 않으면서 젖소 사양관리가 가능하다고 했다.


◆요소태질소(MUN) 활용 영양관리
1)만약 착유우의 건강상태가 양호하고 진정단백질(true protein)이 우유 중에 양호한 상태라면 MUN은 일반적으로 낮은 수치(8~10mg/dl)를 보이고, 이 상태는 반추위 내에서 단백질과 탄수화물 동조화가 균형이 맞는 상태로 본다.(일반적으로 우리가 알고 있는 정상 MUN수치인 12~18mg/dl 보다 다소 낮다.)
2)유량이 많으면서 MUN수치가 12mg/dl 이상이면 유사비가 다소 높아질 수 있어 아미노산 균형설계가 필요하다.
3)낮은 유량이면서 MUN이 높을 때는 분해단백질 수준이 너무 높게 설계되어 있는지 점검해본다. 이럴 경우에는 우회단백질 및 반추위 내에 이용성 높은 탄수화물 공급을 고려해 본다.
4)높은 MUN 수치(18mg/dl 이상)는 조기에 태아사가 야기될 수 있다.
5)우군 내 MUN평가는 간단하게 측정할 수 있는 질소이용 지표수단으로 사용 가능하다.(위스콘신대학교는 MUN수치를 14에서 10으로 낮추면 암모니아 배출이 33.7%에서 10.5%로 감소된다고 보고했다.)


◆사료단백질 줄이는 2단계 전략
위에서 살펴본 연구결과에 따라 사료생산에 적용하는 전략으로 첫째, 반추위 내에서 효율적인 단백질과 질소는 반추미생물에 의해 효과적으로 이용되어지게 하는 것이다. 둘째, 소에게 필요한 아미노산을 균형 있게 공급해 사료 전체단백질을 줄이는 전략이다.
지속적인 낙농경영은 안정적인 식량자원 생산이라는 측면에서 중차대한 문제다. 선진국을 중심으로 환경오염원을 줄이면서도 생산효율성을 높이는 차원에서 질소관리에 몰두하는 이유도 그런 측면이 강하다. 우리나라도 다소 늦은 감이 있지만 효율적인 질소영양 관리연구가 산학협동으로 진행돼 소비자들에게 안전한 먹거리를 생산하는 친근한 축산으로 다가서야 한다.


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