Effects of the Growth and Production Phase on Manure Production and Compositions in Holstein Dairy Cattle

젖소의 성장 및 생산 단계에 따른 분뇨배설량 및 성분의 변화

  • 이현준 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 이왕식 (제주대학교 생명공학부) ;
  • 김현섭 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 조원모 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 양승학 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 기광석 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 김상범 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 박중국 (농촌진흥청 국립축산과학원)
  • Received : 2010.12.16
  • Accepted : 2011.03.28
  • Published : 2011.04.30

Abstract

This work was carried out to investigate the quantity of manure excreta and characteristics in growth and production phase of Holstein dairy cattle. The average manure production of dairy cattle under condition of ad libitum feeding was 41.5 kg/head/day (feces 24.9, urine 16.4 kg). The average moisture contents of feces and urine were 85.0% and 93.9%, respectively. Water pollutant concentration, $BOD_5$, $COD_{Mn}$ and SS excreted from dairy cattle were 15,444 mg/${\ell}$, 53,159 mg/${\ell}$, and 40,528 mg/${\ell}$ in feces and 8,454 mg/${\ell}$1,116 mg/${\ell}$, and 962 mg/${\ell}$in urine, respectively. And The daily loading amount of $BOD_5$, $COD_{Mn}$, SS in dairy cattle manure were 523 g, 1,416 g and 1,025 g, respectively. N, P and K contents of manure produced by dairy cattle were 0.33, 0.49 and 0.20% in feces, and 1.02, 0.27 and 1.03 in urine, respectively. In the concentrations of mineral and heavy metal of manure, Ca, Na and Mg contents were 1.56, 0.24 and 0.69%, and Zn, Cu, Cr, Pb and As were 69.23, 19.14, 2.89, 7.73 and 2.94 ppm, respectively. In conclusion, Dairy farms can be estimated optimum nutrient and pollutant balance to effectively manage the manure produced.

젖소는 성장단계 및 생산단계별 사료 급여 및 사양 관리 방법을 다르게 하여 사육되고 있어, 이에 따라 사료섭취량, 음수량 및 분뇨 배설량과 특성이 달라질 수 있는 것으로 인식되어 왔다. 그러나 이에 대한 정확한 자료가 조사되고 제시되지 않아 축산분뇨 정책을 수립하고 낙농농가가 적절하게 분뇨처리를 실시하도록 유도하는데 어려움이 있어왔다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 성장 단계와 생산 단계별로 젖소를 공시하여 사료섭취량, 음수량 및 분뇨 배설량과 분뇨 특성의 변화를 조사하였다. 시험 결과를 요약하면 다음과 같다. 사료와 물의 최대 섭취조건에서의 젖소의 평균 분뇨 발생량은 41.5 kg/두/일(분 24.9, 뇨 16.4 kg)이고 분뇨의 평균 수분함량은 각각 85.0% 과 93.9% 이였다. 젖소 분뇨의 $BOD_5$, COD, SS의 오염 물질농도는 각각 분에서 15,444, 53,159, 40,528 mg/L이었고, 뇨에서 8,454, 1,116, 962 mg/L이었다. 그리고 분과 뇨를 통한 수질오염물질인 $BOD_5$, $COD_{Mn}$, SS의 일일부하량은 523, 1,416 및 1,025g 인 것으로 조사되었다. 또한, 비료성분인 N, P, K의 함량은 분 중에는 0.33, 0.49 및 0.20% 으로 나타났고, 뇨 중에는 1.02, 0.27, 1.03으로 나타났다. 광물질인 Ca, Na, Mg 함량은 1.56, 0.24, 0.69% 이었으며, 중금속물질인 Zn, Cu, Cr, Pb, As의 분중의 함량은 69.23, 19.14, 2.89, 7.73, 2.94 ppm 수준으로 조사되었다. 따라서 농가에서 젖소의 성장단계별 배출되는 분뇨를 파악함으로써 영양과 오염물질의 최적 균형을 유지할 수 있을 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Adams, R. S. 1995. Calculating Drinking Water Intake for Lactating Cows. Dairy Reference Manual (NRAES-63). Ithaca, NY: Northeast Regional Agricultural Engineering Service.
  2. AOAC. 1995. Official Methods of Analysis. 16th Ed. Association of Official Analytical Chemists, Washington D.C.
  3. Beede, D. K. 1991. Water for Dairy Cattle: Quality and Cooling Effects. Proceedings from the Southwest Nutrition and Management Conference. University of Arizona.
  4. EPA. 2004. Common Manure Handling System for Dairy Production..
  5. Hart, G. H. 1955. Climate stress in animal health, Texas.
  6. Linn, J. G. 1991. Water Quality for Dairy and Beef Cattle. Proceedings from the Four State Applied Nutrition Conference. Lacrosse, WI.
  7. Nicholson, F. A., Chambers, B. J., Williams, J. R. and Uniwin, R. J. 1999. Heavy metal contents of livestock feed and animal manure in England and Wales. Bioresource Tech. 70:23-31. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(99)00017-6
  8. Quigley, J., James, III, R. E. and McGilliard, M. L. 1986. Dairy matter intake in dairy heifer. 2. Equation to predict intake of heifers under intensive management. J. Dairy Sci. 69:2863-2867. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(86)80740-8
  9. Safley, Jr. L., Westerman, M. P. W. and Barker, J. C. 1985. Fresh Dairy Manure Characteristics and Barnlot Nutrient Losses. Proceeding of the 5th Inter. Sym. on Agricultural Wastes, Chicago Illinois, pp. 191-199.
  10. Stalling, C, C., Kroll, G., Kelley, J, C. and McGillard, M. L. 1985. A computer ration evaluation program for heifer, dry cows and lactating cows. J. Dairy Sci. 68:1015-1019. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(85)80923-1
  11. Westerman, P. W., Safley, Jr. L. M., Barker, J. C. and Chescheir, G. M. 1985. Available Nutrients in Livestock Waste. Proceeding of the 5th Inter. Sym. on Agricutural Waste, Chicago lllinois, pp. 295-307.
  12. 경상대 농업자원이용연구소. 1990. 경남농업기술.
  13. 국립환경연구원. 1986. 축산폐기물 현황과 환경에 미치는 영향 연구. pp. 56-96.
  14. 농림수산식품부. 2008. 농림수산식품 주요통계.
  15. 농촌진흥청. 2000. 가축분뇨 발생량 및 주요성분 조사.
  16. 농촌진흥청. 2007. 가축분뇨 처리와 자원화. 표준영농교본-109 (개정판).
  17. 농촌진흥청 축산기술연구소. 2001. 표준사료분석방법
  18. 육종륭. 1993. 가축관리학. 가축환경관리. pp. 73-74.
  19. 최동윤. 2006. 젖소의 분뇨 및 착유폐수의 발생특성에 관한 연구. 서울대학교 박사학위 논문.
  20. 최동윤, 곽정훈, 박치호, 정광화, 김재환, 유용희, 양창범, 최홍림. 2006. 홀스타인 육성우의 계절별 분뇨 배설량 및 특성에 관한 연구. 축산시설환경학회지. 12:123-132.
  21. 최동윤, 곽정훈, 박치호, 정광화, 김재환, 유용희, 양창범, 최홍림, 안희권. 2007. 착유우의 사료섭취량과 음수량이 산유량과 분뇨 배설량에 미치는 영향. 축산시설환경학회지. 13:21-28.
  22. 환경부. 1999. 사육두수 및 가축별배출원 단위. 환경부고시 제1999-109호.