• 제목/요약/키워드: Rumen Environment

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Method development to reduce the fiber content of wheat bran and rice bran through anaerobic fermentation with rumen liquor for use in poultry feed

  • Debi, Momota Rani;Wichert, Brigitta A;Liesegang, Annette
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제32권3호
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    • pp.395-404
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    • 2019
  • Objective: Wheat bran (WB) and rice bran (RB) are the agricultural by-products used as poultry feed in many developing countries. However, their use for poultry feed is limited due to high fiber and the presence of anti-nutritional substances (e.g. ${\beta}-glucans$). The objective of this study was to develop a method to improve the quality of those brans by reducing the fiber content. Methods: A two-step fermentation method was developed where the second fermentation of first fermented dry bran was carried out. Fermentation was performed at a controlled environment for 3 h and 6 h (n = 6). The composition of brans, buffer solution and rumen liquor was maintained in a ratio of 1:2:3, respectively. Brans were analyzed for dry matter, crude fiber (CF), acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber (NDF), and acid detergent lignin (ADL) content. Celluloses and hemicelluloses were calculated from the difference of ADF-ADL and NDF-ADF, respectively. Samples were compared by two-factor analysis of variance followed by Tukey's multiple comparison tests (p<0.05). Results: CF %, ADF % and cellulose tended to decrease and NDF % and hemicellulose content was reduced significantly (p<0.05). After the 1st fermentation step, NDF decreased $10.7%{\pm}0.55%$ after 3 h vs $17.0%{\pm}0.78%$ after 6 h in case of WB. Whereas, these values were $2.3%{\pm}0.30%$ (3 h) and $7.5%{\pm}0.69%$ (6 h) in case of RB. However, after the 2nd fermentation step, the decrease in the NDF content amounted to $9.1%{\pm}0.72%$ (3 h), $17.4%{\pm}1.13%$ (6 h) and $9.3%{\pm}0.46%$ (3 h), $10.0%{\pm}0.68%$ (6 h) in WB and RB, respectively. Cellulose and hemicellulose content was reduced up to $15.6%{\pm}0.85%$ (WB), $15.8%{\pm}2.20%$ (RB) and $36.6%{\pm}2.42%$ (WB), $15.9%{\pm}3.53%$ (RB), respectively after 2nd fermentation of 6 h. Conclusion: Two-step fermentation process improved the quality of the brans for their use in poultry feed.

반추위 섬유소분해 박테리아 배양액의 투여 수준에 따른 한우 반추위 발효에 미치는 영향 (Effects of Increasing Inclusion Levels of Rumen Cellulolytic Bacteria Culture on In vivo Ruminal Fermentation Patterns in Hanwoo Heifers)

  • 박중국;정찬성;박도연;김현철;이승철;김창현
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제51권1호
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    • pp.45-52
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    • 2009
  • 본 연구는 홀스타인 젖소의 반추위에서 순수분리 및 동정된 섬유소 분해균인 Ruminococcus flavefaciens (H-20) 및 Fibrobactor succinogenes (H-23)의 혼합 배양액(DFM)을 수준별로 반추동물에 적용하였을 때 반추위발효와 섬유소분해효소 활성에 미치는 영향을 평가하였다. 대사시험은 반추위 fistula가 장착된 12개월령 한우 암소 4두를 이용하여 $4\times4$ Latin square 방법으로 실시되었다. 모든 처리구는 기초사료로, 농후사료 2 kg에 톨페스큐와 오차드그라스의 혼합건초 3 kg을 1일 2 회로 나누어 균등 급여하였으며, DFM을 사용하지 않은 처리구(control), 기초사료를 포함하여 1% (50 ml/day, H20 + H23), 3% (150 ml/day, H20 + H23) 및 5% (250 ml/day, H20 + H23) 수준의 네 처리군으로 나누어, 사료 급여시 DFM을 반추위 cannula 안으로 직접 주입하여 실시하였다. 본 실험 결과 급여 후 모든 시간에서, 처리구는 반추위액내 pH의 유의적 차이가 나타나지 않았으나, 반추위 암모니아 질소의 농도에서 DFM투여 후 1시간에 3% 처리구(19.47 mg/dl)는 5% 처리구(17.27 mg/dl)와 차이는 없었지만, 대조구 및 1% 처리구(14.5 및 14.9 mg/dl)와 비교하여 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). 섬유소분해효소활력은 전체적으로 유의한 효과가 나타나지 않았으나, xylanase는 0시간에 5% 처리구($119.49\;{\mu}mol$/ml/min)가 3% 처리구($72.02\;{\mu}mol$/ml/min)와 비교하여 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). VFA 농도는 butyric acid에서 급여후 1시간에 대조구(15.71 mM)와 비교하여 3% 처리구(24.48 mM)에서 유의적으로 높은 농도를 보였다(p<0.05). 이러한 결과로 미루어 보아 혐기성 섬유소분해 박테리아 배양액의 공급은 최소 3% 이상에서 반추위발효에 개선효과가 있는 것으로 나타났다.

농산부산물을 이용한 In Vitro 반추위발효 특성 및 적정 배합수준을 통한 옥수수 및 대두박 대체 효과 (Effects of Partial Replacement of Corn Grain and Soybean Meal with Agricultural By-Product Feeds on In Vitro Rumen Fermentation Characteristics and Optimum Levels of Mixing Ratio)

  • 박중국;임동현;김상범;기광석;이현준;권응기;조원모;김창현
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제53권5호
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    • pp.441-450
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    • 2011
  • 본 연구는 국내 농산부산물을 이용하여 in vitro 반추위 발효 특성을 조사하고 에너지 사료인 농후사료와 유사한 반추위 발효특성을 나타내는 농산부산물을 선정하여 최적배합수준을 통한 농후사료 대체 효과를 규명하기 위하여 수행하였다. 본 연구를 수행하기 위하여 국내에서 다량 생산되는 9점의 부산물(소맥피, 단백피, 제빵 부산물, 비지, 미강, 청치, 대두피, 주정박, 버섯배지)을 선발하였다. 1차 실험에서는 in vitro 배양을 통해 각각 원료사료의 시간대별(0, 3, 6, 12, 24, 48 h) 반추위 발효특성을 평가하였으며, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효특성을 나타내는 원료사료 2종류를 선발 하였다. 최종적으로 선발된 2종류의 원료사료는 다른 원료사료와 혼합한 조합구를 만들어 in vitro 배양을 통한 옥수수와 대두박의 대체효과를 평가하였다. 실험설계는 옥수수와 대두박을 기본배합으로 하여, 알팔파, 티머시 건초 및 옥수수사일리지를 조사료로 사용하였다(T1). T2구는 대두박을 비지로 2.5% 대체, T3구는 옥수수를 청치로 15% 대체하였으며, T4구는 옥수수와 대두박을 청치와 비지로 각각 10 및 5% 대체하여 in vitro 반추위 발효특성을 평가하였다. 각 원료사료와 농산부산물의 in vitro 반추위 발효 특성을 조사한 결과, 옥수수 및 대두박과 유사한 발효특성을 나타내는 농산부산물로 청치와 비지를 선정하였다. 2차 실험에서는 pH의 경우, T4구에서 T1구와 비교하여 유의하게 낮았으며, 가스발생량은 T3 구에서 T1구와 비교하여 유의하게 높았다(p<0.05). 또한 건물 분해율은 3 및 24시간에 T4구에서 T1구와 비교하여 높았다(p<0.05). 결과적으로 농산부산물인 청치와 비지의 사용은 옥수수와 대두박을 일부 대체하기 위해 사용가능할 것으로 판단된다.

INFLUENCE OF PROCESSING ON THE SITE AND EXTENT OF DIGESTION OF HIGH MOISTURE BARLEY IN CATTLE

  • Kennelly, J.J.;Ha, J.K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제3권4호
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    • pp.323-330
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    • 1990
  • Two experiments were conducted to evaluate the effect of processing and method of ensiling on the digestion and utilization of high moisture barley (HMB) in cattle. In experiment 1, four Holstein heifers were assigned in a Latin square design to diets containing 70% barley, 25% alfalfa hay and 5% supplement on a dry matter (DM) basis. Diets differed only in the type of barley fed: rolled dry barley (R-DB), rolled HBM (R-HMB), ground HMB (G-HMB) or unprocessed HMB (U-HMB). In experiment 2, three Holstein steers were fed 85.2% barley, 10.2% whole plant barley silage and 4.6% supplement on a DM basis. Again, diets differed only in the type of barley fed: R-DB, rolled HMB from a pit silo (Pit-HMB) or rolled HMB from a Harvestore silo (HAV-HMB). In experiment 1, digestibility coefficients for animals fed R-HMB were significantly higher than observed for U-HMB. While not significant, a similar trend for decreased digestibility was observed for R-DB and G-HMB. Animals fed HMB had significantly lower ruminal propionate concentrations. In addition, the rate of degradation of the degradable DM and crude protein (CP) fractions was slower for HMB than for dry barley. In experiment 2, a trend to lower digestibility coefficients was observed for animal fed R-DB compared to those fed Pit-HMB or HAV-HMB. Ruminal propionate concentrations for animals fed R-DB also tended to be higher than for those fed the HMB diets. Dry matter and CP disappearances from nylon bags was substantially lower for Pit-HMB than for R-DB or HAV-HMB. The results suggest that replacement of dry barley by rolled or unprocessed HMB in the diet of animals fed high grain diets may contribute to a more stable rumen environment.

Soluble Non-ammonia Nitrogen in Ruminal and Omasal Digesta of Korean Native Steers Supplemented with Soluble Proteins

  • Choi, Chang-Weon;Kim, K.H.;Chang, S.S.;Choi, N.J.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제25권9호
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    • pp.1269-1275
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    • 2012
  • An experiment was conducted to study the effect of soluble protein supplements on concentration of soluble non-ammonia nitrogen (SNAN) in the liquid phase of ruminal (RD) and omasal digesta (OD) of Korean native steers, and to investigate diurnal pattern in SNAN concentration in RD and OD. Three ruminally cannulated Korean native steers in a $3{\times}3$ Latin square design consumed a basal diet of rice straw and corn-based concentrate (control), and that supplemented (kg/d DM basis) with intact casein (0.24; IC) or acid hydrolyzed casein (0.46; AHC). Ruminal digesta was sampled using a vacuum pump, whereas OD was collected using an omasal sampling system at 2.0 h intervals after a morning feeding. The SNAN fractions (free amino acid (AA), peptide and soluble protein) in RD and OD were assessed using the ninhydrin assay. Concentrations of free AA and total SNAN in RD were significantly (p<0.05) lower than those in OD. Although free AA concentration was relatively high, mean peptide was quantitatively the most important fraction of total SNAN in both RD and OD, indicating that degradation of peptide to AA rather than hydrolysis of soluble protein to peptide or deamination may be the most limiting step in rumen proteolysis of Korean native steers. Diurnal variation in peptide concentration in OD for the soluble protein supplemented diets during the feeding cycle peaked 2 h post-feeding and decreased thereafter whereas that for the control was relatively constant during the entire feeding cycle. Diurnal variation in peptide concentration was rather similar between RD and OD.

Dietary Supplementation of Fat Increased Milk Fat Percentage without Affecting Ruminal Characteristics in Holstein Cows in a Warm Tropical Environment

  • Wang, A.S.;Jan, D.F.;Chen, K.J.;Yang, D.W.;Fan, Y.K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제17권2호
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    • pp.213-220
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    • 2004
  • The purpose of this experiment was to investigate the effect of the diets supplemented with lard or prilled fat ($Carolac^{(R)}$) on lactation performance, plasma constituents and ruminal characteristics of Holstein cows under a warm climate. In trial 1, 18 Holstein cows, 14 primiparas at 43 DIM and 4 multiparas at 55 DIM, were randomly assigned into six $3{\times3}$ Latin squares, in which three dietary treatments were isoproteinous but varying in energy contents and three 21 d periods. The treatments were basal diet (Control), basal diet supplemented with 2.5% lard (LD), and basal diet supplemented with 2.5% commercial Prilled fat (PF). In trial 2, three rumen canulated pregnant nonlactating Holstein cows with 550 kg average body weight were allotted into a $3{\times}3$ Latin square design with diets same as in trial 1 were fed to the cows at the level of 1.5% body weight on dry matter (DM) basis. The results indicated that the DM intake did not differ among the treatments. Milk yield and 4% FCM yield were greater (p<0.05) in PF than in Control. LD and PF resulted in greater milk fat percentage. Protein, lactose and solid contents in milk were not different among the three dietary treatments. The concentration of nonesterified fatty acids (NEFA) in plasma was significantly greater in LD and PF than that in Control. However, the concentrations of triglycerides, urea nitrogen, and cholesterol in plasma were not significantly different among the three treatments. Although the ruminal molar percentage of isobutyrate in LD and PF was greater, no significant difference was observed in ruminal pH, NH3-N concentration and VFA production among the three treatments. Diet supplemented with fat can improve milk yield and milk fat percentage without resulting in disadvantages of ruminal characteristics in cows at early lactation and under warm climate.

AI Analysis Method Utilizing Ingestible Bio-Sensors for Bovine Calving Predictions

  • Kim, Heejin;Min, Younjeong;Choi, Changhyuk;Choi, Byoungju
    • 한국정보기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.127-137
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    • 2018
  • 가축의 분만은 농가의 재산을 늘릴 수 있는 중요한 수단이므로 이를 관리하는 것은 농업 경영에 필수적인 항목이다. 특히 축우는 다른 가축에 비해 단가가 높고, 생산성 측면에서 농가의 소득과 밀접히 연관되어 있으며 축우의 42%는 밤에 분만이 이루어지고 있어 정확한 분만 예측은 더 중요하다고 할 수 있다. 그리하여 본 논문에서는 경구 투여용 센서를 통해 반추위 내의 심부 체온을 외부 환경의 간섭 없이 안정적으로 실시간 측정하고 이를 딥러닝에 적용함으로써 분만 시점을 예측하는 방법을 제안 하였고, 실제 축우를 대상으로 실험을 수행한 결과 실제 분만 시간 대비 평균 3시간 40분의 오차만 보여 기존 분만 예측 방법보다 정확하게 분만일을 예측하는 것을 확인하였다. 제안하는 방법을 통해 축우의 분만을 정확하게 예측하여 난산의 위험 없이 성공적으로 분만 하도록 도움을 줌으로써 농가의 경제적 피해를 절감할 수 있을 것으로 기대한다.

젖소 만성 창상성심낭염의 증례보고 및 고찰 (A case study of chronic traumatic pericarditis (Hardware disease) in a Holstein cattle)

  • 김종호;이경현;노수권;조헌호;소병재;김희진
    • 한국동물위생학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.45-49
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    • 2021
  • A 23-month-old Holstein cattle showed excess salivation and reluctance of walking and suddenly died after forced sudden movements. Grossly, numerous fibrous adhesions were present within cranial abdominal cavity including the reticulum and diaphragm and thoracic cavity involving lungs, pericardial sac, and heart. A perforation made by a 10 cm-long sharp-ended wire was detected in the reticulum. Histopathologically, fibrous suppurative epicarditis and myocardial necrosis were observed. Fibrosis with neovascularization were found in lungs, spleen, and liver. And granulomatous reticulitis was observed. For differential diagnosis, no pathogenic bacteria were detected through microbiological tests and PCR results were also negative for bovine susceptible pathogenic antigens. Based on the gross and histopathological examination, we diagnosed this case as chronic traumatic pericarditis. Cattle are inquisitive and prone to swallow various kinds of metallic foreign bodies since they do not use their lips. Therefore, avoiding ingestion of metallic objects in animal feed and animal areas by careful environmental management of farms is required and farmers should give the adequate minerals and vitamins into the feeds not to lick or shallow foreign bodies in case of mineral deficiency. For veterinary practitioners, physical examination, blood tests, and diagnostic imaging (X-ray and Ultrasonography) are required for an exact diagnosis. Furthermore, placing the magnets in rumen would be effective for prophylactic administrations.

곡류 사료원별 육성기 한우 장내발효에 의한 메탄가스 배출량 비교 (Comparison of Methane Production in Korean Native Cattle (Hanwoo) Fed Different Grain Sources)

  • 설용주;김경훈;백열창;이상철;옥지운;이강연;홍성구;박규현;최창원;이성실;오영균
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제53권2호
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    • pp.161-169
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    • 2011
  • 본 연구는 거세 한우의 육성기 기간에 각각 보리와 옥수수 위주의 농후사료를 급여하여 발생되는 메탄가스를 측정하는데 그 목적이 있다. 공시 사료는 보리와 옥수수 위주의 농후사료 60%와 티모시 건초 40% 비율로 급여하였고 TDN 함량은 71.4%, CP는 14.6% 이었다. 시험은 Korean Feeding Standard for Hanwoo(2007)에 따라 각각 일당 증체량 0.7 kg/일에 필요한 각각의 TDN량 2.80 kg의 공시사료를 섭취할 수 있도록 하는 tripled 2 ${\times}$ 2 Latin square design으로 수행하였다. 사료 및 환경 적응기간 총 14일과 분 뇨 가스 측정기간 4일로 하여 진행하였고, 메탄가스는 후드식 챔버에서 입식되어 하루 동안 측정하였다. 건물 섭취량은 보리 처리구에서 3.9 kg, 옥수수 처리구는 3.8 kg으로 보리처리구가 유의적으로 섭취량이 높았다(P<0.05). 보리와 옥수수 위주의 사료를 급여했을 때 사료의 특성상 보리가 옥수수보다 반추위 내 정체 시간 및 소화속도에서 차이가 있었으나 DM, CF, NFE, NDF와 ADF 소화율의 차이는 없었다. 보리와 옥수수 급여구 섭취에너지는 대사체중 당 총에너지 섭취량은 각각 337.6 kcal/$BW^{0.75}$와 337.2 kcal/$BW^{0.75}$이었다. 총 섭취에너지 중 분으로 손실된 에너지는 보리 26.5%와 옥수수 29.6% 수준이었고, 뇨로 손실된 에너지는 보리 2.8%와 옥수수 2.3% 수준이었다. 체열에 의한 손실량도 보리와 옥수수 급여구 각각 32.4%와 34.0% 이었다. 보리와 옥수수 섭취에 따른 대사율(ME/GE)은 보리 0.64(ME/GE), 옥수수 0.62 (ME/GE) 이었다. 호흡가스에 의해 발생되는 산소, 이산화탄소와 메탄생성량은 보리위주 농후사료를 급여했을 때 산소 소모량 1.89 kg/day, 이산화탄소와 메탄 생성량은 2.71 kg/day와 86.8 g/day이고, 옥수수 위주의 농후사료를 급여했을 때의 산소 소모량 1.68 kg/day, 이산화탄소와 메탄 생성량은 2.23 kg/day와 77.7 g/day 이었다. 육성기에서는 보리위주 농후사료와 옥수수위주 농후사료를 급여하였을 때 산소 소모량이 거의 같았고, 보리위주의 농후사료를 급여하였을 때 이산화탄소와 메탄생성량이 각각 19.2%와 8.2% 높았다. 메탄배출계수는 보리와 옥수수 위주의 농후사료 급여 시 31.7 $CH_4\;head^{-1}\;yr^{-1}$과 28.4 kg $CH_4\;head^{-1}\;yr^{-1}$로 나타났다. 메탄전환계수는 섭취한 사료에 대한 에너지 손실율이 보리는 보리 급여구에서 6.5% (0.065 Ym) 이었고, 옥수수 급여구에서 5.5% (0.055 Ym)으로 나타났다. 본 연구는 후드식 챔버를 이용하여 급여사료와 급여 에너지 차이가 사양시기별 한우에 의해서 배출되는 메탄가스를 측정하여 메탄 배출계수와 메탄전환계수를 예측하여 국가 온실가스 인벤토리 작성에 그 목적이 있다.

거세한우의 유지에너지 요구량 결정 (Determination of Energy Requirements for Maintenance in Hanwoo Steers)

  • 김경훈;오영균;김원;이상철;신기준;전병태
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권2호
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    • pp.193-200
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    • 2004
  • 본 연구는 거세우가 1일 필요로 하는 유지를 위한 에너지요구량을 구하기 위해 실시하였다. 유지를 위한 에너지요구량 실험은 6개월령에 거세한 평균체중 376.6$\pm$12.5kg의 한우 9두를 공시하였고, 사료에너지 섭취수준은 배합사료와 볏짚의 비율을 56:44로 하면서 유지 수준(Maintenance)의 약 0.8배(0.8M), 1.2배(1.2M), 1.6배(1.6M) 섭취할 수 있도록 사료급여량으로 조절하여 에너지 균형법에 의해 실시하였다. 대사체중당 총 건물섭취량은 0.8M, 1.2M 그리고 1.6M이 각각 48.5, 64.9그리고 86.5g/$BW^{0.75}$을 섭취한 것으로 나타났고, 에너지 및 단백질의 농도가 같았던 본 시험사료는 건물섭취량을 증가시켜 총에너지 섭취량을 높여도 건물, 유기물, 조단백질, 조섬유, 조지방, 가용무질소물의 소화율에는 영향이 없었다. 평균 대사체중당 총 에너지섭취량은 0.8M, 1.2M, 1.6M에서 각각 190.8, 255.8, 340.9kcal/$BW^{0.75}$이었고, 분으로 손실된 에너지는 총 에너지섭취량의 약 41% 수준, 뇨로 손실된 에너지는 1.5% 이하였다. 또한 반추위 발효과정에서 발생하는 메탄에 의한 에너지 손실은 5${\sim}$9%의 범위였으며, 체열에 의한 손실량은 40${\sim}$60% 이었다. 0.8M, 1.2M, 1.6M의 에너지 수준별 대사에너지 섭취량, 92.6, 134.8, 181.0kcal/$BW^{0.75}$과 각각의 체축적에너지 -20.7, 6.2, 38.5kcal/BW0.75과의 관계식에서 X축 절편값, 즉 유지를 위한 에너지요구량은 대사에너지로 124.3kcal $ME/BW^{0.75}$로 나타났다.