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ISSN : 2287-5824(Print)
ISSN : 2287-5832(Online)
Journal of The Korean Society of Grassland and Forage Science Vol.37 No.4 pp.283-289
DOI : https://doi.org/10.5333/KGFS.2017.37.4.283

Effect of Shading Degrees on Yields and Nutritive Values of Forage in Forest-Grassland

Won Ho Kim, Hyun Seup Kim, Hyung-Su Park, Jeong Sung Jung, Ki-Choon Choi*
Grassland and Forages Division, National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 331-808, Republic of Korea.
Corresponding author : Ki Choon Choi, National Institute of Animal Science, RDA, Cheonan 331-808, Korea, +82-41-580-6752, +82-41-580-6779, choiwh@korea.kr
08/05/2017 10/11/2017 11/11/2017

Abstract

The present study was carried out to explore the potential effect of shading degrees on yields and nutritive values of forage in forest-grassland. This experiment was conducted this study under different natural shading at National Institute of Animal Science, Cheonan province in Korea, for 2 years (from 2015 to 2016). This experiment was consisted of four different shading degrees, such as full sunlight (control, 10% below), 25% of shading, 35% of shading, 50% of shading. Pasture species used in this study were orchardgrass ‘Kodiwin’, perenial ryegrass ‘Linn’, tall fescue ‘Purumi’, kentuky bluegrass ‘Kenblue’, and white clover ‘Ladino’. Botanical composition of orchardgrass was higher than that of perenial ryegrass, tall fescue and kentuky bluegrass. Dry matter (DM) yields of forage decreased as increasing shading degrees. DM yields of forage significantly decreased as increasing shading degrees and lots of cutting times under increasing shading degrees decreased DM yields of forage. The content of crude protein increased as increasing shading degrees and the contents of acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber (NDF), the activity of total digestible nutrient (TDN) and in-vitro digestibility (IVD), and relative feed value (RFV) were similar in control and different shading. This study suggests that orchardgrass is major component for forest-grassland and establishment of orchardgrass can be improved by increasing shading degrees.


차광정도가 임간초지 혼파초지의 식생 및 목초생산성에 미치는 영향

김 원호, 김 현섭, 박 형수, 정 종성, 최 기춘*
국립축산과학원

초록


    Rural Development Administration
    PJ01018602

    Ⅰ.서 론

    최근 국제곡물가격과 수입조사료 가격이 상승함에 따라 축 산농가 그리고 산・학・연・정의 관심과 노력으로 조사료 재배 면적은 크게 증가하고 있으며 특히 유휴 산지를 초지로 조성 해 양질의 조사료 확보하기 위한 노력이 진행되고 있는 실정 이다(Lee et al., 1999; Park et al., 1998; Huh and Leung, 1997; Chun and Kim, 1990; Lee, 1983).

    과거 우리나라 산지 초지 면적은 1980년대에 9만 5천ha 정 도였으나 현재 3만 8천ha로 급격하게 초지 이용 면적이 감소 되었는데 이는 높은 농후사료에 대한 의존도와 초지에 대한 부정적 인식 등에 의한 것으로 알려져 있다. 그러나 산지초지 를 활용한 축산은 가축사육에 필요한 생산비를 낮추고 배설 물을 다시 초지에 환원하는 순환농업이 가능하고 초지 방목 으로 가축의 건강은 물론 동물복지 그리고 안전축산물 생산 까지 실현할 수 있는 장점이 있기 때문에 산지초지 활성화 측 면에서도 그 필요성이 매우 크게 인정되고 있다. 현재의 축산 업은 가축의 밀집사육, 다량의 가축분뇨 발생, 우량 농경지의 잠식 그리고 구제역과 같은 질병 발생 등에 대응하기 위한 새 로운 축산업의 패러다임을 요구받고 있는 실정이다.

    우리나라는 산이 전국토의 64%를 차지하기 때문에 가축의 풀 사료와 임목을 동시에 생산할 수 있는 임간초지를 조성하 여 활용하는 것이 유리하다고 많은 연구자들은 보고하였다 (Kim and Sung, 2009; Seo et al., 1990; Seo et al., 1989). 그러 나 임간초지에서 목초의 생산성을 유지 또는 높이기 위해서 는 광량이 중요한데 광량에 대한 목초의 생육차이는 초종과 품종에 따라 차이가 있기 때문에 초종이나 품종에 따른 광량 의 차이를 고려하여야 하며, 이를 위해서는 임간초지 조성지 에서 자연광량은 적어도 50% 이상은 되어야 적합하다고 보 고 되고 있다(Seo et al., 1990; Han et al., 1985; Stritzke et al., 1976). 그리고 목초는 차광정도에 따라 건물생산성, 분얼 수 등이 현저하게 차이를 보이기 때문에 임간초지에서 차광에 관련된 연구는 매우 중요하다(Savin R. and Slafer, 1991; Mitchell and Coles, 1955).

    궁극적으로 산지초지를 이용한 조사료 생산기반 확대 그리 고 친환경 축산실현을 위해 초지이용 기술 개발, 특히 가축과 산림을 효율적이면서 경제적으로 이용하기 위하여 임간초지 형태의 산지초지 조성기술 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 오차드그라스 위주의 혼파 임간초지 조성지에 서 차광정도에 따른 혼파목초의 생산성을 유지하기 위한 기 초자료를 얻기 위해서 수행하였다.

    Ⅱ.재료 및 방법

    본 연구는 차광 정도별 오차드그라스 위주의 혼파조합에서 식생비율 및 목초생산성을 파악하기 위하여 충남 천안 소재 국립축산과학원 축산자원개량부 임간초지내의 영년혼파초지 시험포에서 2014년 4월부터 2016년 10월까지 2개년에 걸쳐 수행하였으며, 공시토양의 이화학적 특성은 Table 1과 같다.

    시험설계는 소나무 위주의 목본류에 의한 자연차광 조건하 에서 차광정도를 달리하여 관행구(10%이하), 25% 이하, 35〫% 이하 및 50% 이하로 하였고 공시작물로써 톨페스큐(푸르미), 오차드그라스(Potomac) 페레니얼라이그라스(Linn), 켄터키블 루그라스(Kenblue), 화이트클로버(Ladino)를 이용하였다. 그 리고 목초의 파종량은 ha당 오차드그라스 17.5kg, 톨페스큐 7.5kg, 페레니얼라이그라스 3kg, 켄터키블루그라스 3kg, 화이 트클로버 2kg를 각각 2014년 9월 5일에 파종하였다. 시험구 의 배치는 난괴법 3반복으로 하였으며 각 시험구의 면적은 12㎡(3m×4m)씩으로 하였다. 초지내 시비량과 시비방법은 Table 2 및 Table 3과 같다. 초지내 목초의 생육상태를 시기별 로 조사하였으며 또한 목초의 생산성 조사를 위한 목초의 예 취횟수는 년간 4회씩으로 관행에 의하여 적기에 수확 후 생 초량을 측정하였고 그중 일부를 채취 칭량후 80℃ 건조기에 서 48시간 건조 후 건물생산량을 산출하였다. 이때 목초의 수 확은 각각 1차는 2015년 5월 4일 및, 2016년 5월 2일, 2차는 2015년 6월 29일 및 2016년 6월20일, 3차는 2015년 8월 17일 및 2016년 8월 24일, 4차는 2015년 10월 12일, 2016. 10월 10 일에 하였으며 건물생산량은 시험구 전량을 수확하여 환산하 여 제시하였다.

    목초의 사료가치를 파악하기 위하여 건조된 시료는 20 mesh의 wiley mill로 분쇄하여 조단백질(Crude protein ,CP)은 AOAC법 (1990)에 의해 분석하였고, Neutral detergent fiber (NDF) 및 Acid detergent fiber (ADF) 함량은 Goering 및 Van soest법 (1970)으로 그리고, 가소화영양소 총량(total digestible nutrients, TDN)은 산출하였다(Choi et al., 2015).

    본 연구를 통해 얻어진 실험결과는 Windows 용 SPSS/PC (Statistical Package for the Science, ver 12.0. USA) 통계프로그램 을 이용하여 최소유의성을 검정 P-value가 0.05로 평가하였다.

    Ⅲ.결과 및 고찰

    1.식생변화

    임간초지에서 오차드그라스 위주 혼파초지 조성지에서 차 광정도에 따른 혼파목초의 식생변화에 대한 결과는 Table 3 과 같다.

    초지조성 1년차의 경우, 예취가 진행될수록 오차드그라스 의 식생비율은 증가되었으나 톨페스큐, 페레니얼라이그라스 그리고 켄터키블루그라스는 감소하였다. 잡초는 1차 예취 후 에는 줄어드는 경향을 보였다.

    초지조성 2년차의 경우, 예취가 진행될수록 오차드그라스 와 톨페스큐는 비슷한 식생비율을 보였으나 페레니얼라이그 라스 그리고 켄터키블루그라스는 감소하였다. 1년차의 경우 와 비슷한 경향을 보였다. 1차 년도 보다 2차 년도에서 오차 드그라스 식생은 현저하게 증가하였나 톨페스큐, 페레니얼라 이그라스 그리고 켄터키블루그라스는 2차년도에서 감소하는 추세를 보였다.

    초지조성 1년차의 경우 차광정도가 높을수록 오차드그라 스는 감소하는 경향을 보였으나 톨페스큐, 페레니얼라이그라 스 그리고 켄터키블루그라스는 증가하였다.

    초지조성 2년차의 경우 1차 년도와 같이 차광정도가 높을 수록 오차드그라스, 페레니얼라이그라스 그리고 켄터키블루 그라스는 약간 감소하는 경향을 보였으나 톨페스큐는 증가하 였다. 잡초는 1차 년도와는 달리 비슷한 수준을 보였다.

    모든 혼파초지에서 차광정도에 관계없이 1차 년도 및 2차 년도 모두 오차드그라스의 식생비율이 가장 높은 경향을 보 였으며 켄터키블루그라스, 톨페스큐 그리고 페레니얼라이그 라스의 순으로 나타났다. 그리고 차광정도가 많을수록 오차 드그라스의 식생비율은 감소하였으나 톨페스큐는 증가하였 다. 또한 1차 년도에서 페레니얼라이그라스 그리고 켄터키블 루그라스는 증가하였으나 2차 년도에서는 감소하였다. 식생 비율측면에서도 1차년도에 비해 2차년도에서 오차드그라스 는 약 20~25% 증가하였으나 톨페스큐, 페레니얼라이그라스 그리고 켄터키블루그라스는 약 4~12% 정도 감소하였다.

    Kim and Sung (2009)는 혼파초지에서 차광정도와 관계없 이 오차드그라스가 우점되고 또한 페레니얼라이그라스는 모 든 차광조건에서 평균 20%의 식생을 보였다고 보고하였는데 본 연구에서도 오차드그라스 식생의 결과는 유사한 경향을 보였다. 그러나 페레니얼라이그라스는 1년차에서는 약 12%, 2년차에서는 0.3%정도를 보였는데 이는 오차드그라스의 생 육이 왕성하여 음지에서 페레니얼라이그라스의 생육이 활발 하지 못한 것이기 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 차광 정도가 높고 예취빈도가 많아지면 혼파목초의 식생은 현저하 게 감소되었다.

    많은 연구자들은 임간초지 조성 시 가장 주의를 기울여야 할 것은 임목의 그늘에 의한 하층식물의 생육저하라고 하였 는데 임간초지에서 안정된 식생을 유지하기 위한 자연광량은 보통 40-50%라고 알려져 있다(Stritzke et al., 1976; Han et al., 1985).

    Seo et al. (1990)은 차광정도가 45-50%되는 초지에서 목초 의 생육은 차이가 있다고 하였으며 또한 계절에 따라 차이가 커서 여름철과 가을철로 갈수록 식생은 불량하다고 보고하였 는데 본 연구에서도 비슷한 결과를 보였다.

    이처럼 오차드그라스는 다른 화본과 목초에 비하여 차광조 건에서 강한 생장을 보이기 때문에 차광정도가 높은 임간초 지 조성시에 가장 적합한 초종이다. 또한 예취횟수를 조절함 으로써 톨페스큐, 켄터키블루그라스 및 페레니얼라이그라스 의 식생비율을 높일 수 있을 것으로 보여지기 때문에 차광정 도에 따라 예취빈도 및 예취시기를 조절함으로써 초지의 수 명을 증가시킬 수 있을 것으로 생각된다. 또한 임간초지의 경 우 목초예취관리 및 방목이용 관련 시험에서는 계절별 초지 식생 관리에 많은 주의가 필요할 것으로 생각된다.

    2.목초생산성

    임간초지에서 오차드그라스 위주 혼파초지에서 차광정도 에 따른 혼파목초의 식생변화에 대한 결과는 Table 4와 같다. 초지조성 1년차 및 2차 년도 모두 예취가 진행될수록 목초의 건물 수량은 감소하였으며 차광정도가 높을수록 수량감소가 나타났으나 감소 폭은 적었다. 그러나 예취횟수 및 차광정도 에 따른 통계적인 차이는 인정되지 않았다. 그리고 초지조성 1년차의 목초 건물수량은 2차년에 비해 약 20%정도 많았다. 임간초지에서 1차년도 오차드그라스 위주 혼파조합에서는 차광정도가 35%이상에서도 안정적으로 목초가 생육하는 것 을 확인하였다(p<0.05). 이는 오차드그라스는 어느 정도 음지 인 곳에서 생육이 왕성하기 때문인 것으로 보여 진다. 그러나 2차년도에서는 차광정도에 따라 큰 차이는 보이지 않았다.

    Seo et al. (1990)은 차광정도와 계절에 따라 목초 생산성은 차이가 있다고 하였으며 본 연구에서도 비슷한 경향을 보였 다. 특히 차광정도가 높은 상태에서 예취횟수가 많아지면 목 초생산성은 현저하게 감소하는 경향을 보였다. 또한 Seo et al. (1990)은 여름철과 가을철로 갈수록 목초 생육과 생산성 이 차이가 있다고 하면서 임간초지에서는 비음도에 따라 목 초의 생산성이 차이를 보이기 떄문에 질소시비수준도 비음도 에 따라 결정해야 한다고 제시하였다.

    3.사료가치

    임간초지에서 오차드그라스 위주 혼파초지 조성지에서 차 광정도에 따른 혼파목초의 사료가치에 대한 결과는 Table 5 와 같다.

    모든 예취시기에서 차광정도가 높을수록 조단백질 함량이 증가하였으나 통계적인 차이는 인정되지 않았다. 차광정도별 로 ADF 및 NDF 함량차이는 보이지 않았으며 소화율과 가소 화영양소 총량도 차이를 보이지 않았다. 또한 상대적 사료가 치도 차광정도에 따라 큰 차이는 보이지 않았다.

    Park et al.(1988)은 차광정도가 높을수록 단백질 함량은 증 가하였는데, 이는 차광정도가 높을수록 흡수한 질소가 아미 노산이나 단백질로 합성 되어야 하는데 그러지 못하고 질산 태질소 형태로 축적되기 떄문인 것으로 보고하였는데 본 연 구 결과도 유사한 조단백질 함량 변화를 보였다. 그리고 차광 정도가 높아질수록 섬유소 함량은 낮아진다고 보고(Park et al., 1988) 하였으나 본 연구에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 많은 연구자들은 목초의 품질을 고려한 한계광량은 자연광량 의 55-60%정도라고 보고하고 있다(Lee and Yoon, 1985; Park, 1988; Seo et al., 1989). 따라서 여러 차광조건하에서 예 취빈도 및 예취시기에 따른 사료가치 변화에 대한 다각적인 연구가 진행되어야 할 것으로 보여 진다.

    Ⅳ.적 요

    본 연구는 임간초지에서 차광정도에 따른 목초의 식생변화 및 생산성을 조사하기 위해서 수행되었다. 본 시험구는 충남 천안 소재 국립축산과학원 축산자원개량부 천연 임간초지 시 험포에서 2014년 4월부터 2016년 8월까지 3개년에 걸쳐 수행 하였다. 시험구는 차광정도를 달리하여 관행구(10%이하), 25% 이하, 35〫% 이하 및 50% 이하로 하였으며 공시작물로써 톨페 스큐(Furumi), 오차드그라스(Kodiwin), 페레니얼라이그라스 (Linn), 켄터키블루그라스(Kenblue), 화이트클로버(Ladino)를 이용하였다.

    본 시험의 임간초지 식생구성은 오차드그라스가 가장 높았 고 페레니얼라이그라스, 켄터키블루그라스, 톨페스큐 순으로 높았다. 혼파초지에서 차광정도가 높을수록 목초의 건물수량 은 감소되었으며 차광정도가 높은 상태에서 예취횟수가 많아 지면 목초생산성은 현저하게 감소하는 경향을 보였다. 차광 정도가 높을수록 목초의 조단백질 함량이 증가하는 경향을 보였으나 통계적인 차이는 보이지 않았다 그리고 ADF 및 NDF 함량, 가소화영양소 총량 그리고 소화율에서도 차이를 보이지 않았다. 또한 상대적 사료가치도 차광정도에 따라 큰 차이는 보이지 않았다. 따라서 오차드그라스는 임간초지에서 매우 중요한 목초이며 특히 차광정도가 심할수록 오차드그라 스의 효과는 높을 것이라 생각한다.

    Ⅴ.사 사

    Ⅴ.

    본 논문은 농촌진흥청 공동연구사업(산림 울폐도별 적정 혼파조합 선발 및 초지조성 기술 개발, PJ01018602)의 지원에 의해 이루어진 것임.

    Figure

    Table

    Chemical characteristics of the soil used in this experiment

    1)TN: total notrogen
    2)OM: organic matter
    3)CEC: cation exchange capacity

    Application levels and times of chemical fertilizer in this experiment

    Botanical composition under various shading degrees at each harvest date in forest-grassland

    1)ORG: orchardgrass
    2)TF: tall fescue
    3)PRG: perenial ryegrass
    4)KBG: kentuky bluegrass
    5)WC: white clover

    Dry matter yields under various shading degrees at each harvest date in forest-grassland. for 2 years

    abMeans with different letters within a column are significantly different at the 5% level.

    Nutritive values under various shading degrees at each harvest date in forest-grassland

    1)CP: Crude protein
    2)ADF: Acid detergent fiber
    3)NDF: Neutral detergent fiber
    4)TDN: Total digestible nutrient
    5)IVDMD: in vitro dry matter digestibility
    6)RFV: Relative feed value

    Reference

    1. AOAC (1990) Official method of analysis,
    2. Choi K.C. , Ilavenil S. , Valan Arasu M. , Park H.S. , Kim W.H. (2015) Effect of addition of lactic acid bacteria on fermentation quality of rye silage. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.35 ; pp.277-282
    3. Chun W.B. , Kim K.H. (1990) Effects of slope exposure and altitude on productivity of orchardgrass in mountain pasture. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.10 ; pp.137-140
    4. Goering H.K. , Van Soest P.J. (1970) Forage fiber analysis. Agic. Handbook 379., U. S. Gov. Print. Office,
    5. Han Y.C. , Park M.S. , Seo S. , Kim J.G. , Lee J.Y. , Kim D.A. (1985) Studies on the grassland development in the forest. I. Botanical composition and yield of grass-clover mixtures grown under pine trees. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.5 ; pp.37-44
    6. Huh S.N. , Leung D. (1997) Studies on the improvement and management of hill pasture. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.17 ; pp.329-344
    7. Lee J.S. , Lee S.Y. , Cho I.H. (1999) The estimation of optimal nitrogen and lime application levels on the growth control of sheep sorrel(Rumex acetocella L.) in Mountainous Pastures. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.19 ; pp.363-372
    8. Lee I.D. (1983) Studies on the improvement of mountainous pasture I. Effect of the various litters on germination, establishment, and herbage production of oversown grasses. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.4 ; pp.35-40
    9. Lee I.D. , Yoon I.S. (1985) Studies on the improvement and utilization of pasture in the forest. I. The effect of shading degree and fertilization levels on early seedling growth and dry matter yield of forest pasture. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.8 ; pp.162-166
    10. Kim B.W. , Seong K.I. (2009) Effect of shading degree on grass production, forage quality and botanical composition of grass-clover mixture. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.29 ; pp.245-252
    11. Mitchell K.J. , Coles S.T. (1955) Effects of defoliation and shading on short rotation ryegrass. , N.Z. J. Sci. Technol., Vol.37A ; pp.586-604
    12. Park G.J. , Choi G.J. , Lee P.S. (1998) Effect of NPK-application and utilization on the productivity of dry matter and nutrient of forages in hilly pasture. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.18 ; pp.251-258
    13. Park M.S. , Seo S. , Han Y.C. , Lee J.K. (1988) Studies on the grassland development in the forest. VIII. Effect of shading degrees on the grass quality, digestibility and nitrate nitrogen concentration of main grasses. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.8 ; pp.85-91
    14. Seo S. , Han Y.C. , Park M.S. (1989) Studies on the grassland management in late-autumn and early-spring IV. Effect of application levels of NPK fertilizer in late-autumn on winter survival, early spring growth and yield of grasses. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.9 ; pp.82-87
    15. Savin R. , Slafer G.A. (1991) Shading effects on the yield of an Argentinian wheat cultivar. , J. Agric. Sci., Vol.116 ; pp.1-7
    16. Seo S. , Lee J.K. , Han Y.C. , Lee M.Y. (1990) Studies on the grassland development in the forest. XI. Effect of nitrogen fertilization on grass growth, yield and botanical composition by growing season and growth stage in pature under shade condition. , Han-guk Choji Josaryo Hakoeji, Vol.10 ; pp.89-95
    17. Stritzke J.F. , Croy L.I. , McMurphy W.E. (1976) Effect of shde and fertility on NO3-N accumulation, carbohydrate content and dry matter production of tall fescue. , Agron. J., Vol.60 ; pp.387-389