KR100894820B1 - 희토류원소를 함유한 사료첨가제 및 퇴비 - Google Patents

희토류원소를 함유한 사료첨가제 및 퇴비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 희토류원소를 함유한 사료첨가제 및 이런 희토류원소 함유 사료첨가제를 급여한 가축의 배설물을 원료로 사용하는 퇴비에 관한 것이다. 본 발명에 따른 희토류원소를 함유한 사료첨가제는, 염화희토((RE)Cl3), 질산희토((RE)NO3) 및 산화희토((RE)2O3)로부터 선택되는 적어도 하나의 희토류원소 화합물을 함유하고, 상기 희토류원소(RE)는 란탄(Lanthanum; La), 세륨(Cerium; Ce), 프라세오디뮴(Praseodymium; Pr), 네오디뮴(Neodymium; Nd), 프로메튬(Promethium; Pm), 사마륨(Samarium; Sm), 유로퓸(Europium; Eu), 가돌리늄(Gadolinium; Gd), 테르븀(Terbium; Tm), 디스프로슘(Dysprosium; Dy), 홀뮴(Holmium; Ho), 에르븀(Erbium; Er), 툴륨(Thulium; Tm), 이테르븀(Ytterbium; Yb), 루테튬(Lutetium; Lu), 스칸듐(Scandium; Sc) 및 이트륨(Yttrium ;Yt) 중에서 선택되는 적어도 하나의 희토류원소이다. 본 발명에 따른 희토류원소를 함유한 퇴비는 상기 본 발명에 따른 희토류원소 함유 사료첨가제를 급여한 가축의 분뇨를 원료로 하여 제조된다.

Description

희토류원소를 함유한 사료첨가제 및 퇴비{Feed Additive and Compost Having Rare Earth Element}
본 발명은 가축용 사료첨가제 및 퇴비에 관한 것이며, 보다 상세하게는 양축용 사료로 널리 사용되는 무기태 구리와 아연을 대체하여 사용함으로써 무기태 구리와 아연의 과도한 사용으로 인한 부작용을 최소화할 수 있는 희토류원소를 함유한 사료첨가제 및 이런 희토류원소 함유 사료첨가제를 급여한 가축의 배설물을 원료로 사용하는 퇴비에 관한 것이다.
일반적으로 가축사료에는 가축의 영양적 균형을 유지하고 생산성을 높이기 위해, 칼슘(Ca), 인(P), 칼륨(K), 아연(Zn), 구리(Cu), 요오드(I), 셀레늄(Se), 황(S), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co) 등 매우 다양한 종류의 영양소를 첨가하고 있다.
이들 영양소의 대부분은 무기태 화합물 형태로 가축사료 등에 첨가하며, 일부 그 흡수 이용률을 고려하여 아미노산이나 단백질과 결합된 유기태 화합물 형태로 사용되기도 한다.
특히 구리와 아연은 영양적 요구량 보다 많은 고농도로 사용하면 항생제와 유사한 성장촉진효과와 설사예방효과가 있고, 장관내의 세균총을 살멸하며, 축분 냄새를 줄이는 효과 등 각종 효능이 알려지면서, 산화아연이나 황산구리 등의 고농도의 무기태 화합물 형태로 가축사료에 널리 첨가되고 있다.
그러나 이와 같은 고농도의 구리와 아연의 사용은 가축의 생산성을 높일 수는 있지만, 흡수되지 못한 아연과 구리가 체외로 배출되어 축분을 이용한 퇴비의 부숙(腐熟)을 방해하고 강물이나 하천을 오염시키며 농작물의 생육에 피해를 주는 등의 여러 부작용을 유발시키고 있다.
구리는 체내에서 적혈구 형성에 필수 원소이고 결핍되면 빈혈을 유발하고, 에너지 대사를 포함한 효소체계에도 관여하며, 정상적인 피모색깔을 유지하는 것에 필수적인 것으로 알려져 있다.
무기태인 황산구리(CuSO4)로서 구리를 가축에 급여하면, 항생제와 유사한 성장촉진효과를 나타내기 때문에 성장촉진 광물질로 알려져 있다. 그러나 돼지의 경우 필요한 구리의 영양적 요구량은 단지 10-12ppm 정도에 불과하다.
125-250ppm 수준으로 황산구리를 항생제와 병용하면 항생제의 사용효과를 높이는 상승작용이 있다. 그러나 황산구리는 독성이 강한 편이어서 체내의 장내 세균총을 비선택적으로 살멸시킨다. 황산구리의 가축 치사량은 축종에 따라 차이는 있지만 돼지에서는 일부 내성이 있고 양의 경우에는 50ppm 정도만으로도 폐사할 수 있다.
황산구리는 축사내의 분변 냄새를 줄이고 분변을 검게 보게 하는 효과가 있 지만, 이는 사료의 소화율이 높아진 결과는 아니며, 오히려 축분을 퇴비화할 경우에 발효 속도를 감소시키고 슬러리의 숙성기간을 지연시켜서 부패의 원인이 되므로 자원화에 역행하는 결과를 가져오며, 장기적으로는 분변 중으로 배출된 구리가 축적되어 수질과 토양의 오염을 가져오고 식물의 황백현상과 뿌리의 신장 및 발생 저하를 유발하며 철 결핍증과 효소활성 및 광합성을 저해하는 원인이 되기도 한다.
그러나 양축 현장의 사료에는 성장촉진과 사료효율향상 등을 위하여 영양요구량의 10-20배 이상의 구리가 사용되고 있는 바, 이를 일반적으로 사료에 첨가하는 '고농도 구리'라 한다.
아연은 체내에서 각종 효소의 구성성분이고 조효소로서 역할과 각종 호르몬의 구성 성분이며, 따라서 아연이 결핍되면 성장 및 식욕이 감소하고 피모(케라틴) 성장이 저해된다. 또한 아연은 가축 체내에서 설사를 유발하는 장내 대장균의 증식을 억제하는 효과가 있으며 특히 유기산과 병용할 경우에는 사용효과가 상승된다.
그러나 고농도의 아연 사용은 토양 및 수질에 악영향을 미칠 수 있고 또한 식물에서는 뒤틀림 현상이나 생장 위축 및 황화현상을 유발하고 수박의 경우에는 잎 생장 불량과 고구마에는 반점 현상을 유발한다.
이처럼 양축에서 아연은 설사발생을 억제하고 생산성이 향상되는 효과가 있으나, 실제 양축 현장에서는 영양적 요구량의 25-40배 이상 수준인 2,000-3,000ppm 정도의 고농도로 사료에 첨가하고 있으며, 이를 사료에 첨가하는 '고농도 아연'이라 한다.
결국 고농도 아연과 구리의 사용은 가축의 설사예방과 성장촉진 등의 효과가 있지만, 환경문제를 유발하고 이를 퇴비로 이용하는 식물에는 많은 영향을 미칠 수 있기 때문에 최근에는 가축사료에 사용할 수 있는 아연과 구리의 농도를 제한하고 규제하고 있다.
예를 들어 사료 관련 법규에서 구리와 아연의 첨가기준을 정하여 규제하고 있고, 토양환경보존 관련법에서는 구리와 아연의 토양오염 우려기준을 50ppm와 100ppm 이내로 각각 정하고 있으며, 음용수에 대해서는 구리와 아연 모두 1.0mg/ml 이내로 사용하도록 규제하고 있다.
이처럼 가축에 대한 고농도의 아연과 구리의 사용은, 여러 가지 장점에도 불구하고 그 부작용을 최소화하기 위해 사용량의 제한이 불가피한바, 영양소로서의 효과뿐만 아니라 환경과 경제적 측면에서 고농도의 구리와 아연을 대체할 수 있는 방안이 있다면 바람직할 것이나, 현실적으로 효과, 경제성 및 환경의 측면에서 고농도 구리와 아연을 대체할 수 있는 효율적인 대안은 아직 없는 상태이다.
특히, 고농도 구리와 아연을 대체할 수 있는 방안은, 가축의 생산성과 환경 문제에 더하여 이를 이용하는 식물 농업 분야의 생산성까지를 고려해야 하기 때문에 어려움이 많다.
희토류원소는 식물 비료학이나 가축영양학적 관점에서 볼 때 필수영양소에 속하지 않지만 동식물 모두에서 생산성을 향상시킬 수 있는 잠재력이 있을 것으로 예견되며, 식품 위생적인 측면에서도 항생제나 화학합성제의 유해성에 줄일 수 있는 대체물질로서의 이용가능성이 기대되고 있다.
이런 이유로 최근 희토류원소의 성질을 이용하여 농업, 축산업, 의약분야 등 다양한 분야에서 이용성과 효과가 관심의 대상이 되고 있고, 특히 농업분야에서 희토류원소는 식물의 청색광 흡수율을 높여 광합성 작용을 촉진하고, 전분 분해효소의 활력을 높여 종자 발아를 촉진하는 한편, 보습기능이 강력하여 농작물이 한발에 견디는 능력을 강화시키는 것으로 보고되고 있다.
또한, 희토류원소는 강한 항산화력을 가지고 있고 체내에서 발생된 자유전자(free radical)를 수용하는 강력한 입자 영향력을 가지고 있다. 따라서 주로 불포화지방산으로 이루어진 세포막의 산화를 막고 더욱 견고해지게 만드는 안정화에 기여함으로써 고기의 변색 또는 육즙의 손실을 감소시켜 육질을 개선할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
또한 희토류원소는 50-100ppm 이하의 저농도에서 g(-)의 사멸효과가 있고, 이는 희토류원소(예, La3+)가 E. coi나 salmonella와 같은 g(-)균의 세포외막에 있는 LPS(Lipopolysaccharide) 층의 Ca2+과 Mg2+이온의 결합 고리를 끊어 세포막을 보호하지 못하게 하기 때문인 것으로 알려져 있으며, 이런 효과는 희토류원소(예, La3+)가 Ca2+과 리간드 특성이 비슷하고 이온반경이 거의 비슷하기 때문에 Ca2+의 결합위치에서 Ca2+를 대체할 수 있기 때문인 것으로 보고되고 있다.
희토류원소의 위와 같은 작용기전 때문에 희토류원소는 장관내의 g(-)균 종류의 유해세균을 억제하고 유산균과 같은 g(+) 유익세균총은 증가시킬 것으로 예견된다.
본 발명자는 양축에 널리 사용되어 온 고농도 구리와 아연의 전술한 제반 문제점에 주목하고 널리 알려진 희토류원소의 비료와 퇴비로서의 적용가능성에 착안하여 본 발명은 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은, 사료에 첨가하여 양축에 널리 급여하여 온 종래의 고농도구리와 아연을 대체할 수 있는 희토류원소 함유 사료첨가제를 제공함으로써, 종래의 고농도 구리 또는 아연 함유 사료첨가제에 내포된 토양 및 수질 오염과 식물생장억제의 문제점 등 각종 부작용을 해소하면서도 가축의 생산성을 향상시킬 수 있는, 친환경적인 사료를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 희토류원소 함유 사료첨가제를 급여한 가축의 배설물을 원료로 사용하여, 가축에 흡수되지 아니하고 배설물로 배출되는 희토류원소 화합물을 함유한 퇴비를 제공함으로써, 희토류원소 화합물의 퇴비로서 유용한 효과를 향유할 수 있는 퇴비를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따라 희토류원소를 함유한 사료첨가제가 제공된다.
본 발명에 따른 희토류원소 함유 사료첨가제는, 희토류원소 자체가 아닌 염화희토((RE)Cl3), 질산희토((RE)NO3) 및 산화희토((RE)2O3)로부터 선택되는 적어도 하나의 희토류원소 화합물의 단체 또는 복합체를 함유하며, 가축사료의 영양소에서 구리와 아연을 대체하는 영양소로 사용된다.
상기 희토류원소(RE)는 란탄(Lanthanum; La), 세륨(Cerium; Ce), 프라세오디뮴(Praseodymium; Pr), 네오디뮴(Neodymium; Nd), 프로메튬(Promethium; Pm), 사마륨(Samarium; Sm), 유로퓸(Europium; Eu), 가돌리늄(Gadolinium; Gd), 테르븀(Terbium; Tm), 디스프로슘(Dysprosium; Dy), 홀뮴(Holmium; Ho), 에르븀(Erbium; Er), 툴륨(Thulium; Tm), 이테르븀(Ytterbium; Yb), 루테튬(Lutetium; Lu), 스칸듐(Scandium; Sc) 및 이트륨(Yttrium ;Yt) 중에서 선택되는 적어도 하나의 희토류원소이다.
본 발명에 따른 희토류원소 함유 사료첨가제는, 상기 희토류원소 화합물 단체 또는 그 복합체를, 분말형태, 액상형태 또는 결정형태로 제조하여 제공할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 희토류원소 함유 사료첨가제는, 상기 희토류원소 화합물을 물에 용해하여 흡착소재에 분사 및 흡착시킴으로써 분말형태로 형성할 수 있다.
분말형태의 본 발명에 따른 사료첨가제는, 가축에 급여되는 사료에 혼합하여 사료와 함께 급여되도록 하는 사료첨가제로서, 염화희토((RE)Cl3), 질산희토((RE)NO3) 및 산화희토((RE)2O3) 중 적어도 하나의 상기 희토류원소 화합물의 수용액을 분말형태의 적당한 흡착소재에 흡착시킴으로써 제조할 수 있다.
상기 희토류원소 화합물 중에 염화희토를 예로 들면, 예를 들어 LaCl3 36.52 중량%, CeCl3 28.14 중량%, PrCl3 11.24 중량% 및 기타 희토류원소 화합물 RE 24.10 중량%로 이루어진 미분쇄된 상기 희토류원소 화합물 복합체를, 물에 완전히 용해하여 대략 50% 수용액을 제조한다.
물에 용해된 상기 염화희토는 특이한 금속적 성질을 가지고 있기 때문에 가축사료에 첨가하기 위해서는 보존성과 물리적인 안정성을 고려하여 흡착소재를 선택하는 것이 매우 중요하다.
본 발명자의 실험에 의하면, 상기 흡착소재로서 황토나 탄산칼슘 또는 제올라이트를 사용하여 흡착하면 쉽게 굳어지고 원인 미상의 가스가 발생하였으며, 이를 포장할 경우 포장용지가 팽창하여 대량 적재할 경우는 포장지가 파손되는 현상이 발생하였는바, 상기 가스는 희토류원소가 탄산(CO3)과 결합된 Ca2+의 위치를 절단하여 발생하는 것으로 생각된다.
본 발명자의 실험에 의하면, 1,000-1,300℃의 온도에서 열처리한 질석(vermiculite)이 상기 흡착소재로서 바람직한 것으로 나타났다. 예를 들어 50% 염화희토 수용액을 중량비 10-20% 수준으로 질석 분말에 분사하여 흡착시켜 분말 형태의 본 발명에 따른 사료첨가제를 제조할 수 있다.
이렇게 제조된 본 발명의 분말형태 사료첨가제는 가축에 제공되는 통상적인 사료에 대해 0.05-0.1%(100-200ppm) 농도 수준으로 첨가하여 사용할 수 있고, 이때 가축의 사료 기호성 저하는 전혀 발견되지 않았다.
이상에서 분말형태의 본 발명에 따른 사료첨가제에 사용되는 희토류원소 화 합물로서 염화희토의 특정 희토류원소 화합물들의 조합을 예시하여 설명하였지만, 다른 희토류원소 화합물들의 조합은 물론 질산희토((RE)NO3) 또는 산화희토((RE)2O3)의 다양한 조합도 가능함은 당연하다.
바람직하게, 본 발명에 따른 희토류원소 함유 사료첨가제는 상기 희토류원소 화합물을 물에 용해하고 여기에 유기산을 혼합하여 액상형태로 형성할 수 있다. 상기 유기산으로서는 아세트산(초산), 프로피온산, 부티르산(낙산), 락트산(젖산) 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 액상형태의 사료첨가제는 가축의 음용수에 혼합하여 급여하는 것이지만, 넓은 의미에서 가축의 영양소로 공급하는 첨가제이므로 본 발명에서는 이를 사료첨가제로 칭한다.
액상형태의 본 발명에 따른 사료첨가제는, 가축의 음용수에 희석하여 급여되도록 하는 사료첨가제로서, 염화희토((RE)Cl3), 질산희토((RE)NO3) 및 산화희토((RE)2O3) 중 적어도 하나의 희토류원소 화합물을 10-20% 농도수준으로 물에 완전히 용해하여 제공된다. 이때 상기 유기산(예, 아세트산)을 5-8% 농도로 함께 혼합하면 상기 희토류원소 화합물이 알칼리성 염류와 쉽게 반응하여 결정화되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 제조된 액상형태의 본 발명에 따른 사료첨가제는, 물 1톤당 약 250-500ml 비율로 희석(가축의 음용수에 대략 0.05%의 수준으로 희석)하여 가축이 50-100ppm으로의 농도로 섭취하도록 할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 희토류원소 함유 사료첨가제는 결정형태로 형성할 수 있다.
본 발명에 사용되는 상기 희토류원소 화합물 중에 산화란탄((La)2O3), 산화세슘((Ce2)O3), 산화프라세오디뮴((Pr2)O3,), 산화네오디뮴((Pr2)O3) 등과 같은 일부 희토류 화합물은 물에 불용성인바, 이런 불용성 희토류원소 화합물에 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 락트산 등의 유기산을 결합시켜 수용성 결정형태의 사료첨가제로 제조할 수 있다. 즉, 불용성 산화희토를 물에 넣고 가열하여 산소를 유리시고, 유기산을 결합시킨 후에 냉각시키면 결정화된 수용성 결정형태의 사료첨가제를 얻을 수 있다.
예를 들어, 불용성 산화희토((RE)2O3)의 경우 90℃ 이상의 온도를 유지한 물과 혼합하여 활성화시고, 여기에 중량비 2배 정도의 유기산(아세트산, 프로피온산 등)을 혼합한 후에 급속하게 냉각시켜 결정이 생기도록 한 다음, 생성된 결정을 회수하면 유기산 결합 형태의 수용성 결정형태의 사료첨가제를 얻을 수 있다.
이렇게 제조된 결정형태의 본 발명에 따른 사료첨가제는 예를 들어 10-20% 농도수준으로 물에 완전히 용해하여 물 1톤당 약 250-500ml 비율로 희석하여 가축이 50-100ppm의 농도로 섭취하도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 희토류원소 화합물 함유 사료첨가제를 제조함에 있어서, 희토류원소 화합물, 물, 흡착소재, 유기산 등의 농도와 시비할 대의 희석 농도는, 최종 시비 시점에서 희토류원소 화합물의 농도를 적절히 유지하는 통상적인 범위에 서 결정된다. 따라서 제조된 본 발명의 사료첨가제에서 희토류원소 화합물의 농도가 상대적으로 높으면 시비할 때 그 희석률을 낮추고 반대의 경우 시비할 때 희석률을 높이면 된다. 시비시점에서 상대적으로 희토류원소 화합물의 양이 지나치게 적으면 목적하는 희토류원소 화합물의 효능이 미약할 수 있고, 상대적으로 희토류원소 화합물의 양이 지나치게 많으면 불필요한 비용증가와 지나친 과급여의 부작용이 있을 수 있다.
본 발명에 따라 희토류원소를 함유한 퇴비가 제공된다. 가축이 섭취하는 희토류원소의 흡수이용률은 0.05-0.5%정도로 매우 미미하고 그 대부분은 분뇨를 통하여 체외로 배출되는 바, 본 발명에 따른 희토류원소를 함유한 퇴비는 본 발명에 따른 희토류원소 함유 사료첨가제를 급여한 가축의 분뇨를 원료로 하여 제조되는 퇴비로서, 본 발명의 퇴비에 포함된 희토류원소의 작용으로 작물의 성장촉진 등의 효과를 향유할 수 있다.
본 발명에 따른 희토류원소 화합물 함유 사료첨가제는, 종래의 일반사료나 고농도 구리 및 아연을 첨가한 사료에 비하여 의미 있는 생육촉진 효과가 있으며, 따라서 종래에 양축용 사료로 널리 사용되는 고농도 구리와 아연을 대체하여 사용할 경우, 고농도 구리와 아연의 과도한 사용으로 인한 각종 부작용을 최소화하면서도 양축 생산성을 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 본 발명에 따른 희토류원소 화합물 함유 퇴비는, 일반퇴비에 비하여 시비된 작물의 의미 있는 생육촉진 효과가 있으며, 따라서 희토류원소 화합물 함유 사료첨가제가 급여된 가축에서 흡수되지 않고 분뇨를 통해 체외로 배출되는 희토류원소 화합물을 퇴비로 활용할 수 있으므로, 퇴비의 성장촉진 등의 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 본 발명에 따른 희토류원소 화합물 함유 사료첨가제 및 퇴비를 보다 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 희토류원소 화합물 함유 사료첨가제 및 퇴비를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.
실시예1(분말형태 사료첨가제)
LaCl3 36.52 중량%, CeCl3 28.14 중량%, PrCl3 11.24 중량% 및 기타 염화희토 RE 24.10 중량%로 이루어진 염화희토 복합체를 미분쇄하여 물에 용해시킴으로써 50% 농도의 염화희토 수용액을 제조하였다.
혼합기에 질석 분말을 넣고 앞서 제조한 염화희토 수용액을 중량대비 10-20%의 범위에 이를 때까지 질석 분말에 분사 및 교반하여, 본 발명에 따른 분말형태의 사료첨가제를 제조하였다.
본 발명에 따른 실시예 1의 분말형태 사료첨가제를 표1의 시중에서 구입 가능한 통상의 시험사료에 중량비 0.05-0.1% 범위 비율로 혼합하여 표2에 나타낸 조건으로 돼지에 급여하여 양축하였으며, 돼지의 체중변화, 폐사율, 사료섭취량 및 FCR(Feed conversion rate: 사료섭취량/증체량) 등을 측정하였다.
대조를 위하여, 분말형태의 본 발명에 따른 사료첨가제(실시예 1)를 첨가한 시험사료와 함께, 다른 조건은 실질적으로 동일한 상태에서, 아무것도 첨가하지 않은 시험사료(일반사료: 대조예1)와 종래의 고농도 구리/아연(구리로서 황산구리: 0.015%, 아연으로서 산화아연: 0.25%)을 첨가한 시험사료(대조예2)로 각각 동일 품종의 돼지를 양축하고, 실시예1과 마찬가지로 체중변화 등을 측정하였으며 그 시험사료의 조성과 양축 조건은 표1 및 표2에 나타낸 바와 같다.
원료명 함량(중량비)
대조예1 (일반사료) 대조예2 (구리/아연 첨가) 실시예1 (본 발명)
Corn 62.36 62.14 62.26
Wheat bran 6.00 6.00 6.00
Soybean meal 23.60 23.60 23.60
Animal fat 3.00 3.00 3.00
Limestone 0.70 0.655 0.70
Lysin-HCl 0.28 0.28 0.28
TCP(P18%) 1.12 1.12 1.12
Molasess 2.00 2.00 2.00
Salt 0.25 0.25 0.25
Vitamin premix 0.20 0.20 0.20
Mineral premix 0.20 0.20 0.20
Antibiotics 0.24 0.24 0.24
Antioxidant 0.05 0.05 0.05
구리사용량(CuSO4) - 0.015 -
아연사용량(ZnO) - 0.25 -
본 발명의 첨가제 사용량 - - 0.10
Total 100.00 100 100
화학 조성
ME(Kcal/kg) 3,250 3,250 3,250
Crude protein(%) 18.30 18.30 18.30
Lysing(%) 1.20 1.20 1.20
Methionine(%) 0.83 0.83 0.83
Calcium(%) 0.67 0.67 0.67
Phosphorus(%) 0.55 0.55 0.55
구 분 대조예1 (일반사료) 대조예2 (구리/아연 첨가) 실시예1 (본 발명)
시험 반복수(회) 12 12 12
두수/반복 24~30 24~30 24~30
총 시험두수 315 315 315
체중(kg) 개시체중 종료체중 증체량 폐사율(%) 8.98 22.50 13.52 6.1% 8.90 23.74 14.84 5.6% 8.82 23.80 14.98 4.3%
사료섭취량(kg) 22.53 23.30 23.2
FCR 1.67 1.57 1.55
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예1의 본 발명에 따른 분말형태의 사료첨가제는 양돈 사료에서 무첨가 대조예1에 비하여 뚜렷한 생산성 향상 효과가 있음은 물론 고농도 구리와 아연을 첨가한 대조예2에 대체할 수 있는 충분한 생산성 효과가 있는 것으로 확인되었다.
실시예2(액상형태 사료첨가제)
LaCl3 36.52 중량%, CeCl3 28.14 중량%, PrCl3 11.24 중량% 및 기타 염화희토 RE 24.10 중량%로 이루어진 염화희토 복합체를 미분쇄하여 물에 넣고 용해시켜 중량비 10-20% 범위 농도의 염화희토 수용액을 제조하였다.
제조된 상기 염화희토 수용액에 중량비로 아세트산(99%)을 5-8%의 범위로 넣고 완전히 혼합하여 실시예2의 본 발명에 따른 액상형태의 사료첨가제를 제조하였다.
제조된 본 발명에 따른 실시예2의 액상형태 사료첨가제를 중량비 0.05%(약 50-100ppm)의 수준으로 가축의 음용수(물)에 희석하여 표3에 나타낸 조건으로 돼지에 급여하여 양축하였으며, 돼지의 체중변화, 사료섭취량 및 FCR 등을 측정하였다.
대조를 위하여, 액상의 본 발명에 따른 사료첨가제(실시예2)를 첨가한 음용수와 함께, 다른 조건은 실질적으로 동일한 상태에서, 아무것도 첨가하지 않은 음용수(대조예3)와 종래 고농도 아연(ZnO: 0.25%)을 첨가한 음용수(대조예4)로 각각 동일 품종의 돼지를 양축하고, 실시예2와 마찬가지로 체중변화 등을 측정하였으며 그 내용과 조건은 표 3에 나타낸 바와 같다.
구분 대조예3 (무첨가) 대조예4 (ZnO: 0.25%) 실시예2 (본 발명)
평균 음수 섭취량 (L/두/일) 4.45 4.50 4.53
반복 수 4 4 4
두수/반복 8 8 8
총시험 두수 32 32 32
체중(kg) 개시체중 종료체중 일당증체량 총 증체량 45.89 107.41 0.96 61.51 42.85 105.40 0.97 62.55 43.95 108.93 1.01 64.98
사료섭취량(kg) 170.09 168.43 159.00
FCR 2.76 2.69 2.44
표3에 나타난 바와 같이, 실시예2의 본 발명에 따른 액상형태의 사료첨가제는 무첨가 대조예3에 비하여 뚜렷한 생산성 향상 효과가 있음은 물론, 고농도 아연을 첨가한 대조예4를 능가하는 생산성 효과가 있는 것으로 확인되었다.
실시예3(결정형태 사료첨가제)
90℃ 이상의 온도를 유지한 물에 La2O3 35.01 중량%, Ce2O3 29.25 중량%, Pr2O3 10.11 중량%, 및 기타 산화희토 RE 25.63 중량%로 이루어진 산화희토((RE)2O3)를 중량 대비 20% 혼합하여 충분히 교반하여 활성화시켰다. 활성화된 산화희토 수용액에 산화희토의 중량대비 약 2배에 해당하는 아세트산(99%)을 혼합하고 이를 냉각수가 흐르도록 제작된 침전조에서 침전 및 냉각시켜 무색투명한 결정체를 발생시켰다. 도1은 아세트산과 결합하기 전과 후의 산화희토의 입자사진이다.
이후 상등액을 제거한 후에 원심 분리하여 결정 형태의 본 발명에 따른 실시예3의 결정형태의 사료첨가제를 얻었다. 결과로 얻어진 본 실시예의 사료첨가제는 중량비로 산화희토가 29%, 아세트산이 50-51% 내외 함유하였다.
이렇게 얻어진 수용성 결정형태의 본 발명에 따른 실시예3의 사료첨가제를 음용수에 대략 10-20% 농도수준(대략 물 1톤당 250-500ml 비율)로 완전 용해 및 희석하여, 육용 어린 닭(브로일러)에 50-100ppm의 농도로 표4의 조건으로 5주간 음용시켰으며, 사료섭취량, 체증변화량, 사료요구율, 폐사수 및 생체중 복강지방(육질평가기준)을 측정하였다.
대조를 위하여 본 실시예의 사료첨가제를 첨가한 음용수와 함께, 다른 조건은 실질적으로 동일한 상태에서, 아무것도 첨가하지 않은 음용수(대조예5)와 항생제(살리노마이신: Salinomycin sodium60ppm)를 첨가한 음용수(대조예6)를 각각 동일 품종의 닭에 음용시켰고, 그 내용과 조건은 표4와 같다.
대조예5 대조예6 (항생제) 실시예3
반복수(회) 6 6 6
두수/반복 15 15 15
총 수수 90 90 90
사료섭취량(g) 3주 5주 1162.54 3357.91 1155.71 3286.64 1137.69 3329.87
체중변화(g) 3주 5주 851.36 2034.46 861.26 2094.44 845.36 2094.88
사료요구율 3주 5주 1.44 1.69 1.41 1.60 1.42 1.64
폐사수 2 1 1
생체중복강지방(%) 2.15 2.16 2.19
표4에 나타난 바와 같이, 실시예3의 본 발명에 따른 결정형태의 사료첨가제를 음용수를 통해 닭에 음용시켰을 때, 대조예5에 비하여 생산성 향상 효과가 있음은 물론, 항생제를 투여한 대조예6과 실질적으로 차이 없는 생산성 향상 및 폐사율 저하 등의 효과가 있음이 확인되었다.
실시예4(퇴비)
가축이 섭취하는 희토류의 흡수 이용율은 0.05-0.5%정도로 매우 미미하여, 많은 양이 분과 뇨를 통하여 체외로 배출되는 바, 본 발명에 따른 실시예 1의 사료첨가제를 급여한 돼지의 분뇨를 사용하여 퇴비를 제조하였다.
퇴비의 제조방법은 농가에서 관행적으로 사용하는 방법을 적용하였으며, 토마토(품종명: Cherry tomato Kokobangul)의 일반적인 재배 방법에 따라 통상적인 방법으로 시비하였다(실시예4). 대조를 위하여 본 발명의 사료첨가제를 급여하지 아니한 돼지의 분뇨를 이용해 동일한 조건으로 제조한 퇴비에 대해서도 동일 품종의 토마토에 동일 조건으로 시비하였다(대조예7).
본 발명에 따른 돈분 퇴비가 토마토 생산성에 미치는 영향을 표5에 나타내었고 토마토의 품질에 미치는 영향을 표6에 나타내었다.
구 분 제 1화방 제 2화방 총 과일 수량 (g/plant)
수확과수 총 무게(g) 수확과수 총 무게(g)
대조예7 (일반퇴비) 8.7 67.5 7.2 52.2 1,034
실시예4 (본 발명) 10.5 82.6 8.9 53.3 1,170
구 분 1과중(g/개) 당도(Brix,%) 경도(g/cm2)
대조예7 (일반퇴비) 9.21 6.8b 506.3b
실시예4 (본 발명) 10.59 7.7a 648.1a
표5와 표6에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 사료첨가제를 급여한 가축의 배설물을 이용하여 제조한 본 발명의 퇴비(실시예4)를 시비하였을 때, 일반 가축 배설물을 이용하여 제조한 퇴비(대조예7)에 비하여 작물의 생산성과 품질에 의미 있는 개선이 있음을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 사료첨가제와 퇴비에 대한 실시예로서 돼지, 닭 및 토마토에 대해서만 예를 들었지만, 다른 가축과 작물에서도 그 사용효과를 예상할 수 있으므로 본 발명의 범위는 양돈과 양계 및 토마토 재배에만 한정된 것이 아니다.
도1은 아세트산과 결합하기 전과 후의 산화희토의 입자사진.

Claims (6)

  1. 염화희토((RE)Cl3), 질산희토((RE)NO3) 및 산화희토((RE)2O3)로부터 선택되는 적어도 하나의 희토류원소 화합물을 함유하고;
    상기 희토류원소(RE)는 란탄(Lanthanum; La), 세륨(Cerium; Ce), 프라세오디뮴(Praseodymium; Pr), 네오디뮴(Neodymium; Nd), 프로메튬(Promethium; Pm), 사마륨(Samarium; Sm), 유로퓸(Europium; Eu), 가돌리늄(Gadolinium; Gd), 테르븀(Terbium; Tm), 디스프로슘(Dysprosium; Dy), 홀뮴(Holmium; Ho), 에르븀(Erbium; Er), 툴륨(Thulium; Tm), 이테르븀(Ytterbium; Yb), 루테튬(Lutetium; Lu), 스칸듐(Scandium; Sc) 및 이트륨(Yttrium ;Yt) 중에서 선택되는 적어도 하나의 희토류원소이며;
    상기 희토류원소 화합물을 물에 용해하여 질석 분말의 흡착소재에 분사 및 흡착시켜 분말형태로 형성한 것; 을 특징으로 하는 희토류원소를 함유한 사료첨가제.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 염화희토((RE)Cl3), 질산희토((RE)NO3) 및 산화희토((RE)2O3)로부터 선택되는 적어도 하나의 희토류원소 화합물을 함유하고;
    상기 희토류원소(RE)는 란탄(Lanthanum; La), 세륨(Cerium; Ce), 프라세오디뮴(Praseodymium; Pr), 네오디뮴(Neodymium; Nd), 프로메튬(Promethium; Pm), 사마륨(Samarium; Sm), 유로퓸(Europium; Eu), 가돌리늄(Gadolinium; Gd), 테르븀(Terbium; Tm), 디스프로슘(Dysprosium; Dy), 홀뮴(Holmium; Ho), 에르븀(Erbium; Er), 툴륨(Thulium; Tm), 이테르븀(Ytterbium; Yb), 루테튬(Lutetium; Lu), 스칸듐(Scandium; Sc) 및 이트륨(Yttrium ;Yt) 중에서 선택되는 적어도 하나의 희토류원소이며;
    상기 희토류원소 화합물을 물에 용해하고 여기에 유기산을 혼합하여 액상형태로 형성한 것; 을 특징으로 하는 희토류원소를 함유한 사료첨가제.
  5. 염화희토((RE)Cl3), 질산희토((RE)NO3) 및 산화희토((RE)2O3)로부터 선택되는 적어도 하나의 희토류원소 화합물을 함유하고;
    상기 희토류원소(RE)는 란탄(Lanthanum; La), 세륨(Cerium; Ce), 프라세오디뮴(Praseodymium; Pr), 네오디뮴(Neodymium; Nd), 프로메튬(Promethium; Pm), 사마륨(Samarium; Sm), 유로퓸(Europium; Eu), 가돌리늄(Gadolinium; Gd), 테르븀(Terbium; Tm), 디스프로슘(Dysprosium; Dy), 홀뮴(Holmium; Ho), 에르븀(Erbium; Er), 툴륨(Thulium; Tm), 이테르븀(Ytterbium; Yb), 루테튬(Lutetium; Lu), 스칸듐(Scandium; Sc) 및 이트륨(Yttrium ;Yt) 중에서 선택되는 적어도 하나의 희토류원소이고;
    불용성인 산화란탄((La)2O3), 산화세슘((Ce2)O3), 산화프라세오디뮴((Pr2)O3,) 및 산화네오디뮴((Pr2)O3) 중에 선택되는 적어도 하나를 함유하는 상기 희토류원소 화합물을 물에 넣어 가열하고 유기산을 가하여 반응 및 냉각시켜 얻은 결정형태로 형성한 것; 을 특징으로 하는 희토류원소를 함유한 사료첨가제.
  6. 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 따른 상기 희토류원소 함유 사료첨가제를 급여한 가축의 분뇨를 원료로 하여 제조된 것을 특징으로 하는, 희토류원소를 함유한 퇴비.
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