REVIEW ARTICLE

반추동물에서 발생하는 온실가스 저감: 한국적 관점

김경진1https://orcid.org/0000-0003-2202-126X, 김은중1,2,*https://orcid.org/0000-0002-5962-6994
Gyeongjin Kim1https://orcid.org/0000-0003-2202-126X, Eun Joong Kim1,2,*https://orcid.org/0000-0002-5962-6994
Author Information & Copyright
1경북대학교 축산BT학과
2경북대학교 미래동물자원연구원
1Department of Animal Science and Biotechnology, Kyungpook National University, Sangju 37224, Korea
2Research Institute for Innovative Animal Science, Kyungpook National University, Sangju 37224, Korea
*Corresponding author: Eun Joong Kim Department of Animal Science and Biotechnology, Kyungpook National University, Sangju 37224, Korea Tel: +82-54-530-1228 E-mail: ejkim2011@knu.ac.kr

© Copyright 2024 Korean Society of Animal Science and Technology. This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Received: Aug 25, 2024; Revised: Dec 06, 2024; Accepted: Dec 19, 2024

Published Online: Dec 31, 2024

Abstract

Methane, a gas produced during the digestion process of ruminants, is a greenhouse gas that contributes to global warming and also represents energy loss. Therefore, all countries worldwide, including the United States and Europe, are trying to reduce the amount of methane gas generated. There are many research papers and excellent review papers in this regard. However, this review specifically aims to provide some insights on methane measurement methods and consider ways to reduce greenhouse gases under current domestic conditions. Enteric methane from ruminants is mainly measured using a respiration chamber and the GreenFeed system and can also be measured using an laser methane detector and sulfur hexafluoride (SF6) tracer technique. Research priority needs to be focused on measuring the current level of methane produced more accurately from Korea’s perspective, and financial support and research are imperative for this purpose. In terms of mitigation strategies, it is important to adopt and apply various processes proposed by developed countries, still equally, we also actively make efforts to research and support processes that can be implemented in domestic conditions, such as the use of agricultural by-products, food by-products, and home-grown forages in total mixed ration. Additionally, in addition to developing novel additives or substances at a strategic level, if there are any overlooked traditional methods in the livestock industry, such as improving nutrient use efficiency and increasing productivity, then efforts must be placed to complement what is lacking and as a result, those methods may be adopted in the ruminant agriculture relatively fast and easy.

Keywords: Greenhouse gases; Methane; Ruminant; By-products; Total mixed ration (TMR)

서 론

온실가스는 대기에서 적외선 복사열을 흡수하거나 재방출하는 수증기, 이산화탄소, 메탄, 아산화질소와 같은 대기 중의 가스를 의미하며 온실가스는 온실효과(대기 중의 가스에 의해 지구 표면 가까이에 열이 갇히는 현상)를 증가시켜 지구온난화를 야기한다[1]. 축산업에서 문제가 되는 온실가스는 메탄(CH4, 장내발효)과 아산화질소(N2O, 분뇨)이며, 반추동물에서는 특히 장내발효를 통해 배출되는 메탄이 문제가 되고 있다. 반추동물의 반추위에는 댜앙한 미생물들이 서식하며 이들이 분비하는 소화효소에 의해 섭취한 사료가 발효의 과정을 거쳐 분해된다[2]. 사료 내 유기물이 분해되면서 반추동물의 에너지원으로 이용되는 휘발성 지방산을 생성하게 되고, 이 과정에서 수소가 방출된다[3]. 반추위 내 생성된 수소는 반추위 미생물 중 메탄생성고세균(methanogenic archaea)이 사용하여 이산화탄소를 메탄으로 전환하며, 주로 반추동물의 트림으로 배출된다[4].

메탄의 향후 100년간 지구온난화 지수는 이산화탄소의 28–30배로 추정된다[1]. 전 세계 분야별 메탄가스 배출 비율은 농업 분야에서 41%를 차지하며, 농업 분야 중 가축의 장내발효에 의해 배출되는 메탄은 48.8%로 나타났다[5]. 국내 보고에 의하면 2020년 기준 가축의 장내발효 메탄 발생량은 농업 분야 온실가스 배출량의 22.2%, 축산 분야 온실가스 배출량의 48.5%이며 반추동물의 장내발효가 90% 이상이라고 보고하였다[6]. 전 세계적으로 온실가스로 인한 지구온난화가 가속화되면서 2030년까지 기후위기 대응을 위한 대책을 수립하였으며, 우리나라 정부에서도 2030 국가 온실가스 감축 계획을 수립함에 따라 2023년 3월부터 사료 등의 기준 및 규격에 저메탄 사료의 정의 및 기준을 고지하였다. 본 총설에서는 반추동물의 장내 발효 과정에서 발생하는 메탄가스의 측정 방법과 국내에서 진행되었던 연구 등을 고찰하고 앞으로 노력과 지원이 필요한 연구 분야를 국내의 관점에서 제시하고자 한다. 온실가스 저감의 궁극적인 목적은 탄소 발생을 줄여 “Net-Zero”의 상태를 유지하는 것으로 이해할 수 있으며 이때 분뇨에서 발생하는 아산화질소(N2O)는 축산 분야에서 발생하는 강력한 온실가스이지만 본 총설에서는 장내 발효과정에서 발생하는 메탄가스로 한정하고 메탄은 온실가스, 탄소의 표현과 문맥에 따라 상호 교환하여 사용하기로 한다. 아울러, 반추동물의 장내 발효과정에서 발생하는 메탄가스와 관련하여 수많은, 뛰어난 총설이 다수 존재하므로[79] 반복적인 내용을 지양하고 국내 환경에 비추어 논의하고자 한다.

반추동물의 장내 발효 메탄 발생량 측정

호흡 챔버(respiration chamber)

호흡 챔버는 동물의 에너지 대사를 평가하기 위해 처음 사용되었으며, 환경을 제어(온도, 습도, 동물의 움직임 제한 등)하는 상태에서 기기의 신뢰성 및 안정성이 높아 가장 보편적으로 메탄을 측정하는 방법이다[10]. 동물들을 챔버 내에서 일정 기간 사육할 수 있으며, 장내발효 외에 후장발효 시 발생하는 메탄도 측정이 가능한 whole chamber와 동물의 머리와 목 부분을 둘러싸여 트림을 통해 배출하는 즉, 장내발효 메탄 발생량만 측정이 가능한 hood chamber로 구분되며, 현재까지 메탄 측정을 위해 사용된 챔버는 대부분 whole chamber로 사용되었다[7]. 호흡 챔버는 입구 및 출구 파이프, 유량계 및 가스 분석기로 구성되며, 호흡 챔버를 통한 메탄 발생량은 챔버 내부와 외부로 흐르는 공기의 메탄 농도의 차이를 측정한 후 풍속을 곱하고 온도, 습도 등을 보정하여 계산한다[8].

호흡 챔버는 동물의 활동을 제한하여 섭취량에 영향을 미치며, 섭취량 감소를 최소화하기 위해 챔버의 적응이 필요하기 때문에 방목하는 동물에서 발생하는 메탄은 측정할 수 없다[11]. 또한 챔버의 제작 및 유지 비용이 타 방법에 비해 상대적으로 비싸고, 챔버의 수에 따라서 동시에 측정 가능한 동물의 수가 제한될 수 있다[2]. 그러나 사료의 종류, 수준, 사료급여 방법에 따른 메탄 발생량 변화 및 사료 첨가제 효과 등 다양한 영양 환경적 측면에서 메탄발생량을 측정할 수 있으며 24시간 이상 연속측정이 가능하기 때문에 메탄의 일변화를 설명할 수 있다[11]. 또한, 호흡 챔버로 측정한 축종별 일일 메탄 발생량의 변이 계수는 매우 정확하여 비육우, 양, 착유우에서 각각 7.2%, 4.75%, 4.3%로 나타났다[1214].

GreenFeed system

GreenFeed system은 사료를 제공하여 동물이 축사내에 설치하거나 또는 방목지에 설치한 GreenFeed에 접근하도록 유도하고 RFID(radio-frequency identification)를 이용하여 동물을 식별한 후 풍속 및 호흡 시 배출되는 공기를 수집하여 측정한다. 메탄측정은 하루에 여러 번 사료를 섭취하는 3–5분간 동물의 개별 CH4와 CO2 배출량을 정량적으로 측정한다[15]. 호흡 챔버와 비교했을 때 같은 기간에 더 많은 수의 동물을 모니터링할 수 있으나 동물이 GreenFeed에 사료를 섭취하기 위해 머리를 기기 속으로 넣었을 때만 측정이 가능하다. 따라서 동물이 GreenFeed에 접근하는 정도에 따라 편향된 메탄 발생량이 측정될 수 있으므로 정확한 메탄 발생량 측정을 위해 적절하게 feeding cycle이 분배되어야 하며[9], 동물의 품종, 개체 차이, 섭취량, 식욕, 총 급여량, GreenFeed 접근을 유도하기 위해 사용되는 사료 종류 등이 GreenFeed를 이용한 메탄 배출 측정에 영향을 미친다[8].

Laser methane detector(LMD)

적외선 흡광법을 이용한 방법으로, 목표물에 레이저빔을 쏘게 되면 메탄이 특정 파장의 레이저 광(적외선)을 흡수하고, 목표물에서 반사된 레이저 빔이 레이저 메탄 검출기에 수신된 후 레이저빔의 흡수율이 측정되어 메탄 컬럼 밀도(ppm-m)로 계산된다[16]. LMD(laser methane detector)는 휴대성이 편리하고, 다른 측정 방법들보다 비용이 저렴하다. 또한, 동물이 음수, 사료섭취, 반추 활동 등을 할 때도 측정할 수 있으며 다른 메탄 측정 방법들보다 빠르게 측정할 수 있는 장점이 있으나 재현성이 낮은 단점이 있고, 실외에서 측정 시 LMD에 검출되는 메탄 농도는 환경(풍속, 습도, 기압 등)에 따라 기록에 영향을 받기 때문에 LMD로 측정 시 유의해야 한다[16]. Kang et al.[17]의 연구에서는 LMD의 protocol을 정립하고, 한우를 대상으로 서로 다른 섬유소 함량 사료를 급여하여 메탄을 측정했을 때, 섬유소 함량에 따른 메탄 발생량의 차이를 검출할 수 있었으며, Kobayashi et al.[18]의 연구에서는 호흡 챔버와 LMD를 비교했을 때 측정된 메탄 발생량의 상관관계를 증명하였다. 해당 실험들은 LMD를 사용한 메탄 발생량 측정 가능성을 제시하였다.

Sulfur hexafluoride(SF6)

SF6는 황 원자를 중심으로 6개의 플루오린 원자가 정팔면체를 이루고 있어 안정성이 매우 높아 다른 물질(수분, 알칼리, 암모니아, 산 등)들과는 반응하지 않는 비활성 기체이다. 대기 중에서는 ppt의 농도로 존재해 있기 때문에 이런 특성들을 이용하여 tracer로 사용된다[19]. 반추동물영양학 연구에서는 Zimmerman[20]에 의해 처음 언급되었으며 현재까지도 반추동물 외의 다른 축종에서도 사용되는 방법이다[21]. SF6 tracer의 원리는 이미 알고 있는 SF6의 방출률을 이용하여, 반추위 내에서 동일한 비율로 방출되는 SF6와 메탄을 포집한 후 메탄과 SF6의 비율을 측정하여 메탄 발생량을 계산한다[22].

호흡 챔버는 제한되어 있는 공간에서 동물의 메탄을 측정하기 때문에 실제 사육 환경을 온전히 반영하지 못하는 단점이 있으며, 측정 전 동물을 적응시키는 데 걸리는 시간, 한번에 측정 가능한 동물의 수, 챔버를 제작, 유지하는 데 드는 비용이 높기 때문에 SF6는 이러한 호흡 챔버의 단점을 보완해줄 수 있는 방법 중 하나이다[22]. 또한, 활동 공간이 제한되어 있는 호흡 챔버에서 평가하기 어려운 사료섭취량과 행동에 따른 메탄 발생량을 측정하거나 특히 방목을 하는 동물들에게도 적용하여 메탄 발생량 측정이 가능하다[7]. 그러나 SF6 기체는 온실가스의 한 종류로서 지구온난화 지수가 이산화탄소보다 22,800배 높고 안정된 기체이기 때문에 반감기가 3,200년으로 알려져 있다[23]. 따라서 SF6를 사용할 때에는 손실량을 최소화하도록 해야 한다.

국내 메탄 저감 연구

Table 1은 최근 수년 동안 국내 연구진들에 의해 수행되었던 메탄 저감 연구들 중 일부를 발췌하여 요약한 표이다. 메탄 저감 방법은 크게 사료 및 사료첨가제로 나누어 정리하였다. 사료를 조절하는 방법에서는 조사료:농후사료의 비율(조:농비율), 지방첨가, 사료종류, 사료급여방법 등에 따라 메탄 저감효과를 평가하는 연구들이 수행되었다. 상대적으로 사료첨가제를 이용한 연구들이 많았는데 해조류, 생균제, 식물추출물 등을 이용한 메탄 저감 방법이 많이 연구되었으나 종류 및 농도에 따라 반응이 다양하게 나타났으며, 많은 실험이 in vitro로 수행되었기에 저감 효과를 정확히 평가하기 위해 동물실험이 수행되어야 할 필요가 있다. 특히 사료적 접근 방법 중 동물실험을 수행한 다른 방법과 달리 조사료 가공방법에 대한 연구는 in vitro에서만 수행이 되었기 때문에 동물 실험에서의 평가가 필요할 것으로 사료된다.

Table 1. Summary of selected methane mitigation studies conducted in Korea
Ingredient Mitigation strategy Measuring technique Methane production References
Feed approach Feeding level In vivo (respiration chamber) Increase [42]
Forage:concentrate ratio In vivo (LMD, respiration chamber) Mixed response [17,39]
Feed ingredients In vitro, In vivo (respiration chamber) Feed ingredients specific [41,43]
Forage processing In vitro Decrease [44]
Feeding system In vivo (respiration chamber) Mixed response [26,29]
Fat or fatty acids In vivo (LMD, GreenFeed system) Decrease [36,45]
Crude protein In vivo (LMD) Decrease [46]
Feed additives approach Halogenated compounds In vitro Decrease [4749]
Nitrate In vitro Decrease [50,51]
Seaweed In vitro Mixed response [37,38,52]
Direct-fed microbial In vitro Mixed response [5355]
Plant extracts In vitro, In vivo (LMD) Mixed response [2,5660]
Organic acids In vitro, In vivo (respiration chamber) Mixed response [2,61]
Minerals (clay, trace) In vitro, In vivo (GreenFeed system) Mixed response [62,63]
Glycerol In vitro Decrease [64]
Cordyceps militaris In vitro Decrease [65]
Spent coffee ground In vitro No response [66]
Enzyme In vitro Mixed response [67]
Detoxified sulfur In vitro Mixed response [68]

LMD, laser methane detector.

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온실가스 저감방안: 한국적 접근

2020년 기준 국내 온실가스 발생현황에 의하면 농업이 차지하는 비율이 3.2%이며, 농업 분야 중 장내발효가 차지하는 비율은 22%이다[6]. 우리나라 정부에서도 2030 국가 온실가스 감축 계획을 수립하면서 한국 축산업 상황을 고려한 온실가스 저감방안을 마련해야 하는 것은 당면한 과제이다.

한국농촌경제연구원에서 발표한 연구보고서에 의하면[24] ‘가축 생애 전주기 평가(life cycle assessment)’의 모델을 적용하였을 때 한우의 비육기간을 단축(예, 30개월령이 아니라 28개월령에 출하)하는 경우, 한우 두당 8.1 kg의 온실가스를 감축하여 환경부담을 완화할 수 있지만 두당 약 107,000원의 손실이 발생하는 것으로 보고하였다. 사육기간 단축으로 사료비가 절감되지만 도체 등급이 하락하여 판매가격이 낮아지는 이유 때문으로 또한 보고하였다. 아무리 온실가스 저감이 지구환경의 미래에 매우 중요한 문제라고 하더라도, 농가 수익이 감소하고, 그 영향이 크다면 이를 지속해서 추진하기엔 현실적으로 큰 어려움이 있다. 반면에 우리나라에서 특히 축산업 분야에서 접근하는 탄소저감 방안에는 산학연이 함께 고민하여야 할 사항들이 있어 아래와 같이 몇몇 부분을 고찰하고자 한다. 앞서 서론에서도 언급한바, 반추동물에서 발생하는 메탄가스는 온실가스(이산화탄소) 발생량으로 전환하여 표기하므로 문맥에 따라 혼용하기로 한다.

메탄 측정 방법 다변화 및 배출계수 고도화

2030년에 감축하고자 하는 목표를 설정하려면, 온실가스 발생량의 관점에서 현재 국내 축산업이 어떠한 상황에 있는지 정확하게 인지하여야 할 필요가 있다. 물론 국내의 연구기관에서 축산업 및 반추동물에서 발생하는 온실가스 발생량을 보고하였다. 한우와 젖소의 온실가스 발생량은 국가온실가스 인벤토리에 등록되어 한국을 대표하는 수치로 여겨진다[6]. 그럼에도 불구하고, 위에서 조사한 바와 같이 온실가스 저감(또는 탄소 저감), 더 나아가 탄소 중립의 관점에서 지속적인 연구가 필요하다.

예를 들어, 한우/육우의 경우, 한국농촌경제연구원에서 ‘가축 생애 전주기 평가’ 수행 시, 2019년 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제안한 수치 즉, 연간 두당 64 kg의 메탄 배출 계수를 적용하여 온실가스 발생량을 보고하였다[24]. 이 배출계수는 IPCC 기본값으로 미국과 캐나다 위주의 측정 결과 혹은 유럽의 축산 선진국들의 측정치를 기본으로 제안된 계수로 여겨진다. 일견하여 이 계수의 적용은 매우 타당한 것으로 여겨지지만, 그러나, 한우/육우 사양 시, 일부 사육 구간, 특히 비육후기에서는 농후사료를 80%–90% 이상 급여하는 사양 방법을 적용하고 있으며, 이때 반추위 소화과정에서 발생하는 메탄가스 발생량은 방목 위주의 사양 또는 섬유소 함량이 상대적으로 높은 사료를 급여하는 사양 방법과 비교하여 메탄가스 발생량에 차이가 있을 것으로 예상된다. 실제 Seol et al.[25]의 연구에서는 평균 약 600 kg의 24개월령 비육후기 한우를 대상으로 조사료와 농후사료(조:농)의 비율이 10:90으로 급여하였을 때 배출계수는 43.6 또는 50.9 kg/CH4/head/year로 나타났으며, Lee et al.[26]의 연구에서는 평균 약 500 kg의 28개월령 비육후기 한우를 대상으로 조:농비율이 15:85로 급여하였을 때 배출계수는 57.6 또는 61.2 kg/CH4/head/year로 나타났다. 이러한 연구 결과는 IPCC에서 제시한 메탄배출계수보다 실제 한국에서 발생되는 한우의 메탄배출량이 낮을 가능성을 보여준다. 그리고 이 시기에, 이러한 사양방법을 유지했을 때 측정한 메탄가스 발생량에 관한 연구 보고는 상대적으로 많지 않으므로 비육후기 사양 방법의 차이에 따른 메탄 배출 계수의 측정과 이를 적용한 예측 모델이 필요할 것으로 생각된다.

한편, 비육후기 한우/육우의 체중은 700 kg 이상으로 이러한 체중의 가축을 호흡 챔버에 일정 시간 사육하며 온실가스 배출량을 측정하는 것 또한 물리적으로 쉽지 않다. 따라서 현재 보고된 방법[13,15]에 대한 기술적 보완과 현장에서 보다 쉽게 측정할 수 있는 방법들이 개발된다면[17] 조금 더 정확하게 온실가스/탄소/메탄가스 발생량을 측정할 수 있을 것이며 이러한 결과를 바탕으로 저감 방안에 대한 계획을 보다 현실적으로 수립할 수 있을 것으로 사료된다. 특히, 정부에서 고시하는 ‘메탄저감제’를 인증하는 기관이 국내에서 공식적으로 태동하고, 메탄저감제에 대한 효과를 검증하는 현 시점에서 보다 빠르고 정확하게 메탄저감제를 검증하고 인증하려면 이러한 기술적인 부분에 대한 연구와 지원이 더욱 필요하다.

부산물과 국내생산 조사료를 이용한 섬유질배합사료 이용 최대화

사료 원료 및 첨가제 그리고 조사료의 상당량까지 수입하는 국내 현실에 비추어 농산부산물 및 식품부산물의 사료화에 속도를 높여야 한다. 현장에서 이미 다량의 농산부산물과 식품부산물이 섬유질배합사료에 이용되고 있으나 여전히 그 사용량은 이산화탄소 감축 잠재량에 비하여 매우 부족한 상황이다. 가공비, 물류비 등 산재한 문제들이 제기되지만 온실가스 감축 등의 관점에서 보면 쉽게 해결될 문제라고 생각된다. 2015년 기준 농산부산물의 총 발생량은 9,342천 톤으로, 주요 농산물은 볏짚, 사과전정, 포도정전, 배전정 등으로 나타났으며 부산물로 사용되고 있는 감전정과 감귤전정도 각각 103.8천 톤, 59.1천 톤이다[27]. 특히 볏짚이 5,886천 톤으로 전체 생산량의 63%를 차지하고 있다[27]. 해당 농산부산물의 CO2 감축 잠재량을 보면 볏짚이 전체의 55.7%를 차지하고 있으며 이는 부산물을 이용함으로써 이산화탄소 감축 가능성을 시사하고 있다[27].

국내 섬유질배합사료(total mixed ration, TMR) 공장 수는 2022년 기준 182개소이며, 연간 TMR 수급현황은 2021년 기준 2,232톤이다[28]. Bharanidharan et al.[29]는 한우에게 농후사료와 조사료를 분리 급여했을 때보다 TMR로 급여했을 때 메탄 발생량이 17% 정도 높게 나타났다고 보고하였다. 그러나 우리나라는 대부분의 사료원료들을 수입에 의존하고 있으며 농산물 수입 시 탄소배출량이 높아[30] 국내에서 생산된 농산물/식품부산물과 수입된 농산물의 부산물을 사료 원료의 일부로 TMR을 제조하게 된다면, 상당한 양의 탄소를 저감할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 거세 한우의 사육기간 동안 농후사료와 조사료만을 급여하였을 때(관행사료)와 성장 단계별 TMR을 일부 대체하여 급여하였을 때 경제성을 분석한 결과, 육성기에 TMR을 급여한 후 관행적으로 농후사료와 조사료를 급여하는 것이 경제성이 가장 높은 것으로 나타났으며[31] 해당 결과는 기존사료에 TMR을 일부 교체 시 경제성을 향상시킬 수 있음을 시사하였다. 또한 Lee et al.[32]의 연구에서는 한우 경산우를 대상으로 항산화제를 처리한 과일 및 야채 부산물을 TMR로 제조한 후 0%, 10%, 20%(Fed basis) 수준으로 사료의 일부 대체하여 110일간 급여하였을 때 체중 및 body condition score에 유의적인 차이가 없는 점에서 기존 사료에 농산부산물을 활용한 TMR의 일부 대체가 가능하다고 보고하였다. 조사된 문헌에 의하면 국내에서 수행한 연구 중 농산부산물을 TMR 원료로 혼합하여 급여 후 증체량 등의 성적만 확인하였을 뿐, 메탄 발생량, 온실가스 저감 또는 경제성을 연구한 논문은 매우 드물어, 이 부분에 관한 연구가 필요한 것으로 판단된다. 부산물뿐만 아니라 TMR의 중요한 원료인 조사료의 생산 저변을 확대하여 국내에서 생산한 조사료를 반추동물 산업에 확대이용 한다면 축산업뿐만 아니라 농업 분야의 온실가스 저감에 기여할 수 있을 것으로 판단된다[33].

온실가스 저감 전략의 다변화

국내 축산업 여건을 고려하여 온실가스를 줄이고자 하는 전략에 다변화를 가할 필요가 있다. Table 1에 나타난 바와 같이, 지금까지는 특정 첨가제, 물질을 사료에 첨가하여 메탄가스의 발생량을 줄이고자 하는 연구들이 다수 시도되었다. 해조류, 3-nitroxypropanol(3-NOP), nitrate 등이 가축의 장내 발효과정에서 발생하는 메탄가스를 효과적으로 줄이고, 3-NOP는 가축의 생산성에도 긍정적인 효과를 나타내는 것으로 알려져 미국과 유럽을 포함한 다수의 국가에서 최근에, 사용 허가를 받은 것으로 알려졌다. 국내에서도 이러한 연구들이 지속되어야 함은 당연하며, 그 외에도, 기존의 방법 중 이미 알려진 방법들을 응용하거나 보완하여 온실가스를 줄이는 전략도 생각해 볼 수 있다.

예를 들어, 사료 내 일정량 지방을 첨가할 때 반추위에서 발생하는 메탄가스가 줄어든다는 연구 보고[34,35]는 학계에서 오랫동안 인정되어 왔으므로 한우/육우 사료(착유우 사료에는 보호지방 등 지방의 사용이 한우에 비해 상대적으로 빈번하므로 주의가 필요하지만)에 이를 응용하는 방법을 생각할 수 있으며, 최근 연구에서는 육성기 한우에게 지방을 100 g/kg DM까지 급여했을 때 생산성에 영향 없이 메탄을 저감하는 것으로 보고되었다[36]. 해조류는 한우의 위액을 사용한 in vitro 반추위 발효실험에서 저감효과를 보였다[37,38]. 현재까지 우리나라에서 한우를 대상으로 해조류의 효과를 평가한 논문은 없는 것으로 보고되었지만, 국내 in vitro 실험 및 국외 in vivo 선행연구의 저감 결과에 비추어볼 때 한우에서도 저감효과가 있을 것으로 기대된다. 위에서 언급한 것처럼 조사료와 농후사료의 급여 비율에 따른 메탄가스 발생량의 차이의 경우 한우에서는 농후사료 비율이 높을수록 메탄 발생량이 감소하였으나[17], 염소에서는 저감 효과가 나타나지 않는 등[39] 다양하게 보고된 바 있어서 이를 정확하게 측정한다면 쉽게 현장에 적용이 가능할 것으로 사료된다. 조사료를 포함한 사료의 가공 방법 역시 반추동물의 소화과정 중 발생하는 온실가스를 줄인다는 보고[40]와 염소에서 조사료 원료(alfalfa, tall fescue, rice straw, corn silage)에 따라 메탄 발생량에 차이가 나타난 보고[41]가 있으므로 현장에서 적용할 수 있도록, 특히 국내에서 생산한 조사료를 활용하는 등 연구를 통하여 보완하는 방법도 있을 것이다. 아직 국내에서 연구된 바 없으나, 육종 분야 전문가와의 공동연구를 통하여 온실가스를 상대적으로 적게 배출하는 한우 품종으로의 개량이 필요할 것으로 사료된다. 지금까지 국내 한육우 및 중소반추동물(염소, 양)를 대상으로 한 메탄 저감 연구는 제한적이며 특히 중소반추동물 중 염소를 대상으로 한 연구는 조:농비율[39], 사료급여수준[42], 조사료 원료[41], 첨가제 급여[2]에 따른 메탄 발생량만이 평가되어 있다. 이처럼 온실가스 감축을 위해서는 반추동물을 대상으로 한 지속적인 메탄 저감 연구가 필요할 것이다.

결 론

축산업 분야에서 발생하는, 특히 반추동물의 장내 발효과정에 발생하는 온실가스를 줄이고자 하는 노력은 지속가능한 축산업 발전의 관점에서 매우 중요한 문제이며, 우리나라뿐만 아니라 전 세계 모든 국가들이 함께 수행하여야 한다. 따라서 온실가스 발생량을 신속하게, 정확하게 측정할 수 있도록 연구와 지속적인 지원 및 노력이 필요하며, 이러한 결과를 바탕으로 국내 현실에 맞는 저감 전략이 필요할 것으로 판단된다. 새로운 물질의 개발에 적지 않은 시간과 노력이 필요하므로 이에 대한 논의는 차치하더라도 가능성이 있는 물질들을 발굴하고 현장에서 검증하는 시도들이 더 활발하게 이루어져야 하며, 그 외에도 현재보다 더 부존자원을 활용할 수 있도록 지속적인 연구와 이를 위한 지원이 필요한 것으로 생각된다. 추가로, 첨가제에만 의존할 것이 아니라 사료적 접근을 통해 감축 목표에 한 걸음이라도 접근하는 노력과 아직 연구가 부족한 저메탄 반추동물의 육종 역시 연구가 필요한 분야여서 공동의 연구가 필요할 것으로 사료된다.

Competing interests

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Funding sources

This paper was supported by the Rural Development Administration Research Project (Research and Development Project Number: RS-2022-RD010229).

Acknowledgements

Not applicable.

Availability of data and material

Upon reasonable request, the datasets of this study can be available from the corresponding author.

Authors’ contributions

Conceptualization: Kim G, Kim EJ.

Data curation: Kim G, Kim EJ.

Formal analysis: Kim G, Kim EJ.

Methodology: Kim G, Kim EJ.

Software: Kim G, Kim EJ.

Validation: Kim EJ.

Investigation: Kim G, Kim EJ.

Writing - original draft: Kim G, Kim EJ.

Writing - review & editing: Kim G, Kim EJ.

Ethics approval and consent to participate

This article does not require IRB/IACUC approval because there are no human and animal participants.

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