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ISSN : 1225-4517(Print)
ISSN : 2287-3503(Online)
Journal of Environmental Science International Vol.29 No.1 pp.119-122
DOI : https://doi.org/10.5322/JESI.2020.29.1.119

Assessing the Impact of Liquid Potassium Permanganate on Litter Quality of Poultry

In-Hag Choi*
Department of Companion Animal & Animal Resource, Joongbu Univeristy, Changnam 32713, Korea
Corresponding author: In-Hag Choi, Department of Companion Animal & Animal Resource, Joongbu Univeristy, Changnam 32713, Korea Phone: +82-41-750-6284 E-mail: wicw@chol.com
17/12/2019 07/01/2020 10/01/2020

Abstract


The effects of liquid potassium permanganate (KMnO4) on the litter quality of poultry were investigated. Two-hundred-forty 0-day-old broiler chickens (Arbor Acres) were randomly assigned to two treatments with four replicated pens of 30 chickens each. Treatment liquid KMnO4 at a rate of 50 g of liquid KMnO4/kg of poultry litter was sprayed onto the litter surface using a small hand pump; others served as a control that was applied without liquid KMnO4 additions. Compared with controls, the treatment liquid KMnO4 showed no differences in pH, total nitrogen and ammonia concentration. It was concluded that liquid KMnO4 did not significantly increase poultry litter quality. Mechanisms relating to increasing litter pH and ammonia using liquid KMnO4 are an oxidant agent (not acid-foaming agents).



액상 과망간산칼륨 적용시 육계 깔짚의 특성 평가

최 인학*
중부대학교 애완동물자원학과
    Joongbu University

    1. 서 론

    계분에서 발생되는 악취를 저감하는 방식 중 가장 많 이 알려진 기술은 깔짚 (Poultry litter)을 이용한 퇴비화 이다. 이 방법은 계사바닥에 왕겨, 톱밥 등 바닥재 (Bedding materials)를 깔아 계분에 함유된 수분 및 기 타 성분을 흡수하여 자연스럽게 퇴비화하는 방법이다. 그러나 퇴비화하는 과정에서 악취 발생이 높다는 단점 을 가지고 있어 축산환경경영이 지속하고자 목표로 지향 하기 위해 다양한 노력이 요구된다. 더 나아가 우리나라 양계산업 구조상 연중 바닥재를 구매하기가 용이하지 않 을 뿐만 아니라 매년 깔짚 생산량이 증가되어 인근 과수 원이나 토양에 버려지고 있다(Hong and Lee, 2018). 결 과적으로 토양오염, 산성화 및 악취 발생 등의 민원 야기 와 경제적 손실을 가져와 이에 대한 효율적인 처리가 이 슈화되고 있다. 따라서 깔짚을 적절하게 활용하는 방법 은 깔짚 첨가제(Litter additives)인 화학제재를 첨가하여 퇴비로서의 효용성을 높이는 것이다. 현재 많이 사용하 고 있는 화학제재는 황산알루미늄과 염화알루미늄이 대 표적으로 알려져 있다. 몇몇 연구에서 화학제재의 이용은 수익성 증가, 증체량과 유기질 비료로서의 가치 향상, 악 취, 수용성 인(Soluble reactive phosphorus) 그리고 중 금속(Heavy metal) 함량이 감소된다고 하였다(Moore et al., 1999; Smith et al., 2001). 그 후 액상 황산알루미 늄과 액상 염화알루미늄의 형태로 연구가 진행되어 앞에 서 보고된 결과와 유사하였다(Choi and More, 2008a, b). 그러나 액상 과망간산칼륨(Liquid KMnO4)에 대한 연구는 양계분야에서 거의 없지만, 액상 과망간산칼륨의 적용은 악취를 감소시킬 목적으로 비육우를 대상으로 한 Faith(1964) 연구에서 처음으로 보고되었다. 본 연구는 현장 연구를 중심으로 한 축산환경경영이 추구하는 관점 에서 액상 과망간산칼륨을 깔짚에 적용하여 육계 깔짚의 특성(pH, 총 질소 및 암모니아 발생량)을 평가하였다.

    2. 재료 및 방법

    본 사양시험은 충남 공주에 위치한 정안농장에서 실 시되었다. 동물윤리가이드 라인은 이 농장에서 실시하는 사양 기준에 준하였다. 0일령 육계 병아리(Abor Acres) 240수를 두 처리구(처리구 당 4반복 30수)로 나누어 사 양단계에 따라 전기사료는 단백질 함량이 21%, 후기사 료는 단백질 함량이 17%인 사료를 급여하였다. 온도, 습 도 및 환기는 육계 성장단계에 따라 자동조절 되도록 하 였다. 약 8 cm 깊이인 깔짚은 분무기로 이용하여 깔짚 kg당 액상 과망간산칼륨 50 g을 깔짚 표면 위에 분무하 였다. 사양실험 종료 후 깔짚 샘플은 반복구의 다른 지점 에서 4 곳을 선택하여 잘 섞어 저울을 이용하여 약 100 g 정도 채취하였다. 채취한 샘플은 실험용 비닐 백에 넣어 즉시 pH와 총 질소 함량 분석에 이용하였다. pH분석은 10 g 샘플을 증류수 100 ml에 넣어 원심분리(12,000 rpm, Hanil Science Indus- trial Co., Kangneung, South Korea) 후 pH meter (Mettler Delta 350, CH-8902 Urdorf, Switzeland)를 이용하여 측정하였다. 또한 AOAC(1990) 방법에 따라 총 질소 함량을 분석하 였다. 암모니아는 매주 반복구 별로 4곳의 임의 지점을 선 택하여 가스자동분석기 (Yes Plus LGA, Critical Environment Technologies Canada Inc., Delta, Canada)를 이용하여 측정하였다. 통계처리는 SAS package program(SAS Institute Inc., 1990, USA)을 이용하여 유의성을 검정하였고, 처리간의 유의성은 5% 수준에서 T-test 로 하였다.

    3. 결과 및 고찰

    액상 과망간산칼륨의 처리시 육계 깔짚 특성에 대한 결과는 Table 1에 제시하였다. pH와 총 질소 함량은 두 처리구간에 차이가 없었다. 이는 액상 과망간산칼륨의 처리가 육계 깔짚에는 큰 영향을 주지 않는다는 것을 의 미한다. 특히 pH는 대조구보다 액상 과망간산칼륨의 처 리구에서 높은 것으로 나타났다. 그 이유는 과망간산칼 륨의 특성은 산성 매질에서 강한 산화제로 작용하지만 중성과 알칼리 성 매질의 경우 약한 산화제로 작용하기 때문이다(Zhao, 2019). 또한 깔짚에서 분무 후 5주 뒤에 측정한 pH 결과를 볼 때 액상 과망간산칼륨 처리구는 염 기성 상태이므로 이들 결과를 뒷받침 한다. 암모니아 측 정 결과는 1주, 2주 및 4주에서 두 처리구간에 통계적 유 의성이 인정되었다(p<0.05). 그러나 0주, 3주 그리고 5 주 에서는 두드러진 차이가 관측되지 않았다(p>0.05). 전체적으로 4주까지는 암모니아 발생량이 액상 과망간 산칼륨의 처리구가 대조구보다 약간 낮았지만, 5주에서 는 약간 높은 것으로 나타났다. 우리의 결과는 육계 깔짚 에 액상 과망간산칼륨의 처리가 암모니아 발생량 감소에 도움을 주지 않는다는 것을 입증하였다. 그러므로 효율 적인 악취 저감을 위해서는 깔짚 첨가제가 깔짚에서 어 떠한 중요한 역할을 살펴보는 것이 매우 중요하다. 일반 적으로 과망간산칼륨은 침출수에서 유기물을 분해하는 데 이용한다(Zhao, 2019). 그러나 모든 유기물을 최종 생산물(이산화탄소 및 물)로 산화시킬 수는 없지만, 일부 복잡한 유기물을 소량의 분자량 유기물로 산화시킬 수 있다(Zhao, 2019). 황산과 같은 강산에서는 과망간산칼 륨은 빨리 반응이 일어나 없어지며, 약산 (아세트산 등) 에서는 과망간산칼륨이 천천히 사라지게 된다(Zhao, 2019). 육계 깔짚의 경우 침출수에서 pH는 중성 또는 약 알칼리성을 유지한다. 따라서 액상 과망간산칼륨 처리시 암모니아 발생량 증가에 대한 메카니즘은 깔짚에 첨가한 액상 과망간산칼륨의 pH는 염기성이므로 암모니아는 이 수준에서 발생량이 크게 증가되는 것으로 설명할 수 있 다. 이와는 반대로 Faith(1964) 연구는 비육우 농장을 대 상으로 액상 과망간산칼륨을 적용했을 때 다양한 상황에 서도 악취를 감소시키는데 효과적이었다고 보고하였다. 앞에서도 언급 했듯이 고상 또는 액상 상태의 aluminum 을 포함하는 화학제제는 산을 형성하는 물질이기 때문에 (Moore et al., 1999; Smith et al., 2001) 암모니아 발생 량이 크게 감소되지만, 과망간산칼륨은 산화제로서 역할 을 하므로 이들 물질들과는 다른 결과를 나타낸다.

    4. 결 론

    본 연구에서는 강한 산화제로서 알려진 대표적 물질 인 과망간산칼륨을 액상의 형태로 바꾼 액상 과망간산칼 륨을 이용하여 육계 깔짚을 평가하였다. pH, 총 질소 및 암모니아 함량은 두 처리구간에 차이가 없어 이는 액상 과망간산칼륨의 처리가 육계 깔짚에 큰 영향을 주지 않 는다는 것을 시사한다. 특히 pH와 암모니아 함량은 대조 구보다 액상 과망간산칼륨 처리구에서 높아 산을 형성하 는 물질이 아니라 산화제로서의 역할을 보여주었다.

    감사의 글

    이 논문은 2019년도 중부대학교 학술연구비 지원에 의하여 이루어진 것임.

    Figure

    Table

    Effect of liquid potassium permanganate on litter quality of poultry

    Reference

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