• 제목/요약/키워드: cow rumen

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Blood and milk metabolites of Holstein dairy cattle for the development of objective indicators of a subacute ruminal acidosis

  • Hyun Sang Kim;Jun Sik Eom;Shin Ja Lee;Youyoung Choi;Seong Uk Jo;Sang Suk Lee;Eun Tae Kim;Sung Sill Lee
    • Animal Bioscience
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    • 제36권8호
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    • pp.1199-1208
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    • 2023
  • Objective: The purpose of this study was to perform a comparative analysis of metabolite levels in serum and milk obtained from cows fed on different concentrate to forage feed ratios. Methods: Eight lactating Holstein cows were divided into two groups: a high forage ratio diet (HF; 80% Italian ryegrass and 20% concentrate of daily intake of dry matter) group and a high concentrate diet (HC; 20% Italian ryegrass and 80% concentrate) group. Blood was collected from the jugular vein, and milk was sampled using a milking machine. Metabolite levels in serum and milk were estimated using proton nuclear magnetic resonance and subjected to qualitative and quantitative analyses performed using Chenomx 8.4. For statistical analysis, Student's t-test and multivariate analysis were performed using Metaboanalyst 4.0. Results: In the principal component analysis, a clear distinction between the two groups regarding milk metabolites while serum metabolites were shown in similar. In serum, 95 metabolites were identified, and 13 metabolites (include leucine, lactulose, glucose, betaine, etc.) showed significant differences between the two groups. In milk, 122 metabolites were identified, and 20 metabolites (include urea, carnitine, acetate, butyrate, arabinitol, etc.) showed significant differences. Conclusion: Our results show that different concentrate to forage feed ratios impact the metabolite levels in the serum and milk of lactating Holstein cows. A higher number of metabolites in milk, including those associated with milk fat synthesis and the presence of Escherichia coli in the rumen, differed between the two groups compared to that in the serum. The results of this study provide a useful insight into the metabolites associated with different concentrate to forge feed ratios in cows and may aid in the search for potential biomarkers for subacute ruminal acidosis.

Effects of Fermented Total Mixed Ration and Cracked Cottonseed on Milk Yield and Milk Composition in Dairy Cows

  • Wongnen, C.;Wachirapakorn, C.;Patipan, C.;Panpong, D.;Kongweha, K.;Namsaen, N.;Gunun, P.;Yuangklang, C.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권12호
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    • pp.1625-1632
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    • 2009
  • Four lactating Holstein Friesian crossbred cows, with an average initial weight of 450 kg, 48${\pm}$12 days in milk and initial milk yield of 18 kg/h/d, were randomly arranged according to a 2${\times}$2 factorial arrangement in a 4${\times}$4 in Latin square design with 21-d period to investigate the effects of type of total mixed ration (TMR) and type of whole cottonseed (WCS) on intake, digestibility and milk production. The dietary treatments were i) TMR and WCS supplementation at 0.5 kg/h/d, ii) TMR and cracked WCS (cWCS) supplementation at 0.5 kg/h/d, iii) fermented TMR (FTMR) and WCS supplementation at 0.5 kg/h/d, and iv) FTMR and cWCS supplementation at 0.5 kg/h/d. Voluntary feed intake was 15.9, 15.2, 15.4 and 15.6 kg DM/d in dietary treatment 1, 2, 3 and 4, respectively. Digestibility of DM, OM, CP, EE, NDF and ADF were not significantly different among dietary treatments. Ruminal pH, $NH_{3}-N$ and volatile fatty acids in the rumen were also not significantly different among type of TMR or type of WCS. Blood urea-N concentration was not significantly different among dietary treatments. Ruminal bacteria population tended to increase but ruminal protozoa population tended to decrease with supplementation of cWCS, but they were not affected by FTMR. Milk yield and 3.5% FCM were not statistically different among treatments (16.6, 16.2, 17.0, 16.3 kg/d and 18.0, 18.6, 19.9 and 19.0 kg/d, respectively). Milk composition was not significantly different among dietary treatments. However, unsaturated fatty acids in milk fat in cows fed FTMR were lower (p<0.05) than in cows fed TMR. In conclusion, fermentation is a conceivable method to improve the quality of TMR for long-time storage and the cracking method is suitable to release the fat from cottonseed for enhancing fatty acid deposition in milk. Thus, the combination of FTMR and cWCS supplementation would be an alternative strategy to improve performance of lactating cows.

Milk Conjugated Linoleic Acid (CLA) Profile and Metabolic Responses of Dairy Cows Fed with High-temperature-micro-time (HTMT) Treated Diets Containing High Quantity Extruded Soybean (ESB)

  • Lee, H.G.;Hong, Z.S.;Wang, J.H.;Xu, C.X.;Jin, Y.C.;Kim, T.K.;Kim, Y.J.;Song, M.K.;Choi, Yun.-Jaei
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권11호
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    • pp.1504-1512
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    • 2009
  • A feeding trial was conducted to examine the effect of high-temperature-micro-time (HTMT) processing of diets containing extruded soybean (ESB) in high quantity on milk fat production, metabolic responses, and the formation of conjugated linoleic acid (CLA) and trans-vaccenic acid (TVA). Twenty-one multiparous Holstein cows in mid-lactation were blocked according to milk yield in the previous lactation. Cows within each block were randomly assigned to either normal concentrate or HTMT treated diets containing ESB (7.5% HTMT-ESB and 15% HTMT-ESB). It was hypothesized that the HTMT-ESB would affect the undegradable fatty acids in the rumen and, thus, would modify the fatty acid profile of milk fat. Both 7.5% and 15% HTMT-ESB did not affect milk yield, fat, protein, lactose and solid-not-fat (SNF), but the proportion of cis-9, trans-11 CLA in milk fat was significantly increased by these treatments. Content of TVA in milk fat was not affected by HTMT-ESB. The HTMT-ESB influenced the fatty acid profile in milk fat, but there was little difference between 7.5% and 15% of supplementation. HTMT-ESB feeding significantly decreased the concentration of plasma insulin and glucose, while plasma growth hormone (GH), triglyceride (TG), non-esterified fatty acid (NEFA) and HDLcholesterol were increased by 7.5% and 15% ESB-HTMT supplementation in comparison to the control group (p<0.05). However, no significant difference was observed in plasma LDL-cholesterol, insulin like growth factor (IGF)-1, T3, T4, and leptin concentrations among treatments (p>0.05). The present results showed that cis-9, trans-11 CLA production was increased by HTMT treatment of dietary ESB without reduction of milk fat, and the unchanged milk fat and yield was assumed to be associated with the constant level of thyroid hormones, leptin, and IGF-1.

Terpenoid 함유 식물 추출물의 첨가가 반추위 발효와 메탄 발생에 미치는 영향 (Effects of Terpenoids-Rich Plant Extracts on Ruminal-fermentation and Methane Production)

  • 황희순;하동욱;이수경;이일동;이신자;이성실
    • 한국유기농업학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.629-646
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    • 2013
  • 본 연구는 Terpenoid 함유 식물 추출물을 이용하여 in vitro 반추위 발효성상 및 메탄생성에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다. 반추위액은 티머시(timothy)와 농후사료를 6:4의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시술된 한우 암소에서 채취하였다. 본 실험에 사용한 식물추출물은 박하(Mint), 소나무(Pine), 삼나무(Japan cedar), 초피나무(Sichuan pepper), 편백(Hinoki cypress) 그리고 해송(Japanese black pine)을 사용하였으며, 반추위액과 McDougall buffer를 1:2의 비율로 혼합한 배양액을 0.3g 티머시와 식물 추출물(기질의 5%)이 담긴 50ml serum bottle에 혐기상태로 15ml를 분주하였다. Serum bottle은 $39^{\circ}C$, 150rpm으로 3, 6, 9, 12, 24, 48 및 72시간 동안 배양하였다. 실험 결과 pH 값은 점점 감소하였으며, 전 배양시간에 걸쳐 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높았다. 건물 소화율은 배양 3시간대는 Mint 처리구만 유의적(p<0.05)으로 높았으나, 이후 24시간까지 모든 처리구에서 유의성이 없었다. 총 가스발생량은 전 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 낮았으며, 이산화탄소 발생량은 배양 12시간대까지 감소하였으나, 그 이후는 유의적 차이가 없었다. 메탄 발생량의 경우 24시간대에 대조구에 비해 모든 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 감소하였다. 미생물 성장량은 첨가구에 따라 각각 다른 양상을 나타냈으나 24시간대는 모든 처리구에서 유의적(p<0.05)으로 성장량이 감소하였다. 암모니아 측정량은 배양 12시간부터 첨가구에서 증가하는 경향을 보였으나 72시간대는 감소하였다. acetic acid 및 propionic acid도 대조구보다 유의적(p<0.05)으로 높은 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로 본 실험에 사용한 Terpenoid 함유 식물 추출물 6종 모두 소화율에 영향을 미치지 않으며 메탄저감 효과를 나타내었다. 특히 Mint 및 Pine 추출물은 총 VFA, acetic acid 및 propionic acid의 생성을 증가시켰으며 상기의 결과를 종합하였을 때, 반추위 발효성상에 악영향을 미치지 않으며 메탄 발생을 저감하는 식물 추출물로는 Mint 및 Pine이 적합하다고 생각된다.

Nutrient Utilization, Body Composition and Lactation Performance of First Lactation Bali Cows (Bos sondaicus) on Grass-Legume Based Diets

  • Sukarini, I.A.M.;Sastradipradja, D.;Sutardi, T.;Mahardika, IG.;Budiarta, IG.A.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권12호
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    • pp.1681-1690
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    • 2000
  • A study on energy and protein utilization, and milk production of Bali cows on grass-legume diets was carried out using 12 first lactation cows (initial BW $263.79{\pm}21.66kg$) during a period of 16 weeks starting immediately post calving. The animals were randomly allotted into 4 dietary treatment groups R1, R2, R3 and R4, receiving from the last 2 months of pregnancy onwards, graded improved rations based on a mixture of locally available grass and legume feed ad libitum. R1 contained on a DM basis 70% elephant grass (PP, Penisetum purpureum) plus 30% Gliricidia sepia leaves (GS), R2 was 30% PP plus 55% GS supplemented with 15% Hibiscus tilliactus leaves (HT, defaunating effect), R3 and R4 were 22.5% PP+41.25% GS+11.25% HT+25% concentrate, where R3 was not and R4 supplemented with zinc di-acetate. TDN, CP and zinc contents of the diets were 58.2%, 12.05% and 18.3 mg/kg respectively for R1, 65.05%, 16.9% and 25.6 mg/kg respectively for R2, 66.03%, 16.71% and 29.02 mg/kg respectively for R3 and 66.03%, 16.71% and 60.47 mg/kg respectively for R4. Milk production and body weight were monitored throughout the experimental period. In vivo body composition by the urea space technique validated by the body density method and supported by carcass data was estimated at the start and termination of the experiment. Nutrient balance and rumen performance characteristics were measured during a balance trial of 7 days during the 3rd and 4th week of the lactation period. Results indicated that quality of ration caused improvement of ruminal total VFA concentration, increments being 52 to 65% for R2, R3 and R4 above R1, with increments of acetate being less (31 to 48%) and propionate being proportionally more in comparison to total VFA increments. Similarly, ammonia concentrations increased to 5.24 to 7.07 mM, equivalent to 7.34 to 9.90 mg $NH_3-N/100ml$ rumen fluid. Results also indicated that feed quality did not affect DE and ME intakes, and heat production (HP), but increased GE, UE, energy in milk and total retained energy (RE total) in body tissues and milk. Intake-, digestible- and catabolized-protein, and retained-protein in body tissues and milk (Rprot) were all elevated increasing the quality of ration. Similar results were obtained for milk yield and components with mean values reaching 2.085 kg/d (R4) versus 0.92 kg/d (R1) for milk yield, and 170.22 g/d (R4) vs 71.69 g/d (R1), 105.74 g/d (R4) vs 45.35 g/d (R1), 101.34 g/d (R4) vs 46.36 g/d (R1) for milk-fat, -protein, and -lactose, respectively. Relatively high yields of milk production was maintained longer for R4 as compared to the other treatment groups. There were no significant effects on body mass and components due to lactation. From the relationship $RE_{total}$ (MJ/d)=12.79-0.373 ME (MJ/d); (r=0.73), it was found that $ME_{m}=0.53MJ/kgW^{0.75}.d$. Requirement of energy to support the production of milk, ranging from 0.5 to 3.0 kg/d, follows the equation: Milk Prod. ($Q_{mp}$, kg/d)=[-2.48+4.31 ME($MJ/kg^{0.75}.d$)]; (r=0.6) or $Q_{mp}$=-3.4+[0.08($ME-RE_{body\;tissue}$)]MJ/d]; (r=0.94). The requirement for protein intake for maintenance ($IP_m$) equals $6.19 g/kg^{0.75}.d$ derived from the relationship RP=-47.4+0.12 IP; (r=0.74, n=9). Equation for protein requirement for lactation is $Q_{nl}$=[($Q_{mp}$)(% protein in milk)($I_{mp}$)]/100, where $Q_{nl}$ is g protein required for lactation, $Q_{mp}$ is daily milk yield, Bali cow's milk-protein content av. 5.04%, and $I_{mp}$ is metabolic increment for milk production ($ME_{lakt}/ME_{m}=1.46$).

미역부산물 첨가가 In Vitro 발효성상과 젖소의 산유량 및 유성분에 미치는 영향 (Effects of the Brown Seaweed Residues Supplementation on In Vitro Fermentation and Milk Production and Composition of Lactating Dairy Cows)

  • 백인규;맹원재;이성훈;이홍구;이상락;하종규;이성실;황주환
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권3호
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    • pp.373-386
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    • 2004
  • 본 연구는 해양부존사료자원으로서 미역부산물의 사료적 가치와 착유우의 산유특성에 미치는 영향을 평가하기 위해 in vitro 반추위 발효성상(실험 1)과 산유성적 및 유지방산 조성(실험 2)을 조사하였다. 실험 1에서는 기초사료에 미역부산물(BSR;brown seaweed residues)을 0, 1, 2, 4% 수준으로 첨가하여 in vitro 배양장치에서 3, 6, 9, 12 및 24시간동안 배양한 후, rumen parameter(pH, 암모니아태 질소 및 휘발성지방산)를 조사하였다. 미역부산물의 첨가 비율의 증가는 배양시간이 지속됨에 따라 pH가 대조군에 비하여 다소 높아지는 경향을 나타내었으며, 특히 배양 9시간에 대조구(5.39)에 비하여 처리구에서 유의하게 증가하였다(P < 0.05). 그리고, 미역부산물이 반추위내 암모니아태 질소농도에도 전 배양시간에 걸쳐 유의한 효과가 나타나지 않았다. 미역부산물의 첨가는 휘발성지방산생성에 유의한 영향을 미치지 않았으나, acetate 생성량은 배양 12시간에서 대조군(87.29mM)에 비하여 처리군에서 유의하게 직선적으로 증가하였고(P < 0.05), 미역부산물 4% 첨가군에서 92.70mM로서 가장 높게 나타났다. iso-butyrate는 미역부산물의 첨가수준이 증가함에 따라 전반적으로 대조구에 비해 증가하는 경향을 나타내었고, iso-valerate 역시 배양 12시간과 24시간에 첨가군에서 증가하는 경향을 나타내었다(P > 0.05). 실험 2에서는 미역부산물의 착유우에 대한 산유특성을 조사한 것으로 급여량은 1일 두당 800g의 수준으로 급여하여 대조군과 비교하였다. 사료건물섭취량은 처리구에 의해 영향을 받지 않았고, 1일 산유량은 대조구에 비하여 처리군에서 유의하게 증가하였다(P < 0.05). 하지만, 유성분율과 생산량은 처리구간에 유의한 차이가 나타나지 않았고, 유지방은 조성(%)과 생산량(kg)에 있어서 대조군의 3.59%와 1.06kg에 비하여 처리군에서 각각 3.32%와 1.01kg으로 다소 낮아지는 경향을 나타내었다. 우유 내에는 C16 : 0 및 C20 : 4 지방산이 대조군에 비하여 처리군에서 유의하게 증가하였고, 이는 미역부산물의 지방산 조성을 그대로 반영해 주었으며, C18계 불포화지방산의 수소 첨가현상의 최종산물인 C18 : 0의 비율 또한 유의하게 증가하였다(P < 0.05). 우유 중 C18 : 2 함량은 대조군에 비하여 처리군에서 감소하는 대신 불완전한 C18계 불포화지방산의 수소 첨가현상으로 생성되는 trans-11 C18 : 1과 CLA 함량이 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 이와 같이 미역부산물은 반추위내 pH를 안정시킬 뿐만 아니라 산유량 증대, 그리고 사료 내 4% 이상으로 첨가시 우유 내 CLA 함량을 증가시킬 것으로 사료되므로, 부존사료자원으로서의 잠재적 가치가 충분하다고 판단된다.

혐기성 미생물로 제조한 synbiotics 혼합배양물의 첨가가 발효 TMR의 발효특성과 소실률에 미치는 영향 (Effects of Supplementation of Synbiotic Co-cultures Manufactured with Anaerobic Microbes on In Vitro Fermentation Characteristics and In Situ Degradability of Fermented TMR)

  • 이신자;신년학;현종환;강태원;안정준;정호식;문여황;이성실
    • 생명과학회지
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    • 제19권11호
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    • pp.1538-1546
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    • 2009
  • 본 연구는 혐기성 박테리아, 곰팡이 및 효모로 제조한 synbiotics 혼합 배양물을 TMR 제조 시에 접종하여 발효기간에 따른 반추위 in vitro 발효특성과 in situ 분해율에 미치는 영향을 조사하고자 수행되었다. 처리구는 무처리구(Control), 곰팡이와 박테리아로 제조한 synbiotic 첨가구(T1), 곰팡이와 효모로 제조한 synbiotic첨가구(T2), 그리고 박테리아와 효모로 제조한 synbiotic 첨가구(T3)로 나누어, 6회의 발효기간(1, 3, 5, 7, 14 및 21일)에 따라 처리당 3반복으로 총 72개의 F-TMR (4처리 $\times$ 6회 $\times$ 3반복)을 제조하였다. In situ시험은 반추위 누관이 장착된 Holstein (평균체중 550 kg) 젖소 2두를 사용하여 4처리의 F-TMR을 반추위내에서 현수시간별(1, 3, 6, 9, 18, 24, 48 및 72 시간)로 각각 3반복하여 두당 96개의 nylon bag (4 처리 $\times$ 8 발효시간 $\times$ 3반복)을 제조하였다. 발효기간에 따른 TMR의 온도변화는 발효기간이 진행됨에 따라 높아지는 경향 이었으며, pH는 4.39~4.98범위로서 발효기간이 진행됨에 따라 감소되는 경향이었으며, 각 발효시간대별로는 대조구에서 높았고, synbiotics 처리구에서 낮게 나타났다(p<0.05). F-TMR의 암모니아 농도는 발효 7일째까지는 처리간 차이가 없었으나 14일째 이후에는 대조구에 비해 박테리아와 효모를 첨가한 synbiotics인 T3구에서 가장 낮았다(p<0.05). Lactic acid 함량은 발효 1일째에 T3구에서 가장 낮았으나 다른 발효시간대에서는 처리간 차이가 없었다. 발효기간별 F-TMR의 미생물 성장률(OD값)은 각 발효시간대별로 처리간에 차이가 없었으며, 발효기간 7일째에 정점을 나타낸 이후로 점차 감소하는 경향이었다. In situ 건물 소실률은 발효초기인 1~3시간대에 곰팡이와 박테리아 synbiotics 첨가구인 T1구가 대조구에 비해 건물소실율이 높았으나, 발효 48시간대에는 오히려 대조구에서 건물소실율이 가장 높았다(p<0.05). 다른 발효시간대의 건물 소실율과 유효분해도는 처리간 차이가 없었으며, NDF와 ADF소실율은 건물 소실율의 결과와 비슷하였다. 결론적으로 발효의 척도가 되는 pH와 lactic acid 함량은 synbiotics 첨가구가 대조구에 비해 좋은 결과를 나타내었으며, in situ 시험에서 발효초기에 건물과 섬유소 소실율이 곰팡이와 박테리아를 조합한 synbiotics구에서 높게 나타났으나 유효 분해도에서는 차이가 거의 나타나지 않아 처리효과가 미흡한 것으로 조사되었다.

잣나무 生枝葉사일리지 급여가 한우의 영양소 소화율, 사료요구율 및 도체성적에 미치는 영향 (Effect of Pine Silage Feeding on Nutrient Digestibility, Feed Conversion and Carcass Traits of Korean Native Cattle)

  • 오영균;정찬성;이상철;김경훈;최창원;강수원;문여황
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권2호
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    • pp.219-226
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    • 2006
  • 본 시험은 산림 간벌 부산물인 잣나무 생지엽을 반추가축 사료로 이용하기 위하여 제조된 발효 생지엽(pine silage)의 한우 반추위내 in situ 분해율 및 in vivo 소화율, 사양성적 및 도체분석에 있어서 볏짚 대체효과를 규명하기 위하여 수행되었다. In situ 시험은 nylon bag 시료를 처리 당 4반복으로 하여, 반추위내에서 48시간 동안 발효시켰으며, in vivo 소화시험은 볏짚 급여구와 생지엽 silage구로 나누어 incomplete double turn over design에 의해 처리 당 5반복으로 수행되었다. 사양시험에서는 생지엽 silage에 대한 볏짚 대체비율을 4수준(0%, 25%, 50%, 75%)으로 나누어 한우수소 48두를 처리당 12두씩 완전임의로 배치하였으며, 시험종료 후, 도체분석을 하였다. 반추위내 in situ 조단백질 분해율은 생지엽 silage가 볏짚보다 높았으나(P<0.01), NDF 분해율은 오히려 낮았다(P<0.01). In vivo 건물, 조단백질 및 NDF 소화율은 처리간 차이가 없었다. 일당 증체량은 볏짚 급여구와 비해 생지엽 silage 25% 대체구를 제외한 모든 생지엽 silage 대체구에서 유의적(P<0.01)으로 높았다. 생지엽 silage 급여 및 급여수준은 사료 효율에 영향을 주지 않았다.도체성적에 있어서 통계적 유의차는 없었으나 근내지방도는 50% 생지엽 silage 대체구가 타 처리구보다 수치적으로 높고, 등지방 두께는 생지엽 silage 대체구가 볏짚 급여구보다 다소 두꺼운 경향을 보였다. 이상의 결과로부터 생지엽 silage를 한우의 조사료로서 사용할 경우, 볏짚과 50%씩 혼합해서 급여하는 것이 건물섭취량과 일당증체량에서 좋은 효과를 기대할 수 있는 것으로 조사되었다.