Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТА АММОНИЯ В РУБЦЕ ОВЕЦ ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ЭНЕРГИИ В РАЦИОНЕ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТА АММОНИЯ В РУБЦЕ ОВЕЦ ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ЭНЕРГИИ В РАЦИОНЕ"

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ, БИОХИМИИ И ПИТАНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ животных

На правах рукописи

СУШБНКОВ Сергей Федорович

УДК ^3*1X01533:61132/3*636.085.2

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТА АММОНИЯ В РУБЦЕ ОВЕЦ ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ЭНЕРГИИ В РАЦИОНЕ

ОЗ.ООЛЗ-физиопогиячелоаекаиживопшх

Автореферат диссертации на соискание ученой степени жмсдндоха биологических наук

Боровск;1989

| Раббта Улпол нена в лабораторий пищеварения Всесоюзного научно-

Л^иссл е д овател ьскогб,института физиологии, биохимии и питания сельско-

XС^ЩСТ^ННЫХДКИВОТНЫХ ; . V: . '••".;

Научные руководители: доктор биологических наук, член-корреспондент ВАСХНИЛ 1м. в, Курилое] кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник Н.А. Севастьянова . •

Официальные оппоненты: . . докторбиолоЫческихна)«,профессорЖП/д>сшм\ .'■

кандидат биологических наук, ^ ,

старший научный сотрудник И. А. Долгов

Ведущее предприятие; - Украинскийнаучно-исследовательский \ институт физиологии, биохимии сельскохозяйственных животных ; ' ;

Зашита диссертации состоится г/1^ * . 1989 года на за-'

седании специализированного совета Д.020.17.01 при Всесоюзном научно-исследовательском институте физиологии, биохимии и литания сельскохозяйственных животных. ''Л/^'^лС'-

Адрес института: 249010, г, Боровск, Калужской обл., ВНИИФБиП

С.-Х. ЖИВОТНЫХ. V".'\ .;

V ; С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института-Автореферат разослан п • " (Хл^ьМЯЛЪЪЧ г. ■ . V ? "

Ученый секретарь '-V';;".- ' \ V'- ? .Л у,

специализированного совета Л > В.И.Дудин

I. ОВДАЯ XAPAICTEPHCTlflitA РАБСГШ

Актуальность темы. Максимально использовать генетический потенциал животного и добиться наибольшей его продуктивности при наименьших затратах кормов возможно лишь при правильно организованном кормлении, основанном на глубоком знании особенностей ли» тания животных. У. жвачных животных эффективность использования питательных веществ корма в значительной мере обусловлена интенсивностью их превращения в прсдкелудках. Tari, по данным ряда авторов iS.lfi.VlaiAtion- о. 119?!, ЙУ.СЛарт&л. t.a., I9U4), до 905С поступающего с кормом азота превращается в рубце в аммиак, который затеи используется Рубцовыми микроорганизмами для синтеза протеина. Однако часто, особенно в первые часы после кормления, скорость образования,аммиака превышает скорость его использования микроорганизмами* В этом случае в жидкости рубца накапливается значительное количество.аммиака, что приводит к увеличения всасывани^ его в кровь и выделении из организма, к следовательно, к снижения эффективности использования аэотакорма.

В многочисленных исследованиях установлено, что введение в рацион различных источников легкофчрменгируемых углеводов ловыпает эффективность использования азота корма, при этом величина эффекте определяется как составом рациона) так к источником углеводов. Однако всесторонних фиэиолого-биохимических исследований, раскрывающих механизм этого^явления, проведено.недостаточно.

В связи с в мнеизложенным, значительный практический и научный интерес представляет собой изучение факторов, влиявших на эф* фективность использования аммонийного азота в добце жвачных.

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось изучение закономерностей в усвоении азота аммония в рубце овец, при содержании их на рационах, различающихся по уровню энергии и источника»» дегкоферменгидоемых углеводов. Исходя из этого, были поставлены'' следующие задачи:

1. Изучить эффективность использования в желудке овец азота аммония, образующегося при распада протеина корма, на рационах с * одинаковым количеством и качеством протеина/н^ изличаюдкхся по , уровню энергии.

2. Выяснить влияние уровня энергии в рационе на румано-гепа-' тическую циркуляции аммонийного азота.

0"|"ляпитт11?1,инннв легкоф9рмеигируешх углеводов, раэли-

ЦЕНТРАЛЬНЛЯ НАУЧНАЯ E^G/i.^W " - л

К. A.

чающихся по скорости ферментоции, - сахарозы к крахмала на интенсивность включения азота аммония в микробную биомассу содержимого рубца овец.

Настоящая работа является фрагментом плановых исследований ; л,, оратории пищеварения ВН1ШЕМ1 с.-х. животных по изучению особенностей превращения азотистых веществ) взаимосвязи протеина и энергии в процессах ферментации и синтеза в рубце жвачных.

Научная новизна работы. 11 опытах на сложнооперированных животных с применением "/V изучен механизм влияния количества и вида лэгкофермекгируемых углеводов в рациона на эффективность использования я рубца азота аммония» образующегося при распаде протеина корма. Получены экспериментальные донные, с в идетел ьст вуадие об усилении рециклирования в рубец азота аммония« всасывающегося в кровь из кишечника, при увеличении энергетической ценности рациона за счет сахарозы или крахмала.

Впервые исследована интенсивность усвоения аммонийного азота бактериями, ассоциированными с твердой фракцией цельного содержимого рубца. Выявлена разная скорость включения азота аммония в бактерии твердой фракции по сравнению с бактериями жидкой фракции. Установлено» что интенсивность включения аммонийного азота я бактерии этих фракций зависит от времени после кормления н источника легко— ферментируемых углеводов в рационе. Подучены данные об изменении динамики содержания азота в бактериальной и протоэойной биомассе содержимого рубца овец при дополнительном введении в рацион сахара.

Новыми также являются данные о динамике концентрации АТФ в рубцовоЙ жидкости овец при разных источниках легкоферментируемых углеводов в рационе.

Практическая значимость работы. Материалы исследований использованы при составлении проекта новой системы оценки протеина корма и нормирования протеинового питания жвачных животных в разделе -"Синтез микробного белка и факторы, определяющие величину его поступления в кишечник*. Комплекс методических подходов, а также данные о закономерностях усвоения аммонийного азота микроорганизмами твердой и жидкой фракций содержимого рубца могут быть использованы в научно-исследовательской работе при разработке принципов рационализации питания жвачных животных.

Апробация работы. Основные положения работы доложены не меж- . лабораторном заседании отдела питания ВШШБи!1 с.-х. животных (Бо-ровек,ГАЛ), на заседании секции физиологии с.-х. животных Носковс-

кого физиологического общества им. И.П.Павлова (Боровск,1УШ), на конференции молодых ученых ВНИШЕи11 с.-х. животных (Боровск,1989).

Объем дисссртопии. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, выводов и практических предложений. Список использованной литературы включает 71 отечественных и 141 зарубежных авторов. Диссертация изложена на 'ЗД страницах машинописного текста, в том числе 23 таблицы и 6 рисунков.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано две статьи.

'Основные полонии я, выносимые i но защиту:

1. Интенсивность включения аммонийного азота в микробцу» биомассу рубца овец повътяется при дополнительном введении в рацион сахара или крахмала. ,

2. Смешанные популяции микроорганизмов жидкой и твердой фракций содержимого рубца отличаются по способности ассимилировать аммонийный азот и по-разному реагируют на увеличение уровня лагкофер-ментируемых углеводов в рационе.

3. Повышение энергетической ценности рациона овец за счет лег-кофермвнтидоемых углеводов способствует ускорению румено-гепатичес-кой циркуляции аммонийного азота.

г. материалы и метода исследований ■

Работа выполнена в условиях вивария и лаборатории пищеварения ВНШЗБиП с.-х. животннх. Проведено два опыта на & баранах романовской породы в возрасте .15-19 месяцев»,средней живой массой &? кг* Животных содержали в индивидуальных клетках tip« свободном доступе к воде н двукратном кормлении в 9 и 17 часов.

Q первом опыте изучали интенсивность использования аммонийного азота для синтеза микробной биомассы рубца.при резном количестве и источниках легкоферментируемых углеводов в рационе.

Ольгг проведен на трех баранах, имевших большие хронические фистулы рубца (8 см в диаметре)» и состоял иэ/трех периодов» про-. . должителыюстыо 30 дней каждый. ' 'г *■„■-■ у

I) первом периоде жчвотные получали сено-концентратный рацион* в состав которого вхедилй; 1,2 кг сена» 0,4 кг дерти ячменной и 0,1 кг подсолнечного жмыха. В рационе содержалось 1»45,вг сухого вещества,-14,0 ОДк обменной энергии и Х&5 г сырого протеина. Во

- б _

«тором периоде бараны дополнительно получали 140 г свекловичного гэхара, а в третьем - 160 г кукурузного крахмала. Указанные углево-скармливали вместе с' концентратами* которые давали животным перед дачей сена.

После адаптации к рационам (20-й день) баранам спустя час .еле утреннего кормления в рубец через фистул/ вводили 100 мл . »створа сульфата аммония, содержащего 74 мг "V , рубцовой содержимое перемешивали рукой и через один, два и три часа отбирали пробы цельного содержимого рубца для исследования.

Через в-Ю дней, после того как концентрация тяжелого изотопа я рубце снижалась до уровня фона (0,365 ат%), эксперимент повторяли, но при этом матку вводили в рубец через 5 часов после кормления.

Пробы цельного содержимого, взятью через часовые интервалы, разделяли на твердую и жидкую фракции процеживанием через 4 слоя марли. Из полученных фракций методом дифференцированного центрифугирования выделяли бактериальную и лротозойцую биомассу, яри этом для лучшего отделения микроорганизмов от частиц содержимого, использовали 0,1Л-ный раствор твина-80.

Второй опыт проведен на трех баранах, предварительно оперированных с наложением канюли рубца и дуоденального анастомоза . (Сннз-щекоа Л. Д.,1965). Содержание и кормление животных били аналогичны парному опыту.

При изучении влияния уровня энергии в рационе на интенсивность • рециклирования азота аммония в рубец,животным спустя четыре часа после утреннего кормления вводили в кишечник через дуоденальный анастомоз 74,2 мг в форме сульфата аммония и затем отбирали пробы рубцовой жидкости для определения изотопного состава общего и аммонийного азота.

В каждом опытном периоде определяли также эффективность исполь- ! зования азота аммония, образующегося в рубце при распаде протеина корма, с помощью метода изотопной индикации. 6| этой целью баранам во время проведения суточных опытов по общепринятой методике вводили в рубец меченый аммонийный азот через час после дачи корма и затем в течение 24 часов учитывали количество меченого азота, поступавшего в кишечник в составе неаммонийного азота.

Согласно поставленным задачам определяли: общую концентрацию летучих жирных кислот (ЛЖК) в рубцовой жидкости - методом паровой дистилляции в аппарате Маркгама, соотношение кислот - методом газожидкостной хроматографии;.рН рубцовой жидкости - электрометрически

иономером ЭВ-74{ общий азот б пробах - по Къельдалю, аммиак - микродиффузионным методом по Конаею, неаммонийный азот - ло разнице между общим и аммонийным азотом; объем рубцовой жидкости - с помощью полиэтиленгликоля (ШГ) (S.#yc&/l,I959); пуриловие основания - ло мет оду А A. тсС Xtlftacns (I9U6); ATff в рубцовой жидкости - с помощью наборов фирмы Верингер (áPOi 2,6-диаыинолимелиновую кислоту (ДАН) в бактериях и химусе — на автоматическом аминокислотном анализатореt изотопный анализ — на масс-спектрометре WH-I2GI, подготовку проб для анализа выполняли на аппарате, предложенным andti.fay (1966), с некоторыми модификациями.

Статистическую обработку подученных результатов проводили по методам, описанным в монографии Г.ФДакина (1980)* При расчете достоверности различий использовали критерий Огьоденга.

3. результаты исследований

3.1. Концентрация и соотношение летучих жирных кислот в рубцовой жидкости овец

Изучение характера бродильных процессов в рубце баранов показало, что концентрация и соотношение JIM в рубцовой жидкости претерпевают существенные изменения в течение суток» что связано с ритмикой кормления и видом легкоферментируемых углеводов в рационе*

Дополнительное введение в рацион как сахара* так и крахмала привело к достоверном/ повышению уровня Ш в рубцовой жидкости (табл.I.). Так, если в I периоде концентрация этих кислот в среднем за сутки составляла 10,91 ммоль на 100 мл рубцовой жидкости, то во И и Ш периодах она была вше на* 10 и I4JC (Р< 0,001).

При хроматографическом анализе ЛШ, ввделекных из рубцовой жидкости, установлено, что и соотношение отдельных кислот во И и Ш периодах изменялось относительно I. При этом наиболее характерные изменения отмечены в первые часы после кормления.' Так, если до кормления молярный процент пропионовой кислоТы составлял 16,0; 17,9} 16,X, то через Z часа после кормления - It>,9{ 26,0; 19,2 в. 1,11 и ÜJ периодах соответственно. Во Л и Ш периодах отмечен также и более высокий уровень масляной кислоты.

Таким образом, поьышение энергетической ценности рациона за счет легкоформентируемых углеводов способствовало усилению бродильных процессов в рубце, следствием чего явилось увеличение продукции ЛЖ, Кроме того, изменение состава углеводов в рационе привело, по-видимому, к перестройке в видовом составе микроорганизмов рубца,

Динамика концентрации ЛЖК в руСцовой жидкости овец, ммоль/100 мл

"\;амя Время,

,„,гок, после I период П период Ш период

час кормления» час

8 15 8,93+0,19 8,70*0,44 9,53*0,12

9 16 8,37+0,08 8,11+0,12 8,83+0,10®

10 I 10,10*0,13 . 10,53*0,05а 10,82+0,12в

II 2 11,40*0,13 11,49+0,38 12,07+0,12®.

12 3 11,49+0,36 12,11+0,16 12,90+0,39

23 4 11,63*0,38 11,96*0,17 13,19+0,16®

14 5 11,23+0,43 11,79+0,24 . , 13,29+0,18б

15 6 11,04*0,42 11,54^0,13 12,64+0,39

16 7 10,53*0,14 11,25+0,34 12,16*0,21г

17 8 10,10+0,23 10,82^0,39 11,50+0,06°

16 I ■ 10,97+0,42 12,02+0,23 ' 12,63+0,14®

19 2 13,09+0,16 13,15+0,34 14,53+0,03):

20 . 3 13,24+0,13 14,33*0,49 15,27*0,51°

21 . 4 12,60+0,11 14,16^0, 30® 15,30+0,34®

22 5 12,54+0,19 14,02*0,41б 15,03*0,29®

23 6 11,70*0,07 13,б(Ы),17р 14,7^0,36®

24 7 11,60+0,19 13,95*0,20® 14,32+0,95®

I 0 11,13+0,23 13,50+0,Шг 13,54*0,59*

2 9 10,59+0,16 12,90*0,43® 12,78+0,63®

3 Ю 10,60+0,17 • 12,51#0,17® 12»33*р,42г

4 II 10,3310,11 12,71+0,20г П,60+0,12г

5 12 9,90+0,25 11,06*0,39. • 10,38*0,19(® 11,48*0,46®

6 13 9,74*0,10 10,52+0,28

7 14 9,33+0,12 9,53*0,32 и,15+о,27р

Средняя кон-

центрация за сутки 10,91+0,03 П,93+0,04г 12,60*0,10?

Примечание, Во всех таблицах степень достоверности относительно 1 периода обозначена: а - Р<0,05; б - Р<0,02; в - Р<0,0Х{ ' г - Р<0,001.

что, в свою очередь, вызвало изменения в моллрном соотношении кислот брожения в сторону увеличения доли пропионовой и масляной кислот с одновременным снижением уксусной кислоты.

_ 3.2. Динамика концентрации аммонийного азота а рубце овец

Содержание аммиака в рубцовой жидкости, принимал во внимание румено-гепатическую циркуляцию азоте, — ото с вое обра эный..С алане между его образованием а процоссе распада аэотосодоржащих соединений как экзогенных, так и эндогенных, с одной стороны, и использованием аммиака Рубцовыми бактериями для синтеза протеина, всасыванием в кровь и эвакуацией в книжку, с другой стороны.

Результаты исследований, приведенные в таблице 2,показывают, что во всех периодах опытов максимальная концентрация аммонийного азота в рубцовой жидкости наблюдается через 2 часа после кормления, превышая при этом уровень аммиака до кормления в 1,7-1,0 раза (Р<0,05). В опытах с использованием."// отмечено, что это повышение обусловлено главным образом интенсивным распадом протеина вновь поступившей порции кормя.

Последующее снижение уровня аммонийного азота в рубцовой жидкости было наиболее выражено при дополнительном скармливании крахмала (Ш период). Так, через 7 часов после утреннего кормления концентрация азота аммония в рубцовой жидкости в Ш периодов была в 2,4 рээа ниже максимального значения, в первом - в 1,9 раза, а во втором - 2,1 раза (Р<0,01).

Наиболее значительное снижение концентрации аммонийного азота в жидкости рубЦа во П к III периодах относительно первого наблюдалось после вечернего кормления. Так, если в I периоде через 7 часов после вечернего кормления в 100 мл рубцовой жидкости содержалось 10,& мг аммонийного азота, то во II и Ш периодах на 10,б и 39,С^ меньше (Р<0,05) . Установлено также, что) чем больше разница в уровне ЛЖЛ в рубцовой жидкости относительно I периода, тем ниже содержание аммонийного азота {х-- -0,4В Р < 0,05). С|днако в утренние часы аналогичной закономерности не отмочено. Так, к примеру, в I периоде через 3 часа после утреннего кормления концентрация аммонийного азота в рубцовой хидког-и составляла 26,9 ыт%, во II и Ш периодах -32,5 и 33,Ь мг%, В то время, если рассчитать количество некоки-эированного аммиака (по рН)» видно, что его концентрация во П и Ш периодах на 32-60$ меньше и соответственно интенсивность всасывания в кровь ниже.

- ю -

Динамика концентрации аммонийного азота в рубцовой жидкости, мг%

-^емя Время

суток, час после кормления, час I период П период Ш период

8 15 17,8+1,0 19,5+1,3 18,3+0,6

9 16 18,4+0,9 20,1+0,9 19,0*0,6

10 1 27,9+0,5 25,3+2,4 27,9+1,0

21 2 31,0+1,6 35,1+3,1 32,1*0,5

12 3 26,9+1,4 ^ 5 '1013 20,0+1,6

13 4 20,1*1,1 26,%0,4В 23,0+1,4

14 5 10,3+0,4 21,2+1,2 10,1*1,2

15 6 Ш, 0+0,3 10,1*1,0 15,2+1,3

16 7 16,4*0,3 16,5*1,4 13,4+1,4

17 8 17,5*0,6 16,7+1,1 14,0*1,3

18 1 20,142,7 25,1+2,5 £0,4+2,1

19 2 30,9+0,3 28,5+1,0 25,1+2,7

20 3 29,2+1,9 26,3+0,9 22,5*2,7

21 4 26 ,(¿1,1 23,9+1,6 19,8+2,4

22 5 22,1*0,9 19,1+0,2® 15,3+2,5

23 6 20,3*1,6 17,0*1,0 14,8+1,1®

24 • 7 18,5*0,6 15,6+0,6® 13,3+0,6®

1 8 19,2+0,4 х5,гТЬ,5б 13,8+0,4Г

2 9 16,7*0,5 14,5+1,0 15,1*0,5

3 • 10 15,0*1,3 13,5+1,1 15,0*0,3

4 11 16,1+0,2 14,1*1,5 14,1*0,6®

5 12 17,9+1,2 14,9+1,6 16,9+9,9

6 13 17,1+1,0 16,6*0,8 17,5+0,2

7 14 18,1+0,8 17,5*0,4 17,0*0,5

Средняя кон-

центрация за сутки 20,9*0,2 20,6+0,2 ^ 18,&*0,3В

Следует отметить также» что наиболее низкая концентрация азота аммония отмечена в 111 периоде - 13,В Следовательно, во всех периодах опыта на протяжении 24 часов концентрация аммонийного азота в рубцовой жидкости осегда была выше оптимальной (5-В ыт%) для синтеза микробного протеина С1975, АН ¿Мочи 1976) .

3,3. Динамика концентрации АТФ в рубцовой жадности овец

Энергия, высвобождающаяся при сбраживании питательных веществ, используется микроорганизмами рубца для осуществлений реакций пластического обмена. Посредниками между энергопотребляющими и энарго-дающими реакциями служат АТФ и другие макроэргические соединения ЦЭД), причем накопленная энергия ЮС должна использоваться клеткой синхронно образованию, т.к. время жизни этих соединений мало и под действием гцдролаз эта энергия переходит в теплоту. По мнению ряда исследователей {¿(ДеЫ'иьр «л., 1979,3)Л.Пих6оисА лл., 1983), ЛТФ можно ■ использовать как индикатор количества микробной биомассы о содержимом рубца.

Преведенные исследования показали, что при скармливании животным кормов основного рациона (I период) между динамикой концентрации» . АТ<5 в рубцовой жидкости (табл.3) и интенсивностью бродильных процессов (динамикой концентрации ДНК) существует тесная положительная связь (х - 0,80 Р < 0,01).

Потребление животными дополнительного количества сахара (П период) привело к достоверному повышению в среднем на 49% уровня &ТФ в рубцовой жидкости, В то же время в этом периоде опыта взаимосвязь между динамикой концентрации АТФ и Л5Й не обнаружена (х «• - 0,08).

При дополнительном скармливании крахмала (Ш период) концентрация АТФ в рубцовой жидкости в среднем за О часов также увеличивалась (Р<0,02). Однако это увеличение не было пропорционально повышению концентрации ЛЖК, особенно через 3-5 часов после кормления (*—0,39)» Отсутствие сопряженности между образованием ЛЖК и накоплением АТФ в эти часы обусловлено, по-видимому» снижением скорости синтеза микробной биомассы из-за резкого уменьшения величины р11 рубцовой жидкости. Так, если перед утрегним кормлением рН рубцовой жидкости была равна 6,65, то через 3 ¿аса — 5,76, т.е. уменьшилась на 13$ (Р< 0,05). Во П периоде рИ снижалась с 6,60 до 5,94 (10® Р <0,05), тогда как в I периоде изменения в величине рН рубцовой жидкости были менее выражены (6,55-6,19 Р <0,05), . ■

Таким образом, дополнительное введение в рацион животных хак

Таблица 3

Концентрация АТф в рубцовой жидкости овец, мг%

Г. 1я <■'; к, Время после кормлепил, чао I период П период Ш период

т 1 и,15+0,46 17,33+1,53® 12,17+1,02®

п г 9,65+0,72 16,2740,59® 12,56^0,4ба

12 3 13,00+0,Ш 14,65+1,19 12,03+0,73

13 л II,70+0,10 П,кйо,ЬЗ 11,50+1,06

и 5 9,77+0,70 П,з£о,51. 10,25+0,05

1Ь 6 9,05+0,37 12,10+0,85а 11,50+0,86

16 7 9,52+0,72 13,50+3,24 12,10+0,65

17 0 . И,00+0,34 - 12,83+1,33а

из I В,55+0,36 19,1)0+1,71® 13,57+0,51®

Средняя кон- „ - л

центрация 9,71+0,34 14,51+0,£Йг 12,15+0,52

сахара, так и крахмала привело в целом к.достоверному повышению концентрации АТф в рубцовой жидкости, что может свидетельствовать о ловыпении уровня микробного синтеза в рубце.

3.4. Влияние легкоферментируеьоос углеводов на интенсивность включения аммонийного азота в микробную биомассу рубца овец

Важной особенностью процесса образования микробной массы в рубце жвачных животных является то» что микроорганизмы для синтеза а зот ос одержат их соединений могут использовать азот аммония*

Исследованиями с использованием меченого аммонийного азота установлено, что уровень включения азота аммония в бактериальную биомассу содержимого рубца зависит от количества и вида легкофер-»актируемых углеводов в рационе, а также от времени, прошедшего после кормления (табл.4). Независимо от состава рациона более высокая интенсивность (на 20-41$ Р< 0,06) включения метки в бактерии наблюдалась по второй половине постпрандиалыюго периода. Это^ по—видному, связано с там» что в первые часы После кормления смэ-

Содержание 'V в бактериях, ат.% избытка

Время - <■ доеде введения изотопа, час Время после ■ кормления, час .......I пе] жод. П период И период

БГ4 ЕНФ Ш БЕ£ ■ БК БЕЗ

1 2 0,130*0,008 0,151+0,006 0,134+0,005 0,166+0,0С6а 0,149+0,009

2 3 0,146+0,010 0,173+0,007 0,156+0,ОСЬ 0,179+0,009 0,145+0,010

3 4 0,1Ы+0,007 0,210+0,010 0,178+0,013 0,194+0,006 0,171+0,009

1 б 0,164+0,010 0,194+0,014 0,197+0,019 0,225+0,006 0,204+0,005

2 7 0,162+0,005 ' 0,2С8+0,004б 0,232+0,015 0,245+0,011 0,223+0,010

3 6 0,221+0,013 0,235+0,014 0,244+0,0X3 0,266+0,025 0,230+0,011

Примечание. Разница в обогащении между бактериями твердой фракции (БТ») и бактериями жидкой фракции (Е2) достоверна: а -Р<0,05, б - Р<0,02, в -Р<0,01.

0,217+0,0?7а 0,222+0, СЮ3 0,221+0,007а 0,275+0, ОЮ0 0,266+0,012а 0,270+0,£06а

- и -

шапнне популяции бактерий рубца в большей мере используют пронормированные источники азота, содержание которых в эти часы значительно вышо чем, к примеру, через часов после кормления.

В то же время следует учесть, что интенсивность включения азота в микробную биомассу зависит также и от. скорости роста микроорганизмов. Считается, что микроорганизмы, ассоциированные с частицами содержимого (твердой фракцией), делятся с меньшей скоростью, чем те, которые находятся в рубцовой жидкости; если скорость оттока ' твердой фракции ни*е, чем жидкой.

Этим, вероятно, к можно объяснить то, что в проведенных исследованиях интенсивность включения меченого азота в бактерии твердой фракции (Б'Е*) содержимого рубца была на 10-30% ниже, чем в бактерии жидкой фракции (ЕЖА.

Что касается включения метки в протоэойнуп биомассу, то здесь проявлялись те жо закономерности, но содержание моченого аэота в простейших было в 2-3 раза меньше, чем в бактериях (Р<0,01).

Результаты исследований показали, что при дополнительном скармливании животным свекловичного сахара интенсивность включения аммонийного азота в бактериальную биомассу увеличивается в первые ча-и11 после кормления лишь на 3-936 (Р < 0,5). Столь незначительное увеличение интенсивности ассимиляции аммонийного азота мы связываем с тем, что смешанные популяции микроорганизмов, развивающиеся в рубце а этом периоде опыта, имеющиеся в первые часы после корм-ленил избыточное количество энергии и углерода трансформируют в запасные вещества, в частности в полисахарида. При накоплении в микробных клетках запасных полисахаридов относительное содержание других компонентов соответственно снижается.

В проведенных исследованиях также отмечено, что во И периоде содержание общего азота в БКФ через 2-3 часа после кормления было в 1,4 раза ниже, чем до кормления (Р <0,01), тогда как в I периоде концентрация азота в БЖФ снижалась после кормления всего лишь в 1,1 раза (Р<0,иб). йае более значительное снижение содержания азота наблюдалось во П периоде в простейикх, ассоциированных с твер-' дой фракцией <11Т$) содержимого рубца (1,6 раза). При этом через 3 часа после утреннего кормления концентрация азота в 111$ во П периоде в 1,4 роза была ниже, чем в первом (Р<0,01),

Энергия, запасенная в полисахаридах, по-видимому, и обеспечивала йо И порподо более интенсивное протекание биосинтетических процессов через 5-0 часов после кормления по сравнению с 1 периодом.

- IS -

Увеличивалась при эток и ингенсиеность ассимиляции аммонийного азота. Тык, через 7 часов после кормления интенсивность рключония меченого азота аммония в В'ГФ во И периоде была на 27$ шлше, чем и первом (Г < 0,05).

Дополнительное скармливание как кукурузного квяуушла, ток и сахари не повлияло на интенсивность включения меченого азота аммония в ВТф в первый четыре.часа посла кормления. Ото, пероятно, сия-эаио с тем, что энергия в эти час» т являлась для них лимитирущим фактором.

0 Tci же время опыты показали, что в U периоде наблядалоеь значительное увеличение интенсивности ассимиляции аммонийного азота ЕМ как иорез в-0 часов, так и в первые часы после кормления. Так, через 2 часа после кормления обогащение общего азота 1!ЖФ тяжелым изотопом было в 1,44 раза выше, чем в I периоде (Р<0,01). Однако различий в уровне общего азота в бактериальной биомассе между I и

ц] периодами не установлено. Отмочена только более низкая"концентрация азora в инфузорной биомассе в первые часы после кормления в ul периода по сравнению с первым (7-10$).

Таким образом, при скармливании животным корма, содержащего значительное количество крахмала, в рубце преобладали популяции бактерий, активно сбраживающие поступающие с кормом углеводы, используя высвобождающуюся при этом энергию для реакций пластического обмена, в том числе и для ассимиляции азота аммония.

3.5. Эффективность использования азота корма в сложном * желудке овец

. Эффективность использования азота корма в преджелудках существенно зависит от взаимоотношения процесса распада азотсодержащих веществ корма и синтеза микробного протеина.

Даниыо по эвакуации азотистых веществ в тонкий кишечник показали, что во все периоды опыта е течение суток с химусом поступало азота больше, чем принято с кормом (табл.5).

Следует обратить внимание, что во II и Ш периодах в кишечник в составе неаммонийных азотсодержащих соединений поступало азота значительно больше, чем в первом.

1 ¡о нашему мнению, поскольку количество и качЗство протеина в рационах было одинаковое, это обусловлено увеличением валовою синтеза ыикробждч) протеина и его большого поступления в h;iüohhhk.

Так, если в I периоде в дуоденум поступало 19,У г микробного лло-

Эффективность использования азота корма в сложном желудке овец

Показатели

I период

П период

Щ период

Принято с кормом азота,г

Поступило в дуоденум: общего азота, г

% от принятого

аммонийного азота

% от общего

ноаммонийного азота,г

% от принятого

микробного азота: по ДА11, г

по пуринам, г

% от общего азота по ДАН

по пуринам

% от принятого по ДАЛ

по пуринам

Эффективность синтеза?г азота на кг ферментированного в рубце сухого вецэства;

по ДЛИ по пуринам

26,3+0,27 2В,3+0,39 26,4+0,31

31,1+0,43 109,9 2,0+0,10

9,0 28,3+0,39 100,0

16,3+0,61 19,9+0,64

52,4 64,0

.57,1 70,3

25,0 30,5

34,1*0,29°

120.5 2,8*0,10

6,2 31,3*0,45в

110.6

20,1+0,90® 23,3+0,71®

, 56,9 , 60,3

71,0 02,3

25.8

29.9

33,2+0,31*

116,9 .2,5+0,07 7,6 30,7+0,27® 1Ш,1

17,6+0,61 22,4+0,5Ва

53.6 67,5

62.7 76,9

23,1 29,0

та (метчик - цуриновые основания) или 70,от общего agora корма, то во П и Ш периодах - 23,3 и 22,4 г или 82,3 и 78,9% соответственно (Р<0,05). На основании этих даншх можно предположить, что во П и Ш периодах распадающийся протеин корма более эффективно использовался для синтеза микробного протеина. ,

При изучении влияния количества легкоферментидоемих углеводов в рационе на эффективность использования азота аммония, накапливающегося в рубце в период максимального распада протеина корми, это предположение подтвердилось. Эффективность использования аммонийного азота для синтеза протеина определяли исходя из количества меченого азота, поступающегося в кишечник в составе неаммонийных азотсодержащих соединений, после введения в рубец 'W в форме сульфата.аммония (табл.6).

Таблица 6

Эффективность использования меченого аммонийного ; азота при его введении в рубец овец

: Показатели 1 период f П период Ш период

Введено изотопа в рубец, мг 74,2 74,2 74,2

Поступило в дуоденум,ыг/сут. 28,6+1,36 35,2+1,77® 32,5+1,14

% от введенного ~38,5 47,4 43,8

с аммонийным азотом, иг/сут- 4,9*0,11 4,2+0,I2tí 3,8+0,05г

% от поступившего в дуодецум ~15,0 10,5 11,3

% от введенного 6,6 6,7 5,1

с неаммонийным азотом,мг/сут. 23,7+1,20 31,0+1,77a 28,7+1,08®

% от поступившего а дуоденум . ~85,0 89,5 88,7

% от введенного 31,9 41,8 38,7

Полученные данные свидетельствуют, что с неаммонийным азотом в кишечник поступала большая чаить меченого азота,^причем ввэданио в рацион сахара или крахмала повышало долю метки в неаммонийной азоте с 85,0 до 89,5 и 88,756 (Р<0,05). В целом с неаммонийным азотом в^периоде через дуоденальный анастомоз за 24 часа прахсдлло 23,7 ыг тяжелого изотопа, тогда как во П и II периодах на 30,Ь и 21,1% больше (Р <0,05).

- IG -

Следовательно, увеличение сшггеза микробного протеина в рубце овец при скармливании им рационов П u Iii периодов опыта обуславливало и более высокий уровень использования аммонийного азота в желудке.

Следует также отметить, что во П и III периодах и количество ферментируемого в рубце органического вещества увеличивалось, что и обеспечивало повышенный относительно ¿периода уровень сшггеза микробного протеина. Однако эффективность синтеза (табл.5) при этом была на 2-Z>% ниже (Р<0,1).

Таким образом, введение в рацион дополнительного количества логкоферментируемых углеводов способствует более эффективно^ использованию азота корма в желудке и увеличению поступления в кишечник неаммонийного азота.

3.6. Рециклирование в рубец азота аммиака, всасывающегося в кровь из пищеварительного тракта

Наличие румзно-гепатической циркуляции азота позволяет жвачным животным повьлпать эффективность использования азота корма, посредством возвращения в рубец части неусвоенного аммонийного азота, где он вновь используется для сикгеза микробного протеина.

В данном исследовании для изучения влияния уровня легкофермен— тируемых углеводов в рационе на рециклирование аммонийного азота в рубец применен новый методический подход, суть которого заключается во ведении меченого азота в систему воротной вены через тонкий кишечник и измерения динамики накопления метки в рубцовой жидкости.

Результаты исследований показали, что меченый азот аммония, введенный в кишечник, в значительных количествах и довольно быстро поступает обратно в рубец.(рис.).

Так, в первом периоде через'30 минут после введения мотки в кишечник в рубцовой жидкости обнаружено 1,68 мг меченого азота или

от введенного, а через 60 минут это количество уже составляло £>,07!, т.е. возросло в 2,5 раза (Р<0,05).

Дополнительное скармливание легкофернентидоемых углеводов привело к достоверному увеличению как скорости, так и уровня поступления в рубец меченого азота (40-50^). Установлена положительная связь между уровнем ЛШ в рубцовой жидкости и количеством меченого азота, рециклируемого в рубец.

Таким образом, повышение энергетической ценности рациона овец за счет легкоферментируемых углесодов усиливает румено-гепатическук>

- w -

'V мг/л

i время после введения, час

,н- г

Рис•. Динамика накопления меченого азота а рубцовоЙ жидкости овец после введения в кишечник 74,2 мг 'W в форме сульфата аммония.

циркуляцию аммонийного азота, что также способствует более аффективному использованию азота корма.

. ; ВЫВОДЫ

I. Повышение уровня обменной энергии в рационе овец на за счет легкоферментируемых углеводов сопровождается интенсификацией ферментативных и синтетических процессов в рубцё, проявляющейся нарастанием концентрации в рубцовоЙ жидкости ШС, АТО и неаммснийлого азота.

2* Введение в рацион легкофермектируамых углеводов достоверно повышает переваримость сухого вещества а цреджедудках с 47,6$ fia основном рационе до 51,5 и 50,при введении свекловичного сакара и кукурузного крахмала.

3. Усиление синтетических процессов в преджелудках овец, поручавших дополнительное количество легкоферментируешх углеводов.

приводит к лучше еу использованию азота корма для синтеза микробного протеина, концентрация азота аммиака в рубцовоЙ жидкости снижается, п количество микробного азота, поступающего в дуоденум, повышается с до 23,3 г при скармливании сахара и до 22,4 г при даче крахмала .

4. Выявлены различия в содержании и динамике концентрации азота о микробной биомассе, выделенной из твердой и жидкой фракций содержимого рубца овец, при введении в рацион яегкопереваримых углево- • доо, обладающих разной скоростью ферментации. Отмечено более значительной снижение содержания азота в микроорганизмах в первые часы после скармливания сахара по сравнению с дачей крахмала.

Потреблемкг овцами дополнительного количества легкофермен-тируемнх углеводов увеличивает интенсивность включения азота аммония я микроорганизмы рубцовой жидкости, при этом крахмал стимулировал включение аммонийного азота в бактериальную биомассу в большей степени, чем сахар.

6. Установлено, что введение в сено-концекгратный рацион сахара или крахмала не влияет на интенсивность накопления меченого азота а.лмония в бактериях, ассоциированных с твердой фракцией содержимого рубца, в первые часы после кормления. Однако, спустя 5-й часов после дачи этих углеводов, отмечена более высокая скорость включения аммонийного азота в бактерии этой фракции^в сравнении с контрольным рационом (20-27%, Р<0,05),

V. На всех изученных рационах интенсивность включения азота аммония в бактериальную биомассу твердой и жидкой фракций содержимого рубца через &-0 часов после кормления значительноевыше <20-40%), нежели в первые часы. При этом, независимо от времени после кормления включение аммиака а бактерии твердой фракции идет с меньшей скоростью, чем в бактерии жидкой фракции (10-30%). '

8. Увеличение энергетической ценности рациона овец за счет^лег-коферментируемых углеводов способствует ускорению руыено-гепатичес— кой циркуляции аммонийного азота на 40-50%.'

9. В экспериментах с применением методики изотопной индикации установлено, что эффективность использования азота аммония, образующегося при распаде протеина корма, повышается с увеличением уровня энергии в рационе с 31,9 до 41,8% при даче сахара и до 36,7%

при даче крахмала.

Практические предложения

I* При изучении роли микроорганизмов в усвоении ииг&толышх веществ в преджелудках жвачных следует учитывать, что свойства бакторий и простейших рубцовой жидкости отличаются от свойств микроорганизмов, ассоциированных с частицами кормаГ '

2. При оценке уровня синтеза микробного протеина в рубце можно в качестве дополнительного теста использовать показатель концентрации АТФ а рубцовой жидкости.

Результаты исследований могут быть использованы в научней работе, а также в учебном процессе ло физиологии пищеварения жвачных животных.

: Список опубликованных работ по теме диссертации

X, Динамика содержания азота в бактериях и простейших содержимого рубца овец при разном уровне легкоферментируемых углеводов в рационе // Бюллетень ЕШШБиП с.-х. животных. - 1£Ш* - Вип.З (91). - С. 55-59.

2. Интенсивность включения аммонийного азота в микробную биомассу "рубца овец при разном уровне энергии в рационе // Бюллетень ОДДОВиП с.-х. животных. - 1960. - Вып. 4 (92). - С. 11-14.

ТБ - OOiîl at S/04.99 г.

Тираж 100 ski.

'/{•; Москстскмтипография №4. "Салон полиграфически* услуг." Цветной булътяр 2€.