Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АМИНОКИСЛОТНОГО ПИТАНИЯ ТЕЛЯТ
ВАК РФ 03.00.13, Физиология
Автореферат диссертации по теме "ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АМИНОКИСЛОТНОГО ПИТАНИЯ ТЕЛЯТ"
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ 1СА.ТИМИРЯЗЕВ А
На правах рукописи Алфимпев Николае Афанасьевич
, УДК 636.2.084.1:612 3:637.18:636.087.74
ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АМИНОКИСЛОТНОГО Я . , . ПИТАНИЯ ТЕЛЯТ
Q3.00.13 — физиология человека и животных
' АВТО РЕ Ф Е Р А Т .
* • * *. " ' * . дносертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Москва,. 1992. г.
І / > , , < f
>' lC^TU ^'ПОЛДСНй Hü <шфедсе фиаІ'ОЛОГКН П (»П^ИМИП СЄЛЬСҐ.О—
ч~зя*ст.ленньх • швптньх }\лл\.хского филиала Москоьской ордена Лс н*:на :: ордена Тр>дог<~г.> Красного Знамени с е ль с к о хозя {'¡ств єн— і» >f н' ндеч'ки К'.А.Тіо ;и; иісаа и do Всесоюзно't нчучжъ-нссле-"аульском ¡інституте фазі ^.:оггк, бвохикит и питання сельско-"Uo:!f;CT"tJHi.!іЛХ . спастных.
Н^ччнъ.й консультант — акаре» пік ВАСХНМЛ, заслуженный деятель науки РСФСР, доктор бг^логатесгих науг, профессор H.A. ¡üvaHfeKKOÜ.
С\\.v u иалькі^е спііонеіпі •: vi.—корр. ВЛСХНИЛ, доктор сельсг.о— л «н Гстзеннь'х наук, профессор Н.ИЛчлеймеков: .. -лужетшГі двите. ь Hav ки РСФСР, доктор бьолсгнчєсккх наук, процесор A.A. Ал .-ев: доктор бю,%т<-с .кк наук, ічмг - РАСХН В.П.Дегтзреп. Ведущее п{ едир тгэ — Рсссійскиґ мясного с:;ото.чодет¿>а.
3-чпіита дг ' -гот сі ¿-£?C't С ^s 1992г.
оааянаго Совете
Д. 120.35.06 jV.oi"toEChon o»n Тимирязева.
аоЯ екадек'кв I-.1.K.A-
Адрес : 127550, г.Мо.
.'П.Тіс.інриз0Вская, 49. Ученый
Со т ТГХД.
С дпссерэ библиотеке ТСХ"
миться и Центральной научной
Автореферат- pt^.
1992
Ученый секретарь /
спешіалнзїязоьанного Совел
'І ..»иПодколзинаї
1.1* Актуальность работа, • Увеличение производства мяса ' и повышение вгокачаотваявляетоя однойиз-главных задач современного промышленного янвотаоводства» , ,
В общем объеме проиэводатаа:мяса .в отраве более 6С6£ при-----
ходитоя на золи говядашы. Дешевую я высококачественную говядину можно полушть пщ ннтвявивном шраадвааш-и. откорме молод--вяка крупного рогатого окота молочяых и специализированных; жо-внх пород (Демченко А.£.,1у?2;Клвйыенов Н.И., 1975{Черекаев А „В.", 19?5; Деушш С.Г. и дрД980{* Григорьев Н;Г.и др. 19®; Калаавикоа 4.0^ ■ др^ДЭвб» Мшшв Г»,фже Д»,1986). - -
■ йыаокая сжорооть раота ¿ивтвн оивн ий мв та бо ли зм , относите ль-номеяленное рааштие аредввлудков обусловливают. повышенную тре-(Зовательаость телят к яачеотву кормленяя. В отличиаот взрослых , жвачных, которьм свойственна орвиштельно низкая э^фективаость использования белка рациова(овобеннопри высоком содержании-квота), ; тела в "дорубцэвий период тпмввренит" эф}«ктиввость ■атлмемшн бвлкадовтяме* 80-90!б дава прк частичной замене молочного белка растительна!. Одайко : эхо имеет место лишь. при абсолютно обеланажрованном: оовтаае рациона, оптимальном. соде р-жваяидротеина и общем выоояом уровне кормления. Можно добавить, что и при чисто молочном питании может наблюдаться дао-балана отдельных амияокислот.особеннонезаменимых.
С цели стимуляции роста молодняка, предупреждения заболеваний, повышения эффективности использования кормов цвлесообраэ-но включать в районы.телят дефицитные аминокислоты химического и микробиолоптческого синтеза-в точном соответствии с их потребностью.. Однако в настояше в семя с этой целью используются лишь метионзн и лизин, хотя детального изучения требуют: все амивокио-
■ . ЦЕНТРАЛЬНАЯ
НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. сольс««до; Академии
лоти без искдичания, особа нно в аза на юс днштцту адаго положення» взаимосвязи, целесообразности использовании для балансирования балкового питания» Это относится но воем периодам выращивания молодняка - ««елочному, переходному и чисто растительному.
Особую актуальность эта вопросы приобретают в 7Словиях обоатранЕЯ проблемы двфкщта пища во го белка и резкого сокращения поставок в животноводство гормон животного происхождения.
1.2. Дедь и задачи исследований. Целы» диссзртадаи является разработка фнзиолоіть-биохши'гасйих основ аминокислотного питания талят, выращиваемых ва мясо.
Для ее штшшевия были поставлены сладу пшэ оововнна задачи;
- изучить метаболизм балка и аманокиадот" в организма талят, определить характер проявлення дисбслананого аминокислотного питания;
- изучать взаимосвязь аминокислотного* липидвого и энергетического обмена у талят ияенызс и молочных пород;
- дать иорфояо плеску» и биохимическую характеристику скелетной щпшчзой ткани растущих телят разных пород;
- провестк сравнительную оцанку биологического действия на организм телят отдельных препаратов аминокислот мин робиальн сего я химического синтеза;
изучить ами но кислотную оба спе ча н но сть талят при разной рашиепляемости кормового белка, газработать методы зашиты балка и индивидуальных аминокислот от разрушения в рубив;
идентифицировать аякторы, лимитирующие эффективность конверсии протеина корыа в мясную про ду кілю;
определить экономическую Эффективность са -анеярования рационов телят ао критическим аминокислотам.
■ Г-3- Ната^ ятаижя иактуальность Работы. Впервые з , экспериментах аа'ивтактных и опврированньіх (фїатульаах) телята* молочных имжяшх пород а использованием комплексного под« . хода изучены, рест. раавятие к ¡Іизиологачеокое состояние О при различвыхуаловиях'белковогои аминокислотного пята аил. Это позволяло получить обтрвую информацяи о степени изменчивости показателей.эааргатического; липидаого, азотистого,г белкового' и аминокиолотаогообмвва в онтоганазепод влиянием различных -юріювнхи$акт*Ч?ов .(урошя й отвавви: расщепляемости сырого про-теива, аминоіокнїотаоа с(3аланоировааности, дасбалааса ашшокис-лот). Исследованы особенности обмена.белка и аминокислот у те-ляг.сдодаализирована ах молочных и. мясных пород» включая 'паре- ■. варнмостьи всасываджазвадствиих использование для отложе-няявтеле балка, хира и энергии.
Изучены основные закономерное таї обмена замешшаг и неза-
-". •"- ~ - - • тс; ■■• ■■ ■ ■
мввтшх аминокислот» меченых по "V, степень использования . ^Аґ- вебелкоаых историков азота на синтез микро Анального; валка в і предаалуяках; ■ -
Установлена степень расщепляемости кормового балка и:ин-давидуальных амиаокис-гот в рубца телят разных возрастов.
; 1.4. Практическая наавость работа. Установлено димятатаю--щаа полсжеаиа отдельаых амивокислот и обвспеченностьишй телят, при выращиваяиинамясо.
Определена потребность телят в лизине, метионине, треонине, валине. тріптофане, гистидине, изолейциве, лейциае и фанид-. аланине.. На основе зкепериментального материала разработаны методы расчета потребности и балансирования аминокислот в ра—. ПИОНЄ телят.
Дано фізиологиче сков обоснование применения новых корю-
вых препаратов аминокислот химического и микробиологического синтеза.
Испытаны методы снижения расщвплявмости белка и аминокислот аутам подбора ингредиентов в кормосмесь и путей химической зашиты.
Полученный материал можат олужить биологачеакой основой для нормирования аминокислотного питания телят спзвдалнзЕровашшх молочных и мясных пород, аыращиваашх на мясо» а такжа для разработки методов восполнения дефицита адтам использования кормовых препаратов аминокислот» включая их защищенные формы.
1.5. А проба пия та боты и публикации» Апробация работы проведена в хозяйствах Калужской к Оренбургской областей»
Материалы диссертации доложены на заседании ученого совета ШИИФЕиП с.-х. яивотных (г.Боровак, I960-I9S9 гг.), ва координа-оконных совещаниях ШІШІ а.-х. животных (г.Боровсх, І9Ш — 1589 гг.)» координационном аовединии ВИЗ (аЛуЗравицм» 1986 г.), на конференции молэднх ученых ШШФБиП с.-х. зевотных (г^Боровск, 1962 г.), на совещании ЫСХ "Приманами аминокислот, полученных микробиологичеояим синтезом, в кормлении с.-х. ажвотных" (гДоск-ва, 1983 г.), на Ваесюганой кпнференпда "Фязиалого-биахимичвскиа основы выаокой продуктивности о.-х. животных1* (г.Калуга, 1980 г.), на Все сошном совещании "Балково-аминокислотнов питание с.~х.лщ-вотных"(г. Калуга, 1986 г.), на Всесоюзном совещании "Новое в кормлении высокопродуктивных животных" (п. Дубровицы, 1987 г.), на Всесоюзной научной конференции "Интенсификация о.-к. производства в условиях радикальной экономической реформинг. Сумы, 1986 г.), на Всесоюзной конференции "Аминокислоты для сельского хозяЛства, пишввой пшиыплеяности, медицины я раучных исследований" ^ г.Зреван, IS88 г.), на Всесоюзном соае--арии "Оценка z
нормирование протеинового питания жвачных" (г.Боровск,. 1989' г.), на : заседании ученого совета КФ ТСХА (г.Калуга, 1989 г.), на заседании. кафедры физиологии и биохимииЛ1ТСХА (г.Мбсква,1990 г.).
По материалам диссертации опубліковано 62 работы в бюллетене и трудах ЮИИФБиД с.-х. животных,. КФ _ТСХА, во всесоюзных жур-'налах "Сельскохозяйственная- биология", ."Вестник сельскохозяйственной науки", "Животноводство", • "Доклады ВАСХШ'Л", полочное и мясное окотоводотво" и- других, а также в зарубежных изданиях
<чсср).. ' • ,; -'.г
¡Е.6. Реализаций исследоварий. По матешалам. исследований получены авторские свидетельства "Способ выращивания телят мясных пород" С1496748, МКИ ¿.; 1989 г.) ї„ "Способ; получения кормовой смеаи" (1546053, МКИ, 1969 г.). Изданы рекомендации "Протеиновое питание телят". (г.Калуга, < 1984 "Аминокислотное питание телят шотыхпород"{Е.Оренбург,^ 1Э90'Г»); . :
Подготовлены, и>ваходятоя в апробации рекомендации "Использование кормового треонина в кормлении поросят, цыплят и телят" "Использованиелипганав кормлении-с.-х. животных".
-. ' 1.7. Основные положения, виносимые на зашиту. ■"..*,
I". Аминокислотный состав кормовых средств разных регионов России и молока котов резных пород.
2. Расщеоляемость кормовых, белкови индивидуальных амино-отслот в првдкелудках телят. Продассы шкробиального синтеза.
3. Лоступность аминокислот рациона для телят; Потоки аминокислот в желудочно-кишечном тракте»
4. Аминокислотный статус (общие и свободные аминокислоты) органов я тканей организма телят.
5. Обмен•• Цу-вминоаислот в организме телят.
6. Использование аминокислот химического и мякробпологиче-
ского синтаза в коралании телят.
7. Использование защищенных балков и аминокислот в кормлении телят.
8. Потребность в аминокислотах телят» выращиваемых на мясо, и критерии их обеспеченности аминокислотами.
9. Мясная продуктивность и качество мяса при различной аминокислотной обеспеченности.
2. ОВШСГ,УСЛОВИЯ И ШГГОЕЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объект исоледования.схемв и условия проведения опытов.
Для решения поставленных в работа задач в период І976-І99ІГ были проведены 23 опыта на оперированных и рнтактных телятах молочных к мясных пород,заращиваемых на мясо. Общая схеш исследований представлена на рисунке I.
Всего в экспериментах использовано 302 бычка холмогорской, черно-пестрой и шортгораской пород в возрасте от 10 дней до 68 меаяцяв. Научно-производственные испытания проведаны на 800 телятах тех га пород. Кроме того, в опытах по изучению состава ¡голова были использованы 60 коров.
Физиологические эксперименты на~животаых~ включали ЗЗтеленка і фистуліми"рубца.каЭшями ~ёа воротной вене и лодочками сонной артерии, анастомоза ми и <£истулаыа двенадцатиперстной киика.были проведены в виварии Всесоюзного НИИ физиологии.биохимии и питания с.-х. животных (г.Боровск). Научно-хозяйственные опыты на телятах молочных пород проводили в хозяйствах Калужской, Московской и Владимирской областей,мясной порода- в экспериментальном хозяйстве ЬЖК.'С Оренбургской области.
Телят холмогорской породы кормили по хозяйственной схеме 2а ІТоммз М.4. ,1969) для получения планового прироста живой массы 750 г в сутки,телят черно-пестрой пороса - по схема корт,тения мсяодаяка крупного рогатого скота для промышленных комплексов
А 1Ш (1 ЛЦ«1/к *ЛЯПЛ< ПП1М ИКА «Пи *пя
Мясная до (шортгорвс
Показатели продуктивности
Прирост живой массы
Затраты кормов
_ Убойный выход
Отнои шие .
мясо / 'кости
Химический состав мяса
Метаболизм белка и аминокислот
I
■ • Т ''ворм1грйв8ни« и обввйсчение ающокиолотаий
Люшдный обмен
Потребление
. Превращение в преджелудках
Абсорбация
Уточнение оптимальных вор аминокислот
■Шёят ¿ШбОХслОУПЩ ■ их йвфузия и инъекции
Балансирование АК-дитания .. подбором ингредиентов ; • в кормосмеси
Усвоение и отло*ение в тканях
Обмен , 1ЬМ--аминокислот
Добавки аминокислот микробиологического пинтеза •--
Защита
белков и аминокислот от распада., в рубце
Определение лимитирующего полокааия ашно-кислот. Выяснение оптииальвой потребности телят в аминокислотах. Разработка способов компенсации дефицита аминокислот
Рио,;I Общал ; схема наследовавши
( Калашников А.П. и др.,1985) с плановый сраднеоуточным-првроа— том живой таен до 1200 г» талят шортгорнокой порода - по схема кормления молодняка специализироваяяых пород (Леушин С.Г. и др., 1980) о плановым сраднасуточным приростом живой массы до 1000 г. Но 7-8 - месячного возраста они находились под матерями на подсосе.
Во всех случаях группы телят формировали по принципу аналогов (возраст,живая масса, происхождение»молочность матерей -для подсосных телят). В возрасте 1,5V 3 и 6 месяцев (дня мясной породы-4-8 месяцев) проводили балансовые опыты. По окончании балансовых опытов часть животных убивали. По данным контрольного убоя изучали развитие органов и тканей, отлоханиз в них белка и аминокислот. Задачи исследований в конкретных сериях опытов приведены в табл.1. Подробное описание методов каждого эксперимента дано в аоответ>-отвующих разделах диссертации.
2.2. Методы биохимического анализа. Определение химического состава кормов, экскрементов, органов г тканай животных,биологических сред, осуществляли при балансовых опытах,убое и при специальном взятии проб у оперироваввих животных.
Кормя, экскременты,молоко исследовали общепринятыми методами зоотехнического анализа. Оценку качества протеина растительных кормов проводили согласно методическим указаниям ГригорьаваН.Г. и др.С1Э85).
Определение общего, белкового и остаточного азота в образцах тканей проводила по методу Кьельдаля (Лебедев П.Т.Дсович А.Т., 1976).определение белковых фракций мышечной ткани - методом высаливания по Иванову И.И. с соазт. (1361).
Общие ами'окислоты в образцах корма, химуса, экскрементов, тканей определяли по стандартной методике на автоматическом ами-
Таблица І
3"ДаЧИ ввШМДОВаШЙ В КОаКрвТЙЫХ іОврИЯХ ОПЫТОВ:
Опыта Чиоло В. т.ч. . Задачи исследований
жжвотаах аиотал. ■ •■ •- ' ■ ■■•
1-2 60 - - Изучение'аминокислотного состава
молока коров те з личных пород и продуктивности; изучение амияо-- кислотного. составакормов. разных регионов страны. /
3 10 . - ' Сравнительное изучение обмена
* г : •: белка; и аминокислот у телят с раз-
• ; нда уровнем кормления- и продуктив-
v : ■ ■..' - ности*■■ .; • .■■.-.'■.■■
4-9. 250 :->■'■ Иссладоинив_осо_бенедствй обмена
• ' балкар 15у1/-аминоюнслотг» энергии . и шшаральвшс веществ у талят при • ' • скаршшвании т.разных. уровней'лизана, траоніша» изолайцина»: стута-. .мата явлааа,и кх.смесей.
10-11 21 21 Oifewfi белка, аминокислот в липи-
г дов в оогаяиэмв телят при инфузии '-Г. . . в. длгодввум матионина,,треонина;л»*-' . зина а их смврей„ ;
12-134 ' 6 6 . > Изучение-влияния внутривенного
• : введения аминокислот ва обмен 15N . , в организма телят.;. •
14-15 9 ' 9i . , ■ Исследование: превращений белка
' " . ■ ,: н аминокиатот в праджалїдках.пото-^.
■" ■ / -ковАК в ЖС.талят и всасывании-в-
... -.Г," • "'.. кишечюисвч 4 " ■*'• -
17 • 3 : \ • 3 1 " Изучавив'потоков■ аминокислзт в во-
ротной к.ярамвой; венах;;
18 3- ' 3 Разработка и исследование матояся
• зашиты балкаииндивидуальных амк-•,
- нокислот от разрушения з рубце . . .'■-'. телят;.:.
13-20 400 : Научно-производственная апробация
, оптимальных норм аминокислотного питания телят.
21-23 400 —Научно-производственное;испытание
различных способов компенсации аминокислотного-дефицита у тзлят.
юкислотном анализатора Т-339, триптофане. - по методу Геллера :і958), ояодпролив -по методу, модиф.ВэрбицкЕз (Лолйвода A .M.1977)
Выделение САК проводили по Stein. , Moo ге (1954) и о ис-юльзованием сульфоаалициловой кислоты,определение мочевины -ю Cou.ie.mbt (1963), аммиака - по методу Qkuda., I1972), препаративное выделение аммония а мочевины - по Ыатери-сину A.M. (1972). Аргиназу печени - по Згои.«(195Э), орнитинкаг 5оксивтрансферазу - по методу, модифицированному Луцним ПЛ. :i967).
Включение ß/V в азотистые фракции определяли на маоо-
I
іпектрометре МИ-І20І. Показатели газоэнартетичаского обмена устанавливал? по Надальяку ЕД.(1972). Липиды экатрагяровалй по голчу"(195б) ЛАП ( диаминопимшшновую кислоту) - на аминокислот-зом анализаторе. Экспериментальный матера л обработан методами Зиометричаского анализа (Меркурьева В .К. ,1964; Плохинокий H.A., [970).
3. РЗЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Аминокислотный состав молока коров и основных
растительных кораов для телят Молоко котив различных пород. В первые три месяца жизни селят молоко является основным источником их питания, поэтому омический и аминокислотный состав аго несомненно будет влиять га обмен вещеотв у молодняка при разных технологических схемах зырашвания.
3 наших исследованиях установлены изменения в составе моте ка у коров мясной и молочной пород разной продуктивности, отражающие наиболее характерные изменения ах физиологического зостояния.
Выявлено,что уже на вторые сутки сохарьяние белка в молоке
снижается более чем ¿.два: раза. Наибольшие изменения отмечаются в первые 4дня молозивного периода лактации. В последующем* начиная о шестого1 дня-лактации, они менее существенна..Тем не > менее» аминокислотный состав молока изменяется на протяжении всей лактации,что,. по- видимому, обусловлено преимущественно -соотношениями во фракционном ■ состава, белков.:
• При :сравнении данных по .составу молока за,перйуп неделю и затем по -месяцам лактации можно обнаружить,-і что уровень ли-зиаа;в молоке имел - самые выаокие;значения у коров в первые . 2-3 месяца лактации^'Затем уровень его. снижается почти на треть» На оостав молока коров несомненно оказывай: влияние условия содержания и фон:их кормления (Могс£еяІї , Гогті^опІ ,-І98?; .0вчаранко Э.В;,1989 ж др.). .. '
Сезоны года таКжеоказывают воздействие на аминокислотный состав • молока^. Весной телята > с молоком получают меньше амино-. киолот.чем в другие периоды года . Количество дикарбоновых аминокислот в • молсже коров значительно свижаахся х паатбшшый пэ-риод^ - , . : ;".■'"'.■>
Следует отметить,что молоко коров шортгорнской породы имеет' довольно'втабяльный химический состав в течение^ первых трех меояцев лактации. . Однако обращаетнасебя-внимание повыше нив уровня ашноююлог с разветвленной углеродной цепью (ва-лива,изолейцина,лейцина) и снижение метионина и тирозина в молоке третьего и последувших -мвсяцев лактации по сравнениа с первым месяцем после-отела.. - •
Основные растительные коша.. Важное значение - дал развития телят имеет белковый состав концентрированных и -грубых кормов, которые использувтся:для их подкормки в разнах зонах нашей страны.. - ,
Зоаы районирования оказывают злшшие на аьш юяислотнзй состав отдельных культур. Лапример,сено злаковое в Калужской и Московской областях имеет различия по аминокислотному составу. Существенно различается по аминокислотному составу однотипные корма Калужской и Оренбургской областей. Аналогичные данные приводят и другие автора (Попов И.С. 1965;Рядчиков В.Г. 1973; Цумилин И.С. и др. 1986).
При изучении влияния перида хранения на аминокислотный состав нами отмечено снижение отдельных групп аминокислот в зерновых, грубых и сочных кормах,что также необходимо учитывать при составлении рационов таляг.
3.2. Рост и состояние азотисяого обмена у телят при балансировании рационов но аминокислота;.;
ияя жвачных принято различать потребность в аминокислотах собственного организма и потребность популяшй микробов пищеварительного тракта. В наших исследованиях были использованы различные методические подходы для определения формирования потока аминокислот из желудочно-кишечного тракта и его влияния на азотистый обмен в организме телят.
Прирост живой массы. Исследования показали, что допочни-тельное (до определенного предела) скармливание с комбикормом или 2Щ лимиткруюцих продуктивность телят аминокислот -метио-нина и лизина так яе»как и янфузия этих аминокислот в дуоденум, приводит к повышению прироста живой массы телят. При это«' как ле^истное, так и избыточное, поступление аминокислот в орга-.""1 не обеспечивает пакодмагьного проявлена продуктивюстя тл*1ят (Г'*о.2), топа как затраты питательных ве^зствС кортовых е^лнтс..протеина) на ед'чицу продукция у -.квотных со соалачси-рованчыи аминокислотным кор:лленке'.' с
<*> А
120
I ; - контрольная, - основной рацион (ОР) .... группа; ■■ . - ,-•
II - ОР + Лим. АК 10$ к фактич.потребленяв
III - ОР + Лим. АК 15% к факти ч. г.отреблзниз
IV - ОР + Лим. АК 2С# к ф?ктич,потреблению
112,0
110
109,6,
107,9-
100
107,4
106,1
103,7
ш
1050
л
2
1
116,4
111,0
102,0
106/)
103,5 /
IV
113,3
Рис. 2. Относительная живая масса талят(воярэст135