Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Интенсивность и направленность процессов рубцового пищеварения при разном соотношении питательных веществ в рационе

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Интенсивность и направленность процессов рубцового пищеварения при разном соотношении питательных веществ в рационе"

Р Г 5 О Л УКРАШСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК ІНСТИТУТ ТВАРИННИЦТВА

п л

На правах рукопису ІЛЬЇНСЬКШ ОЛЕКСІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 591.13:636.22/.28.084

ІНТЕНСИВНІСТЬ ТА НАПРАВЛЕННІСТЬ ПРОЦЕСІВ РУБЦЕВОГО ТРАВЛЕННЯ ПРИ РІЗНОМУ СПІВВІДНОШЕННІ П02ИВНИХ РЕЧОВИН В РАЦІОНІ

03.00.13 фізіологія людини та тварин

АВТОРЕФЕРАТ

диссертаци на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Харків -1997

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у відділі технологи виробництва молока Інституту тваринництва УМН.

Науковий керівник: доктор біологічних, наук

Валігура Володимир Іванович

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Проваторов Герман Васильович кандидат біологічних наук Василевський Микола Володимирович

Провідна установа: Харківський зооветеринарний інститут

Захист відбудеться " % " 1997 року о 10 годині на

засіданні спеціалізованої Ради Д 02.30.01 при інституті тваринництва УААН, ЗІ2І20, м.Харків, п/в Кулиничі.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці інституту тваринництва УААН, м.Харків, п/в Кулиничі.

Автореферат розісланий " ^ " (9& 1997 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої Ради

Снегур Ф.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальність тем. Розробка науково обгрунтованих норм годівлі жуйних потребує вивчення закономірностей процесів перетравлення поживних речовин в складному шлунку та кишечнику. Тому питання щодо вивчення особливостей процесів рубцевого травлення при згодовуванні разнострукгурних раціонів залишаються актуальними.

Встановлено, що кінцевими продуктами травлення вуглеводів у складному шлунку жуйних є леткі жирні кислоти, метан, вуглекислота та вода. Під час бактеріального розщеплення вуглеводів та амінокислот звільняється теплова енергія, яку прийнято називати теплотою бродіння. Леткі жирні кислоти (ЛЖК) є основними метаболітами енергетичного обміну у жуйних і їх енергія складає близько 60-75% перетравленної енергії (ПЕ) раціону; енергія метану складає 9-14% ПЕ, а теплота бродіння -6-8% ПЕ і разом є безпосередніш втратами енергії корму. Разом з тим є повідомлення, що співвідношення енергії ЛЖК, метану та теплоти бродіння може змінюватися в дуже широкому діапазоні при згодовуванні різноструктурних раціонів. Встановлення кількісних показників розподілу енергії раціону на енергії ЛЖК, метану та теплоту бродіння пов’язане з методичними труднощами їх визначення.

Вивчення закономірностей рубцевого травлення потребує також визначення прямого та сумісного впливу основних факторів годівлі на перетворення поживних речовин у складному шлунку жуйних при згодовуванні різноструктурних раціонів.

Мета та завдання досліджень. Метою роботи було вивчення впливу основних факторів годівлі - рівня годівлі, концентрації енергії та протеїну у раціоні та співвідношення протеїну, жиру та вуглеводів в сухій речовині раціону - на якісні та кількісні характеристики перетворення поживних речовин у складному шлунку жуйних.

У завдання дослідження входило вивчення впливу факторів годівлі на:

-надходження поживних речовин у дванадцятипалу кишку;

-добову донаміку концентрації ЛЯК, С02 та СН4 у рубці; -продукцію С02 та СН4 в процесах рубцевого травлення; -ефективність перетворення енергії, у складному шлунку жуйних.

Наукова новизна. Вперше викладена комплексна характеристика

кількісних та якісних перетворень поживних речовин у складному шлунку жуйних.

Отримано математичні моделі, які описують перетравність поживних речовин у складному шлунку куйних при згодовуванні різноструктурних раціонів.

Встановлено розмах коливань енергії метану та теплоти бродіння як частки енергії, перетравленої в складному шлунку.

Визначено розмах коливань добової динаміки концентрації ЛЖК у рубцевій рідині, метану та вуглекислоти у рубцевих газах.

Запропоновано оригінальний спосіб визначення енергії ЛЖК та теплоти бродіння на основі визначення кількості С02 и СН4 в рубцевих газах за допомогою респіраційних камер та визначення кількості перетравленої у складному шлунку енергії на тваринах зі шлюзованою канюлею дванадцятипалої кишки.

Апробація -роботи. Основні положення дисертації були представлені та обговорені на засіданнях Вченої ради інституту тваринництва УААН; - на 2-й республіканскій науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів "Вклад молодых ученых Украины в интенсификацию сельскохозяйственного производства", Харків, 1986р.; - ка Всесоюзній нараді "Пищеварение и биосинтез молока в связи с качеством протеинового питания жвачных животных", Боровськ, 1987р.; - на конференції молодих вчених, УНДІЕВ, Харків, 1987р.; - на Всесоюзній нараді "Состояние и задачи по совершенствованию технологии приготовления, использования кормов и оптимизация кормления с.-х. животных с применением ЭВМ", Дубровши, 1989р.; - на Всесоюзній нараді по раціональному використанню кормового протеїну, Боровськ, 1989р.; - науковій конференції "Нове в методах зоотехнічних досліджень", Харків, 1992 р.; - на Другій міжнародній конференції "Актуальные проблеми биологии в животноводстве", Боровськ, 1995р.

Публікація результатів досліджень. Основні результати опубліковані у 9 роботах.

Об'єм і структура дисертації. Дисертація викладена на 148 сторінках машинописного тексту, вміщує 19 таблиць, 26 малюнків; складається із вступу, огляду літератури, розділу матеріалів та методів, результатів власних досліджень (чотири під-розділа), заключения, висновків та практичних пропозицій, списку літератури, який включає 117 джерел, в тому числі 87 іно-

земних.

Декларація особистого внеску. Дослідна та аналітична робота виконана автором особисто. Вибір напрямків та опрацювання методик досліджень проведені разом з науковим керівником. Із спільних досліджень використано свою частину роботи.

Основні положення дисертації, що виносяться на захист.

1. Комплексна оцінка якісних та кількісних перетворень поживних речовин та енергії різноструктурних рационів у складному шлунку жуйних.

2. Математичні моделі прогнозування надходження у кишечник поживних речовин при згодовуванні різноструктурних раціонів.

3. Співвідношення концентрацій COS и СН4 в рубцевих газах при згодовуванні різноструктурних раціонів становить 2.3:1, тобто відповідає співвідношенню кількості цих газів при утворенні їх у процесі анаеробного бродіння вуглеводів.

4. Кількість С02, яке виділяється з газами рубця на І моль перетравлених в рубці гексоз відповідає величинам утворення вуглекислоти при анаеробному бродінні вуглеводів.

5. При згодовуванні різноструктурних раціонів енергія ЛЖ моке складати 67.8-80.5% енергії перетравлених у рубці поживних речовин, енергії метану 8-18%, енергія теплоти бродіння -9.7-14.5%.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ.

Робота виконувалась у відділі годівлі молочної худоби IT УААН в умовах фізіологічного двору на тваринах дослідного господарства "Українка" в період з 1984 по 1995 pp.

Методика проведення досліджень містила в собі:

визначення продукції С02 та СН4 дослідними тваринами;

вивчення надходження поживних речовин у дванадцятипалу кишку;

вивчення добової динаміки концентрації ЛЖ, С02 та СН4 у рубці.

Для проведення досліджень використовували клінічно здорових бичків живою вагою 250-350 кг, оперативним шляхом встановлювали їм Т-подіону шлюзовану канюлю дванадцятипалої кишки (ДПК) та малу рубцеву канюлю. Канюлю встановлювали на початку

ДПК у розріз 12-го ребра. Для вивчення добової динаміки концентрації ЛЖК у рубцевій рідині та 002 і СН4 у рубцевих газах була застосована фістула спеціальної конструкції для попередження потрапляння повітря у рубцеву порожнину.

Загальна схема проведення дослідів складалась з вирівню-вального періоду (25-30) днів та дослідного, під час якого проводили: респіраційний дослід по обліку виділених газів; фізіологічний дослід по обліку добового надходження хімусу у ДІЖ та дослід по визначенню добової динаміки концентрації ЛЖК у ру бцевій рідині та С02 і СН4 у рубцевих газах. Респіраційний дослід проводили в камерах відкритого типу протягом двох суміжних діб. Аналіз газів робили на газовому хроматографі "Цвет-100" та аналізаторі "Гамма-І”. Фізіологічний дослід проводили протягом двох несуміжних діб в комплексі з вивченням добової динаміки ЛКК та газів у рубці. В кормах та дуоденальному хіму-сі визначали суху речовину, золу, сирий кир, сирий протеїн, сиру клітковину та БЕР, у рубцевій рідині визначали загальний вміст кислот та молярне співвідношення оцтової (С2), пропюно-воі іСЗ) та масляної tC4) кислот. Проби рубцевої рідини та газів відбирали 27 або ІЗ разів на добу. -

Всого у фізіологічних дослідах було вивчено 24 раціони (107 визначень), в тому числі з добовою динамікою - 10 раціонів (33 визначення) та респіраційних дослідів - 79 визначень.

Результати досліджень були статистично оброблені та проаналізовані на ЇЇК IBM PC/AT, корреляційний та множинний лінійний регресійний аналіз проведені з використанням прикладних статистичних пакетів STAIPGRAP v.3.0 та STADIA у.4.1.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ.

І.Вплив рівня годівлі на якісні характеристики рубцевого бродіння Відомо, що збільшення рівня годівлі загалом знижує перетравність поживних речовин у складному шлунку жуйних (Blaxter К., 1962; Цюпко В.В., 1987), хоча є дані і протилежного характеру (Валігура В.І.,1990).

Вплив рівня годівлі на процеси рубцевого бродіння був вивчений у серн дослідів, в яких бичкам згодовували однаковий за структурою раціон, але в різній кількості - силосу кукурудзяного - 13.2, 18.6 та 20.6 кг, сіна злаково-бобового - 1.20,

1.44 та 1.70 кг та комбікорму - 1.10, І.ЗО та 1.50 кг/гол. В

мекв/ІООмл

Мал. 1 Концентрація ЛЖК у рубцевій рідині * при різних рівнях годівлі (МДж/кг'0.75)

Мал. 2

СН4

109 -2- 0.75 -а-0.67

Концентрація СОа та СН4В рубцевих газах при різних рівнях годівлі (МДж/кгА0.75)

результаті при концентрації енергії 10.5 МДж/кг та концентра ції сирого протеїну 12.8% рівень годівлі становив 0.67, 0.75 та 1.09 МДк/кг0*75.

Результати дослідження показала, що підвищеная ріння годівлі зумовлює підвищення середньодобової концентрації ЛЖК від 5.8 до 9.4 мекв/ІООшз та зменшення амплітуди їх коливань протягом доби (мал І). Аналіз динаміки молярного співвідношення ацетату, прспюнату та бутирату свідчать, що при підвищенні рівня годівлі молярна доля ацетату та пропіонату знижується (з 66.2 до 63.5 та з 18.6 до І7.І %моль відповідно) за рахунок збільшення долі бутирату (15.2 - 19.4 Жмоль). Протягом доби концентрація пропіонату на низькому та середньньому рівні змінювалась від 15.8 - 16.6 Хмоль перед годівлею до 22.2 - 22.4 %моль через 2 години після неї. На високому рівні годівлі амплітуда коливань була значно меншою - від 17.6 до 18.8 "моль. Відповідно до змін у співвідношенні ЛЖК змінювалася і продукція рубцевих газів - так, середньнодобова концентрація вуглекислоти при збільшенні рівня годівлі мала тенденцію до зниження (від 57.4+1.6 до 49.1+4.5%), а відношення концентрацій С02 до СН4 - до Підвищення (з 1.90+0.06 до 2.27+0.07, РС0.01 Між низьким та середнім рівнем).

2. Вплив концентрації сирого протеїну на якісні характеристики рубцевого бродіння.

Вплив концентрації сирого протеїну на динаміку концентрації ЛЖК та рубцевих газів вивчали у серн з 3 дослідів, в яких бичкам згодовували раціони з силосу кукурудзяного (І- 17.0, ІІ-І5.5 та III- 12.2 кг/гол), сіна злакового або бобового (II-

2.5 та III- 3.5 кг), ячмінної соломи (І- 2.0 кг) та комбікорму (І- 0.5, II- 0.2, III- 1.5 кг) в різних відношеннях. В результаті при концентрації енергії 9.92+0.21 МДк/кг та рівня годівлі 0.82+0.04 ВДк/кг концентрація сирого протеїну становила 8.15, II.71 та 13.91% СР.

Оскільки у склад всіх раціонів входили концентрати, добова динаміка концентрації ЛЖК характеризувалася чітко вираженими постпрандіальниш піками. Середньодобові величини концентрацій ацетату та пропіонату при концентрації сирого протеїну у раціоні 8.2, II.7 та 13.9% СР суттєвих розбіжностей не мали -

% моль

71 69 67 65 63 61

час доби, г

8.7%ср -л - то%ср --о- ігв%ср

Мал. З Концентрація ацетату в рубцов’їй рідині

‘ в залежності від концентрації сирого протану в раціоні

Мал. 4 Концентрація бутерату в рубцовій рідині >

в залежності вщ концентрації сирого протешу в раціоні

65.7, 67.1 та 65.2 %моль та 19.9, I9.I і 17.Сймолъ відповідно (мал 3). Вірогідна різниця (P<Q.Ot) була між концентрацією бутирату на низькому (8.2% GP) та високому (І3.9%СР> рівні сирого протеїну - 14.4 -І7.8%моль, яка утримувалась на протязі всієї доби (мал. 3). Це добре узгодкуеться з даними інших дослідників (Walts,D.M., 1987, Некрасов Г.В., 1994). Не встановлено різниці в концентрації С02 і СН4 при різному рівні сирого протеїну в раціоні.

3. Вплив концентрації енергії на процеси рубцевого бродіння

Вивчення впливу концентрації енергії на динаміку концентрації ЛЖК та рубцевих газів проведений у 3 дослідах, в яких концентрація енергії становила 8.88, 9.83 та 10.8 ВДж/кг СР

П T’S

при однаковому рівні годівлі (0.7-0.8 МДк/кги•'^) та концентрації сирого протеїну (ІІ.Б - 11.8% СР). Раціони складалисяз кукурудзяного силосу (І- 10.7, II- 15.5, III- 8.0 кг), злаково-бобового сіна І- 4.5, II- 2.5, III- 0.5 кг), та комбікорму (II- 0.2, III- 2.1 кг). Це зумовило нелінійну залежність середньодобової концентрації ЛЖК у рубцевій рідині - 9.17+0.27,

8.GI+G.23 та 9.45+0.06 мекв/ІООмл, що свідчить про більш ефективне перетравлення сирої клітковини в безконцентратних раціонах. В той ке час більша концентрація енергії зумовила і вищу концентрацію ЛЖК. Бри цьому характер кривих добової динаміки концентрації ЛЖК відрізнялися більш значно (мал. 5), демонструючи зміну процесів рубцевого бродіння від амілолітичного до целіолозолітичного. Якісний склад ЛЖК також залежав від концентрації енергії - при н збільшенні молярна доля ацетату змен-иувалася (68.0+0.8, 67.1+0.5 та 64.3+1.5 моль%), а пропюнату імал. 6) та бутирату - збільшувалася (19.4+0.5, І9.І+0.І і 21.4+2.5 та 12.6+0.5, 13.9+0.3 і 14.4+1.6 моль% відповідно). Середньодобова концентрація С02 у рубцевих газах загалом не залежала від концентрації енергії і становила 52.2+3.9, 63.3+2.9 та 57.9+2.9%. В гой же час, концентрація СН4 вірогідно збільшувалася - 20.1+0.2, 23.6+0.8 та 25.0+0.9%. Це зумовило вірогідну (Рси.оі) різницю між відношенням G02/CH4 при середній (2.67+0.04) та високій концентрації енергії Г2.3І+0.03) (мал. 7).

—а^С8.^^ЙЛж/кг 9.5 МДж/кг -*+■- 10.5 МДж/кг

,, , Динаміка концентрації- ЛЖК в рубцевій рідині

мал. 5 прирізній концентраціїДОЕв раціоні

час доби, г

—в— &88 МДж/кг -А- 9.5 МДж/кг 10.5 МД»

Мал. 6 Концентрація пропіонату в рубцовій рідині ’ прирізній концентрації ДОЕ в раціоні

Мал 7 Сшзщцношеиня [С02]/[СН4] в рубцевихгазах ‘ прирізній концентрації' ДОЕ в раціоні

Спожито СП, г на МДжДОЕ

Мал. 8 Надходження^ сирого протеїну в ДПК в залежності від СП/ДОЭ в раціоні

ІЗ

4.Основні закономірності процесів рубцевого бродіння

При визначенні закономірностей рубцевого бродіння у математичній обробці використані результати 24 фізіологічних дослідів по визначенню перетравності поживних речовин у складному шлунку №=10"/) та 9 дослідів по визначенню середньодобових значень концентрації ЛШ та рубцевих газів, а також добове виділенння газів в респіраційних дослідах (п=50).

Концентрація ДОЕ в досліджених раціонах змінювалась від

8.8 до II.7 МДж/кг, рівень годівлі - від 0.61 до І.II

О 0*^

ВДж/кр , концентрація сирого протеїну - від 8.7 до 15.2%, сирого жиру - від 1.62 до 3.27%, сирої клітковини - ВІД 14.8 до 31.1% СР. Наведений обсяг експериментальних даних та діапазон значень вивчаємих факторів дає підставу робити висновки про вплив факторів годівлі на процеси рубцевого бродіння у бичків.

Таблиця І.

Вплив факторів годівлі на показники рубцевого бродіння

ЛЖК Сзмоль Сзмоль С4М0ЛВ С02% СН4% Кг

Коефіцієнти парної кореляції

І-КЕ - -0.51 -0.34 0.61 - 0.79 -0.74

2-РГ О' <Г) о І - 0.53 - 0.55 - 0.64

3-СЖ 0.40 -0.64 0.49 - 0.34 -0.59 0.68

4-СЖ% - - -0.40 0.55 - 0.45 -0.37

5-СКлй - 0.59 -0.60 -0.61 - -0.79 0.73

6-БЕР% - -0.46 0.57 0.40 - 0.70 -0.54

Коефіцієнти множинної кореляції

1-2 - 0.75 0.62 - - - 0.64

1 -2-3 0.53 0.75 0.62 - - 0.50 0.67

3_5 0.46 0.65 0.61 - - 0.46 0.62

3-5-6 0.64 0.66 0.67 0.51 - 0.59 0.70

3-4-5-6 0.92 0.67 0.68 0.58 - 0.59 0.72

1-2-3-456 0.93 0.79 0.72 - - 0.66 0.81

де І (КЕ)- концентрація ДОЕ; 2(РГ)- рівень годівлі; 3(СЖ)-концентрація сирого протеїну; 4(СЮ)- сирого киру; 5(СК%)-сирої клітковини; 6(БЕР%)~ БЕР в сухій речовині раціону.

Парний регресійний аналіз (таблиця І) показав, що молярну концентрацій ацетату зумовлює співвідношення концентрації си-

8 із(И

о В о

Ч 100Й N

70-

2І СП г = 0.67 Р<0.001

1

КЭ г = 0.38 Р<0

г = 0.46 Р<0.001

1— “950 10.0 ' 11.0 ' ЦДж/кгСР,

2-8.0 9.0 11.0 13.0 СП,%СР;

3 ——0.6------------------0.8 ________________1.0___________МДж/кг~0.75_

Концентрація: 1- ДОЕ (КЕ); 2- сирого протеіну (СП); 3- рівень пздвлі

Мал. 9 Вплив факторів годівлі на надходження сирого протеїну в ДПК

1- концентрація ДОЕ (КЕ); 2- рівень гадвлі

., 1Г. Вплив факторів годівлі на надходження

Мал> 10 сирого жиру в ДПК .

рої клітковини і БЕР (тобто концентрація енергії), а також сирого протеїну. Яа молярну концентрацію пропюнату впливають всі складові раціону - рівень годівлі, концентрація енергії, сирого протеїну, сирого жиру, сирої клітковини та БЕР. На молярну долю бутирату впливає концентрація енергії та її складові - концентрація сирої клітковини та БЕР, а також сирого киРУНа концентрацію вуглекислоти в рубцевих газах впливає рівень годівлі та концентрація сирого протеїну, а на концентрацію метану - концентрація енергії, сирої клітковини, БЕР та сирого протеїну.

Аналіз множинних лінійних регресійних залежностей концентрації метаболітів рубцевого бродіння від сумісної дії факторів годівлі показав велику ступінь впливу рівня годівлі та співвідношення поживних речовин у раціоні на загальну концентрацію ЛЖК, ацетату, пропюнату, метану та відношення 002/СНі -(Кг). Слід відмітити наявність кореляційного зв’язку між молярною концентрацією пропютату та Кг (r=G.46, Р<0.0І), що підтверджується також подібними кривиш добої динаміки на різних раціонах.

Парний регресійний аналіз результатів фізіологічних дослідів (таблиця 2, мал. 6-ІІ) показав наявність вірогідного впливу рівня годівлі та концентрації енергії на надходження органічної речовини у ДПК, тобто при підвищенні значення фактору перетравність органічної речовини у складному шлунку знижується.

Надходження сирого протеїну в ДПК (мал.9) залежить в пер-ау чергу від забезпеченності рубцевої мікрофлори азотвмісними сполуками та легкоперетравними вуглеводами, що підтверджується парними кореляційними зв'язками між його надходженням та вмістом в раціоні сирого протеїну та БЕР. Збільшення рівня годівлі знижує надходження сирого протеїну в % від спожитого. Аналіз впливу всіх факторів годівлі показав, що надходження сирого протеїну в дуоденум головним чином залежить від сумісної ДІЇ концентрації сирого протеїну та БЕР. Відомо (Цюпко В.В., Клі-мов B.C., 1985), що на надходження сирого протеїну впливає енерго-протеїнове відношення у раціоні. Аналіз даних 23 фізіологічних дослідів показав наявність лінійної високовірогідної залежності між кількістю сирого протеїну (г) на І МДк ДОЕ у

1— 3.0 10.0 11.0 МДж/кгСР;

2 —_0.6_________________0.8_________________1.0___________МДж/кг~0.75-

1- концентрація ДОЕ (КЕ); 2- рівень годвлі

Мал. 11 Вплив фактор в годвл на надходження ' сиро кл ткозини в ДПК

44-і

2 СП г=0.60 Р<0.001

26-1

І

-з ІУК г=0.65 Р<Д0СГ1

£ 32

Я'" і—і________

..........Ш КЕ г=0.26 Р<0.01

1— 9.0 10.0 11.0 МДж/кгСР

2— 8.0 9.0 11.0 13.0 СП,%СР;

З ГГ.-0.6________________0.8_________________1.0____________МДж/кг^0.75_

Концентрація: 1- ДОЕ (КЕ); 2- сирого протвіну (СП); З- рівень го&влі Мал 12 Вплив фактор в год вл на надходження ' БЕР в ДПК

Таблиця 2.

Вплив факторів годівлі на надходження поживних речовин у дванадцятипалу кишку (коефіцієнти корреляції)

Впливаючі фактори | Надходження у ДІЖ {% від спожитого)

|Орг.р-н| С.Прот.| С.Жир | С.Кліт. | БЕР

І-КЕ 0.41 0.38 0.34 0.48 0.26

2-РГ 0.61 0.46 0.28 0.32 0.65

З-СПЙ - -0.67 - - -0.60

4-СЖ5 - - -0.42 ■ -0.21 -

5-СКлЖ -0.24 - -0.30 -0.41 -

в-ВЕР% 0.29 0.35 0.26 0.43 -

Коефіцієнти множинної кореляції

3-4 - 0.49 0.53 0.23 0.25

3-5 0.26 0.56 0.39 0.41 0.22

3-6 0.29 0.5? 0.45 0.45 0.23

3-4-5 0.26 0.56 0.56 0.44 0.26

3-4-5-6 0.36 0.57 0.59 0.4? 0.3 б

І-3-4-5-6 0.35 0.57 0.59 0.39 0.35

2-3-4-5-6 0.36 0.58 0.62 0.44 0.36

І-2-3-4-5-6 0.36 0.58 0.62 0.48 0.35

де І(КЕ)- концентрація ДОЕ; 2(РГ)- рівень годівлі; 3(СП%)-концентрація сирого протеїну; 4(СЖ%)~ сирого жиру; 5(СК%)~ сирої клітковини; 6(ВЕР%)~ БЕР в сухій речовині оацюну.

раціоні та надходженням сирого протеїну в ДПК (Р<0.01) (мал.8) Слід відмітити, що 100% від спожитого сирого протеїну надхо дать при 11.6 г СП/ВДж ДОЕ.

На надходження сирого жиру в ДІЖ найбільше впливає концентрація сирого жиру; підвищення рівня годівлі та концентрації енергії (мал.10) збільшує його надходження в ДПК; сумісний вплив рівня годівлі, концентрації енергії та складових раціону становить Н=0.62.

Надходження в ДПК сирої клітковини майже повністю зумовлене рівнем споживання вуглеводів - сирої клітковини і БЕР, а також концентрацією енергії і рівнем годівлі (мал.ІІ). В той же час надходження БЕР у ДПК залежить від рівня годівлі, концентрації енергії та сирого протеїну (мал.І2), а також сумісної дії співвідношення концентрацій поживних речовин у раціоні.

Таким чином, аналіз множинних лінійних регресійних залежностей концентрацій метаболітів рубцевого бродіння та надходження поживних речовин в кишечник від сумісної ди факторів годівлі підпорядковано закономірностям, які можуть бути описані регресійнимк рівняннями (ДЛЯ раціонів з рівнем ГОДІВЛІ ВІД

0.61 до І ЛІ МДж/кг0,75, концентрацією енергії від 8.8 до II.7 № ДОЕ/кг СР та сирого протеїну від 8.7 до 15.2% СР) : її = -43.9 +2.2І*Х1+5.80*Х2і-0.06*Х3+ 2.26*ХііГП.З*Х5 -і.6*Х6 Н=0.93 Ст.похиб.=0.74, Р<0.001

У2 = 98.76 - 5.36*Х, + 1.17*Х4

Н=0.57 Ст. ПОХНб.=І4.3, Р=0.0001

ЇЗ =-531.9 +13.28*Х1 -10.76*Х245.87*Х3+ 6.69*Х4 й=0.59 Ст. П0ХЖ5.=21.2, Р=0.0001

У4 =-124..7 +2.34*Х1 -0.34*Х2+1.05*Х3 + 2.0*Х4 Н=0.47 Ст. П0ХИб.=9.48, Р=0.0001

У5 =-150.6 +1.48*Х1 +4.78*Х2И.90*Х3+1.94*Х4 Н=0.36 Ст. похиб.=5.50, Р=0.007

де:її - ЛІК, мекв/ІООмл; 12-надходжэння у ДПК сирого протеїну, %', УЗ- сирого зкируД; У4- сирої клітковини, %; Ї5- БЕРД;

X., - концентрація сирого протеїну, %СР; Х0 - сирого шра; Х^ сирої клітковини; Х4 - БЕР; X КЕ,Щж/кг, Х6- РГ, МДк/кг~',?5

Виділення рубцевих газів відносно перетравлених позивних речовин складало в середньому - 002 - 145.8+2.8 л/кг перетравленої органічної речовини, СН4 - 63.5+1.3 л/кг. На відносне виділення газів найбільше впливає рівень годівлі ( в кг спожитої СР/ІОО кг живої маси) г=-0.59 для С02/0Р та г=-0.7І для СН4/0Р. Сушена дія всіх факторів годівлі (рівня годівлі, концентрації енергії, сирого протеїну, сирого киру, сирої клітковини та БЕР в сухій речовині раціону) характеризувалася коефіцієнтами множинної кореляції, відповідно, Й=0.8І та й=0.85.

5. Ефективність перетворення поживних речовин у складному шлунку жуйних

Перетворення поживних речовин корму в анаеробних умовах рубця мікроорганізмами відбувається із значними втратами енергії у вигляді метану та теплоти бродіння. Для того, щоб розрахувати енергію летучих жирних кислот, потрібно із перетравленої в рубці енергії відрахувати енергію метану та теплоти

бродіння. Якщо кількість виділеного при бродінні метану можна виміряти, то решту складових перетравленої енергії виміряти практично неможливо. Свого часу було показано (Хангейт,І966; Енісон,1965), що ні один запропонований метод визначення загальної енергії ЛЖК не е надійним.

Дослідження показали, що співвідношення С02/СН4 в рубцо-вих газах становить І.9-2.7, тобто отримані дані добре співпадають з величинами, наведеними Хангейгом (1966) по співвідношенню цих газів при бродінні гексоз в рубці. Кількість С02, яке виділяється з газами рубця, становить 0.98 моль на І моль зброджених гексоз, що повністю співпадає з теоретичними величинами продукції вуглекислоти при анаеробному бродінні вуглеводів. Це надало підставу для розрахунку балансу вуглецю та енергії в рубці.

По запропонованому нами методу у фізіологічних дослідах визначали кількість зброджених покивних речовин по різниці між спожитими та тими, що надійшли у ДІЖ. У респіраційному досліді за допомогою камер відкритого тішу визначали середньодобову кількість утвореного в рубці метану, приймаючи його за 90% від загальної кількості. В добовій динаміці визначали середньодобові концентрації CQ2 та 0Н4 і їх співвідношення (Кг). Виходячи з кількості GH4, утвореного у рубці, помноженого на Кг, розраховували кількість утвореної в рубці CQ2. По різниці між кількістю перетвореного у складному шлунку вуглецю органічної речовини та вуглецем €02 і СН4 розраховували кількість вуглецю ЛЖК. Виходячи з середньодобового відношення ацетату, пропюна-ту та бутирату визначали кількість молей цих кислот та їх енергетичну цінність. Теплоту бродіння розраховували, як валову енергію, видамо зброджену у рубці, мінус енергія ЛЖК та СН4.

По запропонованій методиці проведено 6 фізіологічних дослідів, результати яких дозволяють розрахувати величину теплоти бродіння у піддослідних тварин. Концентрація енергії в досліджених раціонах змінювалась від 9.47 до 10.80 МДк/кг, рівень годівлі - від 0.61 до 0.93 МДа/кі^'/концентрація сирого протеїну - від 8.69 до 13.06% СР. В таблиці 3 наведені дані про баланс вуглецю та ефективність перетворення енергії.

Визначена в досліді енергія метану становила 4.8 - 9.8% валової енергії раціону або 8 - 18% збродженої у рубці. Калорійність розрахованої запропонованим методом ЛЖК склала 67.6 -

Таблиця 3.

Баланс вуглецю та енергії в складному шлунку (гол/сут)

ДОЕ/кг GP, МДк 9.76 9.78 9.47 9.83 10.80 10.78

Спожито BE,МДк 121.6 131 .2 115.4 104.2 78.4 98.0

вуглецю,г 2866 3083 2712 2444 1838 2290

Надійшло в ДПК BE,МДк 52.0 62.75 43.12 47.01 35.25 45.38

вуглецю,г Перетворено в рубці 1188 1428 979 1063 798 1029

енергії, МДж 69.64 68.42 72.32 57.18 43.19 52.64

Вуглецю, г 1677.2 1654.6 1732.5 1380.3 1040.4 1261.3

Утворено метану, л 171.9 159.6 146.3 199.1 154.2 241.7

Вуглець метану, г 92.1 85.5 78.4 106.7 82.7 129.3

Енергія метану, МДк 6.80 6.31 5.79 7.87 6.10 9.56

% від епох.BE 5.59 4.81 5.01 7.55 7.77 9.75

% від перетрав. 9.76 9.22 8.00 13.76 14.12 18.15

Утворено С02, л 350.7 411.1 391.7 435.0 356.8 458.7

Вуглець 002, Г ' 188.0 220.3 210.0 233.2 191.2 245.9

С02/СН4 - КГ ' го • о 2.58 2.68 2.19 2.31 1.90

Вуглець ЛЖК 1397.3 1348.9 1 444.3 1040.7 766.6 886.1

Концентрація С2 65.74 64.48 67.07 65.19 64.27 66.23

ЛЖК (%моль): Сз 19.85 21.37 19.09 17.01 21.38 18.61

04 14.41 14.15 13.85 17.81 14.35 15.16

Вуглець.г С2 738.8 696.7 785.0 537.0 394.0 471.5

03 334.7 346.3 335.1 210.2 196.7 198.7

С4 323.9 305.9 324.1 293.5 176.0 215.9

Молей кислоти: С2 30.78 29.03 32.71 22.38 16.42 19.65

СЗ 9.30 9.62 9.31 5.84 5.46 5.52

С4 6.75 6.37 6.75 6.11 3.67 4.50

Енергія, №к: С2 26.96 25.43 28.65 19.60 14.38 17.21

СЗ 14.29 14.79 14.31 8.97 8.40 8.49

С4 14.80 13.98 14.82 13.41 8.04 9.87

Енергія ЛЖК, МДж 56.06 54.20 57.78 41.99 30.82 35.56

% від спожитої 46.09 41 .32 50.05 40.30 39.29 36.28

% від перетравленої 80.50 79.22 79.89 73.43 71.35 67.56

Теплота бродіння,МДж 6.75 7.89 8.73 7.35 6.28 7.48

% від спожитої 5.6 6.0 7.6 7.1 8.0 .7.6

% від перетравленої 9.7 11.5 12.1 12.8 14.5 14.2

80.5% від перетравленої, в середньому - 75%, що добре співпадає з теоретично розрахованими величинами - 74.3% (Hrngate R.E.,1966). Розрахунок кількості утворених продуктів бродіння моль на І моль збраджених гексоз також дає величини, близькі до теоретичних (в дужках) - ацетату - 1.32 (1.07), пропюнату - 0.39 (0.38), Оутирату - 0.30 (0.28), всього ЛЖК -2.02 (1.72), С02 -0.98 -(1.04%) та СН4 -0.44 (0.58). Це дає підстави вважати зроблене припущення вірним, ігринаймі, в дослідженому діапазоні раціонів. Величини теплоти бродіння мають коливання від 5.6 до 8.0% (в середньому - 6.98%) від спожитої, або 9.7 - 14.5% (12.5%) від перетравленої енергії, що також добре співпадає з величинами, одержаними іншими методами (Blaxter К.,1965; Моє P., Туггеї Н-,1979; Агафонов В.И., Надальяк Е.А., 1987).

ВИСНОВКИ.

1. На інтенсивність та направленість процесів рубцевого травлення головним чином впливає співвідношення в сухій речовині раціону "сирих" протеїну, жиру, клітковини та БЕР.

2. На концентрацію летючих жирних кислот в рубцевій рідині впливає рівень годівлі, концентрації енергії, сирих протеїну, клітковини та БЕР в сухій речовині раціону. Суммарний вплив цих факторів характеризуется коефіцієнтом множинної кореляцій R=0.93 (РсО.ООІ) і може бути описано наступним рівнянням

Y = -43.9 +2.2І*Х1+5.80*Х2+0.06*Х3+ 2.26*X4~II.3*X5 -1.6*Xg

де Y- ЛЖК, мекв/ІООмл; Xg- К§,МДж/кг, Xg - Р£, МДж/кг0'75 : :

3. Молярна доля ацетату, пропюнату та бутирату такок зумовлена цими факторами и характеризуются коефициентами множинної кореляції, відповідно, R=0.94; R=0.79 и R=G.77.

4. Співвідношення концентрацій С02 и СН4 в рубцевих газах в середньому по дослідам становило 2.3:1, тобто відповідає співвідношенню кількості цих газів при утворенні їх у процесі анаеробного бродіння вуглеводів.

5.Кількість СОг, що виділяється в рубцевих, газах на І моль зброджених в рубці гексоз, відповідає розрахунковим величинам утворення С02 при анаеробному бродінні вуглеводів.

6. Концентрація вуглекислоти в рубцевих газах прямопро-порційно корелює з концентрацією енергії и оберненопропорційно -

з концентраціє» сирого жиру та сирої клітковини. Ассоціативний

эффект співвідношення в сухій речовині раціону головних поживних речовин на концентрацію вуглекислоти впливу не має.

7. Концентрація метану в рубцевих газах залежить від рівня годівлі (г=-0.3І) та концентрації сирого протеїну (г=-0.46), а також визначається сумісним впливом рівня годівлі, концентрації енергії і концентрації білків, жирів та вуглеводів - ВЖ 11=0.65.

8. При згодовуванні різноструктурних раціонів при рівні годівлі від 0.61 до 0.93 МДж/кг , ^концентрації енергії від

9.5 до 10.8 МДж ДОЕ/кг СР і концентрації сирого протеїну від 8.7 до 13.1% величина теплоти бродіння складає 5.6 - 8.0% валової, 9.7 - 14.5% перетравленої в рубці енергії.

9. При згаданих характеристиках раціону, енергія летючих жирних кислот складає від 67.6% до 80.5% від збродженої в рубці енергії при концентрації енергії в сухій речовині раціону від

10.8 до 9.5 МДж ДОЕ/кг СР.

10. Залежність між рівнем годівлі та теплотою бродіння характеризується коефіцієнтом кореляції г=-0.52; енергією метану - г=0.62. Найбільш тісні взаємозв’язки величин розподілу енергії при рубцевому бродінні виявлені між споживанням сухої речовини раціону на 100 кг живої маси та: теплотою бродіння -г=-0.6І; енергією метану - г=-0.83, енергією ЛЖ - г=0.65.

11. Надходження поживних речовин в кишечник підпорядковане закономірностям, які можуть бути описані регресійними рівняннями (для раціонів з рівнем годівлі від 0.61 до І ЛІ МДк/кг °'?5, концентрацією енергії від 8.8 до II .7 ВДж ДОЕ/кг ОР та сирого протеїну від 8.7 до 15.2% СР) :

У2 = 98.76 - 5.36*Х1+ 1.17*Х4 £1=0.5? Ст. похиб.=І4.3, Р=0.0001 УЗ =-531.9 +13.28*Х1 -10.76*Х2+5.87*Х3+ 6.69*Х4 Н=0.59 От. похиб.=21.2,"Р=0.0001~

У4 =-124.7 +2.34*Х1 -О.ЗД^Х^І .05*Х3 + 2.0*Х4 Е=0.47 Ст. похиб.=9.48, Р=0.0001 У5 =-150.6 +1.48*Х1 +4.78*Х2+1.90«Х3+1.94*Х4 й=0.36 Ст. похиб.=5.50, Р=0.007

де: У2-надходкення у ДПК сирого протеїну, %\ УЗ - сирого жігоуД; У4 - сирої клітковини, %', У5 - БЕРД;

Х!| - концентрація сирого протеїну, %СР; Х2 - сирого жира; Х~

сирої клітковини; Х4~ БЕР; Х^- КЕ,ЫДж/кг, Х^- РГ, МДк/кг ®

ПРАКТИЧНІ ПРОПОЗИЦІЇ

1.Пропонуються математичні моделі для прогнозування надходження поживних рэчоЕин у ДПК, виходячи з співвідношення в сухій речовині раціону "сирих" протеїну, жиру, клітковини та БЕР.

2.Пропонується метод визначення енергії ІЖК та теплоти бродіння.

Список наукових робіт, опублікованих по темі дисертації

І.Зависимость мэзду составом рационов и составом дуоденального химуса бычков. Тезисы докладов 2-й республиканской научно-производственной конференции молодых ученых и специалистов. Харьков, 1986, с. 27

2. Питательнная ценность люцерновой резки, заготовленной в разные фазы вегетации. Молочно-мясное скотоводство, вып.696 Киев, 1986, с. 31-36 (в співавторстві).

3. Прогноз переваримости сырого протеина у молодняка крупного рогатого скота. Тезисы докладов Всесоюзного совещания, Боровск, 1989, с. 34 (в співавторстві).

4. Некоторые закономерности поступления питательных веществ рациона в тонкий кишечник жвачных. НТВ N 55, Харьков, 1990 с. 44-48 (в співавторстві).

5. Комплексная методика определения показателей переваривания и использования питательных веществ и энергии жвачными животными. Новое в методах зоотехнических исследований. ч.2, Харьков, 1992, с. 18-22 (в співавторстві).

6. Применение статистических функций прикладных программ. Матер, науч.-лракт. конф. "Використання інформаційних технологій у тваринництві" Харьков, 1993, с. 28

?. Факторы,влияющие на азотистый обмен у молодняка крупного .рогатого скота. НТВ К 64, Харьков, 1994, с.51-55 (в співавторстві).

8. Калориметрический метод определения расхода газа.

КГБ И 64, Харьков, 1994, с.45-51 (в співавторстві).

9. Влияние уровня кормления на динамику рубцовых процессов. Мат. Второй мекд. конф. "Актуальные проблемы в животноводстве” Боровск, 1995, с.9

йльинский A.S. Интенсивность и направленность процессов рубцового пищеварения при разном соотношении питательных веществ в рационе. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13.

В работе изучено влияние уровня кормления, концентрации знерпш и сырого цротеина в сухом веществе рациона на переваримость питательных веществ и энергии в сложном желудке жвачных, суточную динамику концентрации летучих, жирных кислот и газов, выделение CQ2 И СЙ4 в процессе рубцового брожения. Обобщены результаты 24 экспериментов на оычках с фистулой рубца и Т-образной канвдей двенадцатиперстной кишки с использованием респирационного оборудования открытого типа. Методами математического анализа оценено влияние как отдельных факторов кормления, так и их совместное воздействие на процессы переваривания в рубце. Предложен способ расчета баланса энергии в рубце на основании данных о переваримости в рубце, среднесуточных значений концентраций ЛЖ, 002 и СН4 и количества выделенного СН4. Рассчитана энергия ЛЖ и теплоты брожения. Предложены уравнения, описывающие поступление питательных веществ в ДПК в зависимости от состава рациона.

. IlyinsKy А.Ч. Inteslty and direction of the rumen digestibility according to the different rate of nutrients in the diet. Dissertation lor the degree Candidate of Sciences (Biology) in speciality 03.00.13.- Human and Animals Physiology. Institute of inimal Science of UMS, Kharkov, 1997.

The effect of feeding level, energy and crude protein concentration in dry matter on the digestibility of nutrients in the rumen, daily rhythm change of VFA and rumen gas composition and concentration has been studied. The results of 24 trials with rumen- and duodenum-сarnula ted steers, using open-circuit respiratory chambers, have been summarized. The influ-.ence.jof -the same feeding factors and its assosiative effect was estimated with the regression analysis. We have proposed a new metod of rumen energy balance calculation, which uses the data of rumen digestibility, daily average concentration of VFA, C02 and CH4 and total amount of СЙ4. Total VFA energy and fermantation heat have been determined. The equations, describing the nutrients flow to the duodenum, have been proposed.