Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование показателей одревеснения и переваримости in vitro для оценки качества кормов

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Мохамад, Риад Аббас

I. ВВЕДЕНИЕ.

П. РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ О ЦЕЛШЛОЗНО-ЖГНИНОВОМ КОМПЛЕКСЕ КОРМОВ И ЕГО ПЕРЕВАРИМОСТИ (Обзор литературы)

Ш. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

А. Материалы для исследования. II

1. Характеристика подопытных животных, место и условия опыта . II

2. Методика и техника исследования

3. Виды и характеристика изучаемых культур а) озимая рожь б) красный клевер • ,.<. в) люцерна.

Б. Методы исследования

1. Методика определения коэффициента одревеснения

2. Методика определения переваримости сухого вещества кормов " in vitro » а) методика определения переваримости сухого вещества корма с ипользованием препарата целлюлазы " in vitro» б) методика определения переваримости сухого вещества корма " in vitro « с использованием жидкости рубца

3. Методика определения химического состава кормов.

4. Методика математической обработки экспериментальных данных

А. Дифференциальный метод определения уровня достоверности.

Б. Методика определения границы доверительного интервала

IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

1. Корреляция между переваримостью сухого вещества на животных " in vivo " и переваримостью сухого вещества " in vitro

2. Изучение показателей одревеснения и их оценка.

3. Взаимосвязь между коэффициентом одревеснения и коэффициентом переваримости in vitro n

4. Определение энергетической питательности кормов по переваримому сухому веществу 58 А. Пример расчета татт натурального вещества кормов по коэффициенту переваримости сухого вещества " in vitro» go Б. Методика определения коэффициента ве-ресчета переваримого сухого вещества в кило ЭКЕ.

V. В Ы В О Д Ы

VI.ПРВДЛ(ШШЯ

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Использование показателей одревеснения и переваримости in vitro для оценки качества кормов"

В решениях Коммунистической партии Советского Союза уделяется большое внимание укреплению кормовой базы. При этом особое значение имеет улучшение качества кормов. Повышение их качества также является важнейшим фактором дальнейшего развития животноводства Ирака*

Усилия специалистов и ученнх в настоящее время направлены на разработку и внедрение вопросов полноценного кормления с.-х. животных. Большие успехи достигнуты в изучении качества протеина кормов, что дало возможность широко применять практические приемы балансирования рационов по протеину с целью увеличения производства продуктов животноводства. Но в разработке проблемы качества кормов имеются огромные резервы.

Изучение вопросов качества клетчатки значительно отстает от изучения вопросов качества белка. В практике широко применяется метод определения клетчатки* главным образом предложенный Геннебергом и Штоменом в 1859 году. Только за последние годы наука о кормлении с.-х. животных обогатилась подробными мате -риалами о лигнине как составной части сырой клетчатки. Всесторонне разработана методика изучения переваримости " in vitro »t что позволяет в разнообразных вариантах быстро и точно изучать взаимосвязь между качеством клетчатки и переваримостью кормов. В этом направлении большое значение имеет теория р целлюлозно-лигниновом поглощающем комплексе, разработанная советским ученым П.А.Корадиковым.

Следовательно, в настоящее время имеюся возможности для изучения вопросов оценки качества клетчатки и разработки практических приемов балансирования рационов по клетчатке.

В странах субтропического климата наблюдается особенно большая зависимость качества кормов от температурных воздействий. Повтор в улучшении полноценности кормления животных в Ираке будет иметь большое практическое значение контроль объемистых кормов по качеству клетчатки.

В диссертационном исследовании перед нами были поставлены следующие задачи:

1. На основании теории профессора П.А.Корщикова о целлю-лозно-лигниновом поглощающем комплексе изучить и освоить методику определения коэффициента одревеснения кормов.

2. Освоить методику определения переваримости кормов n in vitro".

8. Применить методику определения коэффициентов одревеснения для изучения качества клетчатки зеленых кормов.

4. В исследованиях на животных установить степень корреляции между показателями коэффициентов переваримости " in vivo " И "in vitro".

5. Изучить зависимости между показателями коэффициента одревеснения и коэффициентами переваримости зеленых кормов.

6. Разработать предложения по использованию коэффициентов переваримости " in vitro п для оценки энергетической пита -тельности кормов. п. РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ О ЦЕШЛОЗНО^ДИГЫШОВОМ КОШДЕКСЕ КОРМОВ И ЕГО ПЕРЕВАРИМОСТИ (Обзор литературы)

В 1859 году немецкий ученый В.Геннеберг ( 1/у.неппеЬе^ ) предложил определять в кормах группу веществ под наименованием "сырая клетчатка". Ее сначала считали непереваримой. В 1860 году А.Штекгардсгом ( А. з-ЬоскЬаг^ ) было доказано", что значительная часть принятой с кормами сырой клетчатки не оказывалась в кале животных. В его опытах переваривалось 70-80 % мелко измельченной целлюлозы бумаги и льняных валокон, 60-70 % целлюлозы не слишком лежалого, скошенного во время цветения сена, 40-50 % твердой целлюлозы зрелой соломы, 30-40 % одревесневшей целлюлозы смолистой сосновой древесины. Ввиду того, что к моменту проведения этих опытов методы подобных исследований не были еще достаточно разработанными, можно полагать» что указанные показатели были преувеличены. Но они помогли оставить всякие сомнения в переваримости сырой клетчатки. Убедительные подтверждения этому были даны В.Геннебергом и Ф.Штоманом ( р.Б-ЬоЬтапп) в 1864 году. В их исследованиях на волах коэффициент переваримости сырой клетчатки овсянойи пшеничной соломы равнялся 52 -55. %% бобовой соломы и клеверного сена - 36-39 %', лугового сена - 60 % •

С помощью расчетов Геннеберг и Штоман утверждали, что элементарный состав переваренной части сырой клетчатки соответствует составу чистой целлюлозы. Такой взгляд сейчас противоречит современным представлениям/ но длительное время он считался общепризнанным. Так, еще в 1937 году один из авторов книги "Руководство по кормлению и обмену веществ сельскохозяйственных животных" профессор Ф.Гонкапп писал: "Следовательно, из сырой клетчатки переваривается, главным образом, только целлюлоза. Остальные же составные части сырой клетчатки, содержащие большое количество углерода, проходят пищеварительный тракт неизменными" /19/.

В Исследованиях В.ЭЛЛеНберГера ( W.Ellenberger ) и Шей-нерта ( a.schennert ) бшю доказано, что в пищеварительном тракте сельскохозяйственных животных не существует фермента, расщепляющего целлюлозу /19/. Поэтому закономерным было возникновение вопроса о том, что переваривание целлюлозы должно обусловливаться другими причинами. Впервые в 1879 году Н. Цунтц ( N.zuntz ) высказал предположение, что целлюлоза расщепляется в желудочно-кишечном тракте под влиянием микроорганизмов. Правильность гипотезы Цунтца была экспериментально доказана Таппейнером ( Tappeiner ). к содержимому рубца кормленных се -ном животных он добавлял чистую целлюлозу. Во всех случаях происходило брожение с образованием газов, развивающихся в содер -жимом рубца (1884 г.)- Заслугой Таппейнера является установле -ние влияния сбраживания целлюлозы на переваримость других питательных веществ. Однако он неправильно считал, что переваренная сырая клетчатка имеет низкую энергетическую ценность.

Полную ясность в вопрос о питательной ценности сырой клетчатки внесли исследования 0.Кельнера ( о.Kellner ), опубликованные в I9G0 году. Для своих исследований 0.Кельнер использовал искусственно приготовленный кормовой препарат из соломы, освобожденный от инкрустирующих веществ. Коэффициент переваримости органического вещества этого препарата составлял 95 %, В среднем за большое число опытов на волах для образования жира использовалось Ш % притока обменной энергии, вызванного скармливанием препарата. В 1914".году Фингерлинг ( Fingerling ) экспериментально доказал, что свиньи переваривают чистую целлюлозу так же хорошо, как и жвачные животные. Подобное доказательство для лошадей в 1916 году представил Цунтц. Так возникло представление, что питательная ценность сырой клетчатки снижается наличием в ней инкрустирующих веществ.

Нельзя сказать, что такое представление было общепризнанным. Виднейший немецкий ученый М.Рубнер ( м-Rubner ) отвергал то положение, что инкрустирующие вещества задерживают расщепление сырой клетчатки и снижают переваримость целлюлозы. Он считал, что существуют различные целлюлозы неодинаковой степени переваримости. Это, по его мнению, может объясняться различным коллоидальным строением целлюлоз /46/. Однако накопление данных о значительном влиянии лигнина на переваримость сырой клетчатки продолжалось, это дало основание академику И.С.Попову в 1957 году констатировать, что "существенное влияние на развитие бактерий, разрушающих целлюлазу, оказывает лигнин корма ; с увеличением содержания лигнина (сверх 3 %) начинается угнетение жизнедеятельности бактерий, приводящее к понижению переваримости целлюлозы /Г7/. В 1954 году он предложил сырую клетчатку подразделять на лигнин и холоцеллюлозу, но утверждал, что лигнин с целлюлозой не соединен химически, а лишь заполняет промежутки между мицеллярными рядами целлюлозы /18/;

В 1961 году М.Хид ( M.Head ) в обстоятельном обзоре подвел итоги результатом многочисленных исследований о влиянии лиг-нификации целлюлозы на ее переваримость /31/. Он обратил внимание на то,что существует много факторов,влияющих на переваримость целлюлозы.Но наиболее важным из них является степень лигнифика-ции целлюлозы,с повышением которой снижается ее переваримость. В обзоре указывалось, что полученные результаты о связи лигнина и целлюлозы противоречивы.Имеющиеся данные о бактериостатическом действии лигнина М.Хид признал неубедительными. Он считал целесообразным придерживаться точки зрения о том, что целлюлоза лигнифицированных тканей не переваривается вследствие наличия физического барьера для микроорганизмов» Такое мнение вне -казал в 1952 году Р.Престон ( R.preston ). он предполагал»что лигнин покрывает кристаллизованные области мицеллы целлюлозы. Именно поэтому степень кристаллизации целлюлозы влияет на ее переваримость. Степень потенциального лигнифицирования целлюлозы тем выше, чем больше в корме кристаллизованной целлюлозы /44/. М.Хид не отрицал наличия химической связи между лигнином и целлюлозой, ссылаясь на повышение переваримости целлюлозы при обработке лигнифицированного корма щелочью.

Степень снижения переваримости сухого вещества из-за лиг-нификации математически была выражена Хвидстеном ( Hvidsten). По его расчетам, переваримость сухого вещества равнялась 84,9-1,15х, где х - процент лигнина в сухом веществе корма /34/.

Большой интерес представляет концепция, изложенная в работе Ю.Фойгта /5/. Переваримость лигнинсодержащей целлюлозы он рассматривает как состоящую из двух компонентов, один из которых способен перевариваться, а другой нет. это было подтверждено экспериментально в опытах по перевариванию " in vitro« и с помощью техники нейлоновых мешочков. Данная концепция является убедительным доказательством наличия между лигнином и целлюлозой химической связи. Еще раньше аналогичная концепция была экспериментально обоснована и опубликована в 1953 году профессором П.А»Кормщиковым /8/. В его многолетних исследованиях установлено, что лигнин в кормах подразделяется на две фракции. Одна из них находится в прочной связи с целлюлозой. Отношение этой фракции ко всему лигнину, выраженное в процентах, П.А.Корщиков назвал коэффициентом одревеснения. По его данным, переваримость органического вещества корма находится в тесной зависимости от коэффициента одревеснения и снижается при его увеличении.

Категорически отрицает влияние лигнина на вереваримость целлюлозы профессор С.Я.Зафрен. Он пишет: "Точка зрения, согласно которой переваримость клетчатки зависит от содержания в корме лигнина, экспериментально не подтверждается" /3/. Такое мнение крупного и авторитетного специалиста является основанием для продолжения экспериментальных исследований о влиянии лигнина на переваримость сухого вещества корма. Углубление наших познаний о сложном составе группы сырой клетчатки, изучение вопросов лигнификации' и делигнификации корма неизбежно приводят к необходимости дальнейшего широкого применения методов изучения переваримости корма w in vitro »f убедительным примером являются исследования В.Дарки ( v.Darcy ) и Р.Белуия ( R.Be-lyea ). Они изучали влияние удаления лигнина на переваримость « in vitro " целлюлозы. Удаление лигнина значительно повышало коэффициент переваримости целлюлозы /27/.

В настоящее время представляет большой интерес изучение переваримости сухого вещества корма в условиях действия глав -ным образом только одного фактора, а именно различной степени лигнификации корма. Организация таких исследований возможна с помощью методики " in vitro в этом направлении и выполнена наша диссертационная работа.

Ш. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

А. Материалы для исследований

I. Характеристика подопытных животных, место и условия опыта

Для установления взаимосвязи между переваримостью сухого вещества корма на животных н in vivo " и " in vitro " нами были подобраны четыре барана в возрасте 13 месяцев из племзавода имени Чкалова Горецкого района Могилевской области.

Опыт по определению переваримости сухого вещества корма проводился на территории ветлечебницы учебно-опытного хозяйства Белорусской сельскохозяйственной академии (БСХА).

Овсянников А.И. указывает, что "если переваримость кормов изучают на взрослых, хорошо проверенных баранах,то в группе может быть и два животных" /1&Л

Бараны породы Прекос были здоровые, типичные для породы, в хорошем состоянии упитанности.

Опыт проводился в августе-сентябре 1983 г.

В опыте определяли переваримость сухого вещества сена клевера красного, которое было заготовлено в учебно-опытном хозяйстве БСХА.

Для проведения опыта наш было построено специальное помещение. Высота помещения была 2,5 м, длина - 5,5 м, ширина - 4,5 м. В помещении имелся тамбур для хранения корма.

Животные помещались в клетках, где на пол были положены деревянные доски, накрытые полироидом. Высота перегородок между клетками была один метр.

Бараны в клетках не ограничивались в движении, что позволяло им иметь постоянный доступ к воде и корму. Корм давался в деревянной корцуше.

Заключение Диссертация по теме "Растениеводство", Мохамад, Риад Аббас

ВЫВОДЫ

1. Сравнительное изучение переваримости сухого вещества кормов " in vivo " и " in vitro " показало сопоставимые сходные результаты. Коэффициент корреляции при использовании рубцовой жидкости равнялся 0,935, при использовании фермента целлю-лазы - 0,932.

2. Установлена высокая корреляция между показателями переваримости сухого вещества " in vitro " с применением рубцовой жидкости и фермента целлюлазы (коэффициент корреляции 0,981).

3. Норма высева семян и норма удобрения не оказали существенного влияния на коэффициент одревеснения зеленой массы ози -мой ржи.

4. При исследовании показателей коэффициента одревеснения зеленой массы клевера красного и люцерны в зависимости от сорта получены сходные показатели.

5. Фаза вегетации растений оказала большое влияние на коэффициент одревеснения, что дает основание для использования показателя коэффициента одревеснения при оценке качества кормов.

6. Между показателями коэффициента одревеснения и коэффициента переваримости сухого вещества имеется высокая обратная коррелятивная зависимость.

7. Использование метода " 1x1 vitro » для определения переваримости сухого вещества позволяет получать массовые данные для оценки энергетической питательности кормов по переваримому сухому веществу.

8. Проведенные нами расчеты показали, что коэффициент перевода переваримого сухого вещества в кило ЭКЕ мало отличается при разных фазах вегетации.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Мохамад, Риад Аббас, Горки

1. Вольф В.Г. Статистическая обработка опытных данных. М.: Колос, 1966. - 254 с.

2. Денисов Н.И. Научные основы кормления коров. М.: Сель-хозгиз, 1960, - 438 с.

3. Зафрен С.Я. Технология приготовления кормов. М.: Колос, 1977. 101 с.

4. Зверева Ш И. Переваримость сена в зависимости от степени его одревеснения. Материалы науч. конф. Троиц, вет.ин-та, 1960, с.25.

5. Использование питательных веществ жвачными животными.-М.: Колос, 1978. 424 с.

6. Кормщиков П.А., Зверева М.И. К методике определения коэффициента одревеснения грубых кормов, Тр./Троиц, вет.ин-та, 1969, т.13, вып.З, с.52.56.

7. Кормщиков П.А. Кальцинирование соломы. М.: Россель-хозгиз, 1974. - 134 е., ил.

8. Кормщиков П.А. Коэффициент одревеснения грубых кормов.-Совет.зоотехния, 1953, * I, с.87.90.

9. Кормщиков П.А. Лигниновый патлощающий комплекс грубых кормов. Вест. с.-х. науки, 1969, № 5, с.93-96.

10. Кормщиков П.А. Насыщение грубых кормов основаниями как метод повышения их общей питательности: Автореф. д-ра с-х наук. М., 1950. 20 с. В надзач.: Моск. вет.акад.

11. Кормщиков П.А. 0 некоторых проблемных вопросах повышения питательности вегетативных кормов. Животноводство, 1963, №12, с.22.26.

12. Кормщиков П.А., Зверева М.И. Новое представление ободревеснении растений. Животноводство, 1956, № II, с. 50. 52.

13. Лукашик Н.А., Тащилин В.А. Зоотехнический анализ кормов. М.: Колос, 1965. - 223 е., ил.

14. Методика опытов на оенокосах и пастбищах/ВНИИ кормов им.В.Р.Вильямса. М., 197I, ч.1, 232 с.

15. Новая система оценки кормов в ГДР. М.: Колос, 1974.248 с.

16. Овсянников А.И. Основы опытного дела в животноводстве. М.: Колос, 1976. - 304 е., ил.

17. Попов И.О. Кормление сельскохозяйственных животных. -М.: Сельхозгиз, 1957. 472 е., ил.

18. Попов И.С., Лукашик Н.А. К пересмотру методов зоотехнического анализа кормов. Реф. докл. Моск. с-х. акаде., 1954, вып.18.

19. Руководство по кормлению и обмену веществ с.-х. животных. Л.: Сельхозгиз, 1937, т.З. -716 е., ил.

20. Alexander R.H.» and McGowan м. A filtration procedure for the in vitro determination of digestibility of forage. J. Brit. Grassl. soc., 1961, vol. 16, н 4, р.275.27б.

21. Bautgardt B.R.» Cason J.L., and Makley r.a. Comparisons of several laboratory methods as used in estimating thenutritive value of forages, J, Anira. Sic., 1958, vol. 17 , ^10, p.1205,

22. Bowden D»M«, and Church D.C. Artificial rumen investigation 11 correlations between in vitro and in vivo measures of digestibility and chemical components of forage. J.Dairy sic., 1962, vol. 45, N 8, p.980.985.

23. Brown D.C», and Radcliffe J»C. prediction of in vitro dry matter, organic matter and energy digestibility of silage by in vitro digestion techniques. Aust. j. Agri. Res., 1971, Vol. 22, h 5, p.787.796.

24. Clark J., in vitro digestibility of mixtures of grain and hay Aust. j. of experimental Agri. and Anim. Husb., 1975, Vol. 15, N 75, p.471.474.

25. Darcy B.K., and Belyea R.L. Effect of delignification upon in vitro digestion of forage cellulose. J. Anim. Sci., 1980, vol. 51, N 4, p.798.803.

26. Engels E. A. N., and van Der Merwe p. L. Application of an in vitro technique to south african forages with spcial veference to the effect of certain factors on the results. S.Afri. J.Agri. Sic., 1967, Vol. 10, u 8, p.983.995.

27. Fumino Kumeno, Dehority B»A., and Johnson R.R. Development of an in vitro fermentation technique for estimating the nutritive value of hmgh energy mixed rations for ruminants, j. Anim. Sci., 1967, Vol. 26, h 4, p.867.871.

28. Giger s., Lila M., Sanvant D., and Morand pehr p. in vitro preduction of whole ration digestibility. Ann. zootech., 1979, Vol. 28, u 4, p. 373.379.

29. Head M.J,, indigestive physiology and nutrition of thereminant. Ed. by lewis D. London; Butterworths, 1963.

30. Hershberger T.V., Long T. A., Hartsook E.W., and Swift R.W. Use of artificial rumen technique to estimate the nutritive value of forage. J. Anim. Soi., 1959, Vol. 18, n 4, p.775.779.

31. Hi Kon oh, Baumgardt B.R., and Scholl J.M. Evaluation of forages in the laboratiry. v. comparison of chemical analyses, solubility tests, and in vitro fermination. j. Dairy sci., 1966, vol. 49, N 7, p.850.855.

32. Hvidsten h. Bereth. poringsforsk., 60; Meld. Norg. Landfr. Hisk., 1945, Vol. 26, 43.

33. Johnson R.R., Dehority B.A., Conrad H.R., and Davis R.R. Relationship of in vitro cellulose digestibility of undried and dried mixed forages to their in vitro dry matter digestibility. J. Daity Sci., 1902, vol. 45 , N 1, p.250.252.

34. Johnson R.R., Dehority B.A.» Mcclure K.E., and Parsons J.L. A comparison of in vitro fermentation and cche-mical solubility methods in estimating forage nutritive value. J. Anim. Sci., 1964, Vol. 23, II 9 , p. 1124. 1128.

35. Johnson R.R., Dehority B.A., parsons J.L., and Scott H.W. Discrepancies between grasses and alfalfa when estimating nutritive value from in vitro cellulose digestibility by rumen microorganisms. J. Anim. sci., 1962, vol. 21,1. H 4, p.892.896.

36. Johnson R.R., Dehority B.A., and Scott H.W. Discrepancies between grasses and legumes when estimating nutritive value of forage by in vitro techniques. J. Anim.

37. Sei., 1961, vol.20 , N 4, p.961.

38. Lechtenberg V.L.» Colenbrander V.F., and Rhykerd C.L* Effect of lignin on rate of in vitro cell well and cellulose disappearance in corn. J. Anim. Sei., 1974, vol. 39, N 6,p.1165.1169.

39. Mcleod M«U., and Minson D«J. Sources of variation in the in vitro digestibility of tropical grasses. J. Brit., Grassl. Soc., 1969, Vol. 24, N 4, p.244.249.

40. Mcleod M.U.f and Minson D*J. predicting organic matter digestibility from in vivo and in vitro determinations of dr$ matter digestibility. J. Brit. Grassl. Soc., 1974, Vol. 29, N1, p.17.21.

41. Preston R. The molecular architecture of plant cell walls. London, chapman and Hall, 1952.

42. Reid R.L., Shelton D.C., Welch J.A., and jung G.A« pasture quality as determined by in vitro and in vivo techniques. J. Anim. sei., 1959, Vol. *8, n 4, p.1537.

43. Rubner M. Über die physilogische bedeutung wichtiger bestandteile der vegetabilien mit besonckrer berucksichtigung des lignins. sitrgsfer. preuss. Akad. wiss., physik math.kb.12, 127, I928.

44. Shelton d.g., and Reid r.l. Measuring the nutritive value of forages using in vitro rumen technique, proc. of the 8th inter. Grassl. Gong. England. 1960, p.524.528.

45. Tilley j.m., and Terry r.a. a two stage technique for the in vitro digestion of forage crops. J. B^it. Grassl. Soc., 1963, Vol. 18, N 1, p.104.111.