Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Кормление высокопродуктивных коров с учетом распадаемости протеина в рубце и применение факториального метода нормирования рационов по энергии, протеину и сухому веществу

ВАК РФ 06.02.02, Кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Подворок, Надежда Ивановна, Краснодар

>; 1 / % - 1 / ! // / /

\ / Л

ПОДВОРОК Надежда Ивановна

КОРМЛЕНИЕ ШС0К0ПШДШЩШХ*К0Р0В С УЧЕТОМ РАСПАДШОСТИ ПРОТЕИНА В РУБЦЕ И ЙРММЕНЕНШ ФАКТОРИМЪШГО МЕТОДА НОРМИРОВАНИЯ РАЦИОНОВ ПО ЭНЕРГИИ, ПРОМНУ И СУХОМУ ВЕЩЕСТВУ

Специальность 06.02.02 - кормление сельскохозяйственных

животных и технология кормов

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель д.б.н., профессор, академик РАСХН В.Г.

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВВДЖЕ ............................................... 5

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .................................... 8

1.1. Обмен азота в рубце....................................9

1.2. Деградируемость префекта в рубце ................14

1.3. Методы определения распадаемости протеина ............17

1.3Л. Метод у^го™ .................................17

1.3.2. Метод "' ±п "в±1;и»; .......................18

X.3.3. Метод " т¿¡у.су«.! . ■ л**................ .. 22

1.4. Распадаемость протеина различных кормов....................24

1.5. Потребление сухого вещества лактирующими

коровами ...........................................27

1.6. Потребность молочных коров в протеине ..................31

1.7. Влияние уровней энергии и протеина в рационах

на молочную продуктивность коров ................................40

1.8. Связь между потребностью в энергии и протеине.... 46

1.9. Влияние уровня распадаемош в рубце кормового протеина на молочную продуктивность коров........ 49

1.10.Нормирование потребности в энергии и протеине

с учетом стадии лактации .............................................54

1.11.Заключение ..........................................55

2. еОШШНШ 1С0ДЩ0ВАНШ .............................................58

2.1. Цель и задачи ..................................................58

2.2. Материал и методы............................... 58

2.2.1. Подопытные животные................................58

2.2.2. Корма ..................................................................59

2.2.3. Схема опыта № I ....................................................59

3 с.

2.2.4. Схема опыта № 2 .......................... 65

2.2.5. Факториальный метод определения потребностей коров в обменной энергии,

сыром и раснадаемом протеине ......................71

2.2.5.1. Потребность в сухом веществе .... 71

2.2.5.2. Потребность в энергии .........«. 71

2.2.5.3. Потребность в протеине ....................73

2.2.6. Методы исследования ........................................75

2.2.7. Определение в кормах распадаемого в рубце протеина..................................76

3. РЕШЬХШ ШСВД0ВАШ1..................................81

3.1. Распадаемость кормового протеина в рубце................81

3.2. Переваримость еухог© вещества ................................85

3.3. Показатели рубщового пищеварения ...............................87

3.4. Продуктивность коров при различном уровне сырого

и распадаемого протеина в рационе ..............................88

3.4.1. Кормление коров ...........................88

3.4.2. Молочная продуктивность........................98

3.4.3. Затраты кормов на продукцию............................102

3.4.4. Переваримость и использование питательных веществ на продукцию ...............................105

3.4.5. Использование протеина и аминокислот..........107

3.4.6. Состояние здоровья животных ............................108

3.4.7. Экономическая эффективность использования рационов с различным уровнем сырого и распадаемого протеина ....................III

3.5. Заключение ...........................................114

С.

4. ИЗУЧЕНИЕ СИСТЕМ НОРМИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ МОЛОЧНЫХ

КОРОВ ......................................................................................115

4.1. Кормление коров ........................................................115

4.2. Молочная продуктивность коров ............................121

4.3. Затраты кормов на продукцию ................................123

4.4. Состояние здоровья коров ...........................125

4.5. Экономическая эффективность использования рационов ......................................................................128

4.6. Заключение ..................................................................129

5. ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ............................130

ВЫВОДЫ ...............................................................141

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ ................................144

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .......................................146

ПРИЛОЖЕНИЯ ..........................................185

ВВЕДЕНИЕ

Интенсификация животноводства - это прежде всего повышение выхода продукции на единицу корма. Поэтому правильное нормирование кормления по элементам питания является основой эффективного ведения животноводства.

Достижения зоотехнической науки в области протеинового пи -тания жвачных животных и нормирования их потребностей в азотистых веществах привели к пересмотру существующих норм. Исследо -вание процессов переваривания и усвоения питательных веществ корма, процессов биосинтеза бежа и жира в тканях жвачных дали основание к изменению подходов в оценке кормов и нормированного кормления. Обеспеченность протеином - ©то основа, определяющая молочную продуктивность коров. При определении потребностей животного в энергии и протеине необходимо учитывать их потребности на поддержание жизни, молокообразование, изменение живой массы, роет и развитие плода.

У жвачных животных существуют два источника удовлетворения потребностей в протеине: за счет микробного протеина, синтезируемого в рубце из распавшегося до аммиака и аминокислот протеина корма и аа счет нераспавшегося в рубце кормового протеина. Протеины разных кормов существенно различаются по распадае-мости в рубце. Избыточное поступление в организм легкораспадае-мого протеина приводит к повышению содержания аммиака в рубце и мочевины в крови, нерациональному использованию протеина, преждевременному износу организма коров. Недостаток распадае-мой фракции протеина ограничивает микробный синтез в рубце,что также может снизить эффективность использования корма. В соот -ветствии с этим сырой протеин необходимо оценивать в единицах

распадаемой (или деградируем©!) и нераетадаемой в рубце фракций. 1 этой связи проводится оценка раснадаемости протеина кормов в целях использования полученных данных при нормировании протеина в рационах молочных коров.

Корма Краснодарского края не проанализированы на количество распадаемого протеина. Нет норм потребности в протеине с учетом его раснадаемости для молочных коров в разные стадии лактации. В связи с этим перед нами стояла задача изучить эти вопросы и определить эффективность балансирования рационов высокопродук -тивных коров с учетом раснадаемости протеина.

На защиту выносятся следующие положения:

- оценка основных кормов Кубани, используемых в рационах молочных коров по уровню раеиадаемого в рубце протеина;

- результаты по эффективности балансирования рационов молочных коров с учетом раснадаемости протеина в рубце в разные фазы лактации и сухостойный период;

- рекомендуем для коров с продуктивностью 5000-6000 кг молока в новотельный период уровень обменной энергии - 11,2 МДж/кг сухого вещества (СВ) и повышенный до 16,2-18,4 ^уровень сыро -го протеина, распадаемость которого в рубце должна быть не вы -ше 58,6-61,9 %\

- в середине лактации - 10,8-11,3 МДж/кг СВ обменной энер -гии, 14,6-16,3 % сырого протеина с распадаемостью в рубце 73,574,8 %;

- в конце лактации концентрация обменной энергии снижается до 10,6 Щж/кг СВ и сырого протеина до 15,4 %, с распадаемостью 70,5 %;

- в сухостойный период - 10-10,2 МДж/кг обменной энергии,

15,7 % сырого протеина с распадаемостыо 70-71,4 %;

- балансирование рационов для молочных коров проводить со ~ гласно норм,разработанных ВАСХМИ1 (1985), е дополнительным учетом расшадаемости сырого протеина в рубце;

- необходимо дальнейшее изучение факториального метода определения потребностей молочных коров в обменной энергии, сыром и распадаемом протеине.

I. ОБЗОР ЛИЖШШ

Разработка новых методов и подходов, базирующихся на знании физиолого-биохимических особенностей превращения азота и энергии в желудочно-кишечном тракте жвачных, позволяет существенно повысить эффективность использования кормов. Рубец является уникальной системой для культивирования анаэробных бактерий, простейших и грибов / 321 /. Способность симбиотичеекой микрофлоры уеваи -вать в больших количествах азот амидных соединений, аммонийных солей и синтезировать значительное количество микробного протеина позволяет жвачным животным размножаться и лактировать. Одна -ко, возможности трансформирования экзогенного азота в микробный протеин ограничены. Поэтому для коров с высокой и даже средней продуктивностью недостаточно только микробного протеина. Требуется еще значительное количеств© нераспавжегоея в рубце бежа. Таким образом, проблема белкового питания коров состоит в том, чтобы при екармливании рационов не допустить излишнего распада белка (аминокислот) кормов в рубце, и достичь максимального синтеза микробного протеина и усвоения микроорганизмами небелковых форм азота.

В последнее время исследователи столкнулись с таким факто -ром, что после включения в рацион разных протеиновых кормов, равноценных по азоту и энергии, продуктивность животных оказа -лась далеко не одинаковой / 3, 15, 43, 54, 89, 178, 238 , 252 /. В связи с внедрением в животноводство различных способов технологии приготовления кормов (экстрагирование растворителями, экструдирование, гранулирование, брикетирование) появилась необходимость выяснить, каким образом эти процессы влияют на рас-падаемость протеина в рубце, скорость прохождения через пред -

желудки и место преимущественного переваривания. Это послужило поводом для пересмотра количественных и качественных аспектов оценки протеинового питания жвачных животных. Эта работа направлена на изучение степени распадаемости протеина различных кор -мов и балансирование рационов для молочных коров с учетом об -менной энергии, сырого и распадаемого в рубце протеина в разные стадии физиологического цикла, их влияние на молочную продуктивность, здоровье и экономические показатели.

1.1. Обмен азота в рубце

Большая чаеть белков корма и других соединений азота до поступления в последующие отделы пищеварительного тракта подвер -гается превращениям в рубце. Рубцовые микроорганизмы обладают протеолитической активностью, которая была обнаружена на изолированных бактериальных штаммах и культурах / 143 /.

Исследования показали, что белки »растворимые в рубцовой жидкости, распадаются более быстро, чем нерастворимые. Однако, растворимость не является необходимым фактором, от которого зависит распад протеина в рубце / 155 /. В опытах " ш г±то " установлено, что такие растворимые белки как сывороточный альбумин, яичный альбумин, белковые вытяжки из растений, соевой и рапсовой муки обладают разной степенью распадаемости / 224 /. Это зависит от структуры белков корма и от соотношения в нем различных фракций. #ракция небелкового азота включает амиды,амины, аминокислоты и нитраты. Мочевина и аммонийные соли могут вводиться как добавки, особенно к рационам с низким уровнем протеина / 15 /. Протеин является основным источником азота для Рубцовых микроорганизмов. В связи с циклической структурой бел-

новых молекул, имеющих только одну евободкрэ концевую амино- и карбоксильную группу, протеолитической активностью обладают, главным образом, ферменты типа карбоксипептидаза и лейциноами-шпептидаза / 54 /.

В связи с тем, что конечным продуктом гидролиза протеина является аммиак, то он играет центральную роль в процессе руб-цового пищеварения. Снижение концентрации аммиака в рубцовой жидкости происходит в основном в результате использования его микроорганизмами на синтез собственных белков / 322 /. Небольшая часть аммиака уходит с потоком рубцового содержимого в последующие отделы пищеварительного тракта. Некоторое количество аммиака проникает через стешу рубца в кровь. Таким образом,степень использования аммиака определяется его концентрацией в рубце и синтезом мочевины в печени / 234 /.

Изучение количества азота, преобразовавшегося в рубце в

15

аммиак е помощью IV »показало динамичную его природу. Некоторая часть аммиачного азота повторно поступает в рубец со слюной и через стенку рубца. Главным путем обратного тока аммиака яв -ляется диффузия через рубцовый эпителий. Уровень поступления зависит от концентрации аммиака в рубцовой жидкости и концентрации мочевины в крови. Через стенку рубца возвращается в 4-6 раз больше азота, чем через слюну / 229 /. Механизм обратного тока служит важным фактором утилизации азота у жвачных и использования кормовых синтетических веществ, в том числе мочевины / 201, 219, 227, 229, 269, 276 /.

Количество образующего аммиака в рубце колеблется в широком диапазоне в зависимости от количества протеина в рационе и его раепадаемоети в рубце. Концентрация аммиака, по-видимому ,

Рацион Рубец

Потребленный

сырой ^протеин

(ПСП)

±

Непереваримый ПСП

Нераспадаемый СП (НСП)

Распадаемый. СП (ГСП)

+

Тонкий кишечник

Л V*»« у 1-1-----у ---у

Непере- Непере- Пере- Непере- Пере- Непере- Пере варимый варимый вари- варимый вари- варимый вари ПСП НСП мыи НК мый ИБП мыи

НСП НК ИБП

- ♦

Протеин (азот) доступный для Рубцовых микроорганизмов

Бактериальный сырой протеин

Нуклеиновые ИстинныЗГ бакте-кислоты риальный ггроте--(НК) . I_

Поступление мочевины через рубец »Потери аммиака через рубец

Толстый' кишечник

Кал

-7--

Непереваримый ПСП

ОБК всасываемого протеина ^——

Ткани животного

Всасываемый белок (ВБ)

Всасываемый белок (ВБ)

Почки

ВБ

^беременности ВБ

^-поддержания ВБ

■»►поверхностный (шерсть,копыта, перхоть)

ВБ

^прироста живой массы

ВБ

•^олокообразо-вания

Чистый -^►белок (ЧБ) беременности

■^ЧБ поддержания

^ЧБ поверхностный

ЧБ прироста живой массы

ЧБ молоко-'образования

■1—1 ы

Л

Эндогенный белок • моим С ЭВМ)_

Обменный белок кала (ОБК)

Рис.1. Схема обмена азота в организме жвачных животных ( МКС, 1985)

быстро изменяется. В рубцовой жидкости он может не смешиваться достаточно быстро и равномерно распределяться в содержимом всех частей рубца. Потребителями аммиака в рубце являются три попу -ляции бактерий: бактерии рубцового потока; бактерии, относящиеся к частицам содержимого рубца; морфологически различимая группа бактерий, обитающая на стенке рубца и ферментирующая отмер -шие клетки рубцового эпителия, образуя бактериальный белок и аммиак / 54 /.

Аммиак, пептиды и аминокислоты являются основными источниками азота для Рубцовых бактерий,и почти все бактерии используют преимущественно аммиак. Скорость потока микробного азота зави -сит от концентрации микроорганизмов в рубцовой жидкости и мик -роорганизмов, присоединившихся к маленьким частицам корма, ко -торые покидают рубец. Микроорганизмы этих двух фракций состав -ляют 75 % ферментирующих содержимое рубца в фазе крупных час -тиц. На концентрацию бактерий в твердой и жидкой фазах влияют скорость роста бактерий, их гибель и скороеть оттока их из руб-

Иеточником азота для простейших являются бактерии, которых ©ни заглатывают и переваривают. В результате выход микробного белка у животных с такой фауной ниже, чем у животных, лишен -ных этой фауны. Так, например, оплата корма у ягнят, лишенных простейших, возрастала при получении корма с низким содержанием протеина / 264 /.

На зависимость микробного роста от АТФ, которая образуется в процессе ферментации углеводов и образования летучих жирных кислот (ЛЖК) указывают рад авторов / II, 13, 30, 37-39, 54,

IOi, 121, 129, 156, 163, 253, 264/* Летучие жирные кислоты, в свою очередь, обусловливают рост микробных клеток при наличии небелкового азота США). Выход Ali в процессе ферментации кор -мов в рубце по данным Хангейта Р.IL (1966) / 265 / составляет 4-5 молекул АТФ на I моль ферментируемых углеводов. В анаэробных условиях рубца большая часть энергии в ферментируемом органическом веществе удерживается в продуктах ферментации и толь -ко незначительная часть ее теряется в виде тепла. Взаимосвязь между углеводами, ферментируемыми и поглощаемыми микробными клетками и эффективностью синтеза микроорганизмами своих бел -ков (выраженных в граммах сухих микроорганизмов, синтезируемых на каждую моль доступной АТФ) вычислили Ленг и Нолан ( 1984 ). В зависимости от эффективности действия АТ§, углеводы, использованные для синтеза микробной биомассы, могут по количеству приближаться к углеводам, ферментируемым в ЛЖК / 291 /.

Синтез белка микроорганизмами в рубце проходит за счет двух принципов, установленных на основе расчетов етахиометрии ферментации в рубце / 54 /.

1. Существует термодинамическое ограничение количества энергии, которое может стать доступным в процессе анаэробной фер -ментации углеводов, из-за чего происходит ограничение выхода микробного белка.

2. Ферментируемый углевод обусловливает количество образующихся ЛЖК. Около 6,5 % исходной энергии углевода теряется животным-хозяином в процессе обмена и эта величина остается неизменной, независимо от типа ферментации. Именно из этих 6,5 % энергии микроорганизмы используют для генерации своей собственной АТ§ / 54 /. При нормальном уровне энергии в рационе молочных коров можно ожидать синтез микробного протеина на уровне 22 г

на 100 г ферментируемого органического вещества (или 15 г на 1,84 МДж обменной энергии).

1.2. Деградируемоеть протеина в рубце

Изучение путей превращения азота в рубце привело к раз -дельной оценке потребности в протеине микроорганизмов и животного-хозяина. Наиболее существенным критерием при этом является степень распада протеина в рубце, так как эта величина влияет на до�