Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Процессы пищеварения и обмена веществ у крупного рогатого скота при скармливании добавок с L-карнитином

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Процессы пищеварения и обмена веществ у крупного рогатого скота при скармливании добавок с L-карнитином"

На правах руцописи

ИВАНОВА ГАЛИНА ВИКТОРОВНА

Процессы пищеварения и обмена веществ у крупного рогатого скота при скармливании добавок с Ь-карнитином

005009339

03.03.01 - Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 0ЕВ Ш

Дубровицы - 2012г

005009339

Работа выполнена в отделе кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат биологических наук Романов Виктор Николаевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Буряков Николай Петрович

кандидат биологических наук Стукалова Лариса Николаевна

Ведущее учреждение: ФПБОУ ВПО Российский университет дружбы народов.

Защита диссертации состоится К^рС^^ 2012 года, в 10 часов, на заседании диссертационного совета Д 006.0i3.0i при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук.

Адрес института: 142132 Московская обл. Подольский р-н п. Дубровицы Тел./факс: 8(4967)65-11-01

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке института

Автореферат разослан « января 2012 года.

Ученый секретарь совета Д 006.013.01. /У/ С.В.Воробьева

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из путей повышения эффективности ведения современного промышленного животноводства является поиск, изучение и направленное применение биологически активных веществ (эрготропных соединений), способствующих оптимизации обменных процессов в организме, сохранению здоровья животных и раскрытию их генетически обусловленной продуктивности.

Наряду с оптимизацией питания животных, в соответствии с существующими нормами кормления перспективным является применение биологически активных веществ, способствующих повышению функциональной деятельности желудочно-кишечного тракта, печени и других жизненно важных систем организма [A.B. Жаров, 1974; A.A. Алиев, 1991; Б.П. Покровский, 2007; А. Хенинг, 1986].

Известно, что дефицит ряда метаболитов в составе кормов усугубляется недостаточным их поступлением в обменный фонд организма, взаимосвязанном с дисфункциями преджелудочного и кишечного пищеварения, вызывающими снижение переваримости питательных веществ [А.Д. Синещеков, 1965; И.П. Ду-хин,1977, 1979; Н.В. Курилов, 1971; В.В. Цюпко, 1984].

Учитывая особенности пищеварительной системы жвачных животных, остро встают вопросы поддержания и стимулирования жизнедеятельности симбионтной микрофлоры рубца. При этом целесообразным является защита высокоценных биологически активных соединений в составе кормовых добавок от опосредованного воздействия симбионтной микрофлоры, для более рационального их использования организмом животного [Н.В. Курилов, 1974; A.A. Алиев, 1997; Б.В. Тараканов, 1998].

В этой связи актуальным является разработка, изучение и использование кормовых добавок, имеющих направленное физиологическое действие, способствующее улучшению переваривающей и всасывающей деятельности желудочно-кишечного тракта, связыванию и выведению токсичных продуктов обмена, при улучшении обменных процессов в организме животных.

К настоящему времени установлена важная роль в углеводно-жировом и белковом обмене у млекопитающих биогенного амина L-карнитина, при выявленном липотропно-гепатопротекторном и кардиопротектном его действии [В.Н. Романов, 1987; P.A. Богомолова, 2008; Ю.П. Фомичев, 2010; А. Bonomi, 1995; S. Pre-ziuso, 1999; М. Szilagyi, 2002].

Как с теоретической, так и с практической точек зрения представляет интерес изучение физиологического и продуктивного действия «защищенной» формы L-карнитина (Карнипасс), и разработанной на его основе многофункциональной кормовой добавки Кармецелл.

Цель исследований - изучить физиологическое действие кормовых добавок с L-карнитином на процессы пищеварения, переваримость и использование питательных веществ кормов у растущего молодняка крупного рогатого скота, а также влияние на обмен веществ и продуктивность новотельных лактирующих коров.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

- изучить влияние добавок с «защищенным» L-карнитином на процессы пищеварения в преджелудках, переваримость и усвоение питательных веществ кормов в желудочно-кишечном тракте подопытных полифистульных бычков;

- изучить особенности обменных процессов у крупного рогатого скота на основе биохимических показателей крови в физиологических и научно-хозяйственных опытах;

- установить влияние добавок на молочную продуктивность и затраты кормов на единицу продукции в научно-хозяйственных исследованиях;

- внести предложения по использованию защищенной формы Ь-карнитина и многокомпонентной кормовой добавки Кармецелл в рационах крупного рогатого скота.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые изучено влияние использования кормовых добавок с Ь-карнитином на процессы пищеварения, переваримость и усвоение питательных веществ кормов, обмен веществ и продуктивность молочного скота.

Практическая значимость работы состоит в том, что применение кормовых добавок с Ь-карнитином в условиях интенсивного молочного скотоводства способствует улучшению процессов пищеварения, нормализации обмена веществ в организме и повышению продуктивности коров на 8,0-16,5%.

Апробация работы Материалы диссертации доложены и одобрены:

- на научной конференции Рязанского ГАТУ имени П.А.Костычева, посвященной 60-летию вуза «Актуальные проблемы аграрной науки» (Рязань, 2009);

- на международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня основания кафедры физиологии животных ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» «Адаптация и становление физиологических функций у животных» (Москва, 2010);

- на международной конференции, посвященной 50-летию Всероссийского НИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных (Боровск, 2010)

- на научных конференциях в отделе кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов (Дубровицы, 2009, 2010, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ (Зоотехния, №9, 2009 и Главный зоотехник, №8,2011).

Положения, выносимые на защиту:

- использование в рационах кормовых добавок с «защищенной» формой I,-карнитина повышает интенсивность процессов пищеварения, улучшает переваримость и усвоение питательных веществ кормов в желудочно-кишечном тракте жвачных животных;

- включение кормовых добавок в рационы способствует созданию оптимальных условий для жизнедеятельности симбионтной микрофлоры, увеличивает ее количество и изменяет видовой состав;

- применение в рационах крупного рогатого скота добавок Карнипасс и, особенно, Кармецелл, способствует увеличению молочной продуктивности коров, при нормализации обменных процессов;

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, заключения, выводов, предложений, списка использованной литературы, приложений. Материал изложен на 131 странице печатного текста, содержит 22 таблицы и 4 рисунка. Список литературы включает 242 источника, в том числе 45 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в отделе кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов в период с 2008-2011 г. Для выполнения поставленных задач были проведены физиологические исследования на физиологическом дворе ВИЖа и научно-хозяйственный опыт в условиях ЗАО «Русь» Тимашевского района Краснодарского края.

Общая схема исследований представлена на рисунке 1.

Рис.1 Общая схема исследований

В основу физиологических исследований была положена методика комплексного изучения процессов пищеварения, разработанная в лаборатории физиологии пищеварения сельскохозяйственных животных ВИЖа, включающая одновременное проведение физиологических, биохимических и микробиологических исследований на фоне балансовых опытов по переваримости питательных веществ кормов [А.Д. Синещеков, З.И. Шеремет, 1953].

Физиологический опыт был проведён методом групп и периодов на бычках-аналогах черно-пестрой породы (6 голов), подобранных по возрасту (8 месяцев) и живой массе (240 кг), прооперированных с наложением фистул рубца по методу В.А.Басова и дуоденальных анастомозов по А.Д.Синещекову по следующей схеме (таблица 1). Содержание животных привязное при двухкратном кормлении.

Таблица 1

Группа Количество животных Характеристика кормления

Контрольная 3 Основной рацион (ОР)

1-опытная 3 ОР + Карнипасс (15 г на 1 голову в сутки)

2-опьггаая 3 ОР + Кармецелл (77г на 1 голову в сутки)

Основной рацион подопытных животных состоял из 20 кг кормосмеси (25% сенажа зл.-разнотравного, 47% силоса кукурузного, 23% комбикорма и 5% пэтоки), дополнительно 2 кг комбикорма и скорректирован согласно нормам ВИЖа для молодняка крупного рогатого скота.

Дозировка Карнипасса рекомендована производителем. Кормовая добавка Кармецелл рассчитывалась для бычка живой массой 230-240 кг исходя из перерасчета максимальной суточной дозы 200 г на корову живой массой 600кг, и составила-77 г.

Во время предварительного (21 день) и учетного (7 дней) периодов проводился учет задаваемых кормов и их остатков. Среднесуточные пробы кормов, их остатков, кала и мочи отбирались по общепринятой зоотехнической методике [М.Ф. Томмэ, 1969].

В конце исследований проведены балансовый и физиологический опыты. Для изучения состояния обменных процессов в организме подопытных животных брали кровь из яремной вены через 4 часа после утреннего кормления и проводили биохимический анализ сыворотки крови с определением показателей, характеризующих состояние углеводно-жирового и белкового обмена, обмена аминокислот. Биохимические исследования проводились в лаборатории биохимических исследований ВИЖа на автоматическом биохимическом анализаторе ChemWell (Aware-nessTehnology).

Учет химуса вели в последний день учетного периода на протяжении 16 часов (с б00 до 2200),с отбором средних проб (50 мл), и перерасчетом общего количества химуса, прошедшего через дуоденальный анастомоз за сутки, при высокой степени корреляции (г=0,99).

Химический анализ кормов, их остатков, кала, мочи и дуоденального химуса проводили в химико-аналитической лаборатории ВИЖа [Ю.И. Раецкая и др., 1970].

Для характеристики рубцового пищеварения у животных, в конце опыта, через фистулы отбирали пробы рубцовой жидкости за 1 час до кормления, через 1, 2, 3 и 4 часа после кормления. РН содержимого рубца определяли рН-метром Акви-лон-410; общее количество летучих жирных кислот - методом паровой дистилляции в аппарате Маркгама; процентное содержание летучих жирных кислот - хро-матографическим методом в лаборатории пищеварения ВНИИФБиП сельскохозяйственных животных; количество биомассы - методом дифференцированного центрифугирования; видовой состав микрофлоры рубца молекулярно-генетическим методом T-RFLP анализа (ООО «Биотроф», г. Санкт-Петербург), определение аминокислот - на жидкостном хроматографе LC-20 Prominence фирмы Shimadzy Япония.

В научно-хозяйственном опыте общей длительностью 180 дней добавки скармливались коровам-аналогам голштинизированной красно-пестрой породы с удоем за предыдущую лактацию на уровне 6400 л по следующей схеме (таблица 2).

Изучалось последействие препаратов в течение 40 дней после прекращения их скармливания.

Животные содержались привязно, при трехкратном доении. Технологический учет надоев молока от каждой коровы проводился дважды в месяц при определении в нем содержания жира и белка в хозяйстве на анализаторе Клевер-2.

Полученные данные обработаны вариационно-статистическим методом [Г.Ф. Лакин, 1990].

Таблица 2

Схема научно - хозяйственного опыта в ЗАО «Русь»

Группа Количество голов Характеристика кормления

контрольная 8 ОР (кормосмесь+комбикорм)

1-опытная 8 ОР+ 15 г/гол./сут. Карнипасс

2-опытная 8 ОР + 200 г/гол./сут. кормовой добавки Кармецелл 20 дней до отела и 20 дней после отела, далее по 100 г/гол./сут. в течение 100 дней.

Характеристика изучаемых кормовых добавок:

Карнипасс - 18 % «защищенного» Ь-карнитина (линейного мышечного бетаина), витамины, провитамины. Носитель - кремниевая кислота. Производство. Германия (ЬАН)

Кармецелл - «защищенная» формы Ь-карнитина (2,16г), в виде добавки Карнипасс (12%), метионина гидроксианалог (20%), холин-хлорид (15%), пробиотик Целлобактерин-Т (10%), адсорбент (цеолит) (30%), наполнитель - отруби пшеничные и ароматические вещества (13%). Производство ЗАО «Премикс» (Краснодарский край)

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Состав и питательность рационов бычков

Таблица 3

Фактическое потребление питательных веществ кормов_

Показатель Группа

контрольная 1-опытная 2-опытная

Кол-во % Кол-во % Кол-во %

ЭКЕ 6,7 - 6,9 - 7,0 -

Обменная энергия, МДж 66,5 - 69,5 - 70,3 -

Сухое вещество, г 6795 100,0 6836 100,0 6879 100,0

Органическое вещество, г 6300 92,7 6335 92.7 6402 93.1

Сырой протеин, г 1059 15.6 1072 15.7 1089 15.8

Переваримый протеин, г 659 - 678 - 689 .

Сырой жир, г 258 3.8 256 3.7 255 3,7

Сырая клетчатка, г 1385 20.4 1388 20.3 1398 20.3

Сырая зола, г 495 7.3 501 7.3 477 6.9

Кальций, г 63 - 66 - 68 -

Фосфор, г 40 - 43 - 47 -

Железо, мг 2287 - 2396 - 2576

Медь, мг 96 101 - 108 -

Цинк, мг 400 - 421 - 452 -

Марганец, мг 376 - 396 - 425 -

Каротин, мг 216 - 228 - 231 -

Витамин Д, тыс.МЕ 15 - 16 - 17 -

Витамин Е, мг 714 - 752 - 803 -

Установлено, что введение в состав рациона добавок Карнипасс и Кармецелл, ведет к увеличениию потребления сухого, органического вещества и сырого протеина.

3.1.2. Показатели рубцового пищеварения

Применение добавок в значительной степени сказалось на динамике процессов пищеварения в преджелудках (таблица 4).

Таблица 4

Динамика показателей рубцового метаболизма

Группа Время взятия проб

За 1 час до кормления После кормления через (час.)

1 2 3 4

Азот аммиака в рубцовой жидкости бычков (мг%)

контрольная 10,76±1,42 23,79+0,73 26,32±0,56 22,65±1,84 12,94+0,31

1-опытная 6,17±0,04* 18,0+1,11* 22,17±1,12 22,05+0,73 14,60±0,60

2-опытная 10,75+2,22 21,67±1,58 29,95±0,24* 30,31±1,50* 24,27±3,75*

ЛЖК в рубцовой жидкости (Ммоль/ЮОмл)

контрольная 10,1 ±0,61 10,2±0,41 12,3±0,23 12,8±0,23 13,6±0,80

1-опытная 10,8±0,40 12,2±0,29* 13,2±0,32 14,1±0,20* 14,6±0,09

2-опытная 10,7±0,32 12,5±0,47* 13,7±0,12** 14,3±0,36* 15,8±1,40

рН рубцовой жидкости

контрольная 7,10±0,07 6,94±0,01 6,79±0,09 6,75±0,06 6,64±0,17

1-опытная 7,09±0,01 6,73±0,07* 6,53±0,02 6,48±0,03* 6,38±0,04

2-опытная 7,12±0,02 6,63±0,12 6,60±0,02 6,50±0,02" 6,38±0,03

Различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении

Р:*)-<0,05,**)-<0,01.

Установлено резкое возрастание концентрации азота аммиака после кормления во всех группах животных, с максимумом через 2-3 часа после начала кормления. За это время она увеличилась в контрольной группе на 144,6% (Р<0,001), в 1-опытной - на 259,3 % (Р<0,001), во 2-опытной к 3 часу на 182,0 % (Р<0,01).

При этом, до, и после кормления, установлены более низкие показатели концентрации азота аммиака у животных 1-опытной группы в сравнении с контролем на 43,0% (Р<0,05), что может указывать на его вовлечение в азотистый обмен на тканевом уровне,и более эффективное использование азота протеина рубцовой микрофлорой, при более низких потерях азота с мочой, а имевшая место тенденция к повышению концентрации азота аммиака только на второй час после кормления может свидетельствовать о «защищенности» карнитина как азотистого соединения.

Изменения концентрации азота аммиака после кормления могли быть обусловлены особенностями гепато-руменалыюй циркуляции, при обратном поступлении ряда азотистых метаболитов в просвет рубца.

К третьему часу после кормления отмечена тенденция к снижению концентрации азота аммиака как в контроле, так и в 1-опытной группе, а снижение уровня азота аммиака во 2-опытной группе только к четвертому часу может быть обусловлено действием многокомпонентной добавки Кармецелл.

Общее содержание летучих жирных кислот (ЛЖК) в рубцовой жидкости животных всех групп закономерно возрастало, достигая максимума к четвертому часу после кормления. К этому времени концентрация ЛЖК у животных контрольной группы возросла по сравнению с исходной на 34,7% (Р<0,05), 1-опытной группы -на 35,2% (Р<0,001), во 2 группе - на 47,7% (Р<0,05).

Следует отметить, что концентрация ЛЖК в рубце животных, потреблявших добавки, была более высокой, чем в контроле. Так, до кормления этот показатель был выше по сравнению с контролем в 1-опытной группе на 6,9%, во 2 группе - на

5,9%. Через 1 час после кормления разница составила между группами 19,6 (Р<0,05) и 22,5% (Р<0,05), через два часа - 7,3 и 11,4% (Р<0,01), через три - 10,2 и 11,0%, через четыре - 7,4 и 16,2%, соответственно. Это свидетельствует о более интенсивном протекании гидролиза углеводов у животных опытных групп, особенно в группе с Кармецеллом.

Концентрация водородных ионов в рубцовой жидкости, отражающая в определенной степени интенсивность и направленность микробиологических процессов в рубце жвачных животных находилась в пределах физиологической нормы, при соответствии динамике уровня образования ЛЖК.

С повышением уровня образования ЛЖК у животных, получавших добавки, существенной разницы в их соотношении не выявлено.

Содержание уксусной кислоты в рубцовой жидкости животных как опытных, так и контрольной групп после кормления снижалось: в контроле на 5,8%, 1-опытной группе - на 6,0%, 2-опытной группе - на 5,8%, при возрастании доли про-пионовой кислоты в контроле на 22,4%, в 1-опытной - на 21,9%, во 2 - опытной -на 21,2%, соответственно. Наряду с этим отмечалась тенденция к снижению уровня масляной и прочих кислот в рубцовой жидкости животных, получавших добавки.

Дополнительным подтверждением повышения интенсивности гидролиза углеводов является увеличение численности симбионтной микрофлоры в жидкости рубца (таблица 5).

Таблица 5

Количество микробиальной массы в рубцовой жидкости бычков (г/100мл)

Время отбора проб

Группа 1 час до кормления 3 часа после кормления

бактерии простейшие всего бактерии простейшие всего

контрольная 0,2240± 0,3437± 0,5677 0,4505± 0,6015± 1,0520

0,01 0,04 0,03 0,005

1-опытная 0,2500± 0,3702± 0,6202 0,4780± 0,6060± 1,0840

0,02* 0,01* 0,02** 0,01*

2-опытная 0,4644± 0,3984± 0,8128 0,5997± 0,6812± 1,2809

0,01* 0,004** 0,01*** 0,02**

Различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении Р:*)-<0,05,**)-<0,01,***)- <0,001.

При скармливании опытным животным добавок с «защищенным» Ь-карнитином наблюдалось значительное достоверное увеличение бактериальной массы, как за счет бактерий, так и простейших. Это может свидетельствовать о создании более благоприятных условий для роста микроорганизмов, причем в большей степени при использовании комплексной кормовой добавки Кармецелл.

Через три часа после кормления количество микробиальной массы увеличивалось в контрольной группе на 85,3; в первой опытной - на 74,8; во второй - на 57,6%. При этом до кормления масса микроорганизмов рубца у животных контрольной группы была ниже, чем в опытных группах на 9,2 и 43,1%, соответственно.

Повышение количества микробиальной массы сопровождалось изменением и видового состава микрофлоры рубца, который в значительной степени зависел как от времени взятия рубцовой жидкости, так и от включения в рацион изучаемых добавок, с доминированием микроорганизмов, участвующих в процессах ферментации компонентов растительных кормов: бактерии фил Васгетог'сЛ»/«' (семейств ВааегоШасеае, Р1тоЬаМепасеае, Р'кхЛааегасеае) и Л'пш'си/ея (семейств С/<мГп-

diaceae, Eubacteriaceae, Lachnospiraceae, Peptostreptococcaceae, Ruminococcaceae) (таблица 6).

При этом наибольшее количество целлюлозолитических бактерий семейства Lachnospiraceae выявлено в рубце бычков, потреблявших Кармецелл, как до, так и после кормления, соответственно составившее 4,09±0,92% (Р<0,05) и 4,38±0,36 (Р<0,05), как и бактерий семейства Ruminococcaceae (Р<0,01). Скармливание кормовой добавки Карнипасс незначительно сказалось на концентрации данных цел-люлозолитиков.

Количество других микроорганизмов, ферментирующих простые и сложные углеводы кормов - бактерий семейств Eubacteriaceae (Eubacterium sp., Eubacterium rectale, Eubacterium ruminantium) и Clostridiaceae (Clostridium sp.) было вариабельным. Отмечалось снижение количества семейства Eubacteriaceae после кормления у всех бычков, при достоверном повышении популяций семейства Clostridiacea, в рубцовой жидкости бычков 2-опытной группы как до, так и после кормления.

Тенденция к увеличению содержания бактерий филы Bacteroidetes после кормления у животных 1-опытной группы на 1,10% и 2-опытной на 1,51%, в сравнении с контролем, указывает на повышение переваримости крахмалсодержащих компонентов корма

Количество молочнокислых бактерий семейства Lactobacillaceae, ферментирующих моносахара до лактата в рубце, было достаточно высоким у всех исследуемых животных, при значительном росте популяций после кормления, у животных 2-опытной группы - 18,10%, что на 5,50% выше контроля, при увеличении бактерий семейства Bißdobacteriales.

Введение в рацион добавки Кармецелл способствовало достоверному снижению количества в содержимом рубца Actinomycetales, включающих значительное количество патогенных для животных видов микроорганизмов, как до, на 0,77 (Р<0,05), так и после кормления, на 3,26% (Р<0,01).

Следует особо отметить, что в рубце всех животных были зафиксированы фузобактерии - бактерии рода Fusobacterium (вызывающие некробактериоз жвачных) и кампилобактерии семейства Campylobacteriaceae (возбудители кампилобак-териозного мастита), количество которых варьировало в зависимости от времени кормления. Наименьшее количество данных бактерий выявлено в рубце бычков 2-опытной группы как до, так и после кормления, - ниже контроля на 0,74%(Р<0,05) и 1,08% (Р<0,01), наряду с тенденцией к их снижению у животных, потреблявших Карнипасс, на 0,34 и 0,40%, соответственно.

При расшифровке T-RFLP-профилей установлено, что большинство бактерий рубца бычков были некультивируемыми. Всего было зафиксировано 70 фило-типов некультивируемых микроорганизмов, среди которых было выделено 6 доминирующих. Установлено также, что количество данных бактерий зависело как от влияния кормовых добавок, так и от времени взятия рубцовой жидкости.

Таблица 6

Количество доминирующих микроорганизмов в рубце бычков, %

Микроорганизм Группа

контроль | I-опытная [ 2-опытная

Время отбора проб

! час до кормления 3 часа после кормления 1 час до кормления 3 часа после кормления 1 час до кормления 3 часа после кормления

Фила Bacteroidetes 5,26±1,19 3,09±0,18 3,74±1,49 4,19±1,37 3,57±0,97 4,60±0,16

Фила Firmicules 54,20±4,44 51,30±3,99 56,20±1,12 57,10±0,51 61,20±1,03 63,94±8,49

Класс Clostridia 28,9±2,17 24,7± 1,83 29,7±6,41 28,9±5,74 33,4±3,34 31,5±2,04*

Сем. Clostridiaceae 8,92±1,12 8,45±1,21 8,81 ±4,21 8,83±0,95 13,5±0,30* 13,6±1,33*

Сем. Eubacteriaceae 4,23±0,86 2,49±0,31 5,22±0,27 2,39±0,30 6,95±1,56 2,29±1,07

Сем. Ruminococcaceae 1,03±0,30 н.п.д.о. 3,20±1,13* 1,38±0,92** 4,01±0,14** 4,19±1,44**

Сем. Lachnospiraceae 2,!4±0,44 2,21±0,47 2,98±1,50 2,85±0,54 4,09±0,22* 4,38±0,3б*

Сем. УеШопеЦасеае 1,34±0,26 0,96±0,43 0,88±0,58 0,24±0,32 0,28±0,18 0,3 $±0,46

Класс Bacilli 25,30±3,48 26,60±4,71 26,50±10,9 j 28,20±5,21 27,80±3,42 32,44±7,35

Сем. Bacillaceae 3,24±0,72 3,77±0,48 3,36±1,57 3,89±1,81 3,58±0,68 4,37±1,17

Сем. Lactobacillaceae 5,31±2,94 12,60±9,15 7,30±7,7 13,51±0,18 7,35±4,07 18,10±3,41

Порядок Bifidobacleriales 0,53±0,45 1,44±0,47 0,96±0,64 1,71±1,77 1,24±0,46 1,91±0,65

Порядок Actinomycetales 4,41 ±0,19 8,23±0,88 3,62±2,42 6,48±2,01 3,64±0,14* 4,97±1,31**

Патогенные бактерии

Сем. Enterobacteriaceae 4,85±0,37 3,63±0,90 3,19±2,12 j 3,17±1,82 3,П±0,52* 3,39±1,33

Сем. Campylobacteriaceae 0,69±0,02 0,55±0,37 0,56±0,37 ! н.п.д.о. [ н.п.д.о. н.п.д.о.

Сем. Enterococcaceae 12,2±2,37 8.90±1,36 5,13±2,42* 1 4,40±0,20* 3,25±2,01** 3,16±1,52*

Фила Fusobacteria 1,37±0,21 1,73±0,23 1,03±0,86 1,33±1,42 0,63±0,16* 0,65±0,25**

Некультивируемые бактерии 28,04±2,42 29,4± 1,96 30,5±9,92 I 24,6±4,63 24,40*1,9 20,43±5,94

н.п.д.0. - ниже предела допустимого определения

Данные в таблице представлены в сокращенном виде, полный анализ показан в диссертации

Таким образом, установлено, что введение в рационы откармливаемых бычков Ь-карнитина в «защищенной» форме в составе Карнипасса и комплексной добавки Кармецелл способствует положительным изменениям направленности мик-робиальных процессов в преджелудках, создавая более благоприятные условия для повышения переваримости и усвоения питательных веществ кормов в нижележащих отделах пищеварительного тракта. При этом не отмечено повышение напряженности желудочно-кишечного тракта у бычков, свидетельством чего является сравнительно одинаковое образование дуоденального химуса

3.1.3. Переваримость питательных веществ рациона Введение в состав рациона добавок положительно сказалось на переваримости сухого вещества и составных питательных веществ кормов (таблица 7).

Таблица 7

~~\Показатель Группа Сухое вещество Органическое вещество Сырой протеин Сырой жир Сырая клетчатка БЭВ

Контрольная 65,7±1,3 68,0±1,2 62,2±2,9 56,3±3,2 60,6±2,5 73,0±1,3

1-опытная 68,5±2,7 70,8±2,5 63,3±1,3 59.4±2,4 66,7±3,0 75,9=1-2,4

2-опытная 68,3±1,6 70,6±1,6 63,3±5,4 68,6±1,1* 74,0±3,4* 71,6±0,7

Различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении Р:*)-

<0,05

В 1-опытной группе на фоне повышения потребления сухого и органического вещества, можно отметить увеличение их переваримости: сухого и органического вещества на 2,8%, сырого протеина на 1,1%, сырого жира на 3,1%, и клетчатки на 6,1%, соответственно.

Во 2-опытной группе переваримость сухого и органического вещества была выше чем в контроле на 2,6 %. Следует отметить значительное достоверное увеличение переваривания клетчатки - на 13,4% (Р<0,05), что обусловлено комплексным действием добавки Кармецелл, в состав которой входит пробиотик Целлобактерин-Т. Значительное повышение переваримости клетчатки согласуется с показателями метаболических процессов в преджелудках, в частности, с почасовой динамикой уровней образования ЛЖК, количественного и видового состава бактериальной массы (таблицы 4,5 и 6).

Также, во 2-опытной группе отмечалось увеличение общей переваримости сырого протеина на 1,1% и сырого жира на 12,3% (Р<0,05).

Изменение направленности в переваривании питательных веществ по отделам желудочно-кишечного тракта оказало положительное влияние на усвоение и использование азотистых веществ в организме животных, получавших добавки.

3.1.4. Баланс азота в организме откармливаемых бычков

Наибольшее количество потребленного азота отмечалось во 2-опытной группе, при разнице с контролем на 2,8%, в 1-опытной группе - на 1,2% (таблица 8).

Количество поступившего в кишечник азота у животных опытных групп было ниже, соответственно по группам: в первой - на 10,3%, во второй - на 9,6%, что,

вероятно, связано с изменением направленности азотистого обмена в преджелуд-ках и вовлечением его в гспато-руменальную циркуляцию.

Таблица 8

Баланс и использование азота протеина в пищеварительном тракте бычков

Показатель Группа

контрольная 1-опытная 2-опытаая

Принято с кормом, г 169,46±6,13 171,46±3,32 174,20±0,50

Прошло через анастомоз, г 182,57±7,68 163,80±10,64 165,00±6,42

Содержится в кале, г 64,08±2,83 62,95±2,67 64,02±9,56

Всего переварено, г 105,38±8,31 108,51±2,90 110,18±9,44

Коэффициент переваримости, % б2,2±2,86 63,3± 1,33 63,3±5,44

Содержится в моче, г 80,89±2,95 75,35±7,18 72,96±7,42

Отложено в теле, г 24,49±5,55 33,16±4,27 37,22±7,40*

Коэффициент использования, % 14,5±2,87 19,3±2,65 21,4±7,72*

Различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении Р:*)-

<0,05.

Изменение направленности межуточного обмена вследствие применения кормовых добавок в целом способствовало улучшению азотистого обмена в организме животных опытных групп, при выявленном повышении коэффициентов использования на фоне увеличения отложения азота в теле. Так, коэффициент использования азота у животных 2-опытной группы был выше по сравнению с контрольной на 6,9 абс.% (Р<0,05), 1- опытной - на 4,8%.

Отложение азота у бычков опытных групп было значительно выше: в 1 группе отложено на 8,7 г или 35,4%, во второй - на 12,7 г или 52,0% (Р<0,05), в сравнении с контрольной.

Увеличение отложения азота у животных, получавших кормовые добавки, согласуется с полученными данными по усвояемости аминокислот. Так сумма усвоенных незаменимых аминокислот была на 5,7% и 11,6% выше контроля, а заменимых на 6,2% и 13,1%, соответственно по группам опыта.

3.1.5. Биохимические показатели крови бычков

Концентрация изученных метаболитов обмена веществ в крови животных всех групп находилась в пределах физиологической нормы (таблица 9).

Скармливание добавок сказалось положительно на состоянии азотистого обмена, создав определенный резерв белка в виде белков сыворотки крови. Так общего белка у бычков 1-опытной группы содержалось на 6,2%, альбуминов - на 5.9%, глобулинов - на 11,4% выше в сравнении с контролем. Во 2-опытной группе данные показатели были более высокими, и составили, соответственно, - 14,8% (Р<0,05), 9,4%, 25,5% (Р<0,05). При возрастание уровня альбуминов, представляющих мелкодисперсную фракцию белков, может свидетельствовать об усилении белковообразовательной функции печени, и показателем восполнения запасов белка в организме.

При этом отмечалось снижение альбуминово-глобулинового соотношения у животных опытных групп по сравнению с контрольной группой.

Рост уровня аммиака в рубце, на фоне незначительного повышения уровня мочевины в крови бычков, могут свидетельствовать о более интенсивном течении азотистого обмена, при усилении функциональной преобразовательной деятельности печени, что особенно выражено у животных 2-опытной группы.

Таблица 9

Биохимические показатели крови бычков_

Показатели Группа

контрольная 1 -опытная 2-опытная

Общий белок, г/л 71.37±1.68 75.77±1.68 81,93±3.31*

Альбумины, г/л 24.38±0.79 25,83±4.12 26.68±1.18

Глобулины, г/л 44.б8±2.72 49.78±3.79 56.09±1.06*

А/Г 0.55±0.07 0.52±0.06 0.48±0.07

АЛТ, МЕ/л 15.15±1.51 18.10il.80 19.03±4.14

ACT, МЕ/л 44.05±1.32 41.83±1.09 38.67±2.11

Мочевина, ммоль/л 4.77±1.38 4.86±0.76 4.96±1.37

Креатинин, мкмоль/л 73.14=Ы.13 77.96±2.64 85.66±3.42*

Билирубин общий, мкмоль/л 5.37±0.42 4.39±0.44 3.86±0.47*

Холестерин, ммоль/л 2.42±0.11 2.25±0.07 2.01±0.09*

Щелочная фосфатаза, МЕ/л 322.90± 64.89 318.86±46.83 282.68±34.43

Глюкоза, ммоль/л 3.29±0.14 3.09±0.40 2.89±0.76

Кальций, ммоль/л 3.82±0.27 3.32±0.25 3.07±0.29

Фосфор, ммоль/л 2.85±0.40 2.81±0.50 2.73±0.44

Магний, ммоль/л 1.04±0.13 0.97±0.15 0.8ШШ

Различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении Р:*)-

<0,05.

Концентрация креатинина в крови бычков 1-опытной группы была выше, чем в контроле на 6,6%, а 2 группы на 17,1% (Р<0,05), что свидетельствует, о большем накоплении креатинфосфата - запасного аккумулятора энергии, используемого при синтезе белков.

Повышение уровня АЛТ в сыворотке крови на 19,5% в 1-опытной, и на 25,6% во 2 группе, при значительном снижении активности ACT, - на 5,0% и 12,2%, соответственно, по сравнению с контролем, является показателем стабилизирующего действия кормовых добавок на свободные аминокислоты крови, менее подвергаемых катаболизму, при более активном синтезе белков в печени.

Достоверное снижение уровня билирубина и холестерина в крови животных получавших кормовые добавки, может также свидетельствовать об улучшениии функциональной деятельности печени.

Уровень глюкозы в крови, как один из важнейших показателей углеводного обмена снижался в сравнении с контролем на 6,1% в 1-опытной группе, и на 12,2% во 2 группе, что может свидетельствовать о более высоком энергообеспечении организма животных на фоне более интенсивных процессов белкового синтеза

Снижение активности щелочной фосфатазы у животных, получавших комплексную добавку (на 12,5%), при тенденции к снижению уровня фосфора (на 4,2%) может указывать на повышение энергообеспеченности клеток тканей в виде АТФ.

Уровень кальция и магния был положительным и находился в пределах физиологической нормы у всех подопытных животных.

Результаты исследований, полученные в физиологических опытах на полифистульных бычках, дали основания для проведения научно-хозяйственного опыта на лактирующих коровах.

3.2. Научно-хозяйственный опыт

Продолжительность опыта составила 180 дней. Животные, при привязном содержании, получали общехозяйственный рацион, представленый в таблице 10.

Таблица 10

Состав и питательность средневзвешенных рационов

Показатели Группа

контрольная 1-опытная 2-опытная

Сено люцерновое, кг 5,0 5,0 5,0

Силос кукурузный, кг 10,0 10,0 10,0

Сенаж люцерновый, кг 12,0 12,0 12,0

Комбикорм,г * 9,5 10,4 11,0

Жмых подсолнечн., кг 1,5 1,5 1,5

Жом свекловичный, кг 1,0 1,0 1,0

Патока, кг 2,0 2,0 2,0

Карнипасс, г - 15,0 -

Кармецелл, г - - по схеме

В рационе содержится (по фактически потребленным веществам):

ЭКЕ 24,1 25,0 25,5

Обменной энергии, МДж 241 250 255

Сухого вещества, г 23187 23952 24377

Сырого протеина, г 3738 3840 3896

Переваримого протеина, г 2529 2605 2647

Сырого жира, г 722 742 753

Сырой клетчатки, г 4235 4279 4303

Кальция, г 260 266 274

Фосфора, г 130 138 143

Железа, мг 2050 2095 2120

Меди, мг 235 248 263

Цинка, мг 1503 1575 1608

Марганца, мг 1553 1650 1695

Кобальта, мг 19,1 20,3 21,1

Каротина, мг 1120 1146 1167

Витамина И, МЕ 23,7 24,1 25,4

Витамина Е, мг 862 989 1026

* комбикорм скармливался из расчета 380 г на литр молока, в соответствии с данными контрольных доек.

Общее количество полученного натурального молока за учетный период опыта при скармливании добавок составило в 1-опытной группе 3879 кг (Р<0,05), что на 279 кг выше, чем в контроле, и 4032 кг (Р<0,01) во 2-опытной, что на 432 кг выше контроля (таблица 11).

Наряду с повышением суточных удоев молока у коров, получавших добавки, отмечалась тенденция к увеличению общего выхода жира и белка. Так, валовый выход жира у животных I- и 2-опытных групп был на 7,6% и 16,5% выше, чем в контроле. По выходу белка эта разница составила 5,9 % и 13,0%, соответственно. Затраты концентратов на литр молока 4%-й жирности составили в контроле 404 г, в 1-опытной группе 403 г, во 2-й -387 г.

Таким образом, по основным показателям молочной продуктивности применение комплексной кормовой добавки Кармецелл является более эффективной.

Таблица 11

Молочная продуктивность дойных коров за 120 дней научно-хозяйственного опыта (в среднем на 1 голову) (п=8)

Показатель Группа

контрольная 1-опытная 2-опытная

Валовой удой молока натуральной жирности, кг 3600*81,53 3879±77,45* 4032±99,54**

Среднесуточный удой молока натуральной жирности, кг 30,0±1,02 32,3± 1,05* 33,6±1,05*

Содержание жира, % 3,96±0,03 3,96±0,05 4,12±0,07

Содержание белка, % 3,20±0,02 3,15±0,02 3,23±0,02

Валовой удой молока 4% -ной жирности, кг 3564±67,89 3840±44,29** 4153±85,56**

Среднесуточный удой молока 4% -ной жирности, кг 29,7± 1,02 32,0±0,15* 34,6±2,08

Количество молочного жира, кг 142,6 153,6 166,1

Количество молочного белка, кг 115,2 122,2 130,2

Затрачено на 1 кг молока 4%-й жирности: ЭКЕ, МДж концентратов, г 0,81 404 0,78 403 0,74 387

Различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении Р:*)-<0,05,**)-<0,01 ,***)-<0,001.

В 40-дневный учетный период последействия препарата дополнительная прибавка молока составила 7,7% (70 кг) в 1-опытной группе и во 2, - 16,9 % (154 кг) по отношению к контролю.

Применение препаратов способствовало улучшению воспроизводительной функции у коров, а также снижению послеотельных осложнений. Так сервис-период у контрольных животных составил 105 дней, получавших Карнипасс, - 99 дней, и 82 дня у получавших добавку Кармецелл.

В конце научно-хозяйственного опыта проведены биохимические исследования крови у коров, по 3 головы из каждой группы (таблица 12).

В результате проведенных исследований установлено, что концентрация изученных метаболитов обмена веществ в крови животных всех групп находилась в пределах допустимой физиологической нормы.

По ряду показателей отмечалась общая тенденция, согласующаяся с биохимическими показателями крови, полученными в физиологических опытах на бычках - модельных животных (таблица 9).

Так, при изучении показателей белкового обмена у коров, получавших добавки установлено увеличение резерва белка в виде белков сыворотки крови, - в 1-опытной группе на 2,3%, альбуминов - на 7,7%, во 2-ой опытной на 13,0% (Р<0,001), альбуминов — на 16,3% (Р<0,01), при сравнительно одинаковом уровне глобулинов, и отношении А/Г.

Имеющаяся тенденция к повышению уровня мочевины и креатинина в крови подопытных животных, косвенно может свидетельствовать о более интенсивном течении азотистого обмена, при усилении функциональной преобразовательной деятельности печени у животных получавших добавки, особенно во 2-ой опытной группе. Так, уровень мочевины в крови животных 1-опытной группы был выше на

9,9%, по сравнению с контролем, а во 2 - на 20,6%, креатинина на 8,3% и на 26,9%, соответственно, что незначительно сказалось на повышении белка в молоке.

Таблица 12

_Биохимические показатели крови_

Показатель Группа

контрольная 1-опытная 2-опытная

Общий белок, г/л 75,82±1,65 77.53±1,33 85,68±1,58***

Альбумин, г/л 26,80±0,49 28,87±1,15 31,18±1,14**

Глобулин, г/л 53,39±2.01 54,04±1,68 55,38±1,71

А/Г 0,50±0,08 0,53±0,09 0,56±0,03

АЛТ,МЕ/л 30,52±3,37 32,77±3,55 33,88±3,12

АСТ,МЕ/л 76,42±9,24 68,87±4,63 59,36±5,89

Мочевина, ммоль/л 4,85±0,78 5,33±0,53 5,85±0,38

Креатинин, мкмоль/л 69,08±3,78 74,84±3,53 87,66±3,33**

Билирубин общий, мкмоль/л 3,85±0,36 3,57±0,30 3,27±0,78

Общие липиды, г/л 5,08±0,18 4,86±0,13 4,13±0,32*

Фосфолипиды, ммоль/л 2,83±0,18 2,42±0,16 2,31±0,28

Холестерин, ммоль/л 5,04±0,26 4,12±0,37* 3,77±0,30**

Липидный индекс 0,04 0,04 0,04

Щелочная фосфатаза, МЕ/л 116,88±15,17 103,53±14,36 95Д1±8,48

Различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении Р:*)-<0,05,**)- <0,01 ,***)-<0,001.

Ввиду более интенсивного азотистого обмена у опытных животных установлено повышение уровня АЛТ в сыворотке крови коров на 7,4% в 1-опытной, и на 11,0% во 2-опытной группе по сравнению с контролем.

Снижение уровня билирубина и холестерина в крови животных, получавших кормовые добавки, наряду со снижением активности щелочной фосфатазы в 1-опытной на 11,4%, во 2-опытной группе на 18,6% связано с повышением функциональной деятельности печени.

Снижение уровня общих липидов во 2-опытной группе на 18,7% (Р<0,05) и фосфолипидов на 18,4% в сыворотке крови может свидетельствовать о более интенсивном вовлечении их в обмен веществ, что способствовало повышению жирномолочности коров получавших добавки. Липидный индекс во всех группах был одинаков, что свидетельствует об отсутствии отрицательного влияния кормовых добавок на липидный обмен.

При проведении научно-хозяйственного опыта установлено, что применение кормовых добавок Карнипасс, с затратной стоимостью 1170 руб. и Кармецелл, -2880 руб. полностью окупается дополнительно полученной продукцией и способствует снижению затрат кормов на производство молока, а также улучшению функций воспроизводства и уменьшению послеотельных осложнений.

4. Выводы

1. Включение в рацион бычков добавок Карнипасс и Кармецелл способствует изменению направленности преджелудочного пищеварения, что сопровождается:

- увеличением общего количества симбионтной микрофлоры, - через три часа после кормления на 3,0 и 21,8%, в том числе в 1-опытной по количеству бактерий на 6,1%, простейших - на 0,7%, и во 2-опытной, соответственно, - на 33,1 и 13,3% по отношению к контрольной группе;

- значительным увеличением целлюлозолитических микроорганизмов, при достоверно установленном снижении условно и безусловно-патогенной микрофлоры, особенно у животных получавших комплексную добавку Кармецелл;

- увеличением уровня образования ЛЖК после кормления на 7,4-16,2% в сравнении с контролем, при изменении концентрации аммиака; свидетельствующих о повышении интенсивности рубцового метаболизма.

2. Применение добавок способствует повышению видимой переваримости сухого вещества и органического вещества на 2,6-2,8%, сырого протеина на 1,1%, сырого жира на 3,1 и 12,3% (Р<0,05), по сравнению с контролем, при значительном повышении переваримости клетчатки, - на 6,1 и 13,4% (Р<0,05), соответственно.

3. Введение в рацион добавок положительно сказывается на использовании азота, отложение которого составило 33,16 г в группе получавшей Карнипасс, 37,22 г (Р<0,05) в группе получавшей Кармецелл, против 24,49 г в контроле, при повышении усвояемости аминокислот.

4. Использование добавок в рационах молодняка крупного рогатого скота положительно влияет на азотистый и углеводно-жировой обмен, особенно получавших Кармецелл, при достоверном увеличении показателей уровня белка на 14,8%, креатинина на 17,1%, и снижении уровней билирубина и холестерина на 39,1 и 20,4%, соответственно.

5. Введение в рацион добавки Кармецелл оказывает положительное влияние на интенсивность протекания обменных процессов в организме коров в период раздоя, при установленном достоверном повышении уровня белка на 13,0%, креатинина на 26,9%, и снижении уровней холестерина на 25,2% (Р<0,01), общих липи-дов на 18,7% (Р<0,05), щелочной фосфатазы на 18,6% и билирубина на 15,1%, что свидетельствует об улучшении углеводно-жирового и белкового обмена. В меньшей степени аналогичные тенденции отмечались у животных, получавших Карнипасс.

6. Скармливание добавок Карнипасс и Кармецелл новотельным коровам, способствует увеличению валового удоя молока 4%-ной жирности на 7,7% и на 16,5%, соответственно, при снижении затрат кормов на единицу продукции, с выраженным положительным последействием.

Практические предложения

Рекомендуем в практике молочного животноводства использовать в составе рационов кормовые добавки «защищенной» формы Ь-карнитина в виде Карнипасс, при широком использовании его в составе многокомпонентной кормовой добавки Кармецелл, согласно разработанным схемам.

Список опубликованных работ

В рецензируемых журналах:

1. Иванова, Г.В. Влияние добавок с защищенной формой L-карнитина на процессы пищеварения и молочную продуктивность коров. / В.Н. Романов, Г.В. Иванова И Главный зоотехник. - 2011. - № 8. - С. 16-20.

2. Романов, В.Н. Обеспечение здоровья и продуктивности животных в периоды технологических стрессов. / В.Н. Романов, Р.В. Некрасов, Н.В. Боголюбова, Г.В. Иванова, Е.Ю. Подшибякин, И.Ю. Прохоров // Зоотехния. - 2009. - №9. - С. 27-28.

В других изданиях:

3. Романов, В.Н. Оптимизация обменных процессов и оздоровление высокопродуктивного скота в периоды технологических стрессов. / В.Н. Романов, В.В. Пузанова, Г.В. Иванова, И.Ю. Прохоров // Материалы международной юбилейной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Рязанского ГА ТУ имени П.А.Костычева «Актуальные проблемы аграрной науки». - Рязань. - 2009. - С. 341-342.

4. Романов, В.Н. К целесообразности применения защищенного L-карнитина в рационах высокопродуктивного скота. / В.Н. Романов, Н.В. Боголюбова, Р.В. Некрасов, Г.В. Иванова // Материалы международной юбилейной научно-практической конференции, посвященной 60-летию Рязанского ГАТУ имени П.А.Костычева «Актуальные проблемы аграрной науки». - Рязань. - 2009. - С. 365367.

5. Романов, В.Н. Особенности процессов пищеварения у жвачных и молочная продуктивность при использовании в рационах защищенной формы L-карнитина. / В.Н. Романов, Н.В. Боголюбова, Г.В. Иванова /У Научные труды ВИ-Жа. «Научные основы ведения животноводства». Вып. 65. - Дубровицы. - 2009. - С. 63-65.

6. Романов, В.Н.Физиологические основы и методы снижения отрицательного действия технологических стрессов у жвачных животных. / В.Н. Романов, Н.В. Боголюбова, Г.В. Иванова, В. А. Девяткин // Сборник научных тезисов «Адаптация и становление физиологических функций у животных». - Москва. - 2010. - С. 131134.

7. Романов, В.Н. Физиологическое и продуктивное действие кормовых добавок с «защищенным L-карнитином. / В.Н. Романов, Г.В. Иванова, Н.В. Боголюбова Н Материалы V Междунар. Конференции, посвященной 50-летаю ВНИИФБиП «Актуальные проблемы биологии в животноводстве». - Боровск 2011. - С. 169-171.

Издательство ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии Тел. (8-4967) 65-13-18 (8-4967)65-15-97

Сдано в набор 18.01.2012. Подписано в печать 19.01.2012 _Заказ № 03. Пен, л. 1,0. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Иванова, Галина Викторовна, Дубровицы

61 12-3/694

ГНУ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИСилЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ЖИВОТНОВОДСТВА

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукогшси Иванова Галина Викторовна

Процессы пищеварения и обмена веществ у крупного рогатого скота при скармливании добавок с Ь - карнитином

03.03.01 - Физиология

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: кандидат биологических наук, старший научный сотрудник В.Н.Романов

Дубровицы - 2012

Оглавление

Введение......................................................................................

1. Обзор литературы................................................................................................................................................7

1.1. Организм жвачных животных как система с высокой функциональной значимостью преджелудочного пищеварения..........................................................................................7

1.2. Современные подходы к повышению переваривающей деятельности желудочно-кишечного тракта с использованием эрготропных веществ но-

13

вого поколения............................................................................................................................................................1 -3

1.2.1. Пробиотики......................................................................................................................................................14

1.2.2. Адсорбенты......................................................................................................................................................16

1.3. Реакции переметилирования. Роль в межуточном и тканевых обменных процессах природных метаболитов и их аналогов, имеющих высокую метилирующую способность...............................................................

1.4. Комплексные подходы к решению проблем повышения эффективности использования питательных веществ кормов и обеспечения потребностей

4?

животного организма............................................................................................................................................^

1.5. Заключение по обзору литературы................................................................................................45

2. Материал и методы исследования......................................................................................................50

3. Результаты исследований и их обсуждение..............................................................................57

3.1. Состав и питательность рационов бычков............................................................................57

3.2. Пищеварение, переваримость и использование питательных веществ в

желудочно-кишечном тракте бычков......................................................................................................58

3 2 1. Показатели рубцового пищеварения у бычков..............................................................58

~ 70

3.2.2. Уровень пищеварительном деятельности........................................................................../и

3.2.3. Переваримость питательных веществ рациона............................................................71

3.2.4. Переваривание органического вещества рациона по отделам желудочно-кишечного тракта..................................................................

3.2.5. Баланс азота в организме откармливаемых бычков..................................................75

3.2.6. Обмен аминокислот................................................................................................................................76

3.3. Биохимические показатели крови бычков..............................................................................78

3.4. Динамика живой массы откармливаемых бычков..........................................................83

3.5. Научно-хозяйственный опыт на коровах................................................................................84

3.5.1. Период последействия применения добавок..................................................................87

3.5.2. Биохимические показатели крови коров..............................................................................88

3.5.3. Экономическая эффективность использования кормовых добавок..........90

4. Заключение................................................................................

5. Выводы........................................................................................................................................................................101

1 03

6. Практические предложения......................................................................................................................1 и

7. Список литературы..........................................................................................................................................104

8. Приложения............................................................................... 1^7

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Для эффективного ведения современного промышленного животноводства актуальным является поиск, изучение и направленное применение биологически активных веществ (эрготропных соединений), способствующих оптимизации обменных процессов в организме, сохранению здоровья животных и раскрытию их генетически обусловленной продуктивности.

Наряду с первоначальной необходимостью восполнения лимитирующих элементов питания животных в соответствии с существующими нормами кормления перспективным является применение биологически активных веществ, способствующих повышению функциональной деятельности желудочно-кишечного тракта, печени и других жизненно важных систем организма (4; 63; 72; 73; 78; 80; 129; 161; 190).

Учитывая особенности пищеварительной системы жвачных животных, - наличие сложного желудка, при важной роли симбионтной микрофлоры, остро встают вопросы поддержания и стимулирования жизнедеятельности микрофлоры рубца, росту ее популяций, и в тоже время, необходимость защиты высокоценных биологически активных соединений от опосредованного ее воздействия, для более рационального их использования организмом животного (4; 78; 96; 151; 154; 155; 176).

При имеющихся технологических стрессах различных этиологий (кормовые, отельные, социальные и т.д.), приводящих к нарушениям обменных процессов и последующим патологическим срывам, недополучению продукции и преждевременной выбраковке, особенно высокопродуктивных животных, необходимыми является применение комплекса мер направленных как на их устранение, так и профилактику, путем корректировки физиологических обменных процессов (16; 34; 37; 43; 64; 172).

Дефициты ряда метаболитов в составе питательных веществ кормов усугубляется недостаточным их поступлением в обменный фонд организма в

связи с дисфункциями преджелудочного и кишечного пищеварения и снижением переваримости (Синещеков, А.Д., 1965; Курилов, Н.В., 1971; Духин, И.П., 1991).

Для решения данных проблем целесообразным является разработка, изучение и использование кормовых добавок, имеющих направленное физиологическое действие, способствующее улучшению переваривающей и всасывающей деятельности желудочно-кишечного тракта, связыванию и выведению токсичных продуктов обмена, при оптимизации обменных процессов в организме животных.

К настоящему времени установлена важная роль в углеводно-жировом и белковом обмене у млекопитающих биогенного амина L-карнитина, при выявленном липотропно-гепатопротекторном и кардиопротектном его действии (Романов, В.Н., 1987; Богомолова P.A., 2006; Фомичев Ю.П., 2008; Во-nomi А., 1995; Preziuso S., 1999; Szilagyi М., 1998, 2002).

Как с теоретической, так и с практической точек зрения представляет интерес изучение физиологического и продуктивного действия «защищенной» формы L-карнитина (Карнипасс), и разработанной на его основе многофункциональной кормовой добавки Кармецелл.

Каждый из ингредиентов комплексной добавки Кармецелл, помимо L-карнитина, (метионин, холин, Целлобактерин-Т, цеолит) ранее прошел научно-производственные испытания в физиологических и научно-хозяйственных опытах, результаты которых и легли в основу рецептуры (7; 20; 38; 79; 96; 101; 139; 189; 191 и др.).

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось изучение физиологического действия кормовых добавок с L-карнитином на процессы пищеварения, переваримость и использование питательных веществ кормов у растущего молодняка крупного рогатого скота, а также влияние на обмен веществ и продуктивность новотельных лактирующих коров.

В задачи исследований входило:

- изучить влияние добавок с «защищенным» Ь-карнитином на процессы пищеварения в преджелудках, переваримость и усвоение питательных веществ кормов в желудочно-кишечном тракте подопытных полифистульных бычков;

- изучить особенности обменных процессов у крупного рогатого скота на основе биохимических показателей крови в физиологических и научно-

хозяйственных опытах;

- установить влияние добавок на молочную продуктивность и затраты кормов на единицу продукции в научно-хозяйственных исследованиях;

- внести предложения по использованию защищенной формы Ь-карнитина и многокомпонентной кормовой добавки Кармецелл в рационах

крупного рогатого скота.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые изучено влияние использования в рационах жвачных животных кормовых добавок с Ь-карнитином на процессы пищеварения, переваримость и усвоение питательных веществ кормов, обмен веществ и продуктивность молочного скота.

Практическая значимость работы состоит в том, что применение кормовых добавок с Ь-карнитином в условиях интенсивного молочного скотоводства способствует улучшению процессов пищеварения, нормализации обмена веществ в организме и повышению продуктивности коров на 8,016,5%.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и одобрены:

- на научной конференции Рязанского ГАТУ имени П.А.Костычева, посвященной 60-летию вуза «Актуальные проблемы аграрной науки» (Рязань, 2009);

- на международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня основания кафедры физиологии животных ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотех-

нологии имени К.И. Скрябина» «Адаптация и становление физиологических

функций у животных» (Москва, 2010);

- на международной конференции, посвященной 50-летию Всероссийского НИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных (Боровск, 2010);

- на научных конференциях в отделе кормления сельскохозяйственных

животных и технологии кормов (Дубровицы, 2009, 2010, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора

литературы, материалов и методики исследований, результатов собственных исследований, заключения, выводов, предложений, списка использованной литературы. Материал изложен на 130 страницах печатного текста, содержит 22 таблицы и 4 рисунка. Список литературы включает 242 источника, в том

числе 45 на иностранных языках.

Основные положения, выносимые на защиту: В настоящей работе

на защиту выносятся:

- использование в рационах кормовых добавок с «защищенной» формой Ь-карнитина повышает интенсивность процессов пищеварения, улучшает переваримость и усвоение питательных веществ кормов в желудочно-

кишечном тракте жвачных животных;

- включение кормовых добавок в рационы способствует созданию бла- ^ гоприятных условий для жизнедеятельности симбионтной микрофлоры, увеличивает ее количество и изменяет видовой состав;

- применение в рационах крупного рогатого скота добавок Карнипасс и, особенно, Кармецелл, способствует увеличению молочной продуктивности коров, при нормализации обменных процессов.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Организм жвачных животных как система с высокой функциональной значимостью преджелудочного пищеварения

Изучению особенностей процессов пищеварения у жвачных животных посвящено большое количество работ как отечественных, так и зарубежных ученых (Синещеков, А.Д., 1953; Духин, И.П.,1991 Курилов Н.В., 1971, 1975; Бергнер X., 1973; Щеглов В.В., 1974; Цюпко В.В., 1984; Алиев A.A., 1985; Бондаренко Г.А., 1986; Шманенков H.A., 1987; Голышенко П.П., 1992; Маркин Ю.В., 1999; Кальницкий Б.Д, 2001; и многие другие). К настоящему времени накоплен большой научный материал и сформировано общее представление об особенностях превращения питательных веществ в пищеварительном тракте жвачных животных, роли в обменных процессах симбионт-ной микрофлоры и образующихся при этом метаболитов.

К особенностям пищеварения жвачных животных относится функциональная деятельность многокамерного желудка, с высокой значимостью сим-бионтной микрофлоры, представленной простейшими, целлюлозо-, протео-, амилолитическими бактериями, простейшими и грибами.

При этом микроорганизмы, преобразуя питательные вещества кормов в структуры собственного тела, сами служат важнейшим источником питания для организма животного-хозяина, кроме этого использующего также в метаболических целях промежуточные и конечные продукты бактериальной ферментации.

Установлено, что процессы брожения в преджелудках в значительной степени контролируются животным организмом. Основными механизмами, с помощью которых макроорганизм влияет на направленность преджелудочного пищеварения, являются: изменение моторики и кровотока, скорости саливации, рецикличное поступление азота (мочевины) и минеральных солей в преджелудки, изменения в скорости перехода химуса в нижележащие отделы пищеварительного тракта (179).

Рубец жвачных - идеальный природный ферментер для размножения популяции бактерий и простейших, при кондиционируемом постоянстве температуры (39-40°С), газовом составе, оптимуме величины рН, обеспечиваемым перемешиванием содержимого, буферной емкостью слюны, обменом бикарбонатов между рубцовым содержимым и кровью, абсорбцией из рубца ЛЖК в кровь.

Преджелудки (рубец и сетка) являются идеальным проточным активатором для выращивания микробиальной массы, интенсивность накопления которой зависит, прежде всего, от обеспеченности микрофлоры энергией и азотистыми соединениями. В целом микрофлора нуждается во многих жизненно важных ростовых факторах, как поступающих с кормом, так и с кровью животных (сера, фосфор и др.). Особо следует отметить важнейшую лимитирующую роль метионина и других метилирующих соединений (15; 38;

54; 66; 79; 95; 96; 143; 205).

Жизнедеятельность микроорганизмов рубца обеспечивает переваривание 70-85% общего количества сухого вещества корма. Под действием ферментов микроорганизмов в преджелудках расщепляется 80-95% легкофер-ментируемых углеводов, 60-70% сырой клетчатки и 40-80% сырого протеина (4; 29; 55; 65; 95).

Как известно, инфузории рубца подвергают корм механической обработке (разрыхляют и измельчают его), а бактерии - химической (ферментативное расщепление питательных веществ). В расщеплении клеточной стенки решающая роль принадлежит целлюлозолитическим бактериям (95; 162).

Высокоценный химический состав и биологическая ценность микробиальной массы может частично обеспечивать организм жвачного животного в комплексе питательных веществ и энергии, витаминах, аминокислотах до определенного уровня продуктивности.

Способность рубцовой микрофлоры синтезировать незаменимые аминокислоты зависит как от наличия отдельных видов бактерий, так и от ами-

нокислотного состава белков корма (6; 89; 95; 125; 126; 146; 154; 157; 162; 175).

При этом установлено (Катеока е1 а!., 1955), что в составе бактерий и инфузорий рубца присутствуют все незаменимые аминокислоты, кроме ме-тионина, и заменимые, за исключением серина. В целом микроорганизмы рубца могут обеспечивать около 20-30% потребности животных в высокоценном протеине, лимитированном по вышеуказанным аминокислотам, а синтез протеина микроорганизмами далеко не полностью удовлетворяет организм животного-хозяина в аминокислотах при высоком и даже среднем уровне продуктивности. Имеются данные свидетельствующие о том, что простое повышение содержания натурального протеина в кормах ведет к избыточному расщеплению его в рубце, и, в конечном счете, нерациональному использованию азота. Наличие гепато-руминальной циркуляции азота является важным фактором, повышающим эффективность использования азота корма у жвачных животных. С аммиаком в печень поступает больше половина азота, всасывающегося в преджелудке и кишечнике. Основная масса аммиака всасывается из книжки. Связывание избытка аммиака, - сильного клеточного яда, и его детоксикация происходит в печени путем синтеза мочевины (4; 17; 30; 35; 39; 40; 49; 59; 74; 89; 95; 115; 121; 154; 179; 185; 189).

Следует подчеркнуть, что синтез бактериального белка в рубце тесно связан с обменом других веществ - углеводов, липидов, минеральных веществ и др. (2; 95; 143)

Процессы пищеварения, переваривания и усвоения питательных веществ в сычуге, тонком и толстом отделах кишечника у жвачных животных мало отличаются от моногастричных. Таким образом, своеобразие процессов пищеварения жвачных животных, связано в основном с рубцовым преобразованием питательных веществ кормов, а образующиеся при этом метаболиты оказывают существенное влияние на обменные процессы в организме, на здоровье животных, количество и качество получаемой продукции (29; 160)

Нарушения процессов пищеварения ведут к накоплению в просвете желудочно-кишечного тракта непереваренных, кислых и токсичных продуктов распада питательных веществ кормов, интоксикации организма в целом (143).

На важнейшую особенность процессов пищеварения у жвачных, - способность расщеплять труднопереваримые углеводы, особенно клетчатку, влияет ее уровень в рационе. Так, оптимальным является наличие 17-19% клетчатки в рационе высокопродуктивных лактирующих коров. Недостаток ее или избыток приводит к угнетению переваривающей способности целлю-лозолитических микроорганизмов. Закисление рубцового содержимого приводит к снижению �