Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние ферментативной обработки зерновых кормов рациона на физиологические показатели и мясную продуктивность бычков

ВАК РФ 06.02.08, Кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Автореферат диссертации по теме "Влияние ферментативной обработки зерновых кормов рациона на физиологические показатели и мясную продуктивность бычков"

На правах рукописи

ГАЛИУЛЛИН АСХАТ НАБИУЛЛОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ КОРМОВ РАЦИОНА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И МЯСНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ БЫЧКОВ

06.02.08 - кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

I 6 ¿013

Нижний Новгород - 2013

005058174

Работа выполнена в ФГБОУ ДПОС «Татарский институт переподготовки кадров агробизнеса» на кафедре ресурсосберегающих технологий производства сельскохозяйственной продукции и лесного комплекса

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Бикташев Рафаэль Усманович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры частной зоотехнии ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» Басонов Орест Антипович,

доктор сельскохозяйственных наук, заведующий кафедрой технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э. Баумана» Гайнуллина Мунира Кабировна

Ведущая организация: ГНУ «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» Российской академии сельскохозяйственных наук, г. Казань

Защита состоится «/?» 2013 года в^0°°часов на заседании

диссертационного совета Д 220.047.01 при ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 603107 г. Н. Новгород, проспект Гагарина, 97.

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан « ОЦ 2013

г.

Ученый секретарь диссертационного совета _ ,- Иващенко М. Н.

{¿С(ССп2Сге

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Высокая себестоимость корнеклубнеплодов вынуждает животноводов отказываться от их применения в рационах молодняка крупного рогатого скота. В результате нарушается сахаро-протеиновый индекс рационов, интенсивность рубцового пищеварения, что снижает прирост живой массы животных. Для достижения рентабельного производства говядины приросты живой массы должны быть не менее 750-800 г в сутки (Зарипова Л.П., 2002; Зеленов Г. Н., 2006).

Для восстановления сахаро-протеинового отношения в рационах крупного рогатого скота широкое применение нашли ферментные препараты амилолитического, целлюлазного, ксиланазного действия растительного, микробного и животного происхождения (Кислухина О.В., 2002). Кроме того, в целях комплексного воздействия на клетчатку рациона широко используют мультиэнзимные композиции (Ленкова Т. Н., Лющин А. Л., 2001; Федоров С. Б, 2000; 2002; Якимов А. В., 2002;2011 ).

Вместе с тем, стоимость мультиэнзимных композиций на основе препаратов микробного происхождения остается довольно высокой. В связи с этим в последние десятилетия ведется поиск и разработка растительных ферментных препаратов с целью удешевления ферментативной обработки концентратов. Поэтому становится актуальным проведение сравнительных исследований зернового сырья местного производства, как источника растительных гидролаз. Все это обусловило актуальность и выбор темы диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение возможности использования растительных ферментов для осахаривания зерносмеси рациона и их применения при откорме молодняка крупного рогатого скота.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- провести лабораторные исследования in vitro по ферментативному гидролизу зерновых кормов с помощью растительных гидролаз;

- определить in vitro эффективность использования мультиэнзимных добавок (МЭД) для обработки зерновых кормов;

- изучить эффективность применения МЭД-4 в рационах бычков на откорме;

- выявить эффективность использования пророщенного гороха для ферментативной обработки зерновой части рационов откармливаемых бычков;

- установить влияние ферментативной обработки зерновой части рационов на физиологические показатели и мясную продуктивность откармливаемых бычков.

Научная новизна работы. Впервые изучена в сравнительном аспекте ферментативная активность пророщенных люпина, гороха, овса, ячменя, грез

чихи, пшеницы, ржи и степень накопления Сахаров в субстратах из этого зерна и зерносмеси, а также вязкость получаемых гидролиз атов. Определена эффективность применения ферментов растительного происхождения и повышения продуктивности откармливаемых бычков. Разработана и предложена производству технология использования растительных гидролаз из местного зернового сырья.

Теоретическая и практическая ценность работы. В работе впервые представлены новые сведения о гидролизирующих свойствах растительных ферментов злакового и бобового зерна. Полученные результаты позволят применять дешевые источники ферментов и этим повысить продуктивность откармливаемых животных и рентабельность производства говядины.

Материалы исследований вошли в Методические рекомендации по применению препарата МЭД-4 и по проведению зимовки скота в стойловый период 2010-2011, 2011-2012 гг., утвержденные Министерством сельского хозяйства Республики Татарстан.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- гидролизующая способность зернового солода и мультиэнзимных препаратов;

- влияние скармливания ферментированных зерносмесей откармливаемому молодняку крупного рогатого скота на переваримость питательных веществ рациона и использование азота, кальция, фосфора;

- биохимические показатели сыворотки крови бычков в ходе длительных научно-хозяйственного и производственного опытов по скармливанию ферментированной зерносмеси;

- продуктивность бычков, характеристика мясной продукции.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены

на Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2012), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы научного и кадрового обеспечения инновационного развития АПК» (Казань, 2012), Международной научно-практической конференции «Научные основы производства и обеспечения качества биологических препаратов для АПК» (Щелково, 2012).

Публикация результатов исследований. Основное содержание диссертации и ее научные положения опубликованы в 8 печатных работах, из них 3 в изданиях, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ, в том числе в «Ученых записках Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н. Э. Баумана».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических предложений, списка использованной литературы и приложений

Работа изложена на 114 страницах компьютерного набора, иллюстрирована 21 таблицей и 5 рисунками. Список использованной литературы включает 192 источника, в том числе 63 иностранных.

2 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1 Материал и методы исследований

Работа выполнена в 2004-2010 гг. на кафедре ресурсосберегающих технологий производства сельскохозяйственной продукции и лесного комплекса ФГБОУ ДПОС «Татарский институт переподготовки кадров агробизнеса» в соответствии с тематическим планом НИР по теме « Биотехнология»: Муль-тиэнзимные препараты на основе растительных гидролаз для повышения переваримости питательных веществ кормов (№ гос. регистрации 01201150931). Схема исследований представлена на рис. 1.

В первой серии лабораторных исследований изучали сравнительную эффективность накопления Сахаров в субстратах - зерне пшеницы, ржи, ячменя, овса, гороха, люпина, пшеничных отрубях, зерносмеси из 50 % ржи, 30 % ячменя, 20 % овса, и снижение вязкости при ферментации с пророщенным зерном.

Ферментативная обработка во всех экспериментах проводилась в одинаковых условиях на пяти пробах по следующей схеме: размолотый субстрат с дисперсностью 0,5 мм при гидромодуле 3:1 с постоянным перемешиванием нагревали до 60°С, затем вносили ферментативный источник в дозе 0,1 % по сухому веществу. При постоянной аэрации и заданной температуре обработку продолжали в течение 3-х часов.

В качестве ферментативного источника использовали пророщенное зерно пшеницы, ржи, овса, гороха, люпина, гречихи (зеленый солод). Общее количество Сахаров в гидролизатах определяли поляриметрически (г/кг сухого вещества), вязкость — методом вискозиметрии (сантипуазы).

Во второй серии лабораторных исследований изучали сравнительную эффективность гидролиза полисахаридов зерновых субстратов при классическом осолаживании и использовании препаратов МЭК-СХ-2 и МЭД 1-4 разработки ГНУ «ТАТНИИСХ» РАСХН. Условия обработки, дозы препаратов были аналогичны первой серии опытов.

Опыты проводили методом групп и периодов (Овсянников А.И., 1986), предусмотренных технологией производства. Животных в группы отбирали по принципу аналогов с учетом живой массы, физиологического состояния, происхождения, пола, возраста. Всего использовали 330 бычков.

Зоогигиенические параметры содержания подопытных животных в течение всего опыта соответствовали установленным нормам. Кормление животных осуществлялось в зависимости от условий эксперимента.

Производственную проверку результатов исследований проводили методом технологических групп, отвечающих основным условиям научно -хозяйственного опыта.

Рис. 1. Схема исследований б

Оценку питательности рационов осуществляли по фактическому химическому составу и переваримости питательных веществ кормов, рационы составляли по нормам кормления сельскохозяйственных животных (Калашников А.П. и др., 2003).

Физиологические исследования на животных проведены в соответствие с методикой, разработанной ВИЖем (1975; 1976; 1986).

Зоотехнические анализы кормов и продуктов обмена выполнены по общепринятым методикам, изложенным в руководствах П.Т. Лебедева и А.Т. Усовича (1969), Е.А. Петуховой и др. (1981).

Научно-хозяйственный опыт на бычках черно-пестрой породы провели в ООО «Каенлы» Нижнекамского района Республики Татарстан. По принципу аналогов сформировали две группы по 15 животных в каждой. Предварительный период опыта составил 30 дней, учетный-120 дней. В учетный период животные контрольной группы получали основной рацион, сбалансированный по питательным веществам и энергии. Питательность основного рациона корректировали ежемесячно в соответствии с изменениями потребностей животных. Бычки опытной группы получали основной рацион, зерновая часть которого согласно рекомендациям по применению МЭД-4 подвергалась ферментации при 60°С в течение 3 часов с гидромодулем 3:1, доза МЭД-4 составляла 0,1% от сухого вещества зерносмеси.

Животных взвешивали перед постановкой на опыт, а далее ежемесячно. В ходе учетного периода брали кровь. В сыворотке крови определяли рефрактометрически общий белок, глюкозу (по Сомоджи), общий кальций (по Вичеву-Каракашеву), неорганический фосфор (по Иваницкому), мочевину (по Лебедеву-Усовичу) и резервную щелочность (об.% СОг).

В начале 3-го месяца учетного периода провели физиологический опыт на 3-х бычках из каждой группы, подготовительный период которого составил 15, учетный - 8 дней в соответствии с методикой ВИЖа. В ходе учетного периода определяли количество потребленных кормов, их остатков, экскрементов, составляли и консервировали средние пробы. После завершения физиологического опыта провели анализы средних проб и определили переваримость питательных веществ, баланс азота, кальция и фосфора по общепринятым методам исследований (Лебедев П.Т., 1969; Кондрахин И.П.,1985).

По завершению научно-хозяйственного опыта рассчитали затраты кормов в кормовых единицах, обменной энергии на 1 кг прироста живой массы бычков. В соответствии с действующим ГОСТом 5110-55 «Скот для убоя» определяли категорию упитанности быков контрольной и опытной групп.

Для подтверждения объективности полученных в научно-хозяйственном опыте результатов в этом же хозяйстве (ООО «Каенлы») провели производственный опыт на бычках с использованием применявшейся технологии ферментативной обработки зерновой части рациона.

С этой целью были сформированы две группы бычков черно-пестрой пг.ооды по 100 животных в каждой. Производственный опыт длился 90 дпей. Животные контрольной группы получали основной рацион, который коррек-

тировали ежемесячно в связи с изменениями потребностей животных в энергии и питательных веществах. Бычки опытной группы получали основной рацион, зерновая часть которого согласно рекомендациям по применению МЭД-4 подвергалась ферментации.

Животных взвешивали перед постановкой на опыт и ежемесячно в ходе опыта. По завершению опыта провели контрольный убой 3-х бычков из каждой группы на Набережно-Челнинском мясокомбинате в соответствии с методикой контрольных убоев (ВИЖ,1967). По результатам контрольного убоя рассчитывали убойный выход и морфологический состав туш, определяли содержание в мясе белка и жира, калорийность, влагоудерживание, рН, провели дегустационную оценку мяса в соответствии с руководством Волковой А.Г. (1974).

Последующие исследования проводили с целью определения эффективности горохового солода для ферментативной обработки зерносмесей рационов откармливаемых бычков. В ПСХК «Новая жизнь» Высокогорского района Республики Татарстан в помещении кормоцеха оборудовали стеллажи для проращивания гороха. Гороховый солод использовали после диспер-гации в количестве 0,1% от сухого вещества зерносмеси рационов бычков. Условия ферментативной обработки были идентичны предшествующей обработке с использованием МЭД-4.

Второй производственный опыт поставлен на 100 бычках черно-пестрой породы, сформированных в 2 группы - контрольную и опытную по 50 голов в каждой. Бычки подопытных групп получали основной рацион, сбалансированный по энергии и питательным веществам, обеспечивающий 800-900 г прироста живой массы в сутки. Основной рацион корректировали ежемесячно в соответствии с потребностями животных. Бычки опытной группы получали основной рацион, зерновая часть которого подвергалась ферментативной обработке с использованием горохового солода. Животные контрольной группы получали концентраты без обработки. Взвешивание проводили в начале и конце опыта.

В начале, середине и конце опыта у 5 животных из каждой группы брали кровь для биохимических исследований. В сыворотке крови определяли общее количества белка, мочевину, глюкозу, холестерин, общий билирубин, креатинин, активность а-амилазы, щелочной фосфатазы, AJIT, ACT, ГГТ и ЛДГ на автоматическом анализаторе «Express plus».

Длительность опыта составила 120 дней. По результатам опыта рассчитали среднесуточные приросты живой массы, затраты корма на единицу прироста.

Экономическую эффективность скармливания ферментированных зерновых кормов рассчитывали в соответствии с методическими рекомендациями ВНИИЭСХ РАСХН (1996) и МСХ РФ (1998).

Обработку цифрового материала провели методом вариационной статистики с применением критерия достоверности по Стьюденту.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Эффективность растительных гидролаз при обработке зерновых кормов в опытах in vitro

Результаты экспериментов по гидролизу полисахаридов зернофуража различными комплексами солодовых ферментов представлены в таблице 1. ^ Таблица 1 - Накопление Сахаров в зерновых субстратах при ферментативной обработке солодом, г/кг СВ

Субстрат Солод

гороха люпина овса ячменя гречихи пшеницы ржи

Горох 165,0 ±0,5 237,9 ±2,1 250,8 ±2,6 221,0 ±4,2 195,0 ±6,1 201,0 ±4,2 213,5 ±2,3

Люпин 130,0 ±2,5 189,0 ±2,2 216,0 ±1,9 196,7 ± 1,0 91,0 ± 1,2 189,7 ±3,8 207,9 ±0,6

Овес 210,0 ± 1,0 102,9 ±2,2 115,7 ± 1,1 120,7 ±0,4 85,0 ±3,8 130,5 ±6,4 103,5 ± 1,6

Ячмень 240,0 ±5,0 96,4 ± 1Д 102,9 ±0,6 130,5 ±1,3 110,0 ±7,1 100,5 ±0,5 133,5 ± 1,6

Пшеница - - - - 108,5 ±1,9

Рожь 231,0 ± 1,4 27,0 ± 0,5 9,0 ±0,5 98,7 ±0,5 21,0 ±1,4 63,7 ±1,4 67,9 ±0,9

Отруби пшеничные 259,0 ±2,2 234,0 ±2,3 243,0 ± 1,9 175,7 ±3,8 147,0 ±3,5 267,4 ± 1,9 214,9 ±1,7

Зерносмесь 335,0 ± 5,0 160,7 ±0,9 180,0 ±4,3 105,5 ± 1,4 95,0 ±3,5 171,0 ±5,4 158,5 ±0,9

Как видно из таблицы 1, горох наиболее эффективно гидролизуется солодом овса, люпина и ячменя (по убывающей). Люпиновый субстрат имеет максимум гидролиза полисахаридов при использовании солода овса, ржи и ячменя. Полисахариды овса наиболее эффективно гидролизуются солодом

гороха, пшеницы и ячменя.

Выявлено преимущество в гидролизе полисахаридов ячменя комплексом ферментов горохового солода, при этом накопление Сахаров достигает 240,0±5,0 г/кг СВ. Применение ржаного солода вызывает увеличение сахара до 133,5±1,6 г/кг СВ, а самого ячменного солода - 130,5±1,3 г/кг СВ.

Полисахариды ржи также лучше всего гидролизуются солодом гороха - содержание сахара составило 231,0±1,4 г/кг СВ. Ячменный солод на этом фоне способствует накоплению Сахаров до 98,7±2,0 г/кг СВ. Остальные варианты на зерне ржи не дали ощутимых результатов.

Пшеничные отруби лучше всего гидролизуются солодом пшеницы -267,4±1,9 г/кг сухого вещества, на втором месте — солод гороха с показателем 259,0±2,2 г/кг СВ, на третьем - солод овса - 243,0±1,9 г/кг СВ.

Зерносмесь, состоящая из 50 % ржи, 30 % ячменя и 20 % овса, эффективно гидролизуется солодом гороха, накопление Сахаров достигло 335,0±5,0 г/кг СВ. Все остальные варианты уступали в 2-3 раза.

Поскольку схема экспериментов в этой серии имеет элементы метода латинского квадрата, не вызывает трудностей выбор наиболее приемлемого солода для ферментативного гидролиза зерносмеси рационов крупного рогатого скота, свиней. Таким солодом является солод гороха.

Полученные результаты позволяют эффективно использовать различный солод при конкретном соотношении в смеси зерновых кормов.

На субстрате из пшеницы получены новые данные по автолизу полисахаридов, на фоне которых применение какого-либо солода не дает ощутимых результатов.

Вязкость гидролизатов в первую очередь обуславливается наличием Р-1,3-1,4 связей глюкана и арабиноксилана. Наибольшей вязкостью обладает рожь при обработке ржаным солодом - 18,5±0,5 сантипуаз. Далее следуют показатели горохового (15,7±0,б сп) и ячменного солода (11,1±0,2 сп). Вязкость гидролизатов пшеничных отрубей изменялась от 9,1 до 18,8 сп. Зерносмеси при обработке солодом гороха и ржи имели вязкость 12,7-13,2 сп, люпин - солодом ржи - 10,5±0,5 сп. Эти показатели не имеют отрицательного значения для процессов пищеварения у жвачных.

Во всех остальных вариантах гидролизаты характеризуются низкой и средней степенью вязкости.

3.2 Сравнительное изучение эф фективности мультиэнзимных препаратов на основе растительных, бактериальных и грибных гидролаз

В серии экспериментов в качестве контроля использовали классическое осолаживание, которое оказалось эффективным в отношении пшеницы, ржаных отрубей и гороха (211,3±0,8 - 249,7±0,7 г/кг СВ). Анализ представленных результатов показывает, что наиболее эффективными были препараты МЭД-3 и МЭД-4. С учетом более глубокого гидролиза ржи и ржаных отрубей предпочтение следует отдать препарату МЭД-4. Препарат МЭД-4 характеризуется следующими показателями ферментативной активности, ед/г: амилолитическая-400, протеолитическая-37, целлюлазная-250, экзо-(3-глюканазная-75, эндо-Р-глюканазная-15, ксиланазная-15. Таким образом, эксперименты in vitro по гидролизу полисахаридов зерновых кормов позволили установить, что в отношении ржи, ячменя, овса, а также зерносмеси из них наиболее подходящими для практического использования являются гороховый солод и препарат МЭД-4, способствующие накоплению Сахаров в ячмене до 240,0-343,8 г/кг СВ, в ржи - до 231,0-376,5 г/кг, opee - 210,0-285,5

г/кг, в зерносмеси - от 328,0 до 335,0 г/кг СВ. В целом во всех экспериментах

рН гидролизатов составляла 5,0-5,2.

Таблица 2 - Накопление Сахаров в гидролизатах зерновых кормов при использовании мультиэнзимных препаратов, г/кг сухого вещества

Субстрат Контроль — осолаживание Препараты

МЭКСХ -2 МЭД-1 МЭД-2 МЭД-3 МЭД-4

Горох 211,3 ±0,8 251,6 ±1,1 280,5 ±1,9 280,0 ±1,6 274,8 ±1,6 240,8 ±1,1

Люпин 169,9 ±0,5 218,4 ±1,1 240,1 ±1,4 245,9 ±1,2 240,2 ±1,3 166,8 ±1,8

Овес 130,7 ±0,4 167,2 ±1,3 158,5 ±0,7 164,3 ±0,8 294,2 ±1,5 285,5 ±0,9

Ячмень 120,3 ±0,3 208,3 ±1,4 212,3 ±2,2 192,5 ±1,9 372,8 ±2,7 343,8 ±1,3

Пшеница 249,7 ±0,7 196,5 ±1,4 220,6 ±1,7 295,4 ±2,3 318,7 ±1,7 267,5 ±0,9

Рожь 106,0 ±1,6 285,1 ±0,7 324,7 ±0,7 361,2 ±1,8 276,3 ±1,2 376,5 ±1,4

Отруби ржаные 231,2 ±0,8 298,2 ±2,4 212,7 ±0,8 337,9 ±2,6 360,5 ±1,8 375,2 ±2,3

Зерносмесь 133,0 ±1,6 239,7 ±1,1 291,5 ±2,0 251,3 ±0,7 330,8 ±2,3 328,0 ±2,8

В последующих исследованиях предстояло оценить эффективность применения горохового солода и препарата МЭД-4 в производственных услови-

ях на откорме.

3.3 Изучение биохимических показателей сыворотки крови, переваримости и использования питательных веществ рациона, продуктивности откармливаемого молодняка

Результаты исследований биохимических показателей сыворотки крови бычков представлены в таблице 3.

Из таблицы 3 видно, что общее содержание белка сыворотки крови в начале опыта у бычков контрольной и опытной групп было практически одинаковым и составляло 68,0-68,5 г/л. В конце 2-го месяца содержание белка у бычков от-ытной группы превышало уровень контроля на 5,9 % (Р<0,001), к 3-му месяцу - на 6,5 %, к 4-му месяцу - на 4,7 % (Р<0,001).

Таблица 3 - Биохимические показатели сыворотки крови быков

Показатель, ед.изм. Группа Месяцы опыта

1 2 3 4

Общий белок, г/л Контрольная Опытная 68,5±0,1 68,0±0,6 68,1±0,8 72,1±0,7*** 68,8±1,2 73,3±0,9*" 71,8±1,2 75,2±06***

Глюкоза, моль/л Контрольная Опытная 2,66±0,10 3,13±0,13** 2,66±0,10 3,07±0,23 2,66±0,15 3,08±0,21 2,56±0,18 3,13±0,13м'

Кальций, ммоль/л Контрольная Опытная 2,70±0,03 2,67±0,04 2,72±0,03 2,67±0,03 2,72±0,03 2,72±0,03 2,75±0,03 2,72±0,03

Фосфор, ммоль/л Контрольная Опытная 2,37±0,078 2,35±0,08 2,52±0,07 2,50±0,08 2,41±0,08 2,55±0,08 2,32±0,05 2,34±0,05

Резервная щелочность, об.% С02 Контрольная Опытная 48,61±0,45 48,61±0,70 49,44±0,55 49,60±0,54 50,70±0,70 51,25±0,61 50,57±0,50 50,92±0,41

Мочевина, ммоль/л Контрольная Опытная 3,26±0,10 2,79±0,09" 3,26±0,06 2,74±0,09*" 3,27±0,06 3,00±0,09** 3,45±0,06 3,40±0,11

*-Р<0,05; **- Р<0,01; ***-Р<0,001.

Эти изменения указывают на усиление синтеза белков, что создает благоприятные условия для роста мышечной ткани животных.

Концентрация глюкозы в сыворотке крови быков опытной группы превышала значение контроля в течение всего опыта: в 1-ом месяце на 17,7 % (Р<0,01); во 2-ом - на 15,4 %; в 3-ем - на 15,8 % (Р<0,05) и в 4-ом - на 22,3 % (Р<0,001). Тенденция повышения концентрации глюкозы связана с усилением углеводного обмена в организме животных.

В рационе бычков контрольной группы дефицит сахара составлял 314 г. В рационе бычков опытной группы реально содержалось (320 г х 2,7 кг) 864 г сахара, так как регулярное определение сахара в ферментированной зерносмеси показывало концентрацию 320-328 г/кг СВ. Таким образом, на протяжении научно-хозяйственного опыта недостатка сахара в рационе животных опытной группы не отмечалось. Сахаро-протеиновое отношение в рационе нормализовалось.

Скармливание ферментированного зернового корма не повлияло на концентрацию в сыворотке крови кальция, фосфора и состояние буферных систем крови. В отношении мочевины выявлено снижение ее концентрации в сыворотке крови животных опытной группы в сравнении с контролем в первые 3 месяца (Р<0,05-0,01).

Таблица 4 — Динамика живой массы бычков на откорме

Показатель, ед.изм. Месяцы опыта

1 2 3 1 4

Контрольная группа

Живая масса на начало опыта 327,9±3,7 кг

Живая масса на конец месяца, кг 354,4±16,5 378,5±20,4 404,2±23,5 430,9±24,9

Прирост живой массы, кг 26,5±0,8 24,1±1,5 25,7±1,1 26,7±0,8

Среднесуточный прирост, г 882,20±27,60 774,47±48,46 857,80±38,16 860,13±25,15

Опытная группа

Живая масса на начало опыта 326,2±2,5 кг

Живая масса на конец месяца, кг 353,1±9,6 382,9±11,1 413,4±11,7 444,0±11,4

Прирост живой массы, кг 26,9±1,1 29,8±0,6 30,5±1,3 30,6±0,9

Среднесуточный прирост, г 897,80±35,41 993,20±20,89 982,80±40,70 1020,00±29,30

В % к контролю 101,8 123,5 118,4 114,7

Общий прирост живой массы животных контрольной группы за период опыта составил 1545 кг а бычков опытной - 1767 кг, что больше на 14,4 %. В течение 1-го месяца среднесуточные приросты бычков опытной группы превышали значение животных контрольной группы всего на 1,8 % (Р<0,05). В

дальнейшем и до конца опыта суточные приросты животных опытной группы были больше показателей контрольных животных на 14,7-23,5 % (Р<0,001).

За весь период опыта на 1 кг прироста живой массы бычков контрольной группы было затрачено 9,2 к.ед., у бычков опытной группы - 8,0 к.ед., что на 15 % меньше.

Анализ результатов исследований показывает, что за счет предварительного гидролиза полисахаридов зерновой части рациона постепенно повышается интенсивность микробиологических процессов в желудочно-кишечном тракте животных, что приводит к более полному перевариванию и усвоению питательных веществ рациона. Процесс восстановления симбиоти-ческой микрофлоры, по-видимому, занимает 2-3 недели. В дальнейшем продуктивность животных стабилизируется и остается высокой.

Результаты физиологического опыта представлены в таблицах 5-6.

Среднесуточный рацион характеризовался избытком 515 г клетчатки и дефицитом 335 г Сахаров. Вместе с тем, в рационе бычков опытной группы содержалось 935 г Сахаров, и потребность удовлетворялась полностью - 114,8 г объемистыми кормами и 790,4 г ферментированной зерносмесью.

В таблице 5 представлены коэффициенты переваримости питательных веществ рациона.

Таблица 5 - Коэффициенты переваримости питательных веществ рациона, %

Группа Сухое вещество Орган, вещество Протеин Жир Клетчатка БЭВ

Контрольная 71,8 ±0,1 78,5 ±0,1 71,2 ±0,1 45,7 ±0,1 75,6 ±0,1 84,0 ±0,1

Опытная 71,9 ±0,5 78,2 ±0,1 73,7 ±0,1*** 47,7 ±0,1*" 80,5 ±0,4** 80,2 ±0,1***

У бычков опытной группы лучше переваривались протеин и жир (Р<0,001), переваримость клетчатки была больше на 4,9 % (Р<0,01). В то же время коэффициент переваримости безазотистых экстрактивных веществ был меньше на 3,8 % (Р<0,001).

Суточный баланс азота, кальция и фосфора в организме животных представлен в таблице 6. Изменения в переваримости питательных веществ рациона у бычков опытной группы сопровождались увеличением суточного отложения азота на 4,52 г (Р<0,01) и повышением коэффициента использования азота - 2,32 % (Р<0,01). В обмене кальция и фосфора достоверных изменений не установлено.

За весь период опыта среднесуточный прирост живой массы бычков контрольной группы составил 858 г, а у сверстников из опытной группы -982 г, что больше на 14,4 %.

Применение мультиэнзимной добавки МЭД-4 для ферментативной обработки зерновой части рационов откармливаемого молодняка крупного рогатого скота позволяет повысить продуктивность животных на 14,0 % и

Таблица 6 - Суточный баланс азота, кальция и фосфора, г

Группа Задано Остаток Потреблено Выделено Удержано в теле Удержано в % от потребленного

в кале в моче

Азот

Контрольная 197,82 ±0,40 0,30 ±0,02 197,52 ±0,38 55,95 ±0,22 108,92 ±0,05 32,65 ±0,26 16,52 ±0,10

Опытная 197,63 ±0,14 0,40 ±0,05 197,23 ±0,16 51,90 ±0,11 108,16 ±0,22 37,17** ±0,39 18,84" ±0,18

Кальций

Контрольная 56,82 ±0,13 0,31 ±0,01 56,50 ±0,14 30,05 ±0,42 1,29 ±0,01 25,17 ±0,30 44,54 ±0,62

Опытная 56,76 ±0,05 0,27 ±0,03 56,49 ±0,05 29,64 ±0,13 1,29 ±0,01 25,56 ±0,44 45,24 ±0,46

Фосфор

Контрольная 34,81 ±0,05 0,34 ±0,01 34,47 ±0,08 17,45 ±0,05 0,13 ±0,01 16,90 ±0,12 49,01 ±0,23

Опытная 34,78 ±0,02 0,34 ±0,01 34,44 ±0,01 17,25 ±0,05 0,12 ±0.01 17,06 ±0,06 49,54 ±0,17

способствует снижению затрат кормов на 15,0 % за счет повышения переваримости и использования питательных веществ рациона. При этом возрастает эффективность действия экзогенных ферментов - после взаимодействия их с субстратами в ходе ферментации зернового корма они действуют в желудочно-кишечном тракте животных, что приводит к более благоприятному течению обмена веществ в организме.

3.4 Продуктивность откармливаемых бычков и качество мясной продукции при обработке зерносмеси рациона с использованием мультиэнзимной добавки

Показатели продуктивности бычков в ходе производственного опыта представлены в таблице 7.

Таблица 7 — Изменение живой массы бычков в производственном опыте

Показатель, ед.изм. Месяцы опыта

1 2 3

Контрольная группа

Живая масса на начало опыта 355,25±4,00 кг

Живая масса на конец месяца, кг 378,50±4,31 404,00±4,66 428,60±4,4 6

Прирост живой массы, кг 23,25±0,26 25,50±0,29 24,60±0,25

Среднесуточный прирост, г 775±9 850±10 820±8

Опытная группа

Живая масса на начало опыта 354,24±2,85 кг

Живая масса на конец месяца, кг 381,00±2,80 409,95±3,38 438,24±3,39

Прирост живой массы, кг 26,76±0,20 28,95±0,24 28,80±0,22

Среднесуточный прирост, г 892±6 965±8 960±7

В % к контролю 115,1 113,5 117,1

Общий прирост живой массы за период опыта в контрольной группе составил 73,35 ц, а в опытной - 84,51 ц, что на 15, 2 % больше.

Накопление Сахаров в сухом веществе гидролизованной зерносмеси составляло 320-330 г/кг. Поэтому сахаро-протеиновый индекс рационов в опытной группе составлял 0,8-1,0 и соответствовал норме. При таком соотношении рубцовое пищеварение происходило с оптимальной интенсивностью, что и объясняет повышение продуктивности животных.

Результаты контрольного убоя показали, что масса туши бычков опытной группы была больше контрольных на 10,0 кг (Р<0,05). Убойный выход животных в контрольной группе составил 58,9 %, а в опытной - 60,3 %. По

массе туши опытных животных превосходили значения контроля по содержанию мышечной ткани на 8,0 кг (Р<0,05) и содержали на 1,5 % меньше жировой ткани. По количеству костей разницы между группами не установлено (17,2 %). Мясо туш опытных бычков характеризовалось большим содержанием белка (на 0,5 %) и меньшим - жира (на 0,3 %).

Длиннейшая мышца спины быков опытной группы по площади мышечного глазка превосходила контроль на 3 см2 и лучше удерживала влагу на 1,2 %; показатели калорийности мяса и рН были практически одинаковы. Все отмеченные изменения характеризуют улучшение мясных качеств животных при длительном применении в их кормлении гидролизованного зернового корма.

Улучшение пищеварения определенным образом сказалось и на вкусовых качествах мяса. Дегустационная оценка мяса бычков контрольной группы была равна 4,0, а у бычков опытной группы - 4,5 балла. Оценка бульона мяса бычков контрольной группы составила 4,0, а у опытной группы - 4,8 балла.

В течение опыта животные контрольной группы затратили на 1 кг прироста живой массы 8,8, а животные опытной группы - 7,6 кормовых единиц, то есть на 13,6 % меньше. Эффективность скармливания гидролизованных зерносмесей проявляется как через повышение продуктивности, так и за счет экономного расходования кормов.

3.5 Определение эффективности обработки зерносмеси рациона бычков гороховым солодом

Основной рацион характеризовался избытком клетчатки (262 г) и дефицитом Сахаров (254 г). По остальным показателям он соответствовал потребностям животных. В рационе бычков опытной группы недостаток Сахаров компенсировался их накоплением за счет гидролиза полисахаридов зернового корма (2,47 кг сухого вещества х 320 г Сахаров = 790,4 г Сахаров), то есть фактическое содержание сахара составляло 992 г. Сахаро-протеиновое отношение в рационе животных опытной группы нормализовалось и было равно 1:1.

Биохимическая картина сыворотки крови животных, представленная в таблицах 8 и 9, показывает, что в отличие от показателей бычков контрольной группы, у животных опытной концентрация белка в крови к концу опыта возросла до 73,5 г/л и превысила значение контроля на 3 г/л (Р<0,05).

Концентрация мочевины на протяжении опыта в крови опытных животных была ниже значений контроля, в конце опыта эта разница составила 0,38 ммоль/л (Р<0,05).

Содержание глюкозы в сыворотке крови животных опытной группы на протяжении всего опыта превышала значения контрольной, - к концу опыта разница составила 0,55 ммоль/л (Р<0,001).

Количество холестерина в сыворотке крови животных обеих групп было практически одинаковым, что свидетельствует о здоровом состоянии животных.

Таблица 8 - Биохимические показатели сыворотки крови бычков контрольной группы

Показатели Ед. изм До опыта В середине опыта В конце опыта

Общий белок г/л 68,8±0,30 69,5±0,90 70,5±0,30

Мочевина ммоль/л 3,22±0,02 3,25±0,15 3,30±0,10

Глюкоза ммоль/л 2,65±0,03 2,65±0,08 2,58±0,02

Холестерин ммоль/л 3,3±0,01 3,2±0,23 3,3±0,10

Билирубин общий мкмоль/л 4,8±0,02 4,8±0,20 5,0±0,20

Креатинин мкмоль/л 51,2±0,40 48,5±1,54 56,2±0,40

а — амилаза Е/л 55,0±1,90 52,5±0,50 51,0±0,80

Щелочная фосфа-таза Е/л 7б,5±0,50 78,5±1,20 82,0±1,87*

АЛТ Е/л 49,0±0,90 50,0±0,30 50,5±1,00

ACT Е/л 82,4±0,60 85,5±2,20 82,0±0,79

ГГТ Е/л 5,6±0,10 5,8±0,20 6,6±0.10

лдг Е/л 720,5±1,10 725,0±10,00 725±3,53

*- Р<0,05

Таблица 9 - Биохимические показатели сыворотки крови бычков опытной группы

Показатели Ед. изм До опыта В середине опыта В конце опыта

Общий белок г/л 68,5±0,30 71,8±0,30 73,5±0,80*

Мочевина ммоль/л 2,82±0,03*" 2,90±0,03 2,92±0,10*

Глюкоза ммоль/л 3,10±0,05" 3,13±0,06" 3,13±0,04"*

Холестерин ммоль/л 3,30±0,01 3,35±0,05 3,50±0,10

Билирубин общий мкмоль/л 4,70±0,02 4,80±0,10 3,0±0,10"*

Креатинин мкмоль/л 48,0±1,50 48,0±1,22 48,0±1,40"

а — амилаза Е/л 54,8±0,60 52,0±0.70 50,0±1,22

Щелочная фосфа-таза Е/л 75,5±0,90 76,0±1,90 76,0± 1,22

АЛТ Е/л 50,0±0,70 49,0±1,00 49,0±1,00

ACT Е/л 81,6±0,50 81,0±0,80 81,0±1,58

гтт Е/л 5,0±0,10" 5,2±0,30 5,2±0,14*"

лдг Е/л 725,0±1,00 725,0±5,00 730,0±2,12

Показатели общего билирубина в сыворотке крови бычков опытной группы к концу опыта были ниже соответствующих показателей животных контрольной группы на 2 мкмоль/л (Р<0,001).

Креатинин в сыворотке крови животных опытной группы был меньше значений контрольной на протяжении всего опыта. Его концентрация в конце опыта была на 8,2 мкмоль/г меньше (Р<0,01). Отмеченные изменения в сыворотке крови характеризуют усиление белкового обмена в организме, повышение роста мышечной ткани. Физиологические изменения находились во взаимосвязи с продуктивностью.

В течение опыта активность ферментов переаминирования в сыворотке крови животных опытной группы в целом была ниже, чем в контрольной, хотя эти различия оказались недостоверны. Достоверное снижение установлено только у ГГТ (гаммаглутаминаминотрансферазы): в начале опыта - на 10,7 % (Р<0,01), в середине опыта - на 10,6 % (Р<0,05), в конце опыта - на 21,2 % (Р<0,001).

В сыворотке крови животных контрольной группы активность щелочной фосфатазы имела тенденцию к повышению в ходе опыта от 76,5 до 82,0 Е/л (Р<0,05). У животных опытной группы активность щелочной фосфатазы (монофосфоэстеразы) оставалась стабильной на всем протяжении опыта. Щелочная фосфатаза участвует в процессах переноса фосфатных групп, поэтому, с определенной долей вероятности, можно говорить о повышении процессов теплоприрощения в организме животных контрольной группы.

Показатели продуктивности бычков в ходе производственного опыта представлены в таблице 10.

Таблица 10 - Изменение живой массы животных в ходе производственного опыта

Показатели Ед. изм. Группа

контрольная опытная

Живая масса на начало опыта кг 348,8±7.6 348,2±4,5

Живая масса на конец опыта кг 451,3±7,6 468,3±4,1

Прирост живой массы кг 102,5±2,2 120,1±1,5

Суточный прирост живой массы г 854,2 1000,8

Общий прирост живой массы по группе ц 51,25 60,05

В % к контрольной 100,0 117,2

Из материалов таблицы видно, что суточный прирост животных контрольной группы в среднем составил 854 г, а у сверстников опытной - 1000,8 г. Увеличение продуктивности бычков опытной группы составило 17,2 %. В расчете на одно животное прирост живой массы был больше на 17,6 кг (Р<0,001), чем в контрольной группе.

Животные в контрольной группе на 1 кг прироста живой массы затратили 8,43, а в опытной - 7,14 кормовых единиц, что меньше на 15,3 %.

Таким образом, растительные ферменты могут быть использованы для ферментативной обработки зерновых кормов с целью обогащения рационов крупного рогатого скота сахаром. Солод может конкурировать с большинст-

вом апробированных на рынке ферментных препаратов бактериального и грибного происхождения.

Проращивание гороха можно организовать в любом хозяйстве, стоимость растительных ферментов на порядок ниже стоимости ферментных препаратов, продаваемых на рынке.

4 ВЫВОДЫ

1. Результаты исследований in vitro и in vivo выявили преимущество зеленого горохового солода перед другими ферментными препаратами благодаря наличию комплекса растительных гидролаз.

2. Использование мультиэнзимного препарата МЭД-4 при ферментативной обработке злаковой зерносмеси (50 % ржи, 30 % ячменя, 20 % овса) в дозе 0,1 % от сухого вещества субстрата при гидромодуле 3:1, температуре +60°С позволяет за 3 часа довести накопление моно- и дисахаридов до 328 г/кг СВ, при использовании зеленого горохового солода — до 335 г/кг СВ.

3. Скармливание гидролизованной зерносмеси откармливаемым бычкам обеспечивает в рационе оптимальное сахаро-протеиновое отношение 0,81,0; повышение концентрации общего белка в сыворотке крови на 3,0-4,5 г/л (Р<0,05), глюкозы - на 0,41-0,55 ммоль/л (Р<0,001), активности гаммаглута-минаминотрансферазы - на 10,7-21,2% (Р<0,01). Одновременно установлено снижение концентрации мочевины на 0,38-0,52 ммоль/л (Р<0,05), креатинина - на 8,2 мкмоль/л (Р<0,01) и общего билирубина - на 2,0 мкмоль/л (Р<0,001). Отмеченные изменения характеризуют усиление углеводного и белкового обмена в организме животных.

4. Включение гидролизованной зерносмеси в рацион откармливаемых бычков способствует повышению коэффициентов переваримости протеина и жира на 2,0% (Р<0,001), клетчатки - на 4,9% (Р<0,001), суточного отложения азота на 4,52 г (Р<0,01) и коэффициента использования азота на 2,32% (Р<0,01).

5. Ферментативный гидролиз зерносмеси обеспечил повышение приростов животных на 14,4-15,2 % в научно-хозяйственном и производственном опытах и снижение затрат кормов на 13,6-15,0 % при использовании препарата МЭД-4. Использование зеленого горохового солода обеспечило повышение приростов живой массы откармливаемых животных на 17,2% (Р<0,001) и снижение затрат кормов на 15,3%.

6. Экономическая эффективность применения препарата МЭД-4 дня ферментативной обработки зерносмеси рациона бычков на откорме составляет 6,25 рубля, при использовании зеленого горохового солода этот показатель составляет 12,14 рубля на 1 рубль дополнительных затрат.

5 ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Ферментативная обработка зеленым гороховым солодом зерносмеси рационов молодняка крупного рогатого скота на откорме позволяет оптимизировать сахаро-протеиновое отношение и повысить продуктивность животных на 14,4 - 17,2 %. При этом эффективность его применения составляет 12,14 рубля на 1 рубль дополнительных затрат. Для проращивания гороха не требуется специального оборудования.

2. При использовании в этих целях препарата МЭД-4, содержащего 60 % ячменного солода, эффективность составляет 6,25 рубля на 1 рубль дополнительных затрат.

6 СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Галиуллин, А. Н. Биохимические показатели сыворотки крови и продуктивность бычков на откорме на фоне скармливания ферментированного корма / А. Н. Галиуллин, Р. У. Бикташев, С.Р.Буланкова // Ученые записки КГАВМ. -Казань, 2012.-Т.210.-С.61-65.

2. Галиуллин, А. Н. Эффективность гидролиза зерносмеси рационов при откорме молодняка крупного рогатого скота / А. Н. Галиуллин, Р. У. Бикташев//Ученые записки КГАВМ. -Казань, 2012. -Т.210. -С.65-68.

3. Галиуллин, А. Н. Влияние ферментативного гидролиза зерносмеси рационов бычков на переваримость и использование питательных веществ / А. Н. Галиуллин, Р.У. Бикташев, С.Р. Буланкова // Ученые записки КГАВМ. -Казань, 2012. -Т.212.-С. 277-282.

Публикации в других изданиях:

4. Бикташев, Р. У. Технология производства кормового сахара из зернофуражного сырья / Р. У. Бикташев, С. Р. Буланкова, А.Н. Галиуллин // Мат.междунар.науч-практ.конф. «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» : Мосоловские чтения. -Йошкар-Ола, 2012,- Вып. XIV. - С.102-104.

5. Бикташев, Р. У. Зеленый гороховый солод для коррекции сахаро-протеинового индекса рационов крупного рогатого скота / Р.У .Бикташев, А. Н. Галиуллин, С. Р. Буланкова // Повышение конкурентоспособности АПК в условиях инновационного развития: Сб. тр. ТИПКА. -Казань, 2012. -С. 416421.

6. Бикташев, 'Р. У. Сравнительная эффективность растительных гидролаз при ферментативной обработке зерновых кормов / Р. У. Бикташев, А.Н. Галиуллин, С. Р. Буланкова // Повышение конкурентоспособности

21

АПК в условиях инновационного развития: Сб. тр. ТИПКА. -Казань 2012 -С. 421-426.

7. Бикташев, Р. У. Оптимизация клетчатки в рационах - залог повышения продуктивности животных / Р. У. Бикташев, С. Р. Буланкова, А.Н. Галиуллин И Повышение конкурентоспособности АПК в условиях инновационного развития: Сб. тр. ТИПКА. -Казань, 2012. -С. 426-430.

8. Бикташев, Р.У. Эффективность обработки зерновых кормов для откармливаемых бычков с использованием зеленого горохового солода / Р.У. Бикташев, А.Н. Галиуллин, С.Р. Буланкова // Научные основы производства и обеспечения качества биологических препаратов для АПК: Материалы Международной научно-практической конференции (5-7 декабря 2012 г.). -Щелково, 2012. - С. 432-436.

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 2.4, оф.022

Тел: 295-30-36, 564-77-41, 564-77-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 30.01.2013 г. Печ.л.1,5 Заказ № К- 7233. Тираж ¡00 экз. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать - риюграфия.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Галиуллин, Асхат Набиуллович, Казань

ФГБОУ ДПОС «Татарский институт переподготовки кадров агробизнеса»

На правах рукописи

о <о со

со

ю £

со 8

О о

см ^

™ см

Галиуллин Асхат Набиуллович ВЛИЯНИЕ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ КОРМОВ РАЦИОНА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И МЯСНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ БЫЧКОВ

06.02.08 - кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, доцент Р.У. Бикташев

Казань-2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Список сокращенных терминов............................................ 4

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ................................. 5

2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................... 8

2.1 Особенности пищеварения крупного рогатого скота.................... 8

2.2 Ферментные препараты в рационах крупного рогатого скота......... 13

2.3 Ферментативная обработка кормов.......................................... 20

2.4 Применение растительных ферментов для обработки кормов......... 24

3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ......................... 29

4 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.................. 36

4.1 Эффективность растительных гидролаз при обработке зерновых кормов в опытах in vitro........................................................ 36

4.2 Сравнительное изучение эффективности мультиэнзимных препаратов на основе растительных, бактериальных и грибных гидролаз.... 40

4.3 Изучение биохимических показателей сыворотки крови, переваримости и использования питательных веществ рациона, продуктивности откармливаемого молодняка крупного рогатого скота в научно-хозяйственном опыте на фоне применения мультиэнзимной добавки для обработки зерносмеси рациона .............................. 43

4.4 Продуктивность откармливаемых бычков и качество мясной продукции при обработке зерносмеси рациона с использованием мультиэнзимной добавки по результатам производственного опыта...... 58

4.5 Определение эффективности обработки зерносмеси рациона откармливаемых бычков гороховым солодом в производственном опыте................................................................................ 61

4.6 Экономическая эффективность применения препаратов, содержащих растительные гидролазы, для ферментативной обработки кон-

центрированных кормов в рационах откармливаемых бычков................69

5 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ......................................74

6 ВЫВОДЫ....................................................................................................................................................86

7 ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ................................................................................88

8 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................................................................89

9 ПРИЛОЖЕНИЕ......................................................................................................................................110

Список сокращенных терминов

СВ - сухое вещество; СП - сантипуаз;

AJIT - аланинаминотрансфераза;

ACT - аспарагинаминотрансфераза;

ГГТ - гаммаглутаминаминотрансфераза;

ЛДГ - лактатдегидрогеназа;

ЩФ - щелочная фосфатаза;

МЭД - 4 - мультиэнзимная добавка (вариант 4);

ДФО - дифенолоксидаза;

КИА - коэффициент использования азота;

КП - коэффициент переваримости (%);

МЭК - мультиэнзимная композиция;

МЭД - мультиэнзимная добавка;

БЦ - биологическая ценность;

ЛЖК - летучие жирные кислоты;

ЗИМ - заменитель цельного молока

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Высокая себестоимость корнеклубнеплодов вынуждает животноводов отказываться от их применения в рационах молодняка крупного рогатого скота. В результате нарушается сахаро-протеиновый индекс рационов, интенсивность рубцового пищеварения, приростов живой массы животных. Для достижения рентабельного производства говядины приросты живой массы должны быть не менее 750-800 г в сутки (Зарипова Л.П., 2002; Зеленов Г. Н., 2006).

Для восстановления сахаро-протеинового индекса в рационах крупного рогатого скота широкое применение нашли ферментные препараты растительного, микробного и грибного происхождения с амилазной, цел-люлазной, ксиланазной активностью (Зарипова Л.П., 2000; Кислухина О.В., 2002). Кроме того, в целях комплексного воздействия на клетчатку рациона широко используют мультиэнзимные композиции (Ленкова Т. Н., Лющин А. Л., 2001; Федоров С. Б., 2000; 2002; Якимов А. В., 2002; 2011 ).

Вместе с тем, стоимость мультиэнзимных композиций на основе препаратов микробного и грибного происхождения остается довольно высокой. В связи с этим в последние десятилетия ведется поиск и разработка растительных ферментных препаратов с целью удешевления обработки кормов. Поэтому становится актуальным проведение сравнительных исследований зернового сырья местного производства, как источника растительных гидролаз. Все это обусловило актуальность и выбор темы диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение возможности использования растительных ферментов для осахаривания зерносмеси рациона и их применения при откорме молодняка крупного рогатого скота.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Провести лабораторные исследования in vitro по ферментативному гидролизу зерновых кормов с помощью растительных гидролаз;

2. Определить in vitro эффективность использования мультиэнзим-ных добавок (МЭД) для обработки зерновых кормов;

3. Изучить эффективность применения МЭД-4 в рационах бычков на откорме;

4. Выявить эффективность пророщенного гороха для ферментативной обработки зерновой части рационов откармливаемых бычков;

5. Установить влияние ферментативной обработки зерновой части рационов на физиологические показатели и мясную продуктивность откармливаемых бычков.

Научная новизна работы. Впервые изучена в сравнительном аспекте ферментативная активность пророщенных люпина, гороха, овса, ячменя, гречихи, пшеницы, ржи и степень накопления Сахаров в субстратах из этого зерна и зерносмеси, а также вязкость получаемых гидролизатов. Определена экономическая эффективность применения ферментов растительного происхождения и повышения продуктивности откармливаемых бычков. Разработана и предложена производству технология использования растительных гидролаз из местного зернового сырья.

Теоретическая и практическая ценность работы. В работе представлены новые сведения о гидролизующих свойствах растительных ферментов злакового и бобового зерна. Полученные результаты позволят применять дешевые источники ферментов и повысить продуктивность откармливаемых животных и рентабельность производства говядины.

Материалы исследований вошли в Методические рекомендации по применению препарата МЭД-4 и методические рекомендации по проведению зимовки скота в стойловый период 2010-2011, 2011-2012 гг., утвержденные Министерством сельского хозяйства республики Татарстан.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Гидролизующая способность зернового солода;

2. Влияние скармливания ферментированных зерносмесей откармливаемого молодняка крупного рогатого скота на переваримость питательных веществ рациона и использование азота, кальция и фосфора;

3. Биохимические показатели сыворотки крови бычков в ходе длительных научно-хозяйственного и производственных опытов по скармливанию ферментированной зерносмеси;

4. Продуктивность бычков, характеристика мясной продукции.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены

на международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола, 2012), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы научного и кадрового обеспечения инновационного развития АПК» (Казань, 2012), Международной научно-практической конференции «Научные основы производства и обеспечения качества билогических препаратов для АПК» (Щелково, 2012).

Публикация результатов исследований. Основное содержание диссертации и ее научные положения опубликованы в 8 печатных работах, из них 3 в изданиях, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ, в том числе в «Ученых записках Казанской государственной академии ветеринарной медицины имени Н. Э. Баумана».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, практических предложений, списка использованной литературы и приложений.

Работа изложена на 114 страницах текста компьютерного набора, иллюстрирована 21 таблицами и 5 рисунками. Список использованной литературы включает 192 источника, в том числе 63 иностранных.

2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 2.1 Особенности пищеварения крупного рогатого скота

Все многочисленные химические процессы, протекающие в живом организме и составляющие суть самой жизни, основаны на ферментативном катализе. Эволюция живой материи предопределила первичное использование энергии солнца для синтеза сложных органических молекул растениями, тогда как животные должны постоянно получать определенное количество питательных веществ, из которых в процессах обмена извлекается необходимое количество энергии и пластического материала для обновления разрушающихся компонентов клеток или синтеза новых.

Огромное значение для жизнедеятельности сельскохозяйственных животных имеют процессы переваривания кормов в желудочно-кишечном тракте, протекающие с участием ферментов, отнесенных Комиссией по биохимической номенклатуре к группе гидролаз (1979), куда относятся эстеразы, тио-лэстеразы, фосфатазы, гликозидазы, пептидазы и другие сходные по действию ферменты (Диксон М., Уэбб Э., 1982).

Расщепление сложных питательных веществ корма до простых, усвояемых форм, начинается уже в полости рта под воздействием слюны. Слюна оказывает на корм двойное воздействие: механическое и химическое. Химическое действие слюны обусловлено содержанием в ней ферментов, преимущественно расщепляющих углеводы, и буферных веществ, обеспечивающих постоянство рН среды.

Довольно сложные превращения в процессе пищеварения претерпевает клетчатка. В организме сельскохозяйственных животных не синтезируются соответствующие ферменты для ее расщепления, и она подвергается действию ферментов микроорганизмов в преджелудках (у жвачных) и толстом отделе кишечника. По современным представлениям действие ферментов цел-люлозолитического комплекса происходит следующим образом: сначала осуществляется гидролиз кристаллической целлюлозы р-1,4-глюканазами (механизм пока неизвестен). При этом экзо-р-1,4-глюканазы отщепляют еди-

8

ничные глюкозные остатки от нередуцирующего конца целлюлозной цепи, тогда как эндо-{3-1,4-глюканазы действуют на внутренние связи целлюлозы. В дальнейшем (3-глюкозидазы гидролизуют малые олигомеры.

Многие исследователи подчеркивают многокомпонентность целлюло-золитических ферментов и предполагают, что механизм действия этих компонентов целлюлазы различен (Михайлова Р. В., Лобанок А. Т., 1975).

Пектиновые вещества кормов подвергаются комплексом пектолитиче-ских ферментов гидролитическому расщеплению и распаду путем трансэлиминирования. В состав комплекса входят пектинэстеразы, полигалактурона-зы, полиметилгалактуроназы и пектаттрансэлиминазы. Пектинэстераза гид-ролизует сложноэфирные связи пектина. В продуктах реакции обнаруживают метиловый спирт, пектиновую кислоту, полностью лишенной метоксильных групп. Полигалактуроназы расщепляют а-1,4-Д-галактуронидные связи в пектине и пектовой кислоте. Пектаттрансэлиминаза удаляет активированный водород у 5-го атома углерода, что приводит к появлению двойной связи между 4-ым и 5-ым атомами углерода и расщеплению в положении Р-эфирокарбонильной группы.

Гемицеллюлоза расщепляется набором гемицеллюлаз, большинство из которых не изучено. В продуктах гидролиза гемицеллюлозы образуются ксилоза, манноза, галактоза, арабиноза, фруктоза и галактуроновая кислота (Ка-лунянц К. А. и соавт., 1980).

В целом, клетчатка служит микроорганизмам энергетическим материалом, в результате сбраживания которой образуются летучие жирные кислоты, имеющие большое значение в обмене веществ у жвачных. Кроме того, сама клетчатка является активатором ферментативных процессов в пищеварительном тракте и фактором увеличения поверхностной фазы. Как отмечает Федий Е. М. (1977), активация наиболее заметна для амилазы и трипсина тонкого кишечника, а также уреазы толстого кишечника. Им установлено, что оптимальной концентрацией клетчатки в химусе тонкого кишечника является значение близкое 0,8 %. Отклонение от этой величины снижает актив* 9

ность ферментов (опыты на коровах, овцах, 1980). Лигниноцеллюлозный комплекс клетчатки может перевариваться при условии наличия пероксидаз (Wood D.A.et al., 1988; Zhu V.et al., 1999).

Нельзя не принимать во внимание и участие ферментов растительного происхождения, которые при определенных условиях могут способствовать автолизу клеток и тем самым способствовать перевариванию кормов. Особенно возрастает их роль при потреблении животными больших количеств зеленого корма, а также зерна, как злакового, так и бобового.

У жвачных животных переваривание белка в рубце происходит с участием ферментных систем бактерий, микромицетов и простейших. Многие виды микроорганизмов при помощи фиксированных на их поверхности ферментов расщепляют белки корма до пептидов и аминокислот. Электронная микроскопия микрокусочков корма показывает, что при этом бактерии проникают вглубь, образуя своеобразные ходы, и разрывают эти кусочки. Одновременно происходит и гидролиз полисахаридов. Кроме того, часть ферментов выделяется в окружающую среду, где они также вступают в реакции гидролиза.

Участие симбиотической микрофлоры в процессах переваривания кормов в рубце способствует улучшению протеинового питания животных, так как биологическая ценность белка рубцовых бактерий достигает 60-70%, а также обеспечению животных витаминами группы В (Гибадуллина Ф. С., 2000).

В толстом отделе кишечника собственно пищеварение происходит лишь в небольшой степени, зато бактериальные процессы протекают очень интенсивно. Из углеводов, в первую очередь, сбраживается целлюлоза, образующиеся при этом уксусная, масляная, пропионовая кислоты всасываются стенкой кишечника. Белковые вещества подвергаются воздействию гнилостной микрофлоры с образованием веществ, относящихся к группе фенолов. Там же с помощью бактерий происходит инактивация многих пищеварительных ферментов (Шлыгин Г. К., 1967).

В работах Desnuelle P. (1973) показана динамика адаптации пищеварительных ферментов к пищевым факторам. При большом поступлении крахмала отмечается повышение амилолитической активности, а при большом поступлении казеина - повышение активности химотрипсина и трипсина. Подобные изменения отмечались как в ткани самой поджелудочной железы, так и в поджелудочном соке. Однако не было установлено прямой корреляции между содержанием жира в рационе и активностью липазы. Геруновым В. И. (1980) отмечены идентичные изменения при скармливании бычкам высоких доз амидоконцентратных добавок. Морфологическая перестройка поджелудочной железы проявлялась, в основном, гипертрофическими процессами.

В проявлении активности пищеварительных ферментов наблюдается определенный суточный ритм. Так, по сообщению Щербакова Г. Г., Ефимова А. А. (1979) наибольшая активность мальтазы, глицил-1-лейциндипептидазы и щелочной фосфатазы слизистой тонкой кишки телок проявляется в утренние часы. В течение дневного времени активность прямо коррелирует с приемом пищи.

Некоторыми исследователями высказывалось мнение (Таранов М. Т., 1976) о том, что функциональное состояние ферментных систем пищеварительного тракта животных обеспечивает достаточно высокое переваривание питательных веществ кормов. Вместе с тем, коэффициенты переваримости питательных веществ характеризуются относительной стабильностью, а значительная часть питательных веществ остается в непереваренной фракции. Здесь следует обратить внимание на значение аллостеричеких эффекторов и зависимость интенсивности гидролитических процессов от скорости всасывания продуктов пищеварения.

На примере всасывания продуктов гидролиза белка показано, что после всасывания через стенку кишечника аминокислоты могут выполнять различные функции, принимая участие в синтезе белка (очень активного в это время) или поступают в воротную вену (Pepa А. и др., 1980). На высокую noil

требность в аминокислотах слизистой кишечника, что особенно заметно для некоторых аминокислот при использовании несбалансированных рационов, указывают ИгеЬйШ 3. е1 а1. (1969), Агпа1 М. а1. (1971).

Исследования, проведенные Elwyn Б. Н. е! а1. (1968), показывают, что у собак в течение 24-х часов после скармливания мяса количество поступивших в кровь аминокислот превышает их количество в съеденном корм�