Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние углеводного питания коров на молочную продуктивность, состав и технологические свойства молока

ВАК РФ 06.02.02, Кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Кашина, Евгения Дмитриевна, Нижний Новгород



/"> -> > / П Г~ Г',, IV

» V» — <' п """

Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия

На правах рукописи

Кашина Евгения Дмитриевна

ВЛИЯНИЕ УГЛЕВОДНОГО ПИТАНИЯ КОРОВ НА МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ, СОСТАВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

МОЛОКА

06.02.02 - кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

И. А. ЗИМНОВИЧ

Научный консультант:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

В.Н.ЧИЧАЕВА

Нижний Новгород 1999 год

ОГЛАВЛЕНИЕ С

Введение........................................................................................3

1 .Обзор литературы...........................................................................5

1.1.Роль углеводов в пищеварении жвачных животных..............................5

1.2.Количество и соотношение сахара и крахмала в рационах коров..........................................................................................15

1.3 .Качество молока и молочных продуктов при разном углеводном питании коров...........................................................................................22

2.Цель, задачи и методика исследований...............................................29

2.1.Цель и задачи исследований..........................................................29

2.2.0бщие и частные методы исследований.................. ..........................30

3.Результаты исследований...............................................................36

3.1.Химический состав и питательность кормов......................................36

3.2.Кормление коров.............................. ..........................................42

3.2.1 .Кормление стельных сухостойных коров.......................................46

3.2.2.Кормление лактирующих коров...................................................48

3.3.Результаты опытов по определению переваримости и баланса

веществ........................................................................................51

3.3.1 .Первый опыт.............................. ..............................................52

3.3.2.Второй опыт................................................. ..........................55

3.4 .Биохимические исследования........................................................61

3.5 .Молочная продуктивность............................................................63

3.6.Состав, технологические свойства молока........................................67

3.7.Экономическая эффективность......................................................74

3.8 .Производственная проверка........................ ..................................76

4,Обсуждение результатов исследований.................. ............................78

Выводы и предложения.................................. ..................................87

Список использованной литературы..................... ...............................89

Приложения.................................................................................107

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач в животноводстве является познание и раскрытие биологической сущности высокой продуктивности животных. Изучение морфофизиологических и биохимических механизмов высокой продуктивности, условий для максимального проявления генетического потенциала, факторов, влияющих на количество и качество продукции, в том числе за счет изменения соотношения различных питательных веществ в рационах, что ведет к определенной направленности метаболических потоков в организме животного - является одной из фундаментальных проблем современного животноводства. На современном этапе развития животноводства разрабатываются и внедряются элементы новой системы нормирования питания, основанной на более глубоком изучении биологических процессов, протекающих в организме высокопродуктивных животных, необходимых для биосинтеза компонентов молока и улучшения качества получаемой продукции.

В современных условиях при наличии поголовья высокопродуктивных коров с высоким генетическим потенциалом молочной продуктивности очень важно найти оптимальные условия кормления их при подготовке к отелу и после него, позволяющие получать здоровых телят, максимальную молочную продуктивность при эффективном использовании протеина кормов за счет уточнения соотношения протеина и легкопереваримых углеводов в рационах. За последние десятилетия проведена большая работа по изучению влияния кормления коров на продуктивность, состав, свойства молока и молочных продуктов. Корма оказывают как непосредственное влияние на молочную продуктивность, так и косвенное, путем воздействия на микробиологические процессы в рубце и обмен веществ в организме лактирующего животного.

Совершенствование детализированных норм кормления животных с учетом их физиологического состояния не только по содержанию отдельных

питательных веществ, структуре рационов, но и по соотношению в рационах широкого спектра питательных и биологически активных веществ; практическое использование этих норм являются факторами, способствующими существенному повышению продуктивности животных, показателей воспроизводства, эффективности использования и снижения затрат кормов, разработке механизмов управления качеством животноводческой продукции. Наукой и практикой было доказано, что лактационной и воспроизводительной функцией у коров можно управлять прежде всего изменением режимов кормления. Получение максимальной молочной продуктивности, сохранение нормального уровня всех физиологических функций организма, при условии обоснованного планирования интенсивности лактации, использования и накопления резервов тела, должно обеспечиваться за счет полноценного кормления коров во все физиологические циклы их жизни.

Среди комплекса нормируемых показателей и непосредственно влияющих на полноценность кормления высокопродуктивных коров важное значение имеют легкопереваримые углеводы - сахар, крахмал, а также их соотношение с протеином. Однако, единого мнения о наиболее оптимальном уровне сахара и крахмала в рационах коров нет и требуются дополнительные исследования.

В большинстве проведенных исследований основное внимание обращалось на изучение обмена веществ, биохимических показателей крови, переваримости и балансов веществ, молочной продуктивности. Вместе с тем влиянию различного углеводного питания коров на состав, физико-химические и технологические свойства молока, имеющих важное значение для производства высококачественных молочных продуктах, в этих работах уделялось недостаточное внимание.

В этой связи совершенствование рационов коров по содержанию легкоферментируемых углеводов (сахар, крахмал) и протеина с учетом

внешних условий, внедрение их в хозяйственную практику является фактором дальнейшего повышения продуктивности коров, эффективности использования кормов, увеличения выхода молочных продуктов и улучшения их качества при производстве и хранении.

1. Обзор литературы

1.1 .Роль углеводов в пищеварении жвачных животных

Углеводы имеют большое значение для животных поскольку являются главной составной частью сухих веществ растительных кормов, используются в качестве источника энергии, структурных элементов клеток, составных частей ферментов и гормонов. Регулировать образование отдельных продуктов ферментации в рубце, повышать их использование организмом животного можно соответствующим кормлением (Н.В. Курилов, А.П. Кроткова, 1971; А.П. Калашников, 1968). Наибольшее значение в питании жвачных из углеводов имеют клетчатка, сахара и крахмал, одновременно являющиеся не только питательными веществами для организма хозяина, но и основной пищей для многочисленных микроорганизмов, населяющих их преджелудки. Микроорганизмы рубца способны расщеплять углеводы и использовать их в качестве источника энергии. Большое количество полисахаридов, таких как крахмал, целлюлоза расщепляются до стадии моносахаридов. Простые сахара, получаемые животными с кормом или образуемые в рубце при разрушении микроорганизмами полисахаридов, быстро сбраживаются до летучих жирных кислот (ЛЖК) - уксусной, пропионовой, масляной (А.А.Алиев, 1997; Lindsay D.B., 1970).

Летучие жирные кислоты, в свою очередь, всасываясь из преджелудков, в стенке рубца и, в основном, в печени, подвергаются дальнейшим превращениям. Одновременно, с расщеплением углеводов в рубце происходит синтез микробных полисахаридов, которые перевариваются

в сычуге и тонком кишечнике (C.L. Davis, D.E. Bauman,1974; П. Мак-Дональд, Р. Эдварде, Дж Гринхалдж, 1970; R.O. Othchore, A.D. McGillard, J.W., 1974; А. Spicer е.а.,1986).

Уксусная и масляная кислоты покрывают большую часть энергетического расхода в организме, а также являются основными предшественниками молочного жира и некоторых аминокислот (В.Р. Зельнер, И.П. Духин, Т.Н. Бенедиктова, 1975; Э.Р. Ерсков, 1992; К. Blaxter, 1962, 1969; Н.К. Hendericky, 1973). Пропионовая и частично молочная кислоты, синтезируемые при расщеплении крахмала, используются для синтеза глюкозы. При этом, решающее значение имеет процесс глюконеогенеза из пропионовой кислоты, синтез лактозы и образование энергии при окислении ацетата (А.П. Кроткова, Н.В. Курилов, 1966; Р. Даугерт, 1973; E.F. Annison, RA. Leng, D.B. Lindsay, R.R. White, 1963; B.J. Cottyn, Ch.V. Bouegue, F.X. Buysse, 1970).

К настоящему времени достигнут значительный прогресс в идентификации наиболее критических нутриентов, лимитирующих образование молока. Глюкоза среди них занимает высший приоритет в метаболизме молочной железы. Сдвиги в соотношении образуемых продуктов неизбежно оказывают влияние на степень превращения энергии корма в промежуточные продукты, используемые тканями животного для образования продукции. Так, изменения молярного соотношения между ацетатом и пропионатом от 5:1 до 1:1 повышают эффективность превращения энергии субстратов в продукты синтеза от 75до 85% (И.К. Медведев, 1997).

Обычно за счет углеводов, и в меньшей степени за счет жира и протеина удовлетворяется потребность организма в энергии. Конъюнктура на рынке кормов такова, что углеводы являются самым дешевым и доступным источником энергии в рационах. Поэтому стоит задача максимального использования их в качестве источника энергии.

Между тем, в тканевом обмене углеводы являются абсолютно необходимыми структурными и энергетическими метаболитами. За счет углеводов происходит обеспечение энергией всех тканей, особенно нервной и мышечной. Осмотическая работа почек также осуществляется за счет энергии углеводов. Из глюкозы синтезируется лактоза и глицерин триглицеридов молочного жира. Значительное количество углеводов входит в состав мукополисахаридов, нуклеиновых кислот и гликопротеидов. Наиболее мобильный энергетический резерв организма - гликоген, представляет собой полисахарид, мономером которого является глюкоза. Лишь в присутствии достаточного количества гликогена печень способна полноценно осуществлять детоксицирующую функцию. Большое значение имеют место и скорость переваривания углеводов для жвачных животных (В.М. Мартюшов, A.B. Лысов, 1998).

Крахмал обычно служит микроорганизмам источником энергии в том случае, когда более растворимые источники углеводов исчерпаны. Установлено, что крахмал почти полностью сбраживается в рубце, хотя его ферментация протекает менее активно, чем сахара. Переваривание крахмала в рубце происходит за счет амилаз бактерий (Л.К. Эрнст, 1982; Е.С. Воробьев, A.B. Гарист, Н.П. Волков, 1986; З.Л. Шиман, 1970; D.C. Armstrong, 1965).

Добавление крахмала обычно сопровождается понижением переваримости целлюлозы и сырой клетчатки. Причиной этого факта является снижение pH, вызываемое продуктами сбраживания крахмала ниже оптимума действия целлюлазы, а также конкуренция амилолитических и целлюлозолитических микроорганизмов, расщепляющих крахмал при даче богатых крахмалом рационов (Е. Mayor, 1986).

Изучая влияние фракций углеводов на переваримость веществ И.А.Зимнович (1984) отмечал, что наилучшая переваримость клетчатки при кормлении коров (64-67%) достигается на рационах с содержанием крахмала

от 11 до 14%. С увеличением крахмала с 14 до 37% в рационах при откорме бычков переваримость клетчатки снижается с 52 - 54% до 15% (р<0,001), а коэффициент переваримости крахмала возрастает с 87 до 98% (р<0,05). Это связано со снижением величины pH в рубцовой жидкости, развитием инфузорий и бактерий. Аналогичная закономерность установлена и при кормлении лактирующих коров. Это подтверждается В. Piatkovski, S. Nagel, U. Brockmann (1986), которые отмечают, что скармливание кормовой свеклы в количестве не более 3 кг сухого вещества суточного рациона положительно действует на ферментационные процессы в рубце и расщепление клетчатки, тогда как скармливание зерна снижает поедаемость грубого корма.

С повышением уровня сахара в рационах коров с 0,5 до 1,0 или 1,5 г на

1 г протеина улучшается переваримость сухих и органических веществ соответственно на 1,8-3,4% и 2,6-4,0%, сырого протеина на 1,7-2,3% и БЭВ на 3,5-7,2%, а переваримость клетчатки, наоборот ухудшается на 3,1-3,4% (р>0,95). При этом лучше используется азот (на 3,66-10,02 г, р>0,95); меньше его выводилось с калом, больше откладывалось в теле и выделялось с молоком (Савченко Ю.И., 1991).

Повышение доли сахара до 15% в сухом веществе рационов с содержанием клетчатки более 18%, но бедных крахмалом, не оказывает отрицательного влияния на переваримость клетчатки. При содержании сахара более 10% и одновременном увеличении крахмала более 15% переваримость первого снижается на 2 - 10% (р<0,05). Различные фракции углеводов оказывают влияние не только на переваримость веществ^ но и на их дальнейшее использование в организме жвачных животных. Это является доказательством того, что доля клетчатки, сахара и крахмала при интенсивном производстве молока и говядины не может быть одинаковой. При производстве молока потребность в сахаре в 2 - 3 раза, в клетчатке в 1,5 -

2 раза выше, чем при интенсивном производстве говядины, а по крахмалу -наоборот (И.А. Зимнович, 1984).

Сахара рациона вследствие быстрой ферментации в рубце жвачных не могут быть источником питания для микрофлоры, синтезирующей бактериальный белок, на протяжении длительного времени. Поэтому разумное сочетание сахара и крахмала с протеином повышает усвояемость питательных веществ рационов (Б. Пиатковский, 1978).

Недостаток или избыток легкоусвояемых углеводов, а также неправильное их соотношение между собой и с протеином сопровождается нарушением углеводно-жирового обмена и ведет к кетозу из-за повышения в крови уровня кетоновых тел (F.J. Gordon, 1981; P.R. Kroman, 1973; H.R. Marston, 1948). Изменение набора кормов в рационе приводит к изменению соотношения отдельных видов в популяции микроорганизмов рубца, а следовательно, к перестройке направленности биохимической деятельности микрофлоры преджелудков (В.П. Дегтярев, 1968; Б. Пиатковский, 1978).

Введение в рацион достаточного количества кормов, богатых крахмалом или сахаром, повышает степень использования азота корма в рубце жвачных (M.I. Allison, 1969; С.С. Balch, 1967). Вместе с тем, работами многих отечественных и зарубежных авторов показано, что дача животным избыточного количества легкопереваримых углеводов оказывает отрицательное влияние на микрофлору рубца и снижает степень использования азота корма.

Не менее важной функцией легкосбраживаемых углеводов является обеспечение процессов синтеза бактериального белка из простых азотистых соединений. Многочисленные исследования показали, что от наличия углеводов в рационе в значительной мере зависит азотистый обмен в преджелудках жвачных (Н.Ф. Попов, 1957-1965; И.С. Попов, 1946-1960; Н.В. Курилов, А .Я. Маслобоев, H.A. Севастьянова, 1963, 1965; R. Schieman, 1976, 1978; A. Puscher, О. Simon, 1977; R. Hungate, 1966).

«Считается, - пишет Дмитроченко А.П. (1956), что основное значение углеводов в организме - давать энергию для поддержания температуры тела.

Несомненно, эта функция велика. Углеводы обеспечивают ряд процессов обмена в организме, они являются материалом для образования углеводов и жира в молоке, преобразуя жир тела, и участвуют в обмене веществ в мышцах». Сахар и крахмал - полноценные формы углеводов, представляют собой тот пластический материал, который в организме лактирующих коров может непосредственно использоваться для образования жира молока и молочного сахара, а при наличии в рационе оптимального количества азотистых соединений влияют на синтез белков молока (A.A. Зубрилин, 1956).

В процессе биосинтеза микроорганизмы рубца используют полипептиды, амонокислоты и аммиак в качестве материала для построения своего тела. Для этой сложной биохимической реакции необходима энергия, которая обеспечивается за счет углеводов, поступающих с кормом (R. Schieman, W. Jentsh, Н. Wittenburg, 1975). При этом рядом исследований установлено, что кормовые рационы, богатые углеводами, но бедные протеином, не способствуют нормальным обменным процессам в рубце, так же, как и рационы с большим содержанием азотистых веществ, но бедные углеводами. Таким образом, основным условием для нормальных бродильных процессов в рубце является скармливание животным рациона, сбалансированного по сахару и протеину. Проведенные за последние годы научно-хозяйственные опыты показали, что введение в состав рациона легкопереваримых углеводов улучшает жизнедеятельность микрофлоры рубца, в результате чего в преджелудках происходит нормальный распад и синтез питательных веществ и увеличивается продуктивность животных.

Попов Н.Ф. (1