Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1 Система пищеварения птицы 10
1.2 Биологическая роль фитазы 21
1.3 Фосфор, фитаза и окружающая среда . 37
2. Материал, методика, условия проведения исследований и изучаемые показатели 41
2.1 Материалы, методика и условия проведения опыта 41
2.3. Учитываемые показатели 49
3. Эффективность применения кормовой добавки «Агрофит» при выращивании перепелят на мясо, научный опыт 53
3.1 Влияние применения ферментной кормовой добавки «Агрофит» на зоотехнические показатели и мясную продуктивность 53
3.2 Влияние применения ферментной кормовой добавки «Агрофит» на гематологические показатели 65
3.3 Влияние внесения кормовой добавки «Агрофит» на переваримость питательных веществ 68
4. Влияние кормовой добавки «Агрофит» при выращивании перепелов на мясо, производственная проверка 71
5. Экономическая эффективность применения кормовой добавки «Агрофит» в кормлении перепелов 78
Обсуждение результатов исследования 82
Заключение 88
Список литературы 91
Приложения 109
- Система пищеварения птицы
- Фосфор, фитаза и окружающая среда
- Влияние применения ферментной кормовой добавки «Агрофит» на зоотехнические показатели и мясную продуктивность
- Экономическая эффективность применения кормовой добавки «Агрофит» в кормлении перепелов
Система пищеварения птицы
Использование питательных веществ из рациона является ключевым элементом в нормальном функционировании организма птицы.
Пищеварительная система птиц является простой системой, и, следовательно, рацион должен быть хорошего качества и состоять из легко усваиваемых ингредиентов, если птица должна соответствовать уровню, требуемому на современном коммерческом птицеводческом предприятии. Хорошее рабочее знание системы и того, как она выполняет свои функции, необходимо для эффективного управления птицеводческим стадом и, следовательно, изучение пищеварительной системы и процесса пищеварения и обмена веществ является важным аспектом в птицеводстве [1,2,17].
Характер приема пищи и ее прохождение через пищеварительную систему являются основными факторами, влияющими на секреторную и, следовательно, пищеварительную деятельность. Пищеварительная система птицы состоит из пищеварительного канала, по которому пища проходит после еды, где остаточные отходы выводятся из организма вместе с печенью и поджелудочной железой. Пищеварительная система отвечает за прием пищи, расщепление ее на составляющие питательные вещества и всасывание их в кровоток, а также устранение отходов этого процесса. Печень производит желчь и связана с метаболизмом питательных веществ вместе с рядом других функций. Основной функцией поджелудочной железы является выработка пищеварительных ферментов и особые соединения, называемые гормонами [61,70].
Пищеварительный тракт.
Пищеварительный канал представляет собой длинный трубчатый орган, который начинается в клюве и заканчивается вентиляционным отверстием или клоакой в брюшной области. Обычно пищеварительный канал имеет слои мышц, которые проходят вдоль и вокруг него и выстланы слизистыми оболочками. Железы, которые производят важные пищеварительные соки находятся в разных местах канала. Питательные вещества от еды, после пищеварения, поглощены через стену алиментарного канала в циркуляторную систему для перехода к печенке или другим частям тела. Оставшиеся отходы выводятся из организма через клоаку или вентиляционное отверстие.
Структура рта. У птиц нет губ и щек, вместо этого у них есть клюв, который является областью плотной и роговой кожи, лежащей на нижней челюсти и острых костях, которые служат костной основой. Зубов нет. Так называемый яйцевой зуб, обнаруженный на конце клюва недавно вылупившихся цыплят, помогает им расколоть скорлупу яйца при вылуплении и исчезает через день или два. Твердое небо, образующее «крышу» рта, представляет собой длинную, узкую срединную щель, сообщающуюся с полостью носа. Твердое небо имеет пять поперечных рядов, обращенных назад твердых конических сосочков. Многочисленные протоки слюнных желез прокалывают твердое небо, чтобы выпустить их секрецию в полость рта [54,73,78,87].
Слюнные железы. Толстый слой многослойного плоского эпителия, покрывающий свободную поверхность называется слюнными железами. Они проходят по всей длине твердого неба, группы желез сливаются в одну массу железистой ткани под эпителием. В составе большинства желез находится лимфоидная ткань.
Слюнные железы:
1. Верхнечелюстной - в верхней части рта;
2. Небные - по обе стороны носового отверстия в верхней части рта;
3. Паращитовидные железы - в верхней части глотки, с каждой стороны общее отверстие для евстахиевых труб (евстахиевы трубы соединяют среднее ухо со ртом и их функция заключается в выравнивании давления воздуха с каждой стороны барабанной перепонки в ухе);
4. Передние поднижнечелюстные железы - в углу, образованном соединением верхнего и нижнего клюва или нижней челюсти;
5. Задние поднижнечелюстные железы;
6. Языковые железы - на языке;
7. Крико-аритеноидные железы - вокруг голосовой щели;
8. Небольшая железа в углу рта.
Глотка и язык.
Глотка неразрывно связана со ртом и следует за ним.
Комбинированную полость рта и глотки называют ротоглоткой. Общее отверстие для двух евстахиевых труб расположено в середине его спинной стенки. Язык длинный и заостренный и соответствует форме клюва, в котором он работает. Эпителий языка толстый и роговой, особенно к кончику. На заднем конце расположен поперечный ряд простых, крупных и ороговевших сосочков, кончики которых направлены к задней стенке полости рта. Подъязычная кость обеспечивает основу для поддержки языка. Небольшие участки лимфатической ткани расположены по всему кориуму. Слизистые железы расположены на языке с короткими протоками, направленными назад. Некоторые считают, что есть вкусовые рецепторы, расположенные на языке, но это предположение не является общепринятыми. Рот имеет две основные функции: подбирать частицы пищи и направлять пищу в пищевод. [33,35,63].
Пищевод, зоб и железистый желудок. Пищевод широкий и способен значительно растягиваться. Он соединяет область рта с зобом в тесной связи с трахеей. Зоб представляет собой большое расширение пищевода, расположенное непосредственно перед тем, где пищевод входит в грудную полость. Зоб обеспечивает способность удерживать пищу в течение некоторого времени, прежде чем начнется дальнейшее пищеварение. Эта способность позволяет птице принимать пищу через определенные промежутки времени, но при этом и обеспечивает непрерывное пищеварение. Внутри грудной полости пищевод входит или становится железистым желудком. Стенка пищевода состоит из четырех слоев ткани, самым внутренним из которых является слизистая оболочка. Слизистая оболочка является важным барьером для проникновения микробов, и слизистая, которую она производит, является смазкой, которая помогает прохождению пищи по пищеварительному каналу. Структура зоба аналогична структуре пищевода, за исключением того, что у птиц нет желез. У уток и гусей есть железы в слизистых оболочках зоба. У голубей поверхностные клетки зоба отшелушиваются во время высиживания, чтобы сформировать голубиное молоко, которое используется, чтобы накормить маленьких голубей в гнезде. Железистый желудок относительно небольшой и трубчатый. Стенка его очень толстая и состоит из пяти слоев: наружная серозная оболочка; мышечный слой состоит из трех отдельных слоев (два тонких продольных слоя и толстый круговой слой); слой рыхлой соединительной ткани, содержащий кровеносные и лимфатические сосуды; толстый слой, состоящий в основном из железистой ткани и слизистая оболочка. Железы образуют большую часть толщины органа. Простые одиночные железы группируются в дольки, каждая из которых сходится в общую полость у поверхности. Полости сходятся, образуя общий проток, который ведет к поверхности через вершину небольшого сосочка (рисунок 1).
Фосфор, фитаза и окружающая среда
Включение микробных фитаз в рацион свиней и птицы было обусловлено необходимостью снижения экскреции Р и ее потерь в окружающую среду. Избыточные концентрации P являются наиболее частой причиной эвтрофикации рек, озер и водохранилищ. Поверхностный сток из почв с накопленным P ускоряет эвтрофикацию, что может привести к токсичному цветению водорослей и гибели рыб. Следовательно, любое сокращение фосфора, выделяемого моногастричными животными, приносит пользу как окружающей среде, так и устойчивому производству. В наиболее часто цитируемой работе по исследованию микробной фитазы Simons et al. (1990) продемонстрировал потенциал микробной фитазы для снижения экскреции Р. Эти исследователи обнаружили, что 1500 FTU kg-1phytase активность, в сочетании с уменьшением в рационе Р (с 0,75 до 0,4 г/кг) и Са (с 0,9 до 0,66 г/кг), уменьшили экскрецию Р в среднем на 61%. В экспериментах Zyla et al. (2001) полностью исключил фосфат дикальция из рационов бройлеров в основе которых была кукуруза и соя, что снизило уровни не фитатного Р (с 0,4 до 0,17 г/кг) и Ca (с 0,98 до 0,59 г/кг). В рацион была включена комбинация фитазы и кислой фосфатазы. В исследовании 43-дневного кормления этот режим привел к 45-процентному сокращению содержания в помете фосфора (14,8 г/гол. против 26,8 г/гол). Кроме того, экзогенные ферменты значительно повышали выход туши (71,3% против 69,1%) и конверсию корма (1,86 против 1,97), наблюдалось небольшое увеличение живой массы (2124 г/гол. против 2215 г/гол.) [3, 6,31,104].
Уровни спецификации питательных веществ, концентрации фитатов и коэффициенты включения фитазы в рационы моногастричных являются критическими интерактивными переменными. Вероятно, что высокие уровни питательных веществ могут соответствовать антипитательным свойствам пищевых концентраций фитата и отрицательно сказываться на добавление фитазы. Следовательно, один из подходов заключается в том, чтобы соответствующим образом уменьшить характеристики питательных веществ и противодействовать потенциальному снижению производительности роста с добавлением фитазы [47,62,96].
Влияние фитазы на доступность белка/аминокислоты, степень ввода, при которой усвоение белка/аминокислоты повышается, является переменной, и эта тема остается спорной. Наблюдаемая вариабельность обусловлена рядом факторов, в том числе: выбором инертного маркера для анализа усвояемости; различиями между типами ингредиентов; диетическими уровнями Ca и P; и работой электролитного баланса. Дополнительно способствующими факторами являются: возраст птицы, усвояемость аминокислот, источники и концентрации фитата в рационе, аминокислотные характеристики рационов, уровень включения и тип добавляемой фитазы.[114,127,138,147] Для определения последствий этих изменений необходимы исследования. В настоящее время механизмы, лежащие в основе белок-ассоциированных ответов на добавленную фитазу, остаются в значительной степени спекулятивными. Было высказано предположение, что ключевым механизмом снижения переваримости пищевых аминокислот может быть образование в желудочно–кишечном тракте бинарных белково-фитатных комплексов, невосприимчивых к пепсиновой активности (Selle et al., 2000). Отрицательно заряженный фитат взаимодействует с основными аминокислотами (лизин, гистидин, аргинин) с образованием бинарных белково–фитатных комплексов, когда рН кишечника меньше изоэлектрической точки протеинов (Cosgrove, 1966). Комплексное образование между глобулином семян кунжута и фитатом натрия описано как бифазная реакция (Rajendran and Prakash, 1993). На начальном быстром этапе фитат связывает белок с помощью сильных электростатических притяжений; за этим следуют взаимодействия между белками, достигающие кульминации в осадках, когда белково–фитатные комплексы превышают критический размер. У птицы образование бинарных белково-фитатных комплексов чаще всего происходит в кислых среде провентрикула. Поскольку экзогенная фитаза в основном активна в культуре, из этого следует, что фитаза частично предотвращает образование белково–фитатных комплексов путем предварительного гидролиза фитата. Важно отметить, что Asdiscussed Selle et al. (2000), в своих работах показывали что белково-фитатные комплексы практически не расщепляются пепсином. Vaintraub and Bulmaga (1991) объясняли это снижением растворимости и структурными изменениями белка после агрегации с фитатом. Недавно Cowieson et al. (2004) сообщили, что фитат значительно увеличил экскрецию общих эндогенных аминокислот у бройлеров (112 мг/гол. за 48 ч против 87 мг/гол. за 48 ч), которая была улучшена фитазой. Повышенные потери аминокислот были связаны с фитатным стимулирующим секрецией желудочно-кишечных мукопротеинов. После желудочной инстилляции было показано, что пепсин увеличивает секрецию муцина у крыс (Munster et al., 1987); это может быть актуально, поскольку фитат делает белок трудно расщепляемым к активности пепсина, что может привести к избытку "свободного" пепсина в провентрикуле. Предполагают, что белковый эффект фитазы в значительной степени связан с фитатом, мешающим двойной роли пепсина в инициировании и регулировании белкового пищеварительного процесса (Khrehbieland Matthews, 2003) [4,9,43,87,100,142,145,149]. Проведя анализ литературы, связанной с темой диссертации, можно сделать вывод, что фитаза – фермент из группы фосфатаз, имеет несколько типов, отличающихся строением, молекулярной массой, механизмом действия и рядом других свойств, с начала двадцатого века получил широкое распространение на рынке кормовых добавок. Ферментные кормовые добавки, а именно, содержащие в себе фермент фитазу, позволяют повысить степень использования фосфора растительных кормов, тем самым повышая продуктивность птицы и качество продукции.
Влияние применения ферментной кормовой добавки «Агрофит» на зоотехнические показатели и мясную продуктивность
Из данных таблицы 6 следует, что средняя живая масса одной головы при убое в контрольной группе оказалась равной 252,06 г при среднесуточном приросте 5,84 г, при этом в опытных группах эти показатели были выше на 3% по второй группе, 4,5% по третьей , 1% по четвертой. Затраты корма на 1 кг прироста живой массы оказались на 7-12% ниже во 2-4 группах по сравнению с 1 (контрольной).
Изменения живой массы на всем периоде научного опыта представлено в таблице 5, а также отражена графически на рисунке 5.
В первые две недели выращивания масса перепелят во всех группах находилась приблизительно на одном уровне, во второй период выращивания (с 21 дня и до убоя) показатели опытных групп существенно превышали контрольную. К 6-ти недельному возрасту живая масса перепелят опытных групп 2 и 3 практически не различалась, а перепела в 4 опытной группе были чуть меньше по сравнению с контролем. Самыми крупными оказались перепела 3 группы, их живая масса на 1,2–4,47% превосходила живую массу перепелов в других группах. Среднесуточный прирост перепелов 3 опытной группы также был самым высоким: за 6 недель он составил в среднем 5,12 г, что на 1,47–4,7% выше, чем в остальных группах. Динамика расхода корма на прирост живой массы в группах с содержанием фермента в среднем была на одном уровне во всех опытных группах, но в 3 опытной на 12% больше с контрольной. Мясные качества перепелов (анатомическая разделка тушек, при которой учитывается масса грудных и ножных мышц, а также субпродуктов), представлена ниже в таблице. За исключением убойного выхода, одними из основных показателей мясных качеств перепелов является масса грудных и ножных мышц. В оценке мясных качеств были задействованы только самцы (по 3 гол. в группе), таблица 6.
Лучший убойный выход тушек был у 2 группы (дозировка 50 г/т). Но выход грудных мышц был достоверно выше в 3 группе на 1,89 - 5,54% по сравнению с другими группами. Выход ножных мышц был также лучшим в 3 группе на 1,8-2,19% по сравнению с остальными. По совокупности показателей, определяющих мясную продуктивность птицы (живая масса, среднесуточный прирост, расход корма на единицу продукции, мясные качества), для выращивания перепелят на мясо можно рекомендовать дозировку 75 г/т (3 группа), она имела лучшие показатели.
Мясные качества перепелов (анатомическая разделка тушек, при которой учитывается масса грудных и ножных мышц, а также субпродуктов), представлена ниже в таблице 7.
Отбор проб мышц осуществляли во время анатомической разделки тушек, химический состав мышц определяли по общепринятой методике методическому руководству оценки качества яиц и мяса птицы (В.И. Фисинин, А.Н. Тишенков). В результате использования фермента, по итогам химического анализа грудных и ножных мышц перепелят, содержание белка в грудных мышцах было выше на 0,8-1,4 % по сравнению с контролем, в бедренных мышцах на 1-1,2% достоверно выше контроля. Содержание жира достоверно увеличилось как в грудных, так и в бедренных мышцах на 0,08-0,26 %. При этом зольность мяса в грудных мышцах достоверно снизилась на 0,23 % только в 3 группе, а в бедренных мышцах достоверно ниже на 0,18-0,40%, что свидетельствует о повышении питательной ценности мяса.
Костные ткани образуют скелет, защищают внутренние органы от повреждений и конечно же являются важнейшим депо минеральных веществ в организме птицы. Костная ткань рассматривается как многофункциональная система, обладающая высокой метаболической активностью, и очень чувствительной к воздействию экзогенных и эндогенных факторов, а также является важнейшим депо минеральных веществ, участвует в регулировании минерального гомеостаза в организме птицы, а также взаимосвязи происходящих в ней метаболических процессов с другими системами организма. Главной особенностью костной ткани является способность её органической части минерализоваться. В процессе онтогенеза костная ткань постоянно находится в состоянии обновления и ремоделирования. Развитие нормального костяка связано с обеспечением растущего организма птицы минеральными веществами.
При включении в состав рациона перепелов ферментной кормовой добавки в различных дозировках отмечалась тенденция к увеличению золы, кальция и фосфора в исследуемых костных тканях. На рисунке 6 отображено содержание золы в опорных конечностях (большеберцовая и бедренная кости) и грудной кости, что является одним из важных показателей, характеризующих уровень минерализации. Большей зольностью отличились кости опорных конечностей. Большеберцовая кость является одной из наиболее функционально нагруженной и минерализованных костей скелета птицы, поэтому содержание золы в ней во многом отражает степень минерализации скелета перепелят в целом. Статистически достоверное увеличение золы во всех изучаемых костных тканях было зафиксировано при добавлении фермента в количестве 75 г/т и 100 г/т, а именно в 3 и 4 группах. Содержание золы с использованием фермента достоверно увеличилось на 6,04-6,24% в большеберцовых костях, на 1,39-4,4% в бедренных и на 1,78 – 5,58% в грудных костях, по сравнению с контрольной группой.
Экономическая эффективность применения кормовой добавки «Агрофит» в кормлении перепелов
В таблицах 18 и 19 представлена экономическая эффективность производственных затрат научно-хозяйственного опыта и производственной проверки. Стоимость одного кг мяса (в реализацию) на период исследований составляла 750 руб./ кг, стоимость комбикорма в среднем за первую и вторую фазы выращивания была 28,55 руб./кг. Стоимость ферментного препарата на период 2017/2018 гг. составляла 300 руб./кг. Введение в рацион кормовой ферментной добавки в небольших дозировках практически не влияло на стоимость 1 кг комбикорма.
Уровень рентабельности (рисунок 8) в научно-хозяйственном опыте в группах с добавлением фермента «Агрофит» был выше на 2,46-3,62% по сравнению с контрольной группой.
Та же тенденция отмечается и в производственной проверке, где уровень рентабельности (рисунок 9) у животных, получавших в 75 г/т изучаемого препарата, был выше контроля на 1,6%.
Одним из важнейших условий успешного разведения перепелов и получения прибыли от перепеловодства является организация их полноценного кормления, а также разработка научно обоснованных норм питательности их рациона. Обеспечение птицы питательными веществами в необходимом количестве будет способствовать максимальному проявлению продуктивности при сохранении высокого качества продукции. Эта птица очень чувствительна к качеству компонентов корма, кроме того комбикорм для перепелов должен соответствовать основным требованиям: сбалансированность, высококалорийность, необходимая степень измельчения. У перепелов один из самых интенсивных процессов обмена веществ среди птиц, что обуславливает определенные требования к используемым кормам. В последние годы селекция в птицеводстве, особенно при выращивании на мясо, направлена на высокую скорость роста. Это направление в науке не может не оставить негативный след в нормальном функционировании обмена веществ в организме молодняка, так как развитие костяка у него отстает от формирования мышечной ткани. В связи с этим в раннем возрасте часто отмечают хондродистрофию, дисхондроплазию большой берцовой кости, «скрюченность», рахит. Установлено, что для обеспечения максимальной скорости роста, высокой скорости процесса костеобразования, снижения количества аномалий ног уровень кальция и доступного фосфора в стартовых рационах молодняка должен составлять 0,6% соответственно при соотношении кальция и фосфора 2:1.
Фитиновый фосфор зерна усваивается у птицы только на 25-30%. Поэтому ввод кальция до нормы в рационах без кормов животного происхождения делает фосфор остродефицитным элементом. Но, кроме того, фосфор играет большую роль в обмене энергии, углеводов и жиров, выполняет функцию буфера в крови. Он входит в состав многих очень важных веществ, таких как нуклеиновые кислоты, макроэнергетические молекулы, ферменты, гормоны и др. Низкая концентрация фосфора неминуемо приведет к понижению его всасывания в организме. Недостаток фосфора всегда оборачивается недостатком кальция, в следствии чего стимулируется выработка тиреокальцитанина (гормона щитовидной железы), который блокирует всасывание из кишечника как кальция, так и фосфора. Следовательно, как только в рационе птицы будет зафиксирован дефицит фосфора при избытке кальция, организм не сможет всасывать не только этот избыток кальция, но и физиологическую его норму. Поэтому как избыток, так и недостаток фосфора в рационе влечет за собой негативные последствия для развития организма птицы.
Фитазы - ферменты, которые инициируют удаление фосфата из фитата. Этот энзим широко был используется в питании животных, особенно у моногастричных, для увеличения использования фосфора и для уменьшения загрязнения окружающей среды. Организм птицы не в состоянии синтезировать фитазу. Литературные данные о степени усвоения птицей фитатного фосфора разноречивы. По-видимому, это обусловлено различиями в составе экспериментальных рационов, уровне витамина D, возрасте птицы, а возможно, и использованием разных критериев усвояемости фосфора. Эти соединения первично расщепляются в желудке и подвергаются воздействию желудочного сока, при этом происходит частичное отщепление фосфорной кислоты от органических соединений. В просвете кишечника при соединении кальция с фитиновой кислотой может образоваться нерастворимый фитат кальция, вследствие чего абсорбция кальция ухудшается. В свою очередь, увеличение уровня кальция в рационе снижает степень расщепления и использования фитата. Микроэлементы (медь, марганец, цинк, железо), которые поступают в организм птицы с кормом в составе растительного сырья, также связываются фитиновой кислотой в нерастворимые и не усваиваемые организмом соли.