Содержание к диссертации
Введение
2. Основная часть 15
2.1 Обзор литературы 15
2.1.1 Физиологические особенности пищеварения жвачных животных 15
2.1.2 Потребность дойных коров в углеводах, энергии и питательных веществах 19
2.1.3 Способы повышения углеводной полноценности концентратов 29
2.1.4 Гидробаротермический способ обработки концентратов 39
2.1.5 Заключение по обзору литературы 42
2.2 Материал и методы исследований 44
2.3 Результаты исследований 53
2.3.1 Изменения биохимического состава зерна 53
2.3.2 Кормление животных 58
2.3.2.1 Рационы кормления 58
2.3.2.2 Потребление кормов в балансовом опыте 65
2.3.3 Переваримость питательных веществ рационов 67
2.3.4 Использование энергии и обмен азота у лактирующих коров 69
2.3.5 Обмен минеральных веществ 72
2.3.6 Молочная продуктивность и качество молока 76
2.3.7 Воспроизводительные качества коров 81
2.3.8 Гематологические показатели 86
2.3.9 Экономическая эффективность использования зерна гидробаротермической обработки 93
2.3.10 Производственная апробация результатов исследований 95
3. Заключение 105
3.1 Обсуждение результатов исследований 105
3.2 Выводы 114
3.3 Предложения производству 116
3.4 Перспективы дальнейшей разработки темы 117
Список использованной литературы 118
Приложения 146
Приложение I. Акт отбора и постановки животных на опыт 147
Приложение II. Питательность дерти зерносмеси 149
Приложение III. Гидролизат зерновой смеси 150
Приложение IV. Питательность сена 151
Приложение V. Питательность сенажа 152
Приложение VI. Микробиологический состав зерна 153
Приложение VII. Акт отбора и постановки животных для участия в физиологическом опыте 154
Приложение VIII. Результаты исследования проб молока 155
Приложение IX. Результаты исследования проб кала животных 156
Приложение X. Анализ проб мочи животных 157
Приложение XI. Акт о снятии животных с опыта 158
Приложение XII. Акт о внедрении гидробаротермического способа подготовки зерна к скармливанию 159
Приложение XIII. Акт приемки научно–исследовательской работы 160
Приложение XIV. Акт внедрения научно–исследовательской работы 163
- Физиологические особенности пищеварения жвачных животных
- Изменения биохимического состава зерна
- Обмен минеральных веществ
- Гематологические показатели
Введение к работе
Актуальность темы. Обеспечение продовольственной безопасности России возможно только на основе инновационного развития АПК. Проблема с интенсификацией производства продукции животноводства России в новых экономических условиях является одной из актуальнейших, поскольку она непосредственно связана с качеством питания человека и с качеством его жизни в целом. Научный подход к решению столь серьезной задачи необходим, ибо бесспорно, продовольствие все чаще становится рычагом политического и экономического давления в международных отношениях (А. Алтухов, 2014; В.С. Буяров и др., 2015; С. Киселев и др., 2015).
Производство молока во многих хозяйствах рентабельно, кроме того оно
является основным источником ежедневной выручки. Однако производство
молока становится прибыльным только при достаточно высокой
продуктивности дойного стада и высоком качестве молока. От коровы при правильном выращивании и содержании получают по 5-6 тысяч килограммов молока и более в год при жирности 4 % и выше. Поскольку затраты на корма составляют главную статью расходов на получение животноводческой продукции, прогресс в области кормления является главным фактором повышения эффективности его ведения (Ф.И. Васькин и др., 2001).
Приоритетность исследований по питанию связана с ростом генетического потенциала животных, внедрением новых технологий, перспективой и необходимостью повышения конверсии питательных веществ корма в продукцию и общей эффективности отрасли (А.П. Калашников др., 1984, 2000; М. Кирилов, 2004; Л. Гуркина и др., 2007; О. Калмыкова и др., 2009).
Известно, что растительная пища – зерно, другие корма - основная составляющая рационов животных.
Зерно является основным источником энергии в комбикормах для
животных, на его долю приходится до 70 и более процентов (Т.М. Околелова
2001; В.И. Фисинин и др., 2003, И.А. Егоров и др., 2004). Поэтому
рациональное использование зерна представляет практический интерес, и
технология переработки зерна является важной составляющей
кормопроизводства.
Целое зерно плохо переваривается животными, поэтому его
предварительно подвергают дроблению, измельчению. Наукой и практикой
испытаны и предлагаются новые технологии подготовки концентрированных
кормов, при применении которых происходят изменения биохимического
состава. Это поджаривание, осолаживание, дрожжевание, проращивание,
экструзия, микронизация, ферментативная и баротермическая
(барогидротермическая) обработки (С. Лунков и др., 2004; В.С. Токарев, 2008; Д. Погосян, 2011).
Степень разработанности темы. Доказана эффективность применения разновидности баротермической – гидробаротермическая обработка, но она была основана на использовании дробленого зерна (дерти зерносмеси), отрубей, пивной дробины, и конечный продукт имел очень высокую влажность, что создавало определенную проблему в организации кормления (А.И. Панышев и др., 2012, 2013, 2014).
Гидробаротермическая обработка позволяет значительно улучшить качество концентратов, повысить их углеводную полноценность, но удорожает стоимость концентратной части рациона.
Удорожание происходит вследствие использования предварительного дробления зерна, а затем значительного увлажнения, что вынуждало применять ручную выпойку (А.И. Панышев и др., 2012).
Поэтому поиск путей снижения затрат при использовании
гидробаротермической обработки для концентрированных кормов с
одновременным повышением продуктивности животных является актуальным (И.В. Петрухин, 1989; В.И. Фисинин, 2003).
В связи с этим наши исследования были направлены на снижение влажности и использования для гидробаротермической обработки не измельченного, а целого зерна.
Цель и задачи исследования. Цель исследования – выявить влияние зерна гидробаротермической обработки в составе рационов на обмен веществ и молочную продуктивность коров.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
– выявить изменения в биохимическом составе разных видов зерна и в
составе смесей в результате воздействия на них высокой температуры и
давления в водной среде;
– изучить влияние зерна гидробаротермической обработки в составе рациона
на переваримость и усвояемость питательных веществ животными;
– рассчитать балансы энергии, азота, кальция и фосфора;
– определить действие гидролизного зерна на молочную продуктивность и
качество молока;
– оценить воспроизводительные способности животных;
– изучить воздействие экспериментальных рационов на гематологические
показатели коров;
– рассчитать экономическую эффективность использования зерна
гидробаротермической обработки в кормлении лактирующих коров.
Научная новизна. Предложена новая технология гидробаротермической обработки, изучено воздействие гидробаротермического способа обработки на биохимический состав разных видов зерна и в составе смесей, влияние зерновых гидролизатов на обмен веществ и молочную продуктивность коров.
Установлено, что в водной среде в результате повышенной температуры и давления в биохимическом составе зерна происходят изменения, значительно затрагивающие углеводы. Составная часть крахмала – амилопектин (сложный сахар) через стадии декстринизации частично превращается в глюкозу.
Изучены переваримость питательных веществ рационов лактирующими коровами с использованием зерновых смесей, подготовленных к скармливанию разными способами; влияние их в составе рационов на обмен энергии, азота, минеральных веществ, молочную продуктивность коров и гематологические показатели.
Теоретическая и практическая значимость исследований. Результаты,
полученные при выполнении работы, углубляют теорию влаготепловой
подготовки концентратов к скармливанию и непосредственно
гидробаротермической.
Применение гидробаротермического способа в подготовке зерна к скармливанию не требует его предварительного дробления; использования химических препаратов, ферментов, разрушает антипитательные вещества, повышает качество и углеводную полноценность концентратов. Содержание легкоусвояемых сахаров в зерне после обработки гидробаротермическим способом увеличивается в 2 и более раз.
Скармливанием зерна гидробаротермической обработки достигается увеличение уровня содержания сахара в рационах животных на 12,41 %, а это через работу микрофлоры рубца обеспечивает рост надоев на 9,83 % при одновременном повышении массовой доли жира на 0,28 %, массовой доли белка на 0,21 %.
Зерно гидробаротермической обработки получается стерильным от микроорганизмов, его можно свободно вводить в состав кормосмесей через миксерную раздачу, что снижает затраты на раздачу. Использование зерна гидробаротермической обработки в кормлении лактирующих коров уменьшает затраты в производстве молока на 18,68 %.
Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач
использовались стандартные зоотехнические, физиологические и
биохимические методы исследования с использованием современного оборудования.
Изученный материал обработан методом вариационной статистики с применением критерия достоверности по Стьюденту на персональном
компьютере с использованием программ Microsoft Excel 2007 и 2010 и программы Statistica 6.0.
Основные положения, выносимые на защиту:
– гидробаротермической обработкой изменяется биохимический состав любого зерна, в том числе и в составе зерносмесей, увеличивается содержание легкоусвояемых сахаров;
– увеличение сахара в зерне гидробаротермической обработки повышает переваримость лактирующими коровами питательных веществ рационов;
– скармливанием зерна гидробаротермической обработки повышается использование энергии и азота, отложение кальция и фосфора;
– использование зерна гидробаротермической обработки в кормлении коров способствует повышению надоев с хорошими физическими свойствами;
– включение зерна гидробаротермической обработки в рационы коров стимулирует воспроизводительные способности;
– скармливание зерновой смеси гидробаротермического способа обработки улучшает биохимические показатели крови;
– подготовка зерна к скармливанию для коров методом
гидробаротермической обработки экономически целесообразна.
Степень достоверности и апробации работы. Научные положения, выводы и предложения производству, сформулированные автором в диссертационной работе, обоснованы. Они базируются на экспериментальных и аналитических данных, степень достоверности которых доказана путём их обработки методом вариационной статистики.
Выводы и предложения, сделанные автором, вытекают из научных исследований, проведенных на высоком научно-методическом уровне с использованием современных методов анализа и расчетов.
Результаты диссертационной работы доложены и положительно оценены
на Международной научно-практической конференции «Современные
технологии в ветеринарии и зоотехнии. Творческое наследие В.К. Бириха (к 110-летию со дня рождения)» (Пермь, 3-4 апреля 2012); LXXIII Всероссийской научно-практической конференции «Молодежная наука 2013: технологии, инновации» (Пермь, 2013); Всероссийской научно-практической конференции «Молодежная наука 2014: Технологии, инновации» (Пермь, 11-14 марта 2014); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы кормопроизводства и кормления животных» (Пермь, 19 ноября 2014); Всероссийских научно-практических конференциях, посвященной 85-летию образования ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА и 150-летию со дня рождения Д.Н. Прянишникова (Пермь, 10-13 марта 2015; 11-13 ноября 2015); Международной научно-практической конференции (Ростов-на-Дону, 10 августа 2015);
Міжнароднаї конференції «Актуальнi проблеми розвитку свiтової науки» (Київ,
14 вересня 2015); Всероссийской научно-практической конференции
«Молодежная наука 2016: технологии, инновации» (Пермь, 2016); LXXVI
Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых,
аспирантов и студентов «Молодежная наука 2016: технологии, инновации»,
посвященной 150-летию со дня рождения профессора В.Н. Варгина (Пермь, 9-
11 ноября 2016).
Реализация результатов исследований. Результаты исследований
внедрены в ООО «СХП «Труд» Лысьвенского района, ООО «СХПК «Россия»
Кудымкарского района, ООО «МИП «Академия кормов» город Пермь, на
основании их изданы научно-практические рекомендации
«Гидробаротермический способ подготовки концентратов к скармливанию», которые используются в учебном процессе ФГБОУ ВО Пермская ГСХА по направлению подготовки «Зоотехния» по дисциплине «Прогрессивные технологии в кормоприготовлении».
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ, из них в изданиях, определенных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации, – 5.
Структура и объём работы. Работа изложена на 164 страницах компьютерного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов исследований, их обсуждения, производственной апробации, выводов и предложения производству, списка использованной литературы, включающего 278 источников из них – 24 зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 32 таблицами, 8 рисунками и 14 приложениями.
Физиологические особенности пищеварения жвачных животных
Для обеспечения животных полноценным кормлением и содержанием нужно знать их физиологические особенности пищеварения.
У жвачных животных желудок состоит из 4 крупных камер-отделов: книжка, рубец, сычуг и сетка. Исключение среди жвачных - верблюды и ламы, у которых желудок состоит из 3 отделов-преджелудков: рубца, сетки и сычуга.
В сычуге находятся пищеварительные железы, которые вырабатывают желудочный сок. В преджелудках идут сложнейшие пищеварительные процессы, которые осуществляются благодаря симбиозу организма животного с микрофлорой, населяющих преджелудки, потому что в отличие от сычуга там нет желез выделяющих желудочный сок. Данный процесс приспособления появился в ходе эволюции в результате потребления и переваривания животными большего количества разнообразного корма (А.П. Елисеев и др., 1991; В.В. Ковзов и др., 2003).
Пищеварение в рубце. В рубце корм подвергается воздействию микроорганизмов – бактерий, грибков, простейших. Преобразуя поступающее питательное вещество корма в собственную структуру, микроорганизмы после гибели и попадания в сычуг и кишечник, служат основным источником питания для животного организма.
За счет поступления микроорганизмов в сутки взрослые животные получают до 400-470 г полноценного белка, что является удовлетворением своей суточной потребности в нем на 25-35 %.
Кроме того, животное дополнительно использует в метаболических целях промежуточные и конечные продукты бактериальной ферментации. За счет микроорганизмов в преджелудках подвергается расщеплению до 90 % сахаров и крахмала, 70-75 % клетчатки (из которых 25-30 % в толстом кишечнике) и 40-75 % протеина.
Содержимое рубца представляет массу буро-желтого, серовато-зеленого, или интенсивно-зеленого цвета, и имеет сильный, характерный запах. По консистенции содержимое рубца напоминает кашу. В данном отделе жвачных создана идеальная среда для размножения микрофлоры и микрофауны. Постоянно поступающая слюна содержит необходимые для их роста и развития бикарбонаты, натрий, калий, фосфаты, мочевину, аскорбиновую кислоту. Поддерживается постоянная температура (38-40 С) и газовый состав. При сбалансированном кормлении животных реакция среды нейтральная, являющаяся наиболее благоприятной для метаболических процессов, однако допускаются отклонения в слабокислую или слабощелочную среду, рН обычно составляет 6,7-7,1. Значительные отклонения реакции среды в кислую или щелочную стороны ведут к серьезным патологиям рубцового пищеварения, вплоть до полного отмирания простейших микроорганизмов (В.И. Георгиевский, 1990; В.В. Ковзов и др., 2003).
Переваривание углеводов. Клетчатка под влиянием ферментов целлюлазы и целлобиазы выделяемых микроорганизмами в рубце расщепляется до моносахаров. Следом за клетчаткой в углеводном питании жвачных следует крахмал, переваривание которого зависит от его физико-химических свойств и происхождения. Бактерии при сбраживании сахаров выделяют продукты их метаболизма - летучие жирные кислоты (ЛЖК): уксусную (45-76 %), пропионовую (12-29 %), масляную (6-19 %), валериановую (0,6-3,5 %), муравьиную (0-4,5), в течение суток может образоваться до 4 – х литров жирных кислот. Грубые корма активируют появление уксусной и пропионовой кислот, а концентрированные корма - уксусной и масляной. Образовавшиеся кислоты используются организмом для энергетических целей. Предшественником жира в молоке является уксусная кислота; пропионовая – принимает участие в обмене углеводов и синтезе глюкозы, масляная – в синтезе тканевого жира и в качестве энергетического материала. При сбалансированности рациона концентрация ЛЖК в рубце крупного рогатого скота варьируется в пределе от 5 до 15 мг/100 мл, а у мелкого рогатого скота от 4 до 16 мг/100мл (Г.А. Ярмоц, Л.П. Ярмоц, 2016).
Переваривание протеина. Протеин в рубце, расщепляются ферментами протеолитических микроорганизмов до пептидов, аминокислот и аммиака. Также в рубце происходит всасывание аммиака в кровь, который при поступлении в печень превращается в мочевину и частично выделяется с продуктами обмена. Большая часть аммиака после возвращения в полость через стенки рубца продолжает принимать участие в азотистом обмене. В процессе расщепления растительного белка может участвовать небелковый азот.
В основе усвоения азота мочевины проходят процессы микробиологического характера. Выявлено, что в рубце мочевина быстро гидролизуется бактериями с образованием аммиака, используемый в регуляции синтетических процессов. Использование мочевины в небольшом количестве не вызывает осложнений.
Если в рационах животных нужно использовать азотсодержащие вещества небелкового происхождения, то он должен быть сбалансирован по содержанию легкопереваримых углеводов, в противном случае это приведет к образованию большого количества аммиака, который не может быть полностью усвоен микроорганизмами, что приведет к нарушениям функций почек и печени (С.Н. Хохрин, 2004; Н.Г. Макарцев, 2012).
Переваривание липидов. Содержание липидов в рационах жвачных животных невелико. В растительных жирах содержится до 70 % ненасыщенных жирных кислот. Жиры в рубце подвергаются гидролизу до моноглицеридов (глицерина) и летучих жирных кислот за счет липолитических ферментов бактерий. Глицерин отчасти всасывается через ворсинки рубца, остальной подвергается сбраживанию с образованием пропионовой кислоты. Жирные кислоты большей частью используются для синтеза липидов микробных тел, остальные - поступают в другие отделы пищеварительного тракта.
Пищеварение в сетке. Сортировочным органом в организме животного является сетка. Между предверием рубца и сеткой располагается складка, частично закрывающаяся во время сокращений. Через это отверстие в сетку из рубца проникает только измельченная переваренная масса, а крупные частицы задерживаются в рубце для дальнейшей переработки. При сокращении сетки поступившая в нее масса переходит в книжку. Сетка так же, как рубец, способствует отрыгиванию жвачки.
Посторонние тела, проглоченные с кормами, основной массой задерживаются в сетке. Повреждение стенки сетки инородным телом может привести к развитию септического воспаления, наиболее известного как травматический ретикулит или перикардит (Reticulitis traumatica) (А.П. Костин, 1974; Н.В. Курилов и др., 1978; А.П. Елисеев и др., 1991; В.В. Ковзов и др., 2003).
Пищеварение в книжке. Плохо измельченные частицы корма задерживаются в книжке, между ее лепесточками. В этом отделе переваривается до 25 % клетчатки, всасывается до 75 % поступивших в книжку кислот и происходит интенсивное впитывание воды. Содержимое из сетки переходит в книжку, в область меньшего давления. При сокращении книжки происходит выжимка жидкой массы, при расслаблении – всасывание. После этого продукт через книжно – сычужное отверстие переходит в сычуг за счет тонического и перистальтического сокращения органа и разностью внутриполостного давления. Таким образом, основная функция книжки – транзит питательных веществ корма (Н.С. Яковчик и др., 2005; Н.Г. Макарцев, 2012).
Пищеварение в сычуге. В сычуге на продукт рубцового гидролиза действуют ферменты сычужного сока, представляющего собой, прозрачную жидкость, не имеющую характерного цвета и содержащую, кислую реакцию среды, в составе которой находятся ферменты - пепсин, липаза и другие.
Выделение сычужного сока в организме коровы происходит непрерывно, в сутки может выделиться до 40 л. Чем больше животное поглощает корма, тем выше выделение сычужного сока. Раздражение механо-хеморецепторов сычуга содержимым и интерорецептивными влияниями, поступающими из преджелудков – основная причина непрерывности секреции сычужного сока. Его ферментный состав и количество зависит от вида скармливаемого продукта и способа подготовки его к скармливанию. В сычуге активно происходит гидролиз растительного и бактериального белка за счет пепсина (Н.И. Владимиров и др., 2008).
Изменения биохимического состава зерна
В разное время, из нескольких хозяйств Пермского края были подвергнуты различные виды зерна, предварительно увлажненные, воздействию высокой температуры и давлению.
Несортированное целое зерно различных культур, без предварительной сортировки и сушки, без плющения или дробления, загружали в смеситель кормов, увлажняли и перемешивали. Увлажнённое зерно шнековым транспортером перекачивали в гидролизный аппарат (рисунок 3), где концентрат подвергали гидролизу при температуре свыше 100 С и давлении, равном 1,8 – 2,3 атм. в течении 40-45 мин., после чего готовый продукт (рисунок 4) под давлением выгружался в бункер готовой продукции.
Предварительно были отобраны пробы, биохимический состав и микробиологическое состояние, которых сравнивали с анализами их гидролизатов.
Микробиологическим анализом зерна выявлено наличие плесневелых грибков Aspergillius flavus, Cladosporium sp., Penicillium sp., Mucor sp., в количестве 15х107 КОЕ/г., и дрожжевых грибов в количестве 15х107 КОЕ/г, правда, в пределах ПДК (Приложение VI).
В связи с тем, что исходные виды зерна и зерновой смеси существенно отличались от гидролизатов по содержанию воды в натуральном состоянии, то биохимический состав зерна и их гидролизатов пересчитывали на содержание питательных веществ в абсолютно сухом веществе (таблица 4).
Примечание к табл. 3: зерносмесь1- состояла из овса, ячменя, пшеницы; зерносмесь2 –пшеница, овес, ячмень; зерносмесь3 - овес, пшеница, ячмень.
Из таблицы 4 следует, что в зависимости от района выращивания, и структуры зерна в смесях, исходный биохимический состав концентрированных кормов значительно отличался по содержанию протеина, жира и клетчатки.
Самое высокое содержание протеина выявлено в пшенице и во ржи, а также жира в смеси зерна в Лысьвенском районе, как более южном в Пермском крае.
В результате гидробаротермической обработки в гидролизатах по сравнению с исходным зерном понизилась энергетическая питательность на 0,12-0,62 МДж. Это уменьшение связано с частичным разрушением свободных аминокислот, а также жира - под воздействием пара и давления на состав концентратов.
В гидролизатах произошло уменьшение содержания клетчатки, очевидно в процессе гидробаротермической обработки происходит частичный гидролиз целлюлозы до моносахаров.
В гидролизатах наблюдается увеличение содержания сахаров в пересчете на глюкозу более, чем в 2 и более раз (от 40 до 136 г). Полагаем, что это увеличение связано с гидролизом амилопектина, входящего в состав крахмала до глюкозы.
Как следует из таблицы, после гидробаротермической обработки повышается содержание сахара в зерне озимой ржи, культуре, которую не рекомендует использовать в кормлении животных С.Н. Хохрин (2004). Но после экструзии рожь можно скармливать почти всем видам животных (В.А. Сысуев и др., 2007; Е.В. Славнов и др., 2008; Н.А. Морозков, 2013). А с учетом того, что при гидробаротермической обработке рожь подвергается идентичному воздействию, то её в таком состоянии тоже можно скармливать животным без ограничений.
Следует отметить, как положительный факт, увеличение содержания кальция в гидролизатах, данное повышение связано с тем, что в воде, используемой для гидролиза, содержится кальций в зависимости от региона от 60 до 200 мг/л. Как некоторый недостаток гидробаротермической обработки, при высокой температуре в зерне происходит частичное разрушение протеина, жира, но это снижение выражается величиной менее 1,5 %.
Органолептическая оценка полученных продуктов показала, что они имеют карамельный запах и сладковатый вкус и не вызывают отрицательных эмоций не только у животных, но и у обслуживающего персонала.
Анализ микробиологического состава гидролизатов показал, что в них отсутствуют грибки, амбарные вредители и микотоксины, поскольку воздействие в течение длительного времени высокой температуры и давления в водной среде приводит к их уничтожению, стерилизует семена сорняков, обеспечивает получение от животных навоза, не загрязняющего среду семенами сорных растений.
В результате обработки зерновых продуктов гидробаротермическим способом значительно изменяется состав углеводов. Из-за воздействия большой температуры и давления происходит частичный гидролиз крахмала и клетчатки, наблюдается увеличение количества моносахаров, что повышает углеводную полноценность корма.
В связи с тем, что кормлением животных одним видом зерна невозможно сбалансировать рационы по аминокислотам и другим компонентам, как утверждают А.П. Калашников и др., (1984), С.Н. Хохрин (2004), Н.Г. Макарцев (2007), Т.А. Фаритов (2010), Ф.С. Хазиахметов (2013), и многие другие; то было решено провести опыт с использованием зерносмеси,2 состоящей из пшеницы, овса и ячменя (основного состава комбикорма приготовляемого во многих хозяйствах края).
Обмен минеральных веществ
В кормлении крупного рогатого скота значение минеральных веществ также большое, хотя они и не несут в своем составе никакой энергетической ценности.
Физиологическая роль отдельных элементов сводится к следующему: Кальций необходим для построения костной ткани. В костях находится 97-99 % всего кальция организма. Соли кальция необходимы для нормальной деятельности сердца. Он участвует в процессах свертывания крови, понижает возбудимость нервной системы и проницаемость клеточных мембран, активирует некоторые ферменты. При недостатке кальция у молодняка животных возникает рахит, у коров - остеомаляция, а у птиц - каннибализм (расклев).
Фосфор содержится в большом количестве (до 80 %) в костях. Он играет большую роль в фосфорилировании углеводов и в действии мышечного сокращения, входит в состав богатых энергией АТФ. Обмен фосфора тесно связан с обменом кальция.
Для поддержания нормальной жизнедеятельности корове необходимо 30-50 г кальция и 10-30 г фосфора ежедневно. Также, на каждый килограмм произведенного молока животные дополнительно нуждаются в 3 г кальция и 2 г фосфора (Пищеварение.., 1994; M.А. Ваттио, 1996).
Рационы крупного рогатого скота, включающие большое количество растительных кормов, как правило, дефицитны по многим элементам минерального питания. В этом случае без применения различных минеральных подкормок невозможно рассчитывать на высокую продуктивность животных. Однако практика показывают, что эффективность их применения достигается лишь тогда, когда они скармливаются в оптимальных дозах в соответствии с потребностями животного организма (А.М. Венедиктов, 1988; J.В. Schmith, С.М. Ingerman, 2000).
Усвоено кальция в опытной группе 53,64 г, что больше на 3,29 % в сравнении с контрольной группой. С молоком выделено кальция в опытной группе больше на 1,09 г (5,51 %), с мочой меньше на 0,35 г. Использовано кальция на молоко от принятого в опытной группе выше на 0,79 %, а от усвоенного на 0,57 %.
Расчет балансов минеральных веществ представлен в таблицах 14-15.
Баланс кальция в обеих группах был положительным, но более высоким в опытной группе на 13,29 %.
Разница, полученная между группами, статистически не подтверждена в связи со значительными колебаниями показателей внутри групп.
Использование фосфора показано в таблице 15. Выделено с калом в опытной группе фосфора меньше на 0,52 г (1,35 %), в молоке больше на 1,31 г (9,29 %) в сравнении с контролем. Коэффициент усвоения фосфора в опытной группе выше на 0,35 %.
Выделено фосфора с мочой в опытной группе коров меньше на 1,59 г (23,73 %) при P 0,05.
Баланс фосфора в обеих группах был положительным с превышением в опытной группе на 6,83 %.
Использование фосфора на молоко от принятого в опытной группе было выше на 2,16 %, а от усвоенного на 4,66 %.
Из таблиц 14-15 следует, что замена дерти зерносмеси в рационах коров на гидролизат зерновой смеси незначительно повлияла на повышение эффективности использования животными минеральных веществ.
Выявленные различия по всем изучаемым показателям, биометрической обработкой достоверности разницы, кроме выделения фосфора с мочой (P 0,05), не были подтверждены в связи с отклонениями внутри подопытных групп. Полагаем, что разница в потребленном рационе только в 96 г сахара не могла оказать значительное влияние на минеральный обмен в организме коров опытной группы.
Гематологические показатели
Наиболее полно картину метаболизма в организме животного показывает кровь. Являясь одной из главных систем организма, ей принадлежит важная роль в осуществлении его жизнедеятельности. Благодаря широко развитой сети кровеносных сосудов и капилляров кровь приходит в соприкосновение с клетками всех тканей и органов, обеспечивая, таким образом, возможность питания и дыхания их. Поэтому всякого рода воздействия на ткани организма отражаются на составе и свойствах крови (В.В. Казарцев, А.Н. Ратошный 1986; Е.В. Громыко, 2005).
Для углубления контроля за полноценностью кормления коров и обеспечения оперативности реагирования на питательные дисбалансы и корректировки рационов необходимо определять морфологические и биохимические показатели. Они предсказывают появление первых, неясно выраженных клинических симптомов заболевания. При этом особую важность имеет правильный выбор показателей, которые в наибольшей степени отражают все стороны обмена веществ (белкового, углеводного, жирового, минерального, витаминного) и состояния здоровья животного (Е.В. Громыко, 2005). Для изучения физиологического состояния коров были проведены морфологические исследования крови (таблица 20-21).
На начало опыта различия были установлены только по содержанию лейкоцитов, но они в обеих группах были в пределах нормативных отклонений.
В обеих группах отмечается пониженное содержание моноцитов в сравнении с нормой, остальные были ближе к верхнему или к низкому порогу.
По окончании опыта (таблица 21) произошло увеличение содержания гемоглобина в обеих группах, но больше у коров опытной группы на 8,35 %, соответственно и эритроцитов, но в пределах нормативных значений.
Несколько повысилось в сравнении с нормой в обеих группах содержание эозинофилов и палочкоядерных, считаем по причине наступления весеннего периода и ухудшения качества кормов в процессе длительного хранения в ходе зимовки. У всех животных морфологический состав крови находился в пределах физиологической нормы и в ее границах имел тенденцию к колебаниям.
Морфологические показатели отличаются большей стабильностью, и они в большей степени проявляются при заболевании, поэтому основным критерием оценки полноценности кормления животных служит биохимический состав крови.
Биохимический состав крови
Биохимический состав на начало исследований представлен в таблице 22. Анализом биохимического состава крови на начало опыта установлено, что в обеих группах показатели характеризующие состав были в пределах нормы, наблюдалась небольшая разница по содержанию белка альбумина в опытной меньше на 28,73 % (P 0,05), а фермента крови аланинаминотрансферазы больше на 93,41 % (P 0,05). Альбумины являются самой мелкодисперсной и быстро продвигающейся фракцией. Они обеспечивают растворимость и транспорт промежуточных продуктов обмена от одной ткани к другой, после предварительного гидролиза освобождают аминокислоты, используемые для синтеза специфических белков.
Повышение содержания альбуминовой фракции напрямую связано с продуктивностью животных. Содержание альбуминовых фракций на начало опыта у коров опытной группы было меньше на 12,00 % (P 0,05) в сравнении с контрольной и ниже нормы на 17,56 %. В ходе зимовки произошло ухудшение некоторых показателей у обеих групп животных таблица 23.
Содержание альбуминовой фракции наиболее высокое наблюдается в начале лактации, а затем снижается к 5 месяцу лактации (Л.А. Николаев, 1995).
В опытной группе содержание белка альбумина повысилось на 49,47 % по сравнению с тем, что было в начале, и на 19,52 % в сравнении с контрольной.
Сывороточные глобулины (грубодисперсные коллоиды) разделяются на -, -, -глобулины. Транспортная функция глобулинов более специфична по сравнению с альбумином. В крови -глобулины специализированы как белки носители, что объясняется их высокой реакционной способностью, обеспечивающей им возможность соединяться со многими веществами (липидами, углеводами, жирорастворимыми витаминами, желчными пигментами) (А.В. Чечеткин, 1982).
Наиболее значительное снижение в сравнении с нормой в обеих группах выявлено по содержанию каротина, фракций белка -глобулина и - глобулина, глюкозы, фермента аланинаминотрансферазы, при этом произошло некоторое повышение резервной щелочности.
Это вероятно связано с изменением физиологического состояния животных.
Биологическая ценность протеина и содержание мочевины в крови и коррелируют друг с другом. Поэтому для оценки качества белка в условиях практик наиболее пригоден метод определения концентрации мочевины в крови и молоке, который вполне может заменить собой метод определения баланса азота, как более современный (Л.В. Романенко и др., 2011).
Уровень глюкозы в крови жвачных невысок, но довольно стабилен и удерживается у здоровых животных в пределах 40-60 мг/% или 2,2-4,0 ммоль/л поддерживается за счет действия гормонов. Поддержание глюкозы в крови на таком уровне возможно при условии, что потребление глюкозы тканями в период интенсивной лактации должно сопровождаться увеличением поступления её в кровь и, наоборот, уменьшение потребления при сухостое – соответствующим уменьшением поступления (С.Г. Кузнецов и др., 2008).
Содержание глюкозы в крови опытной группы животных к концу опыта снизилось до 1,40, что ниже нормы, но несколько выше показателя контрольной группы на 33,33 %.
По данным М.Д. Исаева (2009), мочевина крови очень точно отражает концентрацию аммиака в рубце, уровень и качество протеина рациона. По концентрации мочевины в крови можно рассчитать поступающее ее количество в рубец в течение суток по уравнению:
В начале зимовки содержание каротина в крови обеих подопытных групп было на уровне нормы, а затем снизилось до крайнего значения, что связано с разрушением каротина в кормах в процессе зимовки. Из таблицы 23 следует, что в конце опыта биохимический состав крови коров опытной группы, получавшей гидролизат зерновой смеси, был полноценнее и выше, чем у коров контрольной группы по таким составляющим: резервная щелочность на 7,16 %, кальций на 7,95 % (0,21 ммоль), фосфор на 15,49 % (0,22 ммоль), глюкоза на 33,33 % (0,35 ммоль), витамин Е на 28,70 % (1,24 мкмоль), фракций белка альбумина на 7,27 % и гамма-глобулина на 6,81 %, ферментов крови АСАТ на 9,80 % (4,94 И/л) и АЛАТ на 5,92 % (0,92 И/л), но без подтверждения достоверности разницы между группами из-за значительных индивидуальных отклонений внутри групп.
Уровень кальция в крови животных зависит от количества принятого с рационами фосфора, магния, витамина D и самого кальция. Большое значение в регуляции принадлежит состоянию желудочно–кишечного тракта, почкам, гормональной системе. На все процессы обмена веществ в организме животных существенное влияние оказывает превращение фосфорной кислоты. Уровень фосфора в крови и его поступление в организм зависит от тех же факторов, что и поступление кальция.
Содержание общего кальция и неорганического фосфора в крови показывает состояние минерального обмена в организме подопытных животных.
Количество данных химических элементов в крови животных контрольной и опытной групп находилось в пределах физиологических норм.
Разница в биохимических показателях крови небольшая, у всех животных они находились в пределах нормы и достоверность разницы между группами биометрической обработкой не подтверждена. Это может свидетельствовать о том, что кормление подопытных животных было организовано на довольно хорошем уровне.
Из вышесказанного следует, что включение в рацион дойных коров зерновой смеси гидробаротермической обработки не оказало отрицательного влияния на биохимические и морфологические показатели крови, но стимулировало минеральный обмен, что привело к оптимизации содержания в крови, общего кальция и неорганического фосфора, а это сказалось на общем состоянии животных и их продуктивности.