Введение к работе
Актуальность темы. Обеспечение надежной продовольственной безопасности страны в настоящее время является одной из важнейших, приоритетных государственных задач. В агропромышленном комплексе России скотоводство занимает особое место, и уровень его развития является одним из индикаторов продовольственного достатка и экономической стабильности в обществе.
Концепцией долгосрочного социально-экономического развития в Российской Федерации планируется к 2020 году увеличить производство мяса в 1,7 раза, молока – на 27 %, что позволит обеспечить уровень душевого потребления мяса и молока в соответствии с рекомендуемой нормой (молока 360 кг, говядины 32–34 кг). (А.В. Баранов. 2009; Х.А. Амерханов и др., 2010; Н.И. Стре-козов, В.И. Чинаров и др., 2011; И. Дунин и др, 2011; Н.И. Стрекозов и др., 2012).
Для решения этой задачи необходимо, кроме совершенствования существующих и выведения новых пород, использовать потенциальные возможности животных путем создания благоприятных условий их кормления и содержания (В.К. Менькин, 2006; А. Т. Мысик, 2006; Н.П. Буряков, 2008; М.П. Кирилов и др., 2008; Е. Харитонов, 2010; С.Д. Батанов, 2009, 2011, 2013; Ф.С. Хазиахметов, 2011; И.М. Дунин и др., 2012, 2013; В.Е. Улитько, 2015; В.Г. Семенов, 2015, 2018). Среди органических соединений долгое время основное внимание уделялось только белку и нуклеиновым кислотам. В последнее время возрастает интерес исследователей к изучению липидного питания животных.
Долгое время в физиологии господствовала теория Х. Фойта, согласно которой жир в организме животных мог синтезироваться только из жира и белка кормов. Н.П. Чирвинский (1880) на основе своих опытов на поросятах впервые доказал возможность образования жира из углеводов. П.П. Авроров в 1900 г., впервые установил, что разложение жира в организме является основным источником энергии при голодании, во время которого животное расходует из своих запасов до 97-98 % жира и менее половины (44,3 %) белка. Таким образом, фундаментальными исследованиями, проведенными в нашей стране П.П. Авроровым, а позже в Германии в 1938 г. и в США в 1959 г., убедительно была доказана несостоятельность утверждений о возможности полной замены жира углеводами. Животные, выращенные на рационах богатых углеводами, но с малым содержанием жира характеризовались менее продолжительным сроком продуктивной службы, пониженной резистентностью и погибали чаще и быстрее от инфекционных заболеваний, причем с более выраженными болезненными явлениями, чем животные, выращенные на рационах богатых жиром. Уровень жирового питания оказывает влияние на продолжительность жизни особи в последующих неблагоприятных условиях (Л. Боар и Л. Файлер, 1959). На важную антиинфекционную роль жира обращали внимание С.М. Лейтес (1937) А.М. Кирхенштейн (1954) и Л.М. Сюзюмова (1958). Еще в работах А.Ф. Мид-дендорфа (1867), П.Н. Кулешова (1879), Н.П. Чирвинского (1894), И.С. Афонского (1961), К.Л. Ковальского (1965) и в последующих исследованиях доказано, что уровень и тип питания животных в молодом возрасте являются сильнодействующими факторами при формировании животных желаемого типа с нужными продуктивными и племенными качествами, а добавление жира в рационы способствует ускорению роста животных, повышает эффективность кормления и качество продукции, улучшает усвоение жирорастворимых витаминов. В.М. Крылов (1957), А.П. Дмитроченко и М.И. Олейникова (1958) показали, что жир оказывает влияние на синтез витаминов микробами пищеварительного тракта и на их всасывание в кишечнике. Недостаток жира снижает использование белка, кальция и витаминов, замедляет рост животных, понижа-3
ет их иммунореактивность в ответ на вакцинацию против паратифа и колиба-циллеза.
Некоторыми аспектами липидного питания животных в нашей стране занимались А.А. Алиев (1959-1997), В.И. Скороход (1970-1990), З.М. Алиева (1972-1976), М.М. Клинская (1974-1983), Р.П. Кавка (1984), В.Г. Янович и П.З. Лаго-дюк (1991), С.А. Лапшин (1994-2003), В.И. Матяев (1990-2009), Мунгин В.В. (1990-2009) и другие ученые. Но, несмотря на очевидную теоретическую и практическую обоснованность и целесообразность применения жира в рационах животных, эффективность его использования в организации полноценного кормления высокопродуктивного крупного рогатого скота пока до настоящего времени не изучена. Не исследовано влияние различной концентрации жира в сухом веществе их рационов на показатели рубцового пищеварения, обмен веществ, переваримость и использование питательных веществ, биохимические показатели крови, на продуктивность и качество продукции.
В свете изложенного, научно-практические аспекты диссертационной работы направлены на решение проблемы повышения уровня реализации генетического потенциала высокопродуктивного крупного рогатого скота, улучшения процессов пищеварения, роста и развития молодняка, обмена веществ, качества и технологических свойств получаемой молочной и мясной продукции, посредством оптимизации в их рационах уровня жира. Решение данных вопросов согласуется с «Концепцией государственной политики в области здорового питания населения в РФ», предъявляющей высокие требования к сбалансированности рационов, обусловливающих качество пищевой продукции, а, следовательно, и здоровье нации.
В этой связи, в Государственной Программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия до 2020 года, отмечено, что основной прирост производства животноводческой продукции планируется на основе увеличения продуктивности животных, создания сбалансированной кормовой базы и перехода к новым технологиям их содержания и кормления. Диссертационная работа выполнялась по гранту Президента Республики Марий Эл на разработку проекта «Липиды в питании коров и их влияние на продукцию» (распоряжение № 1440-РП), являлась разделом НИР «Липидный обмен у полигастричных животных под воздействием растительных жиров», регистрационный номер 1.2.06., проведенной по заданию Федерального Агентства по образованию, и общей тематической программы ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет», выполненной в рамках государственного задания (номер государственной регистрации 01201152232), а также в период обучения в очной докторантуре при ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина».
Степень разработанности темы. Обеспечение продовольственной безопасности страны в настоящее время является одной из важнейших, приоритетных государственных задач. В Государственной Программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия до 2020 года, отмечено, что основной прирост производства животноводческой продукции планируется на основе увеличения продуктивности животных, создания сбалансированной кормовой базы и перехода к новым технологиям их содержания и кормления. И животноводство, в решении этой проблемы, играет решающую роль.
В России молочное скотоводство считается одной из наиболее социально значимых отраслей сельского хозяйства. Поэтому, в каждой конкретной зоне и регионе необходимо выработать наиболее приемлемый вариант развития молочного скотоводства.
Высокопродуктивные коровы заметно реагируют на недостаточное и некачественное кормление, и часто даже незначительное отклонение в питании вызывает снижение продуктивности. При этом нормированное кормление на базе комплексного анализа химического состава, определенного набора и соотношения кормов, а также научно обоснованных детализированных норм и сбалансированности по ним рационов является определяющим критерием реализации генетического потенциала животных с высокой продуктивностью. Изучению вопросов нормирования жира в кормлении крупного рогатого скота на протяжении десятилетий с начала прошлого века был посвящен ряд работ отечественных и зарубежных исследователей. Но, к настоящему времени, среди ученых нет единого мнения об оптимальном содержании жира в сухом веществе рационов крупного рогатого скота, особенно высокопродуктивного. А анализ хозяйственных рационов крупного рогатого скота, обладающего высоким потенциалом молочной и мясной продуктивности, убеждает в необходимости их оптимизации по содержанию сырого жира в связи с выявленным несоответствием детализированным нормам кормления
Цель исследований – научно-производственное и экономическое обоснование нормирования уровня жира в сухом веществе рационов крупного рогатого скота с высоким потенциалом молочной и мясной продуктивности в зависимости от их пола, возраста и производственного назначения. Для достижения указанной цели поставлены следующие, отражающие комплексный подход к решению проблемы, задачи:
- определить концентрацию сырого жира в хозяйственных рационах раз
личных половозрастных групп крупного рогатого скота;
изучить влияние разных уровней жира в рационах крупного рогатого скота на процессы рубцового пищеварения: кислотность (рН) содержимого рубца, содержание летучих жирных кислот (ЛЖК), целлюлозолитическую и аммиак-связывающую активность симбиотных микроорганизмов;
установить влияние разных уровней жира в рационах на интенсивность роста и развития молодняка крупного рогатого скота, его мясную продуктивность и химический состав мяса, на физико-химические показатели мышечной и жировой тканей, на функционально-технологические показатели говядины;
определить действие разных уровней жира в рационах на формирование вымени у нетелей, молочную продуктивность коров, химический состав и технологические свойства молока;
- выявить степень переваримости питательных веществ, усвоения азота,
использования кальция, фосфора и магния кормов животными с учетом их по
ла, возраста, производственного назначения и физиологического состояния;
изучить влияние разных уровней жира на биохимические показатели крови животных;
провести производственную апробацию эффективности кормления крупного рогатого скота по установленным нормам жира;
определить экономическую эффективность оптимизации липидного питания крупного рогатого скота;
разработать практические рекомендации по использованию установленных норм жира в рационах крупного рогатого скота.
Научная новизна. В представленной работе впервые решена крупная научная проблема, имеющая важное народно-хозяйственное значение. Впервые, в условиях Республики Марий Эл и зоны Среднего Поволжья, проведены комплексные исследования и дано научное обоснование оптимизации липидного питания крупного рогатого скота, с высоким потенциалом молочной и мясной продуктивности, посредством оптимизации в их рационах уровня жира и опре-
делено его влияние на рост и развитие молодняка, на активацию всей пищеварительной системы, обмен веществ, молочную, мясную продуктивность животных, на качество и технологические свойства полученной продукции.
Оптимизация уровня жира в рационах крупного рогатого скота, с учетом пола, возраста, производственного назначения и физиологического состояния, положительно влияет на показатели рубцового пищеварения, обмена веществ, переваримости и использования питательных веществ, биохимический состав крови, способствуя увеличению продуктивности, улучшению качества продукции и повышению экономической эффективности ведения отрасли скотоводства.
Полученные результаты являются теоретической основой при разработке новых норм жирового питания крупного рогатого скота, с целью повышения полноценности кормления и более полного проявления генетического потенциала их высокой продуктивности.
Теоретическая и практическая значимость проведенных исследований позволили выявить резервы реализации потенциала молочной и мясной продуктивности крупного рогатого скота, которые могут быть использованы для дальнейшего повышения рентабельности ведения отрасли.
Полученные результаты по повышению уровня жира в рационах рекомендуются к применению сельскохозяйственным товаропроизводителям в качестве справочного материала при организации полноценного кормления крупного рогатого скота, по рациональному расходованию кормов и более полной реализации, на этой основе, потенциальных возможностей повышения продуктивности животных.
Оптимизация параметров липидного питания крупного рогатого скота способствует увеличению прироста живой массы молодняка на 9,52-15,75 %, лучшему формированию вымени у нетелей, росту молочной продуктивности коров – на 6,78 % и жирномолочности на 0,13 %, обеспечивает снижение себестоимости прироста на 1,97-10,42 %, производства молока – на 9,25 % и повышение рентабельности производства продукции животноводства.
Разработанные и рекомендуемые оптимальные уровни жира в рационах крупного рогатого скота – это активная мера в подъеме скотоводства, на современном этапе развития отрасли в стране, на новый качественный уровень.
Реализация результатов исследований. Разработанные оптимальные уровни жира в рационах апробированы и внедрены в кормлении крупного рогатого скота в ОАО «Племзавод «Азановский» Медведевского района Республики Марий Эл и использованы Министерством экономического развития, промышленности и торговли республики при разработке стратегии долгосрочного социально-экономического развития Республики Марий Эл, а также Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Марий Эл для комплексной программы по развитию скотоводства. Результаты исследований используются в учебном процессе в аграрно-технологическом институте ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет».
Методология и методы исследований. Методология выполненной работы основана на использовании зоотехнических приемов, направленных на реализацию биоресурсного потенциала высокой продуктивности крупного рогатого скота, в условиях ОАО «Племзавод «Азановский» Медведевского района Республики Марий Эл. Научно-хозяйственные и физиологические опыты проведены по методическим рекомендациям А.И. Овсянникова (1976) и в соответствии с общепринятыми и новыми методиками, на достаточном поголовье крупного рогатого скота различного пола, возраста, производственного назна-
чения и физиологического состояния, с использованием современных методов анализа и оборудования.
Основные положения, выносимые на защиту:
- анализ рационов крупного рогатого скота, с высоким потенциалом мо
лочной и мясной продуктивности, показал необходимость их оптимизации по
содержанию сырого жира в связи с выявленным несоответствием детализиро
ванным нормам кормления РАСХН (1994, 2003), даже с расчетом на среднюю
продуктивность животных;
- установленные нормы жира в рационах крупного рогатого скота повы
шают уровень рубцового пищеварения, ферментативную и аммиаксвязываю-
щую активность симбиотной микрофлоры рубца, что выражается в изменении
рН, уровня концентрации ЛЖК и других метаболитов;
- содержание жира на оптимальном уровне обусловливает повышение
КПД рационов, что положительно сказывается на росте и развитии молодняка,
на формировании вымени нетелей, проявляется в повышении мясной продук
тивности бычков на откорме, выходе продуктов убоя, улучшении физико-
химических показателей мышечной и жировой тканей, функционально-
технологических свойств и калорийности говядины;
скармливание высокопродуктивным коровам рационов, содержащих оптимальный уровень жира, обеспечивает улучшение показателей молочной продуктивности, химического состава и технологических свойств молока;
оптимизация уровня жира в рационах крупного рогатого скота с высоким потенциалом продуктивности способствует улучшению переваримости питательных веществ, усвоения азота, использования фосфора и магния кормов животными;
при обеспечении высокопродуктивных животных оптимальной концентрацией жира в сухом веществе рационов, отмечается его положительное влияние на биохимические показатели крови, характеризующие состояние липидно-го обмена в организме и повышение активности ферментов;
результаты эффективности кормления высокопродуктивного крупного рогатого скота по установленным нами нормам жира, подтверждают в производственных условиях обоснованность и экономическую целесообразность оптимизации их липидного питания;
- оптимизация уровня жира в рационах крупного рогатого скота с высоким
потенциалом молочной и мясной продуктивности наиболее целесообразна за
счет введения растительных жиров путем включения их в состав комбикормов.
Степень достоверности и апробация работы. Основные результаты исследований обработаны методом вариационной статистики по критериям достоверности сравниваемых показателей (P<0,05-0,001), с использованием программы Microsoft Office Exсel. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на ежегодных региональных и международных научно-практических конференциях: на Всероссийской междициплинар-ной научной конференции «Диалог наук на рубеже XX-XXI веков и проблемы современного общественного развития» (Вавиловские чтения) (Йошкар-Ола 1997 и 1999); на Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивности с.-х. животных» (Саранск, 1998); на II Всероссийском популяционном семинаре «Жизнь популяций в гетерогенной среде» (Йошкар-Ола, 1998); «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Мосоловские чтения) аграрно-технологического института ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет» (Йошкар-Ола, 2000-2013); на I Всероссийской научно-производственной конференции молодых
ученых «Фундаментальные разработки, исследования и новые технологии в сельском хозяйстве на пороге III тысячелетия» (Пенза, 2000); на научной конференции «XXX Огаревские чтения» (Саранск, 2001); на международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных в изменившихся условиях системы хозяйствования и экологии» (Ульяновск, 2005); на V международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции» (Лапшинские чтения) (Саранск, 2009); на научно-техническом совете (Ульяновск, 2011), на расширенном заседании кафедры технологии мясных и молочных продуктов аграрно-технологического института ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет» (Йошкар-Ола, 2017).
Публикация результатов исследований. Основные материалы диссертации опубликованы в отраслевых журналах, сборниках научных трудов, докладов научных конференций, в монографии (13,72 п.л.). Всего по диссертации опубликовано 76 научных работ, в том числе 18 – в рекомендуемых перечнем ВАК при Минобрнауки РФ и 1 работа в издании, включенном в базу данных Web of Science
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 386 страницах компьютерной верстки и состоит: из введения, обзора литературы, материала и методики, результатов исследований и их обсуждений, заключения, предложений производству, списка используемой литературы и приложений. Список использованной литературы включает 414 наименований, в том числе 120 – на иностранных языках.