Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 6
1.1.1. Состояние вопроса и задачи исследования 6
1.1.2. Биологические особенности свиней 8
1.1.3. Показатели жизнедеятельности свиней тесно связанные с белковым обменом 9
1.1.4. Закономерности биосинтеза белка в мышечной ткани 10
1.1.5. Технологические факторы, влияющие на качественные и количественные показатели мясной продуктивности свиней 12
1.1.6. Биологически активные вещества, используемые для регуляции белкового обмена и адаптационных способностей свиней 17
1.1.7. Механизм действия субстратных препаратов 31
1.1.8. Понятие стресса, его биологическая сущность, механизм действия 33
1.1.9. Современное представление о стрессе 35
1.2.1. Перекисное окисление и стресс 37
1.2.2. Влияние стресса на рост и мясную продуктивность 38
1.2.3. Предупреждение и снижение отрицательного действия стресс-фактора на организм животных 41
1.2.4. Заключение 48
Глава II. Собственные исследования 53
2.1. Актуальность темы 53
2.2. Цель и задачи исследования 54
2.3. Научная новизна 55
2.4. Практическая значимость 55
2.5. Реализация результатов исследований 56
2.6. Апробация работы 57
2.7. Объем работы 57
2.8. Материал и методика исследований 57
Глава III. Результаты собственных исследований 61
3.1. Анализ лабораторных опытов 61
3.2. Результаты научно-хозяйственных исследований 62
3.3. Обсуждение результатов исследований 81
Выводы 91
Практические предложения 93
Библиографический список 94
Приложения 107
- Состояние вопроса и задачи исследования
- Технологические факторы, влияющие на качественные и количественные показатели мясной продуктивности свиней
- Актуальность темы
- Результаты научно-хозяйственных исследований
Введение к работе
В настоящее время обеспечение конкурентоспособности отечественной сельскохозяйственной продукции возможно только при использовании интенсивных технологий. В связи с этим значительно повысились требования к животным, которые кроме высокой продуктивности должны обладать хорошим здоровьем и устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды. При промышленной технологии животное полностью зависит от условий создаваемых человеком (гигиена, микроклимат, санитария, качество корма, режим кормления, плотность размещения и т.д.). Нарушение оптимальных условий содержания, проведение ветеринарно-профилактических и зоотехнических мероприятий или несоответствие среды естественному проявлению этологических реакций животного сопровождается изменением гомеостати-ческого равновесия в организме, вызывая в нем состояние напряжения -стресса. Экологические проблемы связанные с аграрным производством, такие как загрязнение воды, воздуха, недоброкачественные корма оказывают негативное действие на здоровье животных. Совокупность всех этих факторов действующих на организм приводит к снижению продуктивности, увеличению затрат кормов, преждевременному выбытию животных, ухудшению качества и увеличению себестоимости продукции.
В решении этих задач наряду с использованием достижений селекции, оптимизации условий кормления и содержания, необходимо учитывать достижения биологических наук. Поэтому важной частью технологии современного животноводства в нашей стране и за рубежом стало применение стимуляторов продуктивности и адаптогенов различной химической природы.
Положительно оценивая успехи мировой науки и практики по изучению и применению гормонов в процессе воспроизводства, повышения различных видов продуктивности и адаптивной способности животных, следует отметить ряд серьезных затруднений. Большинство стероидных гормонов и их аналогов не могут применяться в животноводстве по санитарно гигиеническим требованиям ввиду возможной опасности их аккумуляции тканями животных и попадания в продукты питания человека. Белковые и пептидные гормоны хотя и безвредны, однако, несмотря на биотехнологический прогресс их производство остается дорогим, а современные генно-инженерные методы полностью не лишены экологических недостатков (110). В этой связи представляют интерес научные разработки лаборатории эндокринологии МСХА по активации желез внутренней секреции животных путем введения им специфических субстратов — аминокислот и аминов. Это принципиально новый метод регуляции обмена веществ, роста, адаптивности и репродуктивных качеств животных, основанный на естественном механизме субстратной активации, выработанном в процессе эволюции. При этом повышенное производство гормонов осуществляется путем интенсификации эндокринной системы животных в норме функционирующей значительно ниже своего потенциала. Использование природных веществ (аминокислот) в целях усиления естественной резистентности организма представляет не только научный, но и большой практический интерес: они физиологичны, достаточно дешевы, безвредны и экологически чисты (91).
Состояние вопроса и задачи исследования
Уровень производства и себестоимость продукции животноводства на 70-75% определяются затратами на корма. Поэтому правильное использование кормов и мобилизация всех имеющихся резервов организма для повышения продуктивности при одновременном снижении затрат имеют большое экономическое значение.
Основным условием жизнедеятельности организма является обмен веществ, постоянно протекающий на различных уровнях — внутри клеток, между ними, органами, системами, а также между организмом и внешней средой. Обмен веществ это два неразрывно связанных и взаимно противоположных процесса - синтеза и распада (ассимиляции и диссимиляции). В основе продуктивности животных, в частности образования мяса и жира у откармливаемых свиней, лежат процессы пищеварения и обмена веществ взятые во взаимосвязи (98). На рост и мясную продуктивность свиней оказывают влияние порода, тип кормления, специфика протеинового состава рационов, применение БАВ, рациональная технология кормления и содержания животных.
Наиболее распространенными нарушениями обмена веществ у свиней связанными, прежде всего с неполноценным их кормлением, являются погрешности в белковом, углеводном и липидном обмене (17). Различные, иногда достаточно жесткие методы технологической обработки или длительное хранение кормов в ненадлежащих условиях снижают биологическую ценность белковых компонентов, которые или меняют свою структуру или взаимодействуют с другими компонентами корма. Наиболее подвержен подобным воздействиям - лизин (основная лимитирующая аминокислота), что может быть объяснено повышенной реактивностью свободных аминогрупп лизина в молекуле белка (98).
Влияние уровня и качества протеинового питания на продуктивность свиней изучали многие исследователи, показавшие отрицательное влияние не 7 достатка протеина в рационе на аппетит, усвояемость кормов и привесы свиней (М. Tumblesson, R. Meade, 1966; В. Navratil, 1966; Т. Соколова, И. Тари-ченко, 1965; И. Ткачев, В. Григоров, 1971, и др.). В ряде исследований было показано, что при недостатке в рационе белка снижается секреция пищеварительных соков (Л. Фомина и др., 1964)
Основная форма проявления патологии углеводного обмена у свиней — гипогликемия, содержание глюкозы в крови менее 2,5 ммоль/л, или 45,0 мг%, (средние показатели - 70,0 мг%) (141). Это результат дефицита в кормах лег-копереваримых углеводов, в том числе Сахаров, а также жира, так как при его недостатке глюкоза быстро используется организмом на энергетические цели. При гипогликемии нарушаются процессы превращения глюкозы в цикле Кребса, ухудшается энергетика органов и тканей, кислотно-щелочное равновесие с последующим снижением щелочного резерва крови и развитием ацидоза. Нарушения липидного обмена в большинстве случаев развивается на фоне гипогликемии и сопровождающих ее изменений й организме. В этих случаях нарушения воспроизводительной функции у свиноматок и хряков-производителей более выражены, чем при одной гипогликемии (17).
Интенсивная селекция свиней на высокий выход мяса в сочетании с жесткими условиями промышленного содержания и откорма оказались причинами, вызывающими у животных повышенную чувствительность, недостаточность сердечно-сосудистой, гормональной и нервной систем, снижение уровня переноса кислорода кровью и ухудшение терморегуляции организма. Вследствие этого у свиней возникает комплекс особых гормональных и биохимических изменений, которые негативно влияют на конечную продукцию и экономику отрасли в целом (8).
Таким образом, вопросы теории и практики белкового обмена и адаптационных возможностей сельскохозяйственных животных находятся в центре внимания учёных и специалистов на протяжении многих лет. Тем не менее, некоторые аспекты этой проблемы, в частности касающиеся активации им мунологических (адаптивных) структур организма и их взаимосвязи с про дуктивностью животных, были затронуты исследователями лишь в последние годы и потому во многом остаются неизученными.
Цель настоящего обзора - освещение существующих в практике свиноводства проблем, связанных с напряжением физиологических функций организма животных при интенсивной селекции свиней по мясным качествам в сочетании с жесткими условиями кормления и содержания при промышленной технологии выращивания и откорма животных, а также поиск принципиально новых решений в области стимуляции мясной продуктивности и адаптационных способностей свиней.
Технологические факторы, влияющие на качественные и количественные показатели мясной продуктивности свиней
Промышленное свиноводство тесно связано с интенсификацией и индустриализацией технологических процессов. Насыщенность комплексов разнообразными автоматизированными системами, высокая концентрация поголовья, отсутствие моциона и ряд других факторов требует специфической адаптации животных к данным стрессовым агентам. Продолжительность и сте ..V пень адаптации зависят от силы и длительности воздействия того или иного фактора или группы факторов, а также от макроорганизма, условий его содержания и физиологического состояния (41). Постоянная адаптация к меняющимся факторам окружающей среды вызывает дополнительное напряжение физиологических процессов и повышение затрат энергии в организме животных. Запороговое, продолжительное воздействие неблагоприятных факторов внешней среды создает стрессовую ситуацию, приводящую нередко к нарушению здоровья животных, снижению количественных и качественных показателей продуктивности, вызывает гибель молодняка. Такими у неблагоприятными факторами в условиях промышленного производства свинины являются: нарушение температурно-влажностного режима в помещениях; скученное содержание животных и отсутствие моциона; смена рациона и уровня кормления; несбалансированность рациона по аминокислотам, макро-микроэлементам, витаминам и др.; осуществление ветеринарно-зоотехнических мероприятий без предварительной обработки животных (взвешивание, кастрация, мечение, отъем от маток и др.).
Опыт эксплуатации свиноводческих комплексов, работающих на промышленной основе, свидетельствует о высокой заболеваемости и гибели молодняка в первые дни и недели жизни. Это связано, прежде всего, с нарушениями механизма естественной защиты организма новорожденных поросят под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды.
В последний период значительное количество исследований в ветеринарной медицине посвящено изучению устойчивости к заболеваниям поросят в первый период жизни, с учетом состояния их естественной резистентности. В работе (105) отмечается, что в сыворотке крови поросят выращиваемых промышленным способом содержание иммуноглобулинов пониженное. Отмечается их предрасположенность к заболеваниям незаразной, вирусной и бактериальной этиологии. У поросят, среди незаразных болезней, наиболее широко распространены болезни органов пищеварения. Желудочно-кишечные болезни наносят огромный ущерб, вследствие высокой заболеваемости и падежа (до 100%), затрат на лечебные мероприятия, снижения продуктивных качеств и племенной ценности животных.
Хотя изучению данной проблемы посвящено много работ и для лечения этой группы заболеваний предложено много схем, тем не менее, до настоящего времени не удается достигнуть 100% сохранности молодняка сельскохозяйственных животных (45). Связано это, прежде всего с тем, что заболевания преимущественно имеют сложную этиологию, что создает трудности в их диагностике и лечении. Лечение болезней поросят на фоне гипогаммогло-булинемии проблематично в связи с тем, что широко применяемые для этой цели средства (антибиотики, сульфаниламидные препараты) малоэффективны (40). Для лечения полиэтиологичных заболеваний необходимы препараты, обладающие комплексным действием.
В последние годы ученые активно работают над созданием препаратов с многогранным действием и эффективных при заболеваниях вирусной и бактериальной этиологии, а так же при смешанных инфекциях. У поросят заболевания органов пищеварения протекают преимущественно на фоне пониженной резистентности организма и отличаются тяжелым течением и высокой летальностью. Проблема иммунной недостаточности у молодняка сельскохозяйственных животных выходит на первое место, особенно на свиноводческих комплексах. В этой связи разработка новых препаратов действующих антимикробно, противовирусно и оказывающих иммуномодули-рующий эффект актуальна и необходима.
В зависимости от состояния гуморального и клеточного иммунитета принято выделять три критических периода у новорожденных поросят. Первый период у новорожденных поросят протекает от рождения до приема молозива. В этот период в организме животных почти отсутствуют иммуноглобулины и мало лейкоцитов. При своевременном поступлении качественного молозива происходит компенсация возрастного иммунодефицита. Второй возрастной иммунодефицит наблюдается в период от 14-го до 21-го дня жизни поросенка. Принято считать, что 3-х недельный возраст поросенка является наиболее критическим, поскольку большинство антител полученных с молозивом расходуется, а активное продуцирование собственных иммуноглобулинов продолжает оставаться невысоким. Для исключения отрицательных последствий второго периода возрастного иммунодефицита необходимо использовать биологически активные вещества для стимуляции факторов иммунной защиты животных.
Актуальность темы
В многочисленных исследованиях отечественных и зарубежных учёных (Г. Радченков, (1962, 1987), Н.А. Даниленко, Г.А. Богданов (1963, 1973), Ю.Н. Градусов (1968, 1979), Е.Л. Риба (1963, 1979), A.M. Старовойтов и др. (1985), В.Ф. Каленюк (1986, 1991, 1993), Г.Г. Черепанов, Б.Д. Кальницкий (1999), D.E. Becker (1964), G.A. Oestemer (1973), Н. Roling (1989) и других), роль аминокислот в процессе питания животных оценивалась как источник пластических веществ и энергии. В настоящее время доказано, что некоторые аминокислоты являются активными регуляторами обмена веществ, специфично воздействующие на нейроэндокринную и иммунную систему. Имеются убедительные данные, согласно которым аминокислоты (лизин, аргинин, лейцин) индуцируют секрецию инсулина и обладают гипогликемическим действием; аргинин, метионин, фенилаланин активизируют секрецию соматотропного гормона (СТГ); аспарагиновая, глутаминовая кислоты, цистеин, триптофан и глицин характеризуются иммунологической активностью и улучшают адаптивные способности сельскохозяйственных животных при стрессах (В.Р. Клячко и др., 1971, Ю.Н. Шамберев, 1974, 1997, Г.А. Белокры-лов и др., 1986).
В этой связи представляют интерес научные разработки Ю.Н. Шамберева и сотрудников лаборатории эндокринологии МСХА, основанные на активизации деятельности желёз внутренней секреции животных путём введения им специфических активаторов-субстратов — аминокислот и аминов. Особый интерес представляют отдельные аминокислоты, стимулирующие инкрецию инсулина и гормонов аденогипофиза. Здесь разработан препарат на основе лизина, вводимый животным методом имплантации специально изготовленных гранул под кожу дорзальной поверхности основания уха. Имплантант лизина прошёл широкие производственные испытания в различных зонах России, увеличивает приросты молодняка сельскохозяйственных животных на 8-15% при экономии кормов и разрешён к использованию в качестве стимулятора роста и мясной продуктивности животных, главным управлением ветеринарии Министерства сельского хозяйства Российской Федерации (Рег.№ 10.07.74-93). Более высокая эффективность препарата лизина отмечается при выращивании и откорме свиней, что связано с физиологическими особенностями этого типа животных.
В качестве препарата, снижающего вредное влияние стрессовых факторов в критические периоды производства свинины, сотрудниками этой лаборатории разработан и предложен к испытаниям в производственных условиях препарат аминокислоты глицин - антистрессин. Для него разработаны региональные, "Временные рекомендации по применению препаратов глицина (антистрессина) методом имплантации и скармливания для стимуляции мясной продуктивности молодняка свиней в хозяйствах Ярославской области".
Эффективность препаратов аминокислот в значительной мере зависит от состава, качества и способов их использования. Препараты рекомендуется вводить методами: имплантации, инъекции, скармливания (глицин). Их биологическая активность существенно увеличивается, если они используются в комплексе с другими БАВ, в том числе и между собой, что позволяет значительно снизить одностороннее действие препаратов (Ю.Н. Шамберев).
Изучение и совершенствование методов стимуляции роста, мясной продуктивности и адаптивных способностей свиней путем использования субстратных препаратов аминокислот в условиях промышленной технологии выращивания, откорма и транспортного стресса.
Для достижения цели были определены следующие задачи: 1. определить эффективность имплантации и скармливания антистрессина в условиях заключительного откорма и транспортировки свиней автотранспортом на мясокомбинат;
2. выявить эффективность аддитивного действия антистрессина и лизина на мясную продуктивность и адаптивные способности молодняка свиней;
3. определить оптимальные дозы инъекции антистрессина при отъеме поросят от свиноматок, изучить эффективность препарата на физиологическое состояние и мясную продуктивность подсвинков;
4. определить эффективность инъекции глицина, а также комплекса препаратов с глюконатом кальция в период выращивания и откорма свиней;
5. провести производственную проверку полученных результатов;
6. определить экономическую эффективность применения субстратных препаратов аминокислот глицина и лизина при производстве свинины в усло \ виях свиноводческих хозяйств Ярославской области;
Впервые изучена возможность использования субстратных препаратов аминокислот лизина и глицина для стимуляции мясной продуктивности и адаптивных способностей свиней при их введении различными методами.
Изучено влияние инъекции антистрессина на рост и мясную продуктивность в условиях длительного опыта — от отъема подсвинков до убоя откормлен ных свиней. Установлена возможность комплексного применения антистрес о сина с различными дозами глюконата кальция. Определена эффективность совместного использования глицина и лизина на показатели роста, мясную продуктивность и адаптивные способности свиней.
Результаты научно-хозяйственных исследований
Опыты по изучению эффективности скармливания и имплантации анти-стрессина в оптимальных дозах на помесных свиньях проводили в свиноводческих хозяйствах ЗАО "Левашово" и СПК "Рыбинский". Целью первого опыта, проводимого в условиях ЗАО "Левашово", было определение влияния скармливания антистрессина в дозе 100 мг/кг живой массы /сутки на мясную продуктивность и адаптивные способности свиней в период заключительного откорма. Доза препарата определена с учетом ранее проводимых поисковых опытов. Для опыта сформировали методом пар-аналогов с учетом возраста и живой массы две группы поросят по 10 голов в каждой: контрольная - группа 1 и опытная - группа 2 (табл. 4). Поросят взвешивали индивидуально в начале и в конце опыта. По окончанию эксперимента проведен контрольный убой свиней по пять голов из каждой группы в условиях убойного цеха хозяйства, продолжительность опыта составила 35 дней.
Под влиянием скармливания антистрессина среднесуточный прирост животных опытной группы вырос по сравнению с контролем на 10% при снижении затрат кормов на единицу продукции на 9,0% (табл. 5). Увеличился убойный выход с 69,8 % в контроле до 70,4% в опыте или на 0,6 %, за счет этого дополнительно получено 1,6кг мясной продукции. При анализе химического состава мяса длиннейшей мышцы спины у поросят второй группы отмечена тенденция к увеличению содержания жира за счет снижения влаги (табл. 6).
При исследовании биохимического состава крови (табл.7) у подопытных свиней отмечена тенденция к снижению уровня глюкозы, калия и иммунных белков, увеличению у-глобулинов и аминного азота по отношению к контролю. Таким образом, полученные данные свидетельствует об адаптационных и анаболических свойствах препарата глицина используемого при заключительном откорме свиней. Снижение уровня иммунных белков в опыте по отношению к контролю на 13,6% характеризует стресспротекторное действие антистрессина.
Во втором опыте, проводимом на производственной базе СПК "Рыбинский", изучено влияние имплантации и скармливания антистрессина, на мясную продуктивность и адаптивные способности свиней в условиях заключительного откорма и последующей транспортировки животных автотранспортом на Ярославский мясокомбинат (ОАО «Агромясо») на расстояние 85 км. Методом пар-аналогов сформировано три группы свиней: контрольная, животным первой опытной группы однократно имплантировали в дорзальную поверхность основания уха препарат глицина в дозе 180 мг/гол, второй опытной группе антистрессин скармливали в дозе 100 мг/кг живой массы в сутки (табл. 8). Препараты применяли за пять суток до отправки свиней на мясокомбинат.
Для проведения исследования создано методом пар-аналогов три группы животных по двадцать голов в каждой группе. Продолжительность опыта составила 188 дней. Поросятам опытных групп проведена трехкратная имплантация препарата лизина в дозах 60, 120, 180 мг/гол. Интервал между имплантациями составил 60-70 дней. Животным второй опытной группы дополнительно к имплантации лизина скармливали антистрессин в дозе 100 мг/кг живой массы в сутки. По завершению опыта проведен контрольный убой и отобраны образцы крови для биохимического анализа.
Под влиянием имплантации лизина и скармливания антистрессина, среднесуточный прирост поросят опытных групп увеличился по сравнению с контролем на 1,7-16,7%, дополнительно получено от 1,4 до 12,7кг мясной продукции (табл. 12). Затраты кормов за счет увеличения продуктивности животных снизились на 1,8-14,3%. Лучшие показатели отмечены во второй опытной группе, где совместно с имплантацией лизина скармливали анти стрессин. Существенно улучшились убойные качества свиней опытных групп (табл. 13).
В первой опытной группе отмечена тенденция увеличения содержание аминного азота, что подтверждает влияние лизина на активацию белкового обмена. По окончанию опыта составлен «Акт внедрения результатов научно-исследовательской, опытно-конструкторской работы и передового опыта», заверенный директором и главными специалистами хозяйства (приложение 1).
Применение препаратов аминокислот оказывает положительное действие на стимуляцию роста, мясную продуктивность и адаптивные способности свиней. Снижает потери живой массы в критические периоды выращивания и откорма, при комплектовании производственных групп, а также при транспортировке свиней, что способствует получению продукции высокого качества. При использовании препаратов методами имплантации и скармливания необходимо учитывать, что:
имплантация обеспечивает однократное введение, точное дозирование, постепенное рассасывание препарата, эффективна в течение 60-70 дней. Применение данного метода требует специального инструмента — им-плантатора, соблюдения правил антисептики (обработка операционного поля, съемной иглы имплантатора), фиксации животного;
скармливание антистрессина осуществляется один раз в сутки путем равномерного перемешивания препарата с кормами рациона. При данном методе увеличивается доза и кратность дачи препарата, что приводит к увеличению его расхода. Введение в корм не обеспечивает точное дозирование препарата для каждой головы, это связано с иерархией в группе и доминированием у кормушек сильных животных над слабыми. Кроме того, часть полученной дозы в желудочно-кишечном тракте может быть изменена под действием процессов ферментации и переаминирования.
Учитывая эти факторы, в лаборатории эндокринологии МСХА под руководством Ю.Н. Шамберева разработана инъекционная форма субстратных препаратов аминокислот пролонгированного действия. Метод внутримышечного введения обладает следующими качествами: однократное введение, точное дозирование, минимальный расход, постепенное рассасывание препарата, эффективность в течение 45-60 дней, отсутствие фиксации животных, экономичность.
