CC BY
222
Прикладная биохимия и биотехнология
УДК 637.65 ББК 36
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГОВЯДИНЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Н.Б. Губер, Г.М. Топурия
Статья посвящена вопросу развития биотехнологических приемов повышения производства говядины в сельском хозяйстве. Рассмотрены основные пути повышения производства говядины, дана оценка их степени развития в современное время. На основании обзора литературных данных сделан вывод о целесообразности разработки и использования биотехнологий в сельском хозяйстве.
Ключевые слова: сельскохозяйственная биотехнология, продовольственная безопасность, мясное сырье, говядина, биостимулятор.
Увеличение производства мяса и мясопродуктов при снижении их себестоимости остается одой из актуальных проблем современного агропромышленного комплекса. Недостаточность государственной поддержки, слабое развитие племенной и материальнотехнической базы производителей и переработчиков мясного сырья обуславливает необходимость перевода традиционных технологий повышения мясной продуктивности скота на современные конкурентоспособные подходы к производству и переработке сельскохозяйственной продукции [4, 5, 10].
В рамках обеспечения продовольственной безопасности России Постановлением Правительства РФ № 1853-п-П8 от 24 апреля 2012 г. была утверждена Комплексная программа развития биотехнологий до 2020 г., реализация которой должна увеличить объемы производства продуктов животноводства посредством применения интенсивных биотехнологий в сельском хозяйстве.
Основным достижением использования приемов сельскохозяйственной биотехнологии должна стать стабилизация развития сельского хозяйства и получение качественных и безвредных пищевых продуктов.
В настоящее время одним из приоритетных и наиболее изученных направлений сельскохозяйственной биотехнологии является разработка и внедрение интенсивных технологий выращивания животных и реализация их генетического потенциала для получения высоких выходов качественного и безопасного мясного сырья [2].
Повышение выхода мясного сырья в сельском хозяйстве обуславливается не только совершенствованием кормовой базы, но и владением сведениями о закономерностях метаболизма и обменной энергии в организме животных, а также грамотным и обоснованным применением природных биостимуляторов, добавляемых в рацион молодняка крупного рогатого скота, и обеспечивающих их биобезопасность. Использование биостимуляторов в современное время приобретает все большее значение, так как процессы специализации и концентрации в сельском хозяйстве являются одним из факторов интенсификации молочного и мясного скотоводства [1, 13].
Увеличение производства продуктов питания животного происхождения высокого качества - вопрос, который с годами не теряет свою актуальность, а все больше приобретает свою значимость как с увеличением роста населения планеты, так и с удовлетворением потребности человечества в разнообразных продуктах питания. Следовательно, полноценный рацион питания человека зависит прежде всего от развития агропромышленного комплекса и биотехнологий в сельском хозяйстве. Свидетельством этого могут служить следующие данные. В странах Европы суточный рацион человека включает около 50 % животноводческих продуктов, тогда как в развивающихся - менее 10 %. При этом в России и малоразвитых странах дефицит пищевого белка ощущается достаточно остро. Так, согласно данным специалистов, потребление белка животного происхождения в Рос-
сии на душу населения составляет 30 % от нормы, рекомендованной Институтом питания РАМН. Следует отметить, что потребление продуктов питания населением России соответствует физиологической норме, однако ежедневный пищевой рацион населения недостаточно разнообразен и содержит в своем составе главным образом низкокачественные белки растительного происхождения [8].
Необходимость развития сельскохозяйственной биотехнологии обусловлена и следующими показателями. Для синтеза 1 кг белка животного происхождения, который содержится в мясопродуктах, молочных продуктах, молоке и яйцах, необходимо затратить от 5 до 8 кг кормового белка, получаемого сельскохозяйственными животными и птицей из рационов, т. е. конверсия протеина в основные питательные вещества мышечной ткани животных в настоящий момент достаточно низкая. В этой связи необходимо заострить внимание на развитие генетического потенциала продуктивности молодняка сельскохозяйственных животных и птицы, который является дополнительным резервом увеличения производства мясного сырья и реализуется в настоящее время лишь на 50 %. Молодняк сельскохозяйственных животных и птицы особенно чувствителен к внешней среде. В каждой стадии развития организм животных проявляет свои особенности: разная интенсивность обменных процессов, неодинаковый рост отдельных тканей и органов, морфологические и функциональные видоизменения, многообразный характер этологической реактивности на изменчивость условий внешней среды. Поэтому для развития генетического потенциала продуктивности животных важно, чтобы растущий организм на всех стадиях роста и развития получал все необходимые питательные вещества.
По мнению П.И. Зеленкова, А.И. Баранникова (2005) повышение выхода мясного сырья, полученного от крупного рогатого скота, может быть достигнуто путем применения современных методов селекции на 24 %, стабильностью и качеством кормовой базы - на 59 %, соблюдением технологии ведения скотоводства - на 17 %. Принимая это во внимание, сельскохозяйственная биотехнология должна реализовываться с учетом решения организационно-технологических, кормовых и селекционных вопросов [6, 7].
Обоснованное применение породных особенностей животных в различных зонах
России, учитывающее их назначение и уровень продуктивности, приспособленность к местным климатическим условиям и биологические особенности, является одним из важных факторов, влияющих на увеличение выхода и улучшения качества мясного сырья.
В восточных районах России, а также в экстремальных условиях наиболее полно отвечают природно-климатическим условиям животные калмыцкой и казахской белоголовой пород. В зонах интенсивного земледелия должны найти широкое применение специализированные мясные породы франкоитальянского происхождения - шароле, лимузин, киан, маркиджан, а в степных, с наличием большого количества пастбищ - породы шортгорны, герефорды, брангус, шаробрей, браментал. Эти породы обладают высокой продуктивностью и могут обеспечить рентабельное получение мясного сырья не только в зоне интенсивного ведения земледелия, но и в других регионах нашей страны, с учетом обеспеченности прочной кормовой базой.
В центральных регионах России и около крупных промышленных городов, где применяется в основном интенсивное ведение земледелия, имеется хорошая кормовая база, климат менее засушливый, можно использовать голштинский и айрширский скот.
В районах Северного Кавказа, где имеются достаточно обширные естественные и культурные пастбища, следует разводить животных нового красного степного скота интенсивного типа, созданного на основе воспроизводительной селекции коров красной степной породы с быками-производителями англерской и красной датской пород. Перспективно разводить в этих районах также скот англерской, красной датской пород, обладающих высокой молочной продуктивностью.
В хозяйствах, расположенных в большом удалении от предприятий по переработке молока и городов (затрудненность использования цельномолочной продукции), лучше всего разводить скот симментальской породы [11].
Характер природных условий Южного Урала предъявляет свои требования к выращиваемому на этой территории крупному рогатому скоту. Короткое лето и продолжительная зима, невыравненный по сезонам года резко континентальный климат с регулярными засухами ставит необходимостью учитывать прежде всего способность животных резервировать питательные вещества корма и их
Прикладная биохимия и биотехнология
экономичное использование. Породы должны иметь совершенную кровеносно-сосудистую систему, терморегуляцию, хороший защитный покров, крепкую конституцию без симптомов изнеженности, с не особенно крупными размерами для того, чтобы быть достаточно подвижными на пастбище и приспособленными к использованию типичных кормовых средств в данных зонах [14].
При использовании методов сельскохозяйственной биотехнологии на Южном Урале крупный рогатый скот черно-пестрой породы способен давать показатели продуктивности, характерные для пород мясного направления. Так, при улучшении условий содержания и кормления животные уральской чернопестрой породы очень быстро реагируют на внешние условия и к возрасту 12 месяцев могут достигать свыше 400 кг и давать мясное сырье высокого качества [9].
Применение сельскохозяйственной биотехнологии позволяет организовать и эффективное производство говядины. Так, на откорме с природными биостимуляторами среднесуточный прирост животных составляет 1,5 кг и более, что позволяет доводить крупный рогатый скот до живой массы 500 кг в возрасте 15 месяцев (Кузнецова Н.Б., 2009, Нелепов Ю.Н., 1998, Левахин В.И., Черноде-вов М.В., Теплов В.А., 1987).
На развитие, рост и формирование мясной продуктивности сельскохозяйственных животных оказывает значительное влияние не только характер, но и тип, а также уровень кормления. При этом последний фактор в полной мере взаимосвязан с климатическими и природными условиями комплексов по выращиванию животных. Практика показывает, что потребность выращиваемых на мясо животных в биологически активных и питательных веществах в основном не удовлетворяется отдельными кормами. Вследствие чего потенциальные возможности животных по повышению продуктивности не используются в полном объеме.
С целью улучшения использования питательных веществ рациона животными, усиления или ослабления обменных процессов в их организме, в сельскохозяйственной биотехнологии все большее распространение получают биологические стимуляторы.
Различные биологически активные вещества начали применять с 50-х годов прошлого века. Большинство из них применяют при откорме животных с целью поддержания высо-
кой энергии роста живой массы, эффективного использования кормов и получения хорошей откормочной кондиции. Их использование зависит от состояния организма животных. Например, увеличение приростов живой массы недоразвитых животных в результате улучшения их кормления и применения стимуляторов обуславливается компенсацией неиспользованных физиологических возможностей роста, что позволяет увеличить среднесуточные приросты живой массы на 50-100 и даже 200 %. Когда же стимуляторы применяются на фоне полноценного кормления и высокой продуктивности животных, то прибавка в росте составляет 5-25 %, использование питательных веществ, применяемых при откорме скота и птицы, улучшается на 15 %
[3, 16].
Из стимулирующих веществ, применяемых при откорме скота, наибольшее распространение получили гормональные препараты эстрогенного действия (к ним относится женский половой гормон, продуцируемый фолликулами яичников), гистогенного (вещества, идентичные гормону желтого тела или близкое к нему) и андрогенного (вещества, обладающие биологическим действием мужского полового гормона). Обычно их вводят животным путем имплантации или же с кормом.
Следует иметь в виду, что анаболическое (синтетическое) действие биологически активных веществ проявляется лишь при хорошем, полноценном кормлении. При плохом же кормлении, особенно при использовании несбалансированных рационов по перевари-мому протеину, живая масса скота не только не увеличивается, но и снижается.
В настоящее время большой популярностью пользуются производные мужских половых гормонов - андрогенов: метиландостен-диол (МАД), дианабол и др. Эти синтетические препараты получили название анаболических стероидов. Они обладают способностью активизировать синтез белка в мышечной ткани организма на 14-37 %. Применение женских половых гормонов - эстрогенов, несмотря на положительное влияние их на приросты живой массы, в ряде стран запрещены -из-за накопления в мясе эстрогенной активности, что при употреблении человеком негативно сказывается на его гормональном статусе [11].
Эффективность использования инсулина при выращивании и откорме скота обусловлена его биологическим действием: повышает
аппетит, стимулирует окисление углеводов и интенсивность синтеза белка, жира, улучшает обменные процессы в организме животных. Увеличение приростов живой массы составляет 16-20 %.
Однако широкого распространения в практике производства говядины гормональные препараты как нативные, так и синтетические пока не получили, так как есть многочисленные публикации о сохранении некоторых количеств гормональных веществ в мясе, что снижает биологическую ценность говядины при использовании в питании людей.
Помимо гормональных препаратов применяют натуральные биологические природные стимуляторы, усиливающие обмен веществ в организме животных.
Так, некоторые биостимуляторы растительного происхождения, добываемые из торфа, показали большую эффективность при интенсивном выращивании молодняка: прирост увеличился на 6 %, эффективность использования корма - на 3-10 %, улучшился показатель конверсии растительного белка в высокоценный белок говядины [13].
Опыт широкого использования в сельскохозяйственной биотехнологии биологически активных веществ свидетельствует об их безопасности для организма животных и человека и высокой степени эффективности только тогда, когда они применяются своевременно и в оптимальных количествах.
Одним из основных условий развития промышленной сельскохозяйственной биотехнологии является обеспечение высокой продуктивности животных и интенсификации производства. Ее сущность состоит в применении в молодом возрасте высокой энергии роста животных, которая способна эффективно конвертировать энергетические элементы корма в питательные вещества тканей, используемых в дальнейшем в качестве мясного сырья. При этом высокая конверсия корма обуславливается усиленным обменом веществ в организме на всех биохимических стадиях, начиная от желудочно-кишечного тракта, и заканчивая биосинтезом белков, липидов и других биоэлементов.
Интенсивная технология выращивания основана на использовании биологических особенностей молодых животных: высокий темп роста при меньшем расходе питательных элементов, приходящихся на единицу прироста живой массы. Следовательно, именно в молодом возрасте высокий прирост массы
животных при наименьших затратах кормов наиболее выгоден.
Для примера можно привести результаты эксперимента И.И. Черкащенко, который показал, что для выращивания бычка в возрасте 2,5 года до живой массы 400 кг, необходимо затратить 4000 корм, ед., тогда как при интенсивной технологии выращивания бычка до этой же массы в возрасте 1,5 года потребуется 3000 корм, ед. Следовательно, выход мясного сырья увеличился на 35 %.
Согласно исследованиям, проведенным А.В. Шичалиным и Л.К. Эрнстом (1986), производство мясного сырья увеличилось на 12,1 % за счет постановки молодняка сразу же после рождения на технологию выращивания интенсивным путем. При этом интенсивность откорма и выращивания увеличилась в 1,7 раза.
Следует отметить, что развитие сельскохозяйственной биотехнологии включает и проблему снижения затрат концентрированных кормов при выращивании сельскохозяйственных животных на мясо.
Так, исследования, проведенные П.Н. Буйной и Р.Ф. Чуй, показали, что интенсивность роста молодняка крупного рогатого скота при их откорме и выращивании можно обеспечить и при кормлении их сенажом и сеном высокого качества, но с присутствием в рационе животных биологических природных стимуляторов роста и белковых кормовых добавок. Разработка последних также является одним из направлений развития биотехнологий в сельском хозяйстве.
Для достижения среднесуточного прироста живой массы 600-700 г содержание концентратов в основном рационе должно составлять 30 %, 700-800 г - 35 %, 800-900 г -40 %, 900-1000 г - 45 %, свыше 1000 - 50 %.
Таким образом, дальнейшее развитие сельскохозяйственной биотехнологии производства мясного сырья на площадках и комплексах промышленного типа должно идти по линии снижения концентрированных кормов в рационе с аналогичной заменой их грубыми и сочными кормами в совокупности с высококачественными кормовыми добавками и биологическими природными стимуляторами.
Одна из основных проблем биотехнологии сельского хозяйства - снижение жирности крупного рогатого скота и повышение качества мясного сырья. К сожалению, современные рационы, типы кормления и содержания животных являются одной из причин разви-
Прикладная биохимия и биотехнология
тия жирового элемента, а не дефицитного в питании человека животного белка.
Комплекс вопросов, который связан с понижением качества мясного сырья, объясняется индустриальными методами выращивания животных. Так, можно заметить, что в мясном сырье все чаще появляются нежелательные оттенки в цвете и все больше наблюдается частота окисления жиров. Если с семидесятых годов отклонения по кислотности и интенсивности цвета в мясном сырье встречались у 30-60 % изучаемых туш, то в настоящее время - у 95 %.
Снижение жирности в мясном сырье можно достичь путем структурного изменения типа кормления крупного рогатого скота, введением в рацион объемистых, сочных и зеленых кормов, снижением удельного веса концентрированных кормов. Также одной из мер может послужить мотивация ответственных работников хозяйств и комплексов на передачу молодняка животных, выращенных по интенсивной технологии, на мясоперерабатывающие предприятия.
Реализация указанных вопросов в полной мере соответствует переводу отрасли на путь развития биотехнологий, который предусматривает увеличение производства высококачественных кормовых добавок и биостимуляторов для сельскохозяйственных животных, осуществление целенаправленной селекционной работы, разработку биологических компонентов кормов и премиксов. Однако успешное использований приемов биотехнологии в сельском хозяйстве обуславливает всесторонние изучение биохимических и физиологических потенциалов организма животных, климато-экономического характера отдельных областей страны и исследование потребительских предпочтений к мясу как пищевому продукту [12, 15]. Вместе с этим при внедрении любой сельскохозяйственной биотехнологии специалисты должны стремиться не только получить от животных высокую продуктивность, но и снижать себестоимость продукции, экономно и рационально расходовать корма.
Обзор литературных данных показывает, что как в России, так и за рубежом, достаточно отчетливо определилась точка зрения ряда ученых о целесообразности и необходимости внедрения экономически оправданных сельскохозяйственных биотехнологий. Необходимо рационально использовать всю совокупность существующих биотехнологических
мероприятий и в том числе резерв увеличения выхода мясного сырья при помощи биологически активных соединений - природных биостимуляторов.
Таким образом, реализация Программы развития биотехнологий в России, в том числе и сельскохозяйственной биотехнологии, должна в полной мере обеспечить продовольственную безопасность страны.
Литература
1. Абильдинов, М.И. Мясная продуктивность и качество говядины бычков симментальской породы при использовании БАД ферроуртикавит: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук /М.И. Абильдинов. - Троицк, 2010. - 21 с.
2. Богатова, О.В. Токсикологическая безопасность мясной продукции на фоне применения биостимулятора / О.В. Богатова, С.В. Стандникова, Н.Б. Губер // Качество продукции, технологий и образования: мат. VIII все-росс. научн.-практ. конф. с междунар. уч. -Магнитогорск, 2013.- С. 44-47.
3. Венедиктов, А.М. Кормовые добавки: справочник / А.М. Венедиктов, Т.А. Дуборезо-ва, Г.А. Симонов [и др.]. - М. : Агропромиз-дат, 1992. - 192 с.
4. Губер, Н.Б. Влияние биоактиваторов на интенсификацию производства продукции животного происхождения / Н.Б. Губер, В.В. Нагибина, И.М. Амерханов //Молодой ученый.
- 2013. - № 4. - С. 672-675.
5. Губер, Н.Б. Развитие биотехнологий в Челябинской области /Н.Б. Губер //Интеграция науки и высшего образования в области био- и органической химии и биотехнологии: мат. VII всероссийской научной интернет-конференции. Секция биотехнология. - Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2013. - С. 49-50.
6. Губер, Н.Б. Биологический статус бычков, выращиваемых на мясо, на фоне применения биостимулятора / Н.Б. Губер, Е.А. Переходова, Н.Н. Максимюк [и др.] // Молодой ученый. - 2013. - № 11. - С. 246-248.
7. Губер, Н.Б. Этологическая реактивность бычков при использовании биостимулятора / Н.Б. Губер, Е.А. Переходова, Г.М. Топурия [и др.] // Молодой ученый. - 2013. -№ 11. - С. 243-245.
8. Губер, Н.Б. Биологическая ценность мясной продукции при использовании биологически активных веществ / Н.Б. Губер, А.З. Шакирова, Г.М. Топурия // Международный научно-исследовательский журнал = Research
Journal of International Studies. - 2013. -№ 10(17). - Ч 1. -С. 96-97.
9. Губер, Н.Б. Пищевая ценность и кулинарно-технологические свойства мясной продукции при использовании биостимулятора / Н.Б. Губер, Е.А. Переходова // Естественные и математические науки в современном мире.
- 2013. - № 10-11. - С. 139-143.
10. Дуць, А.О. Качество как основа конкурентоспособности мясопродуктов / А.О. Дуць, Н.Б. Губер, Ю.А. Полтавская [и др.] // Молодой ученый. - 2013. - № 10. - С. 131-134.
11. Зеленков, П.И. Скотоводство: учебник / П.И. Зеленков, А.И. Бараников, А.П. Зеленков. - Ростов н/Д: Феникс, 2005. - 572 с.
12. Кузнецова, Н.Б. Реализация государственной политики в области здорового питания в Челябинской области / Н.Б. Кузнецова // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: мат. V международной
научн.-практ. конф., 21-22 октября 2011 г. -Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. - С. 110-112.
13. Кузнецова, Н.Б. Мясная продуктивность и конверсия корма в основные питательные вещества бычков черно-пестрой породы при использовании кормовой добавки «Гувитан-С»: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук /Н.Б. Кузнецова. - Троицк, 2009. - 19 с.
14. Монастырев, А.М. Повышение продуктивности скота черно-пестрой породы при использовании кормовой добавки «Гувитан-С» / А.М. Монастырев, Н.Б. Кузнецова // Аграрный вестник Урала. - 2009. - № 4. - С. 86-88.
15. Нуштаева, А.И. Некоторые аспекты стандартизации в мясной отрасли / А.И. Ну-шатева, Н.Б. Губер // Молодой ученый. -2013. - № 10. - С. 178-181.
16. Ребезов, М.Б. Использование природных цеолитов Южного Урала / М.Б. Ребезов. // Зоотехния. - 2002. - № 8. -С. 16-17.
Губер Наталья Борисовна. Кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры прикладной биотехнологии, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск). Область научных интересов - управление качеством сельскохозяйственного сырья и потребительских товаров. Контактный телефон: 8-(351) 267-99-65, e-mail: pbio@yandex.ru
Топурия Гоча Мирианович. Доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии переработки и сертификации продукции животноводства, Оренбургский государственный университет (г. Оренбург). Область научных интересов - совершенствование технологий производства продукции животноводства. Контактный телефон: 8-(3532) 77-67-70, e-mail: post@mail.osu.ru.
BIOTECHNOLOGICAL METHODS OF INCREASING BEEF PRODUCTION IN AGRICULTURE
N.B. Guber, G.M. Topuriya
The article focuses on the development of biotechnology in agriculture. The author describes the main areas of agricultural biotechnology and the degree of development in modern times. Based on the literature review the conclusion is made on the feasibility of development and use of biotechnology in agriculture.
Keywords: agricultural biotechnology, food safety, raw meat, beef, biodyne.
Natalia Borisovna Guber, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Department of Applied Biotechnology, South Ural State University, Chelyabinsk. Research interests: quality management of agricultural raw materials and consumer goods. Contact phone: 8 - (351) 267-99-65, e-mail: pbio@yandex.ru.
Gocha Mirianovich Topuriya, Doctor of Biological Sciences, Professor, head of Technology for Processing and Animal Products Certification Department, Orenburg State University, Orenburg. Research interests: improvement of technology for livestock production. Contact phone: 8-(3532) 77-67-70, e-mail: post@mail.osu.ru.
Поступила в редакцию 21 ноября 2013 г.
