CC BY
93
УДК 637.5:636. 087
ДОСТУПНЫЙ ИСТОЧНИК КАЛЬЦИЯ И ФОСФОРА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ
А. И. КИЛИМНЮК
Институт кормов и сельского хозяйства Подолья НААН Украины, г. Винница, Украина, 21100
(Поступила в редакцию 20.02.2017)
Резюме. Предложенный способ переработки костных отходов мясоперерабатывающих предприятий на корм для животных существенно отличается от тех, что есть на производстве. Минеральный концентрат изготовленный таким способом представляет собой концентрированный источник кальция и фосфора. Для изучения химического состава и степени варьирования показателей содержания кальция и фосфора, были проведены испытания образцов, отобранных от семнадцати изготовленных партий минерального концентрата.
Лабораторные исследования показали, что более 70 % из проанализированных образцов содержали кальций в диапазоне 380—420 г/кг и фосфор в диапазоне 120—163 г/кг. Установлено, что в минеральном концентрате среднее содержание кальция составляет 39,6 %, а фосфора 14,5 %.
Ключевые слова: кальций, минеральный концентрат, сельскохозяйственные животные, трикальцийфосфат, фосфор.
Summary. The proposed method of processing bone waste meat processing enterprises in animal feed is significantly different from those that are in production. Mineral concentrate produced in this manner is a concentrated source of calcium and phosphorus. To study the chemical composition and the degree of variation of parameters of calcium and phosphorus were tested samples collected from seventeen parties made mineral concentrate.
Laboratory studies have shown that more than 70 °% of the analyzed samples contain calcium in the range of380—420 g/kg and phosphorus in the range of120—163 g/kg. It was established that the average mineral content of the concentrate is 39.6 °% calcium and 14.5 % phosphorus.
Key words: calcium, farm animals, mineral concentrate, phosphorus, tricalcium phosphate.
Введение. Рационы и кормовые смеси для животных включают зерно злаковых и бобовых культур и продукты их переработки. Минеральный состав данного кормового сырья достаточно беден на содержание основных биогенных элементов - кальция, фосфора, а также микроэлементов. К тому же они часто находятся в малодоступной для усвоения форме. В большинстве проанализированных нами рационов наблюдается дефицит кальция, фосфора, цинка, марганца, меди, кобальта и многих других элементов. При их низком содержании нарушается соотношение между отдельными элементами, что негативно влияет на минеральный обмен, ухудшает физиологическое состояние животных и их продуктивность.
Минеральные вещества энергетической ценностью не обладают, однако их физиологическая роль в жизнедеятельности животного организма вели-
ка. Макро- и микроэлементы активно участвуют в обменных процессах, входят в состав органов и тканей животного, способствуют нормализации обмена веществ, оказывают положительное влияние на продуктивность и качество продукции, повышают устойчивость к заболеваниям [6-8].
При составлении рационов и разработке рецептуры комбикормов необходимо обладать достоверной информацией о содержании каждого из элементов в кормовом сырье и балансирующей минеральной добавке. Наряду с этим необходимо иметь точные данные о доступности каждого из биогенных элементов не только из кормовой части рациона или комбикорма, но и из балансирующей добавки.
Учитывая сложные взаимоотношения при обмене веществ между макро- и микроэлементами (синергизм одних, антагонизм других), балансирование рационов осуществляют за счет включения соответствующих добавок в необходимом количестве, которое определяется на основе норм потребности, содержания их в кормах и добавках.
А также необходимо учитывать, что микроэлементы, которые необходимы животным для обеспечения функционирования процессов обмена веществ и нормальной жизнедеятельности, имеют разную степень доступности по различным видам солей.
Значительное внимание уделяется изучению особенностей минерального обмена, особенно в период роста молодняка. Животные получают в основном растительные корма, содержание минеральных веществ в которых колеблется в широких пределах в зависимости от вегетации растений, качества почвы, системы внесения удобрений, заготовки, хранения и ряда других факторов.
Рационы животных с недостатком или избытком тех или иных минеральных веществ могут стать причиной, которая приводит к снижению продуктивности, ухудшению воспроизводительной способности, перерасходу кормов, вызвает нарушение обмена веществ (остеодистрофия, желе-зодефицитная анемия и т. д.) [1, 4].
Поэтому определение доступности биогенных элементов из разных кормов, кормовых средств и солей позволит оптимизировать минеральное питание животных и исключит накопление тяжелых металлов в почве.
Анализ источников. Современной науке хорошо известно, что наиболее существенными факторами минерального питания животных есть два главных элемента - кальций и фосфор. Источниками кальция для животных могут быть объемные корма и многочисленные природные ископаемые минералы, распространенные во многих регионах страны.
Обеспечение животных фосфором было и остается наиболее сложной проблемой. Это связано с тем, что ископаемых источников этого макроэлемента нет. В объемистых кормах фосфора мало. Например, в сене его концентрация ниже, чем кальция в 5-9 раз [5].
В концентрированных кормах фосфора относительно много. Но его усвоение из этих кормов не превышает 12-15 % от исходного количества, что и обусловливает его колоссальный дефицит. Как правило, более 90 % фосфора концентратов связано в специфические органические соли - фитаты [9]. Собственных ферментов, разрушающих эти соли в организме животных и птиц, нет. И только у взрослых жвачных микроорганизмы рубца способны высвобождать фосфор из фитиновых соединений, делая его весьма доступным для животных. Современное интенсивное свиноводство и птицеводство уже немыслимо без использования синтетических фосфорных добавок. В мировой практике широко применяют моно-, ди-, трикальцийфосфат.
Трикальцийфосфат - минеральная добавка, которая производится из апатитового концентрата и фосфорной кислоты с добавлением гидроксида натрия. Формула апатита Са5 [СО3] [Р04] 3 С1, ОН, В). Его химический состав (%): CaO - 55,38; P2O5 - 42,06; F - 1,25; а - 2,33; Н2О - 0,56. В соответствии с этим различаются: фторапатит - фтор-содержащий; хло-рапатит - хлорсодержащий; гидроксилапатит - ОН-содержащий. В природе преобладают апатиты, содержащие фтор (фторапатиты). Кальций апатитов иногда замещается стронцием, количество которого доходит до 11 %, а также редкоземельными элементами [2].
После сжигания тканей животных в золе обнаруживается 99,6 % макроэлементов и 0,4 % микроэлементов. Около 65-70 % всех минеральных веществ в организме составляют кальций и фосфор (оптимальное их соотношение у взрослых животных 2:1, у растущих - 1,5:1 или 1:1) [3].
Минеральный концентрат является альтернативной трикальцийфосфа-ту кальций-фосфорной добавкой, изготовленной специальным способом из костной ткани сельскохозяйственных животных.
Цель работы - изучить химический состав новой кальций-фосфорной добавки - минерального концентрата и провести его сравнительные исследования с трикальцийфосфатом.
Материал и методика исследований. Исследования проводились на базе аналитической лаборатории мониторинга качества, безопасности кормов и сырья Института кормов и сельского хозяйства Подолья НААН Украины. Определение содержания кальция проводилось титрометриче-ским методом и методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на спектрофотометре СФ-115. Фосфор определяли на проточном анализаторе Кантифло. Комплексные балансовые опыты на животных проводили на физиологическом дворе лаборатории зоотехнической оценки кормов.
Результаты исследований и их обсуждение. Разработанный способ получения минерального концентрата из отходов мясоперерабатывающих предприятий существенно отличается от того, что есть на производстве. Полученное кормовое средство фактически является стерильным так как
изготавливается при высоких температурах не теряя при этом своих полезных свойств.
При определенных параметрах температуры и экспозиции было изготовлено семнадцать опытных партий минерального концентрата, из которых были сформированы средние пробы образцов и проведены исследования на содержание кальция, фосфора и микроэлементов.
На рис. 1 представлены результаты статистической обработки содержания кальция в отобранных образцах семнадцати партий минерального концентрата.
Histogram of Var1 Spreadsheet10 Var1 = 17*10*normal(x; 396,2294; 17,232)
Р и с. 1. Диапазон содержания кальция в исследовательских партиях минерального
концентрата, г/кг
Гистограмма нормального распределения показывает, что более 29 % образцов минерального концентрата содержали кальций в количестве 390-400 г/кг. Около 23,5 % образцов имели содержание кальция от 400 до 407 г/кг, 17,6 % - 382 -389 г/кг и 11,8 % - 415- 418 г/кг. Из проанализированных образцов минерального концентрата 6 % содержали менее 370 г/кг кальция и такое же количество более 420 г/кг.
Нормальное распределение содержания кальция в минеральном концентрате указывает на то, что более 70 % проанализированных образцов содержали кальций в диапазоне 380-420 г/кг.
Данные анализа опытных партий минерального концентрата свидетельствуют о том, что по содержанию кальция он не уступает трикаль-цийфосфату, а даже превосходит его.
Также нами был проанализирован минеральный концентрат на содержание фосфора, результаты которого представлены на рис. 2 в виде гистограммы нормального распределения.
Н^одгат о! Уаг2 Spгeadsheet13 1У*17С Уаг2 = 17*1 *погта1(х; 14,5488; 1,8103)
Р и с. 2. Диапазон содержания фосфора в исследовательских партиях минерального
концентрата, %
Анализ гистограммы нормального распределения показывает, что более 35 % образцов минерального концентрата содержали фосфор в количестве 135-150 г/кг. Остальные образцы распределились следующим образом: 23,5 % образца содержат 153-163 г/кг фосфора, 11,8 % - 120128 г/кг и 11,8 % - 173-184 г/кг. У 17,6 % образцов минерального концентрата содержание фосфора было менее 103 г/кг и у 11,8 % больше 173 г/кг.
Из проанализированного распределения содержания фосфора в образцах минерального концентрата видно, что более 70 % образцов отобранных от произведенных партий минерального концентрата имели содержание фосфора в диапазоне 120-163 г/кг.
С целью сравнения доступности биогенных элементов кальция и фосфора с трикальцийфосфата и минерального концентрата, а также определения переваримости основных питательных веществ на физиологическом дворе лаборатории зоотехнической оценки кормов Института кормов и сельского хозяйства Подолья НААНУ был проведен физиологический балансовый опыт. Для проведения опыта были подобраны две группы свиней живой массой 80-85 кг, по четыре в каждой, с учетом происхождения, возраста, пола, породы, живой массы.
Рацион включал кормовое сырье: зерновые отходы пшеницы, пшеничные отруби и жмых подсолнечника. Полноценность протеина балансировали за счет введения L-лизина, благодаря чему суточный уровень наиболее лимитной аминокислоты был на уровне потребности - 20 г.
Животные контрольной и опытной групп получали основной рацион, который включал 66,8 % зерновые отходы пшеницы, 28 % пшеничных
отрубей и 3 % подсолнечного жмыха, 0,25 % Ь-лизина и 0,45 % поваренной соли. Кроме того, контрольная группа в качестве источника пополнения фосфора и кальция получала 1,5 % трикальцийфосфата, а опытная аналогичное количество минерального концентрата.
Во время балансового опыта велось постоянное наблюдение за физиологическим состоянием подопытных животных. Их поведение было удовлетворительным как в опытной, так и в контрольной группах. Животные вели себя спокойно. Потребление кормов было с остатками у свиней контрольной и опытной групп.
В течение основного периода велся учет потребленного корма, остатков корма, выделенного кала и мочи. Проводился отбор корма, остатков, кала и мочи, а на восьмой день были сформированы средние образцы, которые прошли подготовку при температуре 65 °С и измельчения на лабораторном вспомогательном оборудовании.
В начале и в конце опыта проводилось контрольное взвешивание животных. Среднесуточные приросты у животных контрольной группы были на уровне 790 ± 20 г, а у животных опытной группы - 865 ± 25 г.
Данные, полученные нами, свидетельствуют, что у животных опытной группы наблюдалась заметная тенденция к лучшей переваримости сухого и органического веществ, сырого протеина, жира, безазотових экстрактивных веществ. Но общая картина переваривания питательных веществ у животных контрольной и опытной групп происходила примерно на одном уровне (рис. 3).
90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00
сухого в-ва
□ Рацион с трикальцийфосфатог
□ Рацион с минеральным концентратом
органического
Р и с. 3. Переваримость основных питательных веществ рационов свиней
Из всех питательных веществ рациона свиньи опытной группы имели самую высокую переваримость протеина. Что подтверждает их высокие среднесуточные привесы по сравнению с контрольными аналогами.
Анализ среднесуточного баланса азота, полученного по результатам обменного опыта (рис. 4), указывает на повышение метаболических процессов в организме свиней опытной группы. При меньшем поступлении азота с кормом наблюдалось увеличение его отложения в теле животных и соответственно на 6,8 % было лучшим его использование организмом.
г потребленного
□ Рацион с трикальцийфосфатом □ Рацион с минеральным концентратом
Р и с. 4. Среднесуточное усвоение азота
Основное наше внимание было уделено определению баланса кальция и фосфора из рационов с трикальцийфосфатом и минеральным концентратом (рис. 5, рис. 6).
корме, г
□ Рацион с трикальцийфосфатом □ Рацион с минеральным концентратом
Р и с. 5. Среднесуточное усвоение кальция
По результатам среднесуточного баланса кальция видно, что животные, которые потребляли трикальцийфосфат, при высшем поступлении кальция с кормом меньше его откладывали в теле. И наоборот, у свиней, получавших рационы с минеральным концентратом при меньшем количестве кальция в потребляемом корме, в теле животных откладывалось его больше. Свиньи, которые потребляли рационы с минеральным концентратом, имели на 25 % выше усвоение кальция от потребленного количества.
корме, г
□ Рацион с трикальцийфосфатом □ Рацион с минеральным концентратом
Р и с. 6. Среднесуточное усвоение фосфора
Фосфор играет особую роль в пищеварении. Установлено, что чем меньше употребляется фосфора с кормом, тем больше его поступает в пищеварительный аппарат из запасов организма. С увеличением потребления с растительными кормами возрастает его выделение через кишечник: усиливаются секреторные и экскреторные функции кишечника, что имеет огромное значение не только для нормального процесса пищеварения, но и для регулирования кислотно-щелочного равновесия в организме. Минерализация и развитие скелета домашних животных происходят при обязательном участии фосфора. При его недостатке в рационе снижается усвоение кальция, развивается рахит.
Рационы свиней содержали достаточно много фитатного фосфора. Это связано с высоким содержанием в них пшеничных отрубей (28 %). Результаты опыта показывают, что даже при добавлении минеральных добавок наблюдалось низкое усвоение фосфора из кормов рациона.
Следует отметить, что удержание фосфора от потребленного из рационов свиней, содержащих минеральный концентрат, было на 13 % выше, чем у свиней, в рационы которых входил трикальцийфосфат, т. е. из рационов свиней контрольной группы усваивалась лишь третья часть фосфора.
При проведении лабораторных исследований образцов минерального концентрата на содержание кальция и фосфора также были определены концентрации в нем и других макро- и микроэлементов (рис. 7). Установлено, что в минеральном концентрате из определенных биогенных элементов больше всего содержится макроэлементов. Так, кальций составляет более 70 %, фосфор почти 25 % и магний более 3 %. Из микроэлементов железо составляет 0,08 %, цинк 0,03 %, марганец 0,007 % и медь 0,002 %.
500,0 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0
Р и с. 7. Содержание макро- и микроэлементов в минеральном концентрате
Заключение. Результаты исследований позволяют утверждать, что новая кормовая добавка - минеральный концентрат, полученная из костных отходов мясоперерабатывающих предприятий путем специальной высокотемпературной обработки, может конкурировать с трикальцийфосфатом. Минеральный концентрат содержит в своем составе 39,6 % кальция и 14,5 % фосфора, который имеет высокую растворимость в желудочно-кишечном тракте животных и может конкурировать по доступности с фосфором трикальцийфосфата. Преимуществом минерального концентрата как альтернативны трикальцийфосфату минеральной добавки является то, что в своем составе он не содержит токсических элементов и тяжелых металлов. В его состав входят некоторые микроэлементы органического происхождения.
По результатам проведенных обменных опытов по сравнению рационов с добавкой трикальцийфосфата и минерального концентрата выяснилось, что доступность с последнего кальция была выше на 25 %, а фосфора на 13 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баженов, А. Н. Профилактика внутренних незаразных болезней и лечение крупного рогатого скота в промышленных комплексах / А. Н. Баженов. - Л.: Агропромиздат, 1987. -276 с.
2. Витаминное и минеральное питание животных: уч. пособие / С. Н. Хохрин, Н. В. При-стач, Л. Н. Пристач. - СПб.: Проспект Науки, 2017. - 384 с.
3. Георгиевский, В. И. Минеральное питание животных / В. И. Георгиевский, Б. Н. Анненков, В. Т. Самохин - М.: Колос, 1979. - 471 с.
4. Кальницкий, Б. Д. Биологическая эффективность микроэлементов // Минеральные вещества в кормлении животных. - Л.: Агропромиздат, 1985. - С. 64-65.
5. Мала прнича енциклопед1я. В 3-х т. / За ред. В. С. Бшецького. - Донецьк: Донбас, 2004. - ^N966-7804-14-3.
6. Мшеральне живлення тварин / Г. Т. Клиценко [и др.]. - К.: Свгг, 2001. - 544 с.
7. Корма и биологически активные кормовые добавки для животных / Н. В. Мухина, А. В. Смирнова. - М.: Колос С, 2008. - 271 с.
8. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: справ. пособие / под ред. А. П. Калашникова [и др.] - М., 2003. - 352 с.
9. Шкункова, Ю. С. Кормление свиней на фермах и комплексах / Ю. С. Шкункова, А. П. Постовалов - Л.: Агропромиздат, 1988. - 255 с.
Са, г
Р г
Zn,
