Энергетический обмен и интенсивность роста бычков в период выращивания при разном уровне обменного протеина в рационе Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

PHYSICS AND MATHEMATICS

УДК 636.2.083.37:636.084.52

Денькин Алексей Иванович

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных филиал ФГБНУФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста

Россия, г. Боровск Лемешевский Виктор Олегович кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова Белорусского государственного университета

Белорусия, Минск DOI: 10.24411/2520-6990-2019-11086 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН И ИНТЕНСИВНОСТЬ РОСТА БЫЧКОВ В ПЕРИОД ВЫРАЩИВАНИЯ ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ОБМЕННОГО ПРОТЕИНА В РАЦИОНЕ

Denkin Alexey Ivanovich

PhD in biology, Senior Researcher Institute of Animal Physiology, Biochemistry and Nutrition -Branch of L. K. Ernst Federal Science Center for Animal Husbandry Russia, Borovsk Lemiacheuski Viktor Olegovich PhD in agriculture, associate professor International Sakharov Environmental Institute of Belarusian State University Belorussia, Minsk

ENERGY METABOLISM AND THE GROWTH RATE OF BULL CALVES IN THE GROWING PERIOD WITH DIFFERENT LEVELS OF METABOLIZABLE PROTEIN IN THE DIET

Abstract:

On the basis of the balance of energy and substrates, the ratio of the costs of exchange energy of the diet at different levels of exchange protein for heat production and deposition in the body weight gain of dairy bulls during the growing period is determined Аннотация:

На основе баланса энергии и субстратов определено соотношение затрат обменной энергии рациона при разном уровне обменного протеина на теплопродукцию и отложение в приросте массы тела бычков молочных пород в период выращивания.

Ключевые слова: обменная энергия, обменный протеин, баланс энергии субстраты, бычки, прирост. Key words: metabolizable energy, metabolizable protein, energy balance, substrates, bull calves, gain.

Основной путь повышения рентабельности производства говядины состоит в улучшении эффективности биоконверсии питательных веществ корма в продукцию, прежде всего за счет оптимизации условий питания. Кормление животных, наряду с уровнем генетического потенциала, является основным фактором, определяющим продуктивность животных, а первостепенное значение для эффективного использования корма является сбалансированность рациона по питательным и биологически активным веществам [1,2]. При балансировании рационов важно учитывать концентрацию

энергии в сухом веществе, которая влияет на переваримость корма. Установлено, что увеличение энергетической питательности рациона бычков на 5,0 % (концентрация обменной энергии в сухом веществе 9,6 МДж/кг) способствует повышению энергии отложения и синтеза прироста на 10,04 %, энергии прироста - на 19,50 %, эффективности использования обменной энергии на рост - на 3,81 % [5] Сбалансированность рациона по азотистым веществам означает оптимальное обеспечение метаболических процессов в организме аминокисло-

тами за счет поступления в кишечник трудно рас-падаемого протениа и белковых продуктов мик-робиального синтеза [9,12]. Степень использования азотистых веществ рациона животными также зависит от концентрации энергии в сухом веществе рациона, уровня протеина и его расщепляемости [4, 6]. Высокоэнергетические рационы способствуют повышению эффективности использования азотистых веществ и обладают высокой экономической эффективностью [7, 8].

При оценке протеиновой обеспеченности жвачных необходимо знать возможности и количественные параметры микробиального синтеза в преджелудках, а также степень усвоения и использования кормового и микробного белка, содержащихся в них аминокислот при различных физиологических состояниях и уровне продуктивности животных. Кроме содержания в корме переваримого или сырого протеина, важными показателями в данной системе становятся его растворимость, рас-щепляемость и аминокислотный состав нерасщеп-ленного в рубце протеина [10, 11].

В странах с развитым животноводством системы питания жвачных животных предусматривают необходимость учета качества протеина и углеводов корма. Показано, что данный подход экономически целесообразен не только при производстве молока, но и при выращивании животных на мясо [3, 13].

Цель и методика исследований

Целью исследований явилось изучить влияние разного уровня обменного протеина в рационах на использование обменной энергии и интенсивность роста бычков в период выращивания.

Таблица 1

Рационы кормления бычков_

Корма, кг Группа

1 (контроль) 2 (опытная) 3 (опытная) 4 (опытная)

Сено злаковое 0,5 0,5 0,5 0,5

Силос разнотравный 6 6 6 6

Комбикорм 4,25 4,00 3,75 3,5

Жмых соевый - - 0,5 0,75

Жмых подсолнечный - 0,25 - -

Мел кормовой 0,1 0,1 0,1 0,1

Соль поваренная 0,1 0,1 0,1 0,1

Премикс ПК-60 0,1 0,1 0,1 0,1

Показатели питательности рационов:

Сухое вещество, кг 6,1 6,1 6,1 6,1

Обменная энергия, МДж 60,9 60,9 60,9 60,9

Сырой протеин, г 846 898 950 1002

Распадаемый протеин, г 611 653 665 693

Нераспадаемый протеин, г 235 245 285 309

Обменный протеин, г 478 491 513 526

Сырая клетчатка, г 918 934 920 921

Сырой жир, г 183 195 197 204

Сырая зола, г 384 394 392 396

БЭВ, г 3791 3710 3671 3611

Для решения поставленных задач провели эксперимент методом латинского квадрата на 4-х бычках холмогорской породы в виварии ВНИИФБиП животных. Начальная живая масса бычков - 147,3 кг (возраст 7 месяцев), выращенных по принятой технологии с использованием молочных продуктов: цельного молока и ЗЦМ, смеси дерти концентратов, при раннем приучении к потреблению грубых кормов.

Содержание животных привязное, кормление индивидуальное, 2-хразовое. Ежедневно учитывали потребление корма. Для оценки интенсивности роста, бычков периодически взвешивали.

Животные получали одинаковый основной рацион, сбалансированный по питательным веществам с содержанием сырого протеина и обменной энергии согласно существующим нормам, рацион включал сено злаковое, силос разнотравный и комбикорм (табл. 1).

Внутри группы, в рационе бычков последовательно повышали уровень обменного протеина, за счет ввода кормовых добавок с разной распадаемо-стью протеина (коммерческий препарат подсолнечного жмыха, содержащего протеин, незащищенный от распада в рубце или препарат соевого жмыха, с протеином, защищенным от распада в рубце).

В результате использования метода латинского квадрата, бычки получали с рационом 4-е разные уровня обменного протеина. Отношение обменного протеина к обменной энергии рациона составило в 1-ой группе 7,8; во 2-ой -8,1; в 3-й -8,4 и в 4-ой -8,6 г/мДж.

В конце каждого периода проводили балансовый опыт. Для оценки процессов пищеварения у бычков определяли потребление корма, переваримость основных питательных веществ рациона и

поступление субстратов из пищеварительного тракта в метаболический пул. В пробах корма и кала изучено содержание сухого и органического

вещества, сырого протеина, клетчатки, общих ли-пидов и золы.

Показатели газоэнергетического обмена исследовали масочным методом до кормления и через 3 часа после него. Газоанализ проведен с использованием газоанализатора-хромотографа АХТ-ТИ; прямую калориметрию проб корма, кала, мочи, молока и др. проводили с использованием адиабатического калориметра АБК-1.

Проводили оценку энергетической и субстратной питательности кормов и рационов.

Фонд субстратов используется на энергетические цели и на синтез продукции (прироста) аналогично известному принципу определения обменной энергии рационов (ОЭ = ТП + ЭП). Во ВНИИФБиП животных разработана методика количественного определения субстратов, использованных в энергетическом обмене; их суммарный энергетический эквивалент равен суточной теплопродукции.

Все оставшиеся субстраты в преформирован-ном виде входят в компоненты прироста бычков.

Количественный вклад основных групп субстратов в энергетический обмен (в величину теплопродукции) рассчитывали по данным исследований легочного газообмена и потерь азота с мочой. Количество вовлеченных в энергетический обмен аминокислот в приближении рассчитывали по

Интенсивность роста бычков при

азоту, выделенному с мочой в течение суток, умножая коэффициент на 6,25, с учетом того, что содержание азота в белках (аминокислотах) составляет в среднем 16 %. Зная калорическую ценность белка (18,00 кДж/г) рассчитывали суточную теплопродукцию за счет полного окисления аминокислот до СО2 и воды и вычитали её из величины общей суточной теплопродукции. В результате получаем величину «небелковой» теплопродукции, по которой находим относительный вклад в теплопродукцию двух групп субстратов, различающихся по величине дыхательного коэффициента.

Варьирующие количественные признаки результатов экспериментальных исследований подвергались статистической обработке с оценкой достоверности эффектов с помощью /-критерия Сть-юдента в компьютерной программе 81аЙ8Йса и МБШ1сеЕхсе1.

Результаты исследований Результаты взвешиваний показали, что условия питания животных обеспечили высокую интенсивность роста. Следовательно, исследования были проведены на хорошем зоотехническом фоне -среднесуточный прирост массы тела составил больше 1000 г.

Наиболее высокий среднесуточный прирост массы тела был у бычков 2-ой группы (табл.2).

Таблица 2

Группа Отношение обменного протеина к обменной энергии, г/МДж Масса тела, кг Среднесуточный прирост, г

1 (контроль) 7,8 223±33,4 1363±185

2 (опытная) 8,1 226±27,1 1537±63

3 (опытная) 8,4 230±19,7 1354±151

4 (опытная) 8,6 216±18,8 1101±214

Частичная замена концентратов белковыми добавками в рационах опытных групп не оказала значительного влияния на потребление сухого вещества корма. Однако, бычки 2-ой (опытной) группы, где в состав комбикорма входил подсолнечный жмых, поедали корма фактически без остатков, в то время как в 1 -ой, 2-ой и 3 -ей группах грубые корма животные поедали не полностью. Валовая энергия в 1 кг комбикорма составила 18,07

МДж/кг сухого вещества, ав подсолнечном и соевом жмыхе, соответственно, 20,16 и 19,75 МДж/кг сухого вещества. В связи с этим, при повышении доли протеиновой добавки в составе комбикорма, увеличивалась концентрация обменной энергии в сухом веществе и его переваримость, по сравнению с контролем (табл. 3).

Таблица 3

Фактическое потребление и переваримость сухого вещества корма

Группа Сухое вещество корма, кг Сухое вещество кала, кг Переваримое сухое вещество, кг Переваримость, % Концентрация ОЭ, МДж/кг

1 (контроль) 6,00±0,43 2,13±0,14 3,86±0,29 64,40±0,57 8,67±0,25

2 (опытная)) 6,08±0,37 2,11±0,11 3,96±0,26 65,18±0,50 8,78±0,13

3 (опытная) 6,02±0,41 2,06±0,07 3,96±0,34 65,57±1,28 8,78±0,09

4 (опытная) 5,99±0,41 2,03±0,16 3,96±0,23 66,23±0,50 8,91±0,38

Более высокое содержание валовой энергии в подсолнечном и соевом жмыхе (по сравнению с комбикормом) способствовало увеличению валовой энергии рациона при фактически одинаковом потреблении сухого вещества корма. В связи с этим

потребление валовой энергии корма бычками опытных групп было больше, чем в контроле (табл. 3, 4). Потери энергии с мочой в опытных группах были ниже на 13 -22 %, чем в контроле, что способствовало повышению уровня обменной энергии в опытных группах по сравнению с контролем. Уровень

обменной энергии от валовой в подопытных группах составил: в 1-ой - 50,88 %, во 2-ой -51,40 %, в 3-ей -51,45 % и в 4-ой - 51,75 %.

Таблица 4

Баланс энергии, МДж/сут_

Показатель Группа

1 (контроль) 2 (опытная) 3 (опытная) 4 (опытная)

Валовая энергия корма 101,8±7,3 103,5±6,5 103,0±7,1 102,8±7,0

Валовая энергия кала 37,3±3,0 36,7±2,8 36,5±1,1 36,3±4,4

Энергия переваримых питательных веществ 64,6±4,5 66,8±3,7 66,6±6,0 66,5±3,4

Потери энергии с метаном и теплотой ферментации 10,5±0,7 10,9±0,6 10,8±1,0 10,8±0,6

Энергия мочи 3,2±0,6 2,7±0,8 2,8±0,8 2,5±0,5

Обменная энергия 51,8±2,6 53,2±2,4 53,0±4,2 53,2±2,8

Теплопродукция 35,9±1,6 36,3±2,2 37,8±2,4 39,5±1,9

Энергия прироста 15,9±1,1 16,9±0,3 15,2±2,1 13,7±1,6

С повышением уровня обменного протеина в рационах опытных групп увеличивалась не только переваримость питательных веществ и уровень обменной энергии, но пропорционально возрастала и теплопродукция. Однако, при детальном анализе (табл. 5)видно, что использование обменной энергии на теплопродукцию и прирост живой массы в группах различается. Более эффективно обменная

энергия использовалась бычками 2-ой группы, где вклад в энергию прироста был максимальным, а в теплопродукцию-минимальным, по сравнению с другими группами. Более высокий уровень обменного протеина в рационе способствовал повышению энергетического обмена, что отрицательно отражалось на приросте живой массы.

Таблица 5

Использование обменной энергии на теплопродукцию и прирост при разном уровне обменного

протеина в р ационе

Группа Отношение обменного протеина к обменной энергии, г/МДж Теплопродукция, % от ОЭ Энергия прироста, % от ОЭ

1 (контроль) 7,8 69,31 30,69

2 (опытная) 8,1 68,23 31,77

3 (опытная) 8,4 71,32 28,68

4 (опытная) 8,6 74,25 25,75

Увеличение теплопродукции обусловлено специфическим динамическим действием пищи, где наиболее выраженным ее действием обладают белки, способные повышать интенсивность обменных процессов на 30 %, а в ряде случаев и на 80 %, далее идут углеводы (5,9 %) и, наконец, жиры (2,5 %).

Переваримость валовой энергии принято рассчитывать по разнице между содержанием валовой энергии корма и энергии, содержащейся в кале. Калорийность 1 кг сухого вещества переваримых питательных веществ в сбалансированных рационах не превышает 17,0 МДж, ввиду высокой калорийности сухого вещества кала, где относительно возрастает доля непереваренных компонентов грубых кормов (лигнин, сырая клетчатка и др.), имеющих калорийность свыше 20 кДж/г. Энергия переваримых питательных веществ является исходной величиной для расчета обменной энергии в животном организме и при оценке энергетической питательности рациона. С энергией переваримых питательных веществ тесно связаны потери энергии с мочой (4-5 % от переваримой энергии). В более сложной связи с энергией переваримых питательных веществ находятся потери энергии с метаном и теплотой ферментации. Потери энергии в преджелудках

жвачных, связанные с ферментацией составляют около 25 %. После проведения поправок на потери энергии переваримых питательных веществ с метаном и теплотой ферментации, оставшаяся часть энергии, переваренной в преджелудках и толстом кишечнике, представлена ЛЖК, количественно выраженная в молярном, а затем в весовом их соотношении. Энергия питательных веществ, переваренных в тонком кишечнике, служит для количественного расчета аминокислот, высокомолекулярных жирных кислот и глюкозы.

Оптимальное снабжение всеми субстратами необходимо для интенсивного роста мышечной ткани. Аминокислоты выступают основным компонентом в период выращивания. Оценивая субстратный фонд рациона (табл.6), видно, что уровень обменной энергии в опытных группах по сравнению с контролем был выше за счет ВЖК и масляной кислоты, а также аминокислот. Анализируя вклад субстратов в величину теплопродукции можно отметить, что у бычков 2-ой группы вклад аминокислот в теплопродукцию был ниже, чем в контроле на 11,11 %. В 3-ей и 4-ой (опытных) группах этот показатель был выше контроля на 11,17 % и 24,44 %, соответственно.

Таблица 6

Баланс энергии субстратов, МДж/сут_

Показатель Группа

1 (контроль) 2 (опытная) 3 (опытная) 4 (опытная)

Энергия субстратов в составе обменной энергии

Обменная энергия 51,8 53,2 53,0 53,2

Ацетат + глюкоза 29,2 30,1 29,3 29,1

Жирные кислоты + бутират 14,9 15,3 15,5 15,7

Аминокислоты 7,7 7,8 8,2 8,4

Энергетический вклад субстратов в теплопродукцию

Теплопродукция 35,9 36,3 37,8 39,5

Ацетат + глюкоза 21,0 21,5 22,0 22,7

Жирные кислоты + бутират 10,5 10,8 11,0 11,3

Аминокислоты 4,5 4,0 4,8 5,6

Энергетический вклад субстратов в прирост продукции

Энергия прироста 15,9 16,9 15,2 13,7

Ацетат + глюкоза 8,2 8,6 7,3 6,4

Жирные кислоты + бутират 4,4 4,6 4,6 4,4

Аминокислоты 3,2 3,7 3,3 2,8

Таким образом, высокий уровень протеина в рационе способствует большему отложению азота в теле. Однако, так как отложение белка ограничено биологическим пределом, то значительный избыток протеина сверх оптимальных потребностей снижает продуктивность животных, уменьшает потребление корма и увеличивает потери энергии связанные с избыточной теплопродукцией. Избыток протеина в рационе животных способствует увеличению энергетического обмена для усиления реакций переаминирования и дезаминирования аминокислот в печени и желудочно-кишечном тракте. Если организм не способен использовать поступающие в обмен белки и аминокислоты, то они вовлекаются в окислительный обмен и таким образом выводятся из организма. Это предохраняет организм от аминокислотного имбаланса и нарушения белкового обмена.

Выводы и рекомендации

В результате проведенных опытов получены научные экспериментальные данные об эффективности использования обменной энергии рациона на теплопродукцию и прирост бычков холмогорской породы при разном уровне протеинового питания.

Так, учитывая данные балансовых опытов, было выявлено, что при повышении в рационе уровня обменного протеина с 7,8 до 8,1 г на 1 МДж обменной энергии использование обменной энергии и аминокислот наиболее эффективно, поэтому нормой уровня протеинового питания для данного возраста, живой массы и уровня привесов следует считать 8,1 г обменного протеина на 1 МДж обменной энергии.

При повышении уровня обменного протеина до 8,4 и 8,6 г/МДж обменной энергии, использование обменной энергии и аминокислот на прирост живой массы снижается.

Литература

1. Быкова, О. А. Мясная продуктивность молодняка сентиментальный породы при использовании в рационах кормовых добавок их местных источников/ О. А. Быкова // Известия Оренбургского

государственного аграрного университета. - 2015.

- №5 (15). - С. 117-120.

2. Галочкина,В. П. Продуктивные показатели и индексы состояния интермедиарного обмена у бычков холмогорской породы при интенсивном выращивании и откорме/ В. П. Галочкина, А. В. Агафонова, О. В. Обвинцева, В. А. Галочкин // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2017. - № 2.

- С. 60-73.

3. Галочкин, В. А. Влияние кормов с разным уровнем обменного протеина на интенсивность выращивания бычков / В. А. Галочкин, В. П. Галоч-кина, К. С. Остренко // Эффективное животноводство. - 2019. - №1 (149). - С. 54-56.

4. Гурин, В. К. Конверсия корма племенными бычками в продукцию при скармливании рационов с разным качеством протеина / В. К. Гурин,

B. Ф. Радчиков, В. И. Карповский // Зоотехническая наука Беларуси: сб. науч. тр., посвящ. 90-летию со дня рождения д-ра с.-х. наук, проф. И. К. Слесарева.

- Т. 51, ч. 1 / Науч. -практич. центр Нац. акад. Наук Беларуси по животноводству; редкол.: И. П. Шейко (гл. ред.) [и др.]. - Жодино: НПЦ НАН Беларуси по жив-ву, 2016. - С. 257-266.

5. Денькин, А. И.Субстратная обеспеченность метаболизма бычков на откорме/ А. И. День-кин,В. О. Лемешевский,В. Б. Решетов // Фундаментальные и прикладные аспекты кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов : материалы конф., посвященной 120-летию М.Ф. Томмэ. Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста (Дубровицы, 14-16 июня 2016 г.). - Дубро-вицы : ВНИИЖ им. академика Л.К. Эрнста, 2016. -

C. 323-328.

6. Денькин, А. И. Использование субстратов в энергетическом обмене у бычков в период выращивания при разном уровне и соотношении азотсодержащих веществ в рационах/А. И. Денькин,В. О. Ле-мешевский // Ученые записки УО «Витебская ордена «Знак Почета» гос. акад. вет. мед.». - Витебск, 2018. - Т. 54, вып. 3. - С. 78-84.

7. Активность процессов пищеварения в рубце у бычков при различном качестве белка / В. О. Ле-мешевский [и др.] // Веснiк Палескага дзяржаунагаушверсиэта. Серыяпрыро-дазнаучыхнавук : научно-практический журнал. -Пинск : ПолесГУ, 2016. - № 1. - С. 28-33.

8. Биосинтез компонентов мяса бычков в зависимости от уровня энергетического питания/ В. О. Лемешевский [и др.] // Актуальные вопросы ветеринарной и зоотехнической науки и практики : материалы междунар. науч.-практ. интернет-конф. / ФГБО УВО «Ставропольский ГАУ». - Ставрополь : Изд-во «Ставропольский ГАУ», 2015. - Ч. 1. - С 307-313.

9. Пучков, А. А. Переваримость питательных веществ и влияние разных источников кормового белка на процессы ферментации рубцовой жидкости у бычков в период откорма / А. А. Пучков // Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения : материалы междунар. науч.-практ.конф. - 2017. - С. 137-141.

10. Эффективное использование кормов при производстве говядины/ В. Ф. Радчиков [и др.] // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве. Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Сибири, Казахстана,

39

Монголии, Беларуси и Болгарии : матер. междунар. науч.-техн. конф. (Минск, 19-21 окт. 2016 г.). В 2 т.Т. 2. / редкол.: П. П. Казакевич (гл. ред.), С. Н. По-никарчик. - Минск : НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2016. - С. 40-43.

11. Харитонов, Е. Л. Эффективность использования питательных веществ кормов у бычков молочных и мясных пород/ Е. Л. Харитонов, А. В. Агафонова // Современные проблемы ветеринарии, зоотехнии и биотехнологии. - 2015. - С. 141143.

12. Харитонов, Е. Л. Влияние разного уровня доступного протеина в рационе на переваримость и усвоение питательных веществ у бычков холмогорской породы при интенсивном выращивании/ Е. Л. Харитонов, А. С. Березин // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2017. - №1. - С. 92101.

13. Харитонов, Е. Л. Влияние разного уровня трудно распадаемого протеина на переваримость и эффективность использования питательных веществ у бычков черно-пестрой породы в период откорма/ Е. Л. Харитонов, А. С. Березин // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2017. - №3. -С. 87-97.