CC BY
150
УДК 636.2.087.7/8
ОПТИМИЗАЦИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ И ОБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ОРГАНИЗМЕ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА С ПРИМЕНЕНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
B.Н. РОМАНОВ, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
C.В. ВОРОБЬЕВА, доктор биологических наук, ру-ководительгруппы
В.А. ДЕВЯТКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
ВИЖ Россельхозакадемии
E-mail: [email protected]
Резюме. В физиологических исследованиях на фистульных животных и в научно-производственных опытах на высокопродуктивных коровах определяли действие пробиотика Целлобактерин Т и «защищенной» от опосредованного воздействия симбионтной микрофлоры формы L-карнитина. Скармливание препарата ферментно-пробиотического действия Целлобактерин-Т улучшает микробиальные процессы в преджелудках, способствует увеличению массы простейших на 105 % и изменению видового состава бактерий, снижая долю патогенных микроорганизмов. При этом переваримость сырого жира увеличивается на 11,5 % (р<0,05), сырой клетчатки - на 7,1 % (р<0,05), органического вещества - на 2,6 %, сырого протеина - на 4,8 %, при повышении использования азота на 20,4 %. Скармливание пробиотика новотельным высокопродуктивным коровам суточной дозой
10 г/гол. способствует повышению среднесуточного удоя молока 4 %-ной жирности на 6,6 % (р<0,05) при снижении затрат концентратов на единицу продукции на 6,1 %. Использование в рационах крупного рогатого скота «защищенной» формы L-карнитина в дозе 15 г/гол. в сут. обеспечивает повышение переваримости сухого и органического вещества на 2,8 %, сырого жира - на 3,1 %, клетчатки - на 6,1 %; сырого протеина - на 1,1 %, при увеличении использования азота на 4,8 % и повышении отложения на 35,4 %, или 8,7 г. Скармливание препарата увеличивает продуктивность животных в перерасчете на молоко 4 %-ной жирности на 7,7 % при сравнительно одинаковых затратах концентратов, а также сокращает сервис период на 6 дн.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, отельный стресс, гепатозы, пробиотик целлобактерин-Т, L-карнитин, микрофлора рубца, пищеварение, обмен веществ, молочная продуктивность.
В связи жёсткими технологическими условиями кормления и содержания высокопродуктивных животных необходимо не только обеспечивать их сбалансированным питанием, но и оптимизировать течение пищеварительных и обменных процессов в периоды технологических стрессов, в частности отельного [1...6].
Глубокие изменения физиологических и обменных процессов, происходящие в организме новотельных коров взаимосвязаны с морфофункциональной перестройкой органно-тканевых структур, а сокращение периода постродового синдрома находится в прямой зависимости от потребления с кормом комплекса элементов питания и энергии, тканевых резервов организма, деятельности желудочно-кишечного тракта, скорости выведения токсичных продуктов обмена.
Возникающий дефицит ряда метаболитов, необходимых для обеспечения биохимических реакций тканевого, клеточного, молекулярного и субмолекуляр-ного уровней, обусловливается недостаточным их поступлением в обменный фонд организма как в составе
потребляемых кормов, так и в связи с дисфункциями преджелудочного пищеварения, снижением жизнедеятельности полезной симбионтной микрофлоры, что вызывает ухудшение переваривающей и всасывающей способности последующих отделов пищеварительного тракта [1, 2, 5, 7...10].
Наряду с потреблением в составе кормов незаменимых питательных веществ и энергии в соответствии с разработанными оптимизированными нормами кормления скота, один из резервов увеличения их поступления в обменный фонд организма - оптимизация преджелудочного пищеварения на основе применения пробиотиков [11]. Известно, что улучшение метаболических процессов в преджелудках способствует как повышению уровня поступления продуктов метаболизма в гепато-руменальную циркуляцию, так и увеличению образования высокоценной микробиальной массы, с ее минеральным, витаминным, липопротеиновым комплексом, легко перевариваемым в кишечнике [7, 8, 10,11].
Одна из важнейших сторон биологически полноценного питания высокопродуктивных животных -аминокислотно-витаминная обеспеченность организма. Даже при обогащении протеиновой части рационов жмыхами требуется дополнительное применение таких лимитирующих метилсодержащих соединений как метионин, холин, карнитин, совершенствование и разработка норм использования которых в питании высокопродуктивных коров осуществляется сегодня [4...7, 12...14]. Установленные высокие анаболический и продуктивный эффекты липотропно-гепатопротекторного действия метионина, холина, карнитина для жвачных животных в незащищенном от воздействия симбионтной микрофлоры виде дали основания к разработке и апробированию «защищенных» их форм, в частности карнитина. Синтез последнего в организме происходит лишь при достаточном обеспечении его лизином, метионином, холином, рядом витаминов, кобальтом, железом. [6, 7, 12, 15, 16].
Научно-практический интерес представляет возможность коррекции пищеварительных и обменных процессов в организме, а также повышение продуктивности молочного скота путем применения отечественного пробиотика Целлобактерин-Т и «защищеной» формы 1_-карнитина в виде препарата Карнипасс, что и стало целью наших исследований.
Условия, материалы и методы. Для изучения физиологического действия препаратов в условиях вивария ВИЖ на 6 полифистульных бычках аналогах черно-пестрой породы средней живой массой 220 кг проведены исследования по общепринятым методам изучения процессов пищеварения и балансовых опытов по переваримости питательных веществ кормов [17,18]. Бычки получали силосно-концентратные рационы при суточной даче 2,0 кг комбикорма.
Продуктивное действие пробиотика Целлобак-терин-Т изучали в условиях ООО «Ермоловское» Лискинского района Воронежской области на ново-------------------------------------------- 23
Таблица 1. Динамика показателей рубцового метаболизма
Время взятия проб
Группа 5 0 ко р мле ф 1 после кормления через (час.)
ния 1 1 2 1 3 1 4
Контроль Опыт Контроль Опыт Уровень ЛЖК в рубцовой жидкости (Ммоль/100 мл) 6,59±0,5 7,39±0,5 8,16±0,4 8,86±0,7 8,59±0,98 12,46±0,9** 12,04±1,0* 9,52±0,87 Концентрация аммиака в рубцовой жидкости (мг%) 8,89±1,3 14,24±0,9 15,6±0,8 13,16±0,9 7,32±1,32 15,0±1,2 14,23±1,2 14,85±1,47** 9,21±0,S S,9±0,S 9,4±0,63 1б,б1±1,3
различия достоверны при *р<0,05; **р<0,01.
тельных коровах аналогах красно-пестрой породы с удоем за предыдущую лактацию 6500 кт по 12 гол. в группе в течение 90 дн. Животные получали хозяйственный рацион при привязном зимне-стойловом содержании, особям опытной группы дополнительно давали в смеси с концентратами Целлобактерин-Т в дозе 10 мг/гол. в сутки.
Изучение влияния «защищеной» формы _-карнитина осуществляли в условиях ЗАО «Русь» Тимашевского района Краснодарского края на новотельных коровах аналогах красно-пестрой породы с удоем за предыдущую лактацию 6400 кт по 8 гол. в группе. Продолжительность опыта - 120 дн. Животные при привязном зимне-стойловом содержании получали хозяйственный рацион с авансированной на раздой дачей концентратов. Особям опытной группы давали препарат в количестве 15 г/гол. в сутки.
При проведении исследований во всех опытах рационы кормления были сбалансированы согласно детализированным нормам в соответствии с физиологическим возрастным и продуктивным состоянием [19].
Химический анализ биологических субстратов осуществляли в лаборатории физиологии пищеварения и химико-аналитической лаборатории, биохимические анализы крови - в лаборатории биохимических исследований ВИЖ по общепринятым методикам [20].
Результаты и обсуждение. При исследовании рубцового содержимого молочного скота, потреблявшего пробиотик Целлобактерин-Т, установлено изменение направленности метаболизма, повышение уровня образования летучих жирных кислот (ЛЖК) при изменениях в концентрации аммиака (табл. 1). Так, общее количество летучих жирных кислот в рубцовой жидкости животных обеих групп закономерно возрастало после начала кормления, достигая своего максимума ко второму - третьему часу. При этом концентрация ЛЖК в рубце особей опытной группы была выше, чем в контроле: до кормления на 30,3 %, через час после начала кормления - на 68,6 %, через два часа - на 47,5 %, что, на наш взгляд, свидетельствует о более интенсивном гидролизе углеводов под действием пробиотика.
Увеличение концентрации аммиака в рубцовой жидкости животных, получавших пробиотик, по сравнению с контрольными, с более низкого до кормления к повышенному после может свидетельствовать и об интенсификации протеолитической деятельности микрофлоры рубца, использующей аммиак в биосинтетических процессах. Это подтверждается увеличением ретенции азота, составившей у животных в контроле 24,75 г, в опыте - 32,43 г (выше на 20,4 %).
О положительных изменениях в направленности преджелудочного пищеварения под действием пробиотика свидетельствует увеличение массы бактерий и простейших, а также изменение видового состава
популяций симбионтных микроорганизмов. Так, количество простейших в опытной группе, по отношению к контролю, до кормления увеличилось на 105 %, после кормления - на 104,3 %.
Под действием пробиотика произошло изменение видового состава популяций бактерий.
Результаты T-RFLP-анализа [9] свидетельствуют, что в содержимом рубца животных, получавших Целлобактерин-Т, увеличивалась доля целлюлозо-литических бактерий семейства Ruminococcaceae (Ruminococcus obeum, Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcusbromii), при этом количество микроорганизмов семейства Lachnospiraceae (Pseudobutyrivibrio ruminis, Butyrivibrio fibrisolvens) снижалось, по сравнению с контролем.
Кроме того, пробиотик оказал стимулирующее воздействие на численность других микроорганизмов, ферментирующих простые и сложные углеводы кормов - бактерий семейств Eubacteriaceae (Eubacterium sp., Eubacterium rectale, Eubacterium ruminantium) и Clostridiaceae (Clostridiumsp.), а также бактерий филов Bacteroidetes (родов Bacteroides, Flavobacterium, Flexibacter, Cellulophaga, Prevotella), обладающих ами-лолитической активностью.
Таблица 2. Показатели молочной продуктив-
ности за 90 дней научно-хозяйственного опыта (в среднем на 1 гол.)
Показатель Группа
контроль опыт
Удой молока натуральной
жирности , кг 2496,2± 73,6 2644,0±32,6
Содержание жира, % 4,41± 0,17 4,44± 0,24
Содержание белка, % 3,03± 0,12 3,03± 0,11
Среднесуточный удой мо-
лока 4 %-ной жирности, кг 30,6S±0,90 32,61± 0,40*
Продукция молочного
жира, кг 110,1 117,4
Продукция молочного
белка, кг 7б,6 S0,1
Затрачено на 1 кг молока
4 %-ной жирности: ЭКЕ 0,74 0,70
концентратов, г 327 307
* - р<0,05
При использовании Целлобактерина-Т отмечено увеличение количества бактерий семейства Veillonellaceae (uncultured Selenomonas sp., Propionis-pora hippei, Selenomonas sp., Selenomonas ruminantium, Selenomonas sp., Megamonas hypermegale,, Megas-phaera elsdenii,), утилизирующих органические кислоты в рубце. Одновременно численность патогенных бактерий Fusobacterium necrophorum, вызывающих некробактериоз, гнойно-некротическое поражение тканей, у животных, получавших пробиотик, сократилась, по сравнению с контролем, в 5-6 раз.
Изменение направленности и интенсивности преджелудочного пищеварения сопровождалось у животных опытной группы повышением переваримости составных питательных веществ. Так, переваримость сухого вещества увеличилась, по сравнению с контролем, на 1,9 %, органического вещества - на 2,6 %, сырого протеина - на 4,8 %, сырого жира - 11,5 % (р < 0,05), сырой клетчатки - на 7,1 % (р < 0,05), при более высоких показателях использования азота
Рисунок. Динамика молочной продуктивности коров в период опыта: —□-----контроль, —■-----опыт.
в организме. За период трехмесячного научнохозяйственного опыта валовой удой натурального молока у коров, потреблявших Целлобактерин-Т, был выше, чем в контрольной группе, на 5,9 %, а среднесуточные удои составили соответственно 29,38 и 27,74 кг. В опытной группе отмечена тенденция к повышению содержания жира в молоке на 0,03 %, при разнице в выходе молочного жира 7,3 кг, или 6,6 % (табл. 2). В целом удой молока 4 %-ной жирности достоверно увеличился на 182,8 кг, или 6,6 % (Р < 0,05).
Затраты кормов и энергии на единицу продукции у животных, получавших Целлобактерин-Т, составили
0,70 ЭКЕ против 0,74 ЭКЕ в контроле, а на 1 кг молока стандартной 4 %-ной жирности было израсходовано соответственно 307 и 327 г концентратов (разница
6,1 %).
По данным биохимических исследований крови, взятой у животных через 50 дн. после отела, установлено, что концентрация изученных метаболитов у подопытных животных находилась в пределах физиологической нормы с тенденцией, характеризующей улучшение обменных процессов в организме коров опытной группы.
При использовании «защищенной» формы 1_-карнитина выявлена тенденция к повышению потребления и переваримости питательных веществ кормов с одновременным увеличением использования азота на 4,8 % и ростом отложения его в теле на 35,4 %, или 8,7 г. По абсолютным коэффициентам переваримость сухого и органического вещества повысилась на 2,8 %, сырого протеина - на 1,1 %, сырого жира - на 3,1 % и клетчатки - на 6,1 %.
Полученные результаты согласуются с данными ранее проведенных физиологических исследований по эффективности применения синтетического аналога _-карнитина (кватерин) телятам молочного и отъемного периодов [13].
При скармливании «защищенной» формы карни-тина в научно-хозяйственном опыте у новотельных
коров установлено достоверное повышение удоя натурального молока на 279 кг при валовой величине этого показателя 3879 кг (см. рисунок).
Кроме того, выявлена общая тенденция к повышению выхода жира и белка на 7,6 и 5,9 % соответственно. В перерасчете на молоко 4 %-ной жирности разница по удою составила 7,7 %. На фоне авансированной дачи концентратов их затраты на 1 л продукции в контроле были равны 404 г, в опытной группе - 403 г. В течение 40 дн. последействия препарата дополнительно получено 70 кг натурального молока (разница 8,0 %).
Использование «защищенной» формы _-карнитина способствовало улучшению здоровья и воспроизводительных функций коров. При снижении количества послеотельных осложнений сервис-период у животных в опытной группе составил 99 дн. против 105 дн. в контроле.
По данным биохимических исследований крови, взятой через 50 дн. после отела, установлено, что концентрация изученных метаболитов у подопытных животных находилась в пределах физиологической нормы при улучшении показателей, свидетельствующих об оптимизации обменных процессов и функциональной деятельности печени у коров, получавших «защищенную» форму _-карнитина.
Выводы. Включение в рационы крупного рогатого скота препарата ферментно-пробиотического действия Целлобактерин-Т улучшает микробиальные процессы в преджелудках со значительным (до 105 %) увеличением массы простейших на фоне снижения численности патогенных микроорганизмов; способствует достоверному повышению переваримости сырого жира на 11,5 % (р<0,05) и сырой клетчатки на
7,1 % (р<0,05), а также органического вещества на 2,6 %, сырого протеина на 4,8 %, при повышении коэффициента использования азота на 20,4 %; увеличивает молочную продуктивность новотельных высокопродуктивных коров на 6,6 % (р<0,05), при снижении на 6,5 % затрат концентратов на единицу продукции в перерасчете на молоко 4 %-ной жирности.
Использование в рационах крупного рогатого скота «защищенной» формы _-карнитина обеспечивает увеличение переваримости сухого и органического вещества на 2,8 %, сырого протеина - на 1,1 %, сырого жира - на 3,1 % и клетчатки - на 6,1 %; способствует повышению использования азота на 4,8 % и отложения его в теле на 35,4 %, или на 8,7 г; увеличивает продуктивность коров в перерасчете на молоко 4 %-ной жирности на 7,7% ( р<0,05), сокращает продолжительность сервис периода на 6 дн.
На основании результатов исследований можно рекомендовать использование в практике скотоводства пробиотика Целлобактерин-Т в дозе 10 г/гол. в сутки и _-карнитин в «защищенной» форме в количестве 15 г/гол. в сутки за 20 дн. до и 20 дн. после отела.
Литература.
1. Голиков А.Н. Стресс и адаптационный синдром у коров в молочном комплексе. Ветеринария. - 1993 г. - № 10. -
С. 44-48.
2. Дегтярев В.П., Леонов К.В. Этиопатогенез и коррекция послеродовых и неонатальных патологий в молочном скотоводстве: монография. - Тверь: АгросферА, 2010. - 125 с.
3. Душкин Е.В. Зависимость молочной продуктивности от состояния печени после отела // Ветеринария сельскохозяйственных животных. - 2010. - №2. - С. 35-39.
4. Кирилов М.П., Головин А.В., Грачев Д.М., Голосной О.Р. Защищенный метионин в кормлении высокопродуктивных коров //Животноводство России. - 2002. - №2. - С. 20-22.
5. Курилов Н.В. Физиология и биохимия пищеварения жвачных. - М.: Колос, 1979. - 225 с.
6. Фомичев Ю.П. [и др.]. Коррекция кетогенеза у молочных коров с помощью Ь-карнитина // Проблемы увеличения продуктов животноводства в России и пути их решения. Межд. научно-практ. конф. - Дубровицы: ВИЖ, 2008. - С. 216-220.
7. Алиев А.А. Обмен веществ у жвачных животных. - М.: нИц Инженер, 1997. - 420 с.
8. Долгов И.А., Долгова С.И. Микрофауна рубца и ее роль в питании жвачных животных // С.-х. животные. физиол. и био-хим. параметры организма. - Боровск, 2002. - С. 335-347.
9 Лаптев Г.Ю., КряжевскихЛ.А. Исследование бактериального сообщества в рубце с помощью метода Т-ЙР1.Р.//Молочное и мясное скотоводство. - 2010. - №3. - С. 16-18.
10 Пивняк И.Г., Тараканов Б.В. Микробиология пищеварения жвачных. - М.: Колос, 1982. - 247 с.
11 ЭрнстЛ.К., Зиновьева Н.А. Биотехнология в животноводстве. - Москва, 2008. - 510 с.
12 Гулюшин С.Ю., Зернов Р.А. Доноры метильных групп - перспективные средства для профилактики хронических микотоксикозов // Сельскохозяйственная биология. - 2011. - №2. - С. 21-31.
13 Чабаев М. Г., Тютюник С.И., Некрасов Р.В. Эффективность использования холина в рационах высокопродуктивных коров //Достижения науки и техники АПК. - 2012. - № 8. - С. 28-31.
14 Чабаев М. Г., Тютюник С.И., Некрасов Р.В., Анисова Н.И., Перевозникова Е.В., Клементьева Ю.И. Продуктивность и обмен веществ у коров при обогащении комбикормов холином. // Сб. мат. Международной конференции Комбикорма 2013. Современное производство комбикормов. - Москва: МПА, 2013. - С. 167-170.
15 Копелевич В.М. Чудо карнитина. - М.: Генезис, 2003. - 80 с.
16 Романов В.Н. Процессы пищеварения и продуктивность телят при использовании кватерина (синтетического аналога карнитина) в рационах: Автореф. диссертации канд.биол.наук. - Дубровицы, 1987.
17Методические рекомендации по изучению физиологии питания ужвачных/И.П. Духин, Т.Н. Венедиктова, В.Р. Зельнер и др. - Дубровицы, 1977. - 31 с.
18 Томмэ М.Ф. Методика определения переваримости кормов и рационов. - М., 1969. - 39 с.
19 Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных / Справочное пособие под ред. Калашникова А.П., Фи-синина В.И., Щеглова В.В. и др. - М., 2003. - 455 с.
20 Раецкая Ю.И., Сухарева В.Н. Методика зоотехнического и биохимического анализа кормов, продуктов обмена и животноводческой продукции. - Дубровицы: ОНТИ, 1970. - 128 с.
OPTIMIZATION OF DIGESTIVE AND METABOLIC PROCESSES IN THE CATTLE ORGANISM USING
BIOACTIVE COMPOUNDS V.N. Romanov, S.V. Vorobyova, V.A. Devyatkin
Summary. The article deals with the actions of Cellobacterin T probiotic and L-carnitine form protected from the symbiont microflora indirect impact that were studied in physiological researches with fistula animals and in research and practical experiences with high performance cows. It has been ascertained there that feeding Cellobacterin T enzyme and probiotic preparation improves microbiological processes in the proventricula, increases protozoan biomass by 105%, changes the species composition of bacteria, and decreases the share of pathogenic microorganisms. Increases in digestibility of the raw fat, 11,5% (P<0.05), the raw fiber,7.1%>(P<0.05), the organic substance, 2.6%, the raw protein, 4.8%, when increasing nitrogen usage by 20.4% have been also ascertained there. Feeding fresh high performance cows with 10 grams of the probiotic per head daily results in a 6.6% (P<0.05) increase in butter-fat converted into 4% fat-corrected milk at a 6.5% decrease in concentrate cost per unit of product. Using a protected form of L-carnitine in cattle diets increases the digestibility of dry and organic matters,2.8%, raw fat, 3.1%, fiber, 6.1%, raw protein, 1.1%, when increasing nitrogen usage and deposition by 4.8 absolute % and 35.4% or 8.7 g, respectively. The article also states that feeding the preparation in a dose of 15 g per head a day increases butterfat, 7.7% (P<0.05), converted into 4% fat-corrected milk for cows in the period of improving milk yield at a comparatively equal concentrate cost per liter of milk, and also decreases the service period by 6 days.
Key words: cattle, calving stress, hepatosis, Cellobacterin-T probiotic, carnitine, rumen microflora, digestion, metabolism, milk production.
УДК 636.2.087.8:615.355
ПОКАЗАТЕЛИ РУБЦОВОГО МЕТАБОЛИЗМА И ПЕРЕВАРИМОСТИ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ У БЫЧКОВ ПРИ СКАРМЛИВАНИИ СИЛОСА С ФЕРМЕНТНЫМ ПРЕПАРАТОМ
С.В. ВОРОБЬЕВА, доктор биологических наук, руководитель группы
В.А. ДЕВЯТКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
В.Н. РОМАНОВ, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник ВИЖ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. В физиологических исследованиях на фистульных бычках проведено сравнительное изучение скармливания обычного злаково-бобового силоса и приготовленного с
консервантом Феркон. При установленном увеличении потребления силоса (19,5 кг против 17,9 кг в контроле) выявлено достоверное повышение переваримости сухого вещества на 3,3 %, сырого протеина - на 3,8 %, сырой клетчатки - на 5,5 %, БЭВ - на 4,1 %, что взаимосвязано с изменением направленности и интенсивности микробиальных процессов в преджелудках. Общий уровень микробиальной массы у животных опытной группы был выше, чем в контроле, до- и после кормления. Бактерии по массе преобладали над простейшими до кормления в соотношении 1:0,6, через 3 ч. после кормления - 1:0,7. Уровень ЛЖК в рубцовой жидкости бычков опытной группы через час после кормления повышался, по сравнению с контролем, с 11,1 до 12,5ммоль/100 мл(р<0,05), через два часа - с 11,0 до 12,4 ммоль/100 мл (р<0,05). Уро-
