CC BY
37_ПИТАНИЕ_
УДК 636.2.034.087.74:612.11:612.664
ПРИМЕНЕНИЕ БУФЕРНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ДЕПРЕССИИ МОЛОЧНОГО ЖИРА У ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ В ПЕРВОЙ ФАЗЕ ЛАКТАЦИИ
Харитонов Е.Л., Лепкова О.С.
ВНИИ физиологии, биохимии и питания животных, Боровск Калужской обл,
Российская Федерация
Отобранные в ходе лабораторных исследованиях in vitro наиболее эффективная буферная смесь и препарат дрожжей на основе сахаромицетов, были использованы в опыте, проведенном на трех группах коров (n=10) голштинизированной холмогорской породы со средней живой массой 626 кг и начальным удоем 36 кг на 59-й день лактации. Первая (контрольная) группа получала основной высококонцентратный рацион, 2-й группе ежедневно скармливали 100 г смеси карбонатного буфера, 3-й группе -10 г дрожжевого препарата в течение 60 дней. В контрольной группе отмечено близкое к критическому значение рН рубцовой жидкости через 3 ч. после утреннего кормления, высокий уровень ЛЖК, низкое ацетат-пропионатное соотношение, пониженный уровень инфузорий на фоне нормальной целлюло-золитической активности. Скармливаемые добавки способствовали повышению рН, буферной ёмкости, числа инфузорий и молярной доли ацетата за счет снижения доли пропионата и бутирата. На 15-й и 45-й день опыта во 2-й группе удой был выше контроля на 11 и 8,7% и в 3-й группе на 9,5 и 6,6% соответственно. Продукция молочного жира на 45-й день опыта была существенно выше в сравнении с контролем (Р<0,05). Заключили, что риск депрессии продукции молочного жира у коров при высококонцентратном кормлении можно снизить путём применения специальных буферных смесей, что способствет поддержанию высоких удоев и здоровья животных.
Ключевые слова: коровы, лактация, рубцовое пищеварение, буферные смеси, молочная продуктивность
Проблемы биологии продуктивных животных, 2015, 4: 93-104
Введение
Известно, интенсивность ферментативно-микробиологических процессов в преджелудках определяется в основном кормовыми факторами. При скармливании коровам даже однотипных рационов могут наблюдаться различия в этих процессах, обусловленные вариациями объёма потребленных кормов, жевательной активности и скорости оттока кормовых частиц из рубца, что сильно сказывается на интенсивности образования и всасывания конечных продуктов переваривания. Изучение этих аспектов важно для объяснения различий в составе молока коров по содержанию жира и белка, и в конечном счёте - для разработки способов управления биосинтезом компонентов молока.
Уровень кормления и состав рациона оказывают наибольшее влияние на содержание жира в молоке. Обеспечение рационов адекватным количеством общей и эффективной НДК (нейтрально-детергентной клетчатки) является основным условием для поддержания жирности молока (Erdman, 1988). Известно несколько кормовых факторов, снижающих содержание жира в молоке, - это высокий уровень концентратов, мелкоизмельченные грубые корма и рацион с высоким уровнем полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Чаще всего
снижение жирности молока связывают с низким уровнем рН содержимого рубца, низкой долей ацетата и сниженной биогидрогенизационной способностью рубцовой микрофлоры, что наблюдается при скармливании больших количеств концентратов.
Ранее считалось, что изменения жирности молока, в основном, обусловлены вариациями в объёмах образования в рубце ЛЖК и соответствующими сдвигами в тканевом метаболизме (Van Soest, 1994), т.е. предполагалось, что, сниженная жирность молока обусловлена дефицитом образования в рубце ацетата как предшественника синтеза жирных кислот в молочной железе. Однако исследования с использованием радиоизотопных индикаторов показали, что при депрессии образования жира не наблюдается дефицита ацетата (Bauman, Davis, 1970). Другие авторы связывали депрессию жирномолочности с дефицитом бета-окси-масляной кислоты, повышением инсулина в крови, дефицитом витамина В12. Однако ни введение витамина (Groom, 1981), ни инъекции инсулина (McGuire et al., 1995) не влияли на жирность молока. Исследования последних 10 лет показали, что депрессия жира в молоке вызывается изменениями в процессах гидрогенизации полиненасыщенных жирных кислот, содержащихся в жире рациона, под действием рубцовых бактерий. При нормальных условиях из преджелудков в кишечник поступает лишь очень небольшое количество ПНЖК. Предшественником ПНЖК в рационах молочных коров являются линолевая (С 18:2) и линоленовая (С 18:3) кислоты содержащиеся в основном в липидах растений. Инфузия в послерубцовый отдел кишечника изомеров ТЖК (транс-изомеров жирных кислот) приводит к депрессии образования жира молока (Gaynor et al., 1994; Romo et al., 1996). Скармливание высококонцен-тратных рационов также приводит к увеличению ТЖК в молоке, а добавление в рацион буферных смесей снижало дуоденальный поток ТЖК и их содержание в молочном жире, но повышало процент жира в молоке (Kalscheur et al., 1997).
Жирные кислоты с короткими цепями (пс<16) являются кислотами в молочном жире, которые больше всего снижаются во время депрессии молочного жира. Это подтверждает то, что механизмом, лежащим в основе жирдепрессирующего действия транс-изомеров жирных кислот, является снижение de novo синтеза жирных кислот. Показано, что ацетил-СоА кар-боксилаза (АСК) является лимитирующим ферментом для синтеза жирных кислот в молочной железе (Mellenberger et al., 1973). Активность фермента, уровень мРНК для АСК, жирно-кислотная синтетаза и активность стерол-СоА десатуразы в молочной железе заметно снижались у коров, получавших рацион, который вызывал депрессию образования жира (Loor et al., 1998; Piperova et al., 2000).
Интенсификация молочного животноводства, дальнейший рост продуктивности коров требуют поддержания нормального физиологического состояния животных, что является залогом их длительного продуктивного использования и гарантией получения молока высокого качества. Только здоровый организм коровы способен обеспечивать высокую продуктивность. Поэтому здоровье коровы и её продуктивность неразрывно связаны. В последние годы количество заболеваний алиментарной этиологии значительно возросло.
Ацидоз рубца - одна из самых распространенных алиментарных болезней крупного рогатого скота, обусловленных нарушением правил кормления и содержания животных, несбалансированностью рационов, скармливанием низкокачественных кислых кормов. Экономические потери от этого заболевания складываются из недополучения молочной продукции, снижения ее качества, затрат на ветеринарные мероприятия, потерь, связанных с гибелью или вынужденным убоем животных, снижением функций воспроизводства, осложнениями при отеле и др. Для состояния здоровья стада самым опасным является субклинический ацидоз: явные признаки отсутствуют, а последствия проявляются со значительным опозданием. Неадекватное количество клетчатки приводит к низкому рН в рубце; низкий уровень рН в рубце влияет на содержание транс-10-жирных кислот, образующихся в результате биогидрогенизации, может препятствовать полному насыщению транс-жирных кислот. Установлено, что увеличение содержания транс-10-жирных кислот в молочном жире и снижение жирности молока наблюдаются только тогда, когда скармливаются рационы с низким уровнем грубых
кормов (низкий рН в рубце) с добавкой растительного масла (источник ПНЖК) (Griinari et al., 1998).
Прямое влияние рубцового рН было показано в опытах, в которых добавление буферных смесей к высококонцентратному рациону снижало поступление ТЖК в двенадцатиперстную кишку и их содержание в молоке, а также повышало процент жира (Kalscheur et al., !997а). Скармливание рациона, вызывающего сдвиг в рубце рН от нормального уровня до 6.0 и ниже, может вызвать депрессию образования жира, а добавка в корм буферных смесей является эффективным средством для поддержания рН и повышения жира молока в таких ситуациях (Erdman, 1988). При достаточном содержании в рационе грубых кормов добавка умеренных количеств ПНЖК не вызывает депрессию молочного жира (Kalscheur et al., 1997б). Источниками ПНЖК в рационах могут быть добавки жиров и растительного масла, а также косвенные источники - из кормовых средств, относительно богатых жирами, таких как рыбная мука или семена масличных культур, или, в меньшей степени, - натуральные, содержащиеся в зернах злаковых культур и в грубых кормах. Рационы, обеспеченные адекватным количеством клетчатки для поддержания нормального рН, а также предусматривающие ограничение уровня в корме ПНЖК, как потенциальных ТЖК, способствуют нормализации жирности молока.
Поддержание высокой молочной продуктивности молочных коров, особенно в первую фазу лактации, обычно достигается за счет большой дачи концентрированных кормов; вследствие этого часто происходит нарушение рубцового пищеварения, сопровождающееся закислением содержимого, нарушением микробной деятельности, снижением образования ацетата, падением жирности молока, и к ряду других негативных последствий (ацидоз, ламиниты, бесплодие). В настоящее время применяется ряд кормовых добавок, помогающих уменьшить эти последствия. В то же время не приводятся данные по сравнительной эффективности их действия. В связи с этим представляет значительный научный и практический интерес разработка приемов регуляции процессов рубцового пищеварения кормовыми средствами.
В качестве действующих веществ должны быть подобраны доступные соли, с оптимальным соотношением минеральных элементов, не оказывающих влияние на водно-минеральный обмен. Карбоксильные группы этих веществ при распаде образуют естественные продукты (СО2 и Н2О) для рубцовой среды. Применение такой буферной смеси способствовало повышению величины рН рубцовой жидкости, но оказывало только стабилизирующее влияние на молочную продуктивность коров. В опытный период удой вырос на 3,3% при постоянной жирности молока, неизменной титруемой кислотности, но при увеличении рН молока, мочи, и рН и резервной щелочности крови. К тому же данный способ предполагает использование и дозировку буферной смеси только через комбикорм. В настоящее время ведущие хозяйства мало используют комбикорм и кормление осуществляют через кормосмесь, в этой ситуации дозировка такой буферной смеси становится трудновыполнимой.
В качестве кормовой добавки в рационах крупного рогатого скота применяются живые дрожжи. Наиболее подходящим и эффективным для использования в кормлении жвачных оказался штамм Saccharomyces cerevisiae 1026. Эта разновидность пивных дрожжей послужила основой для создания кормового препарата И-Сак 1026 и Лависел SC. Исследованиями, проведенными в 90-х гг., было показано, что дрожжи штамма 1026 активно поглощают кислород, который попадает в рубец на частицах корма. В обычных условиях всегда имеется небольшой промежуток времени между поеданием и началом переваривания корма, так как кислород, попадающий с кормом, нарушает анаэробную среду рубца и угнетает действие рубцовой микрофлоры. Сахаромицеты сокращают задержку переваривания корма, поглощая кислород (Callaway et al., 1997).
Живые дрожжевые культуры значительно влияют на состав и количество рубцовой микрофлоры. Показано, что И-Сак1026 стимулирует рост бактерий, переваривающих клетчатку и протеины, расщепляющих молочную кислоту; при этом не наблюдается стимулирующе-
го действия на лактобактерии, которые вырабатывают молочную кислоту. Исследованиями было отмечено стабилизирующее действие на кислотность среды рубца, сглаживание пиков накопления молочной кислоты после поедания концентрированных кормов (Wohlt, 1991).
И-Сак1026 в рубце стимулирует рост бактерий утилизирующих сильные органические кислоты, что способствует поддержанию рН среды рубца на уровне 6-7. Таким образом, создаются оптимальные условия пищеварения и осуществляется профилактика ацидозов (Carro, 1992).
При введении живых дрожжевых культур в рационы крупного рогатого скота отмечено повышение переваримости и усвоения питательных веществ корма в рубце. Так, по данным исследований, усвоение сырой клетчатки повышается на 10%, а волокнистой -на 11%. За счет повышения числа рубцовых бактерий и повышения переваримости питательных веществ потребление животными корма возрастает на 1-2 кг СВ/сут и повышается продуктивность животных. Удои увеличиваются на 5-7%, содержание в молоке жира и белка — на 1015%.
Показано действие дрожжей на рубцовую ферментацию на рационах с кукурузным силосом. Так, отмечено увеличение рН, ЛЖК, снижение лактата и ацетат-пропионатного соотношения и повышение целлюлозолитической активности (Guedes et al., 2008; Al Zahal et al., 2014). На рационах на основе травяного силоса влияния на рубцовую ферментацию не выявлено (Bayat et al., 2015). Эти данные подтверждают, что дрожжи могут потенциально снижать риск ацидозов при высококонцентратном кормлении скота (Chaucheyras-Durand, 2008).
Таким образом, основным негативным моментом при скармливании высококонцен-тратных рационов является снижение рН рубца, обуславливающее изменение рубцового метаболизма. Регуляция кормовыми факторами поддержания постоянной среды рубца является актуальной задачей. При этом наблюдается не только изменение образования и всасывания соотношения основных конечных продуктов переваривания, но изменяется состав высших жирных кислот, который играет ключевую роль в регуляции синтеза жира в молочной железе, через изменение поглощения субстратов из крови.
Цель наших исследований состояла в сравнительном изучении эффективности применения буферных смесей и препаратов дрожжей для предупреждения депрессии молочного жира у высокопродуктивных коров в первой фазе лактации.
Материал и методы
Для исследований in vitro были отобраны пробы рубцовой жидкости у коров с фистулами рубца, содержащихся на виварии института, в которых были определены уровень рН, буферная емкость и общая концентрация ЛЖК. В образцы рубцовой жидкости объёмом 50 мл были внесены химически чистый растворимый крахмал (5 г) и исследуемые буферные смеси на основе углекислых и фосфорнокислых солей в количестве 100 мг: № 1 - бикарбонат натрия (пищевая сода), № 2 - ацетат натрия, № 3 - карбонатный буфер, № 4 - фосфатный буфер, № 5 - препарат из водорослей Асид Баф, № 6 - двойная доза № 5. В качестве другого возможного регулятора рубцовой ферментации в другие образцы рубцовой жидкости были внесены различные препараты сахаромицетов Saccaromyces cerevisiae в количестве 10 мг: № 1 - Левисел SC, № 3 - И-Сак 1026, № 2 - дрожжи пекарские. После насыщения инкубационной среды углекислым газом колбы, оснащенные дефлегматорами, инкубировали в термостате в течение 24 ч. Через каждые 2 ч отбирали пробы для определения рН, буферной емкости и уровня ЛЖК.
Научно-производственный опыт проведен в условиях совхоза «Архангельский» Наро-Фоминского района Московской области на коровах холмогорской голштинизированной породы 1 -2-й лактации в конце первой фазы лактации. На основании данных контрольных доек, состава молока, дня лактации, упитанности, номера лактации были сформированы три группы коров (живой массой 625 кг, 2-й лактации, 59 дней лактации, по 10 голов в каждой),
находящиеся в одной кормовой группе (группа высокопродуктивных коров). Первая (контрольная) группа получала основной рацион, 2-й группе скармливали в течение 60 дней (с 58 по 108 день лактации) ежедневно 100 г буферной смеси № 3 (карбонатный буфер) с комбикормом два раза в день, 3-й - 10 г дрожжевого препарата И-Сак 1026. У четырёх коров из каждой группы в конце опыта через 45 дней после скармливания препаратов были взяты пробы рубцового содержимого через пищеводный зонд через 3 часа после утреннего кормления, в пробах определяли уровень рН, аммиака, ЛЖК и их состав (Курилов и др., 1987), число бактерий и инфузорий, амилолитическую и целлюлозолитическую активность микрофлоры (Тараканов, 2006).
Результаты и обсуждение
Изучение ферментации, проведенное in vitro, показало, что изучаемые буферные смеси имеют разную способность к поддержанию рН рубцовой жидкости. Как правило, величина рН сохранялась на исходном уровне в течение первых 6 ч инкубации, а в дальнейшем происходило падение рН (рис. 1, 2). При этом отмечено и снижение их общей буферной ёмкости. Ацетат натрия, предлагавшийся некоторыми исследователями для профилактики, вообще не имел буферных свойств и, как видно на рис. 1, динамика рН в инкубационной среде при этом не отличалась от значений в контроле.
Наилучшие показатели по поддержанию рН были зафиксированы для буферной смеси № 3. Незначительно уступала по способности удерживать рН смесь № 1 (пищевая сода). К концу инкубации эта смесь имела потенциал буферной емкости (36,3 мл), что сопоставимо и со смесью № 3 (34,2 мл). У остальных образцов этот показатель был в среднем в 2 раза ниже.
Лучшие показатели были зафиксированы для буферной смеси № 3 (карбонатный буфер), состав которой и был взят за основу для разработки опытной партии смеси для испытаний в производственных условиях.
Рис. 1 Динамика изменения рНрубцового содер- Рис. 2. Динамика изменения рНрубцового
жимого при нкубации с внесением буферных содержимого при нкубации с внесением
смесей. 1-3 - номера буферных смесей. № 1 - би- буферных смесей. 4-6- номера буферных
карбонат натрия (пищевая сода), № 2 - ацетат смесей. № 4 - фосфатный буфер, № 5 -
натрия, № 3 - карбонатный буфер. По оси орди- препарат из водорослей Асид Баф, № 6 -
нат - рН; по оси абсцисс - время инкубации, ч. двойная доза № 5. По оси ординат - рН; по
оси абсцисс - время инкубации, ч.
Изучение интенсивности ферментации при добавлении в инкубационную среду коммерческих препаратов дрожжей и штаммов сахаромицетов показало, что все препараты повышали скорость ферментации, о чем свидетельствует более интенсивное снижению буфер-
ной емкости и рН рубцового содержимого (рис. 3). Однако с учётом того, что препараты дрожжей довольно широко используются в молочном скотоводстве для поддержания нормальной ферментации в рубце и предотвращения снижения жира в молоке, следует предположить, что существует другой механизм действия, помимо предотвращения снижения рН, и этот аспект требует специального исследования. Поэтому для проведения сравнительного исследования в научно-хозяйственном опыте был выбран коммерческий препарат, получивший наибольшее распространение в России - И-Сак 1026.
Рис. 3. Динамика изменения рН рубцового содержимого при нкубации in vitro с добавлением препаратов дрожжей (Левисел SC, И-Сак1026, дрожжи пекарские). По оси ординат -рН; по оси абсцисс - время инкубации, ч.
Научно-хозяйственный опыт проведен на высокопродуктивных коровах в первую фазу лактации с начальной низкой жирностью молока на 50-й день. Рацион высококонцентратный (60% по СВ), типичный для Центральной зоны России, представлен распространенными основными кормами (табл. 1). Состав комбикорма (%): пшеница — 15, ячмень- 51, жмых — подсолнечный — 30, соль — 1, миндобавки — 2, премикс — 1. По данным анализа фактического потребления с кормами основных питательных веществ, рационы кормления коров соответствовали уровню молочной продуктивности, живой массе и периоду лактации (Физиологические потребности... , 2007).
Таблица 1. Рационы кормления коров и питательность рационов (по фактически потребленным питательным веществам)+
Корма, кг Показатели
Солома 0,5 Обменная энергия, МДж 250
Сенаж многолетних трав 8 Сухое вещество, кг 22,9
Силос кукурузный 20 Сырой протеин, г 3796
Комбикорм 15 Распадаемый протеин, г 2501
Пивная дробина, свежая 6 Нераспадаемый протеин, г 1295
Патока кормовая 1,0 Обменный белок, г 2143
Буферная смесь 0,1 Сырой жир, г 1035
Соль 0,1 НДК, г 7258
Премикс ПК-60-3 0,22 Сырая клетчатка, г 3184
Крахмал, г 6347
Распадаемый крахмал, г 5093
Сахар, г 1477
Примечание:+удой 36 кг, 50-90-й день лактации
По потреблению сухого вещества рациона, который задавался в виде кормосмеси оптимального состава (54% влажность), отмечено нормативное потребление сухого вещества кормов рациона (СВ) на 100 кг живой массы (3,8 кг) и сырого протеина (16,5%). В то же время в рационе присутствовало избыточное количество сырого жира (4,5%), пороговое количество крахмала и суммы распадаемого крахмала и сахара (28,6%) (табл. 2).
Показатели рубцового пищеварения в контрольной группе в целом соответствовали характеристикам рациона (табл. 3). Отмечено близкое к критическому значение рН рубцовой
жидкости через 3 ч после утреннего кормления, высокий уровень ЛЖК, низкое ацетат-пропионатное соотношение (2,3), пониженный уровень инфузорий. При этом целлюлозоли-тическая активность находилась на нормальном уровне. Скармливание в течение 45 дней буферной добавки (2-я группа) позволило значительно снивелировать эти отклонения.
Таблица 2. Характеристика рационов кормления коров
Показатели Значения показателей Нормативные значения
Потребление СВ на 100кгживой массы 3,8 3,8-4,2
Влажность кормосмеси, % 54 50-55
% сырого протеина 16,5 15-18
% распадаемого от СП 65,8
% нераспадаемый протеина от СП 34,2
Сырой жир, % 4,5 <4.0
НДК, % 31,6 28-32
Сырая клетчатка, % 13,9 14-16
Крахмал, % 27,7 22-28
Распадаемый крахмал, % 22,2
Сахар, % 6,4 5-13
РК+сахар 28,6 25-28
Так, уровень рН был выше на 2,2%, повысились буферная ёмкость, ацетат-пропионатное соотношение, содержание инфузорий. Существенно снизилось содержание бу-тирата ^<0,05). В то же время значительного изменения образования ацетата в рубце не произошло. Если в контрольной группе его содержание было на уровне 8,1 ммоль/дл, то во 2-й группе оно увеличилось всего до 8,3 ммоль/дл. В 3-й группе, получавшей препарат дрожжей, также значительных изменений рубцового метаболизма не отмечено. Произошло повышение рН содержимого на 4,4% ^<0,05), буферной емкости - на 17,6%, ацетат-пропионатного соотношения — до 2,8. Но при этом наблюдали существенное снижение концентрации ЛЖК ^<0,05), в результате снизилось образование ацетата.
Таблица 3. Показатели ферментативно-микробиологических процессов
в рубце (м±m, п=4)
Показатели Группы
I(контроль) II III
рН 6,28±0,08 6,42±0,07 6,56±0,07*
Буферная емкость, мл/ед. рН 8,5±1,2 12,5±0,8 10,0±1,1
Аммиак, мг/дл 8,60±1,45 7,20±1,90 8,90±1,59
ЛЖК, ммоль/дл 13,7±0,5 13,3±0,7 11,7±0,1*
Ацетат, % 59,1±0,6 62,5±3,1 63,9±1,8*
Пропионат, % 25,7±1,0 24,4±3,5 22,9±2,2
Бутират, % 15,0±0,8 13,0±0,9* 13,0±1,2
Число бактерий, млрд/мл 9,6±0,5 9,4±0,2 9,4±0,3
Число инфузорий, тыс./мл 303±2 320±4,1* 302±10
Амилолитическая активность, Ед/мл 32,6±0,6 32,1±0,93 31,6±0,68
Целлюлозолитическая активность, % 10,1±1,5 9,9±1,7 11,6±0,5
Примечание: здесь и в табл. 4: * Г<0,05 по Г- критерию при сравнении с контролем; II — карбонатный буфер; III — дрожжевой препарат И-Сак 1026.
Разнонаправленные сдвиги в рубцовом метаболизму (снижение рН, повышение уровня ЛЖК, бактерий и инфузорий) ранее были отмечены при скармливании И-Сак (Фаттахова и др., 2013), однако различия были небольшие, хотя и статистически значимые.
Таким образом, на уровне рубцового пищеварения отмечались близкие к нормальным характеристикам показателей рубцового пищеварения без явных признаков ацидоза. В после-
дующие периоды опыта коровы во всех группах получали менее высокие количества комбикорма в связи со спадом лактационной деятельности (табл. 4).
Суточные удои молока в пытных группах во время опыта были выше по сравнению с контролем на 15-й и 45-й дни опыта, а через два месяца после окончания скармливания добавок продуктивность практически выравнивалась во всех группах. Аналогичное изменение продуктивности было отмечено ранее в опытах при скармливании разных доз И-Сак (Гуляева, Смирнова, 2012).
Таблица 4. Продуктивность коров в опыте (м±m; п=10)
Показатели
I(контроль)
Группы II
III
Удой, кг Жир, % Белок, % Продукция молочного
Удой, кг Жир, % Белок, % Продукция молочного
Удой, кг Жир, % Белок, % Продукция молочного
Удой, кг Жир, % Белок, % Продукция молочного
Удой, кг Жир, % Белок, % Продукция молочного
До начала опыта
35,4±1,4 36,7±0,9 36,1±1,6
3,30±0,16 3,20±0,16 3,28±0,22
3,1±0,1 3,00±0,04 3,10±0,04
жира, г 1154±58 1182±58 1180±86 15-й день опыта
34,7±1,9 38,7±2,4 38,0±2,3
3,2±1,8 3,5±0,2 3,27±0,20
3,1±0,07 3,0±0,04 3,0±0,09
жира, г 1139±88 1298±74 1242±88 45-й день опыта
28,7±1,5 31,2±1,4 30,6±1,5
3,59±0,20 3,86±0,30 3,48±0,25
3,30±0,03 3,25±0,06 3,27±0,02
жира, г 983±57 1204±69* 1065±58 30-й день после опыта
25,4±2,3 26,3±2,1 29,5±1,9
3,84±0,15 4,10±0,15 3,60±0,22
3,31±0,07 3,36±0,08 3,33±0,08
жира, г 973±52 1050±74 1032±45 60-й день после опыта
23,1±1,68 24,1±2,25 23,5±1,0
3,83±0,12 3,83±0,24 3,85±0,16
3,40±0,10 3,36±0,08 3,24±0,06
жира, г 925±59_902±41 905±51
Жирность молока во время опыта увеличивалась только во 2-й группе при скармливании буферной смеси (рис. 5). Изменение отмечено после 15-дневного скармливания на 9,3% и на 20,6% после 45-дневного. В 3-й группе увеличение жирности молока по сравнению с исходным уровнем отмечено только в конце опыта (на 6,1%) при увеличении на 8,7% в контрольной группе. По уровню содержания белка в молоке коров разных групп различий отмечено не было.
При оценке коррелятивных связей по четырём коровам (12 измерений) статистически значимые коэффициенты корреляции получены для взаимосвязей: рН рубцового содержимого — доля ацетата в сумме ЛЖК (г=0,65, P<0,05), и рН — содержание ЛЖК в рубце (г=-0,85, P<0,05).
На практике при кормлении высокопродуктивных молочных коров в качестве буферного средства используют в основном соду в количестве 0,8-1,5% в расчете на сухое вещество рациона или 160-300 г соды на голову в сутки. Следовательно, величина добавки может различаться в 2 раза. Безусловно, эти рекомендуемые величины основаны на результатах многочисленных исследований, проводимых в разных условиях. Эти дозы составляют всего 5-10% от доли гидрокарбоната, поступающего в рубец со слюной. При добавлении соды в корм ее рассыпают поверх силоса, создавая таким образом условия для быстрого ее потребления. Эффективность такого мероприятия, скорее всего, будет минимальной. Это обусловлено тем,
что гидрокарбонат быстро растворяется и исчезает из рубца в течение первого часа после потребления, тогда как максимальный уровень кислот в рубце достигается через 4-6 ч, то есть когда добавленной соды в рубце уже нет. Действие соды и других буферных добавок будет лучше проявляться при вводе их в комбикорм или в кормовую смесь, которые коровы при свободном доступе потребляют с интервалом в 1-1,5 ч, что обеспечивает равномерное поступление в рубец буферной добавки.
Постоянное потребление соды позволяет восполнять дефицит гидрокарбоната, поступающего в недостаточном количестве со слюной. В результате стабилизируется рН рубца, создаются оптимальные условия для роста микрофлоры. Следует также принять во внимание, что некоторые исследователи указывают, что высокие дозы соды могут угнетать потребление корма. Очевидно, это связано с изменением вкуса корма и нарушение в рационе натрий-калиевого соотношения. При балансировке рациона по натрию возникают проблемы с дозированием поваренной соли, т.к. при одновременном введении соды количество натрия превышает его нормы ввода. Поэтому предпочтительнее работать с более ёмкими буферными смесями, что позволяет использовать значительно более низкие дозировки и обеспечивать условие, чтобы состав был представлен в оптимальном соотношении по всем нормируемым элементам.
Таким требованиям удовлетворяет смесь № 3, не имеющая в своем составе «невкусных» солей и состав по основным нормируемым микроэлементам (натрий, калий, магний) соответствует их оптимальному соотношению. Такая смесь, на основании проведенных лабораторных исследований была взята за основу для разработки опытной партии смеси для испытаний в производственных условиях, которая показала свое действие и на рубцовую ферментацию, и на продуктивные качества коров.
Проведенные лабораторные исследования in vitro позволяют ориентировочно оценить потенциальную возможность новых и традиционных коммерческих кормовых буферных добавок влиять на концентрацию кислот в рубце и подбирать требуемые уровни дозировки.
Относительно изучения использования препаратов дрожжей сахаромицетов, остался ряд вопросов, требующих дальнейших исследований. Так, если при лабораторных испытаниях способность дрожжевых клеток поддерживать рН инкубационной смеси не проявлялась, то при скармливании коровам уровень кислотности был существенно ниже, чем в контроле и при скармливании буферной смеси. При этом жирность молока не изменялась. Случаи отсутствия изменений рН рубцового содержимого и его микробиоценоза можно отметить и при сравнении работ других исследователей. Но так как практически во всех работах отмечается продуктивный эффект, то для раскрытия механизма действия дрожжей на уровне рубцового пищеварения исследования следует продолжить с привлечением методики, позволяющей производить почасовые измерения рН в течение суток.
Таким образом, лабораторные исследования in vitro и результаты опыта, проведенного в условиях хозяйства, позволяют рекомендовать к практическому использованию испытанную буферную смесь в качестве профилактического средства от ацидозов и повышения жирности молока. Проведенные исследования показали, что при использовании высококонцен-тратных рационов в кормлении коров можно контролировать ферментативно-микробиологические процессы на уровне рубцового пищеварения и предотвращать депрессию продукции молочного жира путём применения специальных буферных смесей, что спо-собствет поддержанию высоких удоев и здоровья животных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гуляева М.Е., Смирнова Л.В. Влияние скармливания протеиновой добавки И-Сак 1026 на пищеварительный статус и поведенческие реакции коров // Молочно-хозяйственный вестник. - 2012. - № 1 - С. 16-20.
2. Курилов Н.В., Севастьянова Н.А. и др. Изучение пищеварения у жвачных животных. Методические указания. - Боровск: ВНИИФБиП, 1987. - 105 с.
3. Тараканов Б.В. Методы исследования микрофлоры пищеварительного тракта сельскохозяйственных животных и птицы. - М.: Научный мир, 2006. - 188 с.
4. Фаттахова З.Ф., Каримова Р.Г., Ахметзянова Ф.К. Особенности рубцового пищеварения лактирую-щих коров при применении И-Сак-1026 ТМ // Ученые записки Казанской Государственной ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2013. - № 216. - С. 415-419.
5. Al Zahal O., Dionissopoulos L., Laarman A.H., Walker N., McBride B.W. Active dry Saccharomyces cerevisiae can alleviate the effect of subacute ruminal acidosis in lactating dairy cows // J. Dairy Sci. -2014. - Vol. 97. - No. 12. - P. 7751-7763
6. Baldwin R.L., Thornley J.H., Beever D.E. Metabolism of lactating cow. II. Digestive elements of a mechanistic model // J. Dairy Res. -1987. - Vol. 54. - P. 107-131.
7. Bayat A.R., Kairenius P., Stefanski T., Leskinen H., Comtet-Marre S., Forano E., Chaucheyras-Durand F., Shingfield K.J. Effect of camelina oil or live yeasts (Saccharomyces cerevisiae) on ruminal methane production, rumen fermentation, and milk fatty acid composition in lactating cows fed grass silage diets // J. Dairy Sci. - 2015. - Vol. 98. - No. 5. - P. 3166-3181.
8. Callaway E.S., Martin, S.A. Effects of a Saccharomyces cerevisiae culture on ruminal bacteria that utilize lactate and digest cellulose // J. Dairy Sci. - 1997. - Vol. 80. - P. 2035-2044.
9. Carro M.D., Lebzien P., Rohr K. Effects of yeast culture on rumen fermentation digestibility and duodenal flow in dairy cows fed a silage based diet // Livestock. Prod. Sci. - 1992. - Vol. 3. - No. 2. - P. 219-229
10. Chaucheyras-Durand F., Walker N.D., Bach A. Effects of active dry yeasts on the rumen microbial ecosystem: Past, present and future // Anim. Feed Sci. Technol. - 2008. - Vol. 145. - P. 5-26.
11. Croom W.J., Rakes A.H., Linnerud A.C., Ducharme G.A., Elliot J.M. Vitamin Bp administration for milk fat synthesis in lactating dairy cows fed a low fiber diet // J. Dairy Sci. - 1981. - Vol. 64. - P. 1555-1560.
12. Erdman R.A. Dietary buffering requirements of the lactating dairy cow // J. Dairy Sci. -1988. - Vol. 71. -P. 3246-3266.
13. Gaynor P.J., Erdman R.A., Teter B.B., Sampugna J., Capuco A.V., Waldo D.R., Hamosh M. Milk fat yield and composition during abomasal infusion of cis or trans octadecenoates in Holstein cows // J. Dairy Sci. -1994. - Vol. 77. - P. 157-165.
14. Griinari J.M., Dwyer D.A., McGuire M.A., Bauman D.E., Palmquist D.L., Nurmela K.V.V. Trans-octadecaenoic acids and milk fat depression in lactating dairy cows // J. Dairy Sci. - 1998. - Vol. 81. -P. 1251-1261.
15. Guedes C.M., Gongalves D., Rodrigues M.A.M., Dias-da-Silva A. Effects of a Saccharomyces cerevisiae yeast on ruminal fermentation and fibre degradation of maize silages in cows // J. Anim. Feed Sci. Technol. - 2008. - Vol. 145. - P. 27-40.
16. Kalscheur K.R., Teter B.B., Piperova L.S., Erdman R.A. Effect of dietary forage level and buffer addition on milk trans fatty acids and duodenal trans fatty acid flow in lactating dairy cows // J. Dairy Sci. - 1997а.
- Vol. 80. - P. 2104-2114
17. Kalscheur K.R, Teter В.В., Piperova L.S., Erdman R.A. Effect of fat source on trans fatty acid flow and milk fat production in lactating dairy cows // J. Dairy Sci. - 1997b. - Vol. 80. - P. 2115-2126.
18. Loor J.J., Herbein J.H.. Exogenous conjugated linoleic acid isomers reduce bovine milk fat concentration and yield by inhibiting de novo synthesis // J. Nutr. - 1998. - Vol. 128. - P. 2411-2419.
19. McGuir M.A., Griinari J.M., Dywer D.A., Bauman D.E. Role of insulin in the regulation of mammary synthesis of fat and protein // J. Dairy Sci. - 1995. - Vol. 78. - P. 816-824.
20. Mellenberger R.W., Bauman D.E., Nelson D.E. Fatty acid and lactose synthesis in cow mammary tissue // Biochem. J. - 1973. - Vol. 136. - P. 741-748.
21. Murphy M.R., Baldwin R.L., Koong L.J. Estimation of stoichiometrik parametrs for rumen fermentation of roughage and concentrate diets // J. Anim. Sci. - 1982. - Vol. 55. - No. 2. - P. 411-422.
22. Piperova L.S., Teter B.B., Bruckental I., Sampagna J., Mills S.E., Yurawecz M.P., Fritsche J., Ku K., Erdman R.A. Mammary lipogenic enzyme activity, trans fatty acids and conjugated iinoleic acid isomers during milk fat depression in lactating dairy cows // J. Nutr. - 2000. - Vol. 130. - P. 2568-2574.
23. Romo G.A., Casper D.P., Erdman R.A., Teter В.В. Abomasal infusion of cis or trans fatty acid isomers and energy metabolism of lactating dairy cows // J. Dairy Sci. - 1996. - Vol. 79. - P. 2005-2015.
24. Sutton J.D. Altering milk composition by feeding // J. Dairy Sci. - 1989. - Vol. 72. - P. 2801-2814.
25. Van Soest P.J. // Nutritional Ecology of the Ruminant. - Ithaca, New York: Cornell University Press, 1994.
- P. 334-336
26. Wohlt J.E., Finkelstein A.D., Chung C.H. Yeast culture to improve intake, nutrient digestibility, and performance by dairy-cattle during early lactation // J. Dairy Sci. - 1991. - Vol. 74. - P. 1395-1400.
REFERENCES
1. Al Zahal O., Dionissopoulos L., Laarman A.H., Walker N., McBride B.W. Active dry Saccharomyces cerevisiae can alleviate the effect of subacute ruminal acidosis in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 2014, 97(12): 7751-7763
2. Baldwin R.L., Thornley J.H., Beever D.E. Metabolism of lactating cow. II. Digestive elements of a mechanistic model. J. Dairy Res. 1987, 54: 107-131.
3. Bayat A.R., Kairenius P., Stefanski T., Leskinen H., Comtet-Marre S., Forano E., Chaucheyras-Durand F., Shingfield K.J. Effect of camelina oil or live yeasts (Saccharomyces cerevisiae) on ruminal methane production, rumen fermentation, and milk fatty acid composition in lactating cows fed grass silage diets. J. Dairy Sci. 2015, 98(5): 3166-3181.
4. Callaway E.S., Martin, S.A. Effects of a Saccharomyces cerevisiae culture on ruminal bacteria that utilize lactate and digest cellulose. J. Dairy Sci. 1997. 80: 2035-2044.
5. Carro M.D., Lebzien P., Rohr K. Effects of yeast culture on rumen fermentation digestibility and duodenal flow in dairy cows fed a silage based diet. Livestock. Prod. Sci. 1992, 3(2): 219-229
6. Chaucheyras-Durand F., Walker N.D., Bach A. Effects of active dry yeasts on the rumen microbial ecosystem: Past, present and future. Anim. Feed Sci. Technol. 2008, 145: 5-26.
7. Croom W.J., Rakes A.H., Linnerud A.C., Ducharme G.A., Elliot J.M. Vitamin Bp administration for milk fat synthesis in lactating dairy cows fed a low fiber diet. J. Dairy Sci. 1981, 64: 1555-1560.
8. Erdman R.A. Dietary buffering requirements of the lactating dairy cow. J. Dairy Sci. 1988, 71: 3246-3266.
9. Fattakhova Z.F., Karimova R.G., Akhmetzyanova F.K. Uchenye zapiski Kazanskoi Gosudarstvennoi veterinarnoi meditsiny imeni N.E. Baumana - Scientific Notes of the Bauman Kazan State Veterinary Medicine. 2013, 216, P. 415-419.
10. Gaynor P.J., Erdman R.A., Teter B.B., Sampugna J., Capuco A.V., Waldo D.R., Hamosh M. Milk fat yield and composition during abomasal infusion of cis or trans octadecenoates in Holstein cows. J. Dairy Sci. 1994, 77: 157-165.
11. Griinari J.M., Dwyer D.A., McGuire M.A., Bauman D.E., Palmquist D.L., Nurmela K.V.V. Trans-octadecaenoic acids and milk fat depression in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 1998, 81: 1251-1261.
12. Guedes C.M., Gongalves D., Rodrigues M.A.M., Dias-da-Silva A. Effects of a Saccharomyces cerevisiae yeast on ruminal fermentation and fibre degradation of maize silages in cows. J. Anim. Feed Sci. Technol. 2008, 145, 27-40.
13. Gulyaeva M.E., Smirnova L.V. Molochno-khozyaistvennyi vestnik - Milk-Economic Bulletin. 2012, 1: 16-20.
14. Kalscheur K.R., Teter B.B., Piperova L.S., Erdman R.A. Effect of dietary forage level and buffer addition on milk trans fatty acids and duodenal trans fatty acid flow in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 1997, 80: 2104-2114
15. Kalscheur K.R, Teter B.B., Piperova L.S., Erdman R.A. Effect of fat source on trans fatty acid flow and milk fat production in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 1997, 80: 2115-2126.
16. Kurilov N.V., Sevast'yanova N.A., Kharitonov L.V. et al. Izuchenie pishchevareniya u zhvachnykh zhivotnykh. Metodicheskie ukazaniya (Studying digestion in ruminants. Methodical instructions). Borovsk: Institute of Animal Physiology, Biochemistry & Nutrition Publ., 1987, 105 p.
17. Loor, J.J., Herbein J.H.. Exogenous conjugated linoleic acid isomers reduce bovine milk fat concentration and yield by inhibiting de novo synthesis. J. Nutr. 1998, 128: 2411-2419.
18. McGuir M.A., Griinari J.M., Dywer D.A., Bauman D.E. Role of insulin in the regulation of mammary synthesis of fat and protein. J. Dairy Sci. 1995, 78: 816-824.
19. Mellenberger R.W., Bauman D.E., Nelson D.E. Fatty acid and lactose synthesis in cow mammary tissue. Biochem. J. 1973, 136: 741-748.
20. Murphy M.R., Baldwin R.L., Koong L.J. Estimation of stoichiometrik parametrs for rumen fermentation of roughage and concentrate diets. J. Anim. Sci. 1982, 55(2): 411-422.
21. Piperova L.S., Teter B.B., Bruckental I., Sampagna J., Mills S.E., Yurawecz M.P., Fritsche J., Ku K., Erdman R.A. Mammary lipogenic enzyme activity, trans fatty acids and conjugated iinoleic acid isomers during milk fat depression in lactating dairy cows. J. Nutr. 2000, 130: 2568-2574.
22. Romo G.A., Casper D.P., Erdman R.A., Teter B.B. Abomasal infusion of cis or trans fatty acid isomers and energy metabolism of lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 1996, 79: 2005-2015.
23. Sutton J.D. Altering milk composition by feeding. J. Dairy Sci. 1989, 72: 2801-2814.
24. Tarakanov B.V. Metody issledovaniya mikroflorypishchevaritel'nogo trakta sel'skokhozyaistvennykh zhivotnykh i ptitsy (Methods for studying the microflora of the digestive tract of farm animals and poultry). Moscow: Scientific World Publ., 2006, 188 p.
25. Van Soest P.J. In: Nutritional Ecology of the Ruminant. Ithaca, New York: Cornell University Press, 1994, P. 334-336.
26. Wohlt J.E., Finkelstein A.D., Chung C.H. Yeast culture to improve intake, nutrient digestibility, and performance by dairy-cattle during early lactation. J. Dairy Sci. 1991, 74: 1395-1400.
Application of buffer mixture to prevent depression of milk fat in highly producing cows in the first phase of lactation
Kharitonov E.L., Lepkova O.S.
Institute of Animal Physiology, Biochemistry and Nutrition, Borovsk, Kaluga oblast, Russian Federation
ABSTRACT. The most effective buffer mixture and preparation of yeast Saccharomyces, previously selected in laboratory studies in vitro, were used in the experiment carried out on 30 Holmogor holsteinized cows at 59 d of lactation with an average LW 626 kg and the initial milk yield 36 kg. Control group received basic high concentrate ration (BR), group II fed BR with supplement of 100 g of carbonate buffer mixture, group II - BR + 10 g of yeast preparation for 60 days. In the control group at 3 hour after morning feeding, there were indicated pH values in rumen fluid close to the critical value, high VFA, acetate propionate lowest ratio (2.3), a reduced level of ciliates against the background of normal cellulolytic activity. Feeding supplements helped to raise the pH, buffer capacity, the number of ciliates, and the molar fraction of acetate by reducing the proportion of propionate and butyrate. On the 15th and 45th day of the trial, in group II the milk yield was higher vs control by 11 and 8.7% in group III by 9.5 and 6.6% respectively. Production of milk fat on 45th day of the experiment was significantly higher vs control (P<0.05). Concluded that the risk of depression of milk fat production in cows fed high concentrate diets can be reduced by using special buffer mixture, which helps to maintain high milk production and animal health.
Keywords: dairy cows, lactation, nutrition, rumen digestion, buffer mixtures, milk production
Problemy biologii productivnykh zhivotnykh - Problems of Productive Animal Biology, 2015, 4: 93-104
Поступило в редакцию: 03.04.2015 Получено после доработки: 01.09.2015
Харитонов Евгений Леонидович, зав. лаб., зам. дир., д.б.н., проф., т. 8(48438)4-30-16; bifip@kaluga.ru;
Лепкова Ольга Сергеевна, асп.
