CC BY
12
Ukrainian Journal of Ecology
Ukrainian Journal of Ecology, 2017, 7(3), 111-115, doi: 10.15421/2017_57
ORIGINAL ARTICLE UDC 636.5.033.085.13
Optimal in-feed threonine and tryptophan ratio for replacement chickens: the theoretical background
M.J. Kryvenok, I.I. Ilchuk, V.M. Mykhalska
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kiev E-mail: njk 19@ukr nei, ilchukigor@ukr. ne\, vitam@bigmir. net
We determined the optimal content and ratio of threonine and tryptophan in the mix fodder of replacement chicks at different periods of their growing. We studied the effect of different levels of threonine and tryptophan in mixed fodder on chicken growth and development. We registered that under optimal AA content and ratio the replacement chickens at the end of the growing period outweighed the chickens from control group by 140 g. We also studied the influence of different content of AA and temporal changes in their ratio on digestibility of feed nutrients by replacement chickens from market egg flock. It was found that the optimal content of threonine and tryptophan and their ratio at certain periods of chicken growth caused the increase in digestibility of protein by 2 %, fiber - by 1 %, and BEV - by 2 %. We also proved that the decrease or increase of AA ratio in mix fodder of replacement chickens leads to the manifestation of antagonism between amino acids and the deterioration of their function in bird organism. The changes in AA ratio had significant effects on chicken productivity, the digestibility of feed nutrients, the assimilation, and efficiency of amino acid use. This effects were considerably stronger than the effect of changes in AA content. The degree of influence of the ratio between threonine and tryptophan varies throughout the growing period, it has been established that the ratio of threonine to tryptophan in the period of limited chick feeding (9-6 weeks) has a lesser effect on the productivity of repair young (R2 = 0.89) the second one (R2 = 0.92) and the last growing periods (R2 = 0.92). We performed a mathematical model (polynomial trend line) to describe the growth of replacement chickens during all experiment periods, the pattern of dependences between chicken organism and AA content, AA ratio, age, and productivity. This nonlinear model is more relevant and reliable than linear dependence.
Key words: replacement chickens; essential amino acids; threonine; tryptophan; optimal dietary AA ration
Теоретичне обгрунтування с^вв^дношення треоыну i триптофану у рацюнах ремонтних курчат
М.Я. Кривенок, 1.1. 1льчук, В.М. Михальська
Нацiональнийун '/верситет бiоресурсiв iприродокористування УкраУни, м. КиУв E-mail: njk 19@ukrnei, ilchukigor@ukrne\, vitam@bigmirnet
Експериментально дослужено i встановлено ефективнм рiвнi та стввщношення треонлну i триптофану у рацюнах ремонтних курчат на рiзних етапах Ух вирощування. Встановлено, що за оптимального рiвня та стввдюшення амЫокислот у рацюнах, ремонты курчата у юнц перюду вирощування достовiрно переважали за вагою курчат з контрольно! групи на 140 г. Нами також було дослужено вплив рiзних рiвнiв амЫокислот та Ух стввщношень на перетравнкть поживних речовин корму у органiзмi ремонтного молодняку яечного напряму продуктивной! Встановлено, що оптимальний рiвень треонЫу i триптофану та Ух оптимальне стввщношення у певн перюди вирощування сприяли пщвищенню показниюв перетравност протеУну на 2 %, клггковини - на 1 % та БЕР - на 2 %. Доведено, що зменшення або збтьшення спiввiдношень амЫокислот у рацюнах ремонтного молодняку призводить до прояву антагоызму м1ж амЫокислотами та попршення Ух використання в ор^ызмГ тварин.
ЗмЫа стввщношень м1ж треонЫом i триптофаном у рацюнах птиц мае бтьш виражений вплив на продуктивнкть, перетравнкть поживних речовин корму, засвоення та ефективнкть використання амЫокислот курчатами, ыж змЫа концентрацм цих амЫокислот. Осктьки с^вв^ношення м1ж треонЫом i триптофаном протягом усього перюду
вирощування курчат змЫюеться, нами було встановлено, що вщношення треонiну до триптофану у перюд обмеженоУ годiвлi курчат (9-6 тижыв) меншою мiрою впливае на продуктивнкть ремонтного молодняку (R2=0,89) порiвняно з другим (R2= 0,92) та останым перiодами вирощування (R2=0,92).
Ми побудували математичну модель з нелЫмною характеристикою (полiномiальна лiнiя тренду), яка значно краще описуе рiст ремонтного молодняку протягом експерименту, характер залежност оргаызму птицi вiд змiни концентрацм та спiввiдношення мiж амiнокислотами у комбкорм^ вiком та продуктивнiстю, ыж лiнiйна функцiя. Ключов1 слова: ремонтний молодняк; незамЫы амiнокислоти; треонiн; триптофан
Вступ
Нормування протеУнового живлення тварин без урахування його бiологiчноí цЫносп неможливе у нинiшнiх умовах виробництва продукцп птахiвництва, адже сучаснi кроси птиц вiдселекцiонованi на дуже високий рiвень продуктивностi i, як наслщок, дуже високий рiвень обмiну речовин у Ух оргаызмк Тому фахiвцi з годiвлi птицi повиннi обов'язково контролювати не тiльки кiлькiснi показники вмкту протеУну у комбiкормах, а i якiсний склад його бтюв, який залежить вiд вмiсту у ньому амЫокислот (Arkhypov et al., 1984; Svezhentsov et al., 2008; Christian et al., 2013). Актуальними питаннями сьогодення e, як удосконалення систем оцЫки поживностi кормiв та розробки рецеплв найбiльш ефективних комбiкормiв, так i нових пiдходiв у нормуванн амiнокислотного живлення птицi (Kryvenok, 2016; Samadi, Liebert,. 2008).
Потреба птиц в незамiнних амЫокислотах залежить вiд рiвня протеУну у рацюы. Спiввiдношення азоту та незамЫних i замiнних амiнокислот у протеМ, повинно бути постiйним. Отже, з пщвищенням рiвня останнього в рацюы пропорцiйно повиннi пiдвищуватись обидвi ц групи амiнокислот (Podobed, 2010; Mack S. et al., 1999).
Повнктю реалiзувати генотип птиц можливо лише за умови и годiвлi комбiкормами, збалансованими вiдповiдно до потреби. При цьому бажано враховувати рiвень вмiсту 11 незамiнних амЫокислот: метiонiну, лiзину, триптофану, аргiнiну, валЫу, гiстидину, лейцину, iзолейцину, треонiну, фенталанЫу i глiцину (Rymbak, 2008; Mehri, 2012). Багатьма науковцями (Arkhypov et al., 1984; Podobed, 2010; Rymbak, 2008; Han, 1991, Baker et al., 2002) проведем числены дослщження з вивчення змЫ потреб оргаызму птиц у тм чи Ышлй амiнокислотi залежно вiд часу, фiзiологiчного стану, змiни рiвня продуктивностi та запропонован математичнi методи визначення цих потреб, у тому чиш i методи теоретичних розрахункiв.
Проте, необхщно зазначити, що для багатьох явищ живоУ природи частiше типовими e випадковi залежностi. Такi залежностi мiж двома ознаками мають мiсце у загальному випадку тод^ коли кнують певнi випадковi фактори, що д^ть тiльки на першу або другу ознаку. При цьому, якщо одна ознака змЫюеться на яку-небудь визначену величину, то Ыша може приймати рiзнi значення.
1снують три основы складов^ якi зумовлюють оптимальне стввщношення незамiнних амiнокислот. Так, згiдно з рекомендацями (Han, 1991) оптимальне стввщношення незамiнних амiнокислот для птиц залежить вiд чистоУ потреби на утворення протеУну тiла i пiр'я, потреби на пiдтримання життя, вщ використання засвоюваних амiнокислот на синтез протеУну. Виявлено, що оптимальне стввщношення амiнокислот у рацiонах молодняку птиц залежно вiд цiлi Ух вирощування дуже рiзниться мiж собою (Chung, 1992; Corrent, 2011).
ТреонЫ вважаеться регулятором використання амЫокислот у органiзмi та обмЫу бiлка у цiлому, а тому е найважлившим активатором росту м'язовоУ тканини у бройлерiв та ремонтного молодняку (Podobed, 2010). Дефщит триптофану особливо вщчуваеться у рацюнах птицi з високим вмктом зерна кукурудзи (Svezhentsov et al., 2008). Ця амЫокислота часто виступае третьою чи четвертою лiмiтуючою у рацюнах птиЦ. Триптофан поряд з участю в синтезi бiлкiв е вихщним продуктом для утворення в органiзмi нiкотиновоУ кислоти (вiтамiн РР), яка е складовою частиною ферменлв НАД i НАДФ, каталiзуючих окисно-вщновы реакцiУ в органiзмi. Численними експериментами встановлено, що згодовування тваринам треоыну i триптофану у невiдповiдному стввщношены призводить до дезагрегацiУ полiрибосом i незворотного розпаду рибосомальноУ РНК, тому що, вщповщний рiвень амiнокислот у органiзмi е однieю з основних умов розвитку ендоплазматичноУ сiтки, необхщноУ кiлькостi полiрибосом та здатностi останых синтезувати бiлок (Calderon, 1990; Cave, 1982).
Мета дослщження - обфунтування вмiсту та стввщношення треонiну i триптофану у комбкормах для ремонтних курчат в залежносп вiд рiзних перiодiв вирощування.
Методи досл1дження
Дослщ проводили за методом груп (табл. 1), зпдно якого було вобрано 400 курчат добового вку кросу «Браун нк», з яких за принципом аналопв сформували чотири групи: контрольну i три дослщы, по 100 голiв у кожнм. Основний перiод тривав 126 дiб.
Таблиця 1. Схема науково-господарського дослщу
Вк, тижнiв Показники Групи
1 2 3 4
ТреонН% 0,80 0,80 0,80 0,80
1 - 3 Триптофан,% 0,23 0,25 0,27 0,30
Стввщношення 3,48 3,20 2,96 2,67
Треонiн,% 0,70 0,70 0,70 0,70
4 - 8 Триптофан,% 0,21 0,23 0,25 0,27
Стввщношення 3,33 3,04 2,80 2,59
Треонiн,% 0,50 0,50 0,50 0,50
9 - 16 Триптофан,% 0,16 0,18 0,20 0,22
Спiввiдношення 3,13 2,78 2,50 2,27
Треонiн,% 0,60 0,60 0,60 0,60
17 - 19 Триптофан,% 0,20 0,22 0,24 0,26
Спiввiдношення 3,0 2,73 2,50 2,31
Годували курчат у облковий перiод повнорацiонними розсипними комбiкормами, збалансованими зпдно iснуючих норм запропонованих розробником кросу, а курчатам дослщних груп згодовували комбкорми з рiзним рiвнем амiнокислот, вмiст яких змiнювали введенням або виключенням з його складу Тх синтетичних препаратiв. Визначення живоТ маси птицi та витрати корму проводили на вагах марки ВЛР-200 (Kononenko et al., 2000). Перетравнкть поживних речовин (органiчна речовина, протеТн, жир, клiтковина, БЕР) визначали зпдно загальноприйнятих методiв (Kononenko et al., 2000).
Отриманi матерiали експериментальних дослщжень статистично обробляли з використанням середых арифметичних величин (М), середньоТ квадратичноТ похибки (т) i ступеня вiрогiдностi рiзницi (р) мiж показниками. Вiрогiднiсть рiзницi мiж показниками оцiнювали за критерieм Стьюдента (Lakin, 1990).
Результати досл1дження
Рiвень обмiнноТ енергп, поживних та бюлопчно активних речовин у комбкормах пiддослiдних курчат змiнювався вщповщно до фаз Тх використання, а рiвень амiнокислот - вiдповiдно до схеми дослщу. Склад комбiкорму для дослщних курчат був традицiйним, основу якого складали зерновi корми, шроти соТ i соняшнику. Вмiст обмЫноТ енергп, поживних i мiнеральних речовин для курчат дослщноТ групи наведено у табл. 2.
Таблиця 2. Вмкт основних поживних речовин та енергп у 100 г комбкорму,%
Вк, тижнiв
Показник 1 - 3 4 - 8 9 - 17 17 - 19
ОбмЫна енерпя, МДж 1,20 1,14 1,14 1,14
Сирий протеТн, г 20,0 18,50 14,50 17,5
Сира клтовина, г 5,0 5,0 7,0 5,50
Кальцiй, г 1,05 1,00 0,90 2,00
Фосфор, г 0,75 0,70 0,58 0,65
ЛЫолева кислота, г 2,00 1,40 1,00 1,00
Натрм, г 0,18 0,17 0,16 0,16
Хлор, г 0,20 0,19 0,16 0,16
Кiлькiсть обмЫноТ енерги та вмiст поживних i бюлопчно активних речовин у 100 г комбкорму вщповщали нормам, встановленим для ремонтних курчат кросу «Браун нк» у рiзнi перiоди Тх вирощування.
Головним показником продуктивностi ремонтного молодняку е прирiст його живоТ маси (табл. 3), що повинен змЫюватись поступово у певних межах вщповщно до програми вирощування, рекомендованоТ розробником кросу, адже занадто висок та низьк прирости живоТ маси негативно впливають на продуктивнiсть курей у майбутньому. Найвища жива маса була у курчат третьоТ дослiдноТ групи (табл. 3). Достовiрна рiзниця у юнц вирощування порiвняно з контролем становила 140 г. Загальн витрати корму на одну голову були найвищими для курчат третьоТ групи, проте на виробництво 1 кг приросту живоТ маси вони були найнижчими з показниюв уах груп; порiвняно з контролем ця рiзниця становила 412 г або 8,2 %.
Показники змЫи живоТ маси тварин, зазвичай, свщчать про реалiзацiю генетичного потенцалу птицi через створення для неТ оптимальних умов, а вивчення ступеня перетравлювання поживних речовин корму дае уявлення про ефективнкть и годiвлi (табл. 4).
и кгаПпап иоигпа! о1 Ее о ¡оду, 7(2), 2017
Таблиця 3. Продуктивнкть та витрати кормив
Показник
Жива маса у досл^, г:
- на початку
- у юнц
Середньодобовий приркт, г
Витрати корму, г:
- за весь перюд
- на 1 кг приросту
Групи
1
65,11+0,56 1394,32±5,18 10,51 ±0,18
6490±9 4656±11
2
66,07+0,88 1479,15±7,21 11,23±0,21 **
6502±17 4396±9
3
65,18+1,05 1534,24±4,79 11,71 ±0,17***
6511 ±19 4244±14
4
64,09+1,17 1469,12±8,12 11,24±0,12*
6497±22 4423±16
Р < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001 порiвняно з контролем.
*
ЗмЫа амЫокислотного складу рацюну птицi певною мiрою впливае на и продуктивнiсть, тому лопчним е дослiдження можливих змЫ у обмiнi речовин у оргаызм^ спричинених рiзним спiввiдношенням у кормi треонiну i триптофану. Перетравнiсть уах поживних речовин була доволi високою у птицi усiх дослiдних груп, проте найвища перетравнiсть поживних речовин спостер^алась у птицi третьоУ групи (табл 4). За винятком перетравносп жиру, птиця цеТ групи переважала аналопв контрольно' групи за перетравнктю проте'ну на 2 %, клггковини - на 1 % та БЕР - на 2 %, що i обумовило, на нашу думку, и вищу продуктивнiсть. Перетравнiсть поживних речовин птицi друго' i четверто' дослiдних груп була майже на однаковому рiвнi, за винятком перетравносп жиру. Цей показник був менший у птиц уах груп порiвняно з птицею четверто' групи.
Таблиця 4. Перетравнкть поживних речовин корму
Група Оргаычна ПротеУн речовина
1 77 81
2 78 83
3 79 84
4 78 83
Жир Клтеовина БЕР
59 17 89
59 18 90
59 18 91
60 18 90
Застосування статистичного аналiзу для вивчення величини кореляцiйного зв'язку мiж дослiджуваними факторами та використання сучасних методiв математичного моделювання дало можливкть описати спiввiдношення окремих амЫокислот у рацiонах ремонтного молодняку вщповщно до нормалiзованого рiвня продуктивностi та певних пер^в 'х використання.
Аналiз даних, якi характеризують рiст ремонтного молодняку протягом уах пер^в дослщу, дав можливiсть описати цей процес за допомогою математично' моделi з нелЫмною характеристикою (полiномiальна лiнiя тренду), яка мае бтьш високе значення достовiрностi апроксимацГ'' (R2), нiж лЫмна функцiя. Зв'язок вiдношення треонiн-триптофан у рацюнах ремонтного молодняку з його живою масою у рiзнi перюди вирощування математично наведено у табл. 5.
Таблиця 5. Ркт ремонтного молодняку (у)залежно вщ стввщношення треонiну i триптофану (х) у рацюы
BiK птицi, тижнiв Регреая (R) Апроксимaцiя (R2) 4-8 y = -7,61 x2 + 42,65x - 58,99 0,92 9-16 y = -6,09x2 + 30,94x - 38,56 0,89 17-19_y = -9,87x2 + 49,95x - 62,46_0,92_
Вщношення треонЫу до триптофану у перюд обмежено' годiвлi курчат (9-6 тижыв) меншою мiрою впливае на продуктивнкть ремонтного молодняку (R2=0,89) порiвняно з другим ^2= 0,92) та останым перiодами вирощування (R2=0,92). Найбiльш ефективне вщношення треонiну до триптофану у рiзнi перiоди вирощування ремонтного молодняку дорiвнюе 2,80; 2,54 та 2,53 вщповщно. Протягом усього перiоду вирощування ремонтного молодняку вщношення даних амЫокислот зменшуеться, проте ця змiна мае нелЫмний характер. З 4- до 8-тижневого вiку це зниження с^мке, а в останнiй перiод вирощування - незначне.
Слщ зазначити, що у перюд вирощування курчат вщ однодобового до 3-тижневого вiку нами не було встановлено ефективне стввщношення дослщжуваних амiнокислот через незначну рiзницю у живiй масi курчат та, очевидно, незначний вплив амЫокислот у цей час на ркт птиц. Хоча необхщно зауважити, що кнуе тенденцiя до вiдставання у росл та живiй масi ремонтного молодняку у перюд з однодобового до 7-тижневого вку, яке неможливо компенсувати у подальшому. У кiнцi вирощування такий ремонтний молодняк досягае живо' маси, яка вщповщае нижньому допустимому рiвню стандарту кросу.
Висновки
Вважаемо, що годiвлю ремонтного молодняку птицi слiд оргаызовувати з урахуванням не тiльки вмкту амiнокислот у рацiонах, а й стввщношення мiж амiнокислотами залежно вщ вiку i продуктивностi птахiв. Вмкт та спiввiдношення треонiну i триптофану у рацюнах ремонтного молодняку птиц впливають на ix рiст i статеве дозрiвання, перетравнiсть поживних речовин корму та ефективнкть використання самих амЫокислот у органiзмi.
Розробленi нами рiвняння регресГГ дозволяють прогнозувати вмкт треонiну i триптофану у комбiкормi для ремонтного молодняку птицi залежно вщ перiоду ix вирощування, продуктивносп та амiнокислотного складу кормiв, а саме: за змЫи кiлькостi цих амЫокислот у рацiонi ix стввщношення у перiоди вирощування птицi (4-8, 9-16 та 17-19 тижыв) повинн становити 2,80; 2,54 та 2,53 вщповщно.
References
Arkhypov, A.V., Toporova, L.V. (1984). Proteynovoe y amynokyslotnoe pytanye ptytsy. Moscow, Kolos (in Russian). Baker, D.H., Batal, A.B., Parr, T.M., Augspurger, N.R., Parsons, C.M. (2002). Ideal ratio (relative to lysine) of tryptophan, threonine, isoleucine, and valine for chicks during the second and third weeks posthatch. Poult. Sci, 81, 485-494. doi: 10.1093/ps/81.4.485 Calderon, V.M., Jensen, L.S. (1990). The requirement for sulfur amino acid by laying hens as influenced by the protein concentration. Poultry Science, 69(6), 934-944.
Cave, N.A. (1982). Use of dietary ammonium sulfate in control of growth rate of broiler breeder replacement pullets from one day of age. Poultry Science, 61 (9), 1859-1865.
Chung, Т.К., Baker, D.H. (1992). Methionine requirement of pigs between 5 and 20 kilograms body weight. J. Anim. Science, 70(6), 1857-1863.
Corrent, E., Bartelt, J. (2011). Valine and isoleucine: The next limiting amino acids in broiler diets. Lohmann Inf, 46, 59-67. Han, Y.M., Baker, D.H. (1991). Lysine requirements of fast- and slow-growing broiler chicks. Poultry Science, 70(10), 2108-2114. Kononenko, V.K., Ibatullin, I.I., Patrov, V.S. (2000). Praktykum z osnov naukovykh doslidzhen u tvarynnytstvi. Kiev (in Ukrainian). Kriukov, B., Bevziu, V., Polunyna, S. (1997). Vybor kormov s vysokym soderzhanyem proteyna. Ptytsevodstvo, 6, 17-18 (in Russian).
Kryvenok, M.Ia., Ilchuk, I.I. (2016). Teoretychne obgruntuvannia spivvidnoshennia metioninu i treoninu u ratsionakh remontnykh kurchat. Suchasne ptakhivnytstvo, 6, 10-11 (in Ukrainian). Lakyn, H.F. (1990). Byometryia. Moscow, Vyshshaya shkola (in Russian).
Mack, S., Becovici, D., De Groote, G., Leclercq, B., Lippens, M. et al. (1999). Ideal amino acid profile and dietary lysine specification for broiler chickens of 20-40 days age. Br. Poult. Sci, 40, 257-265. doi: 10.1080/00071669987683.
Mehri, M., Davarpanah, A.A., Mirzael, H.R. (2012). Estimation of ideal ratios of methionine and threonine to lysine in starting broiler chicks using response surface methodology. Poult. Sci, 91. 771 -777. doi: 10.3382/ps.2011 -01818. Podobed, L.I. (2010). Proteynovoe y amynokyslotnoe pytanye selskokhoziaistvennoi ptytsу: struktura, ystochnyky, optymyzatsyia. Dnepropetrovsk, OOO PKF ART-PRESS (in Russian).
Rymbak, M., Khammer, Y. (2008). Usvoiaemye amynokysloty - stroytelnyi materyal dlia podderzhky y produktyvnosty. Uspekh v khlevu, 1, 16 (in Russian).
Samadi, L.F. (2008). Modelling the optimal lysine to threonine ratio in growing chickens depending on age and efficiency of dietary amino acid utilisation. Br. Poult. Sci, 49, 45-54. doi: 10.1080/00071660701821667.
Svezhentsov, A.A., Horlach, S.A., Martyniak, S.V. (2008). Kombykorma, premyksy, BVMD dlia zhyvotnykh y ptytsy. Dnepropetrovsk, OOO PKF ART-PRESS (in Russian).
Wecke, C., Liebert, F. (2013) Improving the Reliability of Optimal In-Feed Amino Acid Ratios Based on Individual Amino Acid Efficiency Data from N Balance Studies in Growing Chicken. Animals (Basel). 2013 Sep, 3(3), 558-573. doi: 10.3390/ani3030558.
Citation:
Kryvenok, M.J., Ilchuk, I.I., Mykhalska, V.M. (2017). Optimal In-feed threonine and tryptophan ratio for replacement chickens: the theoretical background. Ukrainian Journal of Ecology, 7(3), 111-115.
This work Is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0. License
