CC BY
11
Научная статья УДК 636.4.084.5
Влияние хвойной энергетической добавки на метаногенез у лактирующих коров
Владимир Владимирович Зайцев1 , Надежда Владимировна Боголюбова2,
Василий Павлович Короткий3, Марат Султанович Сеитов4,
Лилия Михайловна Зайцева1, Виктор Анатольевич Рыжов3
1 Самарский государственный аграрный университет, Самара, Россия
2 Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста, Дубровицы, Московская область, Россия
3 ООО Научно-технический центр «Химинвест», Нижний Новгород, Россия
4 Оренбургский государственный аграрный университет, Оренбург, Россия
Аннотация. Изучено влияние хвойной энергетической добавки на основе переработки леса на молочную продуктивность, качество молока и выделение метана лактирующими коровами. Исследования проведены в Самарской области на двух группах коров чёрно-пёстрой породы после отёла с проведением предварительного (уравнительного) периода (10 сут.). Коровы опытной группы кроме основного рациона получали с комбикормом однократно в утреннее кормление хвойную энергетическую добавку в дозе 150 г/гол в сутки. В результате исследования установлено, что хвойная энергетическая добавка (ХЭД), добавленная в рацион коров в начале лактации, способствовала увеличению молочной продуктивности: среднесуточный удой молока на 30-е и 60-е сутки опыта был выше контрольных значений на 11,6 - 12,2 %. В молоке коров опытной группы содержалось больше жира, меньше соматических клеток, наблюдалось увеличение количества стеариновой и олеиновой жирных кислот, а также длинноцепочечных и мононенасыщенных жирных кислот. Кормовая добавка в составе рациона приводила к снижению выбросов метана на 33,0 % в сутки. Условно чистый доход от применения хвойной энергетической добавки составил 2617,6 руб. за период эксперимента в расчёте на одно животное.
Ключевые слова: лактирующие коровы, биологически активная добавка, пищеварение, метаногенез, молочная продуктивность.
Для цитирования: Влияние хвойной энергетической добавки на метаногенез у лактирующих коров / В.В. Зайцев, Н.В. Боголюбова, В.П. Короткий и др. // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2023. № 2 (100). С. 250 - 253.
Original article
Effect of coniferous energy supplement on methanogenesis in lactating cows
Vladimir V. Zaitsev1, Nadezhda V. Bogolyubova2, Vasily P. Korotkiy3,
Marat S. Seitov4, Lilia M. Zaitseva1, Viktor A. Ryzhov3
1 Samara State Agrarian University, Samara, Russia
2 L.K. Ernst Federal Research Center for Animal Husbandry, Dubrovitsy, Moscow region, Russia
3 OOO Scientific and Technical Center "Khiminvest", Nizhny Novgorod, Russia
4 Orenburg State Agrarian University, Orenburg, Russia
Abstract. The influence of a coniferous energy supplement based on forest processing on milk productivity, milk quality and methane emission by lactating cows was studied. Studies were carried out in the Samara region on two groups of black-and-white cows after calving with a preliminary (equalization) period (10 days). Cows of the experimental group, in addition to the main diet, received with compound feed once in the morning feeding a coniferous energy supplement at a dose of 150 g/head per day. As a result of the study, it was found that the coniferous energy supplement (CED), added to the diet of cows at the beginning of lactation, contributed to an increase in milk productivity: the average daily milk yield on the 30th and 60th days of the experiment was higher than the control values by 11.6 - 12,2 %. The milk of cows of the experimental group contained more fat, less somatic cells, an increase in the amount of stearic and oleic fatty acids, as well as long-chain and monounsaturated fatty acids, was observed. The feed additive in the diet led to a decrease in methane emissions by 33.0 % per day. Conditionally net income from the use of coniferous energy additives amounted to 2617.6 rubles. for the period of the experiment per animal.
Keywords: lactating cows, dietary supplement, digestion, methanogenesis, milk production.
For citation: Effect of coniferous energy supplement on methanogenesis in lactating cows / V.V. Zaitsev, N.V. Bogolyubova, V.P. Korotkiy et al. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2023; 100(2): 250-253. (In Russ.).
Жвачные животные являются основными производителями метана (СН4). Они могут производить от 250 до 500 л метана в день [1]. Такой уровень производства приводит к высокой оценке вклада крупного рогатого скота в
глобальное потепление. Метан является одним из парниковых газов с потенциалом глобального потепления в 28 раз больше, чем у углекислого газа [2]. На выбросы метана от крупного рогатого скота влияют многие факторы, такие,
как уровень потребления корма, тип углеводов в рационе, обработка корма и т. д. [1]. Переваривание корма в рубце микроорганизмами в анаэробных условиях приводит к образованию ацетата, пропионата и бутирата, которые используются животными в качестве источника энергии, а также к производству диоксида углерода (СО2) и СН4, который устраняется посредством отрыжки [3]. Все эти газы производятся в рубце в процессе метаногенеза. Помимо негативного воздействия на окружающую среду, это процесс, представляющий собой потерю 2-15 % общей потребляемой энергии животным, что приводит к непродуктивному использованию пищевой энергии [4]. Методы управления этим процессом включают устранение простейших, использование антибиотиков, использование источников липидов, органических кислот и ионофоров или изменение структуры рационов [5]. С глобальной точки зрения СН4 является главным парниковым газом (ПГ), глобальный потенциал которого в 23 раза выше, чем у углекислого газа, и на его долю приходится 16 % от общих глобальных выбросов ПГ. От домашнего скота наибольшее количество СН4 образуется в результате кишечной ферментации, которая представляет собой естественный процесс, производимый жвачными животными, на долю которых приходится треть метана в сельском хозяйстве [5].
В связи с этим разработка методов снижения выделения метана жвачными животными является актуальной задачей как для науки, так и для практики. Использование в рационах фитобио-тиков и эфирных масел способствует снижению метанообразования в рубце [6].
В своих исследованиях мы поставили цель -изучить влияние хвойной энергетической добавки на основе переработки леса на молочную продуктивность, качество молока и выделение метана лактирующими коровами.
Материал и методы. Исследования проводили на базе фермы СПК (колхоз) имени Калягина Кинельского района Самарской области на двух группах коров чёрно-пёстрой породы (по 10 гол. в каждой) после отёла с проведением предварительного (уравнительного) периода (10 дн.). Исследования проводили по определённой схеме (табл. 1).
Животные контрольной группы получали основной рацион (ОР), состоящий из сенажа многолетних трав, силоса кукурузного, сена бобового, комбикорма и патоки. Коровы опытной группы кроме основного рациона получали
хвойную энергетическую добавку в дозе 150 г/ гол в сутки. Добавку смешивали с комбикормом и давали однократно в утреннее кормление.
Опыт длился 60 сут. Животные контрольной и опытных групп были размещены в одном помещении.
Хвойная энергетическая добавка была произведена в ООО НТЦ «Химинвест» (г. Нижний Новгород). В её состав входит глицерин, хвойный экстракт, сахар, активированный уголь, льняное семя и поваренная соль.
В период проведения исследований определяли молочную продуктивность и качество молока коров, рассчитывали количество выделенного коровами метана.
Качество молока оценивали по содержанию жира, белка и лактозы на анализаторе «Bentley 150» (фирма «Bentley Instruments Inc.», США). Для анализа компонентного состава молока коров использовали аналитическую систему MilkoScan 7/Fossomatic 7 DC («FOSS», Дания). MilkoScan 7 является спектрофотометром, работа которого основана на инфракрасной спектрофотометрии с преобразованием Фурье.
Выделение метана животными контрольной и опытной групп рассчитывали по уравнению регрессии, предложенному Stefanie W. Engelke et al. [7]:
361,4 + 18,9 ■ DMI + + 28,5 ■ C18:0 + (-23,6) ■ C18:1cis, где DMI - потребление сухого вещества кг/день;
C18:0 - содержание стеариновой кислоты (%
от общего количества жира);
C18:1cis - содержание олеиновой кислоты
(% от общего количества жира).
Полученные в опыте материалы обработаны биометрически с использованием /-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение. Для изучения влияния хвойной энергетической добавки (ХЭД), скармливаемой в составе рациона, на молочную продуктивность в каждой группе коров проводили учёт (табл. 2).
Как видно по данным таблицы 2, скармливание хвойной энергетической добавки на основе переработки леса (ХЭД) в составе рациона обеспечило повышение молочной продуктивности. Среднесуточный удой животных опытной группы, которые получали хвойную энергетическую добавку, был выше на 11,6 - 12,2 % на 30-е и 60-е сут. опыта соответственно по сравнению с контрольными коровами. В молоке коров опытных животных было более высокое содержание
1. Схема опыта
Группа Количество, гол. Продолжительно сть опыта, сут. Характеристика кормления
Контрольная 10 60 Основной рацион (ОР)
Опытная 10 60 ОР + хвойная энергетическая добавка (150 г)
2. Молочная продуктивность подопытных животных, качество молока (п = 10; X ± Sx)
Показатель Группа
контрольная опытная
На начало опыта
Среднесуточный удой, кг 17,20 ± 0,5 17,20 ± 0,65
% к контролю 100,0 100,0
Через 30 сут. после начала опыта
Среднесуточный удой, кг 18,0 ± 0,74 20,10 ± 0,65*
% к контролю 100,0 111,6
Через 60 сут. после начала опыта
Среднесуточный удой, кг 18,38 ± 0,73 20,64 ± 0,79*
% к контролю 100,0 112,2
В среднем за 2 мес.
Среднесуточный удой, кг 18,2 ± 0,70 20,37 ± 0.7*
% к контролю 100,0 111,9
% жира 3,70 ± 0,3 3,78 ± 0,15
% белка 2,88 ± 0,09 2,98 ± 0,12
Количество сомат. клеток, тыс/см3 350,00 ± 26,93 262,00 ± 29,19*
Валовой удой за период, кг 1092,0 1222,2
Выход молочного жира, кг 40,4 46,2
Валовой удой 3,4%-ного молока, кг 1188,3 1330,0
Среднесуточный удой молока 3,4 %-ной жирности, кг 19,8 22,1
Затраты кормов на 1 кг молока 3,4%-ной жирности
Концентраты, г 353,5 316,7
Примечание: различия по сравнению с контролем статистически достоверны при * P < 0,05; ** P < 0,01.
3. Расчёт выделения СН4 подопытными коровами
Группа % жира в молоке Потребление сухого вещества кг/сут С18:0 С18:1 Выделение СН4, л
Контрольная 3,7 ± 0,30 21,85 0,28 ± 0,02 0,93 ± 0,06 446,6± 50,75
Опытная 3,78 ± 0,15 21,88 0,45 ± 0,04 1,25 ± 0,08** 333,84 ± 11,24**
Примечание: различия по сравнению с контролем статистически достоверны при * P < 0,05; ** P < 0,01.
жира - 3,78 % против 3,70 % в контроле, более низкое количество соматических клеток - 262, против 350 тыс/см3 в контроле и более низкий расход концентрированных кормов на производство 1 кг молока 3,4%-ной жирности - 316,7, против 353,5 г в контроле.
Поскольку существует взаимосвязь между жирностью молока и выбросами СН4 у молочных коров [8 - 11], нами был определён жирнокислот-ный состав молока коров контрольной и опытной групп, которые получали хвойную энергетическую добавку. В результате было выяснено, что в молоке коров опытной группы, которые получали хвойную энергетическую добавку (ХЭД), было отмечено увеличение количества стеариновой (С18:0) и олеиновой (С 18:1) жирных кислот, длинноцепочечных жирных кислот (LCFA) и мононенасыщенных жирных кислот (MUFA).
Для коров контрольной и опытной групп рассчитали количество выделяемого метана (табл. 3)
По данным таблицы 3 следует, что кормовая добавка, включённая в состав рациона новотельных коров, способствовала снижению выделений метана. Так, в контрольной группе коров отмечено максимальное количество метана - 446,6 л
в сут., тогда как в опытной группе суточное выделение метана составляло 333,84 л, или на 33,0 % меньше.
При подсчёте экономической эффективности проведённых исследований было установлено, что применение хвойной энергетической добавки новотельным коровам экономически выгодно. Так, за 60 сут. эксперимента от каждой коровы опытной группы было дополнительно получено 141,7 кг молока 3,4%-ной жирности, стоимость которого составляла 3967,6 руб. Затраты на кормовую добавку составили 1350,0 руб. Следовательно, за 60 сут. эксперимента на одну корову был получен условно чистый доход на сумму 2617,6 руб.
Выводы. На основании проведённых исследований можно заключить, что включение в состав рациона хвойной энергетической добавки (ХЭД) коровам в начале лактации приводило к увеличению среднесуточных удоев молока натуральной жирности, к снижению затрат кормов на единицу получаемой продукции и выбросов метана от коров, к повышению условно чистого дохода за период эксперимента в расчёте на одно животное.
Список источников
1. Olijhoek D., Lund P. Methane production by ruminants. Department of Animal science AU-Foulum. Aarhus University, Denmark. 2017.
2. Skytt T., Nielsen S.N., Jonsson B.G. Global warming poten-tial and absolute global temperature change potential from carbon dioxide and methane fluxes as indicators of regional sustainability. A case study of Jamtland, Sweden. Ecological Indicators. 2020. 110: 105831.
3. Addressing Global Ruminant Agricultural Challenges Through Understanding the Rumen Microbiome: Past, Present, and Future / S.A. Huws, C.J. Creevey, S.A. Huws et al. Front. Microbiol. 2018; 9: 2161. doi: 10.3389/ fmicb.2018.02161.
4. Appuhamy J.A., France J., Kebreab E. Models for predicting enteric methane emissions from dairy cows in North America, Europe, and Australia and New Zealand. Global Change Biology. 2016; 22(9): 3039-3056.
5. Getabalew M., Alemneh T., Akeberegn D. Methane Production in Ruminant Animals: Implication for Their Impact on Climate Change. Concepts of Dairy & Veterinary Sciences. 2019; 4: 204-210.
6. Cobellis G., Trabalza-Marinucci M., Yu Z. Critical evaluation of essential oils as rumen modifiers in rumi-
nant nutrition: a review. Science of the Total Environment. 2016; 545-546: 556-568. https://doi.org//10.1016/j.scito-tenv.2015.12.103.
7. Milk fatty acids estimated by mid-infrared spectroscopy and milk yield can predict methane emissions in dairy cows / Stefanie W. Engelke, Gurbuz Da. Michael Derno, Armin Tuchscherer, Werner Berg, Bjorn Kuhla. Agronomy for Sustainable Development. 2018; 38: 27.
8. Predictions of methane emission levels and categories based on milk fatty acid profiles from dairy cows / J.M. Castro-Montoya, N. Peiren, J. Veneman et al. Animal. 2017; 11: 1153-1162.
9. Gastelen S., Dijkstra J. Prediction of methane emission from lactating dairy cows using milk fatty acids and mid-infrared spectroscopy. J. Sci. Food. Agric. 2016; 96: 3963-3968.
10. Predicting methane emissions of lactating Danish Holstein cows using Fourier transform mid-infrared spectroscopy of milk / N. Shetty, G. Difford, J. Lassen et al. J. Dairy Sci. 2017; 100: 9052-9060.
11. Plant oil supplements reduce methane emissions and improve milk fatty acid composition in dairy cows fed grass silage-based diets without affecting milk yield / A.R. Bayat, I. Tapio, J. Vilkki et al. J. Dairy Sci. 2018; 101: 1136-1151
Владимир Владимирович Зайцев, доктор биологических наук, профессор, [email protected] Надежда Владимировна Боголюбова, доктор биологических наук, заведующая отделом, [email protected] Василий Павлович Короткий, директор, [email protected]
Марат Султанович Сеитов, доктор биологических наук, профессор, [email protected] Лилия Михайловна Зайцева, кандидат сельскохозяйственных наук, [email protected] Виктор Анатольевич Рыжов, научный сотрудник, [email protected]
Vladimir V. Zaitsev, Doctor of Biology, Professor, [email protected]
Nadezhda V. Bogolyubova, Doctor of Biology, department head, [email protected]
Vasily P. Korotkiy, director, [email protected]
Marat S. Seitov, Doctor of Biology, Professor, [email protected]
Lilia M. Zaitseva, Candidate of Agriculture, [email protected]
Viktor A. Ryzhov, Researcher, [email protected]
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests Статья поступила в редакцию 02.03.2023; одобрена после рецензирования 15.03.2023; принята к публикации 15.03.2023.
The article was submitted 02.03.2023; approved after reviewing 15.03.2023; accepted for publication 15.03.2023. -♦-
Научная статья
УДК 636.237.21.082.26
doi: 10.37670/2073-0853-2023-100-2-253-257
Рост и развитие первотёлок красно-пёстрой породы в зависимости от сроков первого осеменения в условиях Приамурья
Наталья Валерьевна Литвиненко
Дальневосточный государственный аграрный университет, Благовещенск, Россия
Аннотация. Изучены рост и развитие, воспроизводительная способность и молочная продуктивность первотёлок красно-пёстрой породы в зависимости от уровня кормления и сроков первого осеменения в условиях Приамурья. Объектом исследования были тёлочки в возрасте 10 - 20 сут. За основу была принята схема кормления молодняка до 6-месячного возраста. Рост и развитие подопытных тёлок контролировался путём систематического взвешивания и взятия основных промеров телосложения. Различный уровень кормления оказал решающее влияние на рост и развитие подопытных животных. Тёлки, потреблявшие 2410 корм. ед. и 283 кг переваримого протеина, значительно быстрее достигли планируемой живой мас-
