CC BY
55
134 Теория и практика кормления
УДК 636.085.53:636.085.25
Влияние кавитационного воздействия на химический состав и переваримость сухого вещества грубых кормов используемых в животноводстве
Н.М. Ширнина1, Б.Х Галиев1, К.Ш. Картекенов,1 И. С. Мирошников1, А.Ж. Балмугамбетова2,
Н.И. Рябов
1 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»
2 ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет»
Аннотация. С целью повышения питательной ценности грубых кормов нами было проведено кавитирование соломы пшеничной, сена люцерны и сена суданки.
В статье представлены данные по изучению влияния кавитационной обработки грубых кормов при разных режимах на химический состав, содержание питательных веществ, а также переваримость сухого вещества в условиях «in vitro». Изучаемые корма были заготовлены в Покровском сельскохозяйственном колледже-филиале ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет» Оренбургского района Оренбургской области.
На основании проведённых исследований было установлено, что кавитационная обработка при различных режимах оказывает различное влияние на химический состав и содержание отдельных питательных веществ. Так, было установлено снижение содержания клетчатки в пшеничной соломе на 49,9-171,7 г (14,81-49,05 %), сене люцерны - на 77,0-116,5 г (25,08-37,95 %) и сене суданской травы - на 37-75 г (13,96-20,30 %). При одновременном повышении сахара в пшеничной соломе на 19,9-55,8 г (265,3-744,0 %), люцерновом сене - 22,4-43,5 г (99,12-192,48 %) и сене суданки - на 19,0-27,0 г (26,7-38,2 %).
Кавитационная обработка грубых кормов оказала положительное влияние на переваримость сухого вещества в условиях «in vitro». Так, переваримость сухого вещества кавитированной пшеничной соломы превышала показатель натурального корма на 1,1-1,8 %, люцернового сена -на 0,6-1,3 % и сена суданской травы - на 1,1-2,1 %.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, солома пшеничная, сено люцерновое, сено суданской травы, кавитация корма, химический состав корма, питательность корма, сухое вещество корма, переваримость корма.
Введение.
Известно, что потенциал питательности углеводистых кормов, таких как грубые корма, из-за наличия относительно высокого содержания в них клетчатки, пектинов, арабиноксиланов и других специфических углеводов, которые относятся к группе не крахмалистых полисахаридов, кон-центрируюшихся в клеточных стенках оболочек и эпидермисе растений, используются с недостаточной эффективностью. В связи с этим остаётся низкая доступность питательных веществ, заключённых внутри клеточных стенок для действия. Безазотистые экстрактивные вещества, особенно крахмал и сахара, помимо того, что являются питательными веществами для животного, служат пищей для населяющих преджелудки жвачных микроорганизмов и используются для синтеза бактериального белка [1].
В зимнее время стойлового периода для крупного рогатого скота грубые корма являются основным видом корма, в первую очередь сено, а также побочный продукт при производстве зерна -солома, мякина, стержни от кукурузных початков, травяная резка и так далее.
В кормопроизводстве сельскохозяйственных животных одной из актуальных задач является использование технологий, способствующих повышению питательной ценности и удешевлению кормов.
Однако подготовка корма для животных должна отвечать зоотехническим требованиям, которые изложены в стандартах либо технических условиях. Следует отметить, что технология обработки с последующим приготовлением кормов зависит от конкретных условий того или иного хозяйства, зоотехнических требований и экономической целесообразности.
Теория и практика кормления 135
При подготовки кормов к скармливанию для жвачных животных назрела необходимость использования технологий, позволяющих грубые корма низкого качества с высоким содержанием трудногидролизуемых полисахаридов перерабатывать в более высокопитательный продукт с содержанием значительного количества сахаров.
В качестве одного из вариантов новой технологии приготовления кормовых средств можно привести процесс кавитационного воздействия.
Кавитация - это явление физического характера, которое возникает под действием внешних условий, эффект этой технологии заключается в том, что от энергии ударных волн схлопыва-ющихся пузырьков происходит разрушение клеточных стенок и структур растений [2-4].
Сущность кавитационной обработки растительного сырья, грубых и сочных кормов состоит в том, что клетчатка (целлюлоза), как и крахмал, это - природные полимеры, имеющие одинаковые по составу структурные звенья и молекулярную формулу, молекулы различаются только структурой. Длинные молекулы целлюлозы при кавитировании разрываются, образуя разветвлённые крахмальные структуры, часть молекул так же, как и крахмал подвергается гидролизу с образованием сахаров. В результате повышается переваримость питательных веществ у жвачных животных [5, 6].
Проведённые исследования с целью получения высокопитательного корма на основе рас-тигельного сырья и отходов АПК (солома, отруби злаковых, шелуха подсолнечника и так далее) показали, что в результате кавитационного воздействия изменяется химический состав, увеличивается биологическая доступность компонентов, в целом питательная ценность исследуемого продукта повышается [7, 8].
Цель исследования.
Изучить влияние кавитационной обработки грубых кормов - соломы пшеничной, сена люцерны и сена суданки, используемых в рационах жвачных животных, на химический состав, питательность и переваримость сухого вещества.
Материалы и методы исследования.
Объект исследования. Грубые корма: солома пшеничная, сено люцерновое, сено суданки.
Схема эксперимента. Исследования проводились в 2016-2017 гг. в условиях Покровского сельскохозяйственного колледжа-филиала ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет» Оренбургского района Оренбургской области, занимающегося разведением молочно-мясных пород скота. Опыт включал следующие варианты: 1) пшеничная солома; 2) люцерновое сено и 3) сено суданской травы.
Кавитационная обработка перечисленной группы кормов с различным содержанием труд-ногидролизуемых полисахаридов проводилась на ультразвуковом кавитаторе воздействием 28 кГц при температуре 28 °С.
Все кормовые средства были измельчены на лабораторной мельнице до диаметра частиц 05-0,7 мм. Затем были подготовлены гидромодули образцов с водой в соотношении 1:50. Параметры ультразвука были выбраны в пределах от 25-30 кГц. Длительность обработки - 5 и 20 минут. Температура гидролиза целлюлозосодержащих смесей составляла 65-70 °С.
Оборудование и технические средства. Ультразвуковой кавитатор для обработки кормов -напряжение 220 в, мощность - 5 вт, порог кавитации - 19 КГц, гидромодуль - 1:5.
Химический состав кормов исследовался методом зоотехнического анализа в Испытательном центре ФГБНУ ВНИИМС (аттестат аккредитации № RA.RU.21ПФ59 от 02.12.2015 г.) на содержание в них сухого вещества, сырого протеина (ГОСТ 13496,4-93), сырого жира (ГОСТ 13496,15-93), сырой клетчатки (ГОСТ 12396,2-9), сырой золы (ГОСТ 26226-95), кальция (ГОСТ 26570-95), фосфора (ГОСТ 26657-97).
Переваримость сухого вещества изучаемых грубых кормов проводилось «in vitro» с использованием «искусственного рубца KRL 01».
136 Теория и практика кормления
Статистическая обработка материала проводилась с использованием пакета программ Statistika 10.0 («Stat Soft Inc», США).
Результаты исследования.
Полученные данные по химическому составу грубых кормов до и после кавитационной обработки представлены в таблице 1.
Таблица 1. Химический состав и переваримость сухого вещества грубых кормов (до и после кавитированной обработки)
Корм
солома пшеничная сено люцерновое сено суданки
Показатель нату- кавитиро-ванная нату- кавитиро-ванная нату- кавитирован-ная
ральная 5 мин 20 мин ральная 5 мин 20 мин ральная 5 мин 20 мин
Сухое вещество, % 87 87 87 96,3 96,3 96,3 85 85 85
Сырая клетчатка, г/кг 337 287,1 165,3 307 230 190,5 265 228 190
Сырой жир, г/кг 9,5 8,5 8,9 12,3 11,3 10,3 20,7 19,3 19,1
Сырой протеин, г/кг 50 45,9 42,6 64 62,1 58,2 104 79,1 62,5
Крахмал, г/кг 3 - - 22 20 18 20 17 15
Сахара, г/кг 7,5 27,4 63,3 22,6 45 66,1 71 90 98
Са, г/кг 3,9 3,7 3,7 17,3 17,4 17,6 5,4 5,11 5,16
Р, г/кг 0,8 0,75 0,8 2,2 2,3 2,4 1,6 1,5 1,6
Каротин, г/кг - - - - - - - - -
Витамин Е, мг/кг 0,2 - - 75,4 73,4 67,6 689 67 68
Корм. ед., в 1 кг 0,24 0,22 0,25 0,57 0,58 0,60 0,62 0,62 0,61
ОЭ, МДж/кг 4,6 4,7 4,8 6,9 6,8 6,95 7,8 7,9 7,95
Сырая зола, г/кг 41 40,7 40,9 43 42,6 42,8 36 37 36,9
Переваримость сухого
вещества (СВ), % 29,6 31,4 35,3 36,6 38,1 40,2
Кавитационная обработка при различных режимах оказала определённое влияние на содержание питательных веществ в исследуемых кормах. При сравнении с не кавитированным вариантом содержание сырой клетчатки в пшеничной соломе снизилось на 49,9-171,7 г (14,81-49,05 %), сене люцерны - на 77,0-116,5 г (25,08-37,95 %) и сене суданской травы - на 37-75 г (13,96-20,30 %). Незначительно снижение сырого жира - на 0,6-1,0 г (6,3-10,53 %); 1,0-2,0 г (8,13-8,85 %) и 1,4-1,6 г (6,76-7,73 %); сырого протеина - на 4,1-7,4 г (8,2-14,8 %); 1,9-5,8 г (2,97-9,06 %) и 24,9-41,5 г (23,94-39,9 %) соответственно.
Следует отметить, что после кавитационной обработки содержание сахара увеличилось в пшеничной соломе на 19,9-55,8 г (265,3-744,0 %), люцерновом сене - 22,4-43,5 г (99,12-192,48 %) и сене суданской травы - на 19,0-27,0 г (26,7-38,2 %).
По содержанию сырой золы, минеральных элементов, а также кормовых единиц и обменной энергии существенных изменений не наблюдалось, эти показатели были на уровне натуральных, не подверженных кавитационному воздействию кормов.
Сравнительные данные переваримости сухого вещества грубых кормов в натуральном состоянии и при кавитационном воздействии с различной продолжительностью представлены на рисунке 1.
Теория и практика кормления 137
45 40 35 30 25 20 15 10
5 0
Солома пшеничная Сено люцерновое Сено суданской травы
до кавитации ^ 5 мин кавитации ■ 20 мин кавитации
Рис. 1 — Переваримость сухого вещества грубых кормов «in vitro» до и после кавитационной обработки, %
Кавитационная обработка грубых кормов оказала положительное влияние на переваримость сухого вещества в условиях «in vitro».
Так, переваримость сухого вещества кавитированной пшеничной соломы увеличилась по сравнению с исходным сырьем на 1,1-1,8 %, люцернового сена - на 0,6-1,3 % и сена суданской травы - на 1,1-2,1 %.
Обсуждение полученных результатов.
Основной показатель, характеризующий группу грубых кормов естественной и искусственной сушки, это - высокое содержание клетчатки, например, в сене - до 32 %, соломе - до 42 %.
Следует отметить, что при этом грубые корма являются хорошими поставщиками углеводов, протеина, витаминов, и минеральных веществ. Для жвачных животных, имеющих многокамерный желудок, грубые корма служат наполнителем рациона, создают определённый объём и структуру кормовой смеси, сохраняют его физиологическую моторику, положительно влияют на пищеварение [1].
За счёт ферментативной деятельности микроорганизмов желудочно-кишечного тракта жвачных животных изменяются количественные и качественные характеристики почти всех компонентов корма [9].
При кавитационном воздействии измельчённых и диспергированных в воде гидролизатов грубых кормов клетчатка, протеин, безазотистые экстрактивные вещества переходят в более доступную форму [10].
Результаты лабораторного испытания кавитационного воздействия на химический состав, питательную ценность и переваримость сухого вещества «in vitro» позволили выявить определённые различия в этих показателях. Наше предположение о том, что при кавитационной обработке грубых кормов будет изменяться структура кормовых средств, т. е. будет происходить гидролиз целлюлозы (сырой клетчатки) с образованием крахмала, затем глюкозы, а последняя будет разлагаться до различных моносахаридов, полностью подтвердилось. В частности уровень сахаров в грубых кормах (солома, сено люцерны и суданской травы) увеличился на 26,7-74,4 % при одновременном снижении количества сырой клетчатки.
138 Теория и практика кормления
Выводы.
Сравнительные результаты химического анализа грубых кормов до и после кавитационного воздействия показывают о положительном эффекте данной технологии - это частичный переход клетчатки в легкопереваримые углеводы. В частности, количество сахара в изучаемых грубых кормах повысилось на 38,2-74,4 % при снижении сырой клетчатки - на 20,3-49,05 %. Переваримость сухого вещества кавитированной соломы превышала показатель натурального корма на 1,11,8 %, люцернового сена - на 0,6-1,3 и сена суданской травы - на 1,1-2,1 %.
Литература
1. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: справ. пособие / А.П. Калашников, В.И. Фисинин, В.В. Щеглов, Н.И. Клейменов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиз-дат, 2003. 456 с.
2. Никитина А. Кавитационная технология приготовления кормов // Свиноводство. 2011. № 3. С. 64-67.
3. Шестаков С.Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции. М.: ЕВА-пресс, 2001.
253 с.
4. Быков А.В., Назарова Е.С. К вопросу использования кавитации в перерабатывающей промышленности сельскохозяйственного сырья // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: Всерос. науч.-метод. конф. Секция: Роль прикладной биотехнологии и инженерии в развитии инновационного потенциала региона. Оренбург, 2013. С. 934935.
5. Инновационные технологии кормления на животноводческих комплексах // АПК Эксперт. 2001. № 3. С. 82-85.
6. Инновационные технологии кормления на животноводческих комплексах // Материалы 16-й международной специализированной торгово-промышленной выставки «Зерно-Комбикорма-Ветеринария-2011». М., 2011.
7. Мотовилов К.Я. Переработка зерна на кормовые сахара для животных // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 10. С. 43-45.
8. Шестаков С.Д. Управляемая гидратация биополемеров - безопасный, эффективный и универсальный способ увеличения объёма производимого сельхозсырья и продовольственных продуктов // Ефективш корми та годiвля. 2007. № 5. С. 36-38.
9. Натынчик Т.М., Лемешевский В.О. Новые технологии в кормлении крупного рогатого скота // Весшк Палескага дзяржаунага ушверсгтэта. Серыя прыродазнаучых навук. 2014. № 1. С. 34-37.
10. Способ получения биологически полноценной кормовой смеси: пат. 2447674 Рос. Федерация / А.В. Сидоров, А.В. Ковалев, И.И. Мошкутело. Заявл. 31.08.10; опубл. 20.04.12.
Ширнина Надежда Михайловна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Леу-шина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-79, е-тай: vniims.or@mail.ru
Галиев Булат Хабулеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Леушина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства 460000, г. Оренбург, ул. Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-79, е-тай: vniims.or@mail.ru
Картекенов Канат Шарипович кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Леу-шина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-79 е^ай: vniims.or@mail.ru
Теория и практика кормления 139
Мирошников Иван Сергеевич научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов им. С.Г. Леушина ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-79 е-mail: vniims.or@mail.ru
Балмугамбетова Алия Жакоповна, преподаватель кафедры электротехнологии и электрооборудования ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет», 460000, г. Оренбург, ул. А.В. Коваленко, 4, тел.: 8(3532)57-81-52, е-mail: kaf@orensau.ru.
Рябов Николай Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-78
Поступила в редакцию 16 августа 2017 года
UDC 636.085.53:636.085.25
Shirnina Nadezhda Mikhailovna1, Galiyev Bulat Khabuleevich1, Kartekenov Kanat Sharipovich1, Miroshnikov Ivan Sergeevic, Balmugambetova Alia Zhakopovna2, Ryabov Nikolai Ivanovich1
1FSBSI «All-Russian Research Institute of Beef Cattle Breeding», e-mail: vniims.or@mail.ru
2 FSBEIHE «Orenburg State Agrarian University», e-mail: kaf36@orensau.ru
Effect of cavitation on chemical composition and digestibility of dry matter of coarse forage used
in animal husbandry
Summary. In order to increase the nutritional value of coarse forage, we performed cavitation of wheat straw, alfalfa hay and hay of Sudan grass.
The article presents data on the effect of cavitation processing of coarse forages under different modes on the chemical composition, nutrient content, and digestibility of dry matter under «in vitro» conditions. The feeds studied were procured in the Pokrov Agricultural College-Branch of the FSBEI HE «Orenburg State Agrarian University» Orenburg district, Orenburg region.
Based on the conducted studies it was established that cavitation treatment under different modes has different effect on the chemical composition and the content of some nutrients. Thus, it was found that fiber content in wheat straw was reduced by 49,9-171,7 g (14,81-49,05 %), alfalfa hay - by 77,0-116,5 g (25,08-37,95 %) and hay of Sudan grass - by 37-75 g (13,96-20,30 %). With a simultaneous increase of sugar in wheat straw by 19,9-55,8 g (265,3-744,0 %), alfalfa hay - 22,4-43,5 g (99,12-192,48 %) and hay Sudan - by 19,0-27,0 g (26,7-38,2 %).
Cavitation treatment of coarse fodder had a positive effect on the digestibility of dry matter in «in vitro» conditions. So, the digestibility of dry matter of cavitated wheat straw exceeded the index of natural forage by 1,1-1,8 %, alfalfa hay - by 0,6-1,3 % and hay of Sudan grass - by 1,1-2,1 %. Key words: cattle, wheat straw, alfalfa hay, Sudan grass hay, cavitation of feed, chemical composition of feed, feed nutrition, dry matter of feed, digestibility of feed.
