Изучение влияния защищенных от распада в рубце лизина и метионина, на показатели молочной продуктивности и здоровья высокопродуктивных коров

Примечание: ОР - основной рацион, Л - лизин, М - метионин

Эффективное использование препаратов аминокислот в качестве добавок в рационы возможно установить при наличии данных о потребности коров в обменных (усвояемых) аминокислотах (лизине и метионине) и их содержании в рационе. На момент проведения эксперимента среднесуточный надой молока на корову, в первой половине лактации, составлял 35 кг при потреблении сухого вещества 21-22 кг/день.

Согласно схеме опыта, все группы получали одинаковую по составу кормосмесь (основной рацион), используемую в учхозе «Краснодарское» для кормления коров в раннем и среднем периоде лактации (таблица 2).

Таблица 2. Состав основного рациона хозяйства.

Примечание: *структура по НВ включает дополнительный процент влаги (содержание воды 14,2%),СВ - сухое вещество; НВ - натуральное вещество. 1. Защищенный жир 70%. 2. Содержится в 1 кг премикса: Вит. А МЕ 1,8млн; Вит. Д₃ МЕ 0,36млн; Вит. Е 10 г; Вит Н 0,1 г; Cu 3 г; Zn8 г; Mn 3,5 г; Со 0,05 г; I0,3 г; Sе 0,05 г; Mg 175 г; P21,7 г; Na 40 г; Са 102,1 г; антиаксидант 2,5 г; отруби 130 г; известняк 242 г.

Добавки аминокислот, лизина, в составе препарата ЛизиПерл, и метионина (препарат Метасмарт), вносили в кормосмесь, путем тщательного перемешивания, из расчета 0,9 г лизина и/или 0,45 г метионина (чистого вещества) на 1 кг сухого вещества (СВ) рациона. Суточное количество добавки препарата ЛизиПерл, в рацион на голову/день, составило 47г, препарата Метасмарт - 21г. В группе с объединенными добавками лизин + метионин - 47г + 21г соответственно. Заданное количество защищенных аминокислот было основано на анализе данных зарубежных авторов [16, 25, 26, 28].

Оценивая состав кормовой добавки ЛизиПерл (содержащей 50 % L-лизин моногидрохлорид, 20 % приходится на HCl) рассчитали, что в 47 г препарата, вносимого в рацион коровы ежедневно, количество усвояемого чистого лизина составило 18,8 г. Из инструкции «Метасмарт Драйв» следует, что в 1 кг кормовой добавки содержится 570 г (или 57 %) HMBi мономера (гидроксианалога метионина), что эквивалентно 444 г собственно метионина (44,4 %), из которых 222 г проникают в кровь через стенку рубца и 222г через стенку тонкого кишечника. При добавке в рацион 21 г препарата Метасмарта, в кишечнике абсорбируется порядка 9,3 г метионина.

Анализ химического состава кормов выполнен в лаборатории BlggAgroXpertus (Москва), аминокислотного состава - на кафедре физиологии и кормления с.-х. животных Кубанского ГАУ (таблица 3).

Расчет потребности каждой коровы в сухом веществе, НРБ и РРБ, обменном белке, и обеспеченности коров обменными лизином и метионином, произвели факториальным методом [5].

Ежедневно вели учет потребленного корма и остатков, надоенного молока и его состав. В конце каждого 10-ти дневного опытного периода брали кровь, для анализа на биохимические показатели (анализировали в лаборатории Краснодарского научно-исследовательского ветеринарного института) и аминокислотный состав (анализ проводили на кафедре физиологии и кормления с.-х. животных КГАУ). Подготовку проб плазмы крови крупного рогатого скота для определения состава свободных аминокислот производили по разработанной нами методике [3]. Химанализ молока исследовали на приборе милкоскан. рН рубцового содержимого и мочи определяли портативным рН-метром, сразу после взятия проб.

Таблица 3. Содержание незаменимых аминокислот в отдельных кормах, г/кг СВ.

Результаты исследований

Результаты исследований показали, что добавки аминокислот не одинаково влияли на потребление корма сухого вещества. Наибольшее потребление корма было в группе с добавками лизина и метионина (ОР + Л+М), наименьшее - в группе с метионином. Эти результаты частично согласуются с результатами исследований других авторов [26] и не согласуются с данными исследований Swanepoel N. et all [25] показавших положительное влияние защищенных добавок, как метионина, так и лизина на поедаемость СВ.

По сведениям ряда авторов [1, 20], наиболее лимитирующими аминокислотами в рационах высокопродуктивных коров являются лизин и метионин, потребности которых находятся на уровне 7,2 (лизин) и 2,5 % (метионин) от обменного белка. Результаты наших исследований показали, что содержание лизина и метионина в 100 г сырого белка находятся на уровне 5,44% и 2,19% соответственно. В пересчете на обменный белок -лизина 6,25% и метионина - 2,5%. Количество последней аминокислоты согласуется с данными общеизвестных норм, что касается лизина, то в наших исследованиях его содержание в обменном профи белке оказалось ниже, что согласуется с проведёнными исследованиями ранее [7].

Последовательность незаменимых аминокислот после лизина и метионина неоднозначна. Некоторые авторы утверждают, что гистидин является третьей незаменимой аминокислотой [13, 18, 27]. Согласно отечественным источникам [2], лимитирующей аминокислотой после лизина и метионина, является триптофан.

По нашим данным количество триптофана в сыром белке составило 1,43%, в обменном - 1,64. Количество гистидина было на уровне 3,05% в сыром белке и 3,5% в обменном белке. Количественная последовательность ряда других аминокислот (валин, изолейцин) согласуется с данными зарубежных авторов [14]. Однако нам известно, что эффективность использования белка определяется количеством первой лимитирующей аминокислоты.

Поэтому установление степени дефицита первой лимитирующей аминокислоты в основном рационе хозяйства было важной задачей. Был произведен расчет обеспеченности коров усвояемыми аминокислотами, что позволило установить количество усвоенных в тонком кишечнике аминокислот и определить степень обеспеченности коров аминокислотами в соответствии с их потребностью (таблица 4).

Таблица 4. Количество истинно обменных (усвоенных) лизина и метионина из 1 кг СВ рациона коров в тонком кишечнике

Образование микробного сырого белка (МСБ) и обменного белка (ОБ) в 1 кг потребленного сухого вещества рассчитывали при содержании в нем 95% органического вещества и 75% коэффициентов переваримости:

1. Сумма переваримых органических питательных веществ в 1 кг СВ:

СППВ=0,95Ч0,75=0,713 кг

2. МСБ=130Ч0,713Ч0,92=85,3 г

3. ОБ=85,3Ч0,64=54,6 г

Расчет образования МСБ и ОБ на основе распадаемого в рубце белка (РРБ): ОБ=99,77Ч0,49=48,88

Цифры образования ОБ по потребленному сухому веществу и РРБ близкие, в среднем: ОБ=(54,6+48,8)/2=51,7

Используя данные по содержанию аминокислот в микробном белке (табличные данные и формулы для расчета взяты из учебного пособия В.Г, Рядчикова,) рассчитали содержание истинно всосавшихся лизина и метионина из обменного белка микробного происхождения.

Количество истинно переваримого НРБ, в 1 кг СВ рациона, равняется 61,49 г, а суммарные количества обменных лизина и метионина - 2,72 г и 1,09 г, соответственно (см. таблица 5). С учетом обменных лизина и метионина, микробного белка количество микробного сырого белка (МСБ) составило 85,3 г. Общее количество этих аминокислот при потреблении коровой одного кг сухого вещества составило: лизин: 4,18+2,72=6,9 г; метионин: 1,30+1,09=2,39 г. При потреблении коровой в день 21,4 кг сухого вещества в тонком кишечнике всосалось: лизина: 6,9Ч21,4=147,6 г; метионина 2,39Ч21,4=51,2 г. Общее количество обменного белка:

ОБ = (51,7 + 61,49) * 21,4 = 2422 г

При определении потребности на поддержание и продукцию молока, использовали соответственно данные аминокислотного состава суммарного белка тела крупного рогатого скота и белка молока.

Рассчитав потребность ОБ на поддержание (926г) и лактацию (1764г), установили, что баланс лизина равен -23,1г, т.е. потребность в усвояемом лизине не удовлетворена. Недостаток метионина составил -5,9г.

Расчет потребности в усвояемом лизине (УЛ):

УЛ_пд(г) = (926Ч0,67Ч8Ч0,01)/0,83 = 59,7

УЛ_л(г) = (1764Ч0,67Ч7,8Ч0,01)/0,83 = 111,06

УЛ_общ(г) = 59,7+111,06 = 170,8

Баланс лизина(г) = 147,6 - 170,8 = -23,2г - дефицит лизина.

Потребность в усвояемом метионине (УМ):

УМ_пд(г) = (926Ч0,67Ч2,5Ч0,01)/0,83 = 18,68

УМ_л(г) = (1764Ч0,67Ч2,7Ч0,01)/0,83 = 38,4

УМ_общ(г) = 18,68+38,4 = 57,1

Баланс метионина (г) = 51,2 - 57,1 = -5,9г - дефицит метионина

Таким образом, из представленных выше расчетов можно заключить что питательность основного рациона не покрывает потребность лактирующих коров в лизине и метионине. Рацион не сбалансирован по лимитирующим аминокислотам.

Учитывая, что к составу основного рациона три группы получали дополнительную добавку защищенных аминокислот, можно заключить, что итоговое поступление незаменимых аминокислот (лизин и метионин) частично покрывало их дефицит. В группе с лизином (ОРЛ), добавка вносилась в количестве 47г, с учетом имеющегося дефицита (-23,2г) она ее компенсировала бы с избытком (+24г). Однако нам известно, что содержание чистого лизина (г/кг добавки) из 47г эквивалентно 18,8г. Таким образом используемая добавка частично покрывала дефицит лизина в рационе. Недостаток с учетом добавки, по нашим расчетам, составил - 4,4г.

Имеющийся незначительный дефицит метионина в рационе полностью покрыт добавкой защищенного метионина (группа ОРМ), более того есть его «излишек» + 7,9г.

Таким образом из приведенных расчетов видим, что основной рацион не сбалансирован по незаменимым аминокислотам лизину и метионину. Первой лимитирующей аминокислотой в рационе является лизин. С учетом вносимой добавки (ОРЛ) недостаток лизина не компенсируется. Метионин в составе основного рациона - 2-я лимитирующая аминокислота. В группе с защищенным метионином - недостаток покрывается с излишком.

Данные по молочной продуктивность за период эксперимента отличались. Самый высокий надой молока получен на рационе с совмещенной добавкой лизина и метионина (ОР+Л+М) (таблица 5), что согласуется с результатами работ зарубежных авторов [9, 26].

Таблица 5. Эффективность добавок препаратов аминокислот, защищенных от распада в рубце

*молокостандарт жирности молока - 3,4%, молокостандарт белка - 3,1%

Добавки защищенных аминокислот в группах с лизином (ОРЛ) и объединенными аминокислотами (ОРЛМ) снизила затраты СВ и ОЭ на кг молока, при более высоком потреблении СВ. В группе контроля (ОР) и метионина (ОРМ), при не высокой поедаемости СВ, затраты на ОЭ и СВ на кг молока оказались выше. В наших исследованиях, защищенный метионин (ОРМ) не оказал влияния на выход жира и белка в молоке. Данные были аналогичны контрольной группе (ОР). При этом молокостандарт жирности и белка молока, равно как и среднесуточный надой, в группе с метионином, оказался выше на 0,8% по отношению к контролю. Поэтому не высокое влияние метионина на продуктивность имеется. К этому заключению пришли многие авторы [12, 17, 21, 29] хотя некоторые ученые положительного влияния метионина на качество молока не отмечали [28].

Значительные различия по среднесуточному надою, содержанию жира и белка в молоке, наблюдали в группе с лизином (ОРЛ) и объединенными добавками (ОРЛМ). По отношению к контролю (ОР) среднесуточный надой молока в группе с лизином (ОРЛ) выше на 2,7%, содержание жира выше на 5,6%, белка на 9,1%. В группе с объединенными добавками (ОРЛМ) превышение уровня от стандарт-контроля (ОР) составило 4,3%, 10,3% и 10,8% соответственно. Эти результаты оказались вполне предсказуемы учитывая факт дефицита лизина в рационе, тем не менее ряд зарубежных авторов пришли к аналогичным результатам и заключениям [9, 11, 18, 19]. Авторы в своих исследованиях сообщают об эффективности использования объединенной добавки лимитирующих аминокислот, при условии снижения уровня сырого протеина в рационе.

Концентрация молочного белка более отзывчива на дополнительные порции защищенных аминокислот, чем производства молока [20]. Результаты наших исследований показали, что на продуктивный молочный ответ и его составляющие влияет количество первой лимитирующей аминокислоты в рационе. Так как первой недостающей аминокислотой был лизин, то в группах с защищенным лизином (ОРЛ) и объединенными добавками (ОРЛМ) мы наблюдали повышение молочной продуктивности, молочного белка и жира. В группе с защищенным метионином (ОРМ) влияние на качество молока не было отмечено.

Контроль кислотности рубцового содержимого и мочи проверяли на всего опытного периода (таблица 6). Показатели последних в пределах нормы.

Таблица 6. Показатели рН рубцового содержимого и мочи в среднем, за опытный период.

Наблюдаются незначительные отклонения в показателях общего белка, глобулиновых фракций, холестерина, триглицеридов, как правило, в пределах 10 - 20 %. Снижение общего белка на 11,5 % в среднем у коров на всех группах от показателей нормы. Показатели в-глобулинов были понижены в рационах с защищенными добавками: ОР + Л - на 10 %, ОР + Л + М - 15 %, ОРМ - 35 % соответственно (таблица 7).

Таблица 7. Биохимический контроль крови.

Повышение холестерина отмечено в группах с метионином (ОРМ) и совмещенной добавкой (ОРЛМ), на 17% и 19% соответственно. Концентрация кальция в крови была одинаково снижена во всех группах на 0,2% от показателей нормы. Кальций-фосфорное отношение у всех коров на уровне 1-1,2:1. Показатели AST и ALT существенно повышены во всех группах, и превышают стандарт для AST на 40% в среднем по группам. Исключением оказались результаты группы животных, потребляющих защищенный метионин (ОРМ), повышение AST составило 9% от нормы. Превышение ферментов AST и ALT, в анализе сыворотке крови, указывает на некроз клеток печени. Соотношение AST:ALT в среднем по всем группам составило 3:1. В наших исследованиях наиболее низкая концентрация мочевины, в сыворотке крови, была в группе с защищенным лизином. В группе с объединёнными добавками (ОРЛМ) показатель мочевины превышен на 0,1% от нормы. Это частично согласуется с данными других авторов [29], в исследованиях которых, отмечается более низкая концентрация мочевины в группах, где использовались защищенные добавки аминокислот.

Анализ плазмы крови на свободные аминокислоты показал положительный ответ на добавки защищенных аминокислот. Исключением были концентрации треонина и изолейцина, во всех опытных группах по отношению к контролю, были понижены (таблица 9).

В группе с объединенными добавками положительно из 20 плазменных аминокислот повысились (от показателей группы контроля) - 18. Из них 8 - незаменимые (НАК): валин, метионин, лизин, лейцин, фенилаланин, триптофан, гистидин, аргинин. В группе с защищенным метионином (ОРМ) повышались 17 аминокислот из них НАК - 7: валин, метионин, лизин, лейцин, фенилаланин, триптофан, аргинин. Наименьший ответ от добавки защищенных аминокислот наблюдали в группе с лизином (ОРЛ) 9 аминокислот из них НАК - 6: метионин, лизин, лейцин, фенилаланин, триптофан, гистидин. Эти наблюдения согласуются с данными зарубежных авторов [10, 13], и частично согласуются с данными N. Swanepoel et all [25], также отмечали увеличение ряда незаменимых аминокислот в плазме крови коров с добавкой защищенного лизина, однако большая часть аминокислот по отношению к контролю была снижена.

Таблица 9 - Общее содержание свободных аминокислот в плазме крови животных на различных рационах (ОР, ОРЛ, ОРМ, ОРЛМ), мг %

?НАК - незаменимые аминокислоты, ЗАК - заменимые аминокислоты

По сведениям W.R. Yang et all [28] добавка метионина к рациону не оказывала существенного влияния на концентрацию сывороточных аминокислот крови. Это не согласуется с результатами наших исследованиях, в которых наблюдаем закономерность между добавкой защищенного метионина и повышение концентрации метионина в плазме крови коров. Аналогично, как и в группе с лизином (ОРЛ) - положительный ответ на концентрацию плазменного лизина крови.

Концентрация метионина, в группе ОРМ, и лизина, в группе ОРЛ, аналогично, как и в группе с объединенными добавки (ОРЛМ), повышалась. Это согласуется с результатами других исследований, в которых также описано повышение концентрации АА в плазме, в группах, где использовались защищенные добавки лизина и метионина, но не во всех случаях. Например, Trinбcty, J. et all [26], изменения в концентрации лизина в плазме крови, с добавлением защищенного лизина не наблюдали.

В наших исследованиях, поставки защищенного лизина изменили концентрацию плазмы крови животных и улучшили доступность аминокислот для синтеза молочного белка. В группе с лизином (ОРЛ) ряд НАК по отношению к контрольной группе повысились: фенилаланин, лейцин, триптофан, лизин, метионин и гистидин. Возможно реакция на добавку лизина, в наших исследованиях, была вызвана ее недостаточностью в составе основного рациона.

Экономическая эффективность

На момент проведения исследований добавки стоили: ЛизиПерл - 490 рублей за 1 кг и Метасмарт - 500 рублей за 1 кг (таблица 10).

Таблица 10. Добавки ЛизиПерл и Метасмарт, ценовая характеристика.

Экономическая эффективность использования добавок показала удорожание себестоимости молока (таблица 11). Так, при использовании Метасмарта (ОРМ) удорожание каждого кг молока составило 0,64 руб, ЛизиПерла (ОРЛ) - 0,42 руб, объединенной добавки (ОРЛМ) - 1,05 руб. При этом покрытие прибыли от молока, за счет увеличения надоенного за 43 дня молока и соответственно дополнительной прибыли, составило для Метасмарта (ОРМ) минус 436,79 руб., т.е. использование данной добавки не оправданно, как и совмещенная добавки Лизин + Метионин (ОРЛМ) - минус 652,4 руб. Добавка лизина (ОРЛ) была оправданна, доходы от молока покрыли предполагаемые расходы.

Таблица 11. Экономическая эффективность от использования защищенных аминокислот

Выводы