Деградация протеина донника желтого in vivo у коров

Аннотация

По мере интенсификации животноводства все большее внимание должно уделяться полноценному, сбалансированному кормлению животных. Высокая продуктивность животных и эффективное использование кормов могут быть обеспечены на основе применения научно обоснованных систем кормления. Кроме того, на поедаемость кормов в основном влияют их количественные и качественные показатели, аппетит животного, оборудование кормоместа и зоны отдыха животного, технологическая система кормления. Настоящая работа имела своей целью изучить на примере распадаемости протеина донника желтого (Melilotus of ficinalis) методические подходы контроля указанных процессов в рубце крупного рогатого скота. Одновременно решался вопрос о влиянии консерванта и сроков вегетации донника на процесс утилизации протеина корма. По результатам проведенных исследований установлено, что донник возможно использовать на корм скоту в свежем виде и практически обеспечивать потребность животных в переваримом протеине. Влияние фазы вегетации или сроков укоса на распадаемость сырого протеина и сухого вещества силосов и консервированных пресс-остатков является невысоким (г = 0,24 и r= 0,11 соответственно; Р> 0,95), за исключением фазы полного цветения, когда распадаемость значительно снижается. Таким образом, можно рекомендовать скашивать зеленую массу донника и проводить силосование с начала бутонизации до начала полного цветения донника с тем, чтобы получить корм высокого качества. Также рекомендуется использование бензойной кислоты 3 кг/т массы в качестве консерванта силоса из донника поздней фазы вегетации при технологии его заготовки.

Ключевые слова: донник жёлтый, протеин, переваримость, рубец, корова.

Abstract

корм скот рогатый корова

Degradation of yellow clover protein in vivo in cows

With the intensification of livestock production, more and more attention should be paid to complete, balanced feeding of animals. High animal productivity and efficient use of feed can be achieved through the use of science-based feeding systems. In addition, the feed consumption is mainly influenced by its quantitative and qualitative indicators, the animal's appetite, the equipment of the feed space and the animal's recreation area, and the technological feeding system. The aim of this work was to study, using the example of the disintegration of the yellow melilotus (Melilotus officinalis) protein, the methodological approaches to control these processes in the rumen of cattle. At the same time, the question of the influence of the preservative and the growing season of the melilot on the process of utilizing the protein of the feed was being resolved. According to the results of the studies, it was found that it is possible to use sweet clover for fresh feed for livestock and practically meet the animal's need for digestible protein. The effect of the vegetation phase or mowing time on the disintegration of raw protein and dry matter of silos and canned press residues is low (r = 0.24 and r = 0.11, respectively; P> 0.95), with the exception of the full flowering phase, when the disintegration is significantly reduced. Thus, it is possible to recommend mowing the green mass of the sweet clover and carrying out ensiling from the beginning of budding to the beginning of full flowering of the sweet clover in order to obtain high quality forage. It is also recommended to use benzoic acid 3 kg / t of mass as a preservative for silage from melilot of the late vegetation phase in the technology of its harvesting.

Keywords: yellow clover, protein, digestibility, rumen, cow.

Основная часть

корм скот рогатый корова

Введение. По мере интенсификации животноводства все большее внимание должно уделяться полноценному, сбалансированному кормлению животных. Высокая продуктивность животных и эффективное использование кормов могут быть обеспечены на основе применения научно обоснованных систем кормления. На поедаемость кормов в основном влияют их количественные и качественные показатели, аппетит животного, оборудование кормоместа и зоны отдыха животного, технологическая система кормления (например, частота кормления, смешанные рационы, формирование групп). Общая потребность жвачного животного в протеине слагается из потребностей микроорганизмов рубца в азоте, удовлетворяемой легко распадающимися фракциями протеина корма и небелковыми формами азота, и потребности животного в аминокислотах, покрываемой синтезируемым в рубце микробным белком, а также нераспавшимся протеином корма и белком эндогенного происхождения. Из всего перевариваемого протеина, только часть удерживается в организме в виде белка. Эта часть и определяет биологическую ценность белка. Большое внимание уделяется вопросу деградируемости (распадаемости) протеина корма в рубце, так как её величина и скорость - важный фактор, определяющий как эффективность биосинтеза микробного белка в рубце, так и общую переваримость питательных веществ и использование азота корма животным [7, 18, 19, 21].

В мире наблюдается заметное увеличение молочной продуктивности. Дальнейшее её увеличение ставит задачу обеспечения скота адекватным количеством качественного кормового белка. В зависимости от молочной продуктивности коров уровень синтеза белка в молочной железе может быть выше, чем во всех других органах. Подчеркивается важность растворимости и степени распада белков в рубце. Считают, что степень растворимости кормового белка находится в прямой корреляционной зависимости от количества аммиака, освобождающегося в рубце. Для высокой продуктивности требуются белки, аминокислоты из которых всасываются в тонком отделе кишечника [20]. Для обеспеченности высокопродуктивных молочных коров азотистыми веществами важное значение имеет степень расщепляемости кормового протеина. В рационе должно быть определенное соотношение между расщепляемым и нерасщепляемым протеином, обеспечивающее оптимум биосинтеза микробного белка в рубце и пищеварения в кишечнике [13, 15, 17, 24, 25, 27].

Эффективным способом сохранения питательных веществ и повышения качества сочных кормов является химическое консервирование растений [14]. Химические препараты позволяют заготавливать силос из трудно силосующихся растений, к которым относится и донник, считающийся перспективной культурой для многих районов нашей страны и особенно для засоленных земель. Так, например, скармливание бычкам на откорме донникового силоса, консервированного бензойной кислотой, положительно влияет на переваримость энергии рациона и повышает эффективность использования обменной энергии до 18,6% [4],

В зоотехническом плане ценность донника как кормовой культуры в том, что он является надежным и дешевым источником белка. Его выход с обычным урожаем более 10 ц/га. В ранние фазы развития растений донник содержит белка больше, чем другие лугопастбищные травы, правда, неприученный скот вначале отказывается поедать его свежую зеленую массу, поскольку ароматическое вещество - кумарин - придает корму сильный запах и горький вкус. Через 2-4 дня животные привыкают к нему и охотно поедают. При использовании донника на зеленый корм необходимо применять укосный способ, повышающий в 2-3 раза эффективность корма из-за меньшего его вытаптывания и лучшей поедаемости. Если донник зацвел (перестоял), скот на пастбище выбирает одни лишь листочки. В литературе приводятся сведения о высоком противоглистном и антисептическом действии кумарина. Научными исследованиями доказано, что кумарин полезен, так как способствует выделению желудочного сока и лечит животных, но к нему нужно приучать животных постепенно, а дикумарин, образующийся при некачественных закладке и использовании сена, сенажа или силоса из донника, вреден, так как снижает свертываемость крови. [2]. Донник успешно используют для заготовки сена. Широкое применение долевого донникового сенажа позволит значительно сократить в рационе животных дорогостоящие комбикорма и дать самые дешевые корма. Содержание переваримого протеина на одну к.ед. в зеленой массе обычно более 170 г., в сенаже - до 150 г.

Измерить расщепляемость протеина можно несколькими способами, из них три основных:

- анализ образцов содержимого сычуга или кишечника;

- инкубирование образцов корма, помещенных в синтетических мешочках в рубец;

- лабораторные опыты.

Методика инкубирования образцов корма в нейлоновых мешочках, помещаемых в рубец, была впервые применена в 1950 г. для определения переваримости грубого корма и не обеспечивала высокой совпадаемости результатов. В 1977 г. этот метод стали использовать для определения изменения в содержании азота в протеиновых источниках. Для получения стабильных результатов требуется выполнение следующих условий:

- более 50 см² площади мешочка на 1 ч сухого вещества;

- соответствующая длина шнура (трубки), прикрепляющего мешочек к фистуле (25 см для овец и 50 см для крупного рогатого скота);

- размер пор материала, из которого изготовлен мешочек, должен составлять 30-100 мкм, что вполне достаточно для предотвращения накопления газов в мешочке, препятствующих прохождению рубцового содержимого и ингибирующих расщепление протеина [28], а также для сведения к минимуму потери частичек образца;

- условия в рубце не должны отличаться от условий в нейлоновых мешочках.

Прежде чем результаты измерений процесса инкубирования могут быть применимы в производственных условиях, необходимо сделать поправку на количество протеина, поступающего из рубца. Поэтому требуется измерить его уровень, используя для этого метчики протеина или какие-либо другие метчики, сходные по характеру с протеином [22, 26].

Считают, что метод с дакроновыми мешочками может быть использован для быстрого определения переваримости кормов. Описана модифицированная методика определения переваримости сухого вещества и сырого протеина различных кормов в рубце крупного рогатого скота с использованием нейлоновых мешков. В мешочки размером 3,5x5,5 см или 7,0x11,0 см помещают соответственно по 1 г или по 5 г подлежащего анализу корма, заваривают открытый край мешочков и помещают их через фистулу в рубец подопытных животных поодиночке на капроновой леске или по несколько штук (до 40) в капроновых сетках. После инкубации в рубце мешочки промывают в специальной отмывочной машине (это способствует стандартизации процедуры), сушат и анализируют по Къельдалю [16, 23].

Материалы и методы. Исследования проводились на базе физиологического комплекса Белгородского ГАУ. В существующих системах протеинового питания жвачных большое значение придается распадаемости сырого протеина кормов под действием микроорганизмов рубца, определяемой физико-химическими свойствами азотистых соединений, входящих в состав сырого протеина корма, и, в первую очередь, их растворимостью. Растворимость и рас - падаемость сырого протеина кормов тесно коррелируют между собой, поэтому данные по растворимости дают возможность судить о распадаемости протеина кормов. Определение этих показателей позволяет характеризовать влияние различных факторов обработки кормов на доступность сырого протеина для микрофлоры рубцы. В процессе микробного переваривания или распада сырого протеина кормов в отличие от растворения участвуют ферменты микрофлоры, распаду подвергаются не только растворимая фракция, но и нерастворимая. Ценностью донника в отличие от клевера или люцерны является хорошая силосуемость и малый срок вегетации (силосование осуществляется во второй половине мая). В ряде стран широко распространено получение протеина зеленых кормов (ПЗК). Исследований, в которых изучалась бы распадаемость протеина зеленых кормов донника в рубце жвачных, мало. То же самое можно сказать и в отношении побочного продукта получения ПЗК - пресс-остатка.

В связи с этим, целью нашей работы являлось освоение метода нейлоновых мешочков и изучение распадаемости протеина ПЗК, пресс-остатка, а также силоса из донника разной фазы вегетации, законсервированных разными консервантами, в рубце жвачных.

Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:

1) освоить метод нейлоновых мешочков для исследования полостного пищеварения;

2) изучить химический состав донника (цельное растение), свежеполученного ПЗК и пресс-остатка;

3) изучить химический состав перечисленных компонентов после консервирования (силосования);

4) изучить распад белка перечисленных кормов в рубце (метод нейлоновых мешочков).

Для решения поставленных задач на опытном поле был выделен участок донника. Скашивание зеленой массы проводили в фазе начала цветения, полного цветения и далее с интервалом 10 дней. Всего было проведено 4 укоса. В 1, 2 и 3-м укосах свежеполученную зеленую массу измельчали до получения сока, который консервировали и коагулировали разными химическими веществами. Пресс-остаток и цельную зеленую массу силосовали. В 4-м укосе измельченную золеную массу донника силосовали с использованием консервантов №1 и №2. Предварительно свежую зеленую массу и ее фракции, а также законсервированные корма после их созревания исследовали на химический состав [12]. Определяли: влажность, сухое вещество, жир, золу, общий азот, протеин, небелковый азот, клетчатку, БЭБ, кальций, фосфор, каротин, сахар, летучие жирные кислоты, общие аминокислоты [3].

В качестве подопытного животного была выбрана корова черно-пестрой голштино-фриз - ской породы живой массой 450 кг, возраст 6 лет. Продуктивность за последнюю лактацию составила 6200 кг. Корова выбракована по причине яловости.

Наибольшее применение получил метод определения распадаемости сырого протеина кормов в мешочках из синтетической ткани, помещаемых непосредственно в рубец. Он используется сравнительно недавно, поэтому параметры его постоянно уточняются. При изучении динамики распадаемости протеина кормов использовали следующие часовые показатели: 2, 4, 8 и 24 часа после начала инкубации. На каждый срок инкубации в рубец животного помещали 4 мешочка. Данные манипуляции проводили в момент кормления. Предварительно мешочки с каждым видом корма вкладывали в капроновую сетку, которую затем погружали в нижний слой рубцовых кормовых масс. Пробку плотно закрывали и оставляли на инкубацию. По истечении срока инкубации мешочки извлекали из полости рубца и промывали под током холодной водопроводной воды, постоянно разминая и перемешивая до тех пор, пока вода не становилась прозрачной. Затем мешочки промывали еще раз дистиллированной водой и высушивали для дальнейшего химического анализа их содержимого. Мешочки были изготовлены из нейлона. Средний размер по ткани 40-50 мкм. Размер мешочков составлял 12x16 см. Площадь каждого 192 см². Отношение навески к площади мешочка составило 10,4 мг/см². В каждый мешочек помещали по 2 г исследуемого корма, измельченного на мельнице. Корм помещали в мешочек и зашивали его двойным швом. Промытые водопроводной и дистиллированной водой образцы высушивали на фильтровальной бумаге при температуре 65°С.

Распадаемость сухого вещества рассчитывали в процентах, принимая массу пробы до инкубации за 100%. В корме до и после инкубации определяли содержание сырого протеина по Къельдалю, а при экспозиции 24 часа - общих аминокислот. Затем, зная содержание сырого протеина в корме до инкубации, вычисляли массу сырого протеина в инкубированной навеске (МСП0), а по содержанию сырого протеина в остатке после инкубации и массе этого остатка вычисляли массу сырого протеина, оставшегося после инкубации (МСП1). Распадаемость сырого протеина рассчитывали по формуле:

Для инкубирования проводилась операция по установке фистулы рубца, техника которой подробно описана в Руководстве по оперативным методам исследования в физиологии [1]. С момента операции корова получала зимний рацион, состоящий из сена (вика+овес), концентратов, патоки и полисолей макро- и микроэлементов (таблица 1).

Таблица 1. Среднесуточный рацион подопытной коровы

Основной рацион (ОР) животного на 48,9% состоял из грубых кормов, остальное - концентраты, что в целом соответствует методике определения распадаемости протеина кормов. Рацион относительно богат переваримым протеином (ПП), а концентрация энергии в единице сухого вещества (СВ) и переваримого протеина в кормовой единице в целом соответствует норме потребности животных для физиологических исследований данных направлений (Курилов Н.В. и др., 1987). Кормление опытного животного осуществляли 3 раза в сутки, доступ к воде свободный. Детализированный рацион кормления животного показал сахаропротеиновое отношение равное 0,87:1. Недостающие макро- и микроэлементы восполняли за счет солей. Животное практически полностью съедало корм за исключением небольшого количества грубых остатков сена. Из зоотехнического анализа рациона вытекает, что энергетическая питательность соответствует требуемым нормам [5, 6, 8, 9, 10]. Уровень переваримого протеина составил 122,8 г на 1 к.ед. В рационе на 1 кг сухого вещества приходится 92,24 г. переваримого протеина и 0,75 к.ед. Количество сухого вещества в рационе - важный показатель питательности: чем ниже переваримость сухого вещества рациона, тем меньше потребляют его животные. В среднем коровы потребляют 2,8-3,2 кг сухого вещества в расчете на 100 кг живой массы, высокопродуктивные животные - 3,5-3,6 кг. Живая масса нашей коровы 450 кг, потенциальная возможность поедания сухого вещества, исходя из 3% живой массы, составит 13,5 кг.

Результаты и их обсуждение. Данные результатов зоотехнического анализа образцов корма приведены в таблице 2, где показано, что зеленая масса донника по основным параметрам питательности соответствует требованиям, предъявляемым к полноценному кормовому средству, обеспечивающему потребность жвачных животных.

Таблица 2. Динамика зоотехнического анализа образцов