Вплив фракційного складу клітковини на перетравність поживних речовин кормової сировини

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив фракційного складу клітковини на перетравність поживних речовин кормової сировини

В.Ю. Новаковська,

Л.П. Чорнолата,

Н.В. Гуцол

Анотація

Мета. Удосконалення методичних підходів оцінки кормів з урахуванням вмісту нейтрально - та кислотно-детергентної клітковини; аналіз та вивчення представлених кормів, вибір найбільш оптимальних для якісного згодовування високопродуктивних тварин. Методи. Загальнонаукові - наукова гіпотеза, синтез та аналіз; спеціальні - моніторинг, хімічний аналіз, порівняння, економіко - математичне моделювання. Використання загальнодоступних зоотехнічних методів для з'ясування хімічного складу кормової сировини - силосу, сінажу, сіна, макухи, шроту, зернової дерті - як основних компонентів комбікормів та раціонів тварин. Результати. Розглянуто корми, які є складовими повноцінних раціонів, та визначено їх ключову роль у формуванні продуктивності сільськогосподарських тварин. Основним фактором згодовування тваринам об'ємистих кормів є наявність у рослинах клітковини, що знижує перетравність поживних речовин. Встановлено, що рівень нейтрально-детергентної клітковини у кормі пов'язаний із споживанням сухої речовини, а показник кислотно-детергентної клітковини - із перетравністю. Вдосконалено оцінку найбільш вживаних грубих кормів тваринами за урахуванням вмісту нейтрально - і кислотно-детергентної клітковини. Встановлено нормативно необхідний фракційний склад клітковини в силосі кукурудзяному, сінажі люцерновому, сіні бобовому, макусі соняшниковій на перетравність поживних речовин за типовими показниками, як кормів вищої якості. Встановлено, що покращене перетравлення клітковини необхідне для підвищення продуктивності, рентабельності та охорони довкілля. Висновки. Дослідження хімічного складу клітковини за різними методиками дозволить розрахувати раціональну необхідну структуру раціонів за поживністю з метою створення кращий продуктивного ефекту, можливість отримати здорове поголів'я, реалізовувати генетичний потенціал та підвищити продуктивність.

Ключові слова: сира клітковина, нейтрально-детергентна клітковина, кислотно- детергентна клітковина, поживність, перетравність.

Novakovska V. Yu., Chornolata L.P., Hutsol N.V. Influence of fiber fractional composition on the feed raw materials nutrients digestibility

Purpose. To improve the methodological approaches to feed evaluation taking into account the content of neutral and acid-detergent fiber; to analyze and study the presented feeds, to select the most optimal ones for high-quality feeding of highly productive animals. Methods. General scientific - scientific hypothesis, synthesis and analysis; special - monitoring, chemical analysis, comparison, economic and mathematical modeling. The use of commonly available zootechnical methods to determine the chemical composition of feed raw materials - silage, haylage, hay, cake, meal, grain shavings - as the main components of animal feed and rations. Results. The feeds that are components of complete diets are considered and their key role in the formation of the productivity of farm animals is determined. The main factor in feeding animals bulky feed is the presence of fiber in plants, which reduces the digestibility of nutrients. It has been established that the level of neutral-detergent fiber in the feed is related to dry matter intake, and the index of acid-detergent fiber is related to digestibility. The assessment of the most commonly consumed roughage by animals was improved, taking into account the content of neutral and acid-detergent fiber. The normatively required fractional composition of fiber in corn silage, alfalfa haylage, legume hay, sunflower cake for nutrient digestibility according to typical indicators as feed of higher quality was established. It was found that improved fiber digestion is necessary for increased productivity, profitability and environmental protection. Conclusions. The study of the chemical composition of fiber by various methods will allow to calculate the rational necessary structure of diets in terms of nutrition in order to create a better productive effect, the ability to obtain healthy livestock, realize genetic potential and increase productivity.

Key words: crude fiber, neutral-detergent fiber, acid-detergent fiber, nutrition, digestibility. корм клітковина тварина

Вступ

Постановка проблеми. Ефективність сільськогосподарського виробництва, підвищення його конкурентоспроможності пов'язана з розвитком кормової бази. Організація якісної та повноцінної годівлі тварин базується на знаннях фактичного хімічного складу та поживної цінності кормів. У світовій науці постійно відбувається перегляд норм годівлі та вдосконалення методів оцінки поживності кормів [2]. Досвід розвитку тваринництва показує, що підвищення продуктивності та зниження собівартості тваринницької продукції приблизно на 50-60% досягається за рахунок науково обґрунтованої годівлі тварин й залежить від виробництва кормів і їхньої поживної цінності [16].

Потенціал поживності грубих кормів низький через наявність відносно високого вмісту клітковини, пектинів арабіноксиланів та інших специфічних вуглеводів, що відносяться до групи некрохмалистих полісахаридів [1]. Великий вплив на показники хімічного складу мають ґрунтово -кліматичні умови, вид та сорт рослин, система агротехніки, норми внесення добрив, терміни (фази) вегетації та способи збирання, методи консервування, умови зберігання та технології підготовки до згодовування [19]. Поряд з вирішенням основного питання щодо збільшення валового збору кормів необхідно мати фактичні дані про поживну цінність і вуглеводний склад, оскільки при складанні раціонів вони повинні забезпечувати оптимальне утримання та співвідношення поживних речовин [14].

У традиційній схемі зоотехнічного аналізу неперетравлювані вуглеводи лімітуються за показником сирої клітковини, але через недоліки цього методу не можна отримати об'єктивне уявлення про справжній рівень клітковини в кормах [4]. Зважаючи на важливу роль клітковини та сучасні підходи до визначення її якості у кормі за поживністю, пропонують запроваджувати нові методи аналізу. Стандартний аналіз корму на даний час включає такі критерії: сирий протеїн, вміст сухої речовини, та, замість загальноприйнятої "сирої клітковини" - нейтрально-детергентну клітковину (або фракцію, нерозчинну в нейтральному детергенті, НДК) і кислотно-детергентну клітковину (або фракцію, нерозчинну в кислотному детергенті, КДК) [20]. Клітковина є визначальним фактором для гідролізу всіх харчових інгредієнтів у кормі. Згодовування раціонів і продуктивність тварин залежить від кількості та якості клітковини у кормі. Дослідження вмісту клітковини в раціоні забезпечується: сирою клітковиною, ефективною клітковиною, кислотно-детергентною (КДК) та нейтральнодетергентною клітковиною (НДК). КДК і НДК - відносно нові терміни, які вимагають детального вивчення [7].

Поживні речовини в кормах перебувають у формі полімерних сполук і не можуть транспортуватися у своїй первісній формі через клітинні стінки травного тракту до тканин тварини. Вони мають бути розщеплені на простіші компоненти, стати розчинними і засвоїтися. Тому першим етапом обміну речовин між організмом тварини і навколишнім середовищем є підготовка інгредієнтів корму до засвоєння, тобто перетравлення. Клітковина є важливою частиною метаболізму у рубці, нестача вуглеводів в раціонах ВРХ призводить до розщеплення жирів тіла з утворенням підвищеної кількості ацетооцтової та 0- оксимасляної кислот та ацетону, призводячи до захворювань тварин на кетоз [13]. Клітковина як основний некрохмальний полісахарид є необхідним елементом живлення сільськогосподарських тварин, що забезпечує нормальну моторику шлунково-кишкового тракту, утворення в рубці летких жирних кислот, необхідних для синтезу молочного жиру. Крім того, низький вміст легкогідролізованих вуглеводів у зеленій масі пасовищних культур спричиняє порушення обміну речовин у тварин. Водночас надмірна кількість клітковини знижує перетравність поживних речовин, гальмуючи процес звільнення рубця від корму. Вимоги до вмісту клітковини у кормах постійно зростають, нормування її кількості для моногастричних тварин та правильне співвідношення фракцій клітковини покращує засвоєння комбікорму тваринами [8].

НДК найповніше показує загальну кількість клітковини, бо враховує вміст целюлози, лігніну й геміцелюлози. Термін "сира клітковина" стосується лише целюлози й частково лігніну. А КДК показує вміст целюлози й усього лігніну. Тому, коли йдеться про КДК, мають на увазі перетравність. НДК асоціюється із споживанням сухої речовини [19]. При визначенні сирої клітковини, використовуються реагенти розчинів сульфатної кислоти та поташу, що можуть видалити до 60,0% целюлози, 80,0% геміцелюлози, 10,0% лігніну з фракції сирої клітковини, при повному зоотехнічному аналізі, вони потрапляють у фракцію безазотистих екстрактивних речовин (БЕР). В результаті чого вона виявляється менш перетравною, ніж насправді, до того ж відновлення целюлози складає 5080% [9].

Через 100 років застосування показника сирої клітковини Пітер ван Соест запропонував методику визначення НДК і КДК. Метод передбачає обробку корму гарячими розчинами нейтрального та кислотного реагенту, під час обробки корму в розчин переходить частина поживних речовин, а в осаді залишаються нерозчинні фракції структурних вуглеводів (геміцелюлоза й целюлоза) та пов'язана з ними речовина фенольного ряду - лігнін [17].

Для годівлі ВРХ доцільно використовувати максимум грубого корму та відходів харчової промисловості, тому що для високої продуктивності потрібно добитися максимального споживання енергії. Саме тому і практики, і науковці постійно шукають способи збільшення споживання корму і, відповідно, молочної продуктивності. Роки проб і пошуків свідчать: щоб отримати однакову кількість молока з якісного та неякісного фуражу, до останнього треба додати більше зерна. Саме це й спонукало ретельніше дослідити клітковину, яка є в кормі. Як наслідок, з'явились нові терміни - НДК і КДК [6].

Збільшення клітковини у раціонах свиней буде наповнювати кишечник але вона буде гірше перетравлюватись, що негативно впливатиме на темпи росту й конверсію кормів [18]. Використання інших методів аналізу клітковини надає можливість ідентифікувати неперетравну частку корму за рівнем НДК і КДК. Звичайно, дані показники визначають кількість споживання та засвоєння корму організмом великої рогатої худоби, але вони не так давно почали використовуватись у свинарстві.

При формуванні раціонів сільськогосподарських тварин без дотримання науково-обґрунтованих норм споживання основних елементів живлення спостерігається перевищення частки високоперетравних неструктурних вуглеводів, ферментація яких призводить до утворення в рубці великої кількост і пропіонової кислоти з сильною кислотною дією, тому ферментація волокон корму відбувається повільніше й в меншому масштабі. Вміст клітковини та концентрація енергії знаходяться у зворотній залежності. Якщо кількість структурної клітковини нижче критичного значення, знижується час жування жуйки і, як наслідок, секреція слини. Через це знижується показник рН та співвідношення ацетату до пропіонату, що призводить до зниження вмісту молочного жиру. Низький вміст НДК у раціоні впливає на здоров'я рубця та тварини в цілому [11]. За показниками НДК та КДК визначають вміст ефективної клітковини в кормах, що необхідно під час складання раціонів, рівень НДК має не перевищувати 35%, а КДК - 24-25%. Саме НДК є ефективною клітковиною, яка має величезне значення у травленні, засвоюваності поживних речовин, продуктивності, утворенні молока. Контролюють її, щоб не забивати шлунок жуйних сухою речовиною [3]. При нестачі НДК зменшується виділення слини, а це призводить до порушення кислотності рубця, зменшення утворення оцтов ої кислоти і, отже, зниження вмісту жиру в молоці. Надлишок ж клітковини зменшує енергію в сухій речовині, погіршується споживання кормів та засвоюваність поживних речовин. Кислотно-детергентна клітковина є неефективною, вона не піддається розщепленню за рахунок міцного целюлозно- лігінового зв'язку [12].

Визначити правильну фазу скошування рослин можливо за показниками НДК і КДК. Підвищений вміст КДК може бути результатом пізнього скошування рослин, оскільки активний ріст, значна висота рослини може говорити про надмірний вміст неефективної клітковини. Лігніфікація значно знижує перетравність полісахаридів, що містяться в рослинних клітинах. Велика кількість лігніну накопичується в нижній частині стебла, особливо це стосується кукурудзи [5].

Покращене перетравлення клітковини необхідне для підвищення продуктивності, рентабельності та охорони довкілля, тому що неповне перетравлення клітковини знижує рентабельність молочного виробництва через обмежене споживання, зниження продуктивності тварин і збільшення виробництва гною. Наприклад, у клітинних стінках зеленої маси кукурудзи на кожну одиницю збільшення концентрації лігніну, основного фактору, що перешкоджає перетравленню клітинної стінки, деградація клітинної стінки зменшується на 2 одиниці. Збільшення перетравності НДК корму на одну одиницю збільшує поживність кормів та надоїв на 0,17 та 0,25 кг/день відповідно. У багаторічного райграсу підвищення перетравності на 5 -6% збільшує надої на 27%, таким чином, збільшення концентрації лігніну в клітинних стінках корму на кожну одиницю відсотка значно обмежує поживність та надої. У порівнянні з ферментацією крохмалю, гексози клітковина виробляє більше іонів водню в рубці й відновлює вуглекислий газ до метану [10]. Таким чином, ферментація волокнистих кормів виробляє більше метану і забезпечує менше енергії, ніж концентровані корми. Окрім того, метан є важливим джерелом енергії для великої рогатої худоби, а ще основним джерелом викидів парникових газів.

Виходячи з вищевикладеного, вважаємо, що вивчення поживності кормів та вдосконалення оцінки їх якості з урахуванням змісту структурних вуглеводів є актуальним питанням для сільського господарства, оскільки підвищення перетравності кормової клітковини має вирішальне значення у тваринництві для підвищення продуктивності тварин і збереження навколишнього середовища.

Матеріали та методи досліджень. У період 2021 року проведено лабораторні дослідження з визначення загальної поживності та кількісного вмісту НДК та КДК у кормах, розраховано енергетичну поживність та відносну цінність корму з урахуванням вмісту нейтрально - та кислотно-детергентної клітковини. Метою даного дослідження є обґрунтування доцільності використання показників якості, безпеки кормів у годівлі сільськогосподарських тварин та птиці, враховуючи фактичний хімічний склад за вмістом сирої клітковини; удосконалення оцінки кормів з урахуванням вмісту нейтрально - та кислотно-детергентної клітковини; аналіз та вивчення представлених кормів, вибір найбільш оптимальних для якісного згодовування високопродуктивних тварин.

Визначення показників якості, безпеки кормів проводили за методами виконання вимірювань, розробленими та адаптованими у Інституті кормів і сільського господарства Поділля НААН. Методичні підходи, що використовуються у міжнародній практиці, встановлені згідно з діючою нормативною документацією і стандартами: ДСТУ ISO 17025:2006 "Загальні вимоги до компетентності випробувальних та калібрувальних лабораторій", ДСТУ ISO 10012:2005 "Системи керування вимірюванням. Вимоги до процесів вимірювання та вимірювального обладнання", ДСТУ ISO 6497:2005 "Корми для тварин. Методи відбирання проб", ДСТУ ISO6496:2005 "Корми для тварин. Визначення вмісту вологи та інших летких речовин", ДСТУ 7169:2010 "Корми, комбікорми, комбікормова сировина. Методи визначення вмісту азоту і сирого протеїну", ДСТУ 8844:2019 "Корми, комбікорми, кормова сировина. Методи визначення сирої клітковини", ДСТУ 8108:2015 "Корми для тварин. Сировина для виготовлення повнораціонних сумішей, виділення тварин. Фотометричний метод визначення азотовмісних сполук", ДСТУ 8128:2015 "Корми, комбікорми. Метод визначення кислотно-детергентної клітковини", ДСТУ ISO 16472:2013 "Корми для тварин. Метод визначання вмісту нейтрально-детергентної клітковини після оброблення амілазою (аНДК)", ДСТУ ISO 7982:2015 "Корми для тварин, сировина для виготовлення повнораціонних композицій, виділення тварин. Метод визначення складу вуглеводно-лігнінового комплексу".

Об'єкт дослідження: грубі корми - силос кукурудзяний, сінаж люцерновий, сінаж люцерново-еспарцетовий, сінаж конюшиновий, сіно злакове, сіно бобове; концентрровані корми - макуха соняшникова, шрот соєвий, дерть ячмінна, дерть горохова, дерть пшенична, дерть кукурудзяна.

Статистична обробка матеріалу проводилась з використанням пакета програм Statistika 10.0 (Stat Soft Inc, США).

Результати досліджень та обговорення. Ефективність і повноцінність годівлі - це балансування раціонів за енергією, протеїном, клітковиною, мінеральними речовинами, жиром. Проте сучасне продуктивне тваринництво вимагає повного комплексу речовин, таким чином, існують чіткі вимоги щодо вмісту клітковини у кожній кормовій сировині й загальному раціоні, що вимагають постійного контролю на основі лабораторних випробувань. Вміст НДК, КДК, сирої клітковини у кормовій сировині залежить від рослин, фази вегетації та способу збирання. Згідно з Національним дослідним комітетом США (NRC), раціони ВРХ розраховують таким чином, щоб на НДК об'ємистих кормів припадало 75%, а решта доповнювалась за рахунок концентрованих. У годівлі ВРХ, овець, кролів доцільно використовувати максимальну кількість грубих кормів, до них належить сіно, сінаж, силос, які є основними постачальниками НДК. Саме вони упродовж року, до нового врожаю, визначають, скільки буде отримано вихідної продукції. Користуючись різними методичними прийомами, за даними таблиці 1, проведено дослідження кормів на вміст клітковини, що є основною складовою раціонів сільськогосподарських тварин. Аналіз фракційного складу вуглеводів показує, що грубі корми накопичують високий уміст НДК у межах наших досліджень - від 43,3% (силос кукурудзяний) до 50,3% (сіно бобове), КДК - від 23,4% (силос кукурудзяний) до 33,9% (сіно бобове), а розрахована геміцелюлоза становить від 12,3% (сінаж конюшиновий) до 20,1% (сінаж люцерновий).Таблиця 1

Показники кислотно-детергентної, нейтрально-детергентної та сирої клітковини у абсолютно сухій речовині %, М ±m, n=3