Роль клетчатки в кормлении животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Биотехнологий и Ветеринарной медицины

Кафедра Кормления животных

Специальность Зоотехния

Форма обучения очная

КУРСОВАЯ РАБОТА

Роль клетчатки в кормлении животных

Выполнил:

Латыпова Д.Ф.

Руководитель:

Андреева А.Е.

УФА-2013 г.

Содержание

Введение

1. Клетчатка и ее физиологические особенности в переваривании питательных веществ

2. Способы повышения переваримости клетчатки

3. Особенности усвоения клетчатки в организме разных видов животных и ее роль для них

Заключение

Библиографический список

Введение

Создание прочной кормовой базы - это не только увеличение производства и повышение качества кормов разных видов, но прежде всего внедрение высокоэффективных способов и средств их производства, приготовления, способствующих высокой усвояемости животными питательных веществ, содержащихся в кормах и обеспечивающих их рациональное использование.

Кормление влияет на развитие, интенсивность роста, массу тела и воспроизводительные функции животного. Только при полном обеспечении скота и птицы высококачественными кормами можно успешно развивать животноводство. Из всех факторов окружающей среды самое большое влияние на продуктивность оказывает кормление. В структуре себестоимости продукции животноводства доля кормов составляет при производстве молока 50 - 55 %, говядины - 65 - 70 %, свинины - 70 - 75 %.

В современном животноводстве большое внимание уделяется обеспечению сбалансированного питания животных. Применяя научно основанные системы кормления, можно повысить продуктивность животных и эффективно использовать корма. В процессе питания составные вещества воздействуют на организм животного не изолировано друг от друга, а в комплексе. Сбалансированность составных веществ корма в соответствии с потребностями животных - основной показатель этого комплекса.

Для животноводства важно не только количество, но, главным образом, качество кормов, т.е. их ценность определяемая содержанием питательных веществ. Полноценными считаются такие рационы и корма, которые содержат все необходимые для организма животного вещества и способны в течение длительного времени обеспечить нормальные отправления всех его физиологических функций.

1. Клетчатка и ее физиологические особенности в переваривании питательных веществ

Безазотистые вещества входят в органическую часть кормов. Преобладают в сухом веществе большинства растительных кормов. В состав безазотистых веществ кормов входят углеводы и липиды (жиры) [10].

Углеводы - главаная составная часть сухого вещества кормов растительного происхождения. Они служат основным источником энергии в рационах животных. Углеводы подразделяют на сырую клетчатку и безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) [5].

В данном случае нам необходимо разобраться, что же такое клетчатка. Во-первых, клетчатка - это труднопереваримый углевод, содержащийся в растительной пище [9]. То есть, клетчатка - общее название сложных углеводов, содержащихся в сплетении растительных пищевых волокон. Являясь разновидностью целлюлозы, клетчатка не поддается расщеплению пищеварительной системой и попадает прямо в микрофлору кишечника [1]. Во-вторых, при анализе кормов выделяют сырую клетчатку. Сырая клетчатка - это органические вещества, которые остаются нерастворимыми после получасового кипячения навески корма в разбавленной серной кислоте и разбавленной щелочи с последующим промыванием водой, спиртом и эфиром. В состав сырой клетчатки входят целлюлоза (собственно клетчатка), гемицеллюлоза (пентозаны и гексозаны) и инкрустирующие вещества (лигнин, кутин, суберин). В составе сырой клетчатки различают нейтрально-детергентную (НДК) и кислотно-детергентную (КДК). В НДК входят целлюлоза и лигнин. В КДК - гемицеллюлоза и НДК [10].

Количество клетчатки в разных частях кормовых растений различно: богаты клетчаткой стебли, меньше в листьях и еще меньше в плодах, корнях и клубнях. Содержание сырой клетчатки в грубых кормах составляет: в сене 20-30%, соломе 35-40, зерне овса, ячменя 10-12, зерне кукурузы, пшеницы 2-4, корнеклубнеплодах 0,5-1,4, зеленой траве 5-13%. Высокий процент сырой клетчатки в корме указывает на низкую питательность корма [10].

Сырая клетчатка не разрушается ферментами пищеварительного тракта. Часть клетчатки, которая в период нахождения пищевых масс в рубце не подвергалась воздействию микроорганизмов, в дальнейшем не используется животным и выделяется в виде непереваренных остатков [11].

В определенном количестве клетчатка необходима как фактор, нормализующий пищеварение в рубце. Переваримость сырой клетчатки зависит от количества активности целлюлозолитических микроорганизмов в рубце. Однако избыточное содержание клетчатки в рационах снижает переваримость и эффективность использования животными питательных веществ [11].

Уровень сырой клетчатки в рационах кормления зависит от вида животных, их физиологического состояния, уровня продуктивности и других факторов [11]. клетчатка переваривание пищевой волокно

Степень переваримости клетчатки зависит от ряда факторов: ее количества и качества в рационе, фазы вегетации кормовых растений, степени лигнификации клеточных стенок, вида корма, структуры рациона, наличия в нем легкорастворимых углеводов, минеральных веществ, ингибиторов, ферментов, лекарственных, токсических и биологически активных веществ, физиологического состояния и породы животных, типа кормления и условий выращивания, технологии приготовления и обработки кормов. И всё же основными факторами являются условия, способствующие развитию микрофлоры рубца, ферментирующей клетчатку и доступностью целлюлозы воздействию микрофлоры, часто определяемую степенью лигнификации клеточных стенок растения. За счет делигнификации стенок и изменения их структуры физическими, химическими и биологическими методами обработки удается резко повысить расщепление клетчатки малоценных грубых кормов. Так, включение в полнорационную смесь обработанного щелочью жома сахарного тростника вместо необработанного повышало переваримость клетчатки с 37,5 до 67,9 % [7].

Микроорганизмы рубца расщепляют сложные углеводы до простых сахаров, которые в дальнейшем сбраживаются до уксусной, пропионовой, масляной и других кислот. Образующиеся в рубце летучие жирные кислоты (ЛЖК) составляют у жвачных основной источник энергии (до 70% от общей потребности). Летучие жирные кислоты всасываются в рубце. Если в рационе много грубых кормов, богатых клетчаткой, то в рубце возрастает содержание уксусной кислоты [11].

Принятое нормирование клетчатки (18-20%) сухого вещества рациона не оправдано, так как клетчатка в виде муки быстро уходит из преджелудков и не может быть эффективным источником образования уксусной кислоты. Коэффициенты переваримости сухого вещества и других питательных веществ сенажа повышаются с увеличением резки растений [7].

2. Способы повышения переваримости клетчатки

В настоящее время установлено, что углеводистые корма, особенно зерно ячменя, пшеницы, ржи и продуктов их переработки используются с недостаточно высокой эффективностью. Что происходит из-за наличия относительно высокого содержания в них клетчатки, в-глюканов, арабаноксиланов, пектинов и других специфических углеводов, представляющих собой группу некрахмалистых полисахаридов (НКП), концентрирующихся в клеточных стенках наружных оболочек и эндосперме зерна. Свиньи и птицы практически не могут разрушить межклеточные стенки зерновых компонентов из-за отсутствия в их организме соответствующих ферментов. Следовательно, доступность питательных веществ, заключенных внутри клеточных стенок, остается низкой для пищеварительных эндогенных ферментов желудочно-кишечного тракта животных. Повысить доступность питательных веществ можно путем добавки в комбикорма или зерновую дерть экзогенных ферментов, способных разрушить клеточные стенки растительных кормов, гидролизовать крупные молекулы НКП, повышая переваримость и усвояемость питательных веществ корма. В нашей стране разработаны и широко применяются для этих целей комплексные ферментные препараты - мультиэнзимные композиции [11].

Уровень клетчатки в кормах зависит от вида и от фазы вегетации растений. Высокое содержание клетчатки приводит к снижению переваримости кормов и энергии в них. У жвачных переваримость клетчатки зависит от функции рубцовой микрофлоры [5].

Питательная ценность сырой клетчатки зависит от содержания целлюлозы и степени лигнификации растений. Содержание сырой клетчатки в объемистых кормах зависит от сроков развития растений. На ранних фенологических стадиях развития растений клетчатка структурно не связана или слабо связана с лигнином и в этот период хорошо переваривается. У старых растений она грубеет, увеличивается количество фракций, связанных с лигнином, а общее ее содержание возрастает до 34-36%. Огрубевшая клетчатка, составляющая основу клеточных оболочек растений, затрудняет переваривание жвачными других питательных веществ [8].

При этом клетки различных частей растений лигнифицируются в разной степени. В стеблях растений процесс накопления сырой клетчатки, а в ней и лигнина, идет значительно быстрее, чем листьях растений, плодах, корнях и клубнях. Следовательно, если убрать растения в срок, то есть на ранних стадиях развития, то можно значительно повысить питательность кормов, содержащих клетчатку [4].

Для подтверждения того, что растения сохраняют большую питательность при уборке их в ранние сроки, рассмотрим таблицу 1, в которой приводится содержание сырой клетчатки в бобовых культурах в зависимости от фазы вегетации по данным ВНИИ кормов [4].

Таблица 1. Содержание сырой клетчатки в бобовых культурах по данным ВНИИ кормов, % на сухое вещество

По количеству сырой клетчатки растительные кормовые культуры располагаются в следующем порядке: в соломе озимых зерновых злаков - 40-45%, в соломе яровых злаков и сене - 20-35%, в голозерных злаках (кукурузе, пшенице) - 2-4%, а в пленчатых (овсе, ячмене) - 5-10%, в корнеклубнеплодах - от 0,4 до 2,0%. С увеличением содержания сырой клетчатки в растительных кормовых культурах их общая питательность снижается [4].

Кроме того, что мы можем убрать вовремя культуры, богатые клетчаткой, чтобы повысить питательность кормов, также мы можем использовать различные способы подготовки их к скармливанию. Известно, что наиболее богатым клетчаткой грубым кормом является солома, но чаще ее используют как подстилку для животных. В периоды, когда основного корма не достаточно, в рацион приходится включать и солому. Для того чтобы улучшить ее кормовые качества, необходимо воспользоваться физическими, химическими и биологическими способами ее подготовки [5].

Известно много способов улучшения использования соломы в рационах жвачных животных. Измельчение обеспечивает подготовку корма к дальнейшей обработке, приготовлению мешанок с другими кормами. Длина резки для крупного рогатого скота -- 4-5 см, для лошадей и овец -- 2-3 см. Предпочтение следует отдать превращению соломы в мякинообразную форму при помощи машин, обеспечивающих резку стеблей поперек и расчленение их вдоль, одна из таких машин представлена на рисунке 1 [6].

Рис.1. Измельчитель соломы ИС-1

Химические же способы, кроме улучшения поедаемости, повышают переваримость соломы на 15-20% и общую ее питательность в 1,5-2,5 раза, а также обеззараживают корм [5]. В условиях дороговизны топливно-энергетических ресурсов для обработки соломы целесообразно применять энергосберегающие технологии, такие как, например, обработка безводным аммиаком или силосование совместно с другими силосуемыми культурами. Из химических реагентов, применяемых для обработки соломы, особого внимания заслуживает жидкий аммиак, при использовании которого улучшается не только питательность соломы, но и повышается протеиновая ценность корма для жвачных животных. Аммиак при взаимодействии с ацетильными группами соломы образует уксусно-кислый аммоний, который используется микроорганизмами рубца для синтеза белка [6].

Разработан способ обработки соломы аммиаком без герметизации (В. Г. Готлиб, В. В. Искрин, 1974; В. В. Искрин, 1995). По данной технологии большие скирды соломы обрабатывают не ранее чем через 3 недели после укладки в 3 приема. За каждый прием через сутки вводят аммиака в солому по 10 кг/т. Для объективной оценки качества аммонизации соломы в ней определяют количество общего азота после полной потери запаха аммиака. Если количество азота увеличилось не менее чем на 0,6-0,7%, то обработка прошла качественно. В этом случае с соломой связывается около 30-35% азота, внесенного в скирду [6].

Обработанную солому целесообразно скармливать в измельченном виде совместно с силосом, органические кислоты которого взаимодействуют с остатками несвязанного аммиака. При обработке соломы аммиаком общая питательность повышается в 1,5-2; протеиновая ценность -- в 2-2,5; поедаемость -- 1,3-1,5 раза. Солому необходимо использовать для совместного силосования с кукурузой и другими избыточно влажными силосными культурами. Добавление 10-15% соломы к зеленой массе при силосовании позволяет регулировать влажность массы, избежать отрицательных последствий избыточной влажности, уменьшить потери питательных веществ с выделяющимся растительным соком, улучшить поедаемость и питательность соломы [6].

Биологические способы подготовки соломы к скармливанию - это самосогревание, силосование, дрожжевание. Вместе с физическими способами, биологические улучшают поедаемость соломы животными, которые тратят меньше энергии на ее пережевывание и переваривание [6].

Запаривание улучшает вкусовые качества соломы и обеззараживает ее. Самосогревание основано на способности микроорганизмов сбраживать углеводы [5]. Дрожжеванием называют культивирование неприхотливых рас дрожжей с добавлением к резке кормовой патоки, измельченной сахарной свеклы, суперфосфата и сульфата аммония. Процесс ферментации идет при использовании фермента гемицеллюлозы ГР, целловиридина ГЗХ, пектофоетидина ГЗХ, глюкаваморина ПХ [5].

3. Особенности усвоения клетчатки в организме разных видов животных и ее роль для них

На переваримость кормов оказывает значительное влияние анатомо-морфологические особенности пищеварительного аппарата разных видов сельскохозяйственных животных и птицы.

Наибольшее сходство в переваривании кормов и особенно зерновых и сочных наблюдается у жвачных - крупного рогатого скота, овец и коз. Однако крупный рогатый скот лучше переваривает органическое вещество (на 10%) и клетчатку (на 14%) из грубых кормов (овсяной соломы), чем овцы. Значительно хуже перевариваются питательные вещества грубых кормов лошадями и свиньями [4].

Из всех сельскохозяйственных животных птица хуже всех переваривает органическое вещество и особенно клетчатку [4].

Установлено, что с увеличением содержания клетчатки в отдельном корме или кормовой смеси переваримость всех питательных веществ значительно снижается [4].

1. Усвоение клетчатки в организме жвачных животных.

Клетчатка - сложный полисахарид. Она составляет основную массу корма у сельскохозяйственных животных. В пищеварительных соках моногастричных животных нет ферментов, переваривающих клетчатку, однако в преджелудках жвачных расщепляется 60-70 % перевариваемой клетчатки под действием целлюлозолитических бактерий [2].

Клетчатка имеет большое физиологическое значение для жвачных не только как источник энергии, но и как фактор, обеспечивающий нормальную моторику преджелудков [2].

Жвачные животные нуждаются в углеводах не только как в источнике энергии и веществах для обменных превращений, но и для нормального функционирования микрофлоры рубца. Деятельность микрофлоры зависит от характера рациона и формы углеводов - быстро и интенсивно ферментируемых или, наоборот, с умеренной скоростью [10].

Микрофлора рубца чувствительна к форме поступающих углеводов, так как от этого зависят ее состав и активность, количество и состав продуктов брожения [10].

Для жвачных животных углеводы нужны, чтобы обеспечить жизнедеятельность микрофлоры рубца (микроорганизмы, инфузории, простейшие), которая зависит от углеводного состава рациона и требует разных форм углеводов - иногда легко- и быстроусвояемых и интенсивно ферментируемых, таких, как сахар, крахмал, а иногда, наоборот, с умеренной скоростью усвояемости или трудноусвояемых, таких, как клетчатка, декстрин, инулин. Например, для усиления микробного синтеза аминокислот и витаминов группы В и К в рубце жвачных требуется сахар корма, а для синтеза ЛЖК, являющихся предшественниками жира молока, требуется клетчатка [10]. Сырая клетчатка должна составлять 16% кормовой смеси. Клетчатка обеспечивает выработку рубцом органических кислот, являющихся источником энергии для коровы. Идеальная пропорция уксусной и пропионовой кислот в рубце 3:1. Кроме того, именно сырая клетчатка способствует производству 100-160 л слюны, которая является катализатором (ускорителем) реакций расщепления и усвоения в рубце компонентов корма. Слюна обладает стимулирующим воздействием на процессы переваривания в преджелудках. Значение водородного показателя (рН) в рубце коровы должно быть выше 5,5, в противном случае есть опасность возникновения ацидоза [3].

Растворимость и усвояемость структурной клетчатки, а также оптимальное соотношение ее нейтральной и кислотной составляющих (целлюлоза, лигнин как органические компоненты сырой клетчатки) являются одним из главных условий результативности кормового рациона [3].

Ферменты бактерий расщепляют клетчатку (сложный полисахарид) до более простых форм: вначале до дисахарида целлюбиозы, а затем до моносахарида глюкозы [2].

2. Усвоение клетчатки в организме моногастричных животных.

Хотя клетчатка плохо переваривается в организме свиней и других моногастричных животных, она им тоже необходима. Нормируя содержание клетчатки в рационах маток, можно регулировать интенсивность и количество съеденных кормов. Матка в период подсоса должна потреблять большое количество питательных веществ, поэтому содержание клетчатки как вещества, придающего объем рациону и затрудняющего при большом поступлении процессы пищеварения, должно быть не более 8-10% сухого вещества рациона (оптимальное количество клетчатки для поросят - 3%, откармливаемого молодняка - 5-7% от сухого вещества). Недостаточное количество клетчатки в рационах свиней вызывает такие заболевания, как язва желудка и кишечника, гастрит, гастроэнетрит [9]. Объясняется это ролью клетчатки как балластного вещества, способствующего активизации моторики желудочно-кишечного тракта и профилактике заболевания свиней язвой и эрозией желудка при использовании концентрированных кормов тонкого помола [4].

Клетчатка зеленых кормов, корнеклубнеплодов, травяной муки лучше переваривается и усваивается свиньями, чем клетчатка сена, сенной муки, силоса и других кормов [4].

В связи с трудной переваримостью клетчатки моногастричными животными большое значение приобрело использование целлюлозолитических ферментов, без которых невозможно представить современное высокоэффективное птицеводство и свиноводство. После многолетних исследований этих ферментов были разработаны препараты, способствующие повышению усвоения клетчатки в организме разных видов животных. На основе одной из целлюлозолитических ассоциаций был разработан Целлобактерин, сочетающий свойства пробиотика с высокой целлюлазной активностью. Производимый фирмой "Биотроф" препарат оказался эффективным не только для молодняка крупного рогатого скота, но также для птицы и свиней [12].

Когда Л. Эрнст и Г. Лаптев проводили испытания новых препаратов, в качестве стандартов они использовали лучшие зарубежные аналоги. Результаты показали, что пробиотики на основе целлюлозолитических бактерий не уступают, а в определенных рационах и превосходят импортные ферментные препараты на основе целлюлаз грибного происхождения. Специалисты ряда птицефабрик обнаружили, что сочетание Целлобактерина и ферментных препаратов еще более повышает эффективность переваривания клетчатки рациона и улучшает продуктивность птицы. Проведенные опыты подтвердили наблюдения специалистов-практиков о синергизме бактериальных и грибных целлюлаз в птицеводстве. А значит, Целлобактерин и Целлобактерин-Т - это, скорее, дополнение к классическим ферментным препаратам. Сочетание бактериальных и грибных целлюлаз в рационах моногастричных животных и птицы - путь к дальнейшему повышению их продуктивности. Это сочетание обеспечивает лучшее переваривание и усвоение кормов [12].

Заключение

Проделав данную работу по изучению свойств клетчатки и роли ее в организме животных, можно сделать следующий вывод: клетчатка - это сложный углевод, который имеет сложную структуру молекулы, в связи с чем ее усвоение различными видами животных неодинаково - жвачные животные способны легко переваривать клетчатку и использовать ее с пользой для организма, моногастричные животные переваривают клетчатку хуже, из-за того, что их желудочно-кишечный тракт прост и в нем нет такого отдела, в котором могли бы обитать микроорганизмы, способные использовать этот углевод для собственной жизнедеятельности с одновременной пользой для себя.

Как углевод клетчатку необходимо включать в рацион животных не только потому, что она является источником энергии, но следует иметь ввиду, что она дополняет питательные вещества (протеин), способствует синтезу витаминов и аминокислот в организме.

Чтобы помочь животным в усвоении этого сложного, но важного для организма углевода, разработаны способы подготовки кормов к скармливанию, способствующие ее лучшему усвоению, а также правила заготовки кормов, содержащих клетчатку, чтобы ее полезные свойства сохранились и не утратили свою значимость.

Таким образом, клетчатка важный и незаменимый компонент в рационе животных, который в любом случае попадает в организм животного. Но необходимо, чтобы корм был правильно приготовлен, обработан и подан в кормушку животному.

Библиографический список

1. Костомахин, Н. М. Основные принципы составления кормовой смеси в молочном скотоводстве [Текст] / Н. М. Костомахин // Главный зоотехник. - 2013. - №5. - с. 6.

2. Макарцев, Н. Г. Кормление сельскохозяйственных животных [Текст]: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Калуга: Издательство научной литературы Н.Ф. Бочкаревой, 2012. - 608 с.

3. Топорова, Л. В. Практикум по кормлению животных [Текст]: Учебники и учебные пособия для студентов высш. учеб. заведений. - Л. В. Топорова [и др.]. - М.: КолосС, 2005. - 358 с.

4. Фаритов, Т. А. Корма и кормовые добавки для животных [Текст]: Учебное пособие / Т. А. Фаритов. - СПб.: Лань, 2010. - 304 с.

5. Фенченко, Н.Г. Биологически активные вещества в питании животных [Текст] : Научное издание / Башкирский НИИСХ. - Уфа, 2003. - 200 с.

6. Хазиахметов, Ф. С. Рациональное кормление животных [Текст]: Учебное пособие / Ф. С. Хазиахметов. - СПб.: Лань, 2011. - 368 с.

7. Хохрин, С. Н. Кормление сельскохозяйственных животных [Текст]: Учебник / С.Н. Хохрин. - М.: КолосС, 2004. - 692 с.

8. Шарифянов, Б. Г. Современные методы оценки питетельности кормов и полноценности кормления сельскохозяйственных животных [Текст]: Учебное пособие / Б.Г. Шарифянов, Р. М. Харрасов, Ф. С. Хазиахметов. - Уфа: Галиль, 2005. - 222 с.

Размещено на Allbest.ru