Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1. Историческая справка, распространение бентонитовых глин в природе и области их применения 8
1.2. Разновидности бентонитовых глин и их физико-химические свойства 11
1.3. Применение бентонитовых глин в животноводстве 17
1.3.1. Использование бентонитовых глин при производстве комбикормов 30
1.3.2. Применение бентонитов для подкормки сельскохозяйственной птицы 31
1.4. Использование бентонитовых подкормок в качестве сорбента некоторых тяжелых металлов в организме животных 39
1.5. Краткая характеристика микрофлоры желудочно-кишечного тракта птицы и воздействие на него бентонитовых подкормок 40
1.6. Роль ферментов в организме птицы 44
2. Материал и методика исследований 47
3. Результаты собственных исследований 52
3.1. Результаты 1 -го научно-хозяйственного опыта по изучению воздействия подкормки бентонитовой глиной на организм цыплят- бройлеров 52
3.2. Условия содержания и кормления подопытных цыплят-бройлеров 52
3.3. Гематологические показатели цыплят-бройлеров 55
3.3.1. Морфологические показатели крови 55
3.3.2. Биохимические показатели крови 59
3.4. Коэффициенты переваримости и использование питательных веществ рациона 62
3.4.1. Обмен азота, кальция и фосфора 65
3.5. Экспозиция и скорость продвижения химуса по пищеварительному тракту цыплят-бройлеров 67
3.6. Ферментативная активность содержимого некоторых отделов пищеварительного тракта цыплят-бройлеров 69
3.7. Убойные и мясные показатели цыплят-бройлеров 73
3.8. Химический состав мяса птицы, содержание в нем тяжелых металлов 76
3.9. Динамика живой массы, сохранность, конверсия корма у цыплят-бройлеров 79
4. Результаты 2-го научно-хозяйственного опыта по изучению воздействия бентонитовых подкормок на организм кур-несушек 84
4.1. Условия содержания и кормления подопытных кур-несушек 84
4.2. Гематологические показатели кур-несушек 84
4.2.1.Морфологические показатели крови
4.2.2.Биохимические показатели крови 87
4.3. Влияние подкормки бентонитовой глины на яичную продуктивность кур-несушек 90
4.4. Конверсия кормов кур-несушек 95
4.5. Мофологические показатели яйца 96
4.6. Биохимический состав яйца 97
4.7. Инкубационные качества яйца 101
4.8. Ферментативная активность содержимого некоторых отделов пищеварительного тракта кур-несушек 103
Апробация результатов исследований 107
Производственная апробация результатов исследований на цыплятах-бройлерах 108
Апробация результатов исследований на курах-несушках 109
Экономическая эффективность использования бентонитовой глины в рационах подопытных цыплят-бройлеров и кур-несушек 110
Обсуждение результатов собственных исследований 113
Выводы 122
Предложения производству 124
Список использованной литературы 125
Приложения 145
- Разновидности бентонитовых глин и их физико-химические свойства
- Роль ферментов в организме птицы
- Динамика живой массы, сохранность, конверсия корма у цыплят-бройлеров
- Ферментативная активность содержимого некоторых отделов пищеварительного тракта кур-несушек
Введение к работе
Актуальность темы. Птицеводство является одной из динамично развивающихся отраслей агропромышленного комплекса источником полноценных продуктов питания - яйца и мяса. Высокая рентабельность птицеводческой индустрии достигается за счет внедрения в производство новых высокопродуктивных кроссов, такого как, «Смена 7», усовершенствования технологии содержания, за счет значительного снижения затрат на корма, повышения уровня биозащиты. Диетичность продукции птицеводства и высокий уровень безопасности для здоровья человека имеют также существенное значение (Тучемский Л.И., Самереев С.М. и др., 2004).
Максимальная, наследственно обусловленная продуктивность и сохранение здоровья птицы обеспечиваются только в том случае, если удовлетворяются все потребности организма в энергетических, минеральных и биологически активных веществах. В связи с этим должны разрабатываться рационы на основании современных детализированных норм кормления с учетом химического состава и питательности используемых кормов.
Одним из каталитически-активных веществ, поступающих в организм в составе кормов, считаются минеральные вещества, которые, участвуют в регуляции энергетического, белкового и липидного обмена; они являются структурным материалом при формировании тканей и органов, входят в состав органических веществ, поддерживают коллоидное состояние белка, осмотическое давление и кислотно-щелочное равновесие. Играют важную роль в процессах дыхания, кроветворения, переваривания, всасывания, синтеза, и выведения продуктов распада из организма, оказывают благотворное действие на деятельность ферментов и гормонов, участвуют в процессах обеззараживания вредных ядовитых продуктов и синтеза антител (Лапшин С.А., Кальницкий Б.Д. и др., 1988).
Животные и птицы в условиях Центрального Предкавказья, в частности в условиях IV природно-климатической зоны, недостаточно обеспечены некоторыми макро- и микроэлементами. Местные корма дефицитны по содержанию йода, меди, цинка, кобальта и марганца (Дзанагов X.Б., 1970; Тменов И.Д., 1973; Дзагуров Б.А., 1978).
В последнее время в нашей стране и за рубежом для компенсации минеральной недостаточности кормовых рационов все больше стали применять
вещества природного происхождения: травертины, сапропели, бентонитовые и цеолитоподобные глины, подкормка которыми оказывает стимулирующее действие на физиологические и продуктивные показатели животных и птицы.
Роль подкормки животных и птицы цеолитоподобными глинами не ограничивается общепризнанным каталитическим действием минеральных веществ на пищеварительные процессы, а представляют собой микропористые алюмосиликаты кристаллической структуры и определенные размеры пор
Природные бентониты обладают сорбционными, ионообменными, молекулярно-ситовыми свойствами (Кирюткин Т.В., Сироткин В.П.,1991, Дзагуров Б.А., 2007).
Проводимыми ранее исследованиями по изучению возможности использования в качестве подкормки бентонитовых глин местных месторождений (Тменов И.Д., 2001, Дзагуров Б.А., 2008, Кривонос Н.В., 2005 и др.) для частичного компенсирования микроминеральной недостаточности кормовых рационов птицы доказано достоверное улучшение биолого-ресурсного потенциала птицы, обоснованное физиологическими показателями. В связи с этим представлялось актуальным изучение действия бентонитовых подкормок цыплят-бройлеров и кур-несушек на некоторые, ранее не изучаемые, пищеварительные процессы в организме птицы и качественные изменения состава мяса и яйца птицы.
Цель и задачи исследований. Целью исследований было изучение действия подкормки бентонитом со свободным доступом на биолого-ресурсный потенциал птицы.
Для достижения поставленной цели были изучены:
-физиологические показатели (морфологический и биохимический состав крови, ферментативная активность химуса, скорость продвижения содержимого желудочно-кишечного тракта);
-переваримость питательных веществ рациона, обмен азота и минеральных элементов;
-химический состав мяса, морфологические и биохимические показатели яйца;
-концентрация тяжелых металлов в некоторых тканях тела птицы и в отдельных морфологических частях яйца;
-продуктивные показатели птицы (динамика живой массы, яйценоскость, инкубационные качества яйца, убойные и мясные качества, конверсия кормов);
-экономическая целесообразность использования бентонитовых подкормок птицы.
Научная новизна работы состоит в том, что изучены ранее не исследованные физиологические показатели, в том числе ферментативная активность содержимого некоторых отделов желудочно-кишечного тракта, отражающие воздействие подкормок птицы бентонитовой глиной из нового Заманкульского месторождения РСО-Алания на пищеварительные процессы в организме, частично раскрывающие механизм их действия, а также способность бентонитов улучшать некоторые качественные признаки продуктов птицеводства.
Практическая значимость работы обоснована разработкой рекомендаций производству по рациональному использованию бентонита нового Заманкульского месторождения в составе рационов птицы, что увеличивает биологический ресурс организма птицы, повышает продуктивность и экономический эффект производства мяса и яйца.
Разновидности бентонитовых глин и их физико-химические свойства
Среди природных бентонитов известно более 30 минеральных видов и разновидностей, образовавшихся при различных геологических процессах. Они отличаются друг от друга внешними признаками, химико-минералогическим составом и физико-химическими свойствами.
По генетическому признаку бентонитовые глины подразделяются на классы: 1)выветривания; 2)диагенетические; 3)катагенетические; 4)гидротермальные; 5)метаморфические и 6)позднемагматические. Породы, используемые в народном хозяйстве, относятся к диагенетическому типу. Крупные их месторождения представлены главным образом клиноптилолитом, морденитом, шабазитом, эрионитом, филлипситом (Михайлов А.С, 1979).
В природе встречается много разновидностей бентонитов, которые отличаются друг от друга не только химико-минералогическим составом и физико-химическими свойствами, но и внешними признаками. Они бывают серого, голубого, зеленоватого, бурого, кремового, реже белого и других оттенков. По диаметру входных окон бентониты делятся на: широкопористые, среднепористые, узкопористые, а по консистенции на рыхлые и плотные (Барбанишвили Д.Н, 1977).
Бентониты различных и даже одного и того же месторождения значительно отличаются друг от друга из-за наличия примесей в виде гипса, кальция, магнезита, биотита, минералов кремнезема, а также растворимых в воде солей щелочных и щелочноземельных металлов и др. (Петров В.П., 1972). Идентификация бентонитов затруднена, т.к. практически невозможно выделить мономинеральную фракцию туфов (Гузиев И.С., 1975; Горохов В.К., 1982).
Основные промышленные месторождения относятся к поздней генетической группе, выделяемой среди диагенетических бентонитов. Большинство месторождений имеют клиноптилолитовый, реже — морденитовый и филлипситовый состав с содержанием цеолита в породе от 69 до 95 %.
Клиноптилолит - наиболее широко распространенный в осадочных породах бентонит. Образцы, упомянутые как клиноптилолит, на самом деле являются клиноптилолитсодержащими туфами, имеющими в породе помимо клиноптилолита еще и монтмориллонит, кварц, полевой шпат, опал и измененное вулканическое стекло. Бентониты классифицируются по ионообменным свойствам на основе различий в величинах объемной емкости, внутрикристаллического объема и кинетического диаметра входных окон (Челищев Н.Ф., 1978).
По кристаллической структуре бентонитовые глины подразделяются на 5 групп: гейландит, клиноптилолит, стильбит, стеллерит, брюстерит, структура которых определяется сочетанием тетраэдров.
По своему строению природные бентониты являются алюмосиликатами со скелетной структурой, содержащей пустоты, занятые крупными ионами и молекулами воды, имеющими значительную свободу движения.
Первичной строительной единицей бентонитового каркаса является тетраэдр, центр которого занят атомом кремния или алюминия, а в вершинах расположены четыре атома кислорода, каждый из которых является общим для двух тетраэдров. Таким образом, совокупность всех тетраэдров образует непрерывный каркас.
Замена четырехвалентного кремния на трехвалентный алюминий в тетраэдрах определяет отрицательный заряд каркаса, который компенсируется зарядами одновалентных или двухвалентных катионов щелочных и щелочноземельных металлов (натрия, калия, кальция, магния и др.), расположенных вместе с молекулами воды в каналах структуры. Эти катионы легко замещаются, поэтому их называют обменными в отличие от кремния и алюминия, которые не обмениваются в обычных условиях и называются тетраэдрическими или каркасными атомами (Кузнецов С.Г., 1993).
Поры и каналы, пронизывающие каркас цеолита, составляют 40 % от его объема. Диаметр каналов колеблется от 2,2 до 9 Ангстрем в зависимости от вида бентонита. Кристаллическая решетка минералов монтмориллонитовых глин имеет большой избыток отрицательного заряда. Обменная способность монтмориллонита связана с замещением атомов водорода из гидроксильной группы (Ротэрмаль З.А., 1964). Нейтрализация отрицательных зарядов происходит за счет положительно заряженных катионов, которые абсорбируются на поверхности кристаллической решетки. Абсорбированные ионы в водной среде гидролизуются, т.е. окружаются определенным количеством молекул воды. Наибольшей гидратирующей способностью обладают ионы щелочных металлов, в частности натрия, наименьшей — щелочноземельные металлы (кальций и магний) (Твалчеридзе А.А., 1941;МерабишвилиМ.С, 1962).
Бентонитовые глины, благодаря особенностям кристаллического строения (наличие микропор, высокой подвижности молекул и обменных катионов), обладают уникальными адсорбционными, ионообменными, молекулярно - и ионоситовыми свойствами, высокой кислотоустойчивостью и термостабильностью, селективностью к крупным катионам щелочных, щелочноземельных, редкоземельных и некоторых цветных и тяжелых металлов, поверхностной активностью, связующими свойствами, хорошей гигроскопичностью.
В полости бентонитов по каналам могут проникать и задерживаться различные катионы и молекулы. Чем шире каналы, тем крупнее могут быть молекулы, проникающие в полость. Таким образом, бентониты выполняют роль «молекулярных сит», отделяя малые молекулы, которые способны проникать в их каналы, от более крупных, которые туда не проникают. Величина свободного внутрикристаллического пространства, наряду с размером входных окон, является важным адсорбционным свойством (Барнабишвили Д.Н., 1977; ЧелищевН.Ф., 1980).
По мнению профессора Самэдзима, адсорбционные свойства бентонитовых глин в значительной мере определяются составом обменных катионов, эффективность молекулярно-ситового действия которых зависит от полярности молекул, молекулярного веса, наличия квадропольных моментов. Исходя из этого, природный клиноптилолит может адсорбировать сравнительно крупные молекулы следующих веществ: S02, СН4, H2S, С2Н6, NH3, С02, Н20, N2, 02 и др. (Цхакая Н.Ш., 1985).
Одной из важнейших природных особенностей бентонитовых глин является высокая степень их дисперсности, которая находится в функциональной зависимости от рода и количества обменных катионов щелочных металлов, обычно натрия.
Наличие развитой поверхности раздела на границе твердой и жидкой фаз, а, следовательно, и значительный запас поверхностной энергии, обусловливают связующие свойства клиноптилолитовых пород.
Связь между частицами клиноптилолитов в водной среде усиливается и по мере удаления воды. При полном удалении воды (искусственном высушивании) наступает прочная связь, которая обеспечивает сильное сцепление частиц глины, как между собой, так и с частицами тех материалов, с которыми они соприкасаются. При этом частицы бентонитовых глин, благодаря чешуйчатому строению, ориентируются по плоскости, образуя прочную связь. Это позволяет получить из тонкодисперсных фракций пленочные материалы, обладающие эластичностью (Мерабишвили М.С., 1972). Все вышеперечисленные свойства и определяют широкое применение бентонитовых глин в промышленности и сельском хозяйстве.
Открытые в 1995 г. в Алагирском районе РСО-Алании природные минеральные комплексы двух разновидностей, условно названные ирлит-1 и ирлит-7, представлены образованиями бентонитового типа и содержат в своем составе определенные количества подвижных форм кальция, фосфора, калия, железа, меди, марганца, кобальта и др. жизненно необходимых минеральных элементов. Как и все бентонитовые глины, они обладают ионообменными, сорбционными, молекулярно-ситовыми и др. уникальными свойствами, присущими подобным глинам (Цогоев В.Б., 1998).
Роль ферментов в организме птицы
Продуктивность птицы определяется количеством энергии, поступающей в организм, основным источником которой являются углеводсодержащие компоненты рациона - растительные корма(зерновые и их производные) (А.В. Пристач, 1999;В.И.Фисинин и др., 1993 ;Н.В.Ездоков, 1974;С.А.Мирошников, 2002;С.С.Мартыненко, 2000).
Питательные вещества-углеводы, протеины и жиры в том виде, в каком они находятся в корме, не могут быть усвоены организмом животных и птицы. Только после воздействия на них различных ферментов и расщепления до более простых веществ они могут всасываться через стенки желудка и кишечника, переноситься кровью по всем органам и тканям и использоваться для поастических и энергетических целей (С.И.Афонский, 1970; В.И.Фисинин и др.,1999;С.Бернхард, 1968;Д.Варнер, 1968; Н.П.Воронов, 1962).
Важную роль играют ферменты в окислении веществ, освобождении химической энергии и других обменных процессах. Также они принимают участие в процессах обмена веществ между организмом и внешней средой (С.Бернхард, 1971; Н.И.Шабетов и др., 2002).
К пищеварительным ферментам относятся: протеолитические (протеазы), расщепляюшие протеин; амилолитические ферменты (карбогидразы), расщепляющие углеводы и липолитические ферменты (эстеразы), расщепляющие жиры (С.А.Афонский, 1970).
Особенностью пищеварительной системы птицы является наличие зоба, в котором корм подготавливается для дальнейшего переваривания, размягчается, перемешивается и частично переваривается ферментами корма и бактериями, поступившими с растительным кормом (В.Н.Фисинин, 1998).
Под действием высокоспецифичных биологических катализаторов-ферментов в организме птицы, как и у других животных, происходит превращение питательных веществ в энергетический и пластический материал (R.Duchmann et. Al., 1999).
Пищеварительный тракт у птиц сравнительно короче, чем у млекопитающих. Корм в основном переваривается и адсорбируется в тонком отделе кишечника под влиянием пищеварительных ферментов, секретируемых поджелудочной железой и стенкой кишечника и желчи, секретируемой печенью. Поверхность кишечника птиц увеличена за счет многочисленных структур-крипт, содержащих специальные клетки, в основе которых капилляры переносят кровь.
Толстый отдел кишечника птиц очень короткий. В ротовой полости частицы корма не претерпевают изменений. Слюнные железы расположены группами в области языка и глотки, секретируя 7-30 мл слюны в день, которая служит для смачивания пищи (Н.В. Ездаков, 1976; Л. А. Ерзикян, 1971 ;R.Fuller, 1984,1989).
Исследователями в конце 60-х годов было установлено, что недостаточность ферментной активности пищеварительного тракта молодых животных и птицы снижает коэффициент использования питательных веществ в организме(В.М.Газдаров, Л.И.Ничипуренко,1968;Н.В.Ездаков, 1974,В.М.Газдаровидр., 1969).
Анализ данных по результатам исследований ученых в области использования бентонитовых глин в качестве подкормки птицы позволяет сделать вывод об эффективности их использования. Бентонитовая подкормка снижает скорость продвижения химуса по пищеварительному тракту, улучшает переваримость и усвояемость питательных веществ, повышает продуктивность, сохранность и конверсию кормов. Данный факт можно объяснить физико-химическими свойствами и структурными особенностями: сорбционными и ионообменными качествами и содержанием в них микро- и макроэлементов, обуславливающими их биологическую активность.
Динамика живой массы, сохранность, конверсия корма у цыплят-бройлеров
Скармливание цыплятам-бройлерам бентонита свободным доступом оказало определенное влияние на изменение их живой массы.
Динамика изменения приростов живой массы учитывалась еженедельным взвешиванием 10% подопытного поголовья. Результаты взвешиваний приводятся в таблице 18 и на диаграмме 5.
Результаты , приведенные в таблице 18 показывают, что в начале опыта живая масса цыплят-бройлеров в суточном возрасте была в среднем одинаковой-134,2 грамма в контрольной группе и 135,4 в опытной. В возрасте 14 дней разница между сравниваемыми группами составила 21,7г или на 7,17% в пользу цыплят опытной группы (Р 0,01).В трёхнедельном возрасте- 83 г или на 15,6% (Р 0,01). Разность между контрольной и опытной группой в возрасте 4 недель составила 192,1 г или 19,9% (Р 0,001). В возрасте 5 недель живая масса цыплят опытной группы превышала контрольную на 215,4 г или на 14,53% (Р 0,001), а в возрасте 6 недель -260,9 г или на 12,9% больше, чем цыплята контрольной группы (Р 0,01).
Анализ таблицы позволяет сделать вывод, что подкормка цыплят бентонитовой глиной стимулировала увеличение живой массы цыплят-бройлеров опытной группы, получавших бентонитовую глину при свободном доступе.Исследования показали, что цыплята опытной группы затрачивали на 1кг прироста меньше корма, чем цыплята контрольной группы. Данные представлены в таблице 19 и на диаграмме 6.
Приведенные данные показывают, что скармливание бентонита при свободном доступе цыплятам-бройлерам способствовало увеличению конверсии корма.
Одним из показателей эффективности воздействия бентонитовой глины на организм цыплят-бройлеров является сохранность поголовья. Сохранность поголовья определяли ежедневно, результаты опыта отражены в таблице 20 и на диаграмме 7.
Данные таблицы 20 свидетельствуют о том, что сохранность цыплят-бройлеров, за весь период проведения опыта, была довольно высокой во всех группах. Существенных различий между контрольной и опытной группами не наблюдалось: в контрольной группе процент сохранности к 42 дням составил 96%, а в опытной - 98% .
Полученные данные позволяют сделать вывод, что подкормка цыплят-бройлеров бентонитовой глиной со свободным доступом оказала положительное действие на интенсивность роста, сохранность поголовья, экономию затрат корма на 1кг прироста живой массы за счет улучшения обмена веществ.
Ферментативная активность содержимого некоторых отделов пищеварительного тракта кур-несушек
Бентонитовые глины, как известно, сами по себе не имеют питательной ценности, а выполняют в основном каталитическую функцию в пищеварении. (Николаев В.Н., 1990; Петункин Н.И.,1990; Mumpton F., 1978 Dawkins Т., 1990 и др.).
По данным ряда авторов (Калюжнов В.Т.,1988;Петункин Н.И.,1990) бентонитовые глины повышают активность липазы и пепсина, активизируют некоторые пищеварительные ферменты, что приводит к улучшению переваримости питательных веществ корма, а также выводят из организма вещества, угнетающие активность этих ферментов.
Нами была исследована ферментативная активность содержимого мышечного желудка и двенадцатиперстной кишки подопытных кур-несушек. Результаты анализов представлены в таблице. Опыт проводился в возрасте птицы 260 дней.
В результате установлено, что большей протеолитической активностью отличалась пищеварительная система птиц опытной группы.
При этом в 260-дневном возрасте птица этих групп достоверно превзошла своих контрольных аналогов по ферментной активности мышечного желудка на 5,1%, а также двенадцатиперстной кишки - на 4,9% соответственно.
Из данных таблицы видно, что куры-несушки опытной группы достоверно превосходили своих контрольных аналогов по амилолитическои активности содержимого мышечного желудка на 3,8% и химуса двенадцатиперстной кишки -на 2,9% соответственно.
В ходе экспериментов также изучали липолитическую активность содержимого пищеварительного канала (таблица 33).
Анализ данных таблицы показывает, что липолитическая активность содержимого мышечного желудка у подопытных кур-несушек опытной группы была выше на 4,6%, химуса двенадцатиперстной кишки незначительно выше - на 3,4%, при недостоверности результата.
Данные по изучению целлюлозолитической активности содержимого мышечного желудка и двенадцатиперстной кишки представлены в таблице 34.
Анализируя данные таблицы 34 видно, что целлюлозолитическая активность содержимого мышечного желудка у птицы опытной группы была выше на 5,1 %, химуса двенадцатиперстной кишки была выше - на 4,3%.
Из результатов опыта видно, что подкормка бентонитовой глиной оказала благотворное влияние на протеолитическую, целлюлозолитическую, липолитическую и амилолитическую активность пищеварительной системы подопытных кур-несушек. Поскольку бентониты сами по себе не представляют питательной ценности, а являются источником таких элементов, как калий, магний, кальций, медь и т.д., которые являются специфическими активаторами определенных ферментовдо, следовательно, использование их в качестве минеральной добавки будет стимулировать ферментативную активность некоторых отделов желудочно-кишечного тракта птицы, что подтверждают результаты наших опытов, повышая усваиваемость питательных веществ, развитие и продуктивность птицы.
