Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 6
2.1. Биохимические процессы в кормах при их заготовке и хранении 6
2.1.1, Изменение углеводного комплекса 8
2.1.2. Превращение азотистых веществ 13
2.2, Особенности биохимических процессов, протекающих в растительных кормах,консервированных азот- и серусодержащими препаратами. 18
2.3. Особенности обмена веществ и продуктивность животных при скармливании им консервированных кормов 26
3. Цель и задачи исследований 40
4. Схема опыта и методы исследований 43
5. Результаты исследований и их обсуждение 50
5.1. Консервирующее действие препарата СБАН в лабораторных условиях 50
5.1.1. Биохимическая характеристика силоса 50
5.1.2. Потери питательных веществ 63
5.1.3. Протеиназингибирующие свойства 67
5.2. Консервирующее действие препарата СБАН в производственных условиях. 70
5.3. Влияние силоса, консервированного препаратом СБАН, на состояние обмена веществ, продуктивность и качество продукции животных... 79
5.3.1. Концентрация общего азота и его фракций в крови 79
5.3.2. Уровень метаболитов,активность аргиназы и ферментов переаминирования. 87
5.3.3. Активность протеолитических ферментов... 91
5.3.4. Содержание сульфгидрильных групп, общего глютатиона и связанного с белком йода в крови. 94
5.3.5. Характеристика некоторых показателей углеводно-жирового обмена 99
5.3.6. Продуктивность животных, качество молока и молочных продуктов 102
3. Заключение 108
7. Выводы и предложения 117
3. Список литературы 120
9. Приложения 144
- Изменение углеводного комплекса
- Особенности обмена веществ и продуктивность животных при скармливании им консервированных кормов
- Биохимическая характеристика силоса
- Концентрация общего азота и его фракций в крови
Введение к работе
В дальнейшем развитии отраслей животноводства и увеличении производства всех видов животноводческой продукции важное знамение имеют создание прочной кормовой базы и повышение качества юрмов. В основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года, принятых ХШ съездом КПСС указывается, что неотложной задачей является коренное улучшение кормопроизводства и удовлетворение потребностей в кормах общественного животноводства, улучшение качества всех видов кормов, снижение потерь питательной ценности кормов при уборке и хранении (Материалы ХХУІ съезда КПСС. 1981, с.164-165).
С каждым годом все шире внедряются прогрессивные - технологии заготовки кормов. В стране растет производство сенажа, заготовка сена, а также широкое распространение находит приготовление силоса с применением химических консервантов.
Химическое консервирование является одним из эффективных способов сохранения зеленых кормов. Использование химических консервантов при заготовке и хранении зеленых кормов способствует значительному сокращению потерь питательных веществ. Применение химического консервирования позволяет сократить потери питательных веществ в 2-3 раза по сравнению с обычным силосованием кормов и в 5-7 раз по сравнению с сушкой на сено.
Преимущество химического консервирования перед другими способами заготовки и хранения кормов заключается в том, что оно позволяет заготавливать высококачественный корм из различных видов кормовых растений любой влажности с минимальными потерями питательных веществ. При этом потери сухого вещества в силосе из граф можно сократить до 8-12$, а протеина до 6-ІС$,
В настоящее время в области химического консервирования хормов применяются органические кислоты (уксусная, муравьиная, бензойная), КНМК и пиросульфит натрия, утвержденные инструкцией МСХ СССР и Государственной санитарной инспекцией от 5 июля 1979 года. Консервированные корма, заготовлен-зые с указанными препаратами не оказывают отрицательного действия на обмен веществ животных и качество получаемой продукции, Зднако, эти препараты имеют некоторые отрицательные свойства. Стоимость их продолжает оставаться высокой, они агрессивны по этношению к металлам и работающему с ними персоналу.
В связи с этим на современном этапе ведутся поиски новых дешевых, неагрессивных химических препаратов, обладающих не только хорошим консервирующим эффектом, но и обогащающих корм пред еденными элементами питания.
Известно, что сернистая кислота и её производные обладают консервирующим действием (Ларионов II.С, 79; Воробьев Е.С., Воробьева Л.Н.,30). При обработке указанными веществами в силосуемую массу вносится дополнительно азот и сера, что способствует обогащению этими элементами низкобелковых растений, таких как кукуруза.
С этой точки зрения заслуживает внимание новое средство для консервирования зеленых растений - препарат СЕАН (сульфит, биосульфит аммония, натрия). Настоящая работа посвящена изучению влияния скармливания силоса, приготовленного с препаратом СБАН, на азотистый обмен лактирующих коров, их продуктивность, качество молока и молочных продуктов.
Изменение углеводного комплекса
Проблема химического консервирования кормов является сложной научной и практической проблемой, объединяющей такие факторы, как растение, химическое вещество, животный организм. Реше-аие этой проблемы тесно связано с биохимией - наукой о химических процессах, протекающих в животных и растительных организмах і лежащих в основе их жизнедеятельности (Ленинджер А.,81; Афонский СИ. ,7; Кретович В.Л.,70; Плешков Б.П.,115; Чечеткин А.В. а др.,152).
В результате сложных биохимических процессов, протекающих в зеленых клетках растений, происходит образование и накопление кормовой массы. В растущих молодых растениях синтез веществ преобладает над их распадом. Скорость и направление биохимических реакций у таких растений строго координированы, благодаря регулирующему действию протоплазмы. После скашивания зеленых растений жизнь клеток сильно нарушается. Прекращается приток питательных веществ из внешней среды и биохимические реакции в растениях изменяются так, что равновесие между синтезом веществ и их распадом смещается в сторону последнего (Зубрилин А.А., 51).
Скошенные растения теряют свои защитные свойства и на них начинают быстро развиваться многочисленные микроорганизмы, разрушающие питательные вещества корма.
Растения продолжают дышать, если имеется доступ воздуха. Их жизнедеятельность продолжается и при заготовке в силосохранилище. Из воздуха поглощается кислород и пространство между частицами корма постепенно заполняется углекислым газом, в результате чего клетки отмирают, а многие вредные микроорганизмы лишаются гсловий существования (Шмидт В., Веттерау Г., 159),
В благоприятных условиях (содержание сахара, рН среды, злажность и т.д.) в силосуемой массе размножаются, главным об- азом, молочно-кислые бактерии. Образуемая ими молочная кислота быстро снижает рН в корме до 3,8-4,2 в результате чего корм силосуется.
Следует отметить, что основные функции жизнедеятельности жстений и микроорганизмов протекают примерно при рН около 5,8- ,5, а прекращаются полностью, за исключением некоторых бакте-)ий, при рН 3,8-4,2. Подкисление силосуемой массы химическими [репаратами до таких пределов инактивирует деятельность гнило-5ТНЫХ микроорганизмов и в какой-то степени ферментативную актив-юсть зеленого растения.
Одними из первых консервантов, применявшимися при заготов-се и хранении кормов были химические вещества неорганической срироды (Шгіапсп ЛХ, 214; Зубрилин А.А., 51,53; Шманенков [.А., Таранов М;Т., 158; Березовский А.А. и др., 10,11; Тара-юв М.Т., 133). Консервирующее действие минеральных кислот ос-ювывается на быстром подкислении кормовой массы до такого уров-ія рН, при котором многие ферменты прекращают свою функцию.
В настоящее время в практике силосования широко применяют ющества и соединения органической природы. Консервирующая сила іольшинства органических кислот обусловлена действием анионов [ различных функциональных групп (Таранов М.Т., Токарев В.Ф. и ср.,132). Свободно проникая через стенки клеток, органические сислоты быстро вызывают прекращение жизнедеятельности бактерий [ри более высоких, чем в случае использования минеральных кис-ют, значениях рН.
На характер бродильных процессов при заготовке и хранении зилосов влияют такие факторы, как уровень легкогидролизуемых углеводов, величина рН, содержание органических кислот и их зоотношение.
Процесс образования кислот находится в тесной зависимости эт содержания суммы водорастворимых углеводов и рН в кормах. Іри силосовании растений с высоким содержанием сахара основные ізменения происходят с водорастворимыми сахарами, которые под воздействием бактерий и дрожжей почти полностью превращаются з органические кислоты и спирты. Крахмал и структурные углеводы з процессе силосования изменяются незначительно.
Широкое применение при заготовке кормов нашли консерванты )рганической природы: муравьиная, пропионовая, бензойная кисло-т и их смеси.
Муравьиная кислота активно останавливает развитие бактериальных форм микроорганизмов. Внесение указанной кислоты при силосовании зеленых растений способствует сохранению значитель-юй части питательных веществ кормов (Колесников Н.В. и др., 56; fhlpwio У.у іХууіььаиІІім С, 170; Дибиров Н. и др., 40; WiXl/иХ jj7. , 217, 218; Владимиров В.Л. и др., 27; Кидимова I.A. и др., 62; Oj cla , Уьг ОІокіллґ С » 204). В тагам силосе отмечается низкий рН, высокое содержание сахара, по-зышение содержания молочной и понижение уксусной кислот (Воробьева Л.Н., 29; Jiointa VL /(. сі (ні, Ш; y&hoLbCt ff.j OniguA 219; % U)LLIL % , 188; /fo »? W , 208). Динамика развития микрофлоры в силосах с различными консервантами неравнозначна.
Особенности обмена веществ и продуктивность животных при скармливании им консервированных кормов
Процессы обмена веществ и энергии лежат в основе морфологических, функциональных и других изменений в животном организме. Обмен веществ включает обмен белков, жиров и углеводов, которые связаны в организме в единый процесс с помощью биологически активных веществ.
В процессе жизнедеятельности животный организм неразрывно связан с окружающей средой. Одним из важнейших факторов воздействия внешней среды являются условия кормления. Организм животного использует питательные вещества корма для восстановления тканей и органов своего тела, а также трансформирует их в питательные вещества молока, мяса и другой животноводческой продукции. Одной из основных составных частей рациона крупного рогатого скота является силос. В ряде экспериментов показано, что длительное скармливание молочным коровам кукурузного силоса не оказывает отрицательного влияния на их продуктивность и качественный состав молока (Боярский Л.Г., Прозора Э.С.,17; Калашников А.П., 58; %ц(Шеі JL.d&1% 185; Хм/ гмгії l{.cla{t 220). Включение силосованных кормов в рацион дойных коров в летний сезон также не приводит к снижению их продуктивности и ухудшению качества продукции (Новиков А.Г. ДОЗ; Герцен Е., Цмитровская В.,34; Бондарь Н. и др.,14).
Более того, недостаток грубых кормов (в том числе силосованных) в рационе содержащихся на промышленных комплексах животных приводит к субклиническим расстройствам обмена веществ (Владимиров В.Л. и др. ,26). При таком типе кормления коров в их крови увеличивается содержание белка, снижается количество альбуминов, увеличивается количество недоокисленных продуктов: молочной и пировиноградной кислот, а также кетоновых тел. Это сопровождается повышением уровня активности ферментов переами-нирования и снижением сахара в крови.
В последнее время при заготовке кормов в качестве химических консервантов все чаще используют органические кислоты, такие как: уксусную, муравьиную, пропионовую, бензойную, а также их смеси. Целесообразность их. применения.по-сравнению с минеральными веществами при консервировании кормов.заключается в их физиологическом соответствии организму животных. Так, в зависимости от-характера кормления в рубце образуется в среднем 60$ уксусной, 22-25$ пропионовой и 15-20$ масляной (Курилов Н.В., Кроткова А.П., 75).Известно, что уксусная кислота по сравнению с другими летучими жирными кислотами в большей степени используется для образования молочного жира, В ряде исследований показано, что скармливание силоса, консервированного уксусной кислотой способствовало повышению жирности молока (Омельяненко И.П. и др., 104; Омельяненко И.П., Шлийко А.,105), При анализе биологических показателей содержимого рубца выявлено, что в рубцовой жидкости коров, получавших в составе основного рациона силос,консервированный уксусной кислотой, содержалось больше летучих жирных кислот.
Муравьиная кислота, используемая для консервирования кормов, безвредна для животных. Частично она разрушается в процесе хранения силоса и полностью в преджелудках жвачных до образования углекислого газа и метана (Колесников Н.В. и др.,66; Воробьева.!.!!., 29).
При скармливании откормочному молодняку крупного рогатого скота клевера, консервированного муравьиной кислотой, Бочарова М.И., Шигарева В.И. (16) отметили, что интенсивное брожение в рубце животных сопровождалось образованием большого количества ЖК. Причем уксусная кислота составила основной процент от общей суммы ЖК. Такие показатели, как кислотная ёмкость, уровень свободных аминокислот и содержание кетоновых тел в крови, находились в пределах нормы. Было отмечено увеличение концентрации глюкозы в крови бычков, потреблявших силос, приготовленный с муравьиной кислотой, по сравнению с животными, поедавшими обычный силос. Авторы объясняют это повышенным поступлением легкопереваримых углеводов с силосом, консервированным муравьиной кислотой.
При скармливании крупному рогатому скоту кормов, консервированных муравьиной кислотой, получены более высокие среднесуточные приросты живой массы по сравнению с контрольными животными ( Лу f /. її. ,169; % owipAJOv\ $Va/t2I2; Владимиров H.,28).
Следует отметить, что скармливание обработанных органическими кислотами зеленых кормов животным способствует увеличению потребления ими сухого вещества и возрастанию их продзпктивности по сравнению с животными, поедавшими обычный силос (Зафрен С.Я., 49). Так, в опытах Ларионова П.С. и др. ( 80 ) фактическая поедаемость силоса с добавлением муравьиной кислоты за учетный период была на 1,2-1,4 кг в день выше, чем обычного силоса, Молочная продуктивность коров увеличилась на 2,7-3,2 кг. Заметно улучшилось и качество молока за счет снижения кислотности.
Пропионовая кислота полностью усваивается животными и является источником энергии. Известно, что в пищеварительном тракте жвачных животных всасываются небольшие количества глюкозы, а большая ее часть в организме образуется путем гликонео-генеза из пропионовой кислоты (Курилов Н.В., Кроткова АЛ. ,75).
При скармливании животным фуражного зерна, законсервированного пропионовой кислотой, получены более высокие - приросты живой массы по сравнению с контрольными животными, содержащимися на необработанном зерне (Попова Л.И., 116; Мельцер Я.Д. и др.,94; Недялков Л., Божинова 0.Д0І; Лукашевич Л.А.,86).
Биохимическая характеристика силоса
В ходе лабораторного опыта при изучении консервирующего действия препарата учитывали количество углекислого газа, образующегося в результате брожения кормовой массы. Известно, что выделяющиеся при ферментации газообразные продукты на 90-95$ состоят из углекислого газа (Коноплев Е.Г.,68). В исследуемых кормах процессы брожения протекали с различной иненсивностыо, так как количество образовавшейся двуокиси углерода в изучаемых силосах было различным. При всех испытанных дозах препарата СБАН, и особенно в дозе 12 л/т, количество выделившейся двуокиси углерода было значительно меньше, чем в силосе без консерванта, но больше чем в силосе, приготовленном с пиросульфитом натрия. Данное явление свидетельству ет о том, что препарат СБАН подавляет окислительно-восстановительные процессы в кормовой массе, но в меньшей степени, чем пиросульфит натрия. Это согласуется с данными других биохимических показателей силосов.
Что касается органолептических свойств, в нашем опыте было установлено, что по указанным показателям силоса контрольного и опытных вариантов (вскрытие после 50-дневного хранения) практически не различались. Корма, приготовленные с применением химических консервантов, были желто-зеленого цвета и имели приятный фруктовый запах. Структура частиц растений сохранилась, плесень отсутствовала.
Результаты биохимического анализа кормов показали, что силоса, обработанные пиросульфитом натрия и различными дозами препарата СБАН, были лучшего качества, чем силос без консерванта (таблицы 3 и 4). Консервированные корма превосходили контрольный силос по содержанию сухого вещества, азота, сахара и каротина (таблица 3).
Важным показателем, характеризующим питательные свойства изучаемых кормов, является содержание в них сухого вещества. В наших исследованиях пиросульфит натрия и испытываемые дозы препарата СБАН способствовали сохранению сухого вещества. Так, сохранность сухого вещества в силосе без консерванта соетавила 85,6$, а с применением различных доз препарата СБАН этот показатель находился на уровне 88,4$ - 91,8$, В большей степени сухое вещество сохранилось в варианте с пиросульфи-том натрия и составило 93,2$, от исходной зеленой массы кукурузы.
Подопытные силоса различались по содержанию общего, небелкового и аммиачного азота. Уровень общего азота был наименьшим в силосе без консерванта и составил 183 мг$. Силоса, приготовленные с добавлением изучаемых доз препарата СБАН в количестве 5,7,10,12 л/т содержали за счет азота консерванта достоверно большее количество общего азота, чем в контроле и в силосе с пиросульфитом натрия. Увеличение уровня общего азота в указанных силосах соответственно составило 28,4$, 32,2$, 38,8$, 43,7$ по отношению к обычному силосу и 15,2$, 18,6$, 24,5$, 28,9$ по отношению к силосу с пиросульфитом натрия. При сравнении с исходной массой кукурузы выявлено достоверное снижение содержания общего азота.в контрольном силосе на 22,5$ (Р ДО,01) и в силосе с пиросульфитом натрия на 13,6$ (Р L 0,01). Обработка кукурузы препаратом в дозах 7,10,12 литров на тонну увеличила содержание общего азота на 2,5$, 7,6$, 11,4$ по сравнению с исходной массой (различия статистически достоверны).
В изменении концентрации небелкового азота силоса контрольного и опытных вариантов наблюдалась такая же закономерность, как и в содержании общего азота, однако различия были недостоверными. Отношение небелкового к общему азоту в исходной массе - 7,62 в силосе без консерванта возросло до 49,7; в силосе, обработанном лиросульфитом натрия до 47,1; а в опытных силосах с использованием препарата СЕАН в дозах 10, 12 л/т до-43,3; 46,4 соответственно. При этом следует учесть, что в опытные силоса дополнительно вносился небелковый азот в форме аммонийных ионов с новым препаратом.
В свою очередь отношение белкового азота к общему в исходной зеленой массе кукурузы - 92,4 снизилось в силосе без консерванта до 50,3; в силосе, консервированном пиросульфи-том натрия до - 52,9; а в опытных силосах, приготовленных с препаратом СЕАН в дозах 10, 12 л/т до - 56,7; 53,6 соответственно. При этом, несмотря на внесение в опытные силоса небелковой формы азота с консервантом, доля белкового в составе общего азота была заметно выше по сравнению с силосом без консерванта и силосом с пиросульфитом натрия. Таким образом, изучаемый препарат в количестве 10, 12 литров на тонну зеленой массы кукурузы в большей степени способствовал снижению процессов распада белка. При консервировании исходного сырья препаратом СБАН с применением указанных доз меньше гидроли-зовалось белковых веществ на 11,3$ - 6, по сравнению с силосом без консерванта и на 6,7% - 1,3$ - силосом, обработанном пиросульфитом натрия.
Содержание аммиачного азота в контрольном силосе и силосе с пиросульфитом натрия находилось на одном уровне. В опытных силосах с применением препарата СЕАН в дозах 5,7,10,12 л/т обнаружен более высокий уровень азота аммиака, чем в силосе без консерванта и силосе с пиросульфитом натрия (различия статистически достоверны). В силосах как контрольного,так и опытных вариантов найдено достоверно большее количество азота аммиака, чем в исходной массе.
Концентрация общего азота и его фракций в крови
В живом организме обмен белков и ряда других азотистых веществ, обмен жиров, углеводов и минеральных соединений связаны через сложную цепь биологически активных веществ в единый процесс обмена веществ. Поэтому при исследовании желательно охватить все стороны обмена, причем как по уровню метаболитов, так и по уровню биологически активных веществ (ферментов,гормонов и др.).
О сложных физиологических процессах,происходящих в организме животного, свидетельствует состав крови. Кровь является той средой, через которую клетки тела получают все необходимые для их жизнедеятельности вещества. В свою очередь через кровь происходит удаление из клеток продуктов обмена. Выполняя транспортную функцию, кровь отражает особенности обмена веществ целиком в организме и является удобной тканью для прижизненного изучения. Исследование крови помогает понять сущность обменных процессов организма.
При выяснении влияния испытуемых силосов на процессы жизнедеятельности у подопытных коров за основу взяли изучение азотистого обмена. Белковые вещества крови и азотистые продукты их обмена в значительной мере определяют состояние и направленность обменных процессов. По состоянию белковых метаболитов в крови, а также уровню активности ферментов можно судить о нормальном течении обмена веществ в организме животных.
В таблице II приведены результаты биохимических исследований содержания общего азота и его фракций в крови лактирую-щих коров. Из данных, представленных в таблице, видно, что в начале опыта существенных различий между группами по содержанию общего азота и азотистых фракций в крови животных не наблюдалось. Животные до кормления опытными силосами характеризовались одинаковым уровнем общего азота, который находился в пределах 2430-2571 мг$. Через 1,5 месяца коргллешш изучаемыми силосами в крови коров всех групп наблвдали увеличение концентрации общего азота. Наибольшее его повышение (542 мг%) было обнаружено в крови коров Ш группы, получавшей дополнительно к основному рациону силос, консервированный пиросульфитом натрия, а в I и П группах оно составило 206 мг% и 149 мг% соответственно. К концу опытного периода содержание общего азота в крови лактирующих коров I и Ш групп уменьшилось по отношению к середине опыта (на 38 и 301 мг%) и увеличилось относительно начала опыта (на 168 и 241 мг%). Б этот же период при скармливании силоса, обработанного препаратом СЕАН в крови коров П группы повысилась концентрация общего азота по сравнению с жи-вотными контрольной группы на 119,2 мг% и животными, потреблявшими, силос с пиросульфитом натрия на 140,2 мг%. Однако,его содержание во всех случаях не превышало физиологической нормы.
Некоторое увеличение концентрации общего азота в крови коров П группы, по-видимому, было обусловлено повышенным поступлением аммиачного азота с силосом, обработанным препаратом СБАН.
Такая.же закономерность имела место и в изменении содержания белкового азота крови. У животных контрольной группы количество белкового азота несколько увеличилось к середине опыта и оставалось на этом же уровне до конца опыта.
При замене в рационе коров обычного силоса силосом,приготовленным с препаратом СБАН наблюдали увеличение к концу опыта уровня белкового азота на 260,2 мг% по сравнению с исходным уровнем. Скармливание.животным Ш группы.силоса с пиросульфитом натрия увеличило количество белкового азота к середине опыта на 529,2 мг% по сравнению с началом опыта. К концу опыта у животных, потреблявших силос с препаратом СЕАН увеличилось количество белкового азота на 111,2 ъ\т%, а у животных, поедавших силос с пиросульфитом натрия наоборот уменьшилось на 268,6 мг# по отношению к середине опыта.
В целом следует отметить, что разница по содержанию общего и белкового азота крови животных как между группами, так и по периодам опыта была статистически недостоверной (Р 0,05).
Содержание небелкового азота в крови является показателем интенсивности белкового обмена и его определение используется для характеристики различных физиологических состояний организма. Фракция небелкового азота включает в себя промежуточные и конечные продукты распада (мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатинин и т.д.), которые могут вовлекаться в обмен веществ, а также метаболиты, являющиеся пластическим материалом для синтеза белка (полипептиды и аминокислоты).
