Содержание к диссертации
Введение
1. CLASS Обзор литератур CLASS ы 14
1.1. Общие принципы образования и использования энергии в организме животных 14
1.2. Состояние дыхательной цепи в клетках 19
1.3. Факторы регуляции клеточной энергетики 27
1.4. Биохимические критерии, характеризующие состояние биоэнергетической системы в организме крупного рогатого скота 51
2. Материал и методы исследований 76
3. Результаты исследований и их обсуждение 85
3.1. Состояние биоэнергетической системы у крупного рогатого скота в связи с уровнем их продуктивности 85
3.1.1. Биоэнергетические критерии при оценке интенсивности роста и мясной продуктивности бычков 85
3.1.2. Биоэнергетические процессы в организме коров при разном уровне молочной продуктивности . 98
3.2. Биоэнергетические процессы и их регуляция в связи с факторами питания у крупного рогатого скота JQ2
3.2.1. Обмен энергии в организме у бычков в период ин тенсивного доращивания и откорма при разной распадаемости протеина корма 102
3.2.2. Влияние различных форм небелкового азота в рационах на биоэнергетические процессы у растущих и откармливаемых бычков 114
3.2.3. Влияние добавки кормового гидролизного сахара на использование питательных веществ рациона и биоэнергетические показатели крови у бычков - кастратов 143
3.2.4. Оптимизация энергетического и углеводного питания при интенсивном выращивании и откорме бычков 158
3.2.5. Влияние рационов с разным крахмалопротеиновым соотношением на биоэнергетические процессы и использование углеводов в организме растущихтелок
3.2.6. Биоэнергетический статус и продуктивность у коров в начале лактации при разном уровне обменной энергии в рационах 179
3.2.7. Влияние рационов с разным соотношением распа-даемого и нераспадаемого протеина и легкоперева римых углеводов на биоэнергетические процессы в организме лактирующих коров 191
4. CLASS Заключени CLASS е 204
5. Выводы 223
6. Практические предложения 226
7. Список литературы 227
8. Приложения 277
- Биохимические критерии, характеризующие состояние биоэнергетической системы в организме крупного рогатого скота
- Биоэнергетические процессы в организме коров при разном уровне молочной продуктивности
- Влияние различных форм небелкового азота в рационах на биоэнергетические процессы у растущих и откармливаемых бычков
- Биоэнергетический статус и продуктивность у коров в начале лактации при разном уровне обменной энергии в рационах
Введение к работе
В реализации генетического потенциала животных необходимым элементом является биоэнергетическая система, которая обеспечивает процессы метаболизма необходимой энергией, чем определяет рост, развитие организма и продуктивность животных. Особенно интересны отдельные компоненты биоэнергетической системы, отражающие уровень тканевого энергетического обмена и устойчиво наследуемые. В частности, креатинфосфокиназная система является важнейшим биоэнергетическим механизмом переноса макроэргических фосфатов и представляет динамичную структуру, осуществляющую транспорт макроэргов внутри клетки от мест синтеза (митохондрии и компартменты цитоплазмы) к местам потребления (АТФазы) (Wallimann Т. et al., 1998). Особенности её функционирования заключаются в необходимости обеспечить адекватный любому кровоснабжению энергетический обмен во всех тканях (Хитров Н.К., Пауков B.C., 1991). Другими словами, она должна быть открытой для воздействия внешних сигналов, лабильной, иметь различные механизмы регуляции и при этом оптимально функционировать. Это позволяет использовать определяющие интенсивность биосинтетических процессов критерии состояния креатинфосфокиназной системы для характеристики генотипа животного (Липская Т.Ю., 2001; Еримбетов К.Т. и др., 2005; Рослый И.М., Абрамов СВ., 2005). В практической работе одним из таких приёмов может быть выявление и использование биохимических тестов для раннего прогнозирования скорости роста, способности к формированию мышечной и жировой тканей и эффективности использования корма.
Одним из важнейших моментов в изучении биоэнергетики является установление метаболических взаимосвязей, которые отражают процессы трансформации основных органических соединений, поступающих в организм животного с питательными веществами рациона. Изучение этого вопроса позволит более детально познать взаимосвязи как внутриклеточных концентраций отдельных интермедиатов, так и уровней интегрирующих показателей, отражающих адекватный энергетический статус тканей и органов в процессе адаптации к различным факторам питания и, тем самым, построить цельную метаболическую схему превращений основных питательных веществ рациона в организме жвачных животных. Что касается сопряженности метаболических процессов в биоэнергетической системе целого организма, то для современного уровня развития динамической биохимии этот вопрос освещен крайне слабо (ОЬа М., Allen M.S.,2003; Галочкина В.П., 2006).
К наиболее важным регулирующим факторам биоэнергетической системы в организме крупного рогатого скота могут быть отнесены доступные для усвоения субстраты (аминокислоты, глюкоза, ЛЖК, высшие жирные кислоты и т.д.), образующиеся на этапах трансформации питательных веществ корма в преджелудках и кишечнике. Непрерывное функционирование органов, обеспечивающих молочную и мясную продуктивность животных, сопряжено с использованием энергии окисляемых субстратов. Например, при полном окислении глюкозы до воды и СОг чистый выход на одну её молекулу составляет 38 молекул АТФ, синтезированного из АДФ и неорганического фосфата. При этом две молекулы АТФ дает гликолиз, две - цикл Кребса и 34 образуются в ходе мембранного фосфорилирования. Вопросы регулирования субстратами тканевого энергетического обмена в последние годы стали актуальными и имеют важное значение для поиска и идентификации механизмов, обеспечивающих процессы формирования мясной и молочной продуктивности крупного рогатого скота (Boissen S., Verstegen M.W.A., 2000; Meijer A.J., Dubbelhuis P.F., 2004; Cheng S.W. et al., 2004; Du M. et al., 2007).
Несмотря на значительные успехи, достигнутые в области питания крупного рогатого скота, генетический потенциал мясной и молочной продукции, как показывает практика, реализуется недостаточно полно. В связи с этим возникает необходимость более детального изучения всех основных факторов, регулирующих продуктивные качества животных. Несомненно, что управление мясной и молочной продуктивностью невозможно без познания механизмов сопряжения биоэнергетических процессов и их регуляции. Последние обеспечивают энергией биосинтез компонентов мяса и молока у крупного рогатого скота в связи с условиями кормления, физиологическим состоянием, продуктивностью и возрастом. Механизмы же обеспечения энергией в форме АТФ и креа-тинфосфата биохимических и физиологических процессов в организме крупного рогатого скота, особенно биосинтеза компонентов продукции по сравнению с другими видами сельскохозяйственных животных изучены мало (De Lange C.F.M., Birkett S.H., 2005). Во многом непонятно, какие основные факторы создают комфортное состояние в организме жвачных животных, когда их физиологические процессы, биосинтез у них мясной и молочной продукции, а также условия кормления обеспечиваются наиболее эффективным с энергетической точки зрения типом метаболизма. Отчасти это объясняется сложностью общей структуры и взаимоотношений элементов комплекса метаболических путей, генерирующих соединения с макроэргическими связями. Частичное дублирование функций этих метаболических путей и относительное постоянство концентрации адениннуклеотидов, используемых в большом количестве, но не аккумулируемых в организме, серьёзно осложняет изучение биоэнергетических процессов (Решетов В.Б., Черепанов Г.Г., 2005; Lehnert S.A. et al., 2006).
Появление технической возможности комплексного определения концентрации ряда ключевых энергетических метаболитов и ферментов метаболических путей, обеспечивающих генерацию макроэргических соединений, позволило начать комплексное изучение состояния биоэнергетической системы организма крупного рогатого скота, включая адени-латную систему (Калачнюк Г.И. и др., 1997). Чаще встречаются исследования биоэнергетических систем у микроорганизмов (Кулаев И.С. и др., 2005).
Дальнейшие исследования биоэнергетических процессов и их регулирующих факторов на тканевом и органном уровне у жвачных животных должны быть направлены на разработку концепции использования энергии макроэргических связей на физиологические функции и биосинтез компонентов продукции (Мушкамбаров Н.Н., 1988; Ершов Ю.А., Мушкамбаров Н.Н., 1990; Решетов В.Б., 1998, 2003; Du М. et al., 2007).
Актуальность и научно-практическое значение результатов проведенных исследований связаны с возможностью разработки новых способов регулирования биоэнергетических процессов и биосинтеза компонентов мяса и молока у крупного рогатого скота с целью оптимальной реализации продуктивного потенциала животных, повышения биоконверсии энергии корма в животноводческую продукцию и улучшения её качества.
Работа выполнена в соответствии с планами научно - исследовательских работ ГНУ ВНИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных и Всероссийского государственного НИИ животноводства.
Биохимические критерии, характеризующие состояние биоэнергетической системы в организме крупного рогатого скота
Энергия корма, освобождаемая организмом животного в процессе окисления субстратов, становится доступной клеткам только после прохождения стадии высокоэнергетических соединений. В числе последних преобладают нуклеотиды, а среди них первое место занимает АТФ. Он необходим для биосинтетических реакций (синтеза белков, жиров, углеводов, медиаторов нервной системы и др.), служит источником при со - 52 кращении мышц, для выполнения осмотической работы, является предшественником циклической АМФ (цАМФ) и т.д. Окисление всех органических веществ в организме связано с предварительным активированием за счёт АТФ, благодаря чему они становятся доступными для атаки соответствующими ферментами: креатинкиназой, лактат-, малат-, глюко-зо-6-фосфат-, глутамат- дегидрогеназами и другими ферментативными системами. Процессы активирования веществ, участвующих в метаболизме, состоят в присоединении к их молекулам остатков фосфорной кислоты, отщепляемых от АТФ, что катализируется ферментами фос-фотрансферазами. Обеспечение больших потребностей организма адено-зинтрифосфатом достигается высокой оборачиваемостью его терминальной фосфатной группы.
Важное значение в энергетике органов и тканей играет креатин-фосфокиназная (КФК) система, которая представляет ключевую в энергетическом обмене медиаторную структуру, способную к множественным взаимодействиям с большинством энергопродуцирующих (гликоли-тическая цепь и митохондрии) и энергопотребляющих (АТФазы) структур при использовании одного полифункционального метаболита - креатина, и обеспечивающую транспорт макроэргов внутри клетки. Мито-хондриальная КФК обеспечивает синтез креатинфосфата (КФ) из цито-плазматического креатина и энергии митохондриальной АТФ. КФ энергетически и структурно более выгоден, чем АТФ. Креатинкиназа, состоящая из MM, MB и ВВ изоформ обеспечивает расщепление КФ и синтез АТФ, который далее используется в различных реакциях, протекающих в клетках организма животных (Рослый И.М., Абрамов СВ., 2005).
По современным данным, общее количество АТФ в клетках разделяется на два пула: митохондриальный - 80 % и цитоплазматический — 20 %. В связи с этим концентрация и соотношение компонентов адени - 53 латной системы, ключевых метаболитов и активности ферментов, участвующих в процессах трансформации основных органических соединений, поступающих в организм животного с питательными веществами рациона отражают всесторонне биоэнергетическое обеспечение органов и тканей при конкретной ситуации (Липская Т.Ю., 2001).
Почти сразу же после открытия АТФ (1929 г.) высказывалось предположение об участии этого соединения в обмене клеточной энергии, что было доказано Липманом в 1941 году (Lipmann F., 1941).
АТФ, АДФ и АМФ содержатся в клетке в довольно существенных количествах. Все эти нуклеотиды присутствуют не только в растворимой фракции цитоплазмы, но и в некоторых органеллах, в частности в митохондриях и ядрах. В основном эти соединения представлены комплекса-ми с магнием (М АТФ" и ЇУ АДФ"), присутствующими в клетке в экви-молярном соотношении 1:1. Образование таких комплексов обусловлено сильно выраженной способностью пирофосфатных групп, связываться с двухвалентными катионами, однако сродство АТФ к ионам Mg2+ примерно в 10 раз превышает сродство к АДФ. Живые клетки представляют собой открытые системы. Они обмениваются веществом и энергией с окружающей средой. Более того, они практически никогда не достигают состояния полного равновесия; живая клетка в каждый данный момент находится в стационарном состоянии, при котором определённой скорости «притока» вещества и энергии соответствует определённая скорость «оттока» (Kuczek М., 2002).
Для каждой химической реакции характерно определённое изменение стандартной свободной энергии G01 (изменение свободной энергии при стандартных значениях температуры и давления, при 1,0 М концентрациях всех исходных веществ и продуктов обмена и при рН = 7,0).
Величина G01 гидролиза АТФ до АДФ и фосфата считается сейчас 7,30 ккал при условии, когда рН = 7,0, температура 37С, имеется избыток ионов Mg2+ при 1,0 М концентрации исходных соединений и веществ метаболизма. Если ввести соответствующие поправки с учётом реальных значений рН и концентрации ионов Mg внутри клетки, а также стационарных концентраций АТФ, АДФ и фосфата в водной фазе клетки, то получается, что свободная энергия гидролиза АТФ должна быть равна приблизительно 12,5 ккал. Следовательно, свободная энергия гидролиза АТФ в клетке не является величиной постоянной: она может изменяться во времени и может быть не одинаковой для разных участков клетки, поскольку в них не одинаковы такие условия, как величина рН, концентра-ция ионов Mg и концентрация АТФ, АДФ и фосфата. Для гидролиза концевой фосфатной группы АДФ (АДФ+Н20 = Аденозин + Фн) характеризуется существенно более низкой величиной (G01 = 3,40 ккал). Заметим, что соседние фосфатные группы связаны друг с другом ангидридными связями, тогда как связь между рибозой и фосфатной группой в молекуле АМФ является сложноэфирной (Meyer A.S. et al., 2003).
Энергетический обмен в организме представляет собой сложную систему биохимических реакций. Основным химическим соединением, определяющим состояние энергетического потенциала биосистемы, является концентрация АТФ. Показано, что уровень АТФ в клетке сохраняется постоянным (Banks В., Veznon С, 1970). Совершая работу, клетка расходует АТФ, но тут же ресинтезирует её за счёт окислительного фос-форилирования (Lee I. et al., 2002).
Согласно (Atkinson D.E., 1968), энергетическое состояние клетки лучше всего может быть охарактеризовано наличием в ней АТФ-АДФ-АМФ, и если все содержащиеся в клетке аденозинфосфаты находятся в форме АТФ, то это означает, что система энергетически заполнена до предела, то есть её энергетический заряд равен 1,0. Другому предельно - 55 му состоянию системы соответствует случай, когда все содержащиеся в клетке аденозинфосфаты находятся в форме АМФ; в этом случае система не содержит высокоэнергетических связей, то есть она энергетически «пуста» и её энергетический заряд равен нулю. Если все аденозинфосфаты находятся в форме АДФ или в виде эквимолекулярной смеси АТФ и АМФ, то это значит, что система заполнена высокоэнергетическими связями наполовину, т.е. её энергетический заряд равен 0,5. Энергетический заряд системы АТФ - АДФ - АМФ можно легко вычислить для любого соотношения концентраций АТФ, АДФ и АМФ при помощи уравнения: Энергетический заряд = ([АТФ] + V2 [АДФ] / [АТФ] + [АДФ] + [АМФ]).
Биоэнергетические процессы в организме коров при разном уровне молочной продуктивности
Как отмечено выше, высокий уровень мясной и молочной продуктивности жвачных животных в значительной мере определяется интенсивностью и функциональной направленностью аденилатной, креатин-фосфокиназной и лактатдегидрогеназной систем. При этом животные более высокого уровня продуктивности в больших объёмах используют энергию корма для биосинтеза продукции.
Логичным развитием этих исследований является изучение вопросов регулирования биоэнергетических процессов у молодняка крупного рогатого скота и лактирующих коров факторами питания с целью полной реализацией генетического потенциала мясной и молочной продуктивности.
С целью поиска путей возможного регулирования интенсивности биоэнергетических процессов и продуктивности жвачных животных путем изменения уровня обеспеченности их организма аминокислотами и энергией мы провели серию опытов на растущих бычках, тёлках и лактирующих коровах холмогорской и черно-пестрой пород на разных стадиях их выращивания, откорма и лактации.
. Обмен энергии в организме у бычков в период интенсивного доращивания и откорма при разной распадаемости протеина корма
Высокий уровень обменной энергии в рационах достигается за счет включения зерновых концентратов. Однако при этом существенное значение имеют показатели доступности питательных веществ и энергии, которые зависят от качества содержащихся в рационе протеина, крахма -103 ла, структурных углеводов и жира. При изучении процессов питания необходимо учитывать как состояние преджелудочного пищеварения, так и показатели кишечного переваривания протеина и крахмала у жвачных животных. От регулирования соотношения преджелудочного и кишечного пищеварения, в конечном счете, зависит эффективность использования питательных веществ и энергии корма на продукцию (Ludden Р.А., Kerley M.S., 1997; Агафонов В.И., 19986; Chudy Y.A., 2001; Kovacova J. et al, 2001; Merry R.J. et al., 2006; Reed J J. et al., 2007).
Определение степени использования субстратов рационов позволяет оценивать биоэнергетические процессы, регулирующие интенсивность и направленность метаболических потоков, за счет которых происходит трансформация питательных веществ корма в компоненты мяса. Для регулирования тканевого обмена, процессов обеспечения субстратами физиологических функций животных и биосинтеза компонентов прироста живой массы необходима информация об оптимальных источниках энергии и участии в обмене веществ метаболитов, не использованных в энергетическом обмене. В частности, вопросы регулирования аминокислотами тканевого энергетического обмена в последние годы являются актуальными и имеют важное значение для оценки механизмов, регулирующих процессы формирования мясной продуктивности бычков (Ludden Р.А., Kerley M.S., 1998; Сорокин М.В., Лазаренко В.П., 2003; Bodine T.N., Purvis Н.Т., 2003; Awawdeh M.S. et al., 2006; Еримбетов K.T., 2007).
В связи с этим в задачу нашей работы входила оценка биоэнергетического статуса, эффективности использования обменной энергии и интенсивности роста у бычков в период интенсивного доращивания и откорма при разном уровне обеспеченности организма незаменимыми аминокислотами на рационах с разной распадаемостью протеина в рубце.
Объектом исследования служили бычки черно-пестрой породы (п = 10) 8 - 15-месячного возраста, содержащиеся в виварии ВНИИФБиП с-х. животных на привязи. Животные получали корм 3 раза в сутки, индивидуально по детализированным нормам, разработанным для интенсивных технологий выращивания и откорма молодняка крупного рогатого скота (Левантин Д.Л. и др., 1971; Калашников А.П. и др., 1994). В период эксперимента ежесуточно учитывали потребление корма; интенсивность роста животных оценивали по результатам взвешивания до утреннего кормления в течение 2 сут подряд, а затем рассчитывали средний показатель. После предварительного периода, продолжавшегося 3 месяца, по принципу парных аналогов, с учетом живой массы и интенсивности роста, бычки были распределены на две группы по 5 голов в каждой. 1 и 2 группы - соответственно контроль и опыт.
Разную обеспеченность метаболических процессов аминокислотами создавали за счет применения разных по составу комбикормов. Животные 1 группы (контроль) получали типовой комбикорм на ячменной основе с подсолнечниковым шротом в качестве источника протеина с высокой распадаемостью в рубце. У бычков 2 группы (опыт) из состава комбикорма исключали подсолнечниковый шрот, но вводили кукурузный глютен и соевый шрот как источники протеина с низкой распадаемостью и с целью балансировки содержания некоторых незаменимых аминокислот (лизин, метионин), пивную дробину, диаммонийфосфат, серу и органические кислоты (яблочная, лимонная и фумаровая) для поддержания микробиологических процессов в рубце на высоком уровне (Приложение 1). В рационах животных обеих групп содержалось одинаковое количество как сырого протеина, так и обменной энергии. Распа-даемость протеина корма животных 1 и 2 групп составляла соответственно 71 и 64 %. Содержание обменной энергии в корме 14-месячных животных составляло 1,12 МДж / кг живой массы (Приложение 2).
Влияние различных форм небелкового азота в рационах на биоэнергетические процессы у растущих и откармливаемых бычков
Наряду с существованием универсальных путей и циклов обмена веществ, таких как гликолиз, цикл трикарбоновых кислот и окислительное фосфорилирование, в организме животных существуют так называемые метаболические шунты (гексозомонофосфатный и др.), образующие «короткое замыкание» этих циклов, за счёт наличия общих коэнзимов и метаболитов. Благодаря наличию последних в организме устанавливаются «мосты» и «переходы» между разными процессами, что целесообразно с точки зрения сокращения энергетических затрат в организме (Бра-унштейн А.Е., 1959; Кребс Г., Корнберг Г., 1959; Ингрем М., 1964; Racker Е., 1965; Riss P.M., Madsen А., 1983; Waiblinger S. et. al., 2001; Иванов К.П., 2001). Сходство типов обменных процессов и наличие «узлов связи» и прямого взаимодействия между ними создают предпосылки для интеграции обмена веществ. Именно благодаря интеграции, сведению разнообразных химических процессов в единую соподчинённую систему, организм способен к саморегулированию и к поддержанию структуры и функций в изменяющихся условиях окружающей среды (Нейфах С.А. и др., 1967). Он обладает целым набором механизмов контроля, обеспечивающих приспособление скорости реакций образования энергии к физиологическим потребностям организма. К таким механизмам относятся, прежде всего, регуляция скоростей ферментативных реакций концентрацией доступных субстратов и кофакторов, конкуренция различных энзиматических систем за общие компоненты и другие. Известен обширный класс явлений, объединяемых термином «аллостериче-ское регулирование», под которым подразумевают процессы, ведущие к модификации активности ферментов при их взаимодействии со специфическим метаболитом (эффектором) (Ныосхолм Э., Старт К, 1977). В качестве эффекторов выступают чаще всего конечные продукты различных полиферментных систем.
Имеющиеся в литературе данные указывают также на сложную функциональную связь реакций первичного дегидрирования субстратов с дыхательной цепью митохондрий, в основе которой лежат, по крайней мере, два механизма взаимодействия: 1) прямая зависимость скорости дегидрогеназных реакций от скорости переноса электронов в дыхательные цепи и 2) аллостерическое влияние адениннуклеотидов на ключевые ферменты систем первичного дегидрирования субстратов.
Что касается изучения взаимосвязей между отдельными метаболическими путями, составляющими единый энергетический процесс обмена в организме жвачных животных, то, как правило, внимание акцентируется на исследовании отдельных показателей энергетического обмена, не выявляя их взаимосвязи в сложной биоэнергетической системе.
Современная наука располагает данными, позволяющими утверждать, что в значительной мере проблема кормового протеина в нашей стране может быть решена за счет использования синтетических азотистых веществ (CAB), и в первую очередь карбамида, в кормлении жвачных животных.
Как известно, жвачные могут использовать разные формы CAB и обеспечивать организм животных полноценным микробным белком. К настоящему времени в мировой науке и практике накоплен огромный материал, свидетельствующий, что в рационах жвачных животных, при соблюдении определенных требований, до 1/3 потребности в протеине может быть восполнено за счет CAB (McBride K.W., 2003; Tan Z., Murphy M.R., 2004; Waterman R.C. et al., 2007; Duff G.C., Galyean M.L., 2007). Одной из причин, сдерживающих широкое практическое использование CAB в нашей стране, являлось отсутствие, до последнего времени, надежных способов использования их в кормлении жвачных животных.
Однако огромное значение в усвоении питательных веществ, в том числе и азота небелковых соединений, имеют биоэнергетические процессы, функциональное назначение которых в организме заключается в выработке макроэргических соединений. Например, для полного превращения одного грамм-моля азота поступившего в организм животного, требуется два грамм-моля АТФ (Blaxter K.L., 1971). Но вопрос о влиянии CAB на состояние биоэнергетической системы органов и тканей у жвачных изучен недостаточно.
Исходя из результатов предыдущего опыта, представляло интерес изучить состояния биоэнергетических процессов, определение спектра энергетических сопряжённостей и установление зависимости спектра и степени энергетических сопряжений в тканях откормочных бычков разного возраста при скармливании им рационов с разными формами кар бамида в составе комбикормов, отличающихся как химической структурой, так и физической формой.
В соответствии с задачами исследований был проведён эксперимент совместно с отделом кормления ВИЖа в опытном хозяйстве «Дуб-ровицы» на 25 бычках черно-пестрой породы, отобранных для откорма в возрасте 11 месяцев. Бычки были разделены на 5 групп по 5 голов в каждой.
Животным 1-й (контрольной) группы на фоне основного рациона (Приложение 3), который состоял из 16 кг кукурузного силоса и 2 кг соломенно-травяных гранул (80-85 % ячменной соломы и 15-20 % травяной муки) скармливали комбикорм, приготовленный по рецепту К 64 - I (табл. 14). Бычки опытных групп в составе рациона получали комбикорма: 2 гр. - с 10 % карбамидного концентрата, 3 гр. — с 3 % изобутилиден-димочевины (ИБДМ), 4гр. - комбикорм с 2 % карбамида в рассыпном виде и 5 гр. - тот же комбикорм с карбамидом в гранулированном виде. Опыт продолжался 140 суток, в том числе первые 20 суток - уравнительный период. У всех бычков кровь для биохимических исследований брали из яремной вены через 4 часа после начала утреннего кормления три раза: в начале опыта (возраст животных 11 мес), в середине опыта (13 мес.) и в конце опыта (15 мес.) В конце эксперимента был проведен контрольный убой бычков в возрасте 15 месяцев - по 3 головы из каждой группы. У каждого животного отбирали пробы длиннейшей мышцы спины и печени для биохимического анализа.
Биоэнергетический статус и продуктивность у коров в начале лактации при разном уровне обменной энергии в рационах
Для нормальной жизнедеятельности и продуктивности животных необходимо постоянное поступление в организм энергии. В организме животных обмен веществ тесно связан с обменом энергии, источником её являются все органические вещества корма.
У высокопродуктивных коров в начале лактации возникает дефицит энергии, так как на образование молока они расходуют её больше, чем потребляют с кормом (Овчаренко Э.В., 1990; Агафонов В.И. и др., 2000). Этот дефицит, покрываемый животными за счет тканевых резервов, можно уменьшить путем скармливания зерновых кормов, богатых углеводами (Курилов Н.В. и др., 1975; Солун А.С., Попов Н.И., 1979; Кашина Е.Д., 2000; Лапшин С.А., ЕсинаИ.В., 2001)
С целью повышения молочной продуктивности у коров необходимо изучать интенсивность и направленность биохимических процессов, участвующих в биосинтезе компонентов молока. Одним из факторов, определяющим уровень биосинтеза молока, является повышение норм кормления коров. Однако этот фактор оказывает также прямое влияние на биоэнергетическую систему организма животных, о чем можно судить по биоэнергетическим показателям их крови. В настоящее время накопилось много данных о положительном влиянии повышенного уровня энергетического питания высокопродуктивных коров в сухостойный период и после отела на скорость метаболических потоков в молочной железе, предотвращение кетозов и увеличение молочной продуктивности. Ряд авторов рекомендуют повышать нормы энергетического питания высокопродуктивных коров, чтобы предупредить потери живой массы в начале лактации и в полном объеме использовать потенциальные возможности организма животных (Курилов Н.В. и др., 1975; Тес-ленко В.Т., 1977; Ващекин Е.П. и др., 1980; Лазаренко В.П., Агафонов В.И., 2000; Овчаренко Э.В., Медведев И.К., 2000; Агафонов В.И., 2006). Большой интерес при этом вызывает вопрос: как высокий уровень питательных веществ в рационе влияет на фонд энергетических субстратов крови, которые поступают в молочную железу для трансформации их в компоненты молока? Таким образом, биоэнергетическая система крови играет важную роль в перераспределении субстратов энергетического обмена по всему организму, в том числе и для молочной железы.
Задача исследований данного раздела заключалась в изучении влияния уровня обменной энергии в рационах коров в начале лактации на бионергетический статус крови и молочную продуктивность.
Работу провели в колхозе «Борец» Раменского района Московской области на взрослых лактирующих коровах холмогорской породы. Для этого отобрали 16 коров 2 - 5-й лактации, разделили их по принципу аналогов на 2 группы по 8 голов в каждой. Продуктивность коров за предыдущую лактацию была 5077 - 5254 кг молока 4 % - ной жирности.
В предварительный период (17 суток) животных кормили по нормам ВИЖ. В основной период (103 суток) опыта уровень кормления животных контрольной группы был равен 100 %, опытной - 120 % от норм ВИЖа. При этом уровень обменной энергии в рационе в опытной группе составил 194,3 МДж, а в контрольной - 157,9 МДж (Приложение 7). После 120-ти суток лактации коров перевели на одинаковый уровень кормления.
В конце опыта у 10 животных (по 5 из контрольной и опытной групп) брали пробы крови пункцией яремной вены через 3 часа после утреннего кормления.
Концентрация энергии в 1 кг сухого вещества корма в опытной группе возросла с 8,83 до 9,17 МДж обменной энергии по сравнению с контролем, переваримого протеина на 1 корм. ед. составило 114 и 111 г, сахаро-протеиновое отношение равнялось 0,77 и 0,73, (табл. 37). Повышение уровня обменной энергии за счет увеличения доли всех кормов в рационе опытной группы практически не изменило содержания питательных веществ в процентах от сухого вещества.
В основной период коровы опытной группы получали питательных веществ фактически на 24,2 % больше, чем контрольной, а среднесуточный удой в пересчете на 4 % - ное молоко возрос на 6,2 %. Следовательно, удои увеличивались непропорционально прибавке корма. Затраты кормов на 1 кг молока оказались выше при повышенном уровне кормле - 183 ния на 16,4 % (табл. 38). У животных контрольной группы за период опыта живая масса понизилась на 8,1 %, в то время как в опытной группе практически не изменилась. Как видно из таблицы 38, удой на корову за 305 суток лактации в опытной группе, получавшей повышенный уровень обменной энергии в рационе, был выше на 14,6 %, а затраты кормовых единиц на 1 кг молока 4%-ной жирности были ниже на 3,95 %. Дополнительное потребление питательных веществ рационов высокопродуктивными коровами в начале лактации оказывает положительное влияние на молочную продуктивность в целом за лактацию.
По схеме научно-хозяйственного опыта на 6 коровах (по 3 из каждой группы) был проведен физиологический опыт с целью изучения влияния разных уровней обменной энергии в рационах на переваримость, баланс и использование питательных веществ (в нашей совместной работе с Груздевым Н.В. «Михайлов В.В., Груздев Н.В. Влияние кормления на биоэнергетический статус крови коров // Молочное и мясное скотоводство 2005, № 8:26-28»). Переваримость сухого и органического веществ, протеина и безазотистых экстрактивных веществ практически были одинаковыми. В опытной группе, получавшей повышенный уровень обменной энергии, переваримость жира была выше на 4,8 %, клетчатки - на 3,4 % (табл. 39).
