Введение к работе
Актуальность темы. Основными задачами зоотехнической науки в области микроминерального питания сельскохозяйственных животных следует считать дальнейшее уточнение оптимальных потребностей и кормовых норм микроэлементов для животных; изучение взаимодействия микроэлементов между собой и с другими компонентами рациона; поиск наиболее эффективных способов компенсации дефицита; разработка надежных критериев обеспеченности животных микроэлементами.
Широко распространенные в стране молочные комплексы п крупные фермы промышленного типа, специализированные хозяйства для выращивания телок и нетелей предусматривают интенсивную хозяйственную эксплуатацию животных в принципиально новых, порой близких к экстремальным (технологические шумы, ограниченный моцион, дефицит инсоляции, применение нетрадиционных кормов и др.) условях.
Эти условия, наряду с созданием высокопродуктивных пород и породных групп скота, совершенствованием системы кормления в целом, требуют существенного пересмотра наших представлений о потребностях животных в микроэлементах, периодического уточнения норм микроминерального питания с учетом возраста и физиологического состояния.
В основе решения этой проблемы лежат экспериментальные исследования путей и особенностей метаболизма микроэлементов в организме разных возрастных и продуктивных групп животных, физиолого-биохимической роли основных микроэлементов, их влияния на продуктивные качества (А. П. Дмитроченко, 1961; А. Хенниг, 1976; В. И. Георгиевский, Б. Н. Анненков, В. Т. Самохин, 1979; Б. Р. Овсищер, 1980; В. Т. Самохин, 1981; Б. Д. Кальницкий, 1985; А. А. Алиев и др., 1986; Н. И. Клейменов и др., 1989; Е. J. Underwood, 1974; М. Anke, М. Grun и. а. 1982; P. Мс. Donald, 1988 и др.).
Используемые в производственной практике определения валового содержания микроэлементов в кормах не дают полного представления о ценности кормов, как источника микроэлементного питания, поскольку лишь часть их может усваивать-
ся и активно включаться в метаболические процессы. Эта часть может зависеть как от кормового источника микроэлементов, так и от вида, возраста, физиологического состояния, уровня продуктивности животного, то есть направления и напряженности биохимических и физиологических процессов в организме. В этой связи очевидна необходимость углубленного изучения биологической доступности микроэлементов из разных кормов, кормовых добавок и рационов в целом для различных групп сельскохозяйственных животных, роли пищеварительного тракта и отдельных его участков в усвоении и метаболизме микроэлементов, возможности обеспечения животных микроэлементами за счет основных кормов в определенных хозяйственных и природно-климатических условиях; изыскания дополнительных источников и способов профилактики гипо- и гипермикроэлементозов. Обобщение экспериментальных данных позволит уточнить нормы и разработать более рациональную систему микроминерального питания разных групп сельскохозяйственных животных.
Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ТСХА по теме «Усовершенствовать систему кормления животных с целью повышения их продуктивности и улучшения качества продуктов животноводства» (номер Государственной регистрации 81085540) и входит составной частью в отраслевую научно-исследовательскую программу Госагро-прома СССР О.сх.49 «Разработать физиолого-биохимические основы высокой продуктивности сельскохозяйственных животных» (головной институт — ВНИИФБиП с.-х. животных).
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучение общих закономерностей и особенностей обмена микроэлементов (Си, Zn, Mn, Fe) у молочного скота разного возраста, физиологического состояния и уровня продуктивности в связи с условиями кормления и содержания. Уточнение, на основе полученных данных, потребностей разных возрастных и продуктивных групп животных в меди, цинке, марганце и железе, возможности удовлетворения этих потребностей за счет микроэлементов, содержащихся в основных кормовых ингредиентах.
В этой связи в задачи исследований входило:
определить содержание микроэлементов (Си, Zn, Mn, Fe) в основных кормовых культурах, кормах и рационах крупного рогатого скота в условиях, характерных для хозяйств с промышленной технологией производства молока Центральной Нечерноземной зоны РСФСР;
проследить метаболизм микроэлементов в рубце (учитывая показатели органического обмена), включая роль слюны;
изучить абсорбцию микроэлементов в желудочно-кишечном тракте, их использование в организме и пути выделения у молочного скота разного возраста и физиологического состояния;
определить роль разных отделов желудочно-кишечного тракта коров в усвоении меди, цинка, марганца и железа;
установить общую ретенцию и распределение микроэлементов в органах и тканях;
изучить влияние состава рациона и физической формы кормов на доступность микроэлементов и их использование животными;
выявить возможные особенности обмена микроэлементов у коров при разных условиях летнего содержания;
уточнить потребности молочного скота в микроэлементах в связи с возрастом, физиологическим состоянием и уровнем продуктивности и степень удовлетворения этих потребностей за счет микроэлементов, содержащихся в основных кормах рационов;
изучить динамику концентраций микроэлементов в крови, рубцовой жидкости (РЖ), молоке и волосе, возможность использования этих показателей в качестве критериев оценки обеспеченности микроэлементами разных возрастных и продуктивных групп молочного скота.
Научная новизна. Впервые в длительных физиологических опытах на одних и тех же животных при одновременном исследовании показателей органического обмена, роста, развития и клинико-гематологических показателей и продуктивности изучен обмен микроэлементов (Си, Zn, Мп и Fe) у молочного скота в связи с позрастом, породой, физиологическим состоянием, продуктивностью, условиями кормления и содержания.
На основании результатов многолетних исследований установлено, что в условиях Центральной Нечерноземной зоны РСФСР основные корма и типовые рационы для крупного рогатого скота, используемые в хозяйствах с промышленной технологией производства молока содержат, как правило, избыток (от рекомендуемых норм потребности животных) железа и марганца, недостаток цинка и иногда меди. Показатели кажущейся абсорбции этих элементов в желудочно-кишечном тракте на фоне наиболее типичных рационов варьируют в зависимости от возраста и физиологического состояния животных в пределах: меди — 45—56%, цинка — 48—56, марганца — 10—25, железа —9—15.
В опытах на полифистулированных лактирующих коровах установлены закономерности усвоения микроэлементов в разных отделах желудочно-кишечного тракта. Экспериментально доказана доминирующая роль тонкого отдела кишечника
в абсорбции микроэлементов (60—70% от общей абсорбции). Показана роль многокамерного желудка и толстого отдела кишечника в усвоении меди, цинка, марганца и железа.
В рубцовом метаболизме микроэлементов активную роль играют микрофлора и микрофауна, кумулирующие биоэлсмен-ты из жидкой фазы рубцового химуса. Установлено, что в гомеостазе микроэлементов существенную роль играет их рециркуляция со слюной: с учетом доступности микроэлементов из кормов, их поступление в рубец только с паротидной слюной равнозначно потреблению цинка и марганца с 1—2 кг корма, меди — 2—3, железа — 4—5. В условиях оптимального микроминерального питания животных существует прямая зависимость показателей валовой и относительной ретенции каждого конкретного микроэлемента от его содержания в рационе и уровня абсорбции; почечная экскреция и затраты'элемента на продукцию молока могут существенно повлиять на его ретенцию лишь при субоптимальных дозах в рационе.
Восполнение дифицита микроэлементов в рационе путем внесения в составе минеральных солей, как правило, повышают их абсорбцию и соответственно ретенцию за счет лучшей доступности из минеральных источников. Показано положительное влияние восполнения дефицита цинка, меди и селена в рационе на обмен других микроэлементов на фоне лучшего использования органической части рациона.
Установлено, что замена летне-пастбищного содержания коров летне-стойловым при должной организации кормления и моциона животных не вызывает существенных изменений в обмене и использовании микроэлементов. Не отмечено существенных различий в метаболизме микроэлементов у молочных коров разной породной принадлежности, но близких по уровню продуктивности.
Практическая значимость и реализация результатов работы В результате многократных исследований определено содержание основных микро- и макроэлементов в наиболее характерных для хозяйств Центральной Нечерноземной зоны РСФСР кормах и рационах. Составлены справочные таблицы по содержанию макро- и микроэлементов в основных кормах для молочного скота.
Установлена доступность микроэлементов из типовых силосно-, сенажно-, травяно-концентратных и нетрадиционных (монокорм) рационов для высокопродуктивного (удой 5000 кг и более натурального молока за лактацию) молочного скота. Выяснена роль разных отделов желудочно-кишечного тракта в усвоении микроэлементов.
Уточнены потребности молочного скота в основных микроэлементах. Установлена обеспеченность (относительно к нормам потребности) животных в микроэлементах (Си, Zn, Мп,
F, Se) за счет их содержания в основных кормовых ингредиентах рационов.
Определены доверительные границы содержания микроэлементов в крови и рубцовой жидкости для телок разного возраста, сухостойных и лактирующих коров, соответствующие физиологически нормальному статусу микроэлементов в организме.
Полученные в экспериментах сведения о закономерностях метаболизма микроэлементов, о роли разных отделов желудочно-кишечного тракта в их усвоении используются в учебном процессе по разделам физиологии пищеварения и обмена веществ.
Нормированный по нашим рекомендациям микроминеральный состав детализированных рационов для высокопродуктивных голштинофризских коров в ГПЗ «Зыбино» дал годовой экономический эффект от производства молока в сумме 54223 рубля на поголовье 667 животных (акт внедрения от 6 февраля 1989 г.).
Основные итоги наших исследований реализованы в «Рекомендациях по минеральному питанию сельскохозяйственных животных», МСХ СССР, ВАСХНИЛ, М: Агропромиздат, 1985.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены, юбсуждены и одобрены на:
ежегодных совместных заседаниях научно-методической комиссии зооинженерного факультета и кафедры физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных ТСХА (1974— 1989 гг.);
годчных заседаниях Главживпрома СССР (Москва, 1976— 1980т);
годичных межинститутских координационных заседаниях по заслушиванию научных отчетов и координации научных исследований по общесоюзной отраслевой тематике с.-х. 0,49 (Боровск, 1978—1989);
научных конференциях Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева (Москва, 1979, 1981, 1982, 1984, 1986, 1988);
научной конференции Великолукского СХИ (1979);
Всесоюзной научной конференции «Физиология и биохимия с.-х. животных — решению Продовольственной программы СССР» (Боровск, 1985);
X Всесоюзной конференции по микроэлементам «Микроэлементы в биологии и их применение в медицине и сельском хозяйстве» (Чебоксары, 1986);
Всесоюзном совещании «Пищеварение и биосинтез молока в связи с качеством протеинового питания жвачных животных» (Боровск, 1987);
VI конференции молодых ученых «Разработка методов биоинженерии в животноводстве для совершенствования продуктивных и технологических качеств с.-х. животных» (Ленинград, 1987);
Всесоюзной конференции «Физиология продуктивных животных — решению Продовольственной программы СССР» (Тарту, 1989);
Всесоюзном симпозиуме «Биохимия с.-х. животных и Продовольственная программа» (Киев, 1989);
XI Всесоюзной конференции «Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине» (Самарканд, 1990);
международной конференции «Биологические аспекты высокой продукции молока» (Чешские Будейовицы, 1985).
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 30 статьях, помещенных в научных журналах и научно-производственных сборниках научных совещаний, симпозиумов и конференций.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав — «Обзор литературы», «Объект и методы исследований», «Результаты собственных исследований», заключения, выводов и предложений. Включает &% таблиц, 1 рисунков, Ц фотографий. Общий объем работыЦ^стра-ниц машинописного текста. Список литературы включает Ц$Л наименования, в том числе -f^f на иностранных языках.