Содержание к диссертации
Введение
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1. Углеводы корма и пути их превращения в пред-желудках жвачных 6
1.2. Влияние различных факторов на использование углеводов корма 19
1.3. Метаболизм азота и ферментация неструктурных полисахаридов в рубце жвачных 26
П. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
II.I. Характеристика подопытных животных и методика исследований 36
П.І.І. Условия проведения опытов и характеристика подопытных животных 36
П.1.2. Оперативные методы исследований 39
П.1.3. Биохимические методы исследований 42
П.2. Распадаемость протеина рационами переваривание сухого вещества в желудочно-кишечном трак
те жвачных животных 44
П.2.1. Определение распадаемости протеина рациона 44
П.2.2. Переваривание сухого вещества в желудочно-кишечном тракте жвачных 45
П.З. Влияние качества протеина корма на ферментацию неструктурных полисахаридов и растворимых
углеводов в рубце жвачных животных 50
П.3.1. Ферментация крахмала, фруктанов и растворимых углеводов в рубце овец 50
П.З.2. Ферментация крахмала, фруктанов и растворимых углеводов в рубце коров 56
П.4. Ферментация неструктурных полисахаридов рубцовой микрофлорой в условиях in vitro 61
П.5. Переваривание и эффективность использования неструктурных полисахаридов и растворимых углеводов жвачными животными 64-
П.5.1. Переваривание и использование крахмала, фруктанов и растворимых углеводов
в желудочно-кишечном тракте овец 64-
П.5.2. Переваривание и использование крахмала, фруктанов и растворимых углеводов в желудочно-кишечном тракте коров 70
П.6. Влияние протеина различной степени деградируемости на переваривание и эффективность использования азота в желудочно-кишечном тракте жвачных 77
П.6.1. Переваривание и использование азота организмом овец 77
П.6.2. Переваривание и использование азота организмом коров 82
Ш. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 88
IV. ВЫВОДЫ 104
V. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 107
VI. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 108
УП. ПРИЛОЖЕНИЕ
- Углеводы корма и пути их превращения в пред-желудках жвачных
- Влияние различных факторов на использование углеводов корма
- Характеристика подопытных животных и методика исследований
Введение к работе
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" поставлены больше задачи по дальнейшему росту производства продуктов животноводства и повышению продуктивности скота и птицы. Повышение продуктивности животных в современных условиях интенсификации сельскохозяйственного производства в значительной степени зависит от организации сбалансированного кормления и использования питательных веществ рациона, что в свою очередь обусловлено соотношением в нем протеина и углеводов.
Благодаря существованию преджелудков и живущих там в симбиозе с организмом животного популяциям микроорганизмов, создается возможность расщепления и использования в качестве энергии большого количества полисахаридов. Наличие легкоусвояемых углеводов в рационе значительно улучшает процессы микробиального пищеварения в рубце, повышает эффективность использования азота организмом животного, оказывает положительное влияние на состояние здоровья и воспроизводительную функцию животного.
В последние годы в нашей стране и за рубежом уделяется большое внимание вопросам протеинового питания жвачных животных. Это связано с тем, что обеспеченность сельскохозяйственных животных протеином не отвечает научно обоснованным нормам. Недостаток его составляет 17-30% от потребности животных. При таких условиях наряду с увеличением производства белковых кормов хорошего качества не менее важное значение имеет разработка мероприятий повышения эффективности их использования. Исследования убедительно показали, что решение вопросов рационального протеинового питания жвачных животных невозможно без достаточного знания процессов распада кормового протеина и синтеза микробного белка в рубце.
Разрабатываемая новая оценка протеиновой питательности корма учитывает потребность животного в распадающемся протеине (для оптимальной продукции микробного белка) и в протеине, который не распадается в рубце (для обеспечения оптимальным количеством аминокислот самого животного).
Синтез микробного белка связан, в основному ростом микроорганизмов. Рост микроорганизмов в анаэробных условиях рубца зависит главным образом от достаточного снабжения энергией (АТФ). Анаэробные условия рубца ограничивают глубину извлечения энергии из субстрата. В этих условиях для роста микроорганизмов наиболее подходящими являются углеводы, так как по мере их распада АТФ выделяется несколько раз.
Качество протеина в рационе определенно влияет на использование энергии, начиная с общей переваримости питательных веществ рациона, в первую очередь углеводов, и кончая эффективностью использования энергии всосавшихся в кровь продуктов переваривания углеводов.
Исходя из того, что процессы синтеза микробиального белка и использования азота тесно связаны с наличием доступной энергии, образующейся при сбраживании углеводов корма, целью нашего исследования явилось изучение ферментации неструктурных полисахаридов в рубце жвачных животных и их использование при введении в рацион разных источников протеина, отличающихся по степени распадае-мости.
Углеводы корма и пути их превращения в пред-желудках жвачных
Пищеварительная система жвачных животных характеризуется существенными анатомотопографическими отличиями. Благодаря наличию преджелудков и живущих там в симбиозе с организмом животного популяциям микроорганизмов, создается возможность расщепления и использования в качестве источника энергии большого количества углеводов. В настоящее время установлено ( D.Mertens a. L.Ely, 1978), что 95% растворимых углеводов и крахмала, а также до 54-% переваримой клетчатки корма расщепляется в преджелудках и лишь небольшие количества растворимых углеводов и до 50-60% потребленной клетчатки переходит в нижележащие отделы, где и продолжается их переваривание. А.Д.Синещеков (1965) на животных с внешними анастомозами установил, что до 80% углеводов усваивается в преджелудках, 17 в слепой и 13% в ободочной кишках. Эти данные были подтверждены другими исследователями (Н.В.Курилов,1965,1967; Д.Л.Ти-ШЄНКОва,І969; J.Morrison, 1973; A.McAllana, R.Smith, 1983).
Основную массу питательных веществ в растительных кормах,ко-торые потребляют жвачные животные, составляют углеводы. Углеводы, входящие в состав растений, можно разделить на две основные группы: растворимые углеводы и полисахариды. К первым относятся моно-, ди и трисахариды. Они хорошо растворимы и легко ферментируются в преджелудках. Полисахариды охватывают большую группу углеводов, значительная часть из которых не растворима в воде, но расщепляется бактериальными ферментами до более простых соединений. Такие полисахариды, как декстрин и крахмал, легко расщепляются ферментами и относятся к числу легкоферментируемых углеводов. Целлюлоза, гемицеллюлоза и пектин трудно растворимы даже в растворах щелочей и кислот и лишь под действием бактериальных ферментов расщепляются до моносахаридов. Процесс расщепления полисахаридов, однако, не заканчивается на стадии моносахаридов, специфически необходимых для промежуточного обмена всех животных. Как поступившие с кормом, так и образовавшиеся после расщепления полисахаридов моно-, ди- и трисахариды в анаэробных условиях большей частью сбраживаются до летучих жирных кислот, метана и углекислого газа.
Состав углеводов зависит от вида растения. В картофеле содержится до 12% крахмала, около 1% растворимых углеводов и до 5% других углеводов. В зерне пшеницы содержится около 71% углеводов, основная масса которых представлена крахмалом. Стебли злаковых растений, наоборот, богаты целлюлозой и гемицеллюлозой. В траве ранней стадии вегетации содержится до 15-30% растворимых углеводов, 15-20% целлюлозы и 15-20% гемицеллюлозы в сухом веществе. По мере созревания растений количество растворимых углеводов уменьшается, а полисахаридов увеличивается.
Наиболее четко ограниченной и легко идентифицируемой группой полисахаридов является группа неструктурных полисахаридов. Эти соединения являются запасами питательных веществ растений. При их распаде происходит синтез АТФ, что необходимо для осуществления жизненно важных функций организма, связанных с расходом энергии. В клетках растений неструктурные полисахариды могут быть связаны с субклеточными частицами или находиться в растворенном состоянии - в клеточном соке вакуолей. В этом соке обычно присутствуют фруктаны и аналогичные олигосахариды, выполняющие, по-видимому, близкие биологические функции.
Влияние различных факторов на использование углеводов корма
Жвачные животные потребляют большое количество углеводов, значительная часть которых сбраживается в рубце с образованием летучих жирных кислот. Из рубца в тонкий кишечник поступают структурные углеводы растений (целлюлоза и гемицеллюлоза), неструктурные полисахариды (в основном крахмал) и углеводы простейших и бактерий, которые синтезируются в рубце и поступают в двенадцатиперстную кишку.
Степень переваримости и использования углеводов жвачными зависит от ряда факторов: их количества и качества в рационе, вида корма, структуры рациона, минеральных веществ, от физиологического состояния и породы животных, типа кормления и условия содержания животных, а также от технологии приготовления и обработки корма.
По мере созревания растения в сухом веществе корма повышается доля структурных углеводов, но переваримость их падает. Поэтому количество структурных углеводов, которое входит в тонкий кишечник, зависит от зрелости и количества корма. Скармливание овцам свежих или сухих трав или бобовых в измельченной и нативной форме показало, что независимо от общей переваримости целлюлозы, которая менялась от 0,58 до 0,93,большая часть ее переваривалась Б рубце ( J.H.Cherney et al., 1983; U.Marcus J., 1982; B.Morris a..Baean, 1977). To же справедливо и для сухостойных и лактиру-ющих коров, получавших рационы с высоким содержанием измельченных сухих трав. R.Hogan a. A.Phillipson (1977), используя в опыте овец, которым скармливали сено, показали, что 70$ переваримого сухого вещества рациона исчезало до поступления в пилорус. н.і&іiades, A.Tahis (1983), работая на козах, которым скармливали сено и концентраты, показали, что 81$ растворимых углеводов и 93% сырой клетчатки, которая переваривалась, исчезали до поступления в дуоденум.
Основным фактором, обуславливающим использование структурных углеводов, является степень лигнификации клеточных стенок растений. За счет делигнификации клеточных стенок и изменения их структуры физическими, химическими и биологическими методами обработки удается резко повысить расщепление структурных углеводов грубых кормов и даже лигнинцеллюлозы древесины ( W.Pigden,a.F.Bender, 1972; L.Sherod a. K.Hansen, 1973). Например, включение в рацион обработанного щелочью жома сахарного тростника вместо необработанного повышало их переваримость с 37,5 до 67,9%.
То или иное измельчение и гранулирование резко (на 10-15%) снижает переваримость структурных углеводов у жвачных, что объясняется, в основном, ускоренным прохождением мелких частиц корма через рубец и сетку и сокращением времени воздействия на них микрофлоры рубца ( «JVP.Youny a. J.Senaud,l982; A.DaunyE., 1982). Имеются также сведения об уменьшении целлюлазной активности руб-цовой микрофлоры при даче жвачным измельченного гранулированного грубого корма ( D.M.Veira et al., 1983). Это, очевидно, связано с тем, что рационы из таких кормов обуславливают низкий рН в рубце и вызывают сокращение популяции целлюлозолитических микроорганизмов ( W.Kaufmann, 1968) .
При физической обработке корма измельчением, гранулированием и другими методами следует иметь в виду возможность изменения места переваривания в пищеварительном тракте жвачных ( G.M.Horton, 1983).
Cocholo de Silva et al. (1972), J.K.Russel et al. (1981), J.Americo et al. (1981) в опытах на фистульных овцах установили, что помол и гранулирование по сравнению с измельчением существенно снижали переваримость структурных углеводов в сложном желудке и существенно увеличивали в слепой и толстой кишках. Часть углеводов расщеплялась при прохождении химуса от двенадцатиперстной кишки до конца подвздошной. С ростом количества мелких частиц в рационе наблюдалась тенденция к ухудшению переваримости целлюлозы в рубце и улучшению в слепой и толстой кишках. О возможности компенсаторного повышения переваримости структурных углеводов в кишечнике свидетельствуют данные j.Hecker (1971), u Jofcnson, M.Knutson (1981).
Характеристика подопытных животных и методика исследований
Экспериментальная работа выполнена в условиях вивария и лаборатории пищеварения Всесоюзного научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных. Проведено 3 серии опытов.
В первой серии опытов изучали влияние протеина различной степени распадаемости на образование метаболитов в рубце овец, а также определяли количество поступающих из желудка в кишечник питательных веществ.
Опыт проведен на трех овцах цигайской породы, живой массой 40- кг холостых, в возрасте 2,5-3 года, предварительно прооперированных. Животным были наложены фистулы рубца и внешние анастомозы в начальной части двенадцатиперстной кишки (до впадения желчно-панкреатического протока) и в конце подвздошной кишки. Опыт проведен методом периодов, продолжительностью не менее 32 дней каждый. Во все периоды опыта овцы получали рацион, состоящий из 800 г злакового сена, 2000 г кукурузного силоса, 400 г комбикорма (табл.Х).
В первом периоде 30% переваримого протеина рациона было представлено протеином лодсолнечникового шрота, во втором периоде - такое же количество протеина было представлено протеином соевого шрота, в третьем - протеином рыбной муки.
В конце каждого опытного периода были проведены балансовые опыты по общепринятой методике и по два суточных опыта с определением потребленного корма, выделенных кала, мочи и химуса, прошедшего через дуоденальный и илеальный анастомозы. В конце каждого часа отбирали пробы химуса для анализа. Для характеристики ферментативных процессов в рубце овец брали пробы содержимого рубца до кормления и через I и 3 часа после кормления.
Вторая серия опытов проведена на трех коровах - первотелках чернопестрой породы, живой массой 450-470 кг со среднесуточным удоем 12-16 литров молока. Животные были прооперированы, наложе
Похожие диссертации на Использование неструктурных полисахаридов в рубце жвачных животных в зависимости от качества протеина корма
