Физиологическое обоснование применения соевой окары и цеолитсодержащего мергеля в животноводстве Дежаткина Светлана Васильевна

Содержание к диссертации

Введение

1 Обзор литературы 14

1.1 Особенности течения белкового и минерального обмена в организме сельскохозяйственных животных при использова нии кормовых добавок 14

1.1.1 Физиологическая роль и последствия дефицита белка и аминокислот в организме животных 14

1.1.2 Оптимизация белкового обмена у животных за счет нетрадиционных источников протеина 26

1.1.3 Значение и коррекция минерального обмена в организме животных путем использования минеральных добавок

1.2 Биологическая эффективность использования природных сорбентов в животноводстве 42

1.3 Краткая история кормопроизводства сои в Поволжском регионе 51

1.4 Биологическая ценность, свойства сои и использование соевой окары

2 Материалы и методы исследований 65

3 Результаты исследований и их обсуждение... 87

3.1 Физиологическое обоснование применения соевой окары в качестве БУМВД в свиноводстве 87

3.1.1 Влияние соевой окары на морфологический состав крови свиноматок и молодняка 87

3.1.2 Влияние соевой окары на динамику общего белка и его фракций в сыворотке крови свиней 92

3.1.3 Влияние соевой окары на концентрацию свободных аминокислот в тканях свиноматок и поросят з

Стр.

3.1.3.1 Уровень свободных аминокислот в тканях свиноматок и поросят-сосунов 98

3.1.3.2 Содержание свободных аминокислот в тканях поросят-отъемышей 106

3.1.3.3 Динамика свободных аминокислот в тканях у молодняка свиней на откорме 109

3.1.4 Влияние соевой окары на биохимический статус организма свиноматок и поросят 116

3.1.4.1 Показатели белкового обмена в тканях организма свиней... 116

3.1.4.2 Показатели углеводного обмена в крови и печени животных.. 126

3.1.4.3 Показатели липидного обмена в сыворотке крови свиней...

3.1.5 Особенности минерального обмена в организме свиней при введении в рацион соевой окары 135

3.1.6 Концентрация инсулина и тиреоидных гормонов в крови молодняка и маток свиней при использовании соевой окары.. 154

3.1.7 Влияние соевой окары на показатели продуктивности свиней и качество мышечной ткани 159

3.2 Физиологическая характеристика использования в молочном скотоводстве цеолитсодержащего мергеля 170

3.3 Биологическая эффективность использования в свиноводстве комплексной добавки на основе соевой окары и природного мергеля

Заключение 200

Практические предложения 224

Список сокращений и условных обозначений 225

Список использованной литературы

• Оптимизация белкового обмена у животных за счет нетрадиционных источников протеина
• Краткая история кормопроизводства сои в Поволжском регионе
• Влияние соевой окары на динамику общего белка и его фракций в сыворотке крови свиней
• Особенности минерального обмена в организме свиней при введении в рацион соевой окары

Введение к работе

Актуальность темы исследования. В современных условиях для укрепления продовольственной безопасности страны, в связи со стратегией на им-портозамещение, одной из приоритетных задач является обеспечение населения России конкурентоспособной животноводческой продукцией (Эрнст Л.К., 2001; Мысик А.Т., 2010; и др.). В связи с региональными особенностями ведения животноводства и условиями кормопроизводства, возникает необходимость разработки новых высокоэффективных протеиново-минеральных добавок для сельскохозяйственных животных на основе местного сырья и кормов собственного производства (Маликова М.Г., 2003-2012; Гамко Л.Н. и соавторы, 2006-2012; Шулаев Г.М. и соавторы, 2012 и др.).

Одной из важнейших проблем питания сельскохозяйственных животных является дефицит белка в кормах. Проблема кормового белка не решена ни в количественном, ни в качественном соотношении, а в структуре кормового клина сокращается доля бобовых культур (Гибадуллина Ф.С., 2002; Горковенко Л.Г. и соавторы, 2010 и др.), сдерживающим фактором усвоения их питательных веществ является наличие антипитательных компонентов (Посыпанов Г.С, 2007; Лухт X, 2008). В связи с повышенным спросом населения на нежирное мясо с высоким содержанием белка, должное внимание товаропроизводителей обращено на сою и продукты ее переработки, в т.ч. на соевую окару, как источник дешевого и высококачественного растительного белка (Самылина В.А., 2004; Цибульский А.В., 2010 и др.).

Организация семеноводства и районирование перспективных сортов (УСХИ 6, McCall, Дина, Кинельская и др., устойчивой и высокой урожайностью до 2,7-3,5 т/га и сбором белка до 9-12 ц/га) в увлажненных районах лесостепи Среднего Поволжья позволяет увеличить посевы сои и расширить ее переработку в этом регионе (Воронин А.В., Дозоров А.В., 2012 и др.).

Второй актуальной проблемой является недостаток минеральных веществ в рационе животных, остро стоит вопрос и о профилактике минерального обмена (Кузнецова Т.С. и соавторы, 2007 и др.). Территория Ульяновской области относится к биогеохимической провинции дефицитной по цинку, меди, марганцу, кобальту и йоду (Улитько В.Е. и соавторы, 2006 и др.). В Среднем Поволжье открыто много месторождений, где находятся запасы цеолитов осадочного происхождения, по составу отличающиеся от вулканических, но не уступающие им по полезным свойствам и эффективности действия (Рахимов А.Р., 2001; Винниченко Г.В., 2011 и др.). Одним из таких месторождений является Сиуч-Юшанское, которое находится в Ульяновской области (Якимов А.В., Буров А.И., 2001; Любин Н.А. и соавторы, 2000-2010 и др.).

В связи с этим более востребованными являются комплексные добавки, из нетрадиционных белковых и минеральных компонентов (Григорьева Т.Л., 2007; Кульмакова Н.И., 2011 и др.). В результате научных изысканий внимание исследователей привлекают дешевый отход соевого производства - окара и природный сорбент - мергель, но их механизм действия на организм животных

разного возраста и физиологического состояния является малоизученной областью науки и требует дальнейшей разработки.

Степень разработанности темы. Теоретической основой работы послужили труды ученых: Cromwell G.L. et al. (1989-1993); Кузнецова С.Г. (1993-2003); Шакирова Ш.К. (2001-2006); Ускова Г.Е. (2006-2012) и многих других.

Для Поволжского региона соя как бобовая культура стала культивироваться в севооборотах за счет новых районированных устойчивых и скороспелых сортов, выведенных благодаря труду таких исследователей, как Дырда Я.Ф. (1985), Дозоров А.В. (1999-2012) и др. Изучению природных цеолитов, их влияния на организм животных посвятили свои работы Калачнюк Г.И. (1990), ШулаевГ.М. (2011) и др.

В современных социально-экономических условиях актуальным является поиск и вовлечение новых экономически более эффективных протеиновых и минеральных ресурсов, изучение их действия на физиологические и биохимические процессы организма сельскохозяйственных животных.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования явилось изучение влияния на физиолого-биохимический статус организма животного и определение эффективности использования в качестве кормовой добавки в животноводстве отхода соевого производства - соевой окары и природного цеолитсодержащего мергеля. Поставленная цель решалась задачами:

1. Дать оценку питательности рационов супоросных и подсосных свиноматок, молодняка свиней в период выращивания и откорма, лактирующих коров.

2. Изучить морфологический состав крови свиней разного возраста и физиологического состояния при применении соевой окары как растительной бел-ково-углеводно-минерально-витаминной добавки (БУМВД).

3. Выяснить состояние и интенсивность обмена веществ (белкового, углеводного, липидного, минерального) свиней разного возраста и физиологического состояния при введении в их рацион нетрадиционной соевой окары.

4. Изучить влияние соевой окары на концентрацию инсулина и тиреоид-ных гормонов в крови молодняка свиней и маток.

5. Определить продуктивный и экономический эффект скармливания растительной БУМВД - соевой окары в свиноводстве.

6. Установить влияние цеолитсодержащего мергеля как природной минеральной подкормки на морфофизиологический статус молочных коров.

7. Изучить особенности течения минерального обмена в тканях организма лактирующих коров при использовании мергеля.

8. Установить влияние цеолитсодержащего мергеля на молочную продуктивность коров и дать экономическую оценку эффективности его применения.

9. Охарактеризовать состояние и интенсивность обмена веществ, системы иммунной резистентности, репродуктивных и продуктивных показателей свиней, вычислить эффективность использования комплексной добавки на основе соевой окары и цеолитсодержащего мергеля при выращивании молодняка свиней.

10. Для повышения степени усвояемости и поедаемости корма животными, с введением в него комплексных добавок, а также улучшения качества смешивания и снижения доли ручного труда в приготовлении кормов к скармливанию разработать смеситель.

Научная новизна. Впервые научно обоснована физиологическая целесообразность использования в условиях Среднего Поволжья (Ульяновской области) в рационах свиней разного возраста и физиологического состояния нетрадиционной растительной БУМВД - соевой окары и комплексного сочетания соевой окары с мергелем Сиуч-Юшанского месторождения. Впервые получены новые данные о влиянии этого отхода соевого производства (отдельно и в комплексе с мергелем) на физиологические процессы в организме свиноматок и молодняка. В том числе на образование клеток крови, синтез гемоглобина, интенсивность белкового, углеводного, липидного и минерального обмена веществ, энергообеспечение, активность ферментных систем и отдельных гормонов, защитные механизмы организма, рост и развитие молодняка, репродуктивную функцию маток, мясную продуктивность свиней.

Установлена стимуляция эритропоэза, повышение уровня гемоглобина под влиянием растительной БУМВД - соевой окары. Доказано, что поступление ее в организм свиней способствует продуктивному использованию фонда свободных аминокислот в плазме их крови, печени и мышечной ткани. Выявлен анаболический эффект действия изучаемой добавки, который сопровождается повышением итенсивности биосинтеза белка в тканях, активизацией тиреоид-ных гормонов и инсулина в крови маток и поросят, уровня креатинина в крови молодняка, синтеза гликогена в их печени и наращиванием мышечной массы. Впервые под влиянием соевой окары установлен калоригенный эффект тироксина у свиней, в том числе метаболический эффект тиреоидных гормонов у супоросных свиноматок и ростовый - у поросят. Выявлена активизация высокоэнергетических процессов в организме молодняка свиней (аэробного гликолиза и липогенеза в печени), а у свиней на откорме, напротив, происходит уменьшение липогенеза в печени и жирообразования в мышечной ткани. Под влиянием соевой окары повышается интенсивность минерального метаболизма в организме свиней (в частности мобилизация железа). Установлена сильная зависимость между уровнем общего белка и концентрацией отдельных минеральных веществ (магния и меди) в печени поросят-сосунов. Поступление соевой окары в организм свиней стимулирует систему их иммунной резистентности.

Доказано, что поступление в организм лактирующих коров цеолитсодер-жащего мергеля Сиуч-Юшанского месторождения усиливает физиологические проявления в их организме, повышается интенсивность обмена веществ, создается резерв минеральных веществ: в крови кальция, фосфора и магния, в печени железа, в селезенке железа, меди и цинка. Использование, которого продолжительное время, повышает усвоение корма и обеспечивает повышение молочной продуктивности.

Впервые установлено, что использование в свиноводстве комплексной добавки на основе соевой окары и цеолитсодержащего мергеля повышает мор-

фологический, биохимический и иммунный статус организма, анаболические процессы у молодняка и репродуктивные показатели маток.

Экспериментально доказана биологическая востребованность, выявлен продуктивный и экономический эффект применения в рационах животных в качестве кормовых добавок соевой окары и цеолитсодержащего мергеля отдельно и комплексе. По результатам исследований получены патенты РФ № 138912 и 138959 «Смеситель» для приготовления комплексных добавок к скармливанию в условиях животноводческих хозяйств. Результаты исследований использованы в монографии «Соевая окара как добавка для свиней» (Де-жаткина СВ. и др., 2014).

Теоретическая и практическая значимость работы. Результатами исследований обосновано применение в технологии производства свинины растительной БУМВД добавки - соевой окары. Включение в состав рационов свиней соевой окары (отдельно и в комплексе с мергелем) с целью повышения продуктивности и воспроизводительной функции свиноматок, интенсивности роста и жизнеспособности молодняка, повышения убойного выхода и качества свинины, нормализации обменных процессов, питательности рационов и снижения затрат корма на единицу продукции. Скармливание изучаемых добавок свиноматкам в период супоросности и лактации повышает крупноплодность и сохранность поросят, молочность маток; поросятам в период выращивания позволяет повысить интенсивность их роста и развития, сохранность молодняка при отъеме; молодняку свиней на откорме обеспечивает увеличение энергии их роста, мясную продуктивность и качество свинины. Добавление в рацион лак-тирующих коров цеолитсодержащего мергеля стимулирует процессы метаболизма в их организме и продуктивность, повышает экономическую эффективность производства молока, и получение дополнительной прибыли на рубль затрат. Полученные данные расширяют имеющиеся представления о физиологических аспектах коррекции метаболизма, механизмах действия изучаемых добавок и стимуляции продуктивности животных. Эти разработки являются определенным вкладом в повышение эффективности ведения животноводства, позволяют повысить полноценность кормления сельскохозяйственных животных. Все результаты научных исследований прошли производственную проверку (акты о внедрении от 5.02.1998, 25.07.2006 и 1.04.2012).

Методология и методы исследования. В работе дана характеристика современной концепции физиологического исследования влияния соевой окары и цеолитсодержащего мергеля отдельно и в комплексе на состояние и интенсивность метаболизма, физиолого-биохимический статус организма и продуктивные качества сельскохозяйственных животных. Использовались современные методы исследования тканей и органов, в т.ч. морфологические, биохимические, иммунологические, адсорбционной спектрофотометрии и компьютерные программы. Обобщение, анализ полученных результатов и совокупность методов, принципов и процедур данной концепции позволит решить исследовательские задачи, применяя принципы единства теории и практики.

Основные положения, выносимые на защиту:

10. Поступление в организм свиней растительной БУМВ Д - соевой окары и комплексной добавки на основе соевой окары и мергеля, а в организм лакти-рующих коров цеолитсодержащего мергеля способствует повышению количества эритроцитов и гемоглобина в их крови.

11. Введение в рацион свиней соевой окары и комплексной добавки вызывает сдвиг белкового обмена в сторону анаболизма, повышает эффективность использования аминокислот в синтезе белка.

12. Добавление в рацион свиноматок и молодняка разного возраста соевой окары отдельно и в комплексе с мергелем повышает интенсивность гликолиза, гликогенеза, липогенеза и минерального обмена.

13. Применение растительной БУМВД - соевой окары и ее комплексного сочетания с цеолитсодержащим мергелем Сиуч-Юшанского месторождения в кормлении свиней разного возраста и физиологического состояния способствует повышению их продуктивности, качества мышечной ткани и снижению затрат корма на единицу продукции.

14. Введение с кормом в организм лактирующих коров цеолитсодержащего мергеля повышает интенсивность белкового и минерального обмена, молочную продуктивность и обеспечивает получение дополнительной прибыли на рубль затрат.

Степень достоверности и апробация результатов. Полученные данные обработаны биометрически компьютерным методом по программе Statistika.

Результаты доложены, обсуждены и одобрены на 43 научно-практических конференциях: Межгосударственной межвузовской «Новые фармакологические средства в ветеринарии» (СПб., 1997); Межрегиональных: «Актуальные проблемы исследований в области зоотехнии и ветеринарной медицины в современных условиях» (Чебоксары, 2000), молодых ученых Приволжского федерального округа «Молодые ученые в решении региональных проблем» (Самара, 2005); Всероссийских: «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России» (Ульяновск, 2003), «Молодые ученые сельскому хозяйству России» (М., 2004), «Региональные проблемы народного хозяйства» (Ульяновск, 2004), «Современное развитие АПК: региональный опыт, проблемы, перспективы (Ульяновск, 2005); Международных: «Проблемы с. - х. производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2000), «Фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивности с.-х. животных» (Саранск, 1998), «Актуальные проблемы ветеринарной медицины» (Ульяновск, 2003), «Миграция тяжёлых металлов и радионуклидов в звене «почва-растения-животные-продукты животноводства-человек»» (Великий Новгород, 2003), «Фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных в изменившихся условиях системы хозяйствования и экологии» (Ульяновск, 2005), «Молодежь и наука XXI века» (Ульяновск, 2006), по свиноводству: «Современные проблемы интенсификации производства свинины» (Ульяновск, 2007) и «Современные проблемы интенсификации производства свинины в странах СНГ» (Ульяновск, 2010), «Актуальные вопросы аграрной науки и образования» (Ульяновск 2008), «Аграрная наука и

образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» (Ульяновск, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013), «Наука в современных условиях: от идеи до внедрения» (Димитровград, 2009, 2010,2011, 2012, 2013), «Ветеринарная медицина. Современные проблемы и перспективы развития» (Саратов, 2010), «Ветеринарная медицина XXI века: инновации, опыт, проблемы и пути их решения» (Ульяновск, 2011), «Механизмы и закономерности индивидуального развития человека и животных» (Саранск, 2013), Wshodnie part-nerswo - 2013 (Przemysl Nauka I studia, 2013), European Science and Technology Materials of VII international research and practice conference (Munich. Germany, 2014), межвузовских: «Актуальные проблемы физиологии человека и животных (Ульяновск, 1998, 2000), «Актуальные вопросы физиологии физического воспитания и спорта» (Ульяновск, 2005).

Результаты внедрены в условиях животноводческих хозяйств Ульяновской области. Теоретические и практические разработки автора используются в учебном процессе на кафедре: «Морфология, физиология и патология животных» факультета ветеринарной медицины ФГБОУ ВПО «Ульяновская ГСХА им. П.А. Столыпина». По материалам диссертации опубликовано 73 статьи, из них 19 в изданиях рекомендованных ВАК РФ, 1 монография. Получено 2 патента РФ.

Оптимизация белкового обмена у животных за счет нетрадиционных источников протеина

В сложившейся экологической и социально-экономической ситуации в АПК по сей день остались не разрешенными белковая и минеральная проблема в животноводстве. В хозяйствах многие животные содержатся на кормах собственного производства и испытывают дефицит не только энергии, белка, лимитирующих аминокислот, но и минеральных элементов [8, 23, 34, 246, 432, 453 и др.]. Белки, аминокислоты, минеральные вещества играют важную роль в процессе обмена веществ, который является основой физиологических функций организма и оказывает существенное влияние на рост, развитие, продуктивность и репродукцию животных [58, 45, 121, 165, 177, 192 и др.]. В силу значительной роли белков в обмене веществ и энергии они не могут быть заменены другими питательными веществами, поэтому должны ежедневно поступать в организм с кормом. От уровня и качества белкового питания, количества протеина зависит усвоение и всасываемость минеральных веществ, интенсивность их метаболизма. В организме животного синтез тканей, в том числе мышечной ткани и молока осуществляется на уровне того вещества, которое содержится в минимальном количестве в данный момент, а остальные вещества выводятся, почти без пользы. А недостаток белка, аминокислот, минеральных веществ приводит к нарушению обмена веществ, снижению воспроизводительных и продуктивных качеств, развитию патологий и заболеваний продуктивных животных [71, 156, 165, 171, 287, 293, 439 и ДР-] 15

Белки играют исключительную роль в жизнедеятельности организма животного, занимают ведущее место в азотистом обмене (совокупности превращений белков, аминокислот, пептидов, амидов, промежуточных и конечных продуктов распада аминокислот), в ходе этих процессов азотистые вещества корма превращаются в белок продукции, обеспечивая увеличение продуктивности маток и наращивание мышечной ткани молодняка [46, 71, 83, 168, 209, 295 и др.].

Белки корма никогда не вступают в состав тканей тела без предварительного расщепления, они перевариваются до аминокислот и пептидов в пищеварительном тракте животных и поступают в кровь. В крови формируется фонд свободных аминокислот за счет распада кормового белка и катаболизма тканевого белка [245, 287, 295, 427, 439 и др.]. Затем поступают в печень, где идет биосинтез новых белков для построения собственных тканей, ферментов, гормонов и иммунных белков и других соединений. Печень обеспечивает пул свободных аминокислот организма [253, 427 и др.]. В органах и тканях аминокислоты используются для биосинтеза белка, с целью удовлетворения основных потребностей организма, или подвергаются различным превращениям. Синтез и распад белка происходит непрерывно, на протяжении всей жизни. У растущих животных процессы синтеза преобладают над распадом, а у закончивших рост, распад и ресинтез находятся в динамическом равновесии [165, 166, 272, 296, 372 и др.].

Белки специфичны и выполняют важные функции в организме: составляют основу протоплазмы, регулируют течение метаболизма, участвуют в сокращении мышц, транспорте кислорода, углекислого газа, аминокислот, обеспечивают иммунную защиту, поддерживают постоянство р Н крови, выполняют роль буферов, обеспечивают онкотическое давление, уровень катионов крови, играют важную роль в образовании комплексов с углеводами, липидами, гормонами и другими веществами [209, 332, 333, 432, 438 и др.]. Структурной единицей белков являются аминокислоты, в тканях обнаружено более 100 аминокислот, наиболее важные из них 20. Белки и аминокислоты служат основным строительным материалом для мышц у растущих животных, играют важную роль в обменных и энергетических процессах. Они обеспечивают выполнение главных физиологических функ 16 ций организма (рост, беременность, лактация), а также хорошее здоровье и высокую резистентность организма (особенно молодняка и воспроизводящего поголовья) [68, 73, 85, 170, 296, 490 и др.]. Пластическая функция белков для организма более важна, чем энергетическая. Основная роль аминокислот - поставка мономеров для синтеза белка. Второстепенной ролью аминокислот является использование их в качестве источника энергии, особенно через глюкогенез, синтез гормонов и некоторых компонентов желчи [189, 193, 498 и др.]. Если энергии в корме не хватает для удовлетворения потребностей организма, то аминокислоты распадаются для энергетических целей и эффективность их использования снижается [166, 184,434, 438 и др.].

Биологическая ценность протеинового питания зависит в основном от наличия в нем комплекса аминокислот, отвечающих физиологическим потребностям, то есть в организме действует закон минимума: уровень синтеза белка определяется наиболее дефицитной аминокислотой. Из-за этого резко снижается продуктивность животных, повышается расход кормов, так как уровень биосинтеза белков в их организме определяется количеством дефицитных аминокислот [58, 70, 168, 314, 468 и др.]. Для свиней необходимо поступление с кормом 10-и незаменимых аминокислот: лизина, метионина, триптофана, лейцина, изолейцина, фени-лаланина, аргинина, гистидина, треонина и валина. Недостаток хотя бы одной из этих аминокислот, даже при избытке кормового белка в рационе свиней приводит к нарушению азотистого обмена, замедляет рост, развитие, снижает воспроизводительную способность, то есть происходит торможение или прекращение синтеза белков [65, 189, 193, 202, 209 и др.]. Важна также степень усвоения (ассимиляции) аминокислот организмом [71, 83, 194, 200, 434 и др.].

Многочисленные авторы указывают на большое значение отдельных аминокислот в обмене веществ и их важные функции [1, 37, 190, 242, 270 и др.], например, метионин - источник серы, участник окислительно-восстановительных процессов, оказывает антиоксидантное действие, помогает переработке жиров, принимает участие в процессе метилирования при образовании холина и креатина и вместе с тирозином участвует в синтезе адреналина и норадреналина, метионин в организме переходит в цистеин, способствуя обезвреживанию токсинов и защиты печени. Цистеин-серосодержащая аминокислота участвует в окислительно-восстановительных процессах, обмене белков, углеводов и желчных кислот. Фе-нилаланин (может превращаться в тирозин), тирозин нужны для образования ка-техоламинов и тироксина. При отсутствии валина возникает перерождение тканей головного мозга и наступает мышечная слабость. Валин необходим для метаболизма в мышцах и поддержания нормального обмена азота, функционирования нервной и эндокринной систем, синтеза витамина Вз, белков и гликогена. Треонин (может превращаться в глицин) обеспечивает нормальный белковый обмен, стимулирует иммунитет, участвует в обмене жиров. Глицин улучшает использование йода щитовидной железой, источником глицина является также серии. Триптофан определяет физиологическую активность ферментов пищеварительного тракта, окислительных ферментов и гормонов, служит источником синтеза се-ратонина, ниацина, способствует увеличению выброса гормона роста. Аргинин принимает участие в образовании мочевины и креатина, повышает синтез инсулина, участвует в превращениях белка, обеспечивает увеличение приростов живой массы молодняка. Гистидин имеет имидазольное кольцо, которое не может быть синтезировано организмом, принимает участие в энергетических процессах, стимулирует эритропоэз и синтез гемоглобина, обеспечивает нормальное функционирование мышц, рост молодняка. Изолейцин необходим для синтеза гемоглобина, белков и использования аминокислот, регулирует уровень сахара в крови и энергообеспечение. Лейцин несколько понижает уровень сахара в крови, участвует в синтезе белков плазмы крови и тканей, стимулирует выделение гормона роста, кроветворную функцию организма. Лизин входит в состав практически всех белков, принимает участие в синтезе гемоглобина, нуклепротеидов, в функциональной деятельности нервной и эндокринной систем, влияет на развитие эмбрионов у свиней, способствует росту и формированию костей, усвоению кальция, поддержания азотистого равновесия у взрослых, синтезу антител, гормонов, ферментов, коллагена, понижению триглицеридов, обеспечивая противовирусное действие, особенность лизина - его способность окислять углеводы. Следова 18 тельно, накоплен большой объем знаний о влиянии и роли аминокислот в питании животных, о балансировании их рационов с учетом потребности в незаменимых аминокислотах [73, 209, 295, 296, 324 и др.]. По мнению ряда авторов [301, 333 и др.] все аминокислоты, потенциально пригодные для использования в синтезе белка, всосавшиеся в кишечнике и утилизированные - доступные. Научными исследованиями многих ученых [71, 184, 356, 363, 427 и др.] выявлено значительное повышение продуктивности свиней (в среднем до 15...20 %) и снижение затрат корма (на 10...12 %) при выращивании их на рационах, скорректированных по доступным аминокислотам: лизину, метионину и треонину. По сравнению с применением рационов сбалансированных только по общему количеству этих критических аминокислот. В синтезе белков в органах и тканях животных наиболее интенсивно используются лизин и триптофан, в синтезе липидов - глицин и аланин, в синтезе углеводов и энергетических процессах - аланин и глутаминовая кислота [72, 193, 371, 378, 439 и др.]. Состав аминокислот в тканях свиней относительно постоянен, поэтому может рассматриваться как эталон потребностей в аминокислотах [1, 8, 438 и др.]. Опытами многочисленных авторов [333, 356, 432 и др.] доказано, что из незаменимых аминокислот очень важными в питании свиней и вместе с тем наиболее дефицитными в кормах и рационах являются «критические» аминокислоты, - лизин, метионин и триптофан. Зарубежные авторы отмечают [506, 635, 640, 650, 654 и др.], что если рацион содержит половину необходимого для роста лизина, то все остальные аминокислоты рациона могут быть использованы только на 50 % от уровня, требуемого для нормального роста.

Краткая история кормопроизводства сои в Поволжском регионе

Работа выполнялась на кафедре морфологии, физиологии и патологии животных ФГБОУ ВПО «Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина» с 1996 по 2012 года, являлась частью комплексных исследований по теме: «Повышение продуктивности сельскохозяйственных животных за счет совершенствования систем полноценного кормления, разведения и технологии в условиях Среднего Поволжья» и «Физиолого-биохимические аспекты использования новых биологически активных веществ, в сложившихся условиях производства животноводческой продукции и экологической ситуации, обеспечивающих устойчивое благополучие животных» номер государственной регистрации 01200600146 и 01201157935.

Исследования проведены в лабораторных условиях кафедры морфологии, физиологии и патологии животных и межкафедрального центра ФВМ Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина, областной ветеринарной лаборатории, медсанчасти УАЗ, агрохимической, клинической лаборатории поликлиники № 5 г. Ульяновск. Объем и направление исследований представлены на рисунке 2.1.

Производственные испытания проведены в Ульяновской области на плем-заводе по разведению крупной белой породы свиней «Стройпластмасс-Агропродукт» Ульяновского района и молочной ферме голштинского скота п. Октябрьский Чердаклинского района. Проведено три цикла исследований (таблица 2.1). Во всех циклах отбор животных в группы проводили по принципу аналогов с учетом возраста, живой массы, породности и продуктивности. Их содержали в одинаковых условиях, при соблюдении соответствующих ветеринарных и зоотехнических требований. Все животные получали основные хозяйственные рационы (ОР), которые соответствовали детализированным нормам [187] по основным питательным веществам.

В первом цикле (продолжительностью 12 месяцев) изучено физиолого-биохимическое воздействие природной минеральной добавки - цеолитсодержаще-го мергеля на организм лактирующих коров.

Морфологический состав крови: число эритроцитов, лейкоцитов, уровень гемоглобина, СГЭ, среднее содержание гемоглобина в эритроците, средний объем эритроцитов, гематокрит, цветовой показатель, СОЭ

Белкового обмена: концентрация свободных аминокислот в крови, печени и мышечной ткани, общий белок и его фракции: альбумины и глобулины, активность ферментов: ACT, АЛТ, ХЭ, содержание мочевины, остаточного азота, билирубина, креатинина

Углеводного обмена: активность фермента ЛДГ, концентрация лактата, содержание глюкозы в крови и гликогена в печени

Показатели системы иммуннитета: концентрация иммунных глобулинов: IgA, IgG, IgM в крови и в молоке, лейкоцитарная формула, фагоцитоз, фагоцитарное число

Показатели продуктивности и эффективности производства: сохранность, крупно-плодность и прирост живой массы молодняка, молочность свиноматок, молочная продуктивность коров, убойный выход, выход мяса и сала, энергетическая ценность мышечной ткани, затраты корма на единицу продукции, условная прибыль, прибыль на 1 рубль затрат

Объем и направление исследования Первый цикл исследований проводили в производственных условиях на коровах голштинской породы при круглогодовом стойловом содержании. Животные находились в типовых коровниках на 200 голов. Коров формировали в группы по методу мини стада, 1-я группа - контроль (200 голов), 2-я - опыт (100 голов). Производственную проверку начинали с первого дня лактации и продолжали до начала следующей. Для физиологического опыта животных подбирали по принципу аналогов по 5 коров в группе, коровы были 4...5 летнего возраста, живой массой 510...598 кг, годовой удой за лактацию - 5274...5982 кг. В опытах учитывали сервис период, выход телят, среднесуточный удой по месяцам лактации и за 305 дней лактации, жирность молока. Кормление осуществлялось одинаковыми по набору кормов рационами, которые составлялись с учетом детализированных норм по уровню продуктивности, живой массы и физиологического состояния коров. Различия в кормлении коров заключались в том, что в рацион животных 2-й группы добавляли цеолитсодержащий мергель (таблица 2.1).

Контрольные животные (1 группа) получали детализированный без дополнительных добавок рацион (ОР), опытные (2-я группа) дополнительно получали 2 % мергеля от его сухого вещества, то есть 250 г. Нами и соавторами Ахметовой В.В. и Козловым В.В. были проведены предварительные исследования по изучению эффективности введения различных доз 2 и 4 % от сухого вещества рациона, кремнеземистого мергеля в рацион молочных коров [9, 94, 101, 207, 263, 400, 402 и др.]. Было доказано, что наибольший биологический и продуктивный эффект для лактирующих коров имеет добавка цеолитсодержащего мергеля Сиуч-Юшанского месторождения в количестве 2 % от сухого вещества рациона. На этом основании и была выбрана дозирока мергеля для лактирующих коров.

Для эксперимента использовали цеолитсодержащий мергель Сиуч-Юшанского месторождения осадочного типа с содержание клиноптилолита 18...22 %, минеральный состав дополняли опал-кристобалит, кальцит, глины, гидрослюды и кварц (рисунок 2.2).

В состав данного мергеля входят адсорбционно - , ионнообменно - и биологически активные фазы: опал-кристобалит, монтмориллонитгидрослюда, кальцит, суммарная катионообменная способность равна 93 мг-экв/100 г, при этом значительная роль в обмене принадлежит кальцию до 88 %, затем калию до 8 %, натрию до 3 %, магнию до 3 %.

Ионообменная ёмкость мергеля составляет 0,32 мг/экв/г, плотность 2,26 г/см , объемная масса 1,20 г/см . Состав мергеля представлен многими элемента ми таблицы Д.И. Менделеева - до 40 минеральных элементов (таблица 2.2), большинство из которых входят в состав оксидов (таблица 2.3), преобладают окислы кремния, кальция и алюминия. Таблица 2.2 - Содержание минеральных элементов в цеолитсодержащем мергеле Сиуч-Юшанского месторождения, мг/кг Показатель Количество

Содержание токсических элементов находится в пределах нормы для мергелей, как и концентрация радионуклидов тория, радия (урана), калия - 40 и составляла 113...193,5 Бк/кг. Добычей цеолитсодержащего мергеля, дроблением занималась фирма «Лезерс Лимитед» г. Ульяновск.

Проведенный нами анализ хозяйственных рационов лактирующих коров показал, что в сравнении с детализированными нормами кормления имелся дефицит питательных веществ. В зимний период в рационе лактирующих коров (приложение Ж) был недостаток по: ЭКЕ - 9,50 %, сухому веществу - 21,28 %, сырой клетчатке - 3,53 %, крахмалу - 17,01 %, а также дефицит минеральных веществ: Са - 7,18 %, Р - 15,99 %, Mg - 46,67 %, Fe - 27,89 %, Си - 64,88 %, Zn -8,87 %, Со меньше в 3,65 раза, I меньше в 3,55 раза. При этом, в данном рационе концентрация ЭКЕ в 1 кг сухого вещества составила 0,97, уровень протеина -109,88 г и сахаропротеиновое отношение - 0,90, отношение кальция к фосфору 1,54:1.

Влияние соевой окары на динамику общего белка и его фракций в сыворотке крови свиней

Таким образом, обогащение соевой окарой рационов молодняка свиней на откорме послужило уникальным источником макро-и микроэлементов. Способствовало депонированию биодоступного железа в их печень, почки, селезенку, скелетные мышцы и сердце, а также меди в печень, цинка в печень и селезенку, стимулируя окислительно-восстановительные процессы, синтез металлсодержащих белков и ферментов, обеспечивая повышение приростов живой массы.

Заключая раздел, можно сказать, что добавление растительной БУМВД -соевой окары в рационы свиноматок и поросят разного возраста и периодов выращивания оказывает положительное влияние на концентрацию макроэлементов (магния, калия, серы, железа), а также микроэлементов (цинка, меди, марганца, кобальта) в молоке, тканях и органах животных. Обеспечивая локализацию Fe, Zn и Си в основных депо организма: печени и селезенке, и эффективное использование Zn в почках, скелетных и сердечной мышце, способствуя усилению обменных процессов, транспорта кислорода в их организме и повышению приростов живой массы свиней, улучшая качество свинины, повышая в ней уровень важных минеральных веществ.

Можно отметить, особую ценность соевой окары в наличии биогенного железа, что очень важно для полноценного выращивания молодняка свиней и служит профилактикой анемии. Введение соевой окары позволяет легко усваивается этому минералу из кормового рациона свиней и нормализует уровень геминного железа в крови, повышая синтез гемоглобина, а также обеспечивает локализацию негеминного железа (в печени и селезенке) и паренхиматозного железа в мышцах (скелетных и сердечной), тем самым, обеспечивая повышение живой массы свиней и качество мяса.

Ряд ученых отмечают, что уникальность соевой окары определяется широким спектром содержащихся в ней макроэлементов (калия, кальция, фосфора, магния) и микроэлементов (железа, меди, цинка, марганца) [338, 343, 344, 418 и др.]. Исследователи сообщают, что применение белково-минеральных добавок обеспечивает усвоение питательных веществ кормового рациона, нормализации биохимических показателей крови, улучшает белковый, углеводно-липидный обмен, повышает уровень минеральных веществ в органах и тканях, в том числе биологическую ценность мяса [23, 87, 211, 246 и др.]. Авторы [431, 432] отмечают, что богащение рационов свиней рапсовым жмыхом с минеральными элементами эффективно использовались Fe, Zn, Си, Мп, I, стимулируя повышение продуктивности. Концентрация инсулина и тиреоидных гормонов в крови молодняка и маток свиней при использовании соевой окары

Действие гормонов обеспечивает осуществление процессов роста, физиологических процессов клеток, функций органов, систем в обычных условиях. Инсулин стимулирует образование белков крови и тканей, активирует ферменты метаболизма и пищеварительных соков, ограничение животных в протеине снижает уровень инсулина [20, 81, 92, 166, 171 и др.]. Усиливают синтез белка также гормоны щитовидной железы три - (Тз) и тетрайодтиронин (тироксин - Т4), изменяя энергетический обмен и регулируя активность рецепторов соматомединов [81, 319 и др.].

Контроль гормональной активности щитовидной железы и выработки инсулина у свиней опытной группы показал, что в ходе эксперимента использование соевой окары для свиноматок способствует положительной динамике в рамках физиологической нормы уровня инсулина в их крови (рисунок 3.27).

У свиноматок 2-й группы во время беременности и в период лактации в сыворотке крови возросла концентрация инсулина на 90,1 (Р 0,001) и 91,5 % (Р 0,01) по сравнению с аналогами. Это может характеризовать анаболическое действие соевой окары через инсулярную систему организма свиноматок, стимулируя важные процессы: транспорт глюкозы и аминокислот через клеточные мембраны, захват аминокислот и биосинтез белка, торможение распада белка, образование резервного жира.

Наши выводы согласуются некоторыми авторами [20, 158 и др.], которые указывают, что повышение концентрации инсулина в крови свиноматок, свидетельствует об анаболическом действии препарата.

В ходе опыта в опытных группах у поросят в сыворотке крови увеличился уровень инсулина у сосунов на 28,0 % (Р 0,01) и отъемышей - на 92,6 % (Р 0,01) по сравнению со сверстниками. Показатели находились в границах физиологической нормы для животных данного вида и возраста.

Следовательно, повышение инсулина в крови молодняка способствует анаболическим процессам в их организме, обеспечивая гормональный контроль метаболизма белков в клетках мышечной ткани, стимулируя поток аминокислот и повышая активность белковых факторов. Подтверждается повышением (Р 0,01) среднесуточных приростов молодняка, как в период подсоса, так и отъема от маток.

Наши выводы согласуются с рядом исследователей [158, 281, 321, 537, 614 и др.] которые сообщают, что стимулирующее влияние питательных веществ корма на синтез белка опосредовано двумя факторами: концентрацией инсулина и доступностью аминокислот, увеличение концентрации инсулина связано с усилением накопления белка в мышечной ткани.

Некоторые ученые указывают [92, 319, 347, 349, 510 и др.], что в организме растущих животных инсулин способствует анаболическим процессам, взаимодействуя с рецепторами мембран, поэтому его действие на внутриклеточный метаболизм вторично.

В ходе опыта было установлено достоверное повышение в рамках норм уровня глюкозы в крови молодняка свиней опытных групп на 10,0...20,9 % (Р 0,05). Это как известно, стимулирует выработку инсулина, указывая на бело-ксберегающий эффект глюкозы. За счет поступления глюкозы происходит реутилизация аминокислот, высвобождаемых при разрушении белка, уменьшается скорость его распада (катаболизма). И согласуется с мнением ряда авторов [165, 166, 510, 561 и др.], которые подчеркивают, что у растущих животных одним из факторов, лимитирующих интенсивность биосинтеза компонентов мяса, является количество аминокислот и глюкозы, поступающих из желудочно-кишечного тракта в метаболический пул.

Особенности минерального обмена в организме свиней при введении в рацион соевой окары

Об интенсификации белкового обмена в организме свиней под влиянием комплексной добавки свидетельствует динамика активности ферментов переами-нирования в сыворотке их крови. У свиноматок происходит повышение активности ACT на 19,44 и 9,11 % по сравнению с контролем на фоне снижения активности АЛТ, что косвенно говорит об активизации синтеза аминокислот и тканевых белков по анаболическому пути промежуточного обмена аминокислот. А у молодняка периода подсоса и отъема снизилась активность обеих аминотрансфераз, как в крови (Р 0,05), так и в их печени (Р 0,05). Это указывает на уменьшение ка-таболического распада белков и повышение эффективности использования азотистых веществ в метаболических процессах их организма.

И подтверждается уменьшением концентрации мочевины в их крови, в том числе у свиноматок - на 32,2 %, у сосунов - на 15,27 % и отъемышей - на 17,41 % по сравнению с аналогами, что свидетельствует о положительном азотистом балансе. В течение эксперимента выявлено увеличение концентрации креатинина в крови поросят как в период подсоса, так и отъема от маток соответственно - на 14,95 (Р 0,05) и 10,38 % (Р 0,05) по сравнению с контролем, указывая на наращивание мышечной массы.

Установлено увеличение уровня глюкозы в крови молодняка свиней опытных групп: у сосунов - на 16,06 % (Р 0,05) и отъемышей - на 19,53 % (Р 0,01), на фоне повышения активности ЛДГ на 9,49 (Р 0,02) и 8,13 % по сравнению с аналогами, свидетельствуя об усилении окислительно-восстановительных процессов в их организме.

В крови молодняка 2-й группы возросла и активность ЩФ у сосунов на 24,31 % (Р 0,02) и отъемышей - на 28,07 % (Р 0,01), а также повысился уровень кальция на 26,32 (Р 0,05) и 34,8 % (Р 0,05) и фосфора - на 10,29 и 14,03 % по сравнению с контролем, что свидетельствует об усиление минерального обмена.

По результатам эксперимента общей продолжительностью 90 дней поросята группы с использованием комплексной добавки отличались от сверстников в контроле достоверно большей массой гнезда при рождении на 14,06 % (Р 0,02), которая составила 14,93+0,33 кг, против 13,09 + 0,43 кг. Аналогично этот показатель изменялся и в период отъема, то есть вырос на 23,05 % (Р 0,02) по сравнению со сверстниками и находился в пределах 97,20 + 4,46 кг. В тоже время молодняк группы с применением подкормки комплекса соевой окары и мергеля характеризовался большей энергией роста. Живая масса поросят 2-й группы при рождении варьировала в пределах 1,31 +0,07 кг, что на 10,08 % больше чем контроле. А к 42 суткам отъема увеличилась до 9,17 + 0,28 кг, при Р 0,05, что на 13,77 % больше, чем в группе аналогов.

Многоплодие и сохранность новорожденных поросят опытной группы заметно от контроля не отличались. А к отъему этого молодняка данные показатели возросли соответственно на 8,16 и 4,37 % по сравнению со сверстниками. К отъему поросят 2-й группы (в 42 суток) сохранность составила 92,98 %, что на 4,37 % выше, чем в группе аналогов. Прирост живой массы отъемного молодняка опытной группы вырос по сравнению с контролем, в том числе абсолютный увеличился на 14,41 % и составил 7,86 кг и среднесуточный соответственно - на 11,23 % и находился в пределах 178,33+3,71 г.

Учитывая то, что затраты корма на выращивание поросят в конце периода отъема 2-й группы составили 203,33 кормовых единиц при массе гнезда 97,20 + 4,46 кг затраты корма на 1 кг прироста их живой массы составили 2,41 кормовых единиц. Это меньше на 16,61 % чем в группе аналогов, где этот показатель составил 2,89 кормовых единиц. При себестоимости 1 кг живого веса поросенка при отъеме 40,75 рублей условная прибыль составила 3861,90 рублей, в том числе дополнительно получено 643,06 рубля.

Анализ доступной отечественной и зарубежной литературы показывает, что вопросы использования в животноводстве дешевых местных кормовых средств 218 отходов соевого производства и природных мергелей изучены недостаточно и требуют дальнейшего изучения с учетом региональных особенностей кормопроизводства и физиологического состояния животных. На основании полученных нами данных можно заключить, что влияние добавок соевой окары и мергеля проявляется через следующие физиологические механизмы организма животных: - по - видимому, происходило повышение усвоения питательных веществ кормового рациона организмом животных, при этом возрастает эффективность использования азота, аминокислот корма, вовлечение их в метаболический фонд свободных аминокислот и продуктивное использование в биосинтезе тканевых и транспортных белков, что обеспечивает рост продуктивности; - насыщение крови кислородом за счет легкоусвояемого железа соевой окары, способствуя повышению эритропоэза, окислительно-восстановительных процессов, скорости ферментативных реакций, энергообеспечения. В том числе аэробного гликолиза, калоригенного эффекта тироксина, обеспечивая анаболический эффект; - регуляция метаболизма за счет высоких сорбционных свойств мергеля и пищевых волокон соевой окары. Усиливается адсорбция ионов аммония, мине ральных веществ, создается их определенный резерв в организме, который может использоваться продолжительное время, повышая усвоение протеина и мине ральных элементов. Это положительно сказывается на ферментных системах, обеспечивает экономное расходование энергии в организме животных и рост про дуктивности, при этом снижая уровень холестерина и жиров в крови; - активизация тиреоидных гормонов и инсулина, имеющих анаболическое значение для молодняка, оказывающих индуцирующее влияние на биосинтез мышечного белка, синтез гликогена в печени, обеспечивая повышение основного обмена у маток;