Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
2.Собственные исследования 37
2.1. Природно-климатические условия Амурской области 37
2.2. Зональные особенности в химическом составе зерновых кормов Амурской области 47
2.3. Материал и методы исследований 52
2.3.1 Методика расчёта длительности микронизации зерна 52
2.3.2 Зоотехнические методы проведения исследований 56
2.4 Результаты экспериментальных исследований 64
2.4.1 Изменение вязкости зерновых компонентов комбикормов в зависимости от степени их хранения и микронизации 65
2.4.2 Содержание растворимых Р-глюканов в зерновых кормах в зависимости от их вязкости 67
2.4.3 Результаты первого научно-хозяйственного опыта 68
2.4.3.1 Весовой рост молодняка кур 68
2.4.3.2 Линейный рост и развитие молодняка кур 70
2.4.3.3 Переваримость и усвоение питательных веществ 74
2.4.3.4 Морфологические и биохимические показатели крови 78
2.4.4 Результаты второго научно-хозяйственного опыта 81
2.4.4.1 Весовой рост молодняка кур 81
2.4.4.2 Линейный рост и развитие молодняка кур 83
2.4.4.3 Переваримость и усвоение питательных веществ 86
2.4.4.4 Морфологические и биохимические показатели крови 88
3 Экономическое обоснование результатов научно-хозяйственных опытов 90
Обсуждение результатов исследований 93
Выводы и предложение производству 98
Список литературы
- Методика расчёта длительности микронизации зерна
- Изменение вязкости зерновых компонентов комбикормов в зависимости от степени их хранения и микронизации
- Результаты второго научно-хозяйственного опыта
- Переваримость и усвоение питательных веществ
Методика расчёта длительности микронизации зерна
Для каждой категории животных имеется по нескольку рецептов, разработанных в опытах или в производстве. Изготавливают комбикорма на основании подробных инструкций.
В инструкциях указаны порядок применения рецептов, подробные правила замены кормов в рецептах в случае отсутствия отдельных ингредиентов, правила обогащения комбикормов н нормы введения в них витаминов, микроэлементов и антибиотиков.
Установлены предельные и максимальные нормы введения в комбикорма-концентраты ингредиентов, происходящих из одной и той же культуры.
Так как при разработке рецептов комбикормов принимают во внимание новейшие достижения в изучении потребностей животных в питательных веществах и способов их удовлетворения, то правильное применение комбикормов соответственно их назначению есть один из основных способов внедрения научных достижений в производство.
Таким образом, комбикорма являются разносторонними в питательном отношении компонентами рационов животных и птицы. Их состав может зависеть от требований хозяйств-заказчиков.
Питательность комбикорма выражена в следующих показателях: кормовых единицах, переваримом протеине, содержании сырой клетчатки, натрия, калия, фосфора, кальция, соотношении натрия к калию и кальция к фосфору [12, 36].
Использование зерновых компонентов в рационе питания птицы всегда приводит к увеличению содержания в нём некрахмалистых полисахаридов (НПС) (приложение 1).
У животных, особенно моногастричных, практически нет собственных ферментов, переваривающих некрахмалистые полисахариды, из-за чего они практически не усваиваются организмом и препятствуют доступу собственных ферментов животных и птиц к другим питательным веществам и их перевариванию. В пищеварительном тракте птиц и животных некрахмалистые полисахариды образуют вязкий раствор, обволакивающий гранулы крахмала и протеинов. Возникают два отрицательных последствия: жидкий и клейкий помет, в котором распространяется инфекция и снижение продуктивности птицы и животных [15, 43, 88].
В животноводстве в качестве основных концентрированных кормов используются ячмень, овес, рожь, непродовольственная пшеница и продукты их переработки. Потенциал этих кормов при кормлении животных с однокамерным желудком не в полной мере используется организмом. Основные зернофуражные культуры - овес и ячмень - отличаются высоким содержанием клетчатки (9-12 и 4-7% соответственно). Если обрушить овес и ячмень, содержание клетчатки снижается до 2,5-3,5% в ячмене, до 4-4,5% в овсе. При этом переваримость веществ этих кормов хотя и повышается, но проблема полностью не решается. Ведь рожь с количеством клетчатки в зерне всего 2,4-2,5% не является высокоценным кормом. Низкая питательность ряда зерновых обусловлена тем, что наряду с клетчаткой в них присутствуют в значительных количествах другие некрахмалистые полисахариды, к которым относятся бета-глюканы и пентозаны. Они содержатся в клеточных стенках эндоспермы зерна и при лущении не устраняются. По обобщенным данным, основными антипитательными факторами пшеницы, ржи и тритикале являются пентозаны, большую часть которых составляют арабиноксиланы. В ячмене отрицательное воздействие на усвоение питательных веществ в основном оказывают бета-глюканы (приложение 3).
Некрахмалистые полисахариды обладают еще одним отрицательным свойством - они сильно набухают, образуя вязкие клееобразные растворы, ограничивающие всасывание уже переваренного белка, крахмала, жира и других важных биологических соединений. В результате в кишечном содержимом повышается концентрация невсосавшихся питательных веществ, которые способствуют развитию условно патогенной микрофлоры в нижних отделах кишечника, что в дальнейшем создает проблемы для здоровья и продуктивности птиц. Из зерновых кормов кукуруза и соевый шрот отличаются сравнительно низким содержанием некрахмалистых полисахаридов.
Известно [43], что НПС, например арабиноксиланы и бета-глюканы, являются антипитательными факторами, нарушающими пищеварение и использование питательных веществ корма животными.
Антипитательные эффекты НПС обусловлены двумя основными факторами. Во-первых, крахмал и белок остаются недоступными для пищеварительных ферментов вследствие того, что они инкапсулированы стенками клеток. Во-вторых, под действием растворимых НПС изменяется вязкость химуса, что приводит к нарушению использования питательных веществ рациона.
Любое сырье обладает антипитательными факторами, которые нужно знать и учитывать при балансировании рациона. В зерновых кормах это прежде всего содержание некрахмалистых полисахаридов.
Проблема, которую создают некрахмалистые полисахариды, повышенная вязкость зерна. Исследования [82] показали, что при абсолютно одинаковых рационах, содержащих разные сорта пшеницы с неодинаковой вязкостью, показатели продуктивности птицы могут сильно отличаться. Потребление зерна с высокой вязкостью приводит к их снижению и ухудшению конверсии корма.
Для повышения переваримости и доступности питательных веществ в комбикормах пониженной питательности (например, ячменно-пшеничных) рекомендуют вводить в них ферментные препараты, которые содержат комплекс ферментов амилолитического, пектологического, целлюлозолитического и протеолитического действия.
Изменение вязкости зерновых компонентов комбикормов в зависимости от степени их хранения и микронизации
Главным фактором, сдерживающим развитие птицеводства, является недостаточность кормовой базы и неполноценность производимых комбикормов. При этом главной проблемой является дефицит в кормовом балансе белка, витаминов и минеральных веществ, связанный с зональными природно-климатическими особенностями Амурской области. Так, установлено, что в кормах Приамурья содержится недостаточно основных минеральных и органических веществ по сравнению со среднероссийскими показателями.
В связи с этим изучение химического состава зерновых компонентов комбикормов имеет важное значение в организации полноценного кормления кур. Нами изучен химический состав зерновых компонентов комбикормов марки ПК-2 и ПК-3 (табл.1). Кроме этого нами проведено сравнение химического состава зерна Приамурья с одноимённым зерном со среднероссийскими показателями (табл. 2).
Основными зерновыми кормами для кур является пшеница, овёс, ячмень, кукуруза, тритикале и переработанные продукты сои. Из данных второй таблицы видно, что пшеница по сравнению со среднероссийскими показателями бедна по содержанию протеина на 18,3%, ячмень - на 20,4%, овёс - на 20,7%, кукуруза - на 18,4%, тритикале - на 14,6%, соя - на 17,5%. Аналогичная картина наблюдается и по сырому жиру, сырой клетчатке, безазотистым экстрактивным веществам.
Среди факторов, определяющих полноценность кормления сельскохозяйственной птицы, существенное значение имеют условия минерального питания. Минеральные вещества имеют большое значение для нормальной жизнедеятельности организма, поскольку они являются необходимой основой для построения опорных систем (костей и др.), входят в состав клеток, тканей, органов и жидкостей, участвуют во всех биохимических процессах, протекающих в живом организме на всех его структурных уровнях [24, 87]. Таблица 2 - Дефицит питательных веществ в кормах относительно среднероссийских показателей (среднероссийские показатели приняты за 100%)
Особенно это касается нормируемых микроэлементов J, Se, Со, Fe, Си, Mn, Zn. В условиях Амурской области, где в комбикормах используются зерновые компоненты собственного производства, наблюдается дефицит всех учитываемых в кормлении животных и птицы микроэлементов. В среднем этот дефицит составляет по Си, Fe, Mn и Zn 40-60%, а по J, Со, и Se - 80-95%.
Нами изучен микроминеральный состав зерновых компонентов, которые содержатся в комбикормах, скармливаемых на птицефабриках Амурской области (табл. 3). Таблица 3 - Содержание микроэлементов в зерновых компонентах комбикормов.
Из данных таблицы 3 видно, что содержание всех изучаемых микроэлементов в зерновых кормах значительно ниже показателей одноимённых зерновых кормов в среднем по России. Наибольший дефицит наблюдается по содержанию J, Se и Со (табл. 4).
Анализ полученных данных показывает, что содержание как органических, так и минеральных веществ в зерновых кормах зависит в полной мере от природно-климатических и биогеохимических условий их произрастания. Также можно заключить, что наши данные по химическому составу зерновых кормов имеют существенные зональные отличия от состава одноимённых кормов в среднем по России в сторону снижения.
В заключении этого раздела можно отметить, что биогеохимические и климатические условия кормопроизводства Амурской области оказывают большое влияние на особенности в химическом составе и питательности местных кормов, определяют их урожайность и экономическую их сторону производства. Известно, что Приамурье относится к биогеохимической провинции с резким недостатком в биосфере ряда минеральных веществ, в том числе микроэлементов [62, 64, 68, 52, 53]. По Амурской области имеется достаточно сведений по химическому составу кормов, скармливаемых сельскохозяйственной птице, эти данные обобщены и представлены в систематизированной форме для практического применения [55, 56, 64, 76]. Проведенный анализ кормления сельскохозяйственной птицы в условиях птицефабрик Амурской области за последние годы в среднем показал, что в её рационах наблюдается дефицит протеина, (до 18 %), обменной энергии (до 15 %), а содержание жира снижается при одновременном повышении клетчатки. Содержание в кормах нормируемых микроэлементов по данным ряда местных авторов или значительно ниже среднероссийских показателей, или отсутствуют вовсе [53, 54, 72, 74]. Таким образом, в условиях Амурской области из-за биогеохимических особенностей биосферы нельзя обеспечить дефицит нормируемых питательных веществ только за счет местных кормов. В связи с этим комбикорма для птицы необходимо контролировать на содержание органических и минеральных веществ.
Кроме этого, чтобы обеспечить птице полноценное кормление, то по мнению учёных и специалистов сельского хозяйства эта проблема должна решаться путём разработки и научно-практическом обосновании использования современных методов в кормоприготовлении. Одному из таких методов посвящена наша работа.
Для разработки эффективного варианта обработки зерна разных культур методом его микронизации требуется наличие сведений об оптических свойствах зерна, особенностях его взаимодействия с ИК-лучами, характере их поглощения и ответной реакцией зерна на приложенное воздействие, что имеет повышенную сложность, в связи с особой конструкцией зерна как объекта обработки.
Зерно пшеницы, кукурузы и других культур следует рассматривать как сложносоставное тело, структура и свойства которого значительно отличаются от простых по составу и структуре тел. Кроме того, зерно является живым организмом, поэтому протекающие в нём процессы, при любых условиях сопряжения с окружающей средой, подчиняются регулирующему влиянию биологической системы зерна. Всё это необходимо учитывать при рассмотрении поведения зерна в различных вариантах проводимых с ним технологических операций, так как только при этом условии можно разработать действительно оптимальные режимы того или иного процесса, обеспечить наивысшую его эффективность. В полной мере это положение относится к процессу микронизации зерна, обработки его направленным потоком лучистой энергии [9].
Основываясь на уравнениях (2.1)-(2.3) рассчитаем необходимые параметры обработки зерна микронизацией. Разовую порцию для микронизации принимаем 15 г. Вид зерна - пшеница. Удельная теплоёмкость зерна с = 1,85 кДж/(кгС). Коэффициент теплопередачи а = 25 кДж/(м2-С). Удельная поглощательная способность зерна к\ = 0,1 10" м" .
Принимаем массу 1000 зёрен равной 40 г. Площадь внешней поверхности единичного зерна находим на основе среднестатистических размеров (длина 6 мм, толщина 2,5 мм, ширина 3 мм).
Результаты второго научно-хозяйственного опыта
Отечественными и зарубежными авторами установлено, что развитие птицеводства зависит от качества кормов и технологии их кормления. Особенно важное значение имеет совершенствование системы кормления кур с учётом зональных природно-климатических и биогеохимических особенностей отдельных регионов. В последнее время в комбикормовой промышленности повышаются требования к качеству комбикормов. Особенно возросла роль биологически активных веществ в кормлении птицы. Это связано с ограничением введения в комбикорма ингредиентов животного происхождения или полном их исключении. В данном случае необходимо вводить в комбикорма ферментные препараты. Все зерновые компоненты содержат трудногидролизуемые вещества. В то же время система пищеварительных ферментов птицы вполне справляется с гидролизом основных компонентов корма (белков, углеводов, жиров), если в комбикорме нет трудногидролизуемых компонентов и ингибиторов ферментов. При повышении содержания в комбикормах некрахмалистых полисахаридов (трудногидролизуемые вещества) становится недостаточно собственных ферментов птицы. В этом случае в комбикорма необходимо включать экзогенные ферменты, наряду с этим можно использовать термический метод обработки зерновых компонентов. На наш взгляд, менее энергозатратным может быть метод микронизации зерновых компонентов с целью инактивации содержащихся в них некрахмалистых полисахаридов.
В связи с тем, что содержание некрахмалистых полисахаридов в зерне зависит не только от зрелости зерна, но и от сорта, природно-климатических условий и агротехники возделывания зерновых культур, то эту проблему необходимо решать с учётом этих факторов [97]. Так, главным фактором, сдерживающим развитие птицеводства, является недостаточность кормовой базы и неполноценность производимых комбикормов. При этом главной проблемой является дефицит в кормовом балансе белка, витаминов и минеральных веществ, связанный с зональными природно-климатическими особенностями Амурской области. Так, установлено, что в кормах Приамурья содержится недостаточно основных минеральных и органических веществ по сравнению со среднероссийскими показателями. В связи с этим основной целью исследований являлось изучение оптимизации кормления молодняка кур путём микронизации зерновых ингредиентов комбикормов марки ПК-2 и ПК-3 и использования фермента Роксазим G2 G.
В соответствии с поставленной целью нами в условиях Новоивановской птицефабрики Свободненского района Амурской области в период 2012-2014 гг. в соответствии с методическими рекомендациями ВНИТИП было проведено два научно-хозяйственных опыта на молодняке кур кросса Хайсекс - Белый. В задачу первого научно-хозяйственного опыта входило научное обоснование оптимальной степени микронизации зерновых компонентов, при котором будут получены лучшие результаты по росту, развитию и обмену веществ молодняка кур (табл. 5). Было сформировано четыре группы молодняка кур в возрасте одной недели по 50 голов в каждой. Молодняк контрольной группы получал комбикорм без микронизации зерновых компонентов, первой опытной - с микронизацией зерновых компонентов в течение 25 секунд, второй опытной - с микронизацией 40 секунд и третьей опытной - с микронизацией 60 секунд. В задачу второго научно-хозяйственного опыта входило определение оптимального метода снижения антипитательного действия некрахмалистых полисахаридов. Во втором научно-хозяйственном опыте также было четыре группы: контрольная группа и три опытных. В контрольной группе цыплята получали стандартный комбикорм марки ПК-2-3. В рацион первой опытной группы включали стандартный комбикорм, в котором зерновые компоненты находились после трёх месяцев хранения. Молодняку второй опытной группы скармливали стандартный комбикорм, в котором зерновые компоненты прошли микронизацию. Цыплятам из третьей группы скармливали комбикорм в составе которого находился фермента Роксазим G2 G. Использование современных кроссов кур требует обеспечения их не только полноценными кормами, но и определения присутствия в них антипитательных веществ. Общепринято, что общее количество некрахмалистых полисахаридов определяют по их вязкости. Нами изучена вязкость основных зерновых компонентов комбикормов марок ПК-2 и ПК-3, предназначенных для разных половозрастных групп кур. Проведённый нами анализ по определению вязкости зерна в процессе хранения через три и шесть месяцев показывает, что во всём исследуемом зерне в процессе хранения не происходит инактивация растворимых некрахмалистых полисахаридов до предельно допустимого уровня. Так, после трёхмесячного хранения вязкость пшеницы снизилась с 73,4 до 21,0 сПз, а после шести месяцев - до 15,6 сПз, овса - с 74,2 до 36,0 сПз после трёх месяцев хранения и после шести месяцев - до 18,3 сПз. Аналогичная картина наблюдалась во всех исследуемых зерновых компонентах. При этом микронизация этих же зерновых компонентов комбикормов способствовала снижению вязкости до установленных нормативов от 4 до 5,5 сПз.
Переваримость и усвоение питательных веществ
С развитием птицеводства в Приамурье всё более актуальным становится повышение эффективности использования кормов, улучшение их качества за счёт рационального использования сырьевых ресурсов, внедрения научных рекомендаций и изыскания новых методов подготовки зерновых компонентов комбикормов.
Основными источниками углеводов для кур являются зерновые корма, которые в рационах составляют до 70-80%. К ним относятся пшеница, ячмень, овёс, кукуруза, тритикале и др. эти компоненты содержат до 85% углеводов, а протеина только от 8 до 15%. Углеводную питательность перечисленных злаков составляет крахмал. Крахмал различных видов зерновых по-разному усваивается птицей. Способность птицы к перевариванию крахмала в какой-то степени зависит от его клейстеризации в процессе пищеварения. Клейстеризация зависит от содержания в зерне некрахмалистых полисахаридов (НПС). К ним относятся пентозаны и Р-глюканы, по своей химической структуре похожие на целлюлозу, но отличаются от неё высокой способностью связывать воду. При поступлении НПС в пищеварительный тракт образуются высоковязкие растворы. Высоковязкие растворы увеличивают объём химуса, происходит замедление прохождения корма по пищеварительному тракту, снижается поедаемость корма и усвоение питательных веществ. В то же время НПС вызывают водянистый помёт. Антипитательный эффект НПС и вязкость содержимого желудка зависят от содержания в зерновых компонентах растворимых в воде его фракций. Содержащиеся в зерне НПС делятся на растворимые и нерастворимые. О содержании растворимых НПС судят по вязкости зерна, которая зависит не только от степени его зрелости, но и от сорта и природно-климатических условий [83, 91, 101, 102].
Система пищеварительных ферментов кур вполне справляется с гидролизом белков, жиров и углеводов, если в рационе не содержатся растворимые НПС. Однако НПС всегда присутствуют, и собственных ферментов у кур недостаточно. В этом случае трудно переоценить роль ферментных добавок, количество которых в рационе можно рассчитать, определив вязкость зерновых компонентов.
Изменение вязкости зерновых компонентов в зависимости от степени их микронизации Использование современных кроссов кур требует обеспечения их не только полноценными кормами, но и определения присутствия в них антипитательных веществ. Нами изучена вязкость основных зерновых компонентов комбикормов марок ПК-2 и ПК-3, предназначенных для разных половозрастных групп кур (табл. 7). Таблица 7 - Вязкость зерна в зависимости от степени их хранения и микронизации, сПз
Зерно Вязкостьсвежеубранногозерна Послетрёхмесяцевхранения После 6месяцевхранения После микронизации25 с После микронизации 40 с После микронизации 60 с
Проведённый нами анализ по определению вязкости зерна в процессе хранения через три и шесть месяцев показывает, что во всём исследуемом зерне в процессе хранения не происходит инактивация растворимых НПС до предельно допустимого уровня. Так, после трёхмесячного хранения вязкость пшеницы снизилась с 73,4 до 21,0 сПз, а после шести месяцев - до 15,6 сПз, овса - с 74,2 до 36,0 сПз после трёх месяцев хранения и после шести месяцев - до 18,3 сПз. Аналогичная картина наблюдалась во всех исследуемых зерновых компонентах. При этом микронизация этих же зерновых компонентов комбикормов способствовала снижению вязкости до установленных нормативов от 4 до 5,5 сПз.
Лучшие показатели по инактивации растворимых НПС были получены при степени микронизации в течение 40 и 60 секунд. Достоверность разности по вязкости по обоим параметрам были одинаковыми (табл. 7). По результатам исследований по определению вязкости зерна можно считать оптимальной степень микронизации 40 секунд, при которой происходит инактивация НПС. 2.4.2 Содержание растворимых р-глюканов в зерновых кормах в зависимости от их вязкости
В связи с тем, что основными некрахмалистыми полисахаридами являются Р-глюканы, нами изучена зависимость их содержания от вязкости зерна (табл. 8). Таблица 8 - Содержание растворимых Р-глюканов в зависимости от вязкости
Это связано с тем, что Р-глюканы обладают свойствами удерживать воду, создают высокую вязкость содержимого кишечника, а сами остаются непереваримыми и препятствуют усвоению всех питательных веществ. Р" глюканы бывают растворимыми и нерастворимыми. Антипитательный эффект создают растворимые Р-глюканы, которые даже при хранении зерна в течение 6 месяцев не инактивируются. Хотя для инактивации других НПС (арабиноксиланы, пентозаны, пектиновые вещества) достаточно трёх месяцев хранения зерна.
Из данных таблицы 8 видно, что при снижении вязкости зерновых кормов до оптимального уровня (4-5,5 сПз) содержание растворимых Р-глюканов отсутствует или снижается до предельно допустимого уровня (0,1%). Результаты анализа показывают, что по вязкости зерна можно определять степень инактивации НПС. Кроме этого по вязкости можно определять норму внесения в комбикорма фермента. Это связано с тем, что у кур ферментный спектр пищеварительного тракта ограничен, хотя птицы способны расщеплять крахмал, протеин, липиды. Однако полисахариды некрахмалистой природы не усваиваются и препятствуют переваримости нормируемых органических и минеральных веществ.
В задачу первого научно-хозяйственного опыта входило изучение влияния степени микронизации зерновых компонентов комбикормов, предназначенных для кур. Для проведения опыта нами по методу параналогов было сформировано четыре группы молодняка кур в возрасте одной недели: одна контрольная и три опытные. Согласно методике исследований молодняку кур контрольной группы скармливали до семинедельного стандартный комбикорм марки ПК-2 и с 8 и до 16 недель - ПК-3. Куры из опытных групп получали стандартный комбикорм, в котором содержались зерновые компоненты после микронизации: в первой опытной группе - в течение 25 с, во второй - в течение 40 с и в третьей - в течение 60 с (табл. 9). На начало научно-хозяйственного опыта молодняк кур имел одинаковую живую массу. Разница по этому показателю была недостоверной. В начале и в конце опыта измерялась живая масса молодняка кур для контрольной и опытных групп (табл. 9). Таблица 9 - Изменение живой массы молодняка кур за период опыта, (М±т)
Проанализировав данные таблицы 9, можно сделать вывод, что лучшие результаты по живой массе молодняка кур наблюдались при скармливании им комбикорма, содержащего зерновые компоненты, подвергшиеся микронизации в течение 40 и 60 секунд (вторая и третья опытные группы). Живая масса в конце опыта во второй опытной группе составила 1134,3 г, что на 159,5 г больше, чем в контрольной группе. В I и III опытных группах разность в живой массе в сравнении с контрольной составила 35,7 и 154,6 г соответственно. Абсолютный прирост во второй и третьей опытных группах практически был одинаковым и составил 1040,2 и 1035,3 г, а в контрольной - 880,6 г, что на 17,6-18,9% больше в сравнении с контрольной.
