Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1.Особенности пищеварения у телят 7
1.2. Использование микробиологических препаратов в кормлении молодняка к.р.с 15
1.3. Влияние тяжелых металлов на продуктивность и физиологическое состояние жвачных животных 27
1.4. Роль и значение пектиновых веществ для организма животных ... 34
2. Материал и методика исследований 41
3. Результаты собственных исследований 48
3.1. Технология приготовления и характеристика пробиотического препарата на основе соевого молока 48
3.2. Химический состав кормов и кормление подопытных животных.. 51
3.3. Результаты I научно-хозяйственного опыта на телятах 57
3.3.1. Рост и развитие животных и оплата корма продукцией 57
3.3.2. Результаты физиологического опыта 61
3.3.2.1. Переваримость питательных веществ кормов 61
3.3.2.2. Баланс азота у подопытных животных 63
3.3.2.3. Баланс кальция у подопытных животных 64
3.3.2.4. Баланс фосфора у подопытных животных 65
3.3.2.5. Влияние пробиотического препарата и пектина на рубцовое пищеварение 66
3.3.3. Морфологические и биохимические показатели крови 69
3.3.4. Убойные и мясные качества животных 74
3.4. Результаты II научно-хозяйственного опыта на коровах 78
3.4.1. Молочная продуктивность коров и расход корма на единицу продукции 78
3.4.2. Физико-химические свойства молока коров 80
3.4.3. Характеристика рубцового пищеварения 83
3.4.4. Морфологические и биохимические показатели крови коров 85
3.5. Производственная апробация 87
3.6. Экономическая оценка результатов производственного опыта 89
3.7. Обсуждение результатов исследований 91
Выводы 113
Предложения производству 115
Список использованной литературы
- Влияние тяжелых металлов на продуктивность и физиологическое состояние жвачных животных
- Роль и значение пектиновых веществ для организма животных
- Рост и развитие животных и оплата корма продукцией
- Морфологические и биохимические показатели крови
Введение к работе
Актуальность темы. При промышленной технологии ведения животноводства увеличивается количество раздражителей внешней среды на животных и при этом требования к уровню продуктивности не снижаются.
Проблеме повышения эффективности использования питательных веществ корма животными зоотехническая наука уделяет особое внимание, а в кормлении молодняка сельскохозяйственных животных ранних возрастных периодов эти вопросы особенно актуальны, так как в первые недели жизни эти возможности сильно ограничены функциональной незрелостью пищеварительного аппарата и, в первую очередь, его ферментативных систем и отсутствием стабильности соотношения между различными группами микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте.
Предпосылкой разработки и использования в качестве лекарственных препаратов, биологически активных добавок и лечебно-профилактических препаратов кисломолочных продуктов явились успехи, достигнутые в области изучения роли микрофлоры кишечника в гидролизе сложных органических соединений кормов и всасывания их метаболитов через слизистую оболочку кишечника, в формировании и развитии ферментативного звена пищеварительной системы.
Главным назначением добавок кисломолочных продуктов животным является подавление кишечных гнилостных бактерий, ликвидация дисбиотических нарушений в пищеварительном тракте за счет введения в организм больших количеств живых антагонистических молочнокислых бактерий (Б.Г. Цугкиев и др., 2003; Б.С. Калоев, 2003; A.M. Хозиев, 2004).
В настоящее время более перспективными комбинированными пробиотиками являются препараты на основе живых бифидобактерий, лактобацилл, пропионовокислых бактерий и др. Известно, что бифидобактерий, как и остальные молочнокислые микроорганизмы, особенно легко культивируются на соевом молоке. При этом в симбиозе с другими
микроорганизмами, в том числе с пропионовокислыми, эти бактерии, приживляясь в желудочно-кишечном тракте, выделяют ферменты, повышающие переваримость и использование питательных веществ кормов (И.Д. Тменов и др, 2003; Б.Г.Цугкиев и др., 2002, 2003; В.В. Тедтова и др., 2004).
Пектины, желатин, крахмал и др. стабилизаторы добавляют для предотвращения расслоения готового пробиотического продукта на немолочной основе, что также позволяет снизить возможность конкурентной борьбы подобранных потенциально полезных микроорганизмов между собой.
Производство и получение продуктов функционального назначения (пробиотики и др.), в том числе пектинсодержащих, основано на использовании протекторных свойств пектина, позволяющих повышать эколого-физиологический статус организма и получать животноводческую продукцию со значительно меньшим содержанием различных токсикантов, в том числе и тяжелых металлов (Л.Я. Родионова, 2004; Э.С. Хамицаева, 2005).
Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключалась в изучении действия пробиотического препарата на основе соевого молока (ППСМ), сквашенного бифидо- и пропионовислыми бактериями, с добавками пектина на рост и развитие телят, молочную продуктивность коров и качество молока, а также на промежуточный и рубцовый метаболизм подопытных животных в условиях избыточного содержания в кормах солей тяжелых металлов.
Для достижения поставленной цели следовало решить следующие задачи:
изучить химический состав и питательность кормов;
определить действие ППСМ на рост и развитие телят, а также оплату корма приростом живой массы;
- выяснить действие ППСМ на молочную продуктивность коров и
физико-химические свойства молока;
- установить переваримость и использование питательных веществ
рационов телятами;
- изучить влияние пробиотического препарата на рубцовый метаболизм у
подопытных животных;
- выяснить влияние ППСМ на морфологические и биохимические
показатели крови подопытных животных;
- рассчитать экономическую эффективность добавок ППСМ в рационы
телят и коров.
Научная новизна исследований состоит в том, что впервые обосновано положительное воздействие пробиотического препарата на основе соевого молока, сквашенного бифидо- и пропионовокислыми бактериями, с добавками пектина на продуктивность телят и лактирующих коров, физико-химические свойства молока, промежуточный и рубцовый метаболизм жвачных животных при повышенном фоне тяжелых металлов в кормах.
Практическая значимость работы заключается в разработке рекомендаций по включению ППСМ, стабилизированного пектином, в рационы телят и лактирующих коров в дозе 2% от нормы сухого вещества для повышения у них продуктивности, физико-химических свойств и экологической безопасности молока, а также рентабельности отрасли.
На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:
разработка технологии приготовления ППСМ и его скармливания подопытным животным;
показатели, характеризующие рост и развитие телят;
характеристика рубцового метаболизма подопытных животных;
переваримость и использование питательных веществ кормов у телят;
состояние промежуточного обмена;
оценка молочной продуктивности коров и качества молока;
экономическая оценка результатов производственных опытов на телятах и лактирующих коров.
Влияние тяжелых металлов на продуктивность и физиологическое состояние жвачных животных
Среди многочисленных загрязнителей окружающей среды, воздействующих на человека при повышенных концентрациях, особое место занимают тяжелые металлы, представляющие наиболее токсичную группу химических элементов. К тяжелым металлам относятся все химические элементы с плотностью больше 5 г/см (за исключением редких и благородных) (Hg, Pb, Cd, Си, Zn, Ni, Co и т.п.) (A.M. Никаноров, A.B. Жулидов, 1991). Распространена классификация, по которой к тяжелым металлам условно вносят химические элементы с атомной массой свыше 50, характеризующиеся свойствами металлов и металлоидов (В.Б. Ильин, 1991).
Тяжелые металлы обладают высокой биологической активностью, имеют тенденцию аккумулироваться в отдельных звеньях биологического круговорота и по трофическим цепям попадать в организм животных, накапливаясь, и при определенных биогеохимических условиях и концентрациях, отрицательно действуя на их жизнедеятельность (A.M. Никаноров, А.В. Жулидов, 1991; Н.Н. Роева и др., 1996). Для ТМ характерны как минеральная, так и органическая формы распределения, что связано со способностью металлов образовывать большое количество и органических и металлорганических соединений. В отличие от органических загрязняющих веществ, подвергающиеся процессам разложения, металлы способны лишь перераспределяться между природными средами (В.Н. Майстренко и др., 1996).
Следует отметить, что такие ТМ как Mn, Zn, Си, Со, Мо, обладающие большой физиологической значимостью и широко известные под названием эссенциальных (жизненно необходимых для организма человека) микроэлементов, по классификации Дж. Вуда (J.M. Wood, 1974) относятся к токсичным. Объяснение этого факта заключается в концентрации химического элемента в среде обитания: при дефиците его содержания для живых организмов он рассматривается как эссенциальный микроэлемент, при избытке - как токсикант (J.M. Wood, 1974).
Среди тяжелых металлов ртуть, свинец, цинк и медь возглавляют ряд загрязнителей вследствие высоких темпов их техногенного накопления в окружающей среде. Ртуть и свинец являются элементами с очень высокой токсичностью и включены в список приоритетных загрязняющих веществ (глобальных экотоксикантов) рядом международных организаций (ВОЗ, Европейской экологической комиссией, Американским агентством по контролю за токсичными веществами и заболеваниями) (Д.В. Мур, Д.С. Рамамурти, 1987). Токсическое действие объясняется тем, что они образуют с белками нерастворимые соединения, изменяя свойства и инактивируя ряд жизненно важных ферментов (Ю.А. Ершов, Т.В. Плетнева, 1989; М.Б. Раманаускайте, 1994; R.A. Goyer, 1995).
Особую тревогу вызывает загрязнение окружающей среды свинцом индустриального происхождения. За последние несколько лет свинец, в условиях продолжающегося техногенного загрязнения, стал наиболее распространенным токсикантом из группы тяжелых металлов и основным поллютантом-металлом у детей России (А.В. Скальный, 1997, 2002; V.V. Snakin, А.А. Prisyazhnaya, 2000; В.В. Ковальский, 1982).
Биологическое и медицинское значение свинца определяется его высокой токсичностью проникать в организм и накапливаться в нем, оказывая политропное негативное действие. При свинцовом токсикозе поражаются в первую очередь органы кроветворения (анемия), нервная система (энцефалопатии и нейропатии) и сердечно-сосудистая система (Б.А. Ревич, 1990; Y. Finkelstein et al., 1998).
Почвы являются хорошими концентраторами тяжелых металлов, которые из-за своей токсичности вызывают в ней труднообратимые изменения и снижают ее репродуктивную функцию. Способность почв концентрировать тяжелые металлы обусловлена действием гумусовых веществ, составляющих органическую часть и обеспечивающих жизнедеятельность микроорганизмов и растений (Д.С. Орлов, 1985; А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас, 1989).
В почву тяжелые металлы поступают из атмосферы, с отходами промышленности, автомобильного и железнодорожного транспорта, со сточными водами и осадками сточных вод, из минеральных удобрений, с бытовым мусором (Л.Л. Убугунов и др., 2000). При этом почвы являются биогеохимическим барьером, который поглощает тонкодисперсные вещества и газы, поступающие из атмосферы, одновременно очищая другие природные среды (воды, воздух).
Максимальное негативное воздействие загрязняющих веществ испытывают верхние гумусовые горизонты почв и подстилка. Являясь накопителями техногенных веществ, почвы могут стать вторичным источником загрязнения воздуха, растений и природных вод, что может вызвать нарастание экологически опасных последствий, создающих угрозу для здоровья животных.
Роль и значение пектиновых веществ для организма животных
Пектиновые вещества представляют собой биополимеры полиуронидной природы, присутствующие в растворимой и нерастворимой формах практически во всех надземных растениях, морских травах и в ряде пресноводных водорослей (М.Ф. Вулк и др., 1991). Нерастворимые пектиновые соединения, или протопектины, составляют большую часть межклеточного вещества и первичной стенки молодых растительных клеток. Растворимые пектины присутствуют в основном в соках растений. В 1937 г Шнайдер и Бокк впервые установили структурную формулу пектина, однако промышленное производство высокоэтерифицированного пектина было начато только 60, а низкоэтерифицированного - 36 лет назад. В настоящее время можно считать, что пектины представляют собой гликаногалактуронаны, которым часто сопутствуют нейтральные гликаны, чаще всего галактаны, арабаны, арабиногалактаны (Е.Е. Браудо, 1990). Гораздо меньше сведений о протопектинах. Выдвинутая в 30-х годах гипотеза о линейной структуре галактуронана с гликозидными связями впоследствии была подтверждена с помощью всех существующих методов химии углеводов. Молекулярная масса пектинов колеблется в пределах 25-300 тысяч. Пектины, выделенные из различных источников сырья, отличаются величинами молекул, степенью этерификации или ацетилирования и структурой боковых углеводных цепей. В зависимости от области применения пектины стандартизуют по гелеобразующим свойствам. Желаемого результата можно достигнуть, добавляя к пектину сахар, нейтральные соединения и/или буферные вещества, а также смешивая чистые сорта пектина.
Основным промышленным источником пектиновых веществ служат яблоки, свекла и лимоны, кроме того, его получают из соцветий подсолнечника, айвы, кормового арбуза, коры хвойных деревьев, плодов дикорастущих видов яблони (Е.Х. Осенова, 1978; Е.П. Сапожникова, 1965). Равномерное распределение гидроксильных групп в молекуле пектина способствует его ассоциация с молекулами воды. У пектинов возможен химический обмен с неорганическими ионами, в частности водород карбоксильных групп замещается на кальций и другие ионы металлов (С.Н. Селютина и др., 2000).
Как сорбенты производные пектинов использовались для разделения рацематов некоторых природных веществ. Пектин нашел применение в медицинской практике как вспомогательное вещество при производстве лекарственных форм, а также как лекарственное и профилактическое средство. В связи с тем, что пектины являются природными ионообменниками (Н.Ш.
Кайшева и др., 1992), способными замещать водороды карбоксильных групп на катионы поливалентных металлов, их используют в профилактике отравлений солями тяжелых металлов и радиоактивными изотопами. Поэтому пектины в их различных формах, лечебных препаратах и пищевых изделиях являются одним из наиболее эффективных природных средств детоксикации организма от вредного воздействия радионуклидов, тяжелых металлов и других токсических веществ.
По мнению некоторых ученых, связывание пектинами ионов тяжелых металлов более интенсивно происходит в кислой среде, так как в присутствии гидроксид- ионов равновесие сдвигается в сторону продуктов реакции -пектинатов. Л.В. Донченко (1990) и ряд других авторов (О.Г. Архипова, 1961; С.Н. Селютина, 2000) считают, что пектины в кислой среде частично теряют эту способность из-за образования растворимых в кислой среде пектинатов и пектинов.
Исследования свекловичного, цитрусового и яблочного пектинов показали, что количество связанных ионов металлов зависит от природы элемента, источника получения пектина и рН среды. Комплексообразование пектинов с ионами металлов лучше проходит в щелочной среде, из используемых пектинов лучшей связующей способностью обладает свекловичный пектин, причем интенсивнее этот процесс проходит с усилением металлических свойств элементов.
Изучение пектиновой кислоты и ее азотсодержащих производных с поливалентными металлами показало (Н.Ш. Кайшева и др., 1992; Л.В. Донченко 1990), что величина константы образования комплексных соединений возрастает по ряду: пектиновая кислота амид пектиновой кислоты гидразид пектиновой кислоты, что, по-видимому, обусловлено полярностью адденда.
Рост и развитие животных и оплата корма продукцией
В ходе исследований на телятах до 6-ти месячного возраста продуктивные показатели нами оценивались по результатам индивидуальных контрольных взвешиваний в возрасте 1,30,60,90,120,150 и 180 дней. По результатам этих взвешиваний мы наблюдали за динамикой живой массы подопытных телят (табл. 8).
Исходя из полученных данных, нами рассчитаны абсолютные и среднесуточные приросты живой массы животных сравниваемых групп за опыт (табл. 9).
По данным, представленным в таблице 9, наилучшие результаты прироста живой массы телят были получены в ходе 1 опыта при скармливании им пробиотического препарата в дозе 2% от нормы сухого вещества с добавками пектина.
Причем, в начале опыта существенных различий по живой массе телята сравниваемых групп не имели, затем на протяжении периода от рождения и до 90 дней телята 1 опытной группы незначительно превосходили по живой массе телят 2 опытной и контрольной групп, что объясняется положительным действием пробиотического препарата в дозе 2% от нормы сухого вещества на фоне слаборазвитой собственной ферментативной системы и микрофлоры рубца.
Наилучшие результаты среднесуточного прироста живой массы в ходе 1 опыта установлены у телят 2 опытной группы, животным которой скармливали пробиотический препарат с добавками пектина, среднесуточные приросты которых были достоверно выше (Р 0,05) в конце опыта на 9,8%, у 1 опытной группы - на 5,4% больше, чем у их аналогов из контрольной группы. Телята 1 и 2 опытных групп, получавшие пробиотический препарат превосходили своих сверстников из контрольной группы по показателю абсолютного прироста живой массы на 6,6 и 11,8 кг (Р 0,05).
Важным критерием для оценки влияния кормового фактора на развитие телят в постэмбриональный период является изменение линейных размеров различных частей тела. Исходя из этого, для изучения действия пробиотического препарата на экстерьерные показатели нами у подопытных животных в возрасте 6 месяцев были взяты следующие промеры тела: высота в холке, косая длина туловища и обхват груди.
Установлено, что наиболее эффективное действие на изменение линейных размеров тела оказало скармливание пробиотического препарата в дозе 2% от нормы сухого вещества рациона с добавками пектина, что обеспечило у телят 2 опытной группы относительно контроля достоверное (Р 0,05) увеличение косой длины туловища на 1,9см и обхвата груди - на 1,9см.
На основе данных промеров тела нами были рассчитаны у подопытных животных следующие индексы телосложения: растянутости, сбитости и массивности (табл. 11).
Результаты, полученные при расчете индексов телосложения, свидетельствуют о том, что скармливание ППСМ с пектином оказало положительное влияние на экстерьерные показатели молодняка крупного рогатого скота опытных групп.
Причем, в ходе научно-хозяйственного опыта при скармливании пробиотического препарата в количестве 2% от нормы сухого вещества рациона с добавками пектина, в первую очередь, положительно отразилась на индексах растянутости и сбитости.
Следовательно, использование пробиотического препарата и пектина в рационах телят до 6-месячного возраста положительно влияет на их экстерьерные показатели.
Важнейшим показателем эффективности применения пробиотического препарата с добавками пектина являются затраты кормов на 1 кг прироста живой массы, которые приведены в таблице 12.
Было выяснено, что наибольшие затраты кормов были по контрольной группе: на 1кг прироста массы тела было израсходовано 4,73 кормовых единиц и 499,66 г переваримого протеина. Животные 1 и 2 опытных групп на единицу прироста живой массы израсходовали на 7,7 и 11,2% кормовых единиц и 6,3 и 10,0 г меньше переваримого протеина, чем их аналоги из контрольной группы.
Лучшие результаты были получены при введении в рацион 1 и 2 опытной группы пробиотического препарата в дозе 2% от нормы сухого вещества с пектином.
Следовательно, анализ полученных в 1 опыте результатов позволяет сделать вывод, что добавки ППСМ с пектином в дозе 2% от нормы сухого вещества рациона позволяют интенсифицировать рост и развитие телят и снизить затраты кормов на производство единицы продукции.
Известно, что при скармливании растительных кормов телятам, преджелудки и их микрофлора лучше развиваются, что положительно сказывается на переваримости питательных веществ рационов. Особенно положительное действие на процессы пищеварения оказывают молочнокислые микроорганизмы. Исходя из этого, важно было изучить влияние бифидо- и пропионовокислых бактерий в сочетании с добавками пектина и без него на гидролиз углеводов, протеина и липидов кормов. Результаты физиологического опыта на телятах отражены в таблице 13 и приложениях 6, 7 и 8.
В ходе физиологического опыта было установлено, что относительно контроля самые высокие коэффициенты переваримости сухого и органического вещества были по 2 опытной группе: соответственно на 2,6 и 2,7%. Разница в обоих случаях была статистически достоверной (Р 0,05).
Морфологические и биохимические показатели крови
Важным критерием в оценке уровня и направления обмена веществ и физиологического состояния животных являются гематологические показатели. Регулярное изучение морфологических и биохимических параметров периферийной крови позволяет судить об изменениях обмена веществ в организме в зависимости от состава и сбалансированности рационов.
Переварившиеся под действием микрофлоры рубца жвачных и различных ферментов желудочно-кишечного тракта питательные вещества, претерпев определенные изменения, трансформируются частично в пластический материал. Кровь, как жидкая ткань организма, насыщенная кислородом и различными органическими и минеральными соединениями, с присущим ей непрерывным движением по телу животного является незаменимой средой для окислительно-восстановительных процессов, различных преобразований и транспортировки питательных веществ во все органы и ткани тела.
Эритроциты выполняют важную функцию, как высокоспециализированные клетки в обеспечении тканей кислородом, благодаря наличию в них гемоглобина, участвуют в адсорбции на собственной мембране белков, аминокислот и липидов и их транспортировке к тканям организма.
У телят 1 и 2 опытных групп в ходе первого опыта в сравнении с аналогами из контроля содержание эритроцитов и гемоглобина в крови было выше соответственно на 0,39 и 0,55 хЮ /л и 3,9 и 5,0 г/л (табл.19), чем в контроле (Р 0,05).
Рационы, обогащенные пробиотическим препаратом не оказывали существенного влияния на содержание лейкоцитов в крови, как в переходном с молочного на растительный тип кормления, так и в возрасте 6 месяцев.
Зоотехнические методы дают возможность направленного формирования органов и физиологических систем, необходимых для сохранения здоровья телят и поддержания гомеостаза, высокой скорости их роста, дающих хорошую оплату продукцией сравнительно дешевыми кормами.
В.Г. Григорьев и другие (1986) установили, что увеличение концентрации пропионовой кислоты в рубце способствует снижению уровня кетоновых тел, повышению сахара в крови, а также повышению использования азота корма.
Н.В. Курилов (1983) установил, что образование глюкозы из пропионата, который включаясь в цикл Кребса, через стадию янтарной кислоты, в печени превращается в фосфенолпируват. Из этого соединения и образуется глюкоза.
В возрасте 180 дней животные 2 опытной группы в сравнении с контролем отличались недостоверно (Р 0,05) более высоким показателем сахара в крови (табл.20).
Результаты физиологических опытов и исследований рубцового содержимого у молодняка крупного рогатого скота показали, что скармливание им пробиотического препарата в дозе 2% от нормы сухого вещества с добавками пектина обеспечило получение более высоких коэффициентов переваримости сырого протеина, клетчатки и БЭВ, отложение в теле большего азота, а также повышение в рубцовой жидкости ЛЖК и, в первую очередь, пропионовой кислоты.
Усиление энергетического метаболизма у жвачных во многом зависит от соотношения в рационе легкорастворимых углеводов и протеина. Пробиотический препарат с пектином способствовал более интенсивному и быстрому образованию аммиака, поэтому для повышения всасываемости ЛЖК требуется наличие легкосбраживаемой глюкозы, которая образовалось в рубце животных опытных групп путем гидролиза крахмала и клетчатки под действием целлюлаз, гемицеллюлаз, амилаз и пектиназ, вырабатываемых микрофлорой рубца. Этот процесс сопровождается повышением концентрации сахара в крови.
Для нормального формирования костяка телята нуждаются в нормальном уровне усвоения кальция и фосфора кормов. Установлено, что ГШСМ, как без пектина, так и с добавками пектиновых веществ, не оказал отрицательного влияния на насыщенности сыворотки крови этими макроэлементами.
Особый интерес представляло изучение протекторных свойств пробиотического препарата, нестабилизированного и стабилизированного пектином яблочным. Исследования концентрации цинка, кадмия и свинца в крови телят 1-опытной группы свидетельствуют о том, что ГШСМ без пектина обладает не высокими детоксикационными свойствами, подтверждением чему служит превышение ПДУ их уровня в жидкой внутренней среде. Благодаря протекторным свойствам пектина добавки пробиотического препарата позволили против контроля в крови животных 2 опытной группы достоверно (Р 0,05) снизить концентрацию цинка на 62,2%, кадмия - на 63,7% и свинца -на 56,7%. Причем уровень этих тяжелых металлов в крови телят 2 опытной группы не превышал ПДУ.
