Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 15
1.1. Источники обогащения протеином рационов сельскохозяйственных животных 15
1.2. Синтетические азотсодержащие вещества в рационах жвачных животных 20
1.3. Новые подходы к оценке протеинового питания жвачных и моногастричных животных 27
1.4. Общие сведения о природных сорбентах, их свойствах и перспективах их применения в сельском хозяйстве 33
2. Материал и методы исследований 48
3. Результаты исследований и их обсуждение 55
3.1. Результаты лабораторных опытов 55
3.1.1. Результаты изучения рапсового жмыха 55
3.1.1. Оценка качества цеолитсодержащей породы Татарско-Шатрашанского месторождения и бентонитов Верхнее-Нурлатского месторождения Республики Татарстан 58
3.1.2.1.Минеральный, химический состав, адсорбционно-структурные свойства и токсикологическая оценка опал-кристобалитовой породы Татарско-Шатрашанского месторождения 58
3.1.2.2. Состояние сырьевой базы бентонитовых глин Республики Татарстан и технологическая их классификация 63
3.1.2.3.Минеральный, химический состав, физико-механические параметры, адсорбционно-структурные и токсикологические свойства бентонитов Верхнее-Нурлатского месторождения Республики Татарстан 71
3.2. Продуктивность, состояние пищеварительных и обменных процессов у дойных коров при разных технологиях использования в их рационах рапсового жмыха и карбамида 79
3.2.1. Содержание и кормление коров 79
3.2.1. Показатели рубцового пищеварения 83
3.2.2. Переваримость и использование питательных веществ 88
3.2.3. Биохимические показатели крови коров 97
3.2.4. Молочная продуктивность и качество молока 103
3.2.5. Воспроизводительные качества коров, рост и развитие телят 107
3.2.6. Экономическая эффективность ПО
3.3. Совершенствование технологии выращивания телят молочного периода с применением природного минерала 114
3.3.1. Динамика роста животных и затраты кормов 114
3.3.2. Биохимические показатели сыворотки крови 116
3.3.3. Экономическая эффективность 119
3.4. Продуктивное действие рационов с разным уровнем и источниками протеина при откорме бычков 123
3.4.1. Содержание и кормление бычков 123
3.4.2. Динамика роста и оплата корма 123
3.4.3. Химический и бактериальный состав рубцовой жидкости 127
3.4.4. Переваримость и использование питательных веществ 130
3.4.5. Гематологические показатели 134
3.4.6. Результаты контрольного убоя и показатели качества продукции 139
3.4.7. Экономическая эффективность 144
3.5. Эффективность производства свинины с использованием нетрадиционных источников протеина, обогащенных природным минеральным сорбентом 148
3.5.1. Условия кормления и содержание свиней 148
3.5.2. Динамика роста животных и затраты кормов 148
3.5.3. Переваримость и использование питательных веществ 154
3.5.4. Морфологические и биохимические показатели крови 162
3.5.5. Убойные качества, морфологический и химический состав туш и внутренних органов 167
3.5.6. Конверсия протеина и энергии рационов в продукцию 174
3.5.7. Гистологические исследования 175
3.5.8. Влияние бентонита на качество и созревание мяса 182
3.5.9. Экономическая эффективность 188
4. Производственные опыты 190
4.1. Результаты производственной проверки в опыте на коровах 190
4.2. Производственный опыт при откорме бычков 192
4.3. Результаты производственного испытания бентонитов в рационах свиней 194
5. Заключение 196
6. Выводы 215
7. Предложения производству 221
8. Список литературы 222
Приложение 260
- Синтетические азотсодержащие вещества в рационах жвачных животных
- Общие сведения о природных сорбентах, их свойствах и перспективах их применения в сельском хозяйстве
- Состояние сырьевой базы бентонитовых глин Республики Татарстан и технологическая их классификация
- Химический и бактериальный состав рубцовой жидкости
Введение к работе
Актуальность исследований. В связи с переходом работы агропромышленного комплекса к рыночным отношениям в Российской Федерации, в том числе и Республике Татарстан, значительно уменьшилось поголовье сельскохозяйственных животных. Наряду с этим в стране сократилось производство комбикормов, протеиновых и минеральных добавок, что породило хронически несбалансированное по питательным веществам кормление животных и затрудняет реализацию генетического потенциала их продуктивности, повышает себестоимость продукции и делает ее нерентабельной на собственном рынке.
В условиях низких закупочных цен на животноводческую продукцию становится невыгодным использование на кормовые цели такого концентрированного источника энергии и протеина как зерно. Между тем, ежегодно в Республике Татарстан на кормовые цели его используется до 2 млн. тонн. Однако только 20% зерна (400 тыс. тонн) скармливается в сбалансированном виде. В то же время научно доказано, что каждая тонна сбалансированного фуража экономит до 25% зерна. Таким образом, только в Татарстане ежегодно перерасход фуражного зерна на кормовые цели достигает 400 тыс. тонн на сумму 2 млрд. рублей.
В связи с этим, возникает настоятельная необходимость разработки новых высокоэффективных балансирующих протеино-минеральных добавок для животных на основе местного нетрадиционного сырья. Для скотоводства Татарстана в этом плане представляют интерес рапсовые корма, кормовые дрожжи и азотсодержащие препараты местного производства (карбамид). Рапс является холодостойкой культурой, хорошо растет в условиях Татарстана и содержит до 26% протеина и 40% жира. Его возделывают на площади 35 тыс. га. В Республике организована переработка семян рапса на масло и жмых, а также промышленное производство кормовых дрожжей и карбамида в количестве 25 и 200 тыс. тонн ежегодно. Карбамид как источник протеина в 5-6 раз дешевле, чем скармливание животным бобовых зерновых. За счет его на 25% восполняется потребность крупного рогатого скота в протеине. Однако широкое приме-
6 нение карбамида сдерживается из-за быстрой расщепляемости его в предже-лудках до аммиака, значительная часть которого микрофлорой для синтеза белка не используется, а всасывается через стенку пищеварительного тракта в кровь, вызывая интоксикацию организма, и в первую очередь поражение печени и почек. Учитывая данное обстоятельство И.Ф. Ткачев (1961), Н.В. Курилов и др. (1979), А.В. Модянов (1981), предложили различные варианты повышения эффективности использования мочевины, основным требованием в них является соблюдение в рационах животных сахаро-протеинового отношения. Однако, дефицит углеводов в рационах в последние годы достиг более 50 %, поэтому разработанные ранее технологии использования мочевины не нашли широкого применения.
В связи с этим, в этом плане большой интерес вызывают природные агро-минералы (цеолиты и бентониты), обладающие уникальными ионообменными и сорбционными свойствами, доступностью и дешевизной. Доказана высокая эффективность использования в рационах животных местных сорбентов (цео-литсодержащая опал-кристобалитовая порода Татарско-Шатрашанского и Си-уч-Юшанского месторождений) в качестве минеральной кормовой добавки (М.З. Закиров, 1982, ИИ. Грабовенскш, 1984, В.Н. Пронин, 1992, А.А. Сабитов, 1997, Л.П. Заринова и др., 1999, В.А. Алексеев, 2000, В.Е. Улитько, 2001). Однако, исследований по применению ее в рационах коров, телят-молочников, бычков на откорме в сочетании с нетрадиционными источниками протеина в качестве пролонгатора аммиачного азота, образующегося при распаде протеина этих источников не проводились. Что касается бентонитовых глин, несмотря на то, что Республика Татарстан имеет промышленные их месторождения, детального анализа их минерального и химического состава, физико-механических и токсических свойств, эффективности использования и влияния на обмен веществ и продуктивность сельскохозяйственных животных, и в частности у свиней, не проводилось, что диктует настоятельную необходимость исследований и в этом направлении.
Таким образом, в современных социально-экономических условиях при удорожании традиционных источников протеинового и минерального питания животных актуальным являются поиск и вовлечение в производство новых нетрадиционных протеиновых и минеральных ресурсов, среди которых уникальными являются такие как рапс, мочевина и дрожжи, а также местные природные цеолитовые и бентонитовые туфы. Однако комплексных исследований о возможности и эффективности их использования, разработке доз и техники скармливания различным половозрастным группам скота в зависимости от его продуктивности, физиологического состояния в условиях кормовой базы Татарстана - не проводились. Все это предопределило актуальность проведения исследований по разработке нормативов и эффективных способов скармливания животным цеолита и бентонита в сочетании с нетрадиционными источниками протеина для оптимизации протеинового и минерального питания, что позволяет повысить уровень реализации у животных генетического потенциала их продуктивности. В связи с выше изложенным, теоретические и экспериментальные концепции диссертационной работы направлены на решение проблемы повышения в Республике Татарстан производства молока и мяса на основе разработки способов повышения протеиновой и минеральной питательности рационов животных с использованием нетрадиционных источников протеина (мочевины, рапса, кормовых дрожжей) в сочетании с дешевым местным природным минеральным сырьем, что является актуальной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение (№ гос. регистрации 01.2.00306928).
Цель и задачи исследований. Цель исследований - разработка путей и методов эффективного увеличения производства молока, говядины и свинины при использовании в рационах нетрадиционных источников протеина в сочетании с природными минералами.
Для достижения этой цели были определены следующие задачи:
- изучить химический состав и питательность рапсового жмыха, его аминокислотный и жирнокислотный состав для установления оптимального
уровня его включения в состав рационов в сочетании с природными минеральными добавками;
изучить с учетом требований детализированных норм кормления минеральный и химический состав, а также определить адсорбционно-структурные свойства, физико-механические параметры и дать токсикологическую оценку опал-кристобалитовой породы Татарско-Шатрашанского и бентонитов Верх-не-Нурлатского месторождений Республики Татарстан;
изучить эффективность и установить степень влияния балансирования рационов коров по протеину нетрадиционными его источниками - рапсовым жмыхом и карбамидом в натуральном его виде и в сочетании с опал-кристобалитом, а также в виде экструдированных амидо-концентратной и амидо-концентратной с опал-кристобалитом добавок на состояние процессов рубцового метаболизма, переваримость и использование питательных веществ, биохимические показатели крови, молочную продуктивность и качество молока, воспроизводительные функции коров и развитие телят;
- изучить эффективность использования в рационах телят-молочников
опал-кристобалитового сорбента и выяснить степень его влияния на биохими
ческие показатели крови, динамику роста, затраты кормов и экономическую
эффективность их выращивания;
выяснить влияния использования в рационах бычков при их выращивании и откорме рапсового жмыха, карбамида в сочетании с опал-кристобалитовым сорбентом в натуральном виде и в виде экструдированной протеино-минеральной добавки с разными источниками протеина на энергию роста бычков и оплату ими корма, рубцовое пищеварение, переваримость и использование питательных веществ, физиолого-биохимический статус, убойные показатели и качество продуктов убоя;
изучить эффективность производства свинины при использовании в рационах свиней рапсового жмыха и кормовых дрожжей в сочетании с разными дозами бентонитов Верхне-Нурлатского месторождения и установить оптимальные дозы их скармливания, выявить влияние такого кормления свиней на
энергию роста, оплату корма, поедаемость, переваримость и использование питательных веществ рационов, морфологические и биохимические показатели их крови, убойные качества, морфологический и химический состав туш, качество и созревание мяса, морфо-функциональное состояние внутренних органов;
дать обоснование экономической эффективности производства молока и мяса при разной технологии использования в рационах коров, молодняка крупного рогатого скота и свиней нетрадиционных источников протеина в сочетании с природными сорбентами;
на основании результатов научно-хозяйственных опытов провести производственную их апробацию на дойных коровах, бычках на откорме и в свиноводстве, а также разработать техническую документацию на использование кормовых протеиново-минеральных добавок в животноводстве.
Научная новизна. В представленной работе решена крупная научная проблема, имеющая важное народно-хозяйственное значение. Впервые научно и экономически обоснована технология производства молока, говядины и свинины при использовании в рационах молочных коров, бычков и свиней на откорме нетрадиционных источников протеина (рапса, мочевины, дрожжей) в сочетании с опал-кристобалитом, бентонитом и приготовленных на их основе экструдированных и протеино-минеральных добавок. Определены оптимальные дозы природных минералов в составе экструдированных добавок, вводимых в рационы животным. Впервые изучен опал-кристобалитовый сорбент Татарско-Шатрашанского месторождения в качестве кормовой и лечебно-профилактической добавки в рационах телят-молочников.
Экспериментально обосновано и доказано, что применение нетрадиционных источников протеина в сочетании с местными природными минералами в рационах животных позволяет существенно повысить полноценность их кормления, улучшить морфо-биохимические показатели крови, структурно-функциональное состояние внутренних органов, положительно влиять на показатели пищеварения, обмена и использования питательных веществ, функ-
ции воспроизводства, повысить уровень и качество получаемой от их продукции и рентабельность ее производства. Дано научное обоснование совершенствования технологии использования нетрадиционных источников протеина в сочетании с природными минералами в кормлении животных при производстве молока и мяса на промышленных комплексах и фермах. Установлены особенности пищеварения, состояние белкового, минерального обмена и использование питательных веществ, характеризующие процессы биосинтеза и трансформации (конверсии) в организме кормового протеина в пищевой белок молока и мяса и энергии рациона в жир молока и энергию съедобной части туши животных. Эти разработки являются важным вкладом в проблему совершенствования теории и практики кормления коров, откорма скота и свиней в условиях кормопроизводства в Республики Татарстан.
Практическая ценность работы. Предложены производству дополнительные резервы увеличения производства молока и мяса путем разработки и совершенствования технологии использования в рационах местного минерального сырья в сочетании с нетрадиционными источниками протеина, которые повышают продуктивность дойных коров, молодняка крупного рогатого скота и свиней, а также снижают себестоимость продукции. Так, экструдированная амидо-концентратная минеральная добавка для дойных коров, состоящая из зерносмеси с преобладанием ржи, опал-кристобалитового сорбента и карбамида, позволяет повысить молочную продуктивность коров на 10,4%, оплату корма- на 8,0% и рентабельность производства молока на 17,9%. Восполнение дефицита протеина в рационах бычков только карбамидом в натуральном виде повышает энергию их роста на 16,4%, а в экструдированном с опал-кристобалитом - на 34,1%. Впервые определены оптимальные дозы бентонита в качестве минеральной кормовой добавки в сочетании с рапсовым жмыхом и кормовыми дрожжами в рационах свиней при их доращивании и откорме, которые повышают энергию роста (на 7,0%), количественные и качественные показатели мясной продуктивности.
Результаты исследований нашли широкое применение при производстве протеино-минеральных добавок на комбикормовых заводах Казани, Набережных Челнов, Чистополя и в хозяйствах Республики Татарстан.
По результатам научных исследований разработаны и используются следующие технические условия и патенты: ТУ 9146-001-00670120-98 — жмых рапсовый; ТУ 9291-006-27827667-2000 - «Шатрашанит» для сельскохозяйственных животных, птицы и пушных зверей; ТУ 9291-008-27827667-2000 - бен-тонсмектит — минеральная кормовая добавка для сельскохозяйственных животных, птицы и пушных зверей; получены два приоритета на патенты: № 20021266338 - кормовая добавка и способ приготовления ее к скармливанию; № 2002126639 - кормовая добавка для сельскохозяйственных животных.
Основные положения, выносимые на защиту:
анализ химического состава рапсового жмыха характеризует его как высокоценный белковый и энергетический корм, богатый незаменимыми серосодержащими аминокислотами, жирными кислотами, макро- и микроэлементами; ;
результаты исследований минерального, химического состава, адсорб-ционно-структурных и токсикологических свойств цеолитсодержащей породы Татарско-Шатрашанского и бентонитов Верхнее-Нурлатского месторождений свидетельствуют о перспективности их применения в качестве добавок для нормализации пищеварения и оптимизации минерального питания сельскохозяйственных животных;
экструдированная добавка карбамида в сочетании с опал-кристобалитом в рационах коров улучшает их протеиновое и минеральное питание, пищеварительную и лактационную деятельность, физиолого-биохимический статус организма, воспроизводительные способности, а также рост и развитие родившегося от них приплода, обеспечивает получение экологически чистого молока и высокую рентабельность его производства;
использование в рационе телят-молочников опал-кристобалитового сорбента нормализует у них процессы пищеварения, положительно влияет на биохимические показатели крови и темпы нарастания живой массы;
новые технологии интенсивного откорма молодняка крупного рогатого скота на основе рапсового жмыха, карбамида в натуральном и в сочетании с природным сорбентом их виде и экструдированной протеино-минеральной добавки обеспечивают улучшение процессов пищеварения и использования питательных веществ, гематологического статуса и показателей мясной продуктивности;
использование в рационах свиней рапсового жмыха и дрожжей в сочетании с оптимальной дозой бентонита Верхне-Нурлатского месторождения положительно влияет на энергию их роста, обмен азота, макро- и микроэлемнтов, переваримость и использование питательных веществ, , структурно1 функциональные состояние внутренних органов, морфологические и биохимические показатели крови, количественные и качественные показатели мясной продуктивности;
производственные апробации подтверждают достоверность и объективность результатов, полученных в ходе научно-хозяйственных опытов об эффективности производства молока и мяса при использовании в рационах коров, откармливаемого скота и свиней нетрадиционных источников протеина в сочетании с природными минералами как протеино-минеральных кормовых добавок;
экономическая целесообразность использовании нетрадиционных источников протеина в сочетании с местными минеральными природными сорбентами.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-производственной конференции «Актуальные проблемы ветеринарии и зоотехнии» (Казань, 2001-2003), I международной конференции «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения продуктив-
ных качеств и здоровья сельскохозяйственных животных» (Ставрополь, 2001), научно-практической конференции, посвященной 55-летию ГУ Краснодарской НИВС «Новые фармакологические средства для животноводства и ветеринарии» (Краснодар-2001), международной научно-практической конференции «Ветеринарная медицина- 21 веку», посвященной 40-летию образования института ветеринарной медицины (Барнаул, 2002), Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России», посвященной 60-летию со дня образования УГСХА (Ульяновск, 2003), расширенном заседании республиканского научно-исследовательского центра «Корма», кафедры технологии животноводства и кормления сельскохозяйственных животных КГАВМ, отдела токсикологии ВНИВИ, ЦНИИгеолнеруд (Казань, 2003), международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения продуктивных качеств и здоровья животных», посвященной 70-му выпуску зооинженеров (Ставрополь, 2003), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов» (Киев, 2003), X международной научно-практической конференции «Перспективы развития свиноводства» (Гродно, 2003), 3-й научно-практической конференции «Перспективные направления в производстве и использовании комбикормов и балансирующих добавок (Дубровицы, 2003), расширенном заседании республиканского научно-исследовательского центра «Корма», Казань, (2004).
Публикация результатов исследования. Материалы диссертации изложены в 37 публикациях, в том числе в 6 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК, одном патенте, двух заявках на выдачу патентов, ТУ, одной монографии, сборниках материалов республиканских и международных научных конференций.
Реализация результатов исследований. Основные положения работы внедрены в коллективных сельскохозяйственных предприятиях «Родина», «Коммуна» Буинского района и других хозяйствах Республики Татарстан. Они
используются в учебном процессе Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. Рапсовый жмых, мочевина, кормовые дрожжи, а также цеолитсодержащее и бентонитовое минеральное сырье широко используется в хозяйствах Республики Татарстан в качестве протеино-минеральной кормовой добавки, а природные минералы и как источники макро- и микроэлементов и наполнители вместо отрубей при производстве БМВД на комбикормовых заводах и линиях в г. Казани, Набережных Челнах, Бугуль-ме, Мамадыше, Сабах, Балтасях и других районах.
Российской агропромышленной выставкой «Золотая осень» (10-14 октября 2003 года), авторский коллектив награжден Золотой медалью и Дипломом 1 степени «За разработку и внедрение ресурсосберегающих технологий в животноводстве с использованием местного агроминерального сырья»; Министерством сельского хозяйства и продовольствия Республики Татарстан, ГУВ Кабинета Министров РТ, Ассоциацией крестьянских (фермерских) хозяйств России, Администрацией города Казани и Выставочным центром «Казанская ярмарка» (2003 г.) авторский коллектив награжден дипломом за участие в 7-ой специализированной выставке «Агрокомплекс: интерагро. анимед. Фермер Поволжья» и медалью № 293 за лучший продукт выставки. За значительный вклад и развитие гуманитарных, естественных и технических наук, разработку и внедрение принципиально новых технологий, выдающиеся производственные результаты, полученные на основе внедрения достижений науки и техники, указом Президента Республики Татарстан присуждена Государственная премия Республики Татарстан 2003 года в области науки и техники и присвоено звание «Лауреат Государственной премии Республики Татарстан в области науки и техники».
Объем и структура исследований. Диссертация изложена на 300 страницах компьютерного текста и состоит из следующих разделов: введения, обзор литературы, материал и методы исследований, результаты исследований и их обсуждение, выводы и предложения производству, список литературы и приложение. Материал иллюстрирован 68 таблицами, 13 рисунком. Список литературы включает 428 источника, в том числе 84 иностранных автора.
Синтетические азотсодержащие вещества в рационах жвачных животных
В качестве протеиновых добавок для жвачных животных применяют карбамид (синтетическая мочевина), бикарбонат и фосфат аммония, сульфат аммония, гидроортофосфат аммония и другие (А.И. Андреев, 1980; А.И Девяткин и др. 1981; F. Gross, 1981; А.В. Allan et. al., 1983 и др.). Бикарбонат аммония - NH4 НСО3 содержит 17,5% азота. По степени использования азота бактериями рубца это вещество не уступает мочевине. Протеиновый эквивалент 1 г бикарбоната аммония принят равным 0,95 г переваримого протеина (I.Dairy, 1974). В отношении включения азота в белок молока бикарбонат аммония и мочевина практически равноценны. Однако, при скармливании бикарбоната аммония в рубце образуется больше аммиака, чем при использовании мочевины.
Сульфат аммония или сернокислый аммоний - (NH4)2 SO4 одновременно является источником серы и азота, так как в нем содержится 25,9% серы и 21% азота. Протеиновый эквивалент 1 г сульфаммония принят равным 1,2 г переваримого протеина. Однако, это вещество не может рассматриваться в качестве основного источника протеина, так как в нем содержится только 21% азота. Для восполнения недостатка протеина в рационе его необходимо скармливать в больших количествах, что привело бы к значительному избытку серы, оказывающей неблагоприятное действие на организм животного. Поэтому сульфат аммония и сульфат натрия используются в рационах, в основном, в качестве источника серы (А.В.Модянов,1981; W.Chalupa et. al., 1972).
Особый интерес для жвачных представляет гидроортофосфат аммония (диаммонийфосфат) (NH4)2 Н Р04 - ДАФ (Н.Х. Набиев, 1987). Характерной особенностью этого вещества является способность в процессе гидролиза и электролитической диссоциации давать в воде ионы NH4+, НР042", Р043\ Н+ и ОН", которые обладают большой химической активностью. С помощью диам-монийфосфата можно не только успешно консервировать корма, но и обогащать их азотом и фосфором (М.Т. Таранов, 1964, 1983). Усвояемость фосфора в организме животных достигает 86% (Н.Х. Набиев, 1987). Диаммонийфосфат быстро распадается до аммиака, при этом избыток кислотного остатка снижает использование питательных веществ. Поэтому ДАФ следует применять в комбинации с другими азотсодержащими соединениями, в частности с мочевиной. Зоотехническая целесообразность применения диаммонийфосфата, как синтетического азотсодержащего ингредиента рационов жвачных животных, дока 22 зана в опытах ряда ученых. При этом установлено, что в организме животных задерживается до 59% азота диаммонийфосфата. Значительная часть этого азота используется на построение белков молока, печени, кишечника, почек и других органов (В.П. Колоний, 1968; Комаров, 1974).
Некоторыми исследователями выявлена высокая эффективность диаммонийфосфата при откорме скота на рационах с кукурузной основой (В.Е.Марченко, 1983; Л.Д.Новиков, 1984; Р.Х.Абузяров, 1998). Так, в опытах В.Е. Марченко (1983) при скармливании ДАФ в составе силосных рационов среднесуточные приросты живой массы животных по сравнению с контролем увеличились на 22,6%, а оплата корма - на 17,6%. По данным В.П. Колоний (1968) добавка в рационы коров уксуснокислого и фосфорнокислого аммония повышает переваримость кормов.
Однако, по мнению большинства ученых из синтетических азотсодержащих веществ самым хорошим заменителем протеина является мочевина (карбамид) - (NH2)2C02. Карбамид - кристаллическое вещество, без запаха содержит 46-46,5% азота, имеет солоновато-горьковатый вкус и хорошо растворяется в воде (Н.А. Шманенков, 1960; М.Ф.Томмэ 1963; И.С.Попов, 1975; А.В. Модянов 1981; S.Kuster,1977).
Первые положительные результаты по замене кормового протеина мочевиной получил В. Фольц (цит. по А.В.Модянову, 1981), который установил, что при скармливании мочевины в составе низкопротеинового рациона ее азот способен задерживаться в организме овец. Позднее было доказано, что часть протеина кормов может быть заменена в рационах жвачных животных эквивалентным по азоту количеством мочевины. При этом выявлена высокая биологическая ценность синтезированного в рубце микробиального белка (П.В.Кугенев и др., 1976).
Особенно широкий размах приобрели исследования по изучению кормовых достоинств мочевины и других азотистых веществ небелкового характера в 70-80-е годы. В результате этих исследований были установлены оптималь 23 ные дозы и способы скармливания мочевины жвачным животным (R.A. Hunter, 1984).
Многочисленными исследованиями в нашей стране и за рубежом установлено, что при сложившейся структуре рационов количество азота мочевины не должно превышать 30% общего азота (АЛ.Григорьева, 1959; E.F.Annison, 1975; G.Burgstaller, 1976; W.Sommer, 1988). По мнению Н.А.Шманенкова (1960) это является довольно естественным, так как во многих кормах приблизительно такой процент азота занимают амиды, то есть небелковые вещества.
Мочевину обычно включают в комбикорм в количестве до 3% (В.Р. Зель-нер, Е.Г. Коноплев, 1978; Н.В. Курилов, А.Н. Кошаров, 1979; А.В. Модянов, 1981). Гранулированный комбикорм способствует более медленному растворению и гидролизу мочевины в рубце и, таким образом, более эффективному использованию ее азота микрофлорой. В состав гранул с мочевиной могут быть включены грубые корма (тонкого размола), зернофураж, травяная мука, сухой жом, меласса и минеральные вещества. При скармливании коровам комбикорма с травяной мукой, обогащенной фосфатом мочевины, удои молока 4%-ной жирности были такими же, как при даче комбикорма с соевым шротом (20,0 и 20,4 кг), но выше, чем при скармливании комбикорма с мочевиной (18,6 кг) (Н.В. Курилов и др., 1979).
Широкое распространение получило применение мочевины в составе многокомпонентных жидких добавок с мелассой. Жидкие добавки экономичнее сухих, и их проще применять в хозяйствах. Они улучшают вкус кормов, устраняют кормовую пыль, витамины в них более стабильны.
В то же время есть противоречивые суждения. Так, например G. Burgstal-ler (1976) считает, что скармливание мочевины в жидком виде в растворе мелассы противопоказано. В его опытах 200 г суточной дозы сухой мочевины в рационах коров в течение месяца не вызывало каких-либо отрицательных последствий, тогда как 90 г мочевины в растворе мелассы вызывало гибель животного. Отрицательные результаты получили и Румынские ученые (G. Nedulescu, et.al.,1983).
По данным Н.В. Курилова и других ученых (1996) включение в рацион коров взамен натурального протеина 20%, 30 и 40% карбамида не изменяет уровень аммиака, общего и остаточного азота в рубцовой жидкости, но в крови количество аммиака и мочевины заметно возрастает, соответственно от 24,7 до 32,8 мг/% и от 91 до 120,2 мкг/%.
По некоторым данным мочевина хорошо используется лишь при низком уровне протеина в рационе в количестве не более 10-12% от сухого вещества. Так, установлено, что повышение уровня сырого протеина в рационе высокопродуктивных коров в период раздоя за счет мочевины и АКД с 12 до 14,6% в сухом веществе в сравнении с подсолнечным шротом приводило к уменьшению микробиологических процессов в рубце и снижению продуктивности животных (Dug-more T.U. et. al.,1986).
Общие сведения о природных сорбентах, их свойствах и перспективах их применения в сельском хозяйстве
Проблема изучения и использования природного адсорбционного сырья относится к числу наиболее приоритетных в отрасли неметаллических полезных ископаемых (В.В. Байраков и др., 1985; Л. Врезгула, 1986; С.А. Водолаж-ченко и др., 1984, 1987; С. Лумбунов и др., 1998). Связано это, прежде всего, с уникальным набором физико-химических и адсорбционно-структурных свойств, позволяющих использовать их в качестве эффективных адсорбцион-но-фильтрующих материалов в различных технологических процессах осушки и сероочистки газов, очистки масел, сиропов, питьевых и сточных вод, в мероприятиях по экологической реабилитации загрязненных радионуклеидами почв и вод с целью получения экологически чистой продукции растение- и животноводства, в качестве кормодобавок, стимулирующих рост животных, устойчивость их к заболеваниям, как удобрений (кремнеземистых, магнезиальных, калийных), а также матрицы при создании органоминеральных смесей, жидких удобрений и т.д. (Н.Е. Берент, 1963, 1970; У.Г. Дистанов и др., 1990; Н.Ф. Буянкин, А.С. Федин, 1994; А.В. Кисилев, 1995).
Одним из достоинств природных адсорбентов является их дешевизна. По стоимости они в несколько раз дешевле, чем синтетические (искусственные цеолиты, алюмогели, активированный уголь и др.). Это открывает широкие возможности их использования в таких направлениях, где требуется большое количество дешевого сорбционного сырья. К сожалению, в связи с распадом СССР и общим обвалом промышленного потенциала России и других стран СНГ произошло существенное сокращение как добычи рассматриваемых видов сырья (примерно вдвое), так и доля используемой для адсорбционных целей. Одной из причин такого резкого спада потребления явилось то, что после распада СССР основные месторождения высококачественных цеолитов, щелочных бентонитов, диатомитов, перлитов (а именно на них ориентировалась промышленность Европейской части РФ и Урала) оказались за пределами России (в Республиках Закавказья и на Украине), что привело к нарушению сложившейся системы: ресурсы - производство - потребление (О.М. Мднишвили, 1983; Н.А. Любин и др., 2000, 2003).
В перспективе по мере восстановления и развития промышленного и сельского хозяйства внимание к продукции природных адсорбентов в России вновь будет увеличиваться, однако при этом, как свидетельствует мировой опыт, существенно изменяться подходы и его потребления (В.Н. Нелюбин, 1989). На фоне общего роста добычи резко увеличатся потребности как в естественных, так и в активированных адсорбентах, используемых в качестве био-стимулирующих кормодобавок, для целей водоподготовки, экологической реабилитации загрязненных радионуклеидами почв, вод и т.д. (И. Люгодски, 1974; А.Д.Биба, 1991).
В группу природных адсорбентов принято относить горные породы, в сложении которых определяющую роль играют минералы с высокими адсорбционными, ионообменными, каталитическими и фильтровальными свойствами (Н.К. Надиров, 1969; М.М. Дубинин, 1972, 1985; Т.П. Конюхова и др., 1996). Наиболее интересны среди них цеолиты, опал-кристобалитовые породы (опоки, трепелы, диатомиты), бентониты, палыгорскитовые глины и сепиолиты, глаукониты, вермикулиты, перлиты и цеолитсодержащие кремнистые породы. Полезные свойства рассматриваемых пород неоднозначны, они зависят как от содержания породообразующих минералов, та и от особенностей их кристал-лоструктурного состояния (И.И. Грабовенский и др., 1984; Ю.И. Москалев, 1985; У.Г. Дистанов и др., 1984, 1991; В.П. Кавин и др., 1991).
По характеру кристаллической структуры и проявлению адсорбционных и других свойств природные адсорбенты подразделяются на две группы: 1) с кристаллической структурой слагающих их минералов и 2) с аморфной геле-вопористой структурой (табл.1).
Благодаря разнообразию вещественного состава и физико-химических свойств сорбенты относятся к сырью многоцелевого назначения и применяются практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства (Н.И. Горбунов, 1973; С.Н. Зенгенизова, 1992; Н.В. Мухина, 1992; А.Н. Гамко и др., 1997; И.В. Жуков и др., 2001; А.И. Буров и др., 2001, 2002).
В промышленности цеолиты применяют при сушке и очистке газов, сточных вод, для обезвоживания органических жидкостей, как наполнители для бумаги, обогащения воздуха кислородом и т.д. (Х..Р. Дмитров и др., 1986; А.В. Горбунов и др., 1990; А.И. Белицкий и др., 1980, 1990; И.В. Александров и др., 1994).
В сельском хозяйстве с помощью цеолитов можно решать многие задачи. Они способны улучшать плодородие почвы, снижать уровень токсических веществ и тяжелых металлов в растениях и зерне. (С.Г. Бабаян и др., 1984; М.Ф. Кулик и др., 1991). В последние годы появились сообщения об использовании цеолитов как кормовой добавки, стимулирующей рост и продуктивность сельскохозяйственных животных, лечебно-профилактического препарата, а также средства, существенно улучшающего экологию содержания животных и рабочих мест обслуживающего персонала (И.А. Долгов и др., 1983; В.Т. Ка-люжнов и др., 1988; В.Н. Домрачев и др., 1990; А.К. Москалев и др., 1991; С.Д. Джен, 1992; И.С. Константинова, О.А. Якимов, 2002; Т.И. Жилочкина, 2003).
Таким образом, исторические данные свидетельствуют о том, что природные цеолиты давно привлекают внимание исследователей разных направлений. Биологическая активность и эффективность использования цеолитов зависит от вида животных, состава рациона, дозы применения, месторождения и других пока малоизученных факторов (A.M. Караджян и др., 1986; Р.Г. Икса-нов и др., 1989; В.А. Болтян, 1991; М.К. Колосов, 1991; А.В. Бурдаков, 1993; М.С. Ежкова и др., 1994; А.В. Иванов и др., 1997; М.П. Кирилов и др., 1995, 2003; В.О. Ежков и др., 2003).
Состояние сырьевой базы бентонитовых глин Республики Татарстан и технологическая их классификация
Биклянское и Тарн-Варское месторождения разрабатываются, Верхне-Нурлатское — подготовлено к освоению.
Апастовское месторождение расположено в Республике Татарстан в Апастовском районе в 0,3 км к северу от с. Апастово. Месторождение находится в юго-западной части Казанской седловины (в пределах Апастовско-Свияжской бентонитовой площади) и приурочено к плиоценовой песчано-глинистой формации. Возраст полезной толщи - поздний акчагыл. Геолого-промышленный тип месторождений - осадочный.
Продуктивная толща представлена глинами верхнеакчагыльского подъя-руса (биклянский горизонт неогена) и слагается двумя слоями: верхним и нижним. Глины нижнего слоя серые и темно-серые, слабо песчанистые, плотные, пластичные, жирные на ощупь, участками слабо ожелезненные. Вскрытая их мощность изменяется от 3 до 12 м, составляя в среднем 8-8,5 м. Глины верхнего слоя серые с зеленоватым и бурым оттенками, плотные, неравномерно песчанистые, сильно ожелезненные, со скоплением плохо сохранившейся фауны. Мощность их изменяется от 3 до 6,2 м, в среднем до 5 м. Таким образом, полезная толща представляет собой пластовую залежь, объединяющую нижний слой и часть верхнего слоя верхнеакчагыльских глин. Глинистая часть верхнего и нижнего продуктивных слоев состоит в основном из монтмориллонита (в пробе верхнего слоя до 10 % неразбухаю щих слоев) с примесью гидрослюды (около 4% в пробе нижнего слоя и около 10% в пробе верхнего слоя) и каолинита (около 4% в пробе нижнего слоя и около 20% в пробе верхнего слоя). Содержание монтмориллонитового компонента в пробе верхнего слоя составляет 42%. По испытаниям глины верхнего слоя на буровые растворы по ГОСТ 25795-83, проведенным ВНИИКРнефть НПО «Бурение», эти глины относятся к марке Б-9. Месторождение разрабатывается КУП «Казанский промышленно-строительный комбинат». Добыча глин в 1998 году составила 11,1 тыс. м3. Березовское месторождение расположено в Республике Татарстан в Нурлатском районе в 2 км восточнее д. Березовка, в 12 км западнее г. Нурлат. Месторождение находится в северо-восточной части Мелекесской впадины (в пределах Нурлатской бентонитоносной площади) и приурочено к плио-ценовой песчано-глинистой формации. Возраст полезной толщи - поздний акчагыл. Геолого-промышленный тип месторождения - осадочный. Запасы бентонитовых глин на 01.01.2000 г. по кат. B+Ci - 10855,6 тыс.т, керамзитовых глин - 7818,1 тыс.т (Баланс ЗПИ РФ «Глины бентонитовые»). Залежь бентонитов - линза длиной 1200 м с юга на север, шириной до 400 м в северной и южной частях и до 900 м в центральной части. Кровля залежи неровная, интенсивно изрезанная, особенно в южной половине месторождения. Максимальная мощность в центральной и юго-восточной частях; с юга на север меняется от 18-20 до 23-24 м в центре и до 11-15 м на севере. Средняя мощность 10 м. Подстилающими породами являются серые глины, переслаивающиеся с тонкозернистыми глинистыми песками и алевритами (нижний горизонт верхнего подъяруса акчагылского яруса). Бентониты месторождения по содержанию тонкодисперсных фракций относятся в основном к группе среднедисперсного сырья. Глинистая фракция состоит почти исключительно из монмориллонита, лишь в подошве пласта в южной половине месторождения отмечено наличие около 10% каолинита и 10-15% гидрослюд (от всей глинистой фракции). Более качественные глины находятся на северной половине месторождения, где около половины скважин вскрыли прочные глины (марка И), на южной половине прочные глины переслаиваются со среднепрочными и песчанистыми малопрочными и некондиционными. Мощность некондиционных прослоев изменяется от 1 до 12,6 м, преобладает 3-6 м. Опытно-промышленная разработка месторождения ведется с 1995 года. В 2000 году было добыто 16,7 тыс.т бентонитовых глин. ОАО «Бентокам» производит глину бентонитовую кормовую (12 тыс.т) и бентопорошок (3,1 тыс.т). Верхне-Нурлатское месторождение расположено в Республике Татарстан в Нурлатском районе в 3 км к востоку от железнодорожной станции Нур-лат. Месторождение находится в юго-восточной части Мелекесской впадины (в пределах Нурлатской бентонитовой площади) и приурочено к плиоценовой песчано-глинистой формации. Возраст полезной толщи - поздний акчагыл. Геолого-промышленный тип - осадочный. Запасы бентонитовых глин на 1.01.2001 г. по кат. B+Ci - 4024 тыс.т и С2 -578 тыс.т (БЗПИ РФ «Глины бентонитовые»). Месторождение разведано в 1962 г., запасы глин как формовочных утверждены ГКЗ в 1962 г. Месторождение состоит из двух участков, находящихся на расстоянии 0,5 км один от другого. Границы залежей обусловлены полным или частичным размывом полезной толщи. Полезная толща сложена серыми и темно-серыми тонкослоистыми плотными глинами мощностью от 0,5 до 11,6 м, в среднем 4,8 м (по Первому участку) и от 2,3 до 8,8 м, в среднем 5,3 м (по Второму участку). Среди глин встречаются отдельные линзовидные прослои тонкозернистых сильно глинистых песков мощностью до 1,5 м. Вскрышные породы представлены четвертичными песчано-глинистыми отложениями с прослоями галечника. Мощность вскрышки от 0,5 до 10-15 м, в среднем 5,3 м (на Первом участке) и от 0,5-1,4 до 12,8 м, в среднем 5,3 м (на Втором участке). Подстилающими являются песчаные глины среднеакчагыльского подъя-руса, кровля которых размыта. По данным химического анализа 4-х проб, отнесенных к верхнему пласту, и 40 проб нижнего пласта, содержание АІгОз колеблется в среднем от 16,89 до 17,36%, в среднем 17,07% в глинах верхнего пласта и от 15,99 до 19,22%, в среднем 17,94% в глинах нижнего пласта. Содержание БегОз - от 7,74 до 8,27%, в среднем 7,98% в глинах верхнего пласта и от 5,41 до 9,09%, в среднем 7,52% в глинах нижнего пласта. Содержание СаО - от 0,85 до 0,92%, в среднем 0,89% в глинах верхнего пласта и от 0,48 до 1,77%, в среднем 1,32% в глинах нижнего пласта. Содержание Si02 кварца - от 6,99 до 8,63%, в среднем 7,78% в глинах верхнего пласта и от 1,82 до 8,26%, в среднем 5,05% в глинах нижнего пласта. Все глины относятся к щелочноземельным. Биклянское месторождение расположено в Тукаевском районе Республики Татарстан у с. Биклян, в 15 км к юго-западу от г. Набережные Челны. Месторождение расположено на северном склоне Южного купола Татарского свода в пределах Биклянскои перспективной площади и приурочено к плиоценовой песчано-глинистой формации. Возраст полезной толщи — поздний акчагыл. Геолого-промышленный тип месторождения - осадочный.
Месторождения подразделяется на 4 участка. В настоящее время Центральный участок выработан и Балансом запасов РФ «Глины бентонитовые» (на 1.01.2001 г.) учитываются запасы трех участков: Юго-Восточного по кат. B+Ci - 14358 тыс.т (утверждение РКЗ в 1999 г.), Южно-Биклянского - Сі -4471 тыс.т (утверждение ТКЗ в 1996 г.).
Геологическое строение всех трех участков сходно. Продуктивная толща представлена пластообразной залежью, приуроченной к верхнеакчагыльскому подъярусу плиоцена, и сложена монтмориллонитовыми глинами. Выделяются две разновидности глин. Верхняя часть продуктивной толщи сложена буровато-серыми разностями, содержащими прослои и линзы алевритов глинистых и песков мелкозернистых. Нижняя часть сложена темно-серыми и почти черными тонкодисперсными и в различной степени алевритовыми разностями. Мощность верхней части продуктивной толщи колеблется от 2 до 10 м, нижней части - от 2 до 15 м.
Химический и бактериальный состав рубцовой жидкости
Рубцовое пищеварение является первым и важным этапом переваривания и обмена веществ у жвачных животных. В рубце расщепляется 40-80% протеина (Н.В. Курилов, 1979), 79-85% клетчатки и жиров (А.Д. Синещеков, 1965) и 80-90% легкоферментируемых углеводов (А.А. Алиев, 1997). Рубец имеет несомненное отношение и к изменению питательной ценности кормового протеина. Микроорганизмы рубца синтезируют из белкового и небелкового азота белок собственного тела, который является важным источником белкового питания животных. Еще со времени исследований Филлипсона (Phylipson, 1947); Таппайнера (Tappeiner, 1984) и других многое сделано в познании процессов рубцового пищеварения. Стало известно, что только в рубце находится, не считая простейших и грибков, около 900 видов самых разнообразных бактерий, составляющих около 5-10% содержимого рубца. Этой бактериальной массой ферментируется практически все количество сахара и крахмала, 70-85% переваримой клетчатки до конечного продукта - летучих жирных кислот (ЛЖК), синтезируются новые вещества - витамины группы В и К, аминокислоты.
Нами установлено (табл. 34) влияние введенной в рационы бычков опал-кристобалитовой добавки на концентрацию водородных ионов в жидкой части содержимого рубца. По сравнению с контрольной группой (опыт 6) она снизилась на 0,17 единиц (II группа, 6 опыт), а в Ш-й группе, в сравнении со П-й (опыт 7), на 0,27 единиц.
Изменяя соотношение в рационе отдельных питательных веществ можно стимулировать или угнетать характер рубцовых процессов. В наших исследованиях кормовой фактор также сыграл существенную роль в улучшении некоторых показателей рубцовой жидкости. У животных опытных групп на 3-4 часу после кормления наблюдается заметное изменение в динамике и уровне образования некоторых азотистых метаболитов. Если концентрация общего азота имела тенденцию в сторону увеличения с возрастанием порядка пронумерованных опытов, то содержание белкового и небелкового азота заслуживает более пристального внимания.
Использование опал-кристобалита в рационах как с низким уровнем протеина (опыт 6), так и в рационах, где уровень его до нормы доводили карбамидом (опыт 7, III группа), положительно сказалось на интенсивности и направленности преобразования питательных веществ в преджелудках бычков. В их рубце в сравнении с рубцом бычков, получавших такие же рационы, но без сорбента (II группа), отмечено увеличение образования ЛЖК и более интенсивный синтез микробиального белка, что выражается достоверным повышением содержания общего и особенно белкового азота. Здесь подтверждается пролонгирующее действие сорбента. Если он вначале адсорбировал аммиак быстро распадавшегося протеина кормов и особенно карбамида, то через три-четыре часа после кормления начал постепенно его отдавать микроорганизмам, обеспечивая этим максимальную конверсию небелкового азота в белковый. А у бычков контрольной и «карбамидной» в натуральном виде групп часть аммиака в первые часы не успевала использоваться микрофлорой и как избыток всасывалась через рубцовую стенку в кровяное русло, что, в общем, и обусловило понижение в их рубце белкового азота.
Включение в рацион бычков вместо карбамида рапсового жмыха и экс-трудированной ПМД (опыт 8, III группа) существенно активизировало у них процессы рубцового метаболизма. Это подтверждается увеличением содержания в рубце ЛЖК (в основном за счет усиленного сбраживания клетчатки потребленных кормов), общего и белкового азота и снижением концентрации аммиачного и небелкового азота.
Активность бактериальной массы, а, следовательно, и уровень и соотношение образуемых ЛЖК зависит от количества и соотношения в рационе легко растворимых углеводов, клетчатки, протеина, наличия минеральных веществ и других факторов. В наших исследованиях балансирование рационов бычков по протеину увеличило абсолютную концентрацию ЛЖК. Добавка природной минеральной добавки также способствовала этому процессу. Наилучшие показатели дали бычки, получавшие рапсовый жмых и экструдиро-ванную ПМД.
Увеличение общего количества инфузорий, особенно у бычков, получавших карбамид в сочетании с опал-кристобалитом и экструдированную ПМД, дает основание предположить об активизации в их рубце деятельности микрофлоры и микрофауны, что усилило в нем глубину преобразования питательных веществ и, в частности, клетчатки потребленных кормов. Доказательством тому может являться повышенный уровень ЛЖК, в основном за счет уксусной кислоты.
Метод балансовых опытов считается основным в зоотехнической практике и позволяет характеризовать обмен веществ, затраты кормов и их оплату, который используется не только для изучения и использования протеина и других органических веществ, но и минерального обмена, в частности, микроэлементов. На переваримость кормов влияют многие факторы: уровень в рационе протеина, жира и углеводов, индивидуальные особенности и физиологическое состояние животных. Многими отечественными исследователями установлено, что при подкормке животных отдельными микроэлементами (отдельно, а также в комплексе) повышалась переваримость сухого вещества, органического вещества, сухого вещества и протеина (В .И. Георгиевский, 1981; А.Ф. Крисанов, 1986; С.А. Лапшин и др., 1992, 1998).
Определяющим фактором в уровне переваримости и использовании питательных веществ было различное поступление протеина и природной минеральной добавки в организм бычков.
Анализ представленных данных (табл. 35) свидетельствует о том, что бычки, получавшие дефицитный по протеину рацион, хуже переваривали все питательные вещества. При этом включение в такой рацион опал-кристобалитовой добавки способствовало активизации пищеварительной деятельности и лучшей переваримости питательных веществ.
