Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 9
1.1 История создания красно-пестрой породы и характеристика коров создаваемого поволжского типа 9
1.2 Использование цеолитсодержащих пород в рационах крупного рогатого скота 16
1.2.1 Происхождение, состав и свойства цеолитов 16
1.2.2 Биологическая роль природных цеолитов 19
2 Материалы и методы исследований 28
3 Результаты собственных исследований и их обсуждение 33
3.1 Рацион кормления молочных коров создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы 33
3.2 Влияние цеолитовой добавки на молочную продуктивность коров .. 34
3.3 Влияние цеолитовой добавки на качественный состав молока 42
3.3.1 Химический состав молока 43
3.3.2 Физико-химические свойства молока 71
3.3.3 Содержание тяжелых металлов в молоке 75
3.4 Технологические свойства молока коров создаваемого типа при введении в корм цеолитов 81
3.4.1 Технохимический контроль при производстве сливочного масла 93
3.4.2 Технохимический контроль при производстве «Адыгейского» сыра 99
4 Экономическое обоснование проведенных исследований 105
Заключение 108
Выводы 113
Предложения производству 116
Список использованной литературы 117
Приложения 146
- Использование цеолитсодержащих пород в рационах крупного рогатого скота
- Влияние цеолитовой добавки на молочную продуктивность коров
- Технологические свойства молока коров создаваемого типа при введении в корм цеолитов
- Экономическое обоснование проведенных исследований
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время одним из перспективных направлений повышения молочной продуктивности и качества получаемого продукта, является использование в селекции коров генетического потенциала голштинской породы. Создание новых пород животных путем скрещивания с голштинской породой красно-пестрой масти дает возможность более успешно формировать новые зональные типы животных..
Еще одним необходимым условием повышения молочной продуктивности является использование дешевых местных кормовых ресурсов и тех кормовых культур, которые способствуют повышению надоев, а также положительно влияют на состав и технологические свойства молока. В последние годы большой интерес, как в Российской Федерации, так и за рубежом вызывают природные цеолитсодержащие породы. Благодаря уникальным адсорбентным, ионо- и катионообменным свойствам они играют всевозрастающую роль во многих сферах (А.Ф. Кузнецов и др., 1992: В.Н. Пронин, 1992; С.Г. Кузнецов, АЛ. Батаев, И.И. Стеценко, 1993; В. Srinivas, К. Srinivasulu, 1993; G. Crespo et al, 1993; A.B. Якимов, 1998; B.E. Улитько и др., 2003).
Главной проблемой в использовании цеолитов является срочная разработка технологий их применения, установление наиболее эффективных доз, норм и фракций, а также разработка технических условий, стандартов на природные цеолиты с оценкой экологической и экономической эффективности использования их в народном хозяйстве.
В связи с этим актуальность проведенных исследований не вызывает сомнений, а полученные результаты представляют большой научно-практический интерес. Сравнительная оценка хозяйственно-полезных признаков животных создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы до и после включения в рацион цеолитов определяет новизну работы, научную и практическую значимость.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы являлось изучение молочной продуктивности, качества молока и молочных продуктов при использовании цеолитсодержащей породы Атяшевского месторождения в рационах коров создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы.
На данный момент почти нет никаких данных по использованию цеолитов Мордовии на коровах молочного направления создаваемого поволжского типа красно-пестрого скота.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
изучить молочную продуктивность при использовании цеолитсо-держащей добавки;
изучить физико-химический и минеральный состав, а также технологические свойства молока коров создаваемого поволжского типа от использования цеолитовьгх добавок;
дать качественную характеристику молока и молочных продуктов, выработанных из молока коров создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы;
определить содержание тяжелых металлов в кормах и молоке, и выявить способность цеолитов выводить их из организма коров;
определить экономическую эффективность применения цеолито-вой добавки в кормлении дойных коров создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях Республики Мордовия проведены исследования по изучению показателей молочной продуктивности, физико-химического и минерального состава, биохимических и технологических свойств молока и молочных продуктов при использовании це-олитовой добавки Атяшевского месторождения в рационе лактирующих коров создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы.
Практическая значимость работы состоит в том, что на основании проведенных исследований установлена эффективность применения цео-литсодержащей породы Атяшевского месторождения в качестве кормовой добавки. Разработан физиологически обоснованный рацион кормления высокопродуктивных, коров с использованием цеолитовой добавки, который в среднем на 5% повышают надои молока, увеличивает содержания жира и белка на 0,12%, кальция на 39%, фосфора на 20%; снижает содержание тяжелых металлов (кадмий) в молоке. Полученные результаты исследований предложены для внедрения производству.
Основные вопросы, выносимые на защиту:
1. Результаты оценки влияния цеолитовой добавки в рационах коров
создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы на:
молочную продуктивность, качество молока и молочных продуктов (масла, сыра);
выведение тяжелых металлов;
2. Экономическая эффективность применения цеолитсодержащей по
роды в рационах молочного скота создаваемого поволжского типа красно-
пестрой породы.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и одобрены на научно-практических конференциях: «XXXVIII Огаревские чтения» МГУ им. Н.П. Огарева (г. Саранск, 2008
г.), «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения сельскохозяйственной продукции» (Саранск, 2008, 2009); на расширенном заседании кафедры технологии производства и переработки продукции животноводства Аграрного института МГУ им. Н.П. Огарева (Саранск, 2009).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 научных статей, в том числе две в рецензируемых журналах ВАК РФ.
Объем работы. Диссертация изложена на 151 страницах компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов исследований и их обсуждения, выводов и практических предложений, списка использованных источников. Работа содержит 32 таблицы, 8 рисунка, 1 схему, 5 приложений. Библиографический список включает 259 источников, в том числе 24 на иностранных языках.
Использование цеолитсодержащих пород в рационах крупного рогатого скота
Цеолиты - группа минералов вулканогенного происхождения, водные каркасные алюмосиликаты кальция, натрия и калия с обобщенной формулой Kx/n AlSi02 (х+у) Н20, где
К - катионы щелочных и щелочноземельных металлов, аммония (NH ) п - заряд катиона (Блисковский В.З., Киперман Ю.А., 1987).
По свойству этих минералов при высокой температуре (500 С и выше) выделять воду и как бы вскипать, их назвали цеолитами, что означает «кипящие камни» (Крылова А.И., Вислободская М.М., 1991). Частично или полностью де- гидратированные цеолиты могут вновь поглощать воду, газы, жидкие и твердые вещества. В этом заключается одно из важнейших их свойств. Обезвоженные цеолиты способны поглощать до 20% влаги без изменения своего объема (Merk-ley I.W., 1976, 1981; Кобаладзе Е.В. и др., 1986; Челищев Н.Ф., 1973; Никаши-на В.А. и др., 1992; Зонхоева Э.Л., Абзаева Т.Г., Лайдабон Е.С., 1992).
Первое описание цеолитов дано в 18 веке. Многие из ценных свойств цеолитов, прежде всего адсорбционные и ионообменные, были уже известны более 200 лет назад. Цеолитовые породы окрашены в голубоватые, зеленоватые, серые тона, иногда они белые, желтоватые, бурые (Блисковский В.З., Киперман Ю.А., 1987). Цеолиты и цеолитовые туфы в основном состоят из микрокристаллического цеолита (50-90%), а также различного рода примесей — вулканического стекла, глинистых минералов, слюды, кварца, полевых шпатов и т.д. (Природные цеолиты, 1986; Dawkins Т., Wallase J., 1990; Природные цеолиты в кормлении животных, 1991). Главными составляющими элементами являются окислы кремния (до 70% ) и алюминия (до 14% ). Если мало примесей других пород, то по кремний-алюминиевому составу цеолиты различных месторождений не обнаруживают отличий.
До середины 50-х годов нынешнего века цеолиты рассматривались как довольно редкие минералы; крупные цеолитовые залежи еще не были известны. На сегодняшний день известно более 40 минеральных видов цеолитов, среди которых наиболее распространены клиноптилолит, морденит, шабазит, ломо-нит, гейландит, эрионит, филлипсит и анальциш (приложение 1). Наибольшую ценность представляет клиноптилолит (Hemken R.W., Harmon R.J., Mann L., 1984; Wilson, P., 1984; Сибгатуллин, A.X., 1992; Буров А.И. и др., 2001).
Гейландит, клиноптилолит являются самыми распространенными в природе цеолитами. Клиноптилолит является одним из первых описанных цеолитов и изучается уже два столетия (Природные цеолиты, 1985).
В географическом отношении месторождения различных видов природных адсорбентов на территории России распределены неравномерно. Например, основные разведанные месторождения цеолитового сырья залегают в Закарпатье (Сокирницы, Водичи, Линча), ресурсы высококачественных щелочных бентонитов и перлитов в Закавказье (Дзегви, Айдаг, Ноембрянское, Тедзамское), Кемеровской области (Пегассое), Якутии (Хонгуруу), Бурятии (Холинское), а диатомитов, опок и трепелов - среди платформенных образований Приморского края, Сахалине, Камчатке и т.д. (Савинков В.И., Суркова А.Н., 1991). Полный ряд крупных месторождений природных цеолитовых туфов, которые действуют на различных этапах освоения (поисково-оценочное, полупромышленное, промышленное) на территории РФ представлены в приложении 2 (Савченков М.Ф., Ткачев П.Г., 1998).
Новым и крупным этапом в изучении и промышленном использовании природных сорбентов следует считать 50-60-е годы. Это время открытия крупных промышленных месторождений цеолитов, опок, глин как за рубежом (США, Япония), так и в России и СНГ (Hawkins, D.B., 1984; Врезгула Л., 1986; Биба А.Д., Гончарук В.В., Бурлыка В.А., 1991; Ребезов М.Б., 2002). В целом в мире прослеживается общая тенденция к увеличению объемов добычи природных цеолитов и расширению сфер применения, в том числе в современных технологиях (Белицкий А.И., Панин Л.Е., 1990; Белицкий А.И., 1991).
В Российской Федерации работы по разведке месторождений природных цеолитов бьши начаты только в 1968 г во ВНИИгеолнеруде (г. Казань) и уже с 1969 г. увенчались успехом - открытием целого ряда залежей цеолитов промышленного типа (Горохов В.К., Дуничев В.М., Мельников О.А., 1982; Буров А.И., 1992; Якимов А.В., 1998; Буров А.И. и др., 2001).
В 1990-1991 гг. бьши выявлены перспективные проявления цеолитовых пород в Республике Мордовия (Симкинское, Черно-Промзинское, Алатырское и др.). При изучении катионообменных свойств цеолитовой породы из Дубенско го района по отношению к ионам свинца, алюминия и меди установлено, что сорбция ионов алюминия на цеолите протекает значительно хуже, чем ионов свинца (Yuan T.J., 1992; Седова А.А., Осипов А.К., 2000).
Влияние цеолитовой добавки на молочную продуктивность коров
Одним из основных критериев, позволяющих оценивать сбалансированность и полноценность кормления коров, является молочная продуктивность. Возрастающее значение молока как полноценного продукта питания и промышленного сырья привело к увеличению спроса на него. Поэтому производство молока - одна из важнейших отраслей сельского хозяйства.
Уровень молочной продуктивности и характер ее проявления - основная биологическая особенность молочного скота, которая определяется большим числом факторов.
Характерной особенностью высокопродуктивных коров красно-пестрой породы является заметное повышение удоя с 1-го по 2-ой месяц и равномерное его снижение до 4-го месяца лактации, затем на пятом месяце происходит некоторая стабилизация удоя (связанное с переходом на пастбищное кормление и содержание) и значительно больший темп снижения ее с 8-го месяца до конца лактации (Ерофеев В.И. и др., 2001).
По данным американских исследователей, констатирует Ж.Г. Логинов (1984), изменчивость удоя молочной коровы на 35% обусловлена кормлением и содержанием, на 25% - генетическими особенностями, на 25% — состоянием здоровья и 15% - годом и сезоном лактации. Режим и условия кормления определенным образом влияют на синтез молока и, следовательно, на продуктивный состав молока (Горбатова К.К., 1997, 2004)
Научные данные и опыт передовых хозяйств за последние годы свидетельствуют о том, что генетический потенциал молочной продуктивности разводимых в нашей стране пород молочного направления составляет не менее 5000 кг молока в год (Куртовский В.Н., 2007).
Между тем, молочная продуктивность коров колеблется в весьма широких пределах. Даже в одной и той же климатической зоне за один и тот же календарный период средние удои коров в отдельных хозяйствах значительно различаются. Эти различия обусловлены сложным взаимодействием породных и индивидуальных особенностей животных, физиологического состояния, условий их кормления, содержания и использования (Горбачева Н.Н., Крисанов А.Ф., 2004).
На данный момент очень мало данных о влиянии различных кормовых добавок на уровень молочной продуктивности животных (Хамидуллина А. Ш., 2005; Сазонкин Д.А., Гамко Л.Н., Подольников В.Е., 2006) поэтому задачей наших исследований была сравнительная характеристика удоев коров создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы при использовании природного цеолита Атяшевского проявления. ,
Так как цеолитовую добавку коровам создаваемого поволжского типа вводили в корм животных в период второй лактации, то исследуемые группы подбирались по данным первой лактации. Все подопытные животные по молочной продуктивности отличались не более чем на 6%, а по содержанию жира на 2,5%, что является статистически недостоверной разницей. Кроме того, от животных всех групп за первую фазу лактации получено не менее 37% молока от общего удоя (табл. 4).
Несмотря на то, что цель исследований заключалась в изучении влияния цеолитовой породы в первую фазу лактации, опыты по учету молочной продуктивности продолжили учитывать и после прекращения кормления цеолитом, тем самым, была выявлена тенденция пролонгированного влияния цеолита (табл. 5).
Из таблицы 5 видно, что по сравнению с первой лактацией удой коров контрольной группы за 305 дней лактации вырос на 3,86%, а удой животных, получавших цеолитовую добавку в количестве 2% и 4% от сухого вещества рациона, вырос соответственно на 4,10% и 4,83%. Молочная продуктивность в первую фазу второй лактации не изменилась и составила 37% от общего удоя по всем группам животных. Среднесуточный удой по сравнению с первой лактацией в контрольной и первой опытной группе вырос в среднем 0,66 кг, тогда как во второй опытной группе на 0,84 кг (Р 0,05.. .0,01).
Технологические свойства молока коров создаваемого типа при введении в корм цеолитов
В настоящее время снижается потребление молока в цельном виде и увеличивается в виде молочных продуктов. Поэтому комплексное изучение молочности коров, качества молока и молочных продуктов в первую очередь интересует производителя и потребителя.
Научный и практический опыт показывает, что выход молочных продуктов и их качество определяются свойствами молока, и зависят от породной принадлежности, физиологического состояния животных, условий кормления и содержания. Примером этого могут служить нарушение рекомендуемых норм максимального скармливания молочным животным концентрированных, сочных и других видов кормов. Другим примером может служить молозиво, стародойное молоко, молоко, полученное от больных (маститом, лейкозом и т.д.) животных, а также молоко с резко выраженными кормовыми и другими посторонними привкусами и запахами (Вышемирский Ф.А., 1987; Горбатова К.К., 2004).
Молочные продукты высокого качества можно вырабатывать только из доброкачественного сырого молока. Доброкачественное молоко характеризуется нормальным химическим составом, органолептическими и технологическими показателями, определяющими его пригодность к переработке. Известно, что на количественный состав и качество молока влияют многие факторы, главным из которых является кормление (Алексеева Н.Ю., Аристова В.П., Патратий А.П., 1986; Богомолов Б.Ф., 1989).
Перспективы возможного применения цеолитсодержащих пород в молочной промышленности отражены в работах И.Д. Андреева (1986), У.Г. Дистано-ва, Т.П. Конюхова (1994), СВ. Кумарина, В.Н. Щебетковского, А.Г. Грусова (1994), В.Н. Виноградова, М.П. Кирилова, А.В. Боголюбова (2003).
Молоко коров, разводимого в Мордовии красно-пестрого скота, по химическому составу, биологическим и технологическим свойствам является пригодным сырьем для выработки пошехонского сыра, который по своим качествам отвечает требованиям стандарта, предъявленным к сырам высшего сорта, а так же при выработке сладко-сливочного масла. Диаметр и количество жировых шариков, основные технологические свойства молока находятся в оптимальных пределах, степень использования жира составляет от 98-99,19%, а расход молока на выработку 1 кг масла - 21-28 кг (Ерофеев В.И., 1988).
Однако в литературе нами не обнаружено данных по влиянию цеолитсо-держащих пород на технологические свойства молока при переработке его в молочные продукты. Поэтому, в наших исследованиях мы акцентировали свое внимание на влияние природных цеолитов не только на молочную продуктивность и качественные показатели молока коров создаваемого поволжского типа, а так же на его технологические свойства.
К технологическим свойствам молока относится: санитарно-гигиеническое состояние (группа чистоты или класс молока, содержание бактерий, количество соматических клеток, кислотность), термоустойчивость, содержание жира, белка (в частности казеина) в молоке. При выработке сливочного масла к технологическим свойствам молока дополнительно относят - диаметр жировых шариков, а при выработке сыра — проба на брожение, сычужная свертываемость, содержание кальция и фосфора, количество сывороточных белков.
Санитарно-гигиеническое состояние молока характеризуется степенью загрязнения механическими примесями, бактериальной обсемененностью и наличием возбудителей болезней.
Для выработки сливочного масла и сыра пригодно молоко I класса чистоты, определяемое по его фильтрованию и отсутствию на фильтре видимых частиц механических примесей.
Молоко животных создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы, поступившее на переработку в сливочное масло и сыр соответствовало I классу чистоты.
Бактериальная обсемененность. По данным В.Е. Улитько (2003) коровье молоко в момент его получения из вымени не является стерильным. Обычно концентрация бактерий в молоке здоровых животных невысока и колеблется в пределах от 1х108 м"3 до 1х1010 м"3 При небрежном отношении к доильной системе или ее сильном износе бактериальная обсемененность молока может достигать 4x10 м", что соответствует предельной концентрации, при которой сырое молоко еще может приниматься предприятиями для переработки.
Экономическое обоснование проведенных исследований
В настоящее время одним из перспективных направлений повышения молочной продуктивности и качества получаемого продукта является использование в селекции коров генетического потенциала голштинской породы. Создание новых пород животных путем скрещивания с голштинской породой красно-пестрой масти дает возможность более успешно формировать новые зональные типы животных. Основными причинами использования голштинского скота является его лидирующее первенство среди других пород по молочной продуктивности, конверсии питательных веществ, в частности из грубых кормов, и особенно по приспособляемости к промышленной технологии. Еще одним необходимым условием повышения продуктивности и технологии производства продуктов животноводства, является использование дешевых местных кормовых ресурсов, которые способствуют повышению надоев, а также положительно влияют на состав и технологические свойства молока.
Для оценки практической значимости проделанной работы был проведен расчет экономической эффективности использования природных цеолитов Атя-шевского месторождения на коровах создаваемого поволжского типа красно-пестрой породы.
Расчеты экономической эффективности показали, что как по удою, так и по оплате корма продукцией, себестоимости и уровню ее рентабельности, лучшими оказались коровы из второй опытной группы, которые дополнительно к основному рациону получали цеолитовую добавку в количестве 4% от сухого вещества (табл. 32). На 1 кг молока они расходовали 0,81 кормовых единиц, что на 0,07 и 0,04 корм, единиц меньше по сравнению с животными из контрольной и первой опытной групп соответственно.
Результаты исследований подтверждают то, что чем меньше затраты корма на килограмм молока, тем эффективнее использование различных добавок. Анализ экономических показателей результатов введения лактирующим коровам цеолитовой добавки, представленных в таблице, показывает, что коровы увеличивают свою молочную продуктивность и соответственно производство продукции (жира и белка). И при равной реализационной цене 1 кг молока выручка от коров первой и второй опытных групп на 1660,3 и 4415,7 руб. была больше, чем от коров контрольной группы.
Самая высокая себестоимость молока была у коров контрольной группы и составила 7,47 рубля, что на 0,44 и 0,7 рубля больше по сравнению с первой и второй опытной группами.
Несмотря на дополнительные затраты по применению цеолитов в кормлении опытных групп животных, прибыль от реализации молока второй опытной группы составила 4415,7 руб., что на 4250,0 и 2755,4 ру б. больше, чем от коров контрольной и первой опытной групп соответственно.
Нами также исследовалась экономическая эффективность применения це-олитовых добавок после прекращения их включения в рацион. Как оказалось, введение цеолита в состав комбикорма имело продолжительное воздействие на организм животного, за счет чего дополнительно получено 137,1 и 268,1 кг молока, а также чистой прибыли в количестве 1028,3 и 2010,8 руб.
В хозяйстве очень низкая рентабельность производства молока - 0,41% (контрольная группа коров). Введение в корм дешевой цеолитовой добавки (600 руб. за 1 тонну) существенно повысило рентабельность производства молока -до 10,75% как за счет увеличения продуктивности, так и за счет улучшения содержания жира и белка в молоке.
Таким образом, проведенные исследования показали, что применение цеолитовой добавки Атяшевского месторождения в кормлении лактирующих коров в период раздоя экономически целесообразно в оптимальной суточной дозе 2 и 4% от сухого вещества рациона. Следует отметить, что наибольший экономический эффект отмечен у животных второй опытной группы.
В последние годы в России отмечается существенное изменение аграрной политики страны. С принятием федерального закона «О развитии сельского хозяйства» в рамках реализации национального проекта «Развитие АПК», главным направлением стало увеличение государственной поддержки сельского хозяйства в области кредитования, модернизации и реконструкции животноводческих ферм и комплексов, повышения генетического потенциала молочного скота, улучшения его кормления и содержания. Результатом этой работы должно быть увеличение производства конкурентоспособной высококачественной сельхозпродукции отвечающей требованиям товаропроизводителей.
Научные данные и опыт передовых хозяйств за последние годы свидетельствуют о том, что генетический потенциал молочной продуктивности разводимых в нашей стране пород молочного направления составляет не менее 5000 кг молока в год. Для достижения такого результата, как отмечалось выше, нужна не только генетическая наследственность по молочной продуктивности потомков, но и использование в кормлении хорошей кормовой базы с применением минеральных, витаминных и т.д. добавок, для восполнения тех или иных недостающих элементов.
На сегодняшний день существует множество различных добавок, однако особое внимание заслуживает природная минеральная добавка - цеолит, достаточно дешевая и в тоже время очень богатая по минеральному составу.
