Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 8
1.1 Биологическая роль минеральных элементов 8
1.1.1 Роль макроэлементов (кальция, фосфора, магния, натрия и калия) в организме коров 9
1.1.2 Роль микроэлементов (меди, цинка, кобальта и марганца) в организме коров 13
1.2 Обмен минеральных элементов в организме коров 16
1.2.1 Факторы, влияющие на содержание минеральных элементов в кормах 16
1.2.2 Абсорбция и отложение минеральных элементов в организме 25
1.2.3 Критерии обеспеченности коров минеральными элементами 39
1.2.4 Особенности минерального питания коров в период сухостоя и первую фазу лактации 51
2 Материал и методика исследований 55
2.1 Объекты и условия исследований 55
2.2 Методы исследований 58
3 Результаты исследований 60
3.1 Природно-климатические условия 60
3.2 Содержание минеральных элементов в почве 62
3.3 Содержание питательных веществ в кормах 71
3.4 Обмен минеральных элементов у коров в зависимости от физиологического состояния 78
3.4.1 Исследования на стельных сухостойных коровах 78
3.4.1.1 Северная лесостепная зона 82
3.4.1.2 Северо-восточная лесостепная зона 86
3.4.1.3 Южная лесостепная зона 89
3.4.1.4 Предуральская степная зона 93
3.4.1.5 Зауральская степная зона 97
3.5 Исследования на новотельных коровах 102
3.5.1 Северная лесостепная зона 102
3.5.2 Северо-восточная зона 108
3.5.3 Южная лесостепная зона 113
3.5.4 Предуральская степная зона 117
3.5.5 Зауральская степная зона 121
3.6 Воспроизводительные функции коров 125
3.7 Молочная продуктивность новотельных коров 127
3.8 Экономическая эффективность использования комплексных минеральных добавок в рационах коров 129
4 Обсуждение результатов 131
Выводы 140
Предложения производству 146
Библиография
- Роль макроэлементов (кальция, фосфора, магния, натрия и калия) в организме коров
- Факторы, влияющие на содержание минеральных элементов в кормах
- Содержание минеральных элементов в почве
- Северная лесостепная зона
Введение к работе
Кормление оказывает огромное влияние на организм животного, его рост и развитие, здоровье, воспроизводительные функции, обмен веществ и продуктивность. Кормление животных без учета современных достижений науки и передового опыта приводит к недокармливанию или перерасходу кормовых средств, что в обоих случаях резко снижает экономическую эффективность животноводства. Получение максимальной молочной продуктивности от коров может быть достигнуто при правильной организации кормления в условиях непрерывно меняющегося физиологического состояния животного.
Минеральным веществам отводится важная роль в полноценном кормлении сельскохозяйственных животных, так как в организме нет ни одного биохимического процесса, в котором не принимали бы участия минеральные элементы.
При организации минерального питания коров необходимо особое внимание уделять сухостойным и новотельным периодам. В последние 2-3 месяца перед отелом в организме животных происходит интенсивное отложение минеральных элементов необходимых для развития плода и последующей лактации. Сбалансированное минеральное питание новотельных коров является необходимым условием для реализации потенциальных возможностей молочной продуктивности.
В Республике Башкортостан в связи с своеобразными природно-климатическими условиями несомненную актуальность имеют исследования вопросов рационального использования минеральных элементов в различных сельскохозяйственных зонах, взаимодействия минеральных элементов, влияния минерального питания на уровень молочной продуктивности коров и качество продукции.
Молочное скотоводство является важнейшей отраслью животноводства республики. Несмотря на проводимые в последние годы работы по
5 совершенствованию продуктивных качеств коров достигнутые результаты далеки от потенциальных возможностей.
В литературе имеются разрозненные данные о минеральном составе кормов и организации полноценного минерального питания коров в Республике Башкортостан.
Исследования проведены в соответствии с Государственными программами «Разработать и внедрить систему мероприятий по повышению племенных и продуктивных качеств крупного рогатого скота, овец, свиней и птиц в условиях промышленной технологии», № гос. регистрации 01860076873 и «Усовершенствовать существующие технологии производства молока и мяса в условиях Башкортостана», № гос. регистрации 01860097667.
Целью исследований явилось совершенствование минерального питания коров с учетом зональных особенностей республики.
В задачи исследований входили:
исследование химического состава почвы и основных кормов по сельскохозяйственным зонам;
определение переваримости питательных веществ рационов с различным уровнем содержания минеральных элементов;
изучение баланса и использования минеральных элементов в организме стельных сухостойных и новотельных коров по сельскохозяйственным зонам;
изучение влияния различных уровней минеральных элементов в рационах на продуктивные качества коров и их воспроизводительные функции;
определение экономической эффективности использования комплексных минеральных добавок в рационах стельных сухостойных и новотельных коров по сельскохозяйственным по зонам республики..
Научная новизна
Впервые в Республике Башкортостан комплексно изучен минеральный состав почвы и кормов по сельскохозяйственным зонам, его влияние на минеральный обмен у коров с учетом физиологического состояния, продуктивность и воспроизводительную способность.
Разработаны рецепты премиксов, комплексных минеральных добавок и типовые рационы для стельных сухостойных и новотельных коров с учетом особенностей минерального состава кормов по зонам республики.
Практическая значимость
Внедрение рекомендаций по минеральному питанию коров в практику животноводства республики позволит повысить уровень молочной продуктивности и качество молока, экономическую эффективность молочного скотоводства, окажет положительное влияние на воспроизводительные способности коров и сохранность приплода.
Основные положения, выносимые на защиту:
- оценка минерального состава почвы и основных кормов по
сельскохозяйственным зонам Республики Башкортостан;
комплексная зоотехническая и экономическая оценка эффективности использования минеральных добавок в рационах стельных сухостойных коров с учетом особенностей сельскохозяйственных зон Республики Башкортостан.
комплексная зоотехническая и экономическая оценка использования минеральных добавок в рационах новотельных коров по сельскохозяйственным зонам Республики Башкортостан.
7 Апробация работы
Результаты исследований были доложены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Башкирского государственного аграрного университета (1985-1994, 1999-2006г.г.), научных конференциях Башкирского научно-исследовательского и проектно-технологического института животноводства и кормопроизводства (1994-1999г.г.), Международной научно-практической конференции «Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО» (г. Уфа, 18-20 февраля 2003г.), Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы агропромышленного производства регионов России в условиях реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (в рамках XVI Международной специализированной выставки «АгроКомплекс-2006», г.Уфа, 28 февраля - 3 марта 2006г.), I Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые в реализации приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (г. Уфа, 25-26 мая 2006 г.).
Роль макроэлементов (кальция, фосфора, магния, натрия и калия) в организме коров
Кальций. Из всех минеральных элементов в организме животных наибольшее количество содержится кальция. В теле взрослых животных его содержится от 1,2 до 1,5% в расчете на свежую ткань (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979). Кальций принимает активное участие в разнообразных обменных процессах в организме. Соли кальция используются преимущественно как пластический материал, так как 97-99% их содержания в организме животных входят в состав костного скелета (Белехов Г.П., Чубинская А.А., 1965; Вишняков СИ., 1967; ЬСлиценко Г.Т., 1957). Ионы кальция участвуют в деятельности центральной и периферической нервной системы (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979; Sitrin M.D., 1974; Simmermann А.Н., Hulsann W.G.,1966) повышают защитные функции организма, понижая клеточную проницаемость для вредных веществ и повышая фагоцитарную функцию лейкоцитов (Hurley W.L., Doane R.M., 1989).
Частичный недостаток кальция или нарушение в рационе соотношения кальция с фосфором вызывает ухудшение общего состояния организма, расстройство пищеварения (атония, воспаление кишечника, понос, родильный парез).
Типичным проявлением длительного дефицита кальция в рационе взрослого крупного рогатого скота является снижение плодовитости, остеомаляция и остеопороз (Луцкий Д.Я. и др., 1978; Овсищер Б.Р., 1969; Baglioni Т. et al. 1966).
Избыток кальция в рационе животных может оказаться не менее вредным, чем его недостаток, так как вызывает резкое ухудшение использования питательных веществ кормов (Дмитроченко А.П.,1956; Evans J.B., АН R., 1967; Spencer Н. et al., 1964).
Фосфор. В организме взрослых животных содержится 0,60-0,75% фосфора в расчете на свежую ткань (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979) . Фосфор участвует во всех физиологических функциях организма, так как его содержит каждая живая клетка. Все виды обмена веществ в организме связаны с превращениями фосфорной кислоты. Благодаря фосфорилированию осуществляются кишечная абсорбция, гликолиз, и прямое окисление углеводов, транспорт липидов, обмен аминокислот и др. Фосфор играет особую роль в пищеварении жвачных животных, так как он необходим для нормального развития микрофлоры рубца (Венедиктов A.M., Ионас А.А., 1979; Палфий Ф.Ю., Вудмаска В.Ю., Булка Б.И., 1979; Палфий Ф.Ю. и др., 1973; Палфий Ф.Ю. и др., 1974; Крисанов А.Ф., Лёнкин И.А., 1991).
Первыми признаками недостатка фосфора являются извращение аппетита и ухудшение потребления корма (Белехов Г.П., Чубинская А.А., 1965). У взрослых животных при дефиците фосфора наблюдается остеомаляция, деминерализация зубов, снижение продуктивности и оплодотворяемости (Мак-Дональд П., Эдварде Р., Гринхалдж Д. 1970; ОвсищерБ.Р., 1975).
Избыток фосфора отрицательно сказывается на плодовитости (Визнер Э., 1967; Anke М., 1965; Hennig А., 1971), снижает оплату корма, а также делает навоз и навозную жижу экологически опасным видом удобрений (Anon В., 1990).
Магний. В организме взрослых животных содержится 0,035-0,04% магния в расчете на свежую ткань (Самохин В.Т., 1974). Около 65-68% общего количества магния содержится в скелете (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979; Клиценко Г.Т., 1975) , а остальное его количество распределено в мягких тканях и жидкостях. Магний активизирует многие ферменты (Mormall Н. et al., 1973), участвует в жировом и углеводном обмене, биосинтезе белка, влияет на активность целлюзолитической микрофлоры (Mortin J. В. et al. 1964).
У жвачных животных недостаток магния клинически проявляется в виде пастбищной тетании (Овсищер Б.Р., 1969; Олль Ю.К., 1969). Болеют преимущественно высокопродуктивные коровы и молодняк крупного рогатого скота. Чаще всего болезнь проявляется при переводе с зимнего стойлового содержания к пастбищному, сопровождающегося исключением из рациона грубых кормов (Кальницкий Б.Д., 1985; Fontenot J.P. et al. 1989). Избыток магния в рационе приводит к повышенному выведению из организма кальция и фосфора, угнетает рост и развитие молодняка.
Натрий. В теле взрослых животных его содержится в среднем 0,05-0,15% в расчете на свежую ткань (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979; Клиценко Г.Т., 1975). Натрий играет важную роль в обеспечении кислотно-щелочного равновесия в организме. Он является необходимым компонентом буферных систем, принимает участие в процессах нервно-мышечной возбудимости, иммунных реакциях организма, биосинтеза и катаболизма различных соединений и т.д. (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979; Кальницкий Б.Д., 1985; Керпель-Франиус Э., 1964; Клейменов Н.И., Магомедов М.Ш., Венедиктов A.M., 1987; Кочанов Н.Е., 1974; Block Е., 1988; Charman R.A, 1974; Sitrin M.D., Bohor D.P., 1974; Patience J.F., 1990). Ионы натрия способствуют использованию азота организмом животных (Клиценко Г.Т., 1957; Thomos J.W., Emery R.S., 1969).
По данным Вишнякова СИ. (1988) ионы натрия в определенной концентрации необходимы для жизнедеятельности рубцовой микрофлоры.
Натрий и калий имеют важное значение в использовании лизина (Кузнецов С.Г., 1997). О положительном влиянии натрия на молочную продуктивность коров указывает Kruczyska Н. (1992).
Факторы, влияющие на содержание минеральных элементов в кормах
Общее содержание минеральных элементов в кормах характеризуется содержанием золы. Зола должна составлять 6-8% от сухого вещества рациона (Дмитроченко А.П., Пшеничный П.Д., 1975). От количества золы в кормах зависит их поедаемость, переваримость, а также всасывание и использование питательных веществ. Как недостаток (менее 5%), так и ее избыток (9% и более) отрицательно влияют на переваримость питательных веществ (Дмитроченко А.П., 1977; Емельянов А.С., 1959). Содержание золы в растительных кормах зависит от типа почвы, природно-климатических условий, вида растений, стадии вегетации, дозы и формы внесения удобрений (Баканов В.Н., Овсищер Б.Р., 1982; Зинченко Л.И., Погорелова И.Е., 1980; Кутузова А.А. и др., 1977).
Каждый вид корма отличается своеобразием концентрации и соотношения минеральных элементов. Кроме того, содержание минеральных веществ в кормах изменяется и в зависимости от технологии их заготовки.
Кальций - один из наиболее распространенных в природе химических элементов. Его содержание в сухом веществе травостоя составляет 4,0-7,5 г/кг. На содержание кальция в кормах оказывают влияние, прежде всего почва и климат (Лапшин С.А. и др., 1991). Кормовые культуры, произрастающие на подзолистых почвах, содержат недостаточное количество кальция. Корма лесостепной и степной зон отличаются умеренным содержанием кальция. В засушливых районах кальций становится недоступным для растений из выщелоченных почв. По данным австралийских исследователей в дождливое лето концентрация кальция также снижается (Gruber Р., 1972). При известковании почв увеличивается содержание кальция в кормах. По данным ряда исследователей содержание кальция увеличивается в траве по мере повышения температуры воздуха (Баканов В.Н., Овсищер Б.Р., 1982; Памак X., Войновска Т., Новак Г., 1976).
Корма, приготовленные из бобовых растений, содержат кальция больше, чем из злаковых культур (Лапшин С.А. и др., 1991; Unglaub Н., KlockerW., 1968).
В надземных вегетативных частях растений содержится кальция больше, чем в репродуктивных (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979).
В исследованиях Wolf Н. (1972) отмечено, что по мере увеличения высоты травостоя содержание кальция снижается. Установлено, что количество кальция в растениях значительно увеличивается от весны к осени (Апените Р.С., 1983; KupperM., 1976).
По данным некоторых исследователей содержание кальция в растениях увеличивается с повышением дозы азотных удобрений (Каджюлис Л.Ю., 1977; Хускуна Э., 1979). Однако есть сведения, что увеличение дозы азотных удобрений в 2-3 раза не влияет на уровень кальция в травостое (Мельничук В.П., Ломова М.Г., 1977).
Фосфор содержится в сухом веществе растений в количестве 3,0-5,0 г/кг в виде органических и неорганических соединений. Содержание этого элемента в травостое колеблется меньше, чем других элементов (Культурные пастбища на орошаемых землях, 1979). Однако между содержанием в почве фосфора и его концентрацией в растениях имеется положительная связь. Подзолистые почвы и почвы с повышенной кислотностью (при рН свыше 3,7) содержат фосфор в труднодоступной для растений форме (Лапшин С.А. и др., 1991). Растения лесостепной и степной зон отличаются недостаточным содержанием фосфора.
По данным ряда авторов (Георгиевский В.И., Анненков Б.Н., Самохин В.Т., 1979; Hulpoi N., Handra М., Picu J., 1966; Whitehead D.C., 1966) с повышением влагообеспеченности содержание фосфора в растениях увеличивается. Однако по другим данным (Breunig W., 1969) орошение не влияет на концентрацию фосфора в травостое.
В репродуктивных частях растений (семенах) фосфора содержится больше, чем в вегетативных. По данным некоторых исследователей, корма, приготовленные из злаковых растений, содержат относительно большее количество фосфора, чем из бобовых трав (Каталымов М.В., 1985). Зерновые корма относительно богаче фосфором в сравнении с грубыми и сочными кормами. По мере повышения высоты вегетативных частей растений содержание фосфора снижается (Smart М.Е., 1985).
Содержание минеральных элементов в почве
Республика Башкортостан — географически сложная территория, расположенная на Южном Урале и Предуралье, что объясняет большое разнообразие физико-географических и климатических условий, почвообразующих пород, типов растительности. Разнообразие почв и типов растительности делают необходимым дифференцированный подход к землепользованию и кормовым ресурсам.
На территории республики выделяются три природные физико-географические зоны — лесостепная, степная и горно-лесная, которые подразделяются на шесть сельскохозяйственных - Северная лесостепная, Северо-восточная лесостепная, Южная лесостепная, Предуральская степная, Зауральская степная и Горно-лесная зоны (рис. 2).
Это разделение территории Башкортостана несколько условно. Тем не менее по основной площади каждая зона характеризуется свойственными только ей особенностями почвенного покрова, вида и химического состава растительности.
В состав Северной лесостепной зоны входят 14, Северо-восточной — 5, Южной лесостепной — 11, Предуральской степной — 17, Зауральской степной — 4 и Горно-лесной — 3 административных районов республики.
Климатические условия республики характеризуются континентальностью с преобладанием холодной продолжительной зимы и сравнительно теплым и сухим летом, (табл. 3.1) Амплитуда колебаний среднемесячных температур довольно значительна от -15С в самом холодном месяце (январе) до +19С в самом теплом месяце (июле).
Районы Северо-восточной и Горно-лесной зоны относятся к холодной и умеренно холодной зоне, районы Предуральской и Зауральской - к теплой, Северной и Южной лесостепи - к умеренной и умеренно-теплой.
Северные и горные районы относятся к зоне достаточного увлажнения, где гидротермический коэффициент достигает 1,5-1,6, а южные и юго-восточные районы - недостаточного увлажнения с гидротермическим коэффициентом 0,8-0,9.
В производстве пищевых продуктов земля является главным и незаменимым средством производства. Поэтому рациональное использование земельных ресурсов имеет жизненно важное значение.
В Республике Башкортостан к категории сельскохозяйственных угодий отнесено около 7,2 млн. га земли. В составе сельскохозяйственных угодий наиболее ценной и продуктивной является пашня, которая представляет основной объект приложения труда и средств в производство продукции сельского хозяйства. Помимо нее важную роль играют и кормовые угодья -сенокосы и пастбища. В структуре сельскохозяйственных угодий на долю пашни приходится 65,5%, сенокосов - 9%, пастбищ - 25,4%.
В Северной лесостепной зоне основными почвами являются серые, светло-серые, темно-серые лесные и оподзоленные черноземы, (табл. 3.2).
Северо-восточная лесостепная зона представлена преимущественно оподзоленными и выщелоченными черноземами, темно-серыми, светлосерыми и серыми лесными почвами (табл. 3.3).
По механическому составу почвы Башкирии в основном суглинисты, среднесуглинисты и тяжелосуглинисты.
Почва, кормовые культуры и организм сельскохозяйственных животных являются неразрывно связанными звеньями единой миграционной цепи. Содержание минеральных элементов в почве определяет специфический состав кормовых растений. Критериями обеспеченности растений макро- и микроэлементами служит наличие в пахотном слое различных форм минеральных соединений (табл. 3.8).
Северная лесостепная зона
Концентрация кальция, меди и марганца в сухом веществе рационов раздаиваемых коров контрольной группы соответствовала рекомендуемым нормам, магния, калия - превышала нормы, а фосфора, цинка и кобальта -была недостаточной (табл. 3.33, 3.42, рис. 8-9).
Улучшение минерального питания новотельных коров оказало более существенное влияние на переваримость питательных веществ по сравнению с сухостойными животными.
Переваримость жира повысилась на 6,8% (Р 0,05), клетчатки - на 4,8% (Р 0,05), органического вещества - на 4,6%, сухого вещества - на 2,5% по сравнению с контролем (табл. 3.43).
Использование комплексных минеральных добавок в рационах коров опытной группы достоверно повысило баланс фосфора, цинка и кобальта (Р 0,001) по сравнению с контрольными животными (табл. 3.44). Кроме того они лучше использовали в организме кобальт (Р 0,01).
О лучшей обеспеченности коров опытной группы минеральными элементами свидетельствуют данные анализа крови, молока и покровного волоса. В указанных биологических тканях у них по сравнению с животными контрольной группы в разной степени достоверности повысилась концентрация фосфора, цинка и кобальта (табл. 3.45).
Поэтому в рационы коров опытной группы были включены мононатрийфосфат, сернокислая медь, сернокислый цинк и хлористый кобальт, которые позволили удовлетворить потребность животных в соответствующих элементах (табл. 3.46).
Комплексная минеральная подкормка, использованная в рационах новотельных коров способствовала повышению переваримости питательных веществ (табл. 3.47).
Переваримость жира повысилась на 3,5% (Р 0,05), клетчатки - на 2,8%, протеина - на 2,7%, остальных органических веществ - на 1,1-1,7% по сравнению с контрольными животными.
Балансирующие кормовые добавки позволили повысить баланс в организме опытных коров фосфора, цинка, кобальта (Р 0,001) и меди (Р 0,01), улучшить использование кобальта (Р 0,01) и цинка (Р 0,05) по сравнению с контрольными животными (табл. 3.48).
Минеральные кормовые добавки, использованные в рационах животных опытной группы, обеспечивали коров дефицитными минеральными элементами (табл. 3.50), улучшили баланс фосфора, магния, цинка и кобальта (Р 0,001), достоверно повышали (Р 0,05) использование фосфора, магния и кобальта (табл. 3.52).
Коэффициент переваримости золы повысился на 4,9% (Р 0,01), жира -на 2,3%, клетчатки - на 2,2%, БЭВ - на 2,1%, остальных питательных веществ -на 1,4-1,8% (табл. 3.51).
Кормление является главнейшим фактором внешней среды, оказывающим влияние на воспроизводительные функции животных.
Общепризнанно, что минеральные вещества имеют непосредственное отношение к воспроизводительным функциям коров.
Избыток или недостаток макро- и микроэлементов могут оказать негативное влияние на воспроизводительные функции животных.
Если в рационах стельных сухостойных коров будет недостаточно минеральных элементов, то материнский организм деминерализуется, что оказывает отрицательное влияние не только на развитие плода в эмбриональный период, но и на жизнеспособность, рост и развитие его после рождения, продолжительность сервис-периода, кратность оплодотворения.
