Введение к работе
Актуальность темы. Мясное скотоводство является одной из перспективных отраслей животноводства России, привлекающее в последнее время инвестиции в свое развитие. Товаропроизводители мясного скота столкнулись с проблемами низкой рентабельности производства и недостаточного научно-инновационного обеспечения отрасли. Невысокий уровень показателей продуктивности в отрасли, неблагоприятная для животноводства ситуация в макроэкономике, растущий диспаритет цен обусловили слабую экономическую мотивацию откорма скота. Высокие затраты на содержание животных в мясном скотоводстве вызваны низкой продуктивностью скота, основной причиной которой является недостаточная обеспеченность кормами и несбалансированность рационов по важным питательным веществам, в том числе и полноценному белку (Курилов Н.В., 1978, 1979; Цюпко В.В., 1984; Фицев А.И., 1986; Santos F., 1998; Sannes R., 2000), поскольку избыток протеина в рационе ведет к бесполезным его потерям, при недостатке же белка ухудшается использование кормов и понижается продуктивность животных (Dhiman T., 1993).
Существующая в России система нормирования потребности жвачных в протеине, основанная на показателях сырого или переваримого протеина, перестала удовлетворять ученых и практиков вследствие несоотносимости данных о количестве потребленного протеина и поступившего в кишечник.
Все разработанные в последние годы системы протеинового питания основаны на учете распадаемости протеина кормов в преджелудках (ARC-1984; NRC-1989; Sniffen C., 1992; Tamminga S., 1994; NRC-2001).
Исследования, проведенные Л. Ерасмусом, Дж. Финслоо (1985); Н.Г. Григорьевым, А.И. Фицевым и др. (1989); Н.В.Куриловым и др. (1978, 1989); Е.Л. Харитоновым (2006), позволили установить основные параметры деградации протеина различных кормовых средств. В нормах питания животных, рекомендуемых в западных странах (NRC-2001), данные характеристики даются в величинах без колебаний или с незначительным интервалом последних.
В то же время, по данным Э.Р. Ерскова (1985), В.И. Агафонова (2007), эффективность использования азота находится в большой зависимости от концентрации доступной для обмена энергии, что предполагает значительные колебания расщепляемости сырого протеина отдельных кормов. В этой связи представляется актуальным изучение динамики расщепляемости сырого протеина кормовых средств при изменении удельного содержания энергии.
Другим направлением исследования является использование различных способов снижения распада протеина в рубце, как физических (термическая и механическая) так и химических методов (обработка формальдегидом, танином). Исследования по обработке протеина химическими реагентами и определению оптимальных доз их использования проводились с мочевиной, соевым и частично – хлопчатниковым шротами (Г.И.Кветковский и др., 1986; Н.В. Курилов и др., 1990; Е.Л. Харитонов и др., 2006).
Однако разные исследователи при этом получают неоднозначные результаты (D.R.Waldo, 1979; L.Bull, 1981; Э.Г.Ерсков, 1985; А.И.Фицев, Ф.В.Воронкова, 1986; Н.В.Курилов, Б.Д.Кальницкий, 1989).
Кроме того, большинство исследований посвящено проблемам оптимизации протеинового питания в молочном скотоводстве, тогда как вопросам повышения эффективности использования азота высокобелковых кормов за счет различных методов их обработки при производстве говядины уделяется крайне мало внимания.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы, которая выполнялась по тематическим планам НИР Всероссийского НИИ мясного скотоводства в соответствии с Федеральными научно-техническими программами «Говядина» (задание 04, 1995-2000 гг.) и «Программа фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по развитию агропромышленного комплекса РФ» (задание 03.01.01, 2001-2005 гг.; 06.03.01, 2006-2008 гг.), являлось изучение физиологических особенностей превращения питательных веществ в желудочно-кишечном тракте с учетом процессов их ферментации и синтеза в рубце молодняка крупного рогатого скота мясных пород и на основе полученных данных – разработка научно обоснованных методов рационального использования протеина и энергии в зоне сухой степи.
Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:
- усовершенствовать методику определения расщепляемости протеина в лабораторных условиях;
- установить расщепляемость сырого протеина в рубце крупного рогатого скота основных кормовых средств и рационов степной зоны Южного Урала;
- изучить взаимосвязь фракционного состава и расщепляемости протеина кормов, приготовленных из бобовых культур степной зоны Южного Урала;
- определить питательную ценность и качество протеина зеленой массы бобовых культур в зависимости от высоты среза;
- изучить взаимосвязь уровня расщепляемости и аминокислотного состава протеина кормов степной зоны Южного Урала;
- определить влияние технологии заготовки и фазы вегетации растений на качество протеина кормов;
- определить питательную ценность и качество протеина кормовых культур в зависимости от сорта;
- определить влияние концентрации ОЭ и протеина разного качества рациона на степень деградации протеина разного качества в рубце и дать сопутствующие характеристики интенсивности пищеварительных процессов по отдельным показателям рубцового содержимого;
- изучить продуктивные качества и трансформацию питатательных веществ у молодняка крупного рогатого скота при скармливании рационов с разной концентрацией ОЭ и качеством протеина;
- установить оптимальную дозу формальдегида и время экспозиции для обработки подсолнечникового жмыха. Изучить процессы метаболизма и жизнедеятельности микроорганизмов в рубце при скармливании жмыха, обработанного формальдегидом;
- изучить влияние исследуемых рационов на особенность формирования мясной продуктивности бычков и содержание формальдегида в съедобных частях тела при скармливании обработанного жмыха;
- определить химический состав и качество протеина используемых кормов и полученных смесей на основе жировой защиты. Провести сравнительное изучение переваримости питательных веществ рационов, использования энергии и азота корма бычками при скармливании нативного и обработанных жиром шротов;
- изучить азотистый обмен, степень интенсивности микробиологических процессов по отдельным показателям жидкости рубца при скармливании защищенного жиром протеина;
- определить влияние рационов с разным качеством протеина на процессы рубцового пищеварения и эффективность использования питательных веществ бычками-кастратами при интенсивном выращивании;
- дать экономическую оценку разработанных способов использования протеина в рационах бычков мясных пород.
Научная новизна. Впервые разработаны научно обоснованные методы рационального использования протеина на основе физиологических процессов, происходящих в рубце молодняка крупного рогатого скота мясных пород (патенты RU № 2266016, № 2284123 и № 2211111). Усовершенствованы методики определения расщепляемости протеина в лабораторных условиях (патент RU № 2216992). Дана качественная характеристика протеина основных кормовых средств, используемых в рационах зоны Южного Урала. Установлена взаимосвязь фракционного состава и расщепляемости протеина кормов, приготовленных из бобовых культур зоны Южного Урала, и качество протеина зеленой массы бобовых культур в зависимости от высоты среза. Определена взаимосвязь уровня расщепляемости и аминокислотного состава протеина кормов. Изучено влияние технологии заготовки, фазы вегетации культур и сорта на качество протеина.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Полученные результаты комплексных исследований качества протеина, азотистого обмена, конверсии питательных веществ, продуктивности и качества мяса при применении в кормлении мясного скота способов рационального использования протеина позволяют рекомендовать производству дополнительные резервы повышения экономической эффективности введения отрасли мясного скотоводства. Применение инновационных ресурсосберегающих технологий использования протеина при выращивании и откорме мясного скота способствует повышению степени использования азота на 3,3% и увеличению уровня рентабельности производства говядины от 1,8 до 11,0%. Результаты диссертационной работы имеют важное народнохозяйственное значение, поскольку направлены на решение крупной научно-практической задачи – повышение эффективности использования протеина при выращивании и откорме бычков. Осуществлено внедрение новых способов рационального использования протеина в практику мясного скотоводства Республики Башкортостан, Татарстан и Оренбургской области.
Результаты исследований использовались при составлении рекомендаций, утвержденных Ученым советом ВНИИМСа: «Рекомендации по рациональному использованию «защищенного протеина» в рационах кормления мясного скота» (Оренбург, 2005) и «Способы рационального использования протеина в рационах мясного скота» (Оренбург, 2008). Работа отмечена золотой и серебряной медалями на VI и VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, 2006; 2007), дипломами Ярмарки бизнес-ангелов и инноваторов (Саранск, 2006; Пермь, 2007), дипломом Российского промышленно-экономического форума «Россия Единая» (Нижний Новгород, 2007), тремя золотыми и серебряной медалями Российской агропромышленной выставки «Золотая осень» (Москва, 2005; 2006; 2007). За проведение и внедрение данной работы автор удостоен званий: лауреата премии администрации Оренбургской области для молодых ученых (Оренбург, 2002; 2004; 2005; 2007), лауреата премии Губернатора Оренбургской области в сфере науки и техники (Оренбург, 2003; 2005), лауреата премии Правительства Оренбургской области (Оренбург, 2007) – а также награжден нагрудным знаком «Участник ВВЦ» № 12, постановление от 21.11.2007 № 51 (Москва, 2007).
Основные положения, выносимые на защиту:
- усовершенствование методики определения расщепляемости протеина в лабораторных условиях;
- качественные характеристики протеина основных кормовых средств, используемых в рационах в степной зоне Южного Урала;
- зависимость расщепляемости протеина от технологии заготовки кормов, фазы вегетации растений, сорта, частей и высоты среза, фракционного и аминокислотного состава;
- способы рационального использования протеина в кормлении мясного скота;
- показатели азотистого обмена в рубце и роль отдельных фракций рубцовой жидкости в превращении азотистых компонентов корма, степень интенсивности микробиологических процессов по отдельным показателям жидкости рубца при скармливании защищенного формальдегидом и жиром протеина;
- экономическая целесообразность использования труднорасщепляемого, защищенного формальдегидом и жиром протеина при откорме мясных бычков.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на всероссийских (Оренбург, 1999-2007; Волгоград, 2003), международных (Оренбург, 2000, 2003, 2005, 2007; Краснодар, 2001; Боровск, 2001, 2005) и региональных (Оренбург, 1998-2007; Саратов, 2003) научно-практических конференциях, на выездных заседаниях отделения зоотехнии РАСХН (Краснодар, 2004; Кисловодск, 2005), на расширенных совещаниях сотрудников отделов кормления и технологии производства кормов Всероссийского НИИ мясного скотоводства (1998-2007).
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 72 научные работы, в том числе 2 рекомендации, 5 патентов РФ, и 15 статей в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, списка литературы и приложений.
Работа изложена на 342 страницах компьютерного набора, содержит 93 таблицы, 6 рисунков, 18 приложений. Список литературы включает 344 наименования, в том числе 148 – на иностранных языках.
