Воздействие высокодисперсных частиц металлов на переваримость питательных веществ и обмен энергии в организме молодняка крупного рогатого скота

Теория и практика кормления 197

УДК 636.085:577.17

Воздействие высокодисперсных частиц металлов на переваримость питательных веществ и обмен энергии в организме молодняка крупного рогатого скота

М.Я. Курилкина1, Т.Н. Холодилина12, Д.М. Муслюмова1, К.Н. Атландерова1, О.А. Завьялов1

1 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства»

2 ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет»

Аннотация. Основным и одним из самых важных факторов при выращивании молодняка крупного рогатого скота считается тип кормления, а также дальнейшее изучение процессов, протекающих в желудочно-кишечном тракте животного.

В результате проведённого эксперимента установлено, что применение в составе рационов высокодисперсных частиц металлов с пшеничными отрубями, предварительно подвергнутыми со-экструзии, позволило повысить переваримость питательных веществ опытных рационов, что в дальнейшем сказывается на характере и степени поступления энергии в организм бычков.

Наиболее высокие показатели по переваримости питательных веществ рационов и поступлению энергии в организм были отмечены у животных II опытной группы. По сравнению с контрольной и I опытной группами переваримость была больше по сухому веществу на 2,65 % и 0,75 %, органическому веществу - на 2,46 и 0,7 %, сырому жиру - на 2,40 и 1,80 %, сырой клетчатки - на 1,0 и 0,1 %, сырому протеину - на 2,75 и 1,40 %, безазотистым экстрактивным веществам - на 3,0 и 1,0 %.

Включение в рацион животных экструдированных добавок сопровождается увеличением значения переваримой энергии в сравнении со сверстниками из группы, не получавших опытную добавку, на 3,4 и 4,9 % соответственно.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, экструдирование кормов, высокодисперсные частицы, переваримость кормов, энергия кормов.

Введение.

Организация правильного кормления сельскохозяйственных животных основана на использовании питательных и минеральных веществ, витаминов а также биологической ценности корма [1, 2].

Таким образом, важное место в питании животных занимают микроэлементы, которые необходимы для их роста и развития [3]. Это обстоятельство определяет значительный интерес к изучению препаратов микроэлементов современного поколения - высокодисперсных металлов [4-6].

На сегодняшний день установлено, что высокодисперсные частицы эссенциальных элементов обладают высокой биологической активностью, сильно влияют на степень переваримости корма, усиливают обмен веществ, способствуют повышению естественной резистентности организма и повышению темпов роста [7-9].

В этой связи большую перспективу имеет изучение оценки воздействия высокодисперсных частиц эссенциальных металлов на характеристики организма подопытных животных, получающих их как источник высокодоступных минеральных веществ.

Цель исследования.

Изучить влияние экструдатов с высокодисперсными частицами металлов в составе основного рациона на переваримость питательных веществ и обмен энергии при выращивании молодняка крупного рогатого скота.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Бычки казахской белоголовой породы в возрасте 13 месяцев.

198 Теория и практика кормления

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями Russian Regulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1966)». При выполнении исследований были приняты усилия, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества используемых образцов.

Схема эксперимента. Опыт проводили в ООО «Жуково» Бугурусланского района Оренбургской области. Для проведения исследования были сформированы 3 группы 13-месячных бычков казахской белоголовой породы по 15 голов в каждой группе. Содержание молодняка осуществлялось беспривязно. Составление рационов производилось посредством учёта химического состава кормов, а в состав концентрированной части рациона был включён премикс, согласно детализированным нормам кормления [10]. Бычки всех групп в подготовительный период получали опытные рационы. Животные контрольной группы получали основной рацион, а в составе рационов опытных групп происходила замена 30 % концентрированной части основного рациона экструдированными добавками. В рацион I опытной группы вводились экструдированные пшеничные отруби, во II опытной - пшеничные отруби с высокодисперсными металлами кальция, меди, цинка, железа (79,9 % пшеничных отрубей; 20 % высокодисперсного кальцийсодержащего препарата; 0,1 г Zn; 2 г Fe; 0,1 г Cu), предварительно подвергнутых соэкструзии.

Оборудование и технические средства. Для получения опытных кормовых смесей производили барогидротермическую обработку при помощи одношнекового пресс-экструдера ПШ-30/1 (Россия), производительностью 45 кг/ч и мощностью 7,7 кВт. В процессе экструдирования создавалось давление 10 мПа при температуре не выше +120 °С и влажности готовой смеси 30 %.

Исследования проводились на базе Испытательного центра ЦКП ФГБНУ ВНИИМС (аттестат аккредитации № ЯА^и.2ШФ59 от 02.12.2015 г.).

Статистическая обработка. Статистический анализ проводили путём сравнения опытных групп с контрольной, используя «SPSS 19.0» программного обеспечения («IBM Corporation», США) и пакета программ «Statistica 10.0» («Stat Soft Inc.», США). Значение с P<0,05 считалось статистически значимым.

Результаты исследований.

В ходе исследования установлено, что бычки опытных групп лучше потребляли питательные вещества рациона в сравнении со сверстниками контрольной группы. Так, по потреблению сухого вещества они превосходили контрольную группу на 1,9 и 2,2 %, органического вещества -на 1,9 и 2,1 %, сырой клетчатки - на 2,0 и 3,2 %, сырого протеина - на 3,5 и 7,2 %, безазотистых экстрактивных веществ - на 3,3 и 2,6 %, однако по потреблению сырого жира уступали контролю на 25,2 и 27,1 % соответственно (рис. 1).

10000 8000 6000 4000 2000 0

Сухое Органическое Сырая Сырой БЭВ Сырой жир

вещество вещество клетчатка протеин

Рис. 1. -

Группа контрольная ^ Группа I опытная  Группа II опытная Среднесуточное количество питательных веществ рациона, принятых подопытными бычками, г

Теория и практика кормления 199

Полученные данные по переваримости питательных веществ свидетельствуют, что в результате введения в рацион животных экстрадированных добавок повышается переваримость питательных веществ в опытных группах (рис. 2).

0

БЭВ

Сухое Органическое Клетчатка Протеин

вещество вещество

II Группа контрольная О Группа I опытная ::: Группа 11 опытная

Жир

Рис. 2. — Среднесуточное количество питательных веществ рациона, переваренных подопытными бычками, г

По поступлению в организм питательных веществ рационов бычки II опытной группы превосходили сверстников контрольной и I опытной групп по переваренному сухому веществу на 4,9 и 6,3 %, органическому веществу - на 4,6 и 5,8 %, клетчатки - на 3,9 и 5,3 %, протеина - на 5,9 и 12,0 %, безазотистых экстрактивных веществ - на 6,5 и 7,2 %. По перевариванию жира лидерство было в контрольной группе, она превышала опытные группы на 23,9 и 24,3 % соответственно.

Замена 30 % концентрированной части рациона экструдированными добавками значительно повлияло на степень переваривания его основных питательных веществ (рис. 3).

Л Группа контрольная Группа I опытная Й Группа 11 опытная

Рис 3. — Коэффициенты переваримости питательных веществ рациона животными, %

200 Теория и практика кормления

Бычки II опытной группы лучше переваривали сухое вещество на 0,75-2,65 % (Р<0,05), органическое - на 0,71-2,46 % (Р<0,05), сырой протеин - на 1,40-2,75 % (Р<0,05), сырой жир - на 1,80-2,40 %, сырую клетчатку - на 0,1-1,0 %, безазотистые экстрактивные вещества - на 1,0-3,0 % (Р<0,05) по сравнению со сверстниками из контрольной и I опытной групп.

Важным признаком, характеризующим эффективность использования рационов подопытными бычками, считается конверсия энергии.

Из результатов полученных исследований видно, что потребление валовой энергии подопытными животными находилось примерно на одном уровне (рис. 4).

200 150 100 50 0

ф

«е<?+

Группа контрольная 88 Группа I опытная В Группа 11 опытная Рис 4. — Потребление и характер использования энергии рациона животными, МДж

Сравнивая данные по поступлению переваримой энергии из рациона, видим, что бычки опытных групп превосходили сверстников контрольной группы на 3,4- 4,9 %, а обменной - на 3,44,6 % (Р<0,05) соответственно.

Что касается количества обменной энергии, расходуемой на поддержание жизни, сверхподдержание и продукцию, бычки опытных групп превосходили сверстников контрольной на 0,77 и 1,37 %; 2,23 и 2,73 %; 1,13 и 1,49 % (Р<0,05) соответственно.

Замена зерновой части концентратов рациона на экструдированные добавки способствовало улучшению использования ими энергии кормов. Анализ коэффициентов продуктивного использования валовой (КПИВЭ) и обменной энергий (КПИОЭ) в опытных группах указал на увеличение данных показателей на 0,6-0,8 %, и на 0,7-1,1 % соответственно относительно контрольной группы.

Обсуждение полученных результатов.

Питательные вещества кормов находятся в форме высокомолекулярных соединений, в результате чего не могут в исходном состоянии трансформироваться через стенки клеток желудочно-кишечного тракта [11]. Для этого им необходимо расщепиться до более простых веществ, после чего они переходят в раствор и происходит процесс их всасывания. Таким образом, первым этапом обмена веществ является подготовка компонентов корма к всасыванию - его перевариванию [1214].

В организме животных осуществляется постоянное расходование энергии, которая затрачивается на процессы жизнедеятельности, в результате чего существует необходимость в её постоянном поступлении с кормами [15]. Основными факторами эффективного использования энергии корма являются химические соединения, в которых она содержится, и её усвоение организмом.

Теория и практика кормления 201

Что касается обменной энергии рационов, она используется животными для обеспечения физиологических функций организма, поддержания процессов биосинтеза и образования продукции [1619].

В процессе проведения исследований нами установлено положительное влияние высокодисперсных препаратов металлов в составе экструдата на организм подопытных бычков, подтверждаемое повышением переваривания основных питательных веществ рационов и увеличением доступности энергии корма для обмена. Анализ полученных данных показал, что применение экс-трудированной смеси отрубей с высокодисперсным кальцийсодержащим препаратом и высокодисперсными порошками металлов в кормлении подопытных бычков способствует увеличению коэффициентов переваримости сухого вещества на 0,75-2,65 %, органического - на 0,71-2,46 %, сырого жира - на 1,80-2,40 %, сырой клетчатки - на 0,1-1,0 %, сырого протеина - на 1,40-2,75 %, безазотистых экстрактивных веществ - на 1,0-3,0 %.

Что касается количества обменной энергии, расходуемой на сверхподдержание и продукцию, животные опытных групп сохраняли своё превосходство над сверстниками контрольной группы на 2,23-2,73 %, 1,13-1,49 % соответственно. Включение в рационы опытных кормовых добавок вызвало повышение эффективности использования энергии кормов. Коэффициент продуктивного использования валовой энергии (КПИВЭ) в опытных группах превышал контрольную на 0,6-0,8 %, обменной (КПИОЭ) - на 0,7-1,1 % соответственно.

Выводы.

Таким образом, замена концентрированной части рациона на экструдированные добавки с высокодисперсными металлами способствовало повышению потребления животными основных питательных веществ и улучшению их переваримости.

Скармливание опытного рациона бычкам крупного рогатого скота сопровождается увеличением процента переваримости сухого вещества рационов по сравнению с контрольным рационом на 2,64 %. При этом переваримость сырого протеина и безазотистых экстрактивных веществ повышается на 2,74 % и 2,95 % соответственно.

Использование опытной экструдированной добавки способствовало улучшению использования животными энергии кормов. В частности, коэффициент продуктивного использования валовой энергии был выше на 0,8 %, обменной - на 1,1 %, чем в контроле.

Литература

1. Нестеров Д.В. Влияние высокодисперсных порошков металлов на обмен веществ и продуктивность животных на фоне энзимсодержащих рационов: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Оренбург, 2009. 23 с.

2. Холодилина Т.Н., Медведев С.А. Влияние пищевых волокон, подвергнутых различным видам обработки, на обмен химических элементов в организме // Вестник Оренбургского государственного университета. 2013. № 6(155). С. 24-27.

3. Скальный А.В. Микроэлементозы человека: гигиеническая диагностика и коррекция // Микроэлементы в медицине. 2000. Т. 1. № 1. С. 2-8.

4. Переваримость питательных веществ и обмен энергии в организме бычков при использовании рационов, содержащих «защищённый» жир / В.А. Рязанов, Г.И. Левахин, Ю.И. Левахин, Б.С. Нуржанов // Вестник мясного скотоводства. 2017. № 2(98). С 114-119.

5. Курилкина М.Я., Гарипова Н.В. Влияние экструдатсодержащих кормосмесей с высокодисперсными комплексами металлов на состав продукции цыплят-бройлеров // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 6(50). С. 171-172.

6. К разработке критериев безопасности наночастиц металлов при введении их в организм животных / Е.А. Сизова, Т.Н. Холодилина, С.А. Мирошников, В.С. Полякова // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2011. № 1. С. 40-42.

202 Теория и практика кормления

7. Эффективность производства говядины при различных технологиях доращивания и откорма / А.В. Харламов, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, М.Я. Курилкина, В.Л. Королёв // Вестник мясного скотоводства. 2017. № 2(98). С. 93-99.

8. О перспективности нанопрепаратов на основе сплавов микроэлементов-антагонистов (на примере Fe и Со) / Е.А. Сизова, С.А. Мирошников, С.В. Лебедев, А.В. Кудашева, Н.И. Рябов // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 4. С. 553-562.

9. Исследование биологического действия наночастиц металлов / Е.В. Яушева, С.А. Мирошников, Е.А. Сизова, А.С. Васильченко // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. Т. 11. № 9. С. 54-59.

10. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: справ. пособие / А.П. Калашников, В.И. Фисинин, В.В. Щеглов, Н.И. Клейменов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиз-дат, 2003. 456 с.

11. Косилов В.И., Миронова И.В. Влияние пробиотической добавки ветоспорин-актив на эффективность использования энергии рационов лактирующими коровами чёрно-пёстрой породы // Вестник мясного скотоводства. 2015. № 2(90). С. 93-98.

12. Атландерова К.Н., Макаева А.М., Курилкина М.Я. Альтернатива использования веществ «Anti-quorum» в комлексе с наночастицами металлов для коррекции рубцового пищеварения // Развитие животноводства - основа продовольственной безопасности: материалы междунар. науч.-практ. конф. Волгоград, 2017. Том 1. С. 131-134.

13. Method of sampling beef cattle hair for assessment of elemental profile / S. Miroshnikov, A. Khar-lamov, O. Zavyalov, A. Frolov, G. Duskaev, I. Bolodurina, O. Arapova // Pakistan Journal of Nutrition. 2015. Т. 14. № 9. P. 632-636.

14. Питательность и продуктивное действие отрубей, модифицированных в присутствии микрочастиц железа / Н.В. Гарипова, А.М. Мирошников, Т.Н. Холодилина, М.Я. Курилкина, В.В. Ван-шин, А.Г. Зелепухин, Н.И. Рябов // Вестник Оренбургского государственного университета. 2012. № 10(146). С. 117-121.

15. Зависимость адгезивной активности микроорганизмов рубца и переваримость кормов от внесения минеральных добавок / К.С. Кондакова, Е.В. Япрынцева, Е.А. Дроздова, М.Я. Курилкина // Вестник Оренбургского государственного университета. 2011. № 15(134). С. 67-70.

16. Курилкина М.Я., Холодилина Т.Н., Кондакова К.С. Продуктивное действие биоминеральных комплексов пищевых волокон с включением различных форм металлов // Вестник мясного скотоводства. 2014. № 1(84). С. 7-11.

17. The Reference Intervals of Hair Trace Element Content in Hereford Cows and Heifers (Bos taurus) / S.A. Miroshnikov, O.A. Zavyalov, A.N. Frolov, I.P. Bolodurina, V.V. Kalashnikov, A.R. Gra-beklis, A.A. Tinkov, A.V. Skalny // Biological Trace Element Research. 2017. V. 180. Issue 1. P. 56-62.

18. Разработка метода выявления элементозов крупного рогатого скота / С.А. Мирошников, О.А. Завьялов, А.Н. Фролов, А.В. Харламов, Г.К. Дускаев, М.Я. Курилкина // Вестник мясного скотоводства. 2016. № 4(96). С. 73-78.

19. Мирошников С.А. Действие мультиэнзимных композиций на обмен веществ и использование энергии корма в организме птицы: дис. ... д-ра биол. наук. Оренбург, 2002. 318 с.

Курилкина Марина Яковлевна, кандидат биологических наук, научный сотрудник Испытательного центра ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-39-97, e-mail: icvniims@mаil.ru

Холодилина Татьяна Николаевна, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий Испытательным центром ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-39-97, e-mail: icvniims@mаil.ru; старший преподаватель кафедры «Экологии и природопользования» ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», 460018, г. Оренбург, просп. Победы, д. 13, email: post@mail.osu.ru

Теория и практика кормления 203

Муслюмова Дина Марсельевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Испытательного центра ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-39-97, e-mail: icvniims@mаil.ru

Атландерова Ксения Николаевна, аспирант, специалист Испытательного центра ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)77-39-97, e-mail: icvniims@mаil.ru

Завьялов Олег Александрович, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник отдела технологии мясного скотоводства и производства говядины ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт мясного скотоводства», 460000, г. Оренбург, ул. 9 Января, 29, тел.: 8(3532)43-46-78, e-mail: oleg-zavyalov83@mail.ru

Поступила в редакцию 20 ноября 2017 года

UDC 636.085:577.17

Kurilkina Marina Yakovlevna1, Kholodilina Tatyana Nikolaevna12, Muslyumova Dina Marselyevna1, Atlanderova Kseniya Nikolayevna1, Zavyalov Oleg Aleksandrovich1

1 FSBSI «All-Russian Research Institute of Beef Cattle Breeding», e-mаil: icvniims@mаil.ru

2 FSBEIHE «Orenburg State University», e-mail: post@mail.osu.ru

The effect of finely dispersed metal particles on the digestibility of nutrients and energy exchange in the body of young cattle

Summary. The main and one of the most important factors in young cattle breeding is the type of feeding and further study of processes occurring in the gastrointestinal tract of animal.

As a result of the experiment, it was found that the use of finely dispersed metal particles with wheat bran pre-coextruded in diet allowed to increase the digestibility of nutrients of the experimental diets, which in the future affects the nature and degree of energy supply to the organisms of calves. The highest rates of digestibility of nutrients in diet and energy intake in the body were registered in animals of the II experimental group. Compared with control and I experimental group, the digestibility was higher by dry matter by 2.65 % and 0.75 %, organic matter - by 2.46 and 0.7 %, raw fat - by 2.40 and 1.80 %, crude fiber - by 1.0 and 0.1 %, raw protein - by 2.75 and 1.40 %, nitrogen-free extractives - by 3.0 and 1.0 %.

The inclusion of extruded additives in the diet of animals is accompanied by an increase in the value of digestible energy in comparison with animals of the same age from the group who did not receive the experimental additive by 3.4 and 4.9 %, respectively.

Key words: cattle, feed extrusion, highly dispersed particles, feed digestibility, feed energy.