Рубцовое пищеварение у коров при различном составе кормовой смеси

УДК 636.085

РУБЦОВОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ У КОРОВ ПРИ РАЗЛИЧНОМ СОСТАВЕ КОРМОВОЙ СМЕСИ

О.Б. Филиппова, кандидат биологических наук, заведующая лабораторией Е.И. Кийко, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Н.И. Маслова, младший научный сотрудник

Всероссийский НИИ использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве E-mail: tniij@yandex.ru

Аннотация. Соотношение в рационе растворимого и нерастворимого протеина оказывает существенное влияние на эффективность его использования коровами. В статье представлены составы комбикормов для дойных коров, в которые было включено натуральное зерно люпина в количестве 8 и 15%. При составлении комбикормов также использованы следующие компоненты: зерно пшеницы, ячменя, кукурузы, жмых подсолнечниковый, витамины и минеральные добавки. Соотношения компонентов в комбикормах подобраны с учетом степени растворимости протеина в рубце, определенной в результате собственных биохимических анализов. Определена переваримость сухого вещества полученных комбикормов. Определен фракционный состав кормовой смеси, в которую вместе с опытными комбикормами были включены основные корма - сено люцерновое, силос кукурузный и сенаж злаково-бобовый. Показаны результаты скармливания коровам кормовых смесей в период первых 100 дней лактации. Контроль над процессами пищеварения и обмена веществ осуществляли на основе показателей рубцовой жидкости, взятой у животных через три часа после кормления. Основные показатели содержимого рубца находились в пределах нормы, характерной для высокопродуктивных животных. Уровень содержания аммиака в рубцовой жидкости коров указывал на достаточную концентрацию доступной энергии и расщепляемого протеина во всех вариантах рационов. Скармливание комбикорма с содержанием натурального зерна люпина в количестве 15% может снижать интенсивность процессов пищеварения, протекающих в рубце коров в первые три недели лактации.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, кормовые смеси, рубцовое пищеварение.

Введение. Продуктивные качества животных в значительной степени зависят от полноценности кормления. Задачей используемых повсеместно полносмешанных рационов является обеспечение корове такого физического качества кормовой смеси, чтобы она съела все корма, предусмотренные рационом, сохранив при этом высокую продуктивность, качество молока, свое здоровье и долголетие. В любой физиологический период коровам требуется тщательно сбалансированный рацион. В противном случае у них возникает нарушение обмена веществ, вызванное дефицитом или неправильным соотношением тех или иных компонентов рациона [1]. Корм должен быть оптимально измельчен и перемешан так, чтобы у коровы не было возможности выбирать ингредиенты, и она поедала их полностью. Размер компонентов в кормовой смеси, ее структура оказывают большое влияние на переварива-

ние корма и правильную работу рубца. Чрезмерно измельченный корм (до частиц менее 40 мм) может слишком быстро эвакуироваться из пищеварительного тракта. Частицы длиной 5-10 см дольше задерживаются в рубце. Если не соблюдать баланс размера компонентов, то корм будет выходить из коровы непереваренным, что отразится на удое [2].

Определяющим фактором молочной продуктивности является энергетическая ценность корма. Повышение ее уровня вдвое приводит к увеличению молочной продуктивности в 3,5 раза. Установлено, что количество получаемой продукции на 50% зависит от энергетической ценности рациона. Влияние на продуктивность наличия сырого протеина в рационе доходит до 30%. Однако избыток содержания в кормах быстро деградирующих в рубце фракций протеина отрицательно сказывается на здоровье коровы (особенно на состоянии ее печени).

Одним из методов, позволяющих регулировать в рационе соотношение легко и трудно расщепляемого протеина, является подбор ингредиентов с разными показателями степени его распадаемости. Учитывая, что растворимость протеина объемистых кормов практически стабильна и не поддается регулированию, величину этого показателя можно устанавливать путем подбора различных кормовых компонентов, имеющих преимущественно нерастворимые фракции. Для решения проблемы протеиновой питательности рационов КРС используют высокобелковые культуры, в т.ч. кормовой люпин [3, 4].

Методы и методология проведения работ. Цель исследования заключалась в изучении рубцового пищеварения молочных коров в период раздоя под влиянием скармливания комбикормов с включением нативного зерна люпина в составе полнорационных кормосмесей. Для изучения процессов пищеварения у коров отбирались пробы рубцовой жидкости при помощи пищевого зонда через три часа после утреннего кормления. Пробы исследовались дважды - через 2-3 недели после отела и на 7-8-й неделе лактации. В рубцовом содержимом определяли: концентрацию летучих жирных кислот - методом паровой дистилляции в аппарате Маркгама; содержание аммиака - с реактивом Несслера; общую кислотность - методом титрования; реакцию среды рубца (рН) -потенциометрически; функциональную активность микрофлоры - экспресс-методом в пробах с метиленовым синим и сбраживанием глюкозы; целлюлозолитическую активность - по перевариванию микрофлорой хлопчатобумажной нити [5]. Рационы рассчитывались с учетом химического состава и питательности кормов на основе рекомендованных норм [6]. Для оценки уровня поедае-мости животными различных компонентов кормосмеси остатки с кормового стола отбирали через 3 и 6 часов после раздачи и с помощью пенсильванского сита распределяли по категориям. Анализ кормов проведен по соответствующим методикам [7]. Переваримость сухого вещества комбикормов - методом in vitro (ГОСТ 24230-80).

Экспериментальная база, ход исследования. Кормление осуществляли в условиях молочной фермы АО «Голицыно» Никифо-ровского района Тамбовской области на коровах черно-пестрой породы живой массой 600 кг и среднесуточным удоем 24-28 кг в период раздоя.

В состав кормосмеси входили: силос кукурузный, сено люцерновое, сенаж злаково-бобовый (люцерна и овес), патока свекловичная, комбикорма различного состава. В состав комбикормов вошли следующие компоненты: фуражное зерно ячменя, пшеницы, кукурузы, жмых подсолнечниковый, натуральное зерно люпина. Смешивание и дробление компонентов осуществляли на КМЗ «Доза».

Витаминно-минеральный комплекс комбикормов состоял из Минвита-6, кормовых добавок - монофосфатов кальция и натрия, соли поваренной. Для оптимизации состава рационов была использована компьютерная программа «Корм Оптима». Для приготовления кормовых смесей использовался кормораздатчик-смеситель ИСРК-12 «Хозяин», который обеспечивал измельчение и смешивание кормов.

Результаты исследования. В соответствии с результатами собственных исследований компоненты, включенные в состав комбикормов, по содержанию распадаемого в рубце белка распределяются следующим образом (%): зерно люпина - 88,7; зерно ячменя - 80; жмых подсолнечниковый - 80; зерно пшеницы - 71; зерно кукурузы - 37. В таблице 1 представлены варианты комбикормов, которые были использованы в кормлении дойных коров за учетный период.

По содержанию энергии все варианты комбикормов были практически одинаковыми. Комбикорм №2, включающий 15% люпина, характеризовался более высоким уровнем содержания сырого, переваримого и рас-падаемого в рубце протеина - соответственно на 14,5; 12,4 и 17,5 г/кг, однако меньшей переваримостью сухого вещества in vitro -на 11,2% по сравнению с переваримостью комбикорма №1, в котором доля люпина была почти в 2 раза ниже.

Таблица 1. Состав и питательность комбикормов

Варианты комби-

Состав, % кормов

№1 №2 №3

Ячмень 33 33,5 28,5

Пшеница 25 25 25

Кукуруза 33 25 29

Люпин 8 15 8

Жмых подсолнечниковый - - 8

Монокальцийфосфат 1,0 1,5 0,5

Мононатрийфосфат - - 1,0

Соль поваренная, г/гол/сут. 130 130 120

Минвит-6, г/гол/сут. 200 200 200

Содержание в комбикорме, в 1 кг сухого вещества

ОЭ, МДж 12,17 12,07 12,2

Сухое вещество (СВ), г 902,7 904,3 908,0

Сырой протеин (СП), г 131,3 145,8 143,7

Переваримый протеин (ММ), г 100,4 112,8 111,6

Расщепляемый протеин (РП), г 88,7 106,2 100,7

РП, % от СП 67,6 72,8 70,0

Зола, г 21,0 22,8 24,4

Сырой жир (СЖ), г 34,2 35,2 45,3

Сырая клетчатка (СК), г 40,6 51,5 53,5

НДК, г 169 179,8 178,2

Растворимые углеводы (сахар), г 54,8 74,1 66,6

Фосфор, г 7,04 8,26 8,6

Кальций, г 2,53 3,76 2,15

Переваримость СВ in vitro, % 68,27 57,14 58,33

Очевидно, нативное зерно люпина снижает переваримость всего комбикорма, что, вероятно, связано со значительным содержанием в нем клетчатки, которая предопределяет синтетическую активность микроорганизмов, населяющих преджелудки жвачных. Известно [8], что трудно растворимый пектин, входящий в состав нейтрально-детер-гентной клетчатки (НДК), определяемой по методу Ван Соеста, в силу своей специфической структуры тормозит процесс переваривания корма.

Чем ниже уровень НДК в корме, тем выше потребление сухого вещества. Комбикорм №2 с 15%-ным содержанием зерна люпина характеризуется более высоким уровнем содержания НДК (на 10,8 г/кг) и легко-гидролизуемых углеводов (почти на 20 г/кг) по отношению к варианту №1. Добавление жмыха подсолнечникового обеспечило в варианте комбикорма №3 более высокий уровень сырого жира (на 10 г/кг сухого вещества), снижение доли распадаемого в рубце протеина на 2,8% и повышение переваримо-

сти сухого вещества на 1,2% по сравнению с вариантом №2.

Главной задачей при составлении структуры рационов было получение оптимальных соотношений расщепляемого и нерас-щепляемого в рубце протеина, сахаропроте-инового отношения, концентрации переваримого протеина в единице энергии корма и сырого жира. По степени расщепляемости протеина корма, используемые в рационах, распределяются следующим образом (%): сено люцерновое - 54, силос кукурузный -74, патока - 76, сенаж злаково-бобовый -75,3. В итоге доля расщепляемой фракции протеина в кормовых смесях №1, 2 и 3 составила 70; 72,9 и 68,5% соответственно. Рацион №2 (15% люпина в комбикорме) был более насыщен протеином, но содержал энергии меньше на 11 МДж меньше, чем рацион №1 (8% люпина). Рацион №3 со жмыхом подсолнечниковым отличался наибольшей концентрацией переваримого протеина.

Известно, что значительная часть питательных веществ корма переваривается у жвачных в преджелудках за счет симбиоти-ческой микрофлоры. В преджелудках также происходят процессы превращения липидов, синтез микробного белка и аминокислот [5, 9]. Реакция среды рубца отражает состояние ферментативных процессов в нем, уровень распада протеина кормов и синтеза микро-биального белка, а также скорость всасывания продуктов ферментации из преджелуд-ков в кровь. Результаты анализа рубцовой жидкости показали (таблица 2), что у большинства коров pH содержимого рубца находилась в пределах нормы, характерной для высокопродуктивных коров при концентрат-ном типе кормления (6,2-6,8), общее количество летучих жирных кислот было в границах нормальных значений (до 150 ммоль/л) [5]. Уровень общей кислотности также свидетельствовал о нормально протекающей ферментации в рубце (в норме 8-25 ммоль/л). Однако по результатам экспресс-тестов у коров в период двух-трех недель после отела отмечена пониженная функциональная активность рубцовой микрофлоры. Возможно, это было связано с физиологическими осо-

бенностями пищеварения новотельных коров, которые не могут потреблять корм в достаточном количестве.

К микроорганизмам, как населяющим рубец, так и попадающим в него с кормом, относятся различные группы бактерий, простейших и грибов, способных расщеплять крахмал, белки и клетчатку. При этом бактерии - самая распространенная часть микро-биоты. Прикрепляясь к пищевым субстратам, они выделяют ферменты, которые де-структурируют фрагменты растений. Цел-люлозолитические бактерии чувствительнее к изменению pH, чем амилолитические, расщепляющие крахмал [10, 11].

У коров, потреблявших рацион №3 (со жмыхом подсолнечниковым), отмечено снижение целюллозолитической активности в рубце во все исследуемые периоды лактации. Возможно, более высокий уровень содержания быстро деградирующих углеводов в рационе вызвало смещение pH среды рубца в кислую сторону, что и затруднило переваривание клетчатки корма, тем более что ферментация растворимых сахаров может происходить и без непосредственного участия бактерий [11]. От концентрации и скорости образования аммиака - конечного продукта расщепления белковых и небелковых азотистых веществ корма - зависит и степень использования его микрофлорой. Чем медленнее освобождается аммиак корма, тем полнее он используется микроорганизмами. При избыточном содержании рас-

У коров, потреблявших кормосмесь №2 (с 15%-ным содержанием нативного люпина) отмечена пониженная активность целлюло-золитических бактерий в рубце в период первых трех недель лактации. Известно, что на показатели активности микрофлоры содержимого рубца, прежде всего, влияет состав рациона. По данным некоторых источников [3, 4], при включении в рационы зерна люпина в количестве 14-19% от сухого вещества снижалась целлюлозолитическая активность микрофлоры рубца животных опытных групп в сравнении с контрольными особями, получавшими рацион с зерном гороха или со жмыхом подсолнечниковым.

щепляемого протеина в корме микроорганизмы рубца не успевают утилизировать аммиак, который поступает в кровь и печень, где превращается в мочевину и выделяется с мочой, не принося пользы животному. Содержание аммиака в рубце жвачных может находиться в пределах 3-80 мг%, наиболее эффективной считается концентрация 5-20 мг% [5, 12]. В целом, уровень аммиака в рубцовой жидкости коров указывал на достаточную концентрацию доступной энергии и переваримого протеина во всех изучаемых вариантах рационов.

У коров, которым скармливали вариант комбикорма №1, концентрация аммиака в рубце первые 3 недели после отела была выше в 1,4 раза по отношению к животным, потреблявшим вариант №2 в тот же период лактации. Это, вероятно, связано с лучшим

Таблица 2. Показатели рубцовой жидкости

Периоды Реакция среды Общее коли- Общая Активность микрофлоры Содержание

лактации рубца, pH чество ЛЖК, кислотность, функцио- целлюлозо- аммонийного

ммоль/л ммоль/л нальная1 2 литическая2 азота, мг%

Рацион с комбикормом №1

3 недели 6,38 137,5 16,4 понижена нормальная 10,7

8 недель 6,31 87,0 17,0 нормальная нормальная 7,5

Рацион с комбикормом №2

3 недели 6,30 80,5 16,7 понижена понижена 6,7

8 недель 6,40 86,0 15,8 нормальная нормальная 7,2

Рацион с комбикормом №3

2 недели 5,82 81,0 23,9 понижена понижена 11,2

8 недель 6,22 119,5 17,3 нормальная понижена 12,5

1 - сбраживание глюкозы за 30 мин. и обесцвечивание раствора метиленового синего за 3 мин.

- переваривание хлопчатобумажной нити в течение 96 часов.

функционированием рубцовой микрофлоры при использовании в рационе комбикорма с меньшим содержанием натурального зерна люпина. При скармливании коровам рациона №3 в рубце отмечена наиболее высокая концентрация аммонийного азота (11,2-12,5 мг).

Процессы ферментации в рубце определяются не только составом кормов, но и степенью их измельчения. По результатам исследований с помощью пенсильванского сита кормосмесь состояла из следующих категорий кормовых частей примерно в равном соотношении:

1. Травяная мука и размолотое зерно.

2. Мелкие, тонкие частицы травянистого корма 0,5-2 см длиной.

3. Грубые части стеблей размером 1-3 см.

4. Грубые части стеблей размером 3-6 см, части початков, цельное зерно кукурузы.

5. Самые грубые части стеблей кормовых растений, части початков размером 6-15 см.

Анализ структуры остатков кормосмеси через 3 часа после раздачи показал:

- наибольший процент по объему и весу составляли остатки 4 категории (40-50%);

- остатки 1, 2 и 3 категории вместе составляли 18-20% от всего количества;

- остатки 5 категории занимали по весу 19% от всей массы.

Через 6 часов после раздачи произошли следующие изменения:

- остатки 4 категории также составляли наибольший процент, но цельное зерно уже было выбрано животными;

- количество остатков 2 категории стало наименьшим (около 6%);

- количество остатков 1 и 3 категории снизилось незначительно;

- количество остатков 5 категории уменьшилось до 12% по весу.

Таким образом, первые 3 часа после раздачи корма животные поедали преимущественно мелкие части листьев, стеблей, зерно, в которых содержалось наибольшее количество легкорастворимых углеводов. Этим можно объяснить низкое значение pH рубцовой среды, характерное для животных данного стада. В дальнейшем более активно производилось поедание самых длинных и во-

локнистых частей корма, содержащих наибольшую часть трудно перевариваемой клетчатки.

Выводы. Таким образом, скармливание коровам в период раздоя кормовых смесей, включающих комбикорма с содержанием натурального люпина в количестве 8 и 15%, не привело к нарушению рубцового пищеварения. Уровень содержания аммиака в рубцовой жидкости коров указывал на достаточную концентрацию доступной энергии и расщепляемого протеина во всех вариантах рационов. В период первых трех недель лактации у коров, потреблявших рацион с 15%-ным содержанием натурального люпина в комбикорме, снижалась активность целлю-лозолитических бактерий.

Анализ остатков кормосмеси, взятых через 3 и 6 часов после кормления, показал, что в первую очередь животными поедаются самые мелкие компоненты, содержащие наибольшее количество легкорастворимых углеводов, а только затем самые длинные и волокнистые части корма. Следовательно, для лучшего усвоения корма новотельными коровами необходимо более тщательно осуществлять процесс подготовки кормовой смеси для них, чтобы уменьшить в ней долю самых крупных частиц (более 6 см).

Литература:

1. Метаболический статус нетелей и первотелок при кормлении концентратами с использованием БВМК / О.Б. Филиппова и др. // Ветеринария. 2016. №11.

2. Технологические приемы приготовления и скармливания кормов при беспривязном содержании молочного скота на долгонесменяемой соломенной подстилке / Л.Г. Гребень и др. Харьков, 2015. 38 с.

3. Рекомендации по практическому применению кормов из узколистного люпина в рационах с.-х. животных / А.И. Артюхов и др. Брянск, 2009. 80 с.

4. Зерно малоалкалоидного люпина в кормлении КРС / Е.П. Ващекин и др. // Вестник Брянской ГСХА. 2010. №1. С. 3-11.

5. Кондрахин И.П. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики. М., 2004. 520 с.

6. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. М., 2003. 456 с.

7. Зоотехнический анализ кормов / Е.А. Петухова и др. М., 1989. 239 с.

8. Эффективно ли зерно белого люпина в составе комбикормов для животных и птицы без тепловой обработки / Подобед Л.И. и др. URL: www.lupin-t.ru

9. Погосян Д.Г., Чудайкин В.В. Распадаемость протеина в рубце бычков при физических способах обработки кормов // Вестник Алтайского ГАУ. 2011. №6(80).

10. Demeyer D. Influence of substrate and microbial interaction on efficiency of rumen microbial growth // Reproduction Nutrition Développement. 1986. №26(1B).

11. Грушкин А., Шевелев Н. О морфофункциональных особенностях микробиоты рубца жвачных животных и роли целлюлозолитических бактерий в рубцовом пищеварении // Сельскохозяйственная биология. 2008. №2. С. 12-19.

12. Горковенко Л.Г., Потехин С.А. Влияние люцерны и концкормов на ферментативные процессы в рубце коров. URL: http://ej.kubagro.ru /2007/06/pdf/11 .pdf

Literatura:

1. Metabolicheskij status netelej i pervotelok pri kormle-nii koncentratami s ispol'zovaniem BVMK / O.B. Filip-pova i dr. // Veterinariya. 2016. №11.

2. Tekhnologicheskie priemy prigotovleniya i skarmliva-niya kormov pri besprivyaznom soderzhanii molochnogo skota na dolgonesmenyaemoj solomennoj podstilke / L.G. Greben' i dr. Har'kov, 2015. 38 s.

3. Rekomendacii po prakticheskomu primeneniyu kormov iz uzkolistnogo lyupina v racionah s.-h. zhivotnyh / A.I. Artyuhov i dr. Bryansk, 2009. 80 s.

4. Zemo maloalkaloidnogo lyupina v kormlenii KRS / E.P. Vashchekin i dr. // Vestnik Bryanskoj GSKHA. 2010. №1. S. 3-11.

5. Kondrahin I.P. Metody veterinarnoj kliniche-skoj la-boratornoj diagnostiki. M., 2004. 520 s.

6. Normy i raciony kormleniya sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh. M., 2003. 456 s.

7. Zootekhnicheskij analiz kormov / E.A. Petuhova i dr. M., 1989. 239 s.

8. EHffektivno li zerno belogo lyupina v sostave kombi-kormov dlya zhivotnyh i pticy bez teplovoj obrabotki / Podobed L.I. i dr. URL: www.lupin-t.ru

9. Pogosyan D.G., CHudajkin V.V. Raspadaemost' protei-na v rubce bychkov pri fizicheskih sposobah obrabotki kormov // Vestnik Altajskogo GAU. 2011. №6(80).

10. Demeyer D. Influence of substrate and microbial interaction on efficiency of rumen microbial growth // Reproduction Nutrition Développement. 1986. №26(1B).

11. Grushkin A., SHevelev N. O morfofunkcional'nyh oso-bennostyah mikrobioty rubca zhvachnyh zhivotnyh i roli cellyulozoliticheskih bakterij v rubcovom pishchevarenii // Sel'skohozyaj stvennay a bio-logiya. 2008. №2. S. 12-19.

12. Gorkovenko L.G., Potekhin S.A. Vliyanie lyucerny i konckormov na fermentativnye processy v rubce korov. URL: http://ej.kubagro.ru /2007/06/pdf/11.pdf

THE COWS RUMEN DIGESTION AT FEED MIXTURE'S DIFFERENT COMPOSITION O.B. Filippova, candidate of biological sciences, laboratory chief E.I. Keiko, candidate of biological sciences, senior research worker N.E. Maslova, junior research worker

All-Russian NII of agriculture machinery and oil products using

Abstract. The ration's soluble and insoluble protein ratio has a significant impact on its cows using efficiency. The article presents dairy cows combined feed composition, had included lupine natural grain in 8 and 15%. At the combined feed preparation there also were used the following components: a grain of wheat, barley, maize, sunflower oil cake, vitamins and mineral supplements. The combined feed components ratio is chosen taking into account the degree of rumen protein digestibility, determining by own biochemical experience. The received combined feed dry matter digestibility is determined. The feed mixture fractional composition including together with an experienced combined feed the main feed - alfalfa hay, corn silage and cereal-and-pulses silage was determined. The results of cows feeding with these feeds during the 100 first days of lactation are shown. Control over the digestion and exchange of substances' processes was carried out on the basis of indicators of rumen fluid taken from the animals in three hours after feeding. Main indicators of the rumen's contents were in the normal range and typical for high-production animals. The level of ammonia's content in cows rumen fluid pointed to sufficient concentration of available energy and degradable protein in all variants of rations. The feeding with 15% of natural lupine grain combined feed it can reducing the digestion processes intensity occurring in the cows rumen during the first three weeks of lactation.

Keywords: cattle, feed mixtures, rumen digestion.