Сера, серосодержащие аминокислоты, триптофан в бобовых культурах Оренбургской области

УДК 633.353

Сера, серосодержащие аминокислоты, триптофан в бобовых культурах Оренбургской области

А.В.Кудашева, Б.Х.Галиев, Г.И.Левахин, Г.Б.Родионова

ГНУ Всероссийский НИИ мясного скотоводства Россельхозакадемии

Аннотация. В статье приведены результаты исследований по содержанию серы и серосодержащих аминокислот в бобовых культурах по зонам Оренбургской области, а также использование их в рационах молодняка крупного рогатого скота при выращивании на мясо.

Summary. The results of studies on the content of sulfur and sulfur-containing amino acids in legumes in the zone of the Orenburg region, as well as their use in the diets for young reared for meat are given in the article.

Ключевые слова: корма, сера, аминокислоты, рацион, зона, живая масса.

Key words: forage, sulfur, amino acids, diet, zone, live weight.

Сера элементарная - твердое кристаллическое вещество желтого цвета, с удельным весом 2,07 и температурой плавления 112,8оС. Атомный вес 320. Сера незаменима для организма растений и животных, так как обеспечивает организацию молекул белков, защищает клетки и ткани от окисления. Сера поступает в организм животных с кормом в составе неорганических и органических соединений. Сера, особенно ее органическая форма, непрерывно используется в синтезе белка и входит в состав аминокислот - метионин, цистин, цистеин. Количество органической серы в растениях является критерием качества белка по серосодержащим аминокислотам. Растения, содержащие больше органической серы и серосодержащих аминокислот, имеют более высокую питательность для животных. Сера, являясь частью витаминов и гормонов, выполняет ряд других функций в жизнедеятельности организма. Особое значение она имеет для крупного рогатого скота, так как микроорганизмы рубца синтезируют из этого элемента серосодержащие аминокислоты, которые в последующем используются для синтеза тканевых белков. Дефицит серы в рационе крупного рогатого скота приводит к уменьшению численности той или иной популяции бактерий в рубце.

Оптимальный баланс серы в организме животных получен при содержании ее в рационе 0,2%, минимальный - 0,13%, а максимальный - 0,28% от сухого вещества рациона разного состава и способствует повышению интенсивности роста животных.

В организме взрослого крупного рогатого скота содержится 800-1000 г серы. Много ее входит в состав волосяного покрова животных, рогов, копыт, а также мышц (2 г/кг). Жвачные животные могут синтезировать из карбамида и неорганического сульфата цистин и метионин.

Взаимные превращения в системе цистеин-цистин оказывают влияние на окислительновосстановительный потенциал в клетке организма, и регулирует действие протеолитических ферментов. Содержание метионина в протеине различных растений колеблется в пределах 0,1 -3,5%. Избыток его или его аналога гидрокисного неблагоприятно воздействует на потребление корма животными. Метионин является донатором метильных групп, а цистеин участвует в образовании глютатиона и коэнзима А. Метионин осуществляет все процессы метилирования в обмене и наравне с холином является основным фактором, влияющим на жировой обмен.

Роль и значение отдельных аминокислот в обмене различные, но триптофан, цистин, метионин выступают как пластический материал и как главные факторы, определяющие направление процессов обмена в организме. Из всех незаменимых аминокислот триптофан в продуктах и кормах встречается в небольшом количестве, тем не менее, недостаточное его содержание в рационе приводит к нарушению процессов синтеза белка. Из триптофана образуется никотиновая кислота, которая является компонентом окислительновосстановительных ферментов, выполняющих первостепенную роль в энергетическом обмене и ряде других метаболических превращений. Между остатками триптофана и цистеина имеется связь, которая образована за счет пиррольного кольца и HS-группы их радикалов. Вместе с триптофаном цистин используется в синтезе желчных кислот и является главным активатором гормона инсулина.

Триптофан не синтезируется в животном организме. Основным симптомом В6 авитаминоза является нарушение кроветворения и развитие различного рода дерматоза. Обнаружено, что В6 - авитаминоз сопровождается нарушением обмена липидов, что ведет к развитию атеросклероза. Растительные белки бедны триптофаном. Исследованиями А.П. Дмитроченко, И.С. Попова, Н.А. Шманенкова и других установлены нормы потребности животных в этой аминокислоте.

Некоторое количество никотиновой кислоты синтезируется в организме животных и человека из триптофана. Этот синтез происходит при участии витамина В6. Таким образом, РР - авитаминоз развивается при неполноценном белковом питании. Заболевание - пеллагра, вызванная отсутствием витаминов и завися-

щая от количества триптофана в диете. Источником витамина В6 (пиридоксин) для человека служат пшеничный хлеб, говядина, рыба, горох, яичный желток и зеленые растения, печень животных, картофель и другие продукты.

Установлено, что использование элементарной серы в качестве минеральной добавки в рационы разного состава в дозе 10 г/голову в сутки оказалось наиболее эффективной и позволяет увеличить конверсию протеина корма в продукцию, способствует росту рентабельности производства говядины на 4-5%. Установлен консервирующий эффект элементарной серы при силосовании зеленых растений (авт. свидетельство № 1099937 от 11.05.1984). Наиболее эффективной оказалась доза, вносимая в количестве 2,5 кг на 1 тонну зеленой массы. Величина подкормок элементарной серы крупному рогатому скоту изменяется в зависимости от количества сухого вещества, содержания серы в кормах, продуктивности животных. Скармливание ее молодняку на доращивании в суточной дозе 10 г/голову приводит к увеличению среднесуточных приростов на 8,1-25,9%.

В рекомендациях по использованию элементарной серы в животноводстве [4, 6, 9, 10], подготовленный коллективом научных сотрудников ВНИИМС, утвержденные Министерством сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности Оренбургской области представлена характеристика серы, использование ее в качестве минеральной подкормки, а также совместно с целловиридином ГЗх, в составе карбамид-ных концентратов, в комбикорма, а также в качестве консерванта при силосовании зеленых растений. Экономическая эффективность применения элементарной серы в животноводстве показала, что скармливание ее крупному рогатому скоту в качестве подкормки увеличивает привесы на 9-25%. Включение в рацион комбикормов с карбамидными концентратами увеличивает уровень рентабельности производства говядины на 3,2%, а дополнительное введение элементарной серы и патоки - на 4,7-6,0% [1, 2, 3]. При скармливании силоса с серой затраты кормов на 1 ц прироста снижаются на 4,5-9,0%. Уровень рентабельности производства говядины повышается на 2,5-5,7%.

Учитывая важную роль триптофана, серы, в том числе органической, в синтезе серосодержащих аминокислот (метионин, цистин) в оценке качества протеина кормов, мы сочли необходимым изучить содержание серы общей и органической, серосодержащих аминокислот и триптофана в бобовых культурах -люцерна, донник, эспарцет в зависимости от фазы развития в различных почвенно-климатических зонах Оренбургской области [5, 7, 8].

Проведенные многолетние исследования бобовых культур показали их индивидуальные различия и влияние природно-климатических условий в процессе их роста.

Установлено, что содержание сухого вещества в среднем по культурам в фазе бутонизации колеблется от 230,3 до 233,3 г/кг, в фазе цветения - от 258,9 до 274,5 г. Наибольшее содержание установлено в люцерне юго-западной и южной зон; в доннике и эспарцете - в восточной зоне.

Содержание общей серы в среднем по бобовым колеблется в фазе бутонизации от 2,73 до 4,01 г/кг, в том числе органической серы - от 1,53 до 2,14 г; в фазе цветения - от 2,70 до 3,80 г/кг и органической - от 1,78 до 2,21 г. Наибольшее количество ее в обе фазы установлено в доннике желтом, а наименьшее в эспарцете. Для общей серы харктерно уменьшение содержания в процессе роста растений, а для органической, напротив, увеличение, которое к фазе цветения по люцерне составляет 14,9%, у донника - 3,17%, эспарцета -14,04%. Наибольшее количество органической серы в люцерне юго-западной зоны; в доннике - восточной зоны, в эспарцете - северной зоны Оренбургской области, а наименьшее ее содержание в люцерне западной зоны; в доннике - центральной, в эспарцете - восточной зоны (табл. 1).

Содержание серосодержащих аминокислот (метионин+цистин) в среднем по бобовым культурам колеблется в фазе бутонизации от 5,63 до 6,600 г/кг сухого вещества, в фазе цветения - от 4,79 до 5,52 г.

Преимущество люцерны перед донником и эспарцетом по этим аминокислотам в фазе бутонизации составляет соответственно 12,7% и 14,7%; в фазе цветения - 13,22 и 4,53%. Установлено влияние природных условий на содержание серосодержащих аминокислот. Благоприятные условия для их синтеза в люцерне сложились в северной зоне и менее благоприятные - в восточной зоне. Для донника, полученные данные близки для степной восточной и центральной зон, но небольшое преимущество по содержанию этих аминокислот имеет восточная зона. Для эспарцета также благоприятна для синтеза этих аминокислот восточная зона (табл. 2).

В условиях северной зоны люцерна содержит наибольшее количество серосодержащих аминокислот, а наименьшее - в восточной зоне, а донник, напротив, в этой зоне содержит их больше, то есть проявляются индивидуальные различия культур.

Содержание триптофана в процессе роста бобовых культур уменьшается. В среднем у люцерны в фазе цветения оно снижается на 32,70%; у донника - 23,61%, эспарцета - на 27,3%.

Наибольшее содержание его в фазе бутонизации - в люцерне, а наименьшее в доннике; хотя следует отметить, что значительной разницы не установлено. Количество триптофана к фазе цветения уменьшается, особенно заметно, в зависимости от зоны выращивания культуры. В люцерне наибольшее количество триптофана в фазе бутонизации приходится на южную и юго-западную зоны у донника - на центральную, у эспарцета - на восточную.

Т аблица 1. Содержание общей, органической серы в зависимости от зоны выращивания бобовых культур в Оренбургской области, г/кг сухого вещества

Зона Люцерна Бродская Донник желтый Эспарцет песчаный

сера сера сера

общая орга- ни- ческая % от от общей общая орга- ни- ческая % от от общей общая орга- ни- ческая % от от общей

Бутонизация

Центральная 3,50 1,89 54,0 3,12 1,68 5385 2,75 1,40 50,91

Восточная 295 1,60 54,24 4,90 2,60 53,06 2,66 1,35 50,75

Северная 2,73 1,49 54,58 2,78 1,84 66,19

Южная 3,64 2,0 54,94

Юго-западная 4,09 2,20 53,79

Западная 1,82 1,10 60,43

Среднее 3,12 1,71 54,81 4,01 2,14 53,37 2,73 1,58 56,04

Цветение

Центральная 3,26 2,18 66,87 2,87 1,72 59,93 2,74 1,81 66,06

Восточная 3,03 2,0 66,0 4,74 2,70 56,96 2,67 1,76 65,92

Северная 3,33 2,16 64,86 2,69 1,77 65,80

Южная 3,27 2,20 67,28 - - - - - -

Юго-западная 3,87 2,60 67,18 - - - - - -

Западная 1,38 0,94 68,1 - - - - - -

Среднее 3,02 2,01 66,5 3,80 2,21 58,44 2,70 1,78 65,92

Таблица 2. Содержание сухого вещества, серы, метионина с цистином, триптофане в бобовых

культурах г/кг сухого вещества

Зона Люцерна Донник Эспарцет

бутониз. цветение бутониз. цветение бутониз. цветение

1 2 3 4 5 6 7

Сухое вещество

Центральная 228,7 275,8 256,7 296,3 218,0 255,0

Восточная 237,0 264,0 203,9 252,8 225,8 261,7

Северная 220 240,0

Южная 247,0 275

Юго-Западная 247,0 284

Западная 220,0 290

Среднее 29,3 271,3 230,3 274,5 231,9 258,9

Сера общая

Центральная 3,50 3,26 3,12 2,87 2,75 2,74

Восточная 2,95 3,03 4,90 4,75 2,66 2,67

Северная 2,73 3,33 2,78 2,69

Южная 3,64 3,27

Юго-Западная 4,09 3,87

Западная 1,82 1,38

Среднее 3,12 3,02 4,01 3,81 2,73 2,70

Метионин + цистин

Центральная 6,12 5,44 5,84 4,05 5,50 4,31

Восточная 5,06 4,92 5,88 5,54 6,64 5,35

Северная 9,09 7,08 4,76 6,15

Южная 6,48 5,45

Юго-Западная 6,48 5,28

Западная 6,36 5,17

Среднее 6,60 5,52 5,86 4,79 5,63 5,27

Продолжение таблицы 2

1 2 З 4 5 6 7

Триптофан

Центральная З,72 2,54 З,З9 2,59 З,94 2,47

Восточная З,80 2,69 З,14 2,45 З,19 2,46

Северная З,27 2,92 З,ЗЗ 2,60

Южная 4,13 1,9З

Юго-Западная 4,17 2,З6

Западная З,27 2,05

Среднее З,7З 2,51 З,26 2,49 З,49 2,54

В фазе цветения - соответственно на северную; у донника - на центральную, у эспарцета - на северную зону.

Наименьшее содержание триптофана в люцерне в фазе цветения в южной зоне; у эспарцета и донника - в восточной зоне.

Полученные данные свидетельствуют о влиянии индивидуальных особенностей культур и условий выращивания в различных зонах области, что необходимо учитывать при кормлении сельскохозяйственных животных.

Литература

1. Галиев Б.Х., Яковлев В.С., Кусова Т.М. Рекомендации по скармливанию серы сельскохозяйственным животным. Оренбург. 1977. 12 с .

2. Г алиев Б.Х., Яковлев В.С., Кусова Т.М. Сера в кормлении молодняка крупного рогатого скота при выращивании на механизированных площадках //Труды ВНИИМС. Оренбург, 1977. т. 22. С. 59-6З.

3. Галиев Б.Х., Кусова Т.М., Прибылов В.Д. Обеспеченность серой молодняка крупного рогатого скота в условиях Южного Урала //Тезисы докладов и сообщений научно-практической конференции. Оренбург, 1980. С. 26-29.

4. Кудашева A.B. Состав и питательность кормов в степной зоне Юго-востока России и способы повышения их продуктивного действия: дисс... .д-ра с.-х. наук. Оренбург, 1990. З70 с.

5. Кудашева A.B., Левахин Г.И., Ширнина Н.М., Резниченко В.Г., Родионова Г.Б. Углеводный состав бобовых культур //Вестник мясного скотоводства. 2009. №62(1). С. 170-174.

6. Левахин В.И., Левахин Г.И., Баширов В.Д., Мещеряков A.R Рекомендации по использованию элементарной серы в животноводстве. Оренбург, 2009. 10 с.

7. Левахин Ю.И., Aжмулдинов E.A., Мангутов Р.Ф., Салынская Е.Ю. Влияние кормов из вико-овсяной смеми, заготовленных по разной технологии на мясную продуктивность и биологическую ценность мяса откармливаемых бычков//Вестник мясного скотоводства. 2010. №6З(1). С. 142-146.

8. Левахин Ю.И., Галиев Б.Х., Павленко Г.В., Aбдулгазизов Р.Ш., Салынская Е.Ю. Влияние способов заготовки кормов из бобовозлаковой смеси на их питательную и энергетическую ценность //Кормопроизводство. 2010. №7. С. З9-41.

9. Родионова Г.Б., Левахин Г.И., Кудашева A.B., Корнейченко В.И. Справочник по контролю качества кормов Оренбургской области. Оренбург, 2010. 52 с.

10. Зелепухин AP., Галиев Б.Х., Мангутов Р.Ф., Кудашева A.B., Зарипов З.Г., Павленко Г.В., Сло-женкина М.И., Aбдулгазизов Р.Ш. Способ консервирования зеленых кормов: патент на изобретение RUS 2З47З71 26.10.2006.

Кудашева Александра Васильевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, старший научный сотрудник отдела научно-технической информации и патентоведения ГНУ Всероссийского НИИ мясного скотоводства Россельхозакадемии, тел.: 8(З5З2) 77-З9-97

Галиев Булат Хабулеевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, главный научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов ГНУ Всероссийского НИИ мясного скотоводства Россельхозакадемии, тел.: 8(З5З2) 62-2З-76

Левахин Георгий Иванович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, старший научный сотрудник отдела кормления сельскохозяйственных животных и технологии кормов ГНУ Всероссийского НИИ мясного скотоводства Россельхозакадемии, тел.: 8(З5З2) 26-11-20

Родионова Галина Борисовна, кандидат биологических наук, заведующая независимым испытательным центром ГНУ Всероссийского НИИ мясного скотоводства Россельхозакадемии, тел.: 8(З5З2) 77-З9-97