Сравнение переваримости кормов методами in sacco и in vivo

УДК 636.085.25

СРАВНЕНИЕ ПЕРЕВАРИМОСТИ КОРМОВ МЕТОДАМИ IN SACCO И IN VIVO Хотмирова О.В., к.б.н., старший преподаватель

ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»

Резюме. В данной статье представлены результаты исследований, целью которых явилось изучить и сравнить методы переваримости кормов in sacco и in vivo используемых при кормлении коров в трех периодах опыта.

Ключевые слова: переваримость, нейтраль-но-детергентная клетчатка, кислотно-

детергентная клетчатка.

ВВЕДЕНИЕ. Основа рациона высокопродуктивной молочной коровы - это высококачественные корма с низким содержанием клетчатки. Однако чтобы определить потребность в клетчатке, необходимо знать, как взаимодействуют между собой компоненты рациона, продукты потребления и переваривания корма. Чтобы отвечать потребности в энергии, в рационы высокопродуктивных молочных коров включают большое количество концентратов и высококачественных грубых кормов, содержащих относительно низкое количество клетчатки. Для поддержания нормальной двигательной активности рубца и процентного содержания молочного жира, необходимо, чтобы грубые корма содержали адекватное количество клетчатки (Stensing., Robinson., 1997). Согласно рекомендациям NRC (2001), в сухом веществе (СВ) рационов для высокопродуктивных молочных коров должно содержаться от 25% до 28% нейтрально-детергентной клетчатки (НДК), 75% которой должно быть представлено грубыми источниками корма.

Внедрение прогрессивных технологий заготовки грубых и сочных кормов, позволяет получать корма с пониженным содержанием в них клетчатки. В то же время высокопродуктивным коровам из-за высокой потребности в энергии скармливают большие количества концентрированных кормов. В результате этих двух причин на практике скармливают значительно меньше клетчатки, чем требуется по существующим нормам. С другой стороны для нормального функционирования рубца и в первую очередь его моторики (руминации), необходимо наличие достаточного количества механических раздражителей. Содержание клетчатки в химусе различных отделов желудочно-кишечного канала поддерживается в определенных пределах, а нарушение этого условия может вызвать срыв пищеварения (Varga., 1998).

Summary. This article presents the results of research, which was to study and compare the methods in sacco digestibility and in vivo used in feeding cows in the three periods of experience.

Key words: digestibility, neutral detergent fiber, acid detergent fiber.

В связи с этим остается открытым вопрос о минимальном и оптимальном уровне клетчатки в рационе для высокопродуктивных молочных коров. Показатели скорости и переваримости фракций клетчатки определяют наряду с физико-химическими свойствами корма, целлюлозоли-тической активности рубцовой среды и скорости эвакуации содержимого из преджелудков в кишечник. В литературе имеется небольшое количество данных по влиянию рубцовой среды на скорость распадаемости и величину фракций клетчатки грубых кормов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Экспериментальная проработка поставленных задач осуществлялась методом групп- периодов в условиях вивария института ВНИИФБиП е.- х. животных. Было проведено 3 опыта на 9 высокопродуктивных коровах с удоем (25- 35 кг молока) холмогорской породы, живой массой 500 кг в первые месяцы лактации (10-120 дни лактации).

Было сформировано три группы коров, по три головы в группе, содержащихся во время стойлового периода 3-х разовом доении, свободном доступе к воде и при 3-х разовом кормлении. Раздачу грубых кормов проводили два раза, а комбикорма три раза в день. Во все периоды эксперимента коровы получали рацион с содержанием концентрированных кормов на уровне 50-60%. Состав комбикормов во все периоды опыта был одинаковым: соевый шрот-20%, подсолнечный шрот-10%, ячмень-41%, пшеница-15%, пшеничные отруби-5%, овес-5%, дикальций фосфат-1,5%, премикс (ПК-60-1)-1%, и поваренная соль-1,5%. Период адаптации животных к корму составлял 15- 20 дней. Ежедневно учитывали потребление корма. Животные при проведении опытов получали рационы, составленные с учетом норм и потребностей (Физиологические потребности...2001). Продолжительность каждого периода опыта составляла 30 дней.

Первый опыт проведен с 10-го по 40-й день лактации. Коровы разных групп получали рационы с разным содержанием НДК, различающиеся по виду силоса (кукурузный, 40% НДК и

Во втором периоде опыта (40-70 дни лактации) содержание НДК в рационах коров находилось на том же уровне, что и в первом опыте. Различие в содержании НДК в рационах

В третьем периоде опыта (70-120 дни лактации) исследования проводились на рационах с одинаковым содержанием НДК в группах на уровне 39%, но с разным преимущественным

В конце каждого периода проводили балансовые опыты (Овсянников, 1979). Определяли количество сырой (Изучение пищеварения жвачных, 1972), нейтральнодетергентной, кислонтодетер-гентной клетчатки и лигнина (Ван-Соест, Саут-гейт, 1968). Осуществлялся суточный подсчет

разнотравный, 65% НДК). В первой группе содержание НДК в рационе было 28%, во второй 31,5% и в третьей 35% (табл. 1).

достигалось за счет разного соотношения грубых и концентрированных кормов. В первой группе оно составит 26:74, во второй 33:67, а в третьей 39:67 (табл. 2).

источником (сено-силос), Разница между группами заключалась в наборе грубых кормов (сено-силос), обеспечивающем заданный уровень клетчатки (табл.3).

количества жевательных движений за один жевательный период, количество жевательных периодов в сутки путем ручного хронометража в течении суток. Достоверность различий групповых средних определяли по 1>критерию (Лакин., 1980).

Таблица 1 - Рационы кормления коров в первом периоде опыта

Корма, кг Группы коров

1 2 3

Сено козлятниковое 2 2 2

Силос кукурузный 15 7,5 0

Силос разнотравный 0 7,5 15

Комбикорм 8 8 8

НДК, % 28 31,5 35,0

Сырая клетчатка, % 12,2 14,1 16,0

Таблица 2 - Рационы кормления коров во втором периоде опыта

Корма, кг Группы коров

1 2 3

Сено козлятниковое 1 1 1

Силос разнотравный 15 20 25

Комбикорм 12,5 11,5 10,5

НДК,% 29,5 32,6 35,6

Сырая клетчатка, % 12,5 14,2 15,8

Таблица 3 - Рационы кормления коров в третьем периоде опыта

Корма, кг Группы коров

1 2 3

Сено козлятниковое 5 3,7 2,0

Силос кукурузный 20 25 30

Комбикорм 10 10 10

НДК,% 39 39 39

Сырая клетчатка, % 17,7 17,7 17,7

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Большое значение для формирования рационов и прогноза потребления кормов необходимо придавать форме клетчатки и ее доступности для переваривания (Mertens D.R., 1997; Pereira M.N., 2000; Leiva Е., 2000). Вместе с тем данные о переваримости составных частей структурных углеводов изучены недостаточно полно.

По сравнению с прежними методами

определения в кормах «сырой клетчатки» и безазотистых экстрактивных веществ последовательное фракционирование углеводов с помощью детергентов полнее отражает питательную ценность кормов.

Анализ кормов, входивших в состав рациона, на протяжении всего опыта мы проводили как по показателям содержания НДК и КДК, так и по содержанию сырой клетчатки.

Таблица 4 - Содержание фракций клетчатки в кормах рациона во все периоды опыта в расчете на сухое вещество, %

Наименование корма CK НДК КДК Лигнин Гемицеллюлоза Целлюлоза

Сено злаковое 30,5 66,6 33,6 11,2 33 22,4

Сено козлятниковое 29,4 57,4 33 8,4 24,4 24,6

Силос кукурузный 22,4 46,6 24,6 10 22 14,6

Силос разнотравный 24,7 49,4 30,4 11,4 19 19

Комбикорм 5,7 25,4 8,8 3,4 16,6 5,4

Доступность к перевариванию структурных углеводов кормов изучается широко используемым методом in sacco (Державина Г.П., 1998; Callison S., 2001) и расчетным методом с учетом скорости распада кормов в рубце и скорости оттока кормовых частиц из рубца в кишечник (Stensing Т., 1997).

Анализ доступности к перевариванию в рубце фракций клетчатки основных кормов показывает, что все концентрированные корма обладают более высокой скоростью распада, чем грубые (Ueda К., 2001). Фракции клетчатки силосов распадаются быстрее, чем сена (Wechle F.S., 1986).

Для переноса данных с кинетики переваривания на абсолютные значения переваримости предложено много формул с различной степенью сложности (Wechle F.S., 1986; Robinson Р.Н., 1986; Stensing Т., 1994; Stensing Т., 1997). Независимо от сложности предлагаемой модели, суть их одинакова. Так, для каждого вещества, для любой фракции клетчатки можно представить ее переваривание в виде уравнения, связывающего свойства корма и влияние рациона: у=ВС

Таблица 5 - Сравнение расчетного и прямс джелудках

Х/СХ+К, где В - фракция доступная к перевариванию, С - скорость ее переваривания на стандартном рационе, X - модифицирующий фактор рациона, К - скорость оттока частиц. Когда скорость переваривания определяется на данном рационе, модифицирующий фактор не требуется.Использование этого уравнения позволило получить данные, хорошо согласующиеся с данными, полученными в балансовых опытах, но отмечались более низкие значения, хотя направленность совпадала.

Ввиду того, что результаты в опыте отражают переваривание во всем ЖКТ, а по формулам рассчитывается переваривание только в преджелуд-ках, на основе данных о переваривании в кишечнике фракций клетчатки из разных кормов, внесли корректировку на переваривание в кишечнике, и получили результаты, совпадающие по абсолютным значениям с прямыми измерениями.

Расчет переваримости фракций клетчатки в рационе во все периоды опыта осуществляли двумя методами - in sacco и in vitro с последующим их сравнением (табл. 5).

э метода переваривания фракций клетчатки в пре-

Номера групп Переваримость НДК Переваримость гемицеллюлозы Переваримость целлюлозы

In sacco In vivo In sacco In vivo In sacco In vivo

I период опыта

1 группа 27,8 40,5 43,3 40,9 50,8 65,0

2 группа 23,7 42,8 50,4 46,4 54,8 68,4

3 группа 36,6 52,0 53,9 56,7 58,3 69,2

II период опыта

1 группа 41,5 54,2 53,2 61,5 56,7 70,1

2 группа 42,0 52,2 54,3 57,6 59,6 68,0

3 группа 42,7 55,7 55,8 64,3 62,0 67,0

III период опыта

1 группа 32,5 49,6 55,4 52,9 62,3 67,0

2 группа 35,9 50,0 55,3 54,9 61,8 65,3

3 группа 39,4 48,6 55,4 49,1 61,2 70,8

Данные по переваримости НДК в I периоде опыта, полученные в результате двух методов - in sacco и in vivo, значительно разнятся. Переваримость НДК полученная в результате метода in sacco, была низкой не только по анализам I периода, но и по результатам всего опыта (табл. 31). В тоже время методом in vivo получены показатели, переваримости, выше, чем in sacco на 35,7%. Но, несмотря на разность величин, переваримость по результатам обоих методов самой высокой была у коров 3-й группы, в рационе которой содержалось 33,5% НДК, качество скармливаемого силоса было ниже, чем в 1-й и 2-й группах. Возможно, с увеличением количества НДК в рационе произошло небольшое повышение pH и снижение показателей среднесуточной микробной активности числа инфузорий в рубце коров по сравнению со 2-й и 1-й группами. При этом наблюдалось повышение целлюлозолитической активности на 8 и 10% соответственно. Рост числа бактерий и целлюлозолитической активности в частности и привело к повышению переваримости. Показатель целлюлозолитической активности отражает влияние рациона на способность рубцовой микрофлоры переваривать клетчатку. Но нельзя ориентироваться только на этот показатель, т.к. иногда при высокой целлюлозолитической активности переваримость клетчатки бывает низкой. Вероятно, при этом может быть низкая доступность клетчатки кормов рациона к перевариванию (Akin D.E., 1983; Mirón J., 2001).

В 1-й и 2-й группах содержание НДК составляло 29 и 31,3%. По результатам определения переваримости НДК методом in vivo происходит закономерное ее снижение (табл. 31) по мере уменьшения содержания в рационе и параллельного снижения целлюлозолитической активности. По результатам же анализа методом in sacco переваримость НДК у коров 1-й группы была выше, чем во 2-й, что возможно связано с качеством грубого корма: коровы 1-й группы получали силос лучшего качества, а коровам 2-й группы скармливали смесь двух силосов.

Показатели переваримости гемицеллюлозы и целлюлозы по результатам двух методов были достаточно высокими. Самые высокие показатели переваримости по этим двум показателям также были у коров 3-й группы. Результаты двух методов имели незначительные различия по показателям переваримости гемицеллюлозы. Показатели переваримости целлюлозы по результатам метода in vivo несколько выше, чем показатели in sacco.

Коэффициент корреляции НДК по двум методам составил 0,87, по гемицеллюлозе 0,93, по целлюлозе 0,95.

По итогам I периода опыта можно сделать вывод о том, что переваримость, рассчитанная двумя

методами по показателям НДК, гемицеллюлозы и целлюлозы, увеличивается по мере возрастания процентного содержания НДК в рационе.

Показатели переваримости у коров во II периоде опыта по результатам двух методов возрастает, по сравнению с переваримостью в I периоде (табл. 31). Разность в рационах достигалась за счет различного соотношения грубых и концентрированных кормов, анализируя данные, полученные в результате двух методов показатели переваримости фракций клетчатки выше у коров 3-й группы, в рационе которой содержалось наименьшее количество концентрированных кормов, по сравнению с 1-й и 2-й группами. Но показатель переваримости целлюлозы, полученный в результате расчетного метода ниже, чем в двух других группах. Возможно, это связано с увеличением в этой группе показателя амилолитической активности и снижением целлюлозолитической в среднесуточном рубцовом содержимом. Данные, полученные методом in sacco, разнятся с расчетным методом, и показывают повышение переваримости фракций клетчатки по мере уменьшения доли концентрированных кормов в рационе. Так, в результате увеличения в рационе доли концентрированных кормов, приводящего к снижению рН и целлюлозолитической активности, должно было бы происходить и уменьшение переваривания клетчатки в ЖКТ. Но этого не произошло, все показатели имели небольшие различия, и указывали на хорошую переваримость.

Коэффициент корреляции переваримости НДК по двум методам составил 0,51, гемицеллюлозы 0,95.

В III периоде при скармливании рациона с различным соотношением силоса и сена в группах наблюдалось снижение переваримости НДК. Результаты, полученные двумя методами, разнятся (табл. 31). По данным метода in sacco при увеличении количества силоса в рационе и уменьшении сена переваримость НДК повышалась. По данным метода in vivo, по мере увеличения количества силоса в рационе снижалась переваримость НДК, но незначительно, переваримость в трех группах находилась примерно на одном уровне. У коров 1-й группы по результатам метода in sacco переваримость НДК самая низкая: ниже, чем в 2-й на 10,5% и на 21,2% в 3-й. Возможно, это связано с тем, что в рационе коров этой группы содержалось наибольшее количество НДК - 38,2%.

Сопоставляя данные двух методов по определению переваримости НДК, результаты, полученные in vivo выше, чем in sacco.

Результаты определения переваримости гемицеллюлозы, полученные методом in sacco, не имели различий по группам, а полученные

методом in vivo отличались переваримостью ге-мицеллюлозы. Она снижалась по мере увеличения количества силоса в рационе. У коров 1-й и 2-й групп она находится примерно на одном уровне, а в 3-й группе, получавшей наибольшее количество силоса и наименьшее сена, она меньше на 7,7 и 11,8% соответственно. Данные, полученные обоими методами сопоставимы.

Переваримость целлюлозы по итогам двух методов была хорошей и данные сопоставимы. Переваримость целлюлозы по методу in sacco в трех группах находилась на одном уровне и не имела значимых изменений. По результатам метода in vivo переваримость целлюлозы была самой высокой у коров 3-й группы, получавшей наибольшее количество силоса в рационе по сравнению с двумя другими группами. По данным среднесуточного рубцового содержимого самая высокая целлюлозолитическая активность была у коров третьей группы, возможно, это как фактор тоже имело влияние на переваримость гемицеллюлозы и целлюлозы. Можно сделать вывод о том, что доступная часть структурных полисахаридов, т. е. гемицеллюлоза и целлюлоза силоса доступнее к перевариванию, чем сена.

По результатам всех опытов выявлена прямая корреляционная зависимость переваримости целлюлозы в ЖКТ коров определенная методом in vivo (r=0,55; р<0,05) и in sacco (r=0,98; p<0,05) с содержанием НДК в рационе. Аналогичные показатели по перевариванию гемицеллюлоз составили 0,61 и 0,86 соответственно, при р<0,05. Таким образом, оба метода оказались довольно чувствительными к изменению уровня клетчатки в рационе и показывали одну направленность. В то же время абсолютного совпадения данных, полученных разными методами, добиться не удалось. Если в среднем за весь опыт средняя переваримость фракции гемицеллюлоз, определенная методом in vivo хорошо сопоставима с методом in sacco и составила 53±2,85 и 52,8±1,93, то переваримость целлюлозы по второму методу была всегда ниже - 58,6±2,45 и 67,7±1,35 соответственно. В связи с этим и коэффициент корреляции между двумя методами составил для гемицеллюлоз 0,84 (Р<0,05), а для целлюлозы только 0,54 (Р<0,05).

В результате исследований установлено, что переваримость целлюлозы и гемицеллюлоз, т. е. доступной части структурных полисахаридов, молочными коровами зависит от их количества в рационе, от вида и качества кормов в рационе. Повышение переваримости наиболее характерно для фракции целлюлозы приблизительно для всех групп оно составило 68%. Увеличение переваримости гемицеллюлоз при повышении их уровня в рационе менее выражено.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 1. Державина Г.П. Динамика расщепляемости питательных веществ зерновых кормов в рубце коров/ Г.П. Державина, Л.Л. Алексеева, П. Элимуу Дюб Лебцин //Вест. Рос. Ун-та дружбы народов. Сер. С.-х. н. Животновод. 1998. - №2. - С. 100-109.

2. Изучение пищеварения у жвачных животных/ Н.В. Курилов, Н.А. Севастьянова, В.Н. Коршунов, A.M. Материкин, Н.Н. Семина, В.В. Турчинский, Л.В. Харитонов, С.Е. Щеголев// Методические указания. Боровск, 1980. - 352с.

3. Лакин Г.Ф. Биометрия. Высшая школа/ Лакин Г.Ф.//М.: Колос. - 1980. - 352с.

4. Овсянников В.Д. Основы опытного дела/ В.Д. Овсянников//М.: Колос, 1976. - 303с.

5. Akin D.E. Rumen microbial attachment and degradation of plant cell walls/ D.E. Akin, F.E. Barton//Fed. Proc. 1983. V. 42.-P. 114-121.

6. Leiva E. Performance of Dairy Cattle Fed Citrus Pulp or Corn Products as Sources of Neutral Detergent-Soluble Carbohydrates/ E. Leiva, M.B. Hall, H.H. Van Horn //J Dairy Sci. - 2000. - V. 83. -P. 2866-2875.

7. Mertens D.R. Creating a system for meeting the fiber requirements of dairy cows//J Dairy Sci 1997. -V. 80. -N7.-P. 1463-81

8. NRC. Nutrient Requirements of Beef Cattle (7 th Ed.). National Academy Press. Washington. DC. 2001.-P. 26-38/

9. Stensing T. Digestion and passage kinetics of forage fiber in dairy cows as affected by fiber-free concentrate in the diet/ T. Stensing, Robinson // J Dairy Sci. - 1997. V. 80. P. 1339-1352.

10. Ueda K. A method for estimation the rate of size reduction, passage and fermentation of rumi-nal particles of sheep / K. Ueda, T. Ichinohe, M. Okubo // J. Anim. Sci. - 2001. - V. 75. - N4. - P. 306-314.

11. Van Soest P.J. Nutritional Ecology of the Ruminant (2nd Ed.). Cornel University Press. - Ithaca. -NY. - 1994.

12. Varga G.A. The use of fiber concentrations for ration formulation / G.A. Varga, H.M. Dann, V.A. Ishler // J. Dairy Sci. - 1998. -V. 81. - P. 3063-3074.

13. Wechle F.S. Mathematical models for kinetics of fibre digestion and their application to tropical forages grown in controlled environments// Ph.D. Univ. of Gergia. - 1986. zit. n. Stewart.