Использование небелковых азотистых соединений в кормлении жвачных животных

Поступающие в рубец белки и азотсодержащие вещества небелковой природы подвергаются воздействию протеолитических ферментов, вырабатываемых микроорганизмами.

При усвоении азотистых веществ  пищи у жвачных особенная роль принадлежит рубцу и населяющим его микроорганизмам — бактериям и инфузориям. Эти микроорганизмы попадают в рубец извне в молодом возрасте животного, приспосабливаются к условиям существования, размножаются, растут и отмирают. Для собственного питания они используют азотистые вещества, углеводы, минеральные вещества из пищи животного-хозяина. Важно отметить, что из азотистых веществ бактериям нужен прежде всего аммиак. Поэтому они расщепляют при помощи своих ферментов протеин пищи животного. В рубце расщепляется более 40% кормового протеина до пептидов, аминокислот и, главным образом, до аммиака. За счет аммиака и других питательных веществ бактерии образуют белки своего тела, содержащие все необходимые аминокислоты. Отмирающие бактерии, поступая с продвигающейся пищей в желудок (сычуг) и кишки, перевариваются наряду с нерасщепленным пищевым протеином. Некоторую часть аммиака бактерии иногда не успевают усвоить, и тогда он через стенки рубца всасывается в кровь. В печени этот аммиак превращается в мочевину, которая задерживается почками и затем выделяется с мочой. Часть мочевины выделяется со слюной. Если аммиак поступает в кровь в больших количествах, то это может вредить нормальной работе печени и отравлять организм животного. Следует также учитывать, что при увеличении всасывания аммиака в кровь снижается коэффициент использования азота корма. Образование аммиака в рубце зависит от ряда факторов: количества протеина в рационе, соотношения белкового и небелкового азота, растворимости азотистых веществ, соотношения азотистых веществ и легкопереваримых углеводов и др. Наличие в корме достаточного количества сахара и крахмала активизирует деятельность микроорганизмов. В настоящее время есть данные, свидетельствующие о большом значении соотношения в рационах небелковых и белковых азотистых веществ. Наибольшая активность микроорганизмов в преджелудках жвачных проявляется при соотношении амидов и белка как 1:2 или 1:3, т.е. на одну часть амидов должно приходиться две-три части белка. В этом случае происходит лучшее усвоение питательных веществ корма.

Для молочного скота хорошим  рационом является такой, протеин которого хорошо переваривается и оптимально растворяется в рубце, что обеспечивает сравнительно невысокую концентрацию аммиака и достаточную активность рубцовых микроорганизмов.

После того, как были установлены превращения, происходящие с протеином корма в рубце, ученые и практики смогли по-другому подойти к оценке азотистых веществ кормлении жвачных животных. Если раньше при кормлении крупного рогатого скота и овец из азотистых веществ корма учитывали только собственно белки и не учитывали амиды, так как считалось, что они не имеют питательной ценности, то в настоящее время в питании жвачных установлена ценность амидов, и они приравнены к белку. Поэтому в кормовых нормах и при оценке питательности кормов учитывают протеин, включающий и белок, и амиды.[4]

Опасности переизбытка небелковых азотистых  подкормок и нарушение при  этом здоровья

У жвачных животных азотистые соединения небелкового характера разрушаются с помощью вырабатываемого микрофлорой фермента уреазы до аммиака, который используется в последующем бактериями рубца для синтеза аминокислот и микробного белка. При этом обязательным условием эффективного усвоения аммиака микроорганизмами преджелудков является наличие сахара и крахмала из расчета 20 частей на 1 весовую часть азота.

Скармливание небелковых азотистых соединений жвачным в  повышенный количествах, а также при несбалансированности рационов по энергии, углеводам и другим веществам может вызвать отравление животных аммиаком с летальным исходом. Отравление начинает проявляться через 20-40 минут после скармливания животным повышенного количества мочевины, фосфата мочевины, карбамидного концентрата или аммонийных соединений.[5] В таких случаях отмечается угнетенное состояние животного, мышечная дрожь, потливость, нарушение координации движения и обильное выделение пенистой слюны.[3]

   При отравлениях аммиаком глубокостельных   коров   плод погибает  в  течение   30—40 мин после появления признаков отравления. Животным с признаками отравления оказывают экстренную помощь, обеспечивающую нейтрализацию избытка аммиака в преджелудках. Коровам при отравлениях   рекомендуется  ввести  за   один  прием   4—5  л кислого молока или молочной сыворотки, или 0,5— 2 л 0,5 % -ной столовой уксусной или молочной кислоты;   дополнительно  к  кислотам   следует ввести   1— 1,5   л   20—30 %-ного   сахара   или   кормовой   патоки. В качестве средства при отравлениях аммиаком положительные результаты дает смесь (1: 1)  10 %-ных растворов уксуснокислого натрия и глюкозы.[9]

Поступающие с кормами  нитраты восстанавливаются микрофлорой  преджелудков жвачных животных до нитритов и далее аммиака с последующим использованием для синтеза аминокислот и белка. При избыточном поступление нитратов и недостаточном содержании сахара и крахмала в рационе процесс восстановления нитратов до аммиака задерживается на стадии нитритов, которые оказывают отрицательное действие на организм животного- нарушается превращение каротина в витамин А в пищеварительном канале животных, в крови оксигемоглобин переходит в неактивную форму – метгемоглобин с последующим нарушением кислородного обмена и накоплением в крови углекислого газа. При накоплении в крови метгемоглобина до 75% животные погибают от удушья. Следует учитывать также расширение сосудов, сопровождающееся иногда желтухой и тяжелой гемолитической анемией. В результате сосудорасширяющего действия нитритов наступают существенные гемодинамические и функциональные нарушения, которые приводят к поражениям сердечно-сосудистой системы и усугубляют доставку кислорода в ткани. Различают три формы нитратно-нитритного отравления: острую, подострую и хроническую. Симптомами отравления являются одышка, конвульсии, синюшность слизистых оболочек, темный цвет кожи. При этом нередко наступает гибель животного. Изменение окраски слизистых оболочек заметно уже при уровне метгемоглобина в крови около 20%, а при 50% ярко проявляются и другие признаки отравления.[2]

Оптимальное содержание нитратов в рационе коров не должно превышать  о,5% от сухого вещества. Взрослые овцы менее чувствительны к нитритам. При содержании нитрата калия в количестве 1,28 % от сухого вещества рациона, богатого углеводами, не наблюдается явных отравлений животных. В то же время ягнята гибнут на третий день при содержании в рационе 0,5 г нитратов.

У растущих свиней резко  снижаются приросты массы тела при  содержании нитратов в рационе в  количестве 1,84 % от сухого вещества, а  цыплята гибнут при содержании 1% нитрата калия в сухом веществе рационов.

Нитриты окисляют и разрушают  каротин и витамин В, в связи с чем, как правило, в кормах с повышенным содержанием нитратов и особенно нитритов каротина меньше, чем в кормах с пониженной их концентрацией. Нитраты и нитриты тормозят синтез микробного белка в рубце жвачных животных. Особенно следует подчеркнуть, что нитраты и нитриты в кормах разрушают свободные аминогруппы белков и аминокислот, превращая связанный азот питательных веществ в неусвояемый молекулярный азот  и тем самым снижая протеиновую питательность кормов.[8]

Токсическое действие нитратов на животных может проявляться и  при потреблении питьевой воды, в которую попали азотные удобрения. Вода считается токсичной для крупного рогатого скота при содержании 1,8 г нитрат- иона (-NO3) в одном литре, а при повышении концентрации до 6,2 г на литр животные быстро погибают от метгемоглобинемии. Предельно допустимое содержание нитратов на 1 кг корма при натуральной влажности, мг: в комбикормах для жвачных животных -500, в комбикормах для свиней и птицы-200, грубых кармах (сено, солома) -500, зеленых кормах -200, картофеле -300, свекле -800, силосе и сенаже – 300, в фуражном зерне -300, сухом сенаже -800, травяной муке -800,жмыхах и шротах -200.

При содержании в рационах сублетальных количеств нитратов (0,45-0,88% в сухом веществе) снижаются молочная  продуктивность коров и приросты живой массы молодняка, нарушается воспроизводительная способность, у маток наблюдаются аборты. У молодняка и беременных животных отмечается повышенная чувствительность к нитритам, особенно при недостаточном энергетическом, протеиновом и в А - витаминном питании. [2]

При скармливании коровам  больших количеств зеленой массы  рапса и турнепса может наступать сильное отравление. В этих условиях поступление с кормами 250 г нитратов в сутки ( 50 г на 100 кг живой массы) вызывает летальный исход. Симптомы сильного токсикоза наступают уже через 1-2 часа, а гибель животного –через 10 часов после кормления. Особое внимание должно уделяться качеству силоса, занимающему большой удельный вес в зимних рационах жвачных, особенно молочных коров, и являющегося в ряде случаев существенным поставщиком нитратного азота.

Токсическое действие нитратов снижают введением в рацион жвачных  животных сахаристых и крахмалистых кормов, а также дачей препаратов витамина А и внутривенной  инъекцией 1-4% раствора метиленовой сини в 5 % растворе глюкозы ( 2 г метиленовой сини на 200-250 кг массы тела животного).[6]

Использование небелковых азотистых соединений при кормлении жвачных животных

В нашей стране скотоводство является одной из ведущих отраслей сельского хозяйства и главной  отраслью животноводства. Практически  от крупного рогатого скота получают все производимое молоко (свыше 98%) и  около 40% мяса. Дальнейшая интенсификация развития скотоводства определяется необходимостью увеличения производства высокоценных продуктов питания (молока, говядины и телятины), на основе использования невостребованных потенциальных возможностей крупного рогатого скота. Это возможно достичь лишь при организации полноценного кормления животных.[1]

Учитывая, что эффективность  использования небелковых азотистых  веществ зависит от концентрации аммиака в рубце, в биологическом аспекте решение вопросов амидного питания жвачных животных сопряжено с поиском путей, обеспечивающих поддержание оптимального уровня аммиака в рубце, как за счет более медленного распада азотсодержащих соединений, так и за счет более интенсивного его использования в процессах биосинтеза белка. Для достижения этого применяет физические способы обработки смесей кормов с синтетическими азотистыми веществами, а также химическим путем синтезируются более сложные азотсодержащие соединения.

Основным метаболитом  азотистого обмена в рубце жвачных  является аммиак, так как весь поступающий  с кормом азот превращается на 70-80% в  аммиак. Его образование а рубце уравновешивается утилизацией микроорганизмами для синтеза заменимых и незаменимых аминокислот и микробного белка, а также всасыванием в больших количествах в кровь с последующим превращением в печени в мочевину. Последняя у жвачных в основном поступает со слюной в рубец и, превращаясь в аммиак, повторно используется микроорганизмами в качестве источника азота (печеночно-рубцовая циркуляция азота) для бактериального синтеза. Бактериальная масса в целом составляет около 10 % сухого вещества содержимого преджелудков и имеет высокую биологическую ценность (65-70%).[9]

Молочная продуктивность коров во многом определяется сбалансированностью  рационов полноценным и доступным  для усвоения протеином. Степень и интенсивность гидролиза кормового протеина зависит от его растворимости в рубцовой жидкости. Чем выше растворимость протеина в рубце, тем большее количество аммиака образуется в единицу времени. Следовательно, увеличивается возможность потери аммиака при его всасывании в кровь и снижается тем самым микробиальный синтез белка. Поэтому при нормировании протеина надо учитывать соотношение легко- и труднорастворимых фракций протеина в кормах. Содержание в рационе 50-60 % труднорастворимых фракций протеина обеспечивает эффективное использование всего протеина и в целом рациона. В настоящее время есть данные, свидетельствующие о большом значении соотношения в рационах для жвачных небелковых и белковых азотистых веществ. Наибольшая активность микроорганизмов в преджелудках проявляется при соотношении амидов и белка как 1:2 или 1:3, т.е. на одну часть амидов должно приходиться две-три части белка. В этом случае происходит лучшее усвоение питательных веществ корма.[10]

Недостаток в рационе  переваримого протеина может привести к нарушению ферментативных функций и гормонального статуса организма; постоянный избыток- к усилению образования аммиака, нарушению синтеза органических кислот в преджелудках, что влияет отрицательно на общий обмен веществ.

Для контроля полноценности  рационов необходимы регулярные клинические  осмотры быков и периодические  исследования крови на содержание белка, кальция, фосфора, каротина, резервной щелочи и особенно мочевины, так как она служит показателям полноценности протеинового питания. Норма содержания мочевины в крови быков составляет 16-25 мг %; более высокие концентрации указывают на избыток протеина в рационе. Общий уровень кормления стельных сухостойных коров должен быть в среднем 1,8-2,4 ЭКЕ на 100 кг живой массы. В 1ЭКЕ должно содержаться переваримого протеина 90-100 г. Низкий уровень протеинового питания ( менее 90г ) ведет к дистрофии новорожденных телят. Для стельных сухостойных коров и нетелей непригоден концентратный тип рациона. Исключают корнеплоды и силос в замороженном виде, мочевину (карбамид) и другие синтетические азотсодержащие добавки небелкового происхождения.[10]

Добавка в корм химических препаратов повышает эффективность  их использования. При недостаточной обеспеченности рационов протеином коэффициент продуктивного действия корма остается низким. Так, при продуцировании молока он достигает 20 – 25 %, а при образовании говядины и баранины — всего 12 – 14 % от валовой энергии корма. Использование небелковых азотистых веществ повышает коэффициент продуктивного действия корма. Потребность крупного рогатого скота в сыром протеине может быть удовлетворена на 30 – 40 % путем скармливания небелковых азотистых соединений.

Интересен опыт США по разработке технологии приготовления протеиновой  добавки в гранулированном виде, содержащей 23,3 % азота. Для получения  такой протеиновой добавки мочевину размешивают с тонкоразмолотым  зерном или другими источниками крахмала. Смесь обрабатывают при определенной температуре, давлении и влажности, в результате чего частицы мочевины обволакиваются крахмалом, замедляя процесс образования аммиака в рубце.

Опыты на дойных коровах  и откармливаемом скоте показали, что этот препарат эффективнее чистой мочевины и близок по действию к соевой муке и шроту. Улучшить процесс усвоения мочевины можно также путем снижения скорости гидролиза ее в рубце жвачных, заключив препарат в полимерную оболочку.

В качестве новых небелковых источников азота в рационах крупного рогатого скота в настоящее время  начинают применять ацетилмочевину. При ее добавлении в рацион аммиак образуется в рубце в небольшом количестве. По вкусовым качествам она лучше, чем мочевина.