Оценка питательности кормов

 

 

Зная количество поступившего с кормом в пищеварительный тракт животного того или иного питательного вещества и выделенного с калом за определенный период времени, можно рассчитать количество питательного вещества, переваренного в организме.

 

 

Знание переваримости основных питательных веществ разными видами животных позволяет правильно оценить их питательность.

Переваримую часть корма принято выражать в процентах.

Отношение переваренной части корма к потребленной, выраженное в процентах, называют коэффициентом переваримости.

 

 

 

Методы определения переваримости

Основным наиболее точным методом определения переваримости питательных веществ кормов является проведение специальных опытов in vivo – на животных. Для этого необходимо отобрать 3 – 5 здоровых животных одинаковой породы, возраста, живой массы и физиологического состояния. При необходимости у свиньи и птицы проводят дегельминтизацию. У птиц для отдельного сбора кала и мочи проводят специальную хирургическую операцию.

Основная задача при проведении таких опытов – точный учет съеденного корма и выделенного кала, поэтому весь опыт подразделяется на два периода: подготовительный и учетный. В подготовительный период полностью удаляются из пищеварительного тракта остатки прежнего корма (10 – 15 дней для жвачных и лошадей,7 – 10 дней для свиней и птицы). Учетный период опыта продолжается от 5 до 10 дней в зависимости от вида животных. В этот период подсчитывают количество съеденного корма, его остатки и количество выделенного кала. Отбирают образцы корма и кала для проведения химического анализа на содержание основных органических веществ. На период проведения опыта животных помещают в специальные станки с индивидуальной кормушкой и поилкой и приспособлениями для сбора кала.

Данный метод определения переваримости кормов на крупных животных довольно трудоемкий и затратный. Чтобы устранить необходимость сбора и учета всего выделенного животными кала, используют метод инертных индикаторов. Лучшие инертные индикаторы – окись хрома, окись железа, сульфат бария. Их добавляют в определенных дозах к испытуемому корму и равномерно перемешивают. Инертное вещество в процессе переваривания не усваивается и выделяется с калом. Из выделенного кала отбирают средний образец каловых масс для химического анализа.

Переваримость рассчитывают по формуле:

 

 

 

При изучении переваримости кормов установлена прямая связь между переваримостью питательных веществ и содержанием азота в кале. На основании данной закономерности разработаны уравнения по определению переваримости органического вещества на основании химического анализа кала. Например, уравнение для определения переваримости органического вещества в летних рационах лактирующими коровами следующее:

,

где  y – коэффициент переваримости органического вещества рациона, %;

x – содержание азота в органическом веществе кала, %.

 

Широко распространен способ определения переваримости кормов in vitro. Этим способом определяется переваримость азотистых веществ инкубированием навески корма в течение определенного времени в термостате при t = 37ºС при добавлении натурального пепсина и соляной кислоты. В случае определения переваримости всех органических веществ к навеске корма, помимо пепсина и соляной кислоты, добавляется рубцовая жидкость.

Использование двух способов определения переваримости питательных веществ (in vivo и in vitro) позволяет получать довольно точные данные по коэффициентам переваримости питательных веществ кормов, бедных клетчаткой и богатых протеином.

Оценка питательности кормов по балансу азота, углерода и энергии

Проведение специальных опытов на животных по определению переваримости питательных веществ кормов дает возможность наиболее точно оценить их питательность по сравнению с оценкой по химическому составу. Было установлено, что питательные вещества многих зерновых, корнеклубнеплодов и др. перевариваются животными почти полностью, а питательные вещества грубых кормов (соломы, мякины и др.) имеют очень низкую перевариваемость.

Использование методов оценки питательности кормов по содержанию переваримых веществ нашло широкое применение в практике животноводства. Однако стали накапливаться данные о несоответствии питательной ценности отдельных кормов, выраженной суммой переваримых питательных веществ, с их оценкой по влиянию на продуктивность животного, особенно при использовании животными грубых кормов и концентратов.

Продуктивное действие переваримых питательных веществ у жвачных животных выше в рационе с концентратами по сравнению с рационом, где преобладали грубые корма. Это объясняется тем, что значительная часть переваримых углеводов разрушается в рубце с образованием СО2, СН4, Н2 и 10 – 14% теряется в виде энергии метана. При этом отмечается потеря до 70% тепловой энергии метана.

Пищеварение является начальной фазой питания животного и не дает точного представления о дальнейшем использовании питательных веществ организмом. Поэтому истинную питательность корма можно определить на основе количественных и качественных изменений в обмене веществ животного организма, выраженных состоянием здоровья, плодовитости, роста и продуктивности.

Для этого были разработаны новые методы изучения обмена веществ в организме животного, основывающиеся на законе сохранения энергии.

Метод контрольных животных применяется с конца XIX века и дает возможность оценить количественно материальные изменения в организме животного под влиянием кормления.

Для этого подбирают две группы животных одного пола и одинаковых по возрасту, массе тела и упитанности, содержащихся на основном рационе. В начале опыта из каждой группы убивают по 1 – 2 головы и анализируют продукты убоя на содержание белка и жира. В течение всего опытного периода оставшихся животных кормят одними и теми же кормами, но животным опытной группы дополнительно скармливают повышенное количество изучаемого корма. На протяжении опытного периода учитывают количество съеденного корма животными контрольной и опытной групп. В конце опыта из каждой группы животных также убивают по 2 – 3 головы и анализируют продукты убоя на содержание белка и жира. Обнаруженная разница в количестве белка и жира в организме убитых животных до опыта и после него будет свидетельствовать о материальных изменениях в теле животных под влиянием дополнительно съеденного корма.

Применение метода контрольных животных продемонстрировано опытом И.С. Попова по определению питательности ячменя при откорме свиней. Дополнительное скармливание ячменя в количестве 81,89 кг опытной группе свиней способствовало большему отложению в теле животных белка на 2 612,5 г и жира на 9 817,7, что соответствует отложению энергии в количестве 108 159 ккал (1 г жира равен 9,5 ккал, 1 г белка равен 5,7 ккал).

Метод контрольных животных наиболее применим при оценке продуктивного действия тех или иных кормов на растущих и откармливаемых животных. На крупных и ценных в племенном отношении животных данный метод не применяется.

Сходные конечные результаты, например одинаковое отложение жира в теле животного, полученное при разном кормлении, еще не означают, что обмен веществ у животных был на всех этапах одинаковым. А так как пути обмена могут быть не всегда целесообразными, возникает необходимость изучить характер и объем обменных превращений во время опыта как в организме, так и в отдельных тканях или органах.

Для изучения промежуточного обмена широко применяется мeтод меченых атомов, основанный на использовании изотопов. Наиболее удобно в качестве метки пользоваться радиоактивными атомами, которые легко обнаруживаются благодаря распаду своих ядер. Изотопы одного и того же элемента обладают одинаковыми химическими свойствами. Изучая поведение меченого атома, можно проследить за поведением всего элемента или соединения.

Примером может служить поведение меченого кальция Са45 в теле 6-месячного бычка. Из заданных 100 г Са45 всосался 41 г, не всосалось из пищеварительного тракта 59 г. Из всосавшегося кальция обратно через стенки тракта выделено 3 г, задержалось 38 г. В кале выделилось 76 г, из которых 62 г (59 + 3) были мечеными, а 14 г – нет. Эти 14 г являлись обменным кальцием, выделенным из костей. При обычной методике этого нельзя было бы обнаружить, так как в выделенном кальции невозможно различить невсосавшийся и обменный элемент.

Более совершенным методом для определения качественных изменений в организме животного под влиянием кормления в настоящее время считается балансовый метод, основой которого является учет поступления и выделения азота и углерода или энергии.

Определять балансы можно для любого из веществ, поступающих в организм, например балансы воды, сухого вещества, золы, энергии, отдельных элементов, входящих в пищу и питье, углерода, азота, кальция, фосфора, натрия и т.д., микроэлементов, витаминов.

Для составления баланса необходимо учитывать все источники поступления и все формы выделения вещества или элемента из организма. Наиболее просто составить балансы азота, золы, отдельных минеральных элементов. Сложнее изучать балансы воды, сухого вещества, углерода. Для этого требуются специальная аппаратура и трудоемкие опыты с применением респирационной техники.

Баланс азота и углерода

Азот и углерод – это основные элементы потребленного животными корма, входящие в состав органического вещества любой продукции.

В обменных реакциях организма может участвовать только азот органических соединений, всосавшихся через стенку пищеварительного тракта. Элементарный азот воздуха не принимают во внимание при составлении азотных балансов питания.

Азотсодержащие вещества корма после процесса переваривания в желудочно-кишечном тракте в основной своей массе всасываются в кровь, непереваримая часть выделяется с калом. Всосавшиеся азотистые соединения в организме животного используются на регенерацию тканей и синтез продукции и частично, в виде конечных продуктов обмена веществ, выводятся с мочой.

Таким образом, для составления баланса азота в организме животного необходимо знать его количество в корме, кале и моче:

N отложения = N корма – N кала – N мочи

У лактирующих животных из азота корма вычитают еще и N молока.

Чтобы установить баланс азота в организме животного, проводят опыт по методике, соответствующей определению переваримости корма и дополнительно учитывают выделение мочи, а также молока у лактирующих самок. При этом в зависимости от физиологического состояния животного и уровня кормления суточный баланс азота в теле животного может быть положительным (протеин откладывается в организме), отрицательным (поступление азота в пище меньше его потерь из тела и, следовательно, содержание протеина в тебе убывает) и нулевым (приток азота с пищей равен его потерям).

По балансу азота вычисляют прирост или убыль белка в теле животного, так как он входит в основном в состав белка тканей. Сухое обезжиренное и обеззоленное мясо (мышечный белок) содержит 16,67% азота.

Поэтому отложенный в теле азот умножают на коэффициент и определяют количество отложенного в организме белка.

При толковании результатов баланса азота надо иметь в виду, что отрицательным он может быть не только при абсолютном недостатке протеина в пище, но и при неудовлетворительном качестве кормового протеина, при недостатке в рационе органического вещества, при переходах с высоких уровней кормления на пониженные, даже если последние близки к обычному оптимуму. Отрицательным может быть баланс и при недостатке таких питательных веществ как незаменимых аминокислот или минеральных веществ и витаминов, необходимых для нормального использования протеина.

Нулевые балансы у взрослых животных наблюдаются как при недостаточных, так и при достаточных и даже обильных уровнях общего и протеинового питания. Это связано с крайне ограниченной способностью взрослых животных создавать запасы протеина в теле.

Положительным баланс азота должен быть у растущих, беременных и восстанавливающих истощенные запасы тела животных.

Углерод в форме органических соединений поступает в организм с пищей (возможно, также с питьем) и в форме минеральных соединений (главным образом в виде СО2) с вдыхаемым воздухом, а уходит с непереваренными остатками (в кале), с мочой и с кишечными газами (углекислотой и метаном). Остальной углерод в виде составного элемента различных питательных веществ попадает в тело.

Углеродсодержащие вещества (аминокислоты, глюкоза, жиры) корма в процессе переваривания всасываются в кровь, оставшаяся часть выводится из организма с каловыми массами. Кроме того, в период переваривания кормов в желудочно-кишечном тракте образуется метан и углекислота, выделяющаяся с кишечными газами. Углерод всосавшихся веществ в процессе межуточного обмена распределяется в организме в отложенных белках, жире и в продуктах окисления веществ (СО2). Образовавшаяся при окислении веществ углекислота выделяется из организма с выдыхаемым воздухом. Поэтому, чтобы составить полный баланс углерода в организме животного, необходимо знать его количество не только в корме, кале и моче, но и в кишечных газах и выдыхаемом воздухе:

С отложений = С корма – С диоксида углерода выдыхаемого воздуха – С кала – С мочи – С кишечных газов

У лактирующих животных из углерода корма вычитают дополнительно С молока.

Для определения баланса углерода в организме проводят, как и в случае составления баланса азота, опыт на животных. Учитывают выделение кала, мочи, молока у лактирующих животных. Учет выделения углерода с выдыхаемым воздухом проводят отдельно в специальных опытах по изучению газообмена в респирационных камерах.

При изучении газообмена у животных применяют респирационные камеры закрытого и открытого типа. При этом основным условием является поддержание нормального состава воздуха в камере. В камерах закрытого типа воздух циркулирует через систему, поглощающую углекислый газ и воду. Кислород постоянно поступает в камеру из баллона.