Регулирование для прямого влияния холодного стресса

Для подсчета необходимой энергии для поддержания нормальной

268

Гл. 11. Росi

температуры тела в период стресса от холода, применяются следующие уравнения:

[IT =0.09x ГЖМ""⁷ (11-20)

ТП =(ОЭП-ЧЭПрод)/ПТ (И-21)

ВИ = ((7.36 -(0.296

х СкорВетра)

-•-(2.55 х ДлВолоса))

х Покров) х 0.8 (11-22)

не ПТ - поверхность тела, ТП = теплопродукция (Мкал/м²/ сутки. ОЭП = потребление обменной энергии (Мкал/сутки), Ч')Прод = чистая энергия для продукции Мкал/сутки, ВИ = внешняя изоляция ("С/Мкал/м-Усутки), СкорВетра = скорость ветра (км/час), ДлВолоса = длина волосяного покрова (см), 1 кжров - регулирующий фактор внешней изоляции. Покров -по понятие изменчивости, которое применяется для описания ие.шчины изоляции покрова 4-х видов: 1 чистый и сухой, 2 -несколько грязный в нижней части тела, 3 - мокрый со спукшным волосом, 4-тело покрыто снегом или грязью. Когда покров изменчивости равен 1. в эффективности изоляции кожного покрова не делается изменений, но когда изменчивость кожного покрова равна 2, 3 или 4 , тогда изоляция кожного покрова составляет 0.8, 0.5 и 0.2 раз от чистого, сухого покрова.

(11-23)

ИЗО = ТИ + ТП

i/ie ИЗО - величина изоляции (°С/Мкал/м^:/сутки), ТИ =

ветчина таневой изоляции ("С/Мкал/м²/сугки) и составляет:

2.5 для новорожденного теленка,

6.5 для месячного теленка,

5.1 N75 ^ (0.3 125 х ШКТ - для молодняка в возрасте 1 года

5.25 - (0.75 х 111 КТО - для взрослого крупного рогатого скота.

(11-24)

НКТ-39-(ИЗОхТПх0.85)

О')шк- ПТх (НКТ- Вт)/ ИЗО (11-25)

(11-26)

ЧЭпдшк = кпд х ОЭшк

СВП для поддержания = ЧЭпд/ЧЭпдакт (11-27)

Где НКТ = наименьшая критическая температура ("С), ОЗшк = обменная энергия по шкале кондиций, необходимая для стресса от холода (Мкал/сутки), ЧЗндшк = чистая энергия, необходимая для стресса от холода (Мкал/сутки), Кпд = ЧЭпд рациона ' ОЭ рациона, ЧЭпд = чистая энергия, необходимая для поддержания, отрегулированная для акклиматизации и холодного стресса, ЧЭпда = величина чистой энергии рациона для поддержания на активность (Мкал/кг).

Регулирование для прямого влияния теплового стресса

Потребность в ЧЭпд увеличивается при повышении темпера­туры выше термонейтральной из-за расточительности энергии от избытка тепла (NRC, 1996). По причине трудностей в расчетах комплекса взаимосвязей при прогнозировании верхней критической температуры, для регулирования стоимости энергии при расточительном излишке тепла, используется дыхательный индекс (коэффициент ЧЭпд 1.07, если у животного быстрое, поверхностное дыхание или 1.18. если видно очевидное дыхание животного открытым ртом). Более сложная модель была разработана Fox and Tylutki (1998) для расчета действия влажности и температуры сверх нейтральной для потребности энергии на поддержание.

Оценка модели

Влияние температуры, относительной влажности, ветра и волосяного покрова на потребности энергии для поддержания показано в таблице 1 1-4.

Таблица 11-4. Коэффициенты по регулировании) потребности в энергии для поддержания для различных условий окружа­ющей среды •'"

- 12"С

- 23"С

1.17 1,33

1,90 1.74 1.27 2,26

1 ,6 16

Код волосяного покрова - 1.1 "С Скорость ветра (км'ч)

2.Х4

1,41 1,37 1,70 1,80

•' Значение данной температуры, (Темп).

'"'Величины данной ЧЭпд, необходимой для этих условий разделенной потребностью для поддержания без стресса. ^сКод волосяного покрова: 1 — сухой и чистый, 2 - грязный внизу тела (значение не показано), 3 - мокрый и спутанный волос

Влияние акклиматизации рассчитывается использованием средней температуры предыдущего месяца для ПредТемп. Влияние имеющейся температуры окружающей среды па потребности в энергии подсчитываю тс я определением потерь тепла относительно теплопродукции, на основании данной температуры, внутренней и внешней изоляции, скорости ветра. длины волосяного покрова и кондиции животного. Этот расчет очень важен, когда животное находится в условиях ниже модельной низкой критической температуры. Явного влияния нет при 20°С, но когда шкура грязная и температура минус. -12°С, при скорости ветра 16 км/час, потребность для поддер­жания почти в 3 раза выше, чем потребность чистого животного в термонейтральных условиях без ветра. Коэффициент потреб­ности для поддержания, равный 1.17 при - 1.1 °С, при чистом и сухом волосяном покрове отражает регулирование для акклиматизации, так как в этих условиях животное находится над своей более низкой критической температуры. Потребление энергии также влияет на стресс от холода, потому что повышенное потребление ОЭ приводит к большему приросту тепла, который может быть использован для облегчения стресса холода.

2С

Нормы потребности молочного скота в питательных веществах

Таблица 11 -5 показывает предсказываемое действие окружаю­щей среды на состояние телок за 8 недель до отела (Fox and Tylutki, 1998). При термонейтральной температуре (20°С), проверенная модель дает ту же самую потребность, как и NRC (1989). В таблице 11-5 категория «северные» окружающие условия имеет средние месячные температуры, сходные с Северными центральными и Северо-Восточными районами США, в то время, как «юго-западные» отражают средние месячные температуры IOro-Запада Соединенных Штатов. В ситуации 1, кожный покров животного чистый и сухой, в то время, как в ситуации 2. покров умеренно грязный. В ситуации 3 волосяной покров умеренно мокрый со спутанным волосом с апреля по ноябрь и животные содержатся в загонах в грязи (10 см) с ноября по март. Ситуация 4, та же самая ситуация как и 1. но с ветром - 16 км/час. Специфическое влияние температуры и изоляции кожного волосяного покрова показано в таблице 11-4. Доступная энергия для роста животных зависит от взаимосвязей между потреблением сухого вещества (СВП), приростом тепла и изоляцией животного, на изменение которой влияют температура окружающей среды, ветер, продукция тепла животным и его потери. Когда стресс окружающей среды замедляет половое созревание, возраст первого отела увеличивается. Живая масса при 1-м отеле снижается, если стресс окружающей среды проявляется после оплодотворения.

Таблица 11-5. Прогнозируемое влияние 4-х условий окружаю­щей среды на телок

Нейтральн.¹ Северный регион " Юго-западный регион ^L
112 3 4 I 2 3 4

(.ПР.

ккеутки 0.94 0,88 0.60 0.53 0,68 0,88 0,88 0,78 0,88

Отел, возраст,

мес. 20.3 21,1 28.5 28.5 25,9 20,7 20,7 22,4 20,7

Ж Мир и

отеле,кг 603 588 560 501 574 580 580 561 580

' Та же самая потребность для поддержания, как и в NRC (1989). " Среднемесячная температура, как и в Северном Центральном и Северо-восточном регионах США. Ситуация: 1 = чистый и сухой покров, 2 = умеренно грязный волосяной покров, 3 = ситуация 2 плюс 10 см грязь с ноября по март, 4 = ситуация 1 плюс скорость ветра 16 км/час.

'Среднемесячная температура, подобная Юго-западному региону США. 'Среднесуточный прирост

REFHRENCES 11

Abdalla, Н. О., D. G. Fox, and M. L. Thonney. 1988. Compensatory gain by Holstein calves after underfeeding protein. J. Anim. Sci. 66:2687-2695.

Abeni, F., L. Calaman, L. Stefanini, and G. Pirlo. 2000. Effects 270

of daily gain in pre- and postpubertal replacement dairy heifers on body condi-tion score, body size, metabolic profile, and future milk production. J. Dairy Sci. 83:1468-1478.

Anrique, R. G., M. L. Thonney, and H. J. Ayala. 1990. Dietary energy losses of cattle influenced by body type, size, sex and intake. Anim. Prod. 50:467-474.

Berthard, G. L., R. E. James, and M. L. McGilliard. 1997. Effect of rumen-undegradable protein and energy on growth and feed efficiency of growing Holstein heifers. J. Dairy Sci. 80:2149-2155.

Cady, R. A., and T. R. Smith. 1996. Economics of heifer raising programs. Proc. Calves, Heifers and Dairy Profitability National Conference. Northeast Regional Agricultural Engineering Sen ice Pub. No. 74 pp. 7-24. Cornell University, Ithaca, NY 14853.

Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization. 1990. Feeding standards for Australian livestock: Ruminants. East Mel-bourne, Victoria, Australia:CSIRO Publications.

Ferguson, J. D., and K. A. Otto. 1989. Managing body condition in cows. Proc. Cornell Nutr. Conf. Feed Manuf. Conf. pp. 75-87.

Foldager, J., and K. Serjsen. 1987. Research in Cattle Production: Danish Status and Perspectives. Tryk Denmark: Landhusholdningsselskabets Forlag.

Fortfn, A., S. Simpfendorfer, J. T. Reid, H. J. Ayala, R. Anrique, and A. F. Kertz. 1980. Effect of level of energy intake and influence of breed and sex on the chemical composition of cattle. J. Anim. Sci. 51:604-614.

Fox, D. G., and J. R. Black. 1984. A system for predicting body composi-tion and performance of growing cattle. J. Anim. Sci. 58:725-739.

Fox, D. О, С J. Sniffen, J. D. O'Connor, J. B. Russell, and P. J. Van Soest 1992. A net carbohydrate and protein system for evaluating cattle diets. III. Cattle requirements and diet adequacy. J. Anim. Sci. 70:3578-3596.

Fox, D. G. and T. P. Tylutki, 1998. Accounting for the effects of environ-ment on the nutrient requirements of dairy cattle. J. Dairy Sci. 81:3085-3095.

Fox, D. G., M. E. Van Amburgh, and T. P. Tylutki. 1999. Predicting requirements for growth, maturity, and body reserves in dairy cattle. J. Dairy Sci. 82:1968-1977.

Garrett. W. N. 1980. Energy utilization by growing cattle as determined in 72 comparative slaughter experiments. Energy Metab. Proc. Symp. 26:3-7.

Garrett, W. N. 1987. Relationship between energy metabolism and the amounts of protein and fat deposited in growing cattle. Energy Metab. Proc. Symp. 32:98-101.

Гл. 12. Питание крупного рогатого скота и окружающая среда

12 Питание крупного рогатого скота и окружающая среда

Молочная индустрия развивается в системе интенсивного управления, в которой коров и телят содержат большими группами. Концентрация большого числа молочного скота в небольших земельных районах для улучшения эффективности производства молока может вызвать проблемы с окружающей средой, если за животными неправильно ухаживают и неправильно кормят. В то же время, любой размер молочного стада, которое имеет неправильное питание и неправильное кормление, уход и программы уборки и хранения навоза имеют тенденцию к загрязнению окружающей среды. Если коров кормят излишними количествами питательных веществ в рационах, которые они не используют эффективно для производства молока, то большие количества питательных веществ будут выделяться в кале и моче, вызывая загрязнение окружающей среды и повышая стоимость производства молока (Chandler, 1996).

Достижения в питании молочного скота является важным фактором в способности молочной индустрии производить питательные, здоровые продукты при экономической стоимости, без загрязнения окружающей среды (Clark and Overton, 1995). Следует продолжать кормить и ухаживать за молочным скотом так, чтобы увеличивать продуктивность и производство молока и молочных компонентов, потому что но потребует меньше коров для производства того же самого количества молока п молочных компонентов; это улучшит )ффективность использования питательных веществ и умень­шит выделение отходов. Хотя высокопродуктивные коровы, как жвачные животные, наиболее эффективны при конверсии питательных веществ кормов в продовольственные продукты для потребления, не все потребленные животными питатель­ные вещества секретируются в молоко. Молочный скот следует кормить так, что бы удовлетворить его потребности с минимальными излишками питательных веществ в рационе и если эффективность использования и молочная продуктив­ность максимальные, то потери питательных веществ в окружающую среду снижаются. Наиболее успешный режим кормления будет такой, который обеспечивает животного питательными веществами в необходимых количествах, чтобы оптимизировать синтез молока и молочных компонентов, максимально улучшить рубцовую ферментацию и развитие микроорганизмов рубца и свести к минимуму потери в окружающую среду. Развитие и адаптация систем улучшенного

кормления молочного скота двигается концепцией управления питанием, чтобы удовлетворить потребности животных в питательных веществах и предупредить загрязнение окружаю-щей среды, что приведет в результате к повышенной эффективности использования питательных веществ. Агентство Защиты Окружающей среды (Э.ПА) США устано­вило определение терминологии «операция кон центри­рованного кормления животных» с целью разрешения потребностей и специальных ограничений по рал ручке загрязнителей с кормовых площадок (Meyer and Mullinax, 1999; Meyer, 2000). ЭПА и Министерство сельского хозяйства США разработали национальное руководство, которое предусмат­ривает соответствующий план управления операциями концентрированного кормления животных. Пользователи должны быть информированными, чтобы быть уверенными в своих действиях в соответствии со всеми федеральными и региональными рекомендациями. Такая активность предпри­нята в связи с тем, что выделяемое количество и запах твердых, жидких и газообразных продуктов, из экскрементов от большого количества животных, сконцентрированных на небольшой территории, недостаточно хорошо перерабаты­вается (Lanyon, 1994; Miner, 1997; Van Horn et al.1994). Большие количества отходов могут создать проблемы с их удалением и запахом, если коровы кормятся по нормам. превышающими потребности в питательных веществах, а отходы неправильно обрабатываются. Детали рекомендаций и будущих планов, если они даны правительством, касаются использования кормов для снижения выделяемых питательных веществ, уборки навоза и хранения, использования навоза и других отходов для сельскохозяйственных культур п земель и хранения отчетов.

С точки зрения окружающей среды, азот и фосфор являются питательными веществами первичного значения, а аммиак. двуокись углерода, сероводород и метан, как газы основного значения (Tamminga, 1992; Chase, 1994; Van Horn et al..l994; Chandler, 1996; Johnson et al.,1996; Koelsch and Lesoing, 1999; Kuipersetal., 1999; Nelson, 1999). Потери других минеральных питательных веществ в выделениях животных, могут стать важными в будущем. Успешно определенные потребности в питательных веществах для молочного скота сведет к минимуму потери питательных веществ в кале, моче и газах. Снижение потерь в отходах от крупного рогатого скот и

Нормы иогребности молочного скота в питательных веществах

разработка хорошей практики уборки и хранения навоза уменьшит проблему влияния и распространения отходов на окружающую среду.

Азот

Азот, является первоначальным элементом в отношении окружающей среды из-за потерь аммиака в воздух и, вследствие этого, загрязнения поверхности воды и почвенных вод (Tamminga, 1992; Van Hornet al., 1994). Большие количества азота приносятся на фермы в покупных кормах. Большое количество азота остается на ферме, нежели используется для молока, тканей животного и урожая, продаваемого с фермы (Korevaar. 1992; Aartsetal.,1992; Klausner. 1993). (Klausner, 1993) показал, что покупные корма поставляли 62-87% общего азота на фермы и что процент общего азота на фермах в кормах увеличивается по мере того, как увеличиваются размер стада и закупки кормов, нежели чем в выращенных на ферме кормах. Процент общего вклада азота, который остается на ферме колеблется между 64 и 76 %, но не касается размера стада (Klausner, 1993). На фермах Голландии остается 85% компонентов азота (Korevaar, 1992). Чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды и гарантировать эффективное использо­вание азота, должен быть разработан план использования питательных веществ для фермы, который определяет движение и количество питательных веществ, входящих и остающихся на ферме; должна быть разработана схема использования питательных веществ, гарантирующая время хранения и применения удобрения для растений, в соответствии с нормами, одновременно с минимальными потерями, а также выбор культур и их ротацию, которые обеспечивают качество кормов, улучшают кругооборот питательных веществ и снижают сток воды и эрозию (Klausner, 1993).

Молочные коровы в среднем секретируют в молоко 25-35% азота от потребленного (Chase. 1994; Chandler, 1996) и почти весь оставшийся азот экскретируется в кале и моче. Van Horn et al.,(1994) установил, что общий экскретируемый азот в продуктах выделений может быть определен вычитанием количества секретируемого в молоке из количества азота потребленного. Скармливание азота сверх потребностей, скармливание чрезмерных количеств рубцового расщепля­емою протеина или скармливание рациона, с несбалан­сированными правильно рубцовым расщепляемым и нерас-щепляемым протеином, аминокислотами или энергией, может увеличить выделение азота в кале и моче (Pell, 1992; St-Pierre andThraen, 1999).

Аммиак или органический азот являются основными формами в навозе (Van Horn et al., 1994). Это азот непереваренного корма, микробного протеина, эндогенного азота и азота мочи и аммиака, экскретируемых в моче. Примерно, 40-50% общего азота, экскретируемого в навозе, является азотом мочевины и аммиака, выделяемых с мочой (Van Horn et al., 1 994). Мочевина быстро превращается в аммиак в присутствии

уреазы. В кислой среде аммиак (NH.) реагирует с Н , образуя негазообразный ион аммиака (NH₄ ); эта реакция предотвра­щает потерю NH₃ в атмосферу. Однако, навоз молочных коров содержит мало кислот для превращения NH, в NH₄ и он выделяет большие количества NH, в атмосферу. Фактически. 50-75% азота может быть потеряно из навоза как NH, до нит­рификации в нитрат (NO,~) (Van Horn et al.,( 1994).Чрезмерные концентрации NH, в тесных помещениях может снизить общее состояние животных и потенциально угрожать здоровью коровам и человеку. В добавление, выделяемый в воздух NH, может вызвать кислотный дождь. Если чрезмерные количества азота вносятся с навозом в землю, N0," может загрязнять поверхностные воды и проникать в подпочвенные воды. В будущем, вероятно, многие аспекты питания молочного скота будут включать повышение эффективности использо­вания азота, включение оптимизации потребления азота. рубцовой ферментации, синтеза микробного протеина и выхода Рубцовых защищенных аминокислот в тонкий кишечник: всасывание и метаболизм азота после всасывания; дальнейшее развитие интегрированных компьютерных моделей, систем кормления, систем управления отходами, основанными на новой научной информации, полученной из научных иссле­дований для определения потребностей в питательных веществах, повышение эффективности использования пита­тельных веществ и снижение экскреции питательных веществ в окружающую среду (Clark and Overtoil. 1995). Будет трудным определить точное количество сырого протеина для включения в рацион, который обеспечит оптимальный результат во всех ситуациях. Количество сырою протеина, необходимого в рационе, будет зависеть от удоя молока, процента протеина в молоке, степени роста, размера тела, количества и типа энергии рациона, состава аминокислот и расщепляемое™ протеина рациона. Скармливание рационов, которые не удовлетворяют потребности микроорганизмов рубца и молочных коров, снижает переваримость питательных веществ и производство молока, а также молочных компо­нентов. Адекватное обеспечение азотом является сущест­венным для максимальной переваримости углеводов в рубце (Oldham, 1984). Углеводы составляют наибольший процент в рационах молочных коров и все, что повышает переваримость углеводов, увеличивает доступность энергии коровам, уменьшает объем выделяемого навоза и снижает проблемы по удалению отходов. И, наоборот, скармливание рационов. которые содержат слишком много сырого протеина является расточительным, вредным для окружающей среды, неэф­фективным для молочного скота, потому что энергия должна быть использована для синтеза мочевины, которая выделяется с мочой и является дорогой для фермеров, так как протеин не используется для продуктивных функций молочных коров. Скармливание высококачественного грубого корма, который производится на ферме, будет улучшать управление пита­тельными веществами и увеличивать потребление сухого вещества (СВ). Максимальное потребление СВ позволит производителям молока скармливать рационы, которые

274

Гл. 12. Питание крупного рогатого скота и окружающая среда

содержат более низкий процент сырого протеина и улучшит эффективность использования азота молочными коровами и снизят количество протеиновых добавок, которые должны быть закуплены (Chase, 1994). 5% увеличения потребления СВ снижает процент сырого протеина, необходимого в рационах, примерно на 1% (Chase, 1994). Скармливание общих смешан­ных рационов, составленных из проанализированных кормовых средств для обеспечения точным количеством питательных веществ, необходимых молочным коровам, на основе их молочной продуктивности, состава молока, размера тела и с гатуса беременности, будет существенным для максимальной эффективности использования азота и минимального загряз­нения окружающей среды.

Оптимизация рубцовой ферментации, синтез микробного протеина и выход отдельных питательных веществ в тонкий кишечник молочного скота предполагает возможность улучшения регулирования питания (Clark and Davis, 1983). Во время рубцовой ферментации протеин рационов расщепляется в смесь пептидов, аминокислот и аммиака и это обеспечивает предшественников для синтеза микробного протеина. Избыток аммиака всасывается через стенки рубца и транспортируется в печень, где обезвреживается путем синтеза мочевины. Мочевина, которая не попадает снова в кишечный тракт, выделяется с мочой. Это способствует потерям азота от коров в окружающую среду. Как азот, так и углеводы необходимы для роста микробов, синхронизация распада углеводов и протеина может повысить включение азота в микробный протеин. (Hoover and Stokes. 1991; Clark et al., 1992). Переваримость сухого нещества. эффективность синтеза микробного протеина в рубце были максимальными при содержании в рационе 10-13% СВ, как рубцового расщепляемого протеина и 56% общих углеводов, как неструктурных углеводов (Hoover and Stokes, 1991); однако, необходимо дальнейшее выяснение этих результатов. Увеличение потребления корма и количества переваренного органического вещества в рубце, будет снабжать дополнительной энергией, как топливо, рост микроорганизмов, если будет адекватное обеспечение протеином и углеводами и их синхронизированной деградации (Clark et al.,1992). Быстрый рост микроорганизмов, одновре­менно с быстрым их потоком в гонкий кишечник, который происходит от увеличения потребления корма, будет снижать рециркуляцию энергии и азоча в рубце из-за снижения лизиса клеток; это снизит также потребности на поддержание и останется больше питательных веществ для роста микроор­ганизмов (Clark et al., 1992; Russel et al., 1992). Микробный протеин обеспечивает большое количество общих аминокислот, приходящих в тонкий кишечник, поэтому различия в потоке отдельных аминокислот в кишечник при скармливаемых различных рационах, часто являются незначи­тельными (Clark et al., 1992). С точки зрения управления питанием в перспективе, существенным является то, что использование аминокислот будет оптимизированным для производства молока и протеина молока, если молочные коровы способны использовать сырой протеин из рациона наиболее эффективно.

Schwab (1994) сообщал, что метионин и лизин были лимити­рующими для производства молока и молочного протеина, когда их было на 5 и 15%, соответственно, меньше от общего количества незаменимых аминокислот, поступающих в тонкий кишечник. Скармливание коровам протеиновых добавок низкой рубцовой расщепляемое™ не имело постоянного увеличения поступлений метионина и лизина в тонкий кишечник, вероятии, из-за того, что синтез микробного протеина часто снижался (Clark et al.,1992). Хотя в некоторых ситуациях поступление метионина и лизина в тонкий кишечник может увеличиваться, поступление других аминокислот в кишечник, вероятно, будет' также увеличиваться и желаемое соотношение аминокислот будет сбалансировано неправильно, в результате будет их неэффективное использование. Скармливание рационов с низкими концентрациями сырого протеина с дополнительными сбалансированными количествами рубцово-защищенных аминокислот должно минимизировать экскрецию азота в моче. Вклад небольших количеств пептидов к микробиальному росту в рубце молочных коров не показал определенного коли­чественного влияния. Рубцовые микроорганизмы могут транспортировать пептиды быстрее и эффективнее, чем отдельные аминокислоты (Chen et al.,1987), а рост и эффектив­ность роста рубцовых бактерий улучшается, когда они обеспечиваются аминокислотами и пептидами, в противовес мочевине (Maeng and Baldwin, 1976a, b; Maeng et a 1.. 1476). Поэтому имеется потенциал для повышения эффективности синтеза микробного протеина путем манипулирования количества и состава пептидов, которые поступают микроор­ганизмам рубца.

Имеется мало доступных данных, чтобы определить коли­чественное всасывание и обмен аминокислот во внутренних тканях лактирующих коров, но использование многих аминокислот внутренними органами является существенным (Reeynolds et al.,1994). Более того, вклад пептидов во всасывание аминокислот и их транспортировку относительно неизвестен (Reeynolds et al., 1994). Значительные количества аминокислот, вероятно, всасываются из кишок, как короткие пептиды (Webb et al.,1992, 1993), но чтобы лучше понять всасывание и обмен аминокислот и пептидов в тканях лактирующих коров, необходимы исследования. Данные по влиянию количеств и состава пептидов на рубцовые микроор­ганизмы, ткани молочного скота могли бы раскрыть механиз­мы, которые улучшат эффективность использования азота и уменьшить его выход в мочу и кал.

Фосфор

В некоторых регионах Соединенных Штатов и во многих других странах, количества отходов, которые происходят от фермерских операций, регулируются и ограничиваются законом. Например, в Нидерландах в 1987 году были установлены законы, которые ограничивали количество фосфора, который мог быть внесен в землю в количестве до 55 кг/гектар. Это соответствовало ограничению сельского

Нормы потребности молочного скота в питательных веществах

хозяйства иметь 3-х коров или 17 свиней на гектар (Korevaar den Boer. 1990). Контролирующие агентства обычно уделяют особое внимание роли фосфатов, как загрязнителям окружаю­щей среды, так как они относительно легко измеряются и не улетучиваются или выщелачиваются, как происходит с азотом, экскретируемым в навоз и вносимым в почву. Фосфаты в навозе, который вносится в почву, обычно адсорбируются на частицах почвы, так что они не выщелачиваются в водный стол или водяные потоки, следовательно, они встраиваются в почву (Pierzynski et al., 1994). Они будут смываться в водные потоки с почвой и вызывать заботу относительно окружающей среды, потому что они рассматриваются как питательные вещества, которые тормозят рост большинства водных растений. (Sharpley et al., 1994). С точки зрения регулирования, также вероятно, что если чрезмерные количества фосфатов экскретируются и вносятся в землю, то и чрезмерные количества азота также теряются в окружающую среду. Почти две третьих фосфора обнаруженного в обычных кормовых средствах является недоступным для нежвачных животных, потому что он связан с органическими кислыми фитатами. В противоположность им, рубцовые микроор­ганизмы эффективно разрушают фитаты, делая большую часть фосфора рациона доступным для жвачных животных. В модели Субкомитета, коэффициент абсорбции фосфора из рациона составляет 64% для грубых кормов, 70% для концентратов и более 70% для большинства неорганических источников фосфора.

Как только потребность в фосфоре для коров удовлетворена рационом, большая часть его излишков будет выделена в кале и моче. Morse et al.,(1992) скармливали лактирующим голштинским коровам рационы, которые содержали 0.30, 0.41 и 0.56%, обеспечивающие 60, 82 и 112 г фосфора в сутки, соответственно. На основе норм потребностей NRC 1989 года, коровам было скормлено 79, 108 и 147 % их потребности в фосфоре. В соответствии с настоящей моделью этого издания, коровам требовался рацион, который бы обеспечивал фосфором в количестве 58-62 г в сутки. Коровы, потребившие 60 г/сутки фосфора в рационе, что было меньше, чем требовалось, выделяли 42.1 г фосфора в кале и моче. Коровы, потребившие 82 г/сутки фосфора, выделяли 50.6 г/сутки фосфора или 5 г на каждые 22 г фосфора, полученного в избытке от потребности. Коровы, получавшие 112 г/сутки фосфора, выделяли 79.9 г в кал и мочу. Увеличение потребления фосфора в рационе с 82 г/сутки до 112 г/сутки (30 г увеличения) увеличило экскрецию фосфора в кал и мочу на 29.3 г/сутки. Wu et al., (1998) и Sftter and Wu, (1999) показали, что потери фекального фосфора значительно увеличивались сразу, как только потребность животных была удовлетворена, которая составляла около 0.35% фосфора в их эксперименте. Они также показали, что потребность в фосфоре может быть удовлетворена рационном, которая ниже потребности, предложенной NRC в 1989 году, а именно в рационе для коров в начале лактации 0.48% и 0.41% в рационе в конце лактации.

276

Многие рационы для молочных коров содержат фосфор в избытке от потребности коров. Обзор специалистов по кормлению показывает, что средняя концентрация фосфора в рационах, скармливаемых коммерческим стадам, была около 0.52% для высокопродуктивных молочных коров (Sansinena et al.,1999).

Резюме

Молочный скот необходимо кормить так, чтобы удовлетво­рить, но не превышать его потргбности в питательных веществах. Скармливание рационов, которые являются дефицитными в любом питательном веществе, будет снижать производство молока и молочных компонентов; скармливание чрезмерных количеств питательных веществ будет снижать эффективность их усвоения, которое выражается в увеличении выделений питательных веществ в окружающую среду. увеличении стоимости производства молока, снижении доходов для производителен молока и увеличении стоимости молочных продуктов для потребителей. Производство молока молочными коровами вызывает потери питательных веществ в кале и моче, которые не могут быть предотвращены. Поскольку питательные вещества накапливаются на молочных фермах, они должны быть управляемы так, чтобы обеспечить эффективный кругооборот с минимумом ущерба на окружаю­щую среду.

EFERENCES 12

Aarts, Н. F. М., Е. Е. Biewinga, and H. Van Keulen. 1992. Dairy farming systems based on efficient nutrient management. Neth. J. Agric. Sci. 40:285-299.

Chandler, P. T. 1996. Environmental challenges as related to animal agriculture—dairy, pp. 7-19 in Nutrient Management of Food Animals to Enhance and Protect the Environment. E. T. Korngay ed. CRC Press, Inc., Boca Raton, FL.

Chase, L. E. 1994. Environmental considerations in developing dairy rations, pp. 56-62 in Proc. Cornell Nutr. Conf. Feed Manuf. Roches-ter, NY. Cornell Univ., Ithaca, NY.

Chen, G., J. B. Russell, and С J. Sniffen. 1987. A procedure for measuring peptides in rumen fluid and evidence that peptide uptake can be a rate-limiting step in ruminal protein degradation. J. Dairy Sci. 70:1211-1219.

Clark, J. H., and С L. Davis. 1983. Future improvement of milk produc-tion: Potential for nutritional improvement. J. Animal Sci. 57:750-764.

Clark, J. H., T. H. Klusmeyer, and M. R. Cameron. 1992. Microbial

Гл. 13. Химия углеводов и переработка кормов

13 Химия углеводов и переработка кормов

НЕСТРУКТУРНЫЕ УГЛЕВОДЫ

Легко переваримые углеводы кормов не имеют удовлетво­ри юльной системы классификации, даже несмотря на то, что они представляют основной источник энергии в кормах. Причиной отсутствия адекватного определения частично является разнообразие химических фракций и ограниченное количество научных исследований в отношении их специфи­ческих характеристик питательности. Неструктурными углеводами (НСУ) являются углеводы, которые не включа­ются в матрицы стенок клеток и они не входят в нейтрально детергентную клетчатку (НДК). По такому определению, в НСУ включаются сахара, крахмал, органические кислоты и лругие резервные углеводы, такие как фруктаны. НСУ можно классифицировать на водорастворимые (включая моносахариды, дисахариды. олигосахариды и некоторые полисахариды) и большое число полисахаридов, нераствори­мых в воде. Водорастворимые НСУ, такие как сахара (глюкоза и фруктоза) и дисахариды (сахароза и лактоза), легко ферменти­руемые в рубце, составляют значительные фракции некоторых кормов (меласса, сахарная свекла, сахарный тростник и молочная сыворотка). Содержание Сахаров в свежей траве злаковых и бобовых культур является вариабильным и может быть более 10% от сухого вещества (СВ), но в сене и силосе их меньше из-за потерь за счет ферментации и дыхания растений. Травы умеренного климата откладывают фруктаны в листьях и стеблях, как водорастворимые соединения. Содержание фруктозанов повышается в холодную погоду и их количество, например, у многолетнего райграса в прохладный сезон может увеличиться на 30% (от СВ) (Van Soest, 1983). Хотя водораст­воримые углеводы в отдельных кормах могут быть в значи­тельных количествах, но их концентрация в рационах жвачных, и основном, низкая. Галактаны представляют собой запасы углеводов у бобовых растений, а В-глкжан смолы обнаружены в отрубях ячменя, овса и ржи. а также в стенках клеток трав (Aman and Hesselman, 1985). Пектины связаны со стенками клеток, но они не связаны ковалентно к лигниновой части и почти полностью перевариваются (90 - 100%) в рубце. В цитрусовом и свекольном жоме, лузге соевых бобов, грубых кормах двудольных бобовых культур содержание пектинов (по сухому веществу) высокое, но низкое в злаковых растениях (Allen and Knowlton, 1995). Основные запасы углеводов большинства злаковых культур представлены крахмалом. Он

представлен двумя основными молекулами: амилозой и амилопектином. Амилоза является линейным полимером б 1 -4, D-глюкозы, в то время как амилопектин является ответв­ленным полимером с линейной цепью б D-глюкозы, у которой ответвляется от 20 до 25 единиц глюкозы (French. 1973). Большинство грубых кормов содержат мало крахмала, за исключением силосов малых зерновых культур (пшеница, ячмень, овес, рожь) (10-20%, в сухом веществе) и кукурузно­го силоса (25-35% СВ). Деградация крахмала в рубце является вариабельной и может быть от 40 до 90%, в зависимости от источника, переработки и других факторов.

Методы анализа

Нейтральная детергентная клетчатка

Точность данных по составу кормов и потребности по НДК и НСУ подвергаются риску отсутствием стандартных методов Фракция НДК включает целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин как основные компоненты. Имеются три основные модифи­кации методов определения НДК, каждая из которых дает различные показатели, в зависимости от анализируемых кормов. В оригинальных методах исследований (Van Soest and Wine, 1967; Goering and Van Soest, 1970) используют сульфит натрия для удаления загрязняющих протеинов из НДК посредством расщепления дисульфидных связей и раство­рения многих протеинов с перекрестными связями. Было обнаружено, что этот метод неадекватно удаляет крахмал из зерна и кукурузного силоса. Предложена модификация метода, которая включает теплостабильный фермент амилазу для удаления крахмала. Но при этом из процесса исключают сульфиты, из-за возможной потери лигнина и фенольпых соединений (Van Soest et al.,1991). Была разработана модификация метода с обработкой НДК амилазой (аНДК) для определения НДК всех видов кормов, с использованием, как-теплоустойчивой амилазы, так и сульфат натрия, чтобы получить НДК с наименьшим загрязнением крахмалом и протеином. Метод для НДК был принят Национальной Ассоциацией по испытанию фуража (Undersander et al., 1993). оценен в совместном исследовании с АОАС и принят как официальный метод. Использование сульфита натрия имеет решающее значение для удаления азотистых веществ из кормов, прошедших Teiuiode. обработку (Hintz et al., 1996).

Нормы потребности молочного скота в питательных веществах

Если целью является точное определение общей клетчатки в кормах с минимальным остаточным переваримым протеином или крахмалом, то аНДК-метод будет предпочтительным. Сульфит натрия улучшает фильтрацию осадка клетчатки во время НДК-процедуры и дает возможность использовать этот способ для всех кормов и их смесей, включая корма и протеиновые добавки, прошедшие тепловую обработку. аНДК метод не может быть использован для определения фракции медленно распадающейся фракции (ВЗ) протеина в кормах в «Модели чистого протеина и углеводов», которая определяется по разнице между нейтральным детергентным нерастворимым сырым протеином (определяемым без использования сульфита натрия) и кислотным детергентным нерастворимым сырым протеином. В случае, если НДК определяют без использования сульфита Na. её, вероятно, следует скорректировать по остаточному (загрязненному) протеину. Однако, для обычных анализов аНДК-процедура обеспечит точное содержание НДК с минимальным «загрязнением» (остатком) протеина или крахмала. Показатели НДК в таблице 1 5-1 получены по методу с использованием амилазы и сульфата.

Нейтральный детергентный нерастворимый азот

Азот, связанный с НДК, в основном, представлен протеином стенок клеток плюс другие азотистые вещества, а также непереваримый азот, найденный в кислотно-детергентном остатке. Большинство связанного в стенках клеток протеина ковалентно соединено с углеводами гемицеллюлозы (Fry, 1988). Азот нерастворим в нейтрально-детергентном растворе (НДНА). но растворим в кислотном детергенте, переварим и состоит из медленно распадающегося протеина (Licito et al., 1996). Richard (1977) сообщал о положительной корреляции между медленно растворимым азотом НДНА в образцах кормов. Krishnamoorthy el al.,( 1982) показали, что свыше 30% общего азота грубых кормов и ферментированного зерна представлял НДНА (сульфит не использовали). Загрязнение протеином НДК не означает основную проблему для необработанных теплом грубых кормов, но нейтрально-детергентный нерастворимый протеин (НДНП), все еще имеется в пределах от 8 до 12% от НДК с сульфитом. В некоторых концентрированных кормах, таких как в зерне спиртовой или пивной барды, загрязнение сырым протеином может значи­тельно уменьшить ценность НДК. Концентрация НДНП (как процент НДК) может быть высокой, как 40% (Weiss et al., 1989). Добавление сульфита к раствору НДК снижает загрязнение сырым протеином, но количественно не удаляет все загряз­нение (Dong and Rasco, 1987). Стандартизация процедуры разделения на фракции азота в кормах для жвачных приведены в обзоре Lieitra et al., 1 996.