Оценка питательности кормов

[Введите текст]

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Санкт-Петербургская Государственная Академия Ветеринарной Медицины Кафедра кормления животных

КУРСОВАЯ РАБОТА

ТЕМА: «ОЦЕНКА ПИТАТЕЛЬНОСТИ КОРМОВ»

Санкт-Петербург

1. Понятие о питательности кормов

1.1 Корма, их питательность и ее физиологическое значение

Характер кормления сельскохозяйственных животных является одним из важнейших факторов, оказывающих многообразное воздействие на функциональную и морфологическую изменчивость животного организма.

В первую очередь, кормление оказывает влияние на пищеварительную систему животных, непосредственно связанную функционально с переработкой и усвоением корма. Посредством пищеварительной системы влияние кормления распространяется на органы и системы организма, участвующие в усвоении питательных веществ. Таким образом, кормление оказывает влияние на весь организм в целом, изменяя общее состояние животного.

Влияние различных кормов на секреторную деятельность пищеварительных желез и активность пищеварительных ферментов доказано многочисленными исследованиями академика И. П. Павлова.

Исследованиями Н. П. Чирвинского доказано влияние структуры и типа кормления на изменчивость пищеварительного тракта животных. В опытах у ягнят, выращенных на объемистых кормах, длина кишечника оказалась на 6 м больше, чем у ягнят, выращенных на концентрированных кормах. При этом объем желудка в расчете на 1 кг живой массы составлял соответственно 800 — 900 и 270 мл.

Под влиянием различного кормления, а именно при изменении процентных соотношений в рационах объемистых и концентрированных кормов, у молодняка крупного рогатого скота и свиней также были выявлены значительные различия в развитии преджелудков, длине кишечника и их переваривающей способности.

Характер кормления отражается не только на развитии и росте животных, а также на функциях органов дыхания и кровообращения, телосложении и химическом составе органов и тканей организма. Обильное кормление ускоряет рост и увеличивает массу животных, тем самым способствуя рациональному использованию корма. Недостаточное кормление, как правило, значительно замедляет рост и развитие животных и увеличивает риск возникновения многочисленных незаразных заболеваний (гиповитаминозы, костные заболевания, нарушения в обмене веществ), что резко снижает их продуктивность, сроки хозяйственного использования и качество продукции.

Характер кормления оказывает решающую роль в воспроизводстве животных, совершенствовании существующих и создании новых пород и типов животных. Установлено, что количество и качество мужских и женских половых клеток, их способность к оплодотворению, эмбриональному развитию и качеству приплода зависит от уровня кормления самцов-производителей и самок различных видов животных. Недостаточное кормление животных понижает способность к оплодотворению и является причиной рождения слабого, нежизнеспособного потомства.

Кормление животных играет решающую роль в племенном деле. Передовая наука и практика животноводства показали, что высокопродуктивные породы сельскохозяйственных животных можно создать только при условии хорошего, целенаправленного их кормления в различные возрастные и физиологические периоды. Установлено, что ценные качества животных невозможно сохранять без хорошего кормления. Породный скот быстро «вырождается», теряет свои качества при плохом кормлении, что в полной мере согласуется с мнением академика М. Ф. Иванова: «Корма и кормление оказывают гораздо большее влияние на организм животного, чем порода и происхождение». Таким образом, все вышесказанное подчеркивает многообразное влияние кормления на сельскохозяйственных животных, их природу и продуктивность. Поэтому, чтобы успешно использовать в практике животноводства это могучее средство воздействия на животных, необходимо знать физиологическое значение применяемых кормов и всех питательных веществ, содержащихся в них.

Питательные вещества кормов необходимы животному как источник энергии для жизнедеятельности организма: поддержания температуры, выполнения работы, как источник структурного материала для образования органов и тканей, секреции молока и для отложения резервных веществ в теле, а так же как источник веществ, участвующих в регуляции обмена в клетках и жидкостях тела.. Чем полнее корм удовлетворяет эти потребности животного, тем он питательнее.

Принятые из внешней среды в виде корма питательные вещества подвергаются в организме физическим и биохимическим превращениям; часть из них усваивается и ассимилируется организмом, неиспользованная часть удаляется из организма с калом, кишечными газами, мочой и углекислым газом выдыхаемого воздуха.

Под кормами следует понимать специально приготовленные физиологически приемлемые продукты растительного, животного и микробного происхождения, содержащие в доступной форме необходимые животному энергию, питательные и биологически активные вещества, обеспечивающие нормальные физиологические функции и качество получаемой от животного продукции. Чем больше в корме питательных веществ, тем выше его питательность. Но высокое содержание одного какого-либо питательного вещества в корме не дает основания сделать заключение о высокой питательности корма вообще. Идеальных кормов, удовлетворяющих потребность животных во всех питательных веществах, не существует.

Под питательностью следует понимать свойство корма удовлетворять разносторонние естественные потребности животных в пище. В зависимости от того, какие стороны потребности животного организма и в какой степени удовлетворяет корм, его питательность подразделяют на общую, или энергетическую, белковую, или протеиновую, минеральную и витаминную.

Животные разных видов и возраста различаются по способности извлекать из кормов нужные им факторы и преобразовывать их, что обуславливает различия в питательности одних и тех же кормов для разных видов животных.

Чтобы иметь объективное представление о питательности того или иного корма и ее изменчивости под влиянием разных факторов, необходимо знать содержание в кормах основных питательных и биологически активных веществ. Иначе говоря, необходимо знать химический состав кормов, их переваримость и использование животными разных видов, возраста, направления и уровня продуктивности при содержании в различных хозяйственных условиях. Следовательно, питательность корма может быть определена по результатам изменения физиологического состояния животного и учета его продуктивности.

Доказано, что в случае некоторого временного недостатка питания животные могут существовать за счет депонированных в теле веществ. Такие случаи могут наблюдаться при временном повышении потребностей, связанных с изменением физиологического состояния, например, с беременностью, или иными исключительными обстоятельствами.

Депонирование имеет место в условиях интенсивного питания. Накопление жира в теле представляется широко известным. Белок может накапливаться в печени, в мышечной ткани и в коже. Минеральные соли депонируются в костной ткани. Депонирование витаминов приведено в таблице 1.

корм питательность состав азот Таблица 1 — Концентрация витаминов в органах и тканях животных и в растениях

Заимствование веществ из депо приводит к истощению запасов, после чего их следует восстановить, чтобы организм имел возможность обратиться к ним в тех случаях, когда в этом возникает необходимость, иногда неожиданная.

Так как в настоящее время известно, какие вещества, соединения и элементы и в какой форме или состоянии необходимы или полезны животным, задачи оценки питательности сводятся в выяснению — присутствуют ли в кормах нужные вещества и соответствует ли их форма, состояние и количество потребностям конкретных животных.

Определение присутствия тех или иных веществ в корме требует изучения его химического состава, а решение вопроса о форме, состоянии или доступности для животных — постановки опытов для определения переваримости и использования питательных веществ животными.

Питательность характеризуется почти семьюдесятью различными показателями. Бульшая часть из них определяется путем химического анализа и является показателем валового содержания данного вещества в корме, причем не все показатели определяются для разных кормов и случаев кормления. Так, данные об аминокислотах и значительной части витаминов нужны при оценке кормов для свиней и птицы, о легкопереваримых углеводах — при оценке питательности для жвачных и т. д. Но в любом случае показатели химического состава являются основой оценки питательности, так как они дают ей разностороннюю и очень подробную характеристику.

1.2 Химический состав тела животных и растений

По своему химическому составу живые организмы существенно отличаются от окружающей среды. Большинство химических компонентов живых организмов являются соединениями, в которых углерод содержится в восстановленной или гидрированной форме, азот связан с другими элементами в сложные органические соединения. В неживой природе углерод и азот распростанены значительно меньше и встречаются в виде простых соединений, как диоксид углерода, молекулярный азот, карбонаты и нитраты.

Высшие животные — гетеротрофные организмы, не способные синтезировать органические вещества своего тела и продукции из неорганических соединений. Их пищей служит органическое вещество, синтезированное автотрофами — растениями и другими организмами, способными к утилизации простых неорганических соединений. В связи с этим состав тела животных и потребляемого корма не имеет принципиальных различий по набору органических и минеральных соединений, но их количества колеблются в широких пределах.

Почти все известные химические элементы (их 105) обнаруживаются в том или ином количестве в теле животных и растениях. Из них 6 — углерод, водород, кислород, азот (органогены), кальций и фосфор (минеральные вещества) — составляют около 98,5% вещества тела животного и растения, а остальные содержатся в незначительных количествах от тысячных до миллионных частей массы организма. Сюда относятся элементы калий, сера, натрий, хлор, магний, железо, йод, фтор, кремний, цинк, никель, кобальт, медь, марганец, мышьяк, бор, молибден, алюминий, селен.

Бульшая часть из них незаменима для жизнедеятельности как животных, так и растений, некоторые как магний, йод, кобальт необходимы только животным, другие — бор, алюминий — только растениям.

Элементы входят в состав химических соединений организма животных и растений как вода, минеральные и органические вещества. Однако, в составе сухого вещества тела животных преобладают протеин и жир, тогда как у большинства растений сухое вещество в основном представлено углеводами: клетчаткой, крахмалом, и др. Содержание углеводов в животном организме очень низкое. Это связано с различием состава стенки растительной клетки (в основном целлюлоза) и животной (белок, фосфолипиды). В растениях же протеин представлен в основном различными ферментами, и как структурное вещество он не характерен для растительной ткани, в отличие от животной ткани, в которой из белка состоят мышцы, кожа, ее производные и т. д. Помимо этого, энергетическим ресурсом растений являются углеводы, а у животных энергия в основном сосредоточена в жировых депо.

Итак, в результате питания вещества кормов преобразуются в вещества тела и продукцию животных, претерпевая бульшие либо меньшие изменения в зависимости от природы, свойств веществ корма и особенностей ЖКТ животного организма, поэтому необходимо знать химическое строение и специфические свойства веществ кормов. С учетом комплексной оценки этих данных отдельные корма включают в рационы в количествах, обеспечивающих их общую (энергетическую) питательность и соотношение питательных веществ, соответствующее потребностям животных.

2. Оценка питательности кормов по химическому составу

В зоотехническом анализе весь набор соединений, входящих в состав кормов, принято идентифицировать по группам. В основу группировки положено их сходство по элементарному составу, структурной организации и функциональным свойствам. В соответствии со схемой зоотехнического анализа в корме определяется 6 групп веществ: вода, сырая зола, сырой жир, сырой протеин, вырая клетчатка, безазотистые экстрактивные вещества.

Термин «сырой» означает, что в данной группе содержится не только чистое вещество, но и другие сопутствующие соединения, определяемые совместно. Например, сырой жир включает в себя нейтральный жир, воска, жироподобные и растворимые в жире красящие вещества и т. д. Это все вещества, растворимые в эфире, бензине и других органических растворителях.

Схема зоотехнического анализа кормов применяется как при анализе кормов растительного происхождения, так и животного, за исключением определения сырой клетчатки, так как она отсутствует в теле животного.

Рис. 1 — Схема зоотехнического анализа кормов

2.1 Неорганическая часть

Вода. В составе растений вода находится в четырех состояниях: поверхностно-активная, капиллярно-пористая, внутриклеточная и жесткосвязанная. Первые три группы считаются свободной водой, она подвижна, в ней растворяются различные вещества. Жесткосвязанная вода входит в состав мицелл различных гидрофильных коллоидов: белка, крахмала и др.

Все химические и физико-химические реакции в растительных и животных организмах протекают в водной среде. Кроме того, вода принимает активное участие во многих реакциях обмена: гидролизе, окислении, процессах гидратации, набухания коллоидов и т. д. В связи с большими тепловыми константами (высокая удельная теплоемкость, хорошая теплопроводность и большая скрытая теплота испарения) вода играет значительную роль в регуляции температуры тела. Вода служит транспортным средством при переносе питательных веществ кровью — 90 — 92% воды, в составе слюны воды 99,5%, в желудочном и кишечном соке — 97%. Моча, с которой удаляются продукты обмена веществ, содержит более 95% воды. В коровьем молоке в среднем содержится 87% воды.

Содержание воды в теле животных изменяется с возрастом: от 80% у молодняка до 50% у взрослых животных. Для любого организма важно поддерживать определенный уровень воды в теле. От недостатка воды животные погибают быстрее, чем от недостатка пищи, и в зависимости от видовых и физиологических особенностей потребляют на 1 кг сухого вещества корма в среднем: свиньи — 7 — 8 л, крупный рогатый скот — 4 — 7 л, лошади, овцы, козы — 2 — 3 л, куры — 1 — 1,5 л. По мере накопления в организме взрослых откармливаемых животных жира содержание воды в нем значительно снижается. Потребность животных в воде возрастает при повышении температуры воздуха.

Источником воды для животных являются: питьевая вода; вода, присутствующая в пище; метаболическая вода, образующаяся в результате реакций в обменных процессах в самом организме.

Содержание воды в кормах (в %):

жмыхи, шроты, жом, травяная мука до 10,

зерна, семена, мучные корма 12 — 14,

сено, солома 15 — 20,

зеленый корм 70 — 85,

силос 65 — 85,

сенаж 45 — 60,

корнеплоды, клубнеплоды 80 — 92,

барда, свежий жом, мезга 90 — 95.

С повышением в корме воды снижается содержание сухого вещества и его питательная ценность (см. таб. 3). От уровня содержания воды в тех или иных кормах зависят их технологические свойства и пригодность к смешиванию, гранулированию, брикетированию, транспортированию и хранению. Повышенная влажность кормов способствует развитию нежелательных ферментативных процессов и ведет к резкому снижению питательности и качества кормов.

Неорганическое вещество, или сырая зола, представляет собой несгораемый остаток растительной или животной ткани и может содержать все элементы, кроме водорода, углерода и азота. Доля минеральных элементов в сухом веществе растений — около 5%. В составе органов и тканей животного организма и его продуктов (молока, яиц, шерсти) содержатся около 40 минеральных элементов, которые абсолютно необходимы для роста молодых и поддержания здоровья взрослых животных, а так же для их нормального размножения. Щелочные элементы чаще всего находятся в кормах в виде солей органических и минеральных кислот. Определенные количества фосфора, серы, кремния, железа, магния и других элементов обнаруживают в органических соединениях, а именно белках, липидах, углеводах.

В зависимости от количественного содержания в теле животных минеральные элементы делят на две группы: макрои микроэлементы, причем количество микроэлементов выражают не в процентах, а в миллиграммах на 1 кг.

При балансировании рационов необходимо учитывать взаимодействие отдельных минеральных веществ друг с другом, поскольку элементы могут являться функциональными синергистами или антагонистами (см. таб. 4), так же одни элементы способны повышать или угнетать всасывание других в ЖКТ.

Рис. 2 — Схема взаимодействия минеральных элементов в организме животных Макроэлементы. В эту группу входят кальций, магний, калий, натрий, фосфор, хлор, сера.

Кальций содержится в теле животных в наибольшем количестве. Он входит в состав скелета, зубов (около 99% от всего содержащегося в теле количества). Кальций — важный компонент большинства клеток и тканевых жидкостей. Он требуется для нормального течения лактации, является активатором ферментной системы свертывания крови, необходим для функционирования сердца, нервов, мышц, регулирует проницаемость клеточных мембран, влияет на доступность фосфора и цинка при использовании кормов.

При недостатке кальция нарушается нормальное формироавние костяка, возможно заболевание рахитом. У взрослых животных недостаток кальция вызывает остеомаляцию. У кур-несушек симптомами недостаточности кальция являются размягчение клюва и костей, замедленный рост, искривление конечностей. Недостаток этого элемента является основной причиной родильного пареза молочного скота.

Фосфор тесно связан с кальцием в организме. Он также входит в состав костной ткани, содержится в фосфопротеинах, нуклеиновых кислотах, фосфолипидах, играет важную роль в углеводном обмене.

Фосфор — незаменимый компонент клеточных белков, служит активатором ряда ферментов, участвует в создании буферности в крови и тканях, играет важную роль в биологических реакциях и обмене энергии. При недостатке фосфора наблюдаются признаки остеомаляции и рахита. У крупного рогатого скота при нехватке фосфора отмечается извращение аппетита (животные жуют древесину, кости, другие несъедобные материалы), могут наблюдаться явления мышечной слабости, нарушение плодовитости. Недостаток фосфора в пище оказывает отрицательное влияние на продуктивность коров, а также на рост молодых животных.

Калий, наряду с натрием, хлором и ионами бикарбонатов, как катион играет важную роль в регулировании осмотического давления в биологических жидкостях клеток. Он необходим для синтеза ряда ферментов, нормализации рубцового пищеварения, улучшения аппетита. В практических условиях неизвестны случаи недостаточности калия.

Натрий. Большая часть этого элемента находится в мягких тканях и тканевых жидкостях. Подобно калию натрий участвует в регуляции кислотно-щелочного баланса и осмотического давления, от которого зависит транспорт питательных веществ к клеткам, удаление продуктов обмена и поддержание водного баланса в тканях. Кроме того, натрий необходим для образования желчи. Источником натрия для животных служит поваренная соль, которую в обязательном порядке надо вводить в рационы животных всех видов.

Хлор связан с натрием и калием в регулировании кислотно-щелочного равновесия и осмотического давления. Входит в состав соляной кислоты, в большом количестве вырабатывающейся в желудке. Источником хлора, так же как и натрия, является поваренная соль.

Сера входит в состав белков, витаминов, гормонов. Острого недостатка этого элемента обычно не бывает, поскольку он потребляется главным образом в форме белка, и нехватка серы указывает прежде всего на недостаток протеина. Однако у жвачных, в рационах которых для частичного восполнения недостатка белкового азота используется мочевина, недостаток серы может ограничивать синтез серосодержащих аминокислот.

Магний тесно связан с кальцием и фосфором. Около 70% общего количества магния содержится в костной ткани, остальное количество находится в мягких тканях и жидкостях. Магний способствует регуляции кислотно-щелочного равновесия, активизации многих ферментных систем, в частности активирует фосфатазы и участвует в углеводном обмене.

Симптомы недостатка магния в рационе могут наблюдаться у некоторых видов животных. Так, у взрослых жвачных — это гипомагниемия (магниевая тетания, лактационная тетания). Точные причины гипомагниемии у жвачных неизвестны, хотя имеются предположения, что магний растительных кормов плохо всасывается из пищеварительного канала.

Микроэлементы требуются животным в отличие or макроэлементов в малых количествах.

Железо. Более 90% содержащегося в теле животного железа соединено с белками, особенно с гемоглобином. Кроме того, железо в крови находится в соединении с белком сидерфилином, участвующим в тканевом транспорте железа. Запасная форма железа обнаруживается в составе ферритина (до 20% железа), который присутствует в селезенке, печени, почках и костном мозге. Другим депо железа является гемосидерин (до 35%). Недостаток железа вызывает в первую очередь снижение синтеза гемоглобина, что приводит к анемии, потере аппетита, замедлению роста, повышенной восприимчивости к заболеваниям.

Медь совместно с железом и витамином В12 необходима для нормального синтеза гемоглобина, отдельных ферментных систем, роста волос и их пигментации, воспроизводства и лактации. Недостаток меди вызывает истощение, депигментацию и потерю волос, задержку роста, анемию, хрупкость и недоразвитость костяка, скрытость охоты, извращение аппетита и понос.

Кобальт входит в состав витамина В12 и необходим микроорганизмам рубца для его синтеза. Недостаток кобальта ведет к авитаминозу В12 и проявляется в слабости, истощении и смертельном исходе. Другими симптомами недостаточности кобальтa могут быть потеря аппетита, поедание волоса и шерсти, чешуйчатость кожи, иногда диарея. У крупного рогатого скота и овец возможно заболевание акобальтоз (сухотка), проявляющаяся в нарастающей слабости, падении продуктивности, нарушении половой функции, анемии и истощении.

Йод присутствует в организме животных в небольшом количестве во всех тканях и секретах. Он является составным компонентом гормона тироксина, вырабатываемого щитовидной железой, и при недостатке йода наблюдается снижение синтеза этого важного гормона, что, в свою очередь, ведет к образованию эндемического зеба, рождению слабого и нежизнеспособного потомства.

Марганец содержится в организме в незначительном количестве. Его физиологическое значение — активация ферментативных процессов, связанных с обменом углеводов, белков и липидов.

Недостаток марганца в рационе снижает интенсивность рога животных, нарушает строение костной ткани и функцию размножения. В частности, отмечаются затяжная охота, аборты и случаи уродства. У телят от коров, испытывающих дефицит марганца, нередко бывают деформированные конечности, утолщение суставов, скованность, искривление, слабость, низкая интенсивность роста. У свиней наблюдается хромота. Марганец имеет важное значение в рационе цыплят для предупреждения перозиса (неправильное формирование костей и «соскальзывание сухожилий»). При недостатке его в организме племенной птицы уменьшается толщина скорлупы и ухудшается вывод цыплят.

Цинк содержится во всех тканях, накапливается в большем количестве в костных тканях. Цинк входит в состав некоторых ферментов: карбоангидразы, панкреатической карбоксипептидазы, дегидрогеназы глютаминовой кислоты.

Этот элемент необходим для нормального роста костяка, кожи и волос. Недостаток цинка вызывает паракератоз у телят и свиней. Симптомы этой недостаточности — замедленный рост, плохая оплата корма продукцией и поражение кожи в виде покраснения на животе с последующей сыпью и образованием струпьев. Паракератозу особенно подвержены поросята при интенсивном кормлении сухими кормами. При недостаточности цинка у цыплят задерживается рост, плохо развивается оперение, наблюдается замедленная кальцификация костей и поражения кожи.

Селен. Участвует в реакциях с глютатион-пероксидазой — ферментом, без которого трипептид-глютатион не выполняет роли биологического антиоксиданта в организме. Так же, селен способствует всасыванию витамина E и его использованию. Недостаток селена вызывает потерю аппетита, снижение интенсивности роста, некрозы печени, желто-коричневый оттенок жира туши.

Скармливание микродоз селена в форме селенита натрия предотвращает некроз печени, ликвидирует экссудативный диатез у кур, способствует ликвидации признаков недостаточности витамина Е. В то же время избыточное поступление селена может вызывать заболевание, называемое «щелочная болезнь» и «слепая вертячка», являющиеся хронической формой отравления селеном в результате поедания определенных видов растений, содержащих в 1 кг 10 — 30 мг селена.

Молибден входит в состав фермента ксантиноксидазы, играющего важную роль в пуриновом обмене. Случаев недостаточности молибдена в кормлении животных не зарегистрировано. Возможно антагонистическое действие молибдена на усвоение меди в присутствии кормового фосфата.

Хром находится в организме в связанном состоянии с трансферрином. Когда емкость трансферрина недостаточна, хром соединяется с другими белками. Максимальная концентрация хрома регулярно обнаруживается в почках. В крови часть его связана с белком и в таком виде транспортируется, часть проникает в эритроциты при их формировании. Основная часть хрома локализуется в костяке, мышцах и коже. Богатые этим элементом органы (почки и кровь) депонируют лишь незначительную часть запасов. Физиологическое действие хрома проявляется в активизации фермента фосфоглюкомутазы, стимулирует превращение ацетата в диоксид углерода, холестерин и жирные кислоты.

Фтор. Его основная часть локализуется в костяке. Временными местами депонирования фтора служат почки, надпочечники. Потребленный матерью фтор проникает через плацентарный барьер и накапливается в теле плода. Физиологическая роль элемента связана прежде всего с формированием костной ткани, причем его избыточное поступление может вызвать остеопороз. Фтор используется для формирования вещества зубов. Предполагают, что, осаждаясь на поверхности эмали уже прорезавшихся зубов, соединения фтора создают на них защитный слой.

Опасно избыточное поступление фтора, что вызывает хроническое отравление. Во избежание этого в рационах животных отдельных видов не следует допускать превышение концентрации фтора выше следующих величин (мг в сутки на 1 кг живой массы): крупный рогатый скот — 2, свиньи — 8, кролики — 11 и птица — 35.

2.2 Органическая часть

Органическая часть корма состоит из азотистых (сырой протеин) и безазотистых (сырой жир, сырая клетчатка и безазотистые экстрактивные вещества) веществ.

Сырой протеин — это общее количество азотистых соединений в корме. Его систематическое поступление с пищей необходимо животным, так как протеин в организме непрерывно расходуется, а в случае полного исключения его из рациона животные погибают. Протеин пищи необходим для построения собственных белков тела организма молодняка, для возобновления изношенных тканей взрослых животных, для образования белка молока. Многие белки действуют как ферменты или являются необходимой составной частью ферментов, гормонов, иммунных тел и других жизненно важных веществ, с помощью которых осуществляется и регулируется обмен веществ или создается защита организма. При недостатке в пище углеводов и жира или при избытке в ней протеина, последний может использоваться животными как источник энергии.

Сырой протеин определяется умножением количества азота на коэффициент 6,25 (в сыром протеине содержится в среднем 16% азота, 100:16=6,25). Коэффициент 6,25 не может быть одинаковым для всех кормовых средств ввиду различного содержания азота в их азотистых веществах: для пшеницы, ржи, овса и ячменя он равен 5,83; для кукурузы — 6,25; для жмыхов — 5,3; для бобовых — 6,25; для молока — 6,38.

В состав сырого протеина входят белки и амиды.

Белки — это сложные высокомолекулярные органические соединения. В их состав входит углерод, кислород, водород, азот, сера и некоторые другие элементы в небольших количествах. В организме высшего животного содержится приблизительно 5 млн различных видов белков, молекулы которых построены из остатков 20 различных аминокислот, соединенных в длинные цепи в различной последовательности. В сухом веществе животного организма содержится примерно 45% белков, а в отдельных органах их количество достигает 85%. В растениях белка содержится значительно меньше. Он находится либо в коллоидном состоянии в протоплазме и ядре клеток, либо в твердом или кристаллическом виде, образуя запасный белок семян, зерен и др.

В различных кормах содержание белков колеблется от 3 до 90%. Из растительных кормов много белка в жмыхах и шротах (30 — 40%), зернах бобовых (25 — 30%) и сене бобовых (12 — 15%). Значительно меньше белка в зернах злаков и сене (8 — 12%), совсем мало — в соломе злаков (4 — 6) и корнеплодах (0,5 — 1%). Много белка содержится в отдельных кормах животного происхождения — мясной муке и сушеной крови (70 — 90%).

Амиды — это группа небелковых азотистых соединений, которая состоит из свободных аминокислот, амидов аминокислот, солей аммония, нитратов и нитритов. Основную часть небелковых азотистых соединений растительного корма составляют аминокислоты, амиды аспарагиновой и глютаминовой кислот — аспарагин и глютамин. Количественно амиды определяют по разности между сырым протеином и белком.

Значительная часть амидов является промежуточным продуктом при синтезе белка в растении из неорганических веществ. Амидами богаты растительные зеленые корма (до 30% в протеине), силос и корнеклубнеплоды (до 50% в протеине). В зернах содержится в протеине амидов от 3 до 10%.

Из небелковых азотистых соединений хорошо усваиваются сельскохозяйственными животными только свободные аминокислоты и амиды аминокислот. Такие азотистые соединения как аммонийные соли, нитраты и нитриты хорошо используются только жвачными животными для синтеза микробиального белка. Для животных с однокамерным желудком (свиньи, птица и др.) аммонийные соли и нитраты не могут служить источником азотного питания и при избыточных количествах в рационах вызывают отравления.

Сырой жир — это группа различных по своей химической природе веществ, обладающих свойством растворяться только в органических растворителях (эфир, хлороформ, бензол и др.).

Жир входит в качестве структурного материала в состав протоплазмы клеток растений и животных. В организме животных он играет роль основного запасного вещества. Жир пищи необходим для нормальной работы некоторых пищеварительных желез. Он является источником энергетического питания и носителем растворимых жизненно важных веществ — витаминов. Он играет роль в образовании жира молока. Ненасыщeнныe жирныe кислоты — линолевая, линолeновая и арахидоновая — являются нeзамeнимыми, так как в животном организме эти кислоты не синтезируются, поэтому должны обязательно доставляться с кормом. Подобно витаминам, незаменимые кислоты способствуют росту, нормальному состоянию кожи и предотвращают некоторые нарушения холестеринового обмена.

В сырой жир входят три группы веществ: липиды (жиры и масла), стерины и красящие вещества.

Жиры и масла представляют собой эфиры жирных кислот и трехатомного спирта глицерина.

В состав растительных масел входят в основном низкомолекулярные ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая и линолевая). Они жидкие при комнатной температуре, затвердевают при −10… −25°С.

В составе животных жиров преобладают высокомолекулярные насыщенные (стеорнновая, пальмитиновая и др.) жирные кислоты с точкой плавления выше 16,3°С. При комнатной температуре они находятся в твердом состоянии.

В растительных кормах содержание жира колеблется в широких пределах. В семенах и зернах жира содержится больше, чем в стеблях и листьях. Из зерновых наибольшее количество жира содержится в кукурузе и овсе (5 — 6%), а из масличных культур очень много жира в семенах сои, льна, подсолнечника и рапса (30 — 40%).

Из всех питательных веществ кормов жиры представляют наиболее концентрированный источник энергии. При сгорании 1 г жира выделяется в среднем 38 кДж тепла.

У животных с возрастом идет накопление жира в организме (до 45% от массы тела). Они определяют консистенцию, вкус и запах отдельных продуктов животноводства — сливочного масла, свиного сала и птичьего жира.

Воски — это эфиры жирных кислот и высокомолекулярных одноатомных спиртов. При обычных условиях воски находятся в твердом состоянии. В отличие от жиров, воски очень трудно гидролизуются и не имеют для животных питательной ценности. Их присутствие в корме в больших количествах может завысить его питательную ценность.

Фосфолипиды или фосфатиды имеют для животных очень важное физиологическое значение. Подобно жирам, они являются эфирами жирных кислот и глицерина и содержат фосфор и азот, кроме водорода, углерода и кислорода. Фосфатиды в виде белково-липидных комплексов входят в состав клеток всех живых организмов. Лучшим животным источником фосфатидов (лецитина) являются яйца птицы, растительным — зерна сои, семена подсолнечника.

Гликолипиды — это вещества, в состав которых, помимо жирных кислот и глицерина, входит глюкоза или галактоза. Биологическая ценность гликолипидов, подобно фосфатидам, очень высока.

Стерины — это гидроароматические спирты сложного строения, входят в состав неомыляемых веществ. В животных жирах стерины (холестерин) находятся в небольших количествах (0,2 — 0,5%), в растительных маслах (ситостерины) их несколько больше. Ситостерины не всасываются из кишечника и поэтому не представляют энергетической ценности.

Красящие и другие вещества — хлорофилл, каротиноиды, госсипол и их производные, — содержатся в семенах, входят в состав растительных масел. Кроме этого, в состав неомыляемой части жиров и масел входят жирорастворимые витамины A, D, E и К в небольших количествах.

Сырая клетчатка — это часть корма, остающаяся после кипячения навески в разбавленной кислоте и разбавленной щелочи с последующим промыванием водой, спиртом и эфиром. В ее состав входит вещество клеточных стенок растений — целлюлоза, гемицеллюлоза (пентозаны и гексозаны) и инкрустирующие вещества (лигнин, кутин и суберин).

Питательная ценность сырой клетчатки зависит от содержания целлюлозы, степени лигнификации и фазы вегетации растений. У молодых растений в клеточной оболочке преобладает целлюлоза. По мере старения клеточная стенка утолщается и накапливаются в большей мере лигнин и пентозаны.

Клетки различных частей растений лигнифицируются в разной степени. В стеблях растений процесс накопления сырой клетчатки, а в ней и лигнина, идет быстрее, чем в листьях растений, плодах, корнях и клубнях. С увеличением содержания сырой клетчатки в растительных кормовых культурах их общая питательность снижается.

Безазотистые экстрактивные вещества (БЭВ) — это все безазотистые вещества, кроме жира и сырой клетчатки. Основные представители БЭВ — крахмал, сахара и пентозаны.

Крахмал накапливается в больших количествах в семенах, плодах и клубнях, составляет до 60 — 70% от сухого вещества. Небольшие количества крахмала содержатся в стеблях и листьях растений (около 2%).

В теле животного крахмал представлен гликогеном, который накапливается в основном в печени.

В кормовых культурах крахмал содержится в виде различной величины зерен. Наиболее крупные зерна имеет картофельный крахмал, наиболее мелкий — крахмал риса. На содержание крахмала в растениях оказывают влияние климатические условия, способы приготовления и хранения кормов.

Сахара в растительных кормах представлены моносахаридами (глюкоза и фруктоза), содержащимися в плодах, корнеплодах, дисахаридами (мальтоза и тростниковый сахар), находящимися в большом количестве в сахарной свекле, моркови и сорго. Представителем сахаров животного происхождения является лактоза (молочный сахар), содержащаяся в молоке животных.

Пентозаны — это часть безазотистых экстрактивных веществ (до 25 — 30%) грубых древесных кормов, соломы и сена.

Все применяемые в животноводстве кормовые культуры значительно отличаются друг от друга по содержанию основных питательных веществ, поэтому в практике кормопроизводства проводят зоотехнический анализ кормов, позволяющий оценить питательность корма по химическому составу. К настоящему времени разработаны достоверные методы оценки питательности кормов, которые дают возможность организовать кормление таким образом, чтобы при минимальном расходе кормов получать от животных максимальное количество продукции с сохранением здоровья и нормальных физиологических функций. Все методы оценки основываются на накопленных знаниях как о свойствах самих кормов, так и о процессах преобразования веществ кормов в продукцию в организме животного.

3. Оценка питательности кормов по переваримым питательным веществам

3.1 Переваримость кормов

Прежде чем стать составной частью тела животных, растительные органические вещества претерпевают существенные изменения в пищеварительном тракте. Поступившие питательные вещества в процессе пищеварения переводятся в более простые, растворимые соединения с последующим их всасыванием в кровь и использованием на синтез сложных органических веществ тела.

Пищеварительный процесс у всех животных складывается из механической обработки корма (разжевывание), химической (ферментация) и биологической (с помощью микроорганизмов пищеварительного тракта). При этом, не все составляющие корма могут быть использованы для поддержания жизненных процессов животного организма. Степень переваривания кормов и извлечения из них необходимых питательных веществ зависит от анатомического строения и функциональных особенностей пищеварительной системы у различных видов сельскохозяйственных животных, в связи с чем их делят на две основные группы: жвачные животные, отличающиеся наличием четырехкамерного желудка, и животные с однокамерным желудком (моногастричные). Ко второй группе относят также птиц, имеющих двухкамерный желудок.

В зависимости от характера питания сельскохозяйственные животные имеют различную структуру и форму отделов пищеварительного тракта.

У растительноядных животных (коров, овец, лошадей) хорошо развиты те отделы, в которых происходит переработка клетчатки с участием микроорганизмов (преджелудки и толстый кишечник). Микробиологический аппарат преджедудков позволяет при помощи ферментов, вырабатываемых отдельными видами микробов, переваривать растительную клетчатку, трансформировать аммиачный азот в микробный белок и синтезировать весь комплекс водорастворимых витаминов. У всеядных (свиньи) все отделы желудочно-кишечного тракта развиты равномерно, но основная роль в переваривании корма принадлежит кишечнику, в котором питательные вещества перевариваются с помощью собственных ферментов и ферментов, поступающих с кормами.

С физиологической и биохимической точки зрения, переваримость — это ферментативный гидролиз пищевых полимеров (белков, жиров и углеводов) сначала до промежуточных продуктов, а затем до мономеров — аминокислот, моносахаридов и жирных кислот (таб. 5). Эти вещества легко всасываются в кишечнике и поступают в кровь и лимфу с последующим использованием для синтеза сложных органических соединений тела животных. Непереваренная часть корма выводится из пищеварительного тракта животного в виде кала.

Следовательно, переваримыми называют такие питательные вещества, которые в результате пищеварения поступают в кровь и лимфу.

Таблица 2 — Пищеварительные ферменты

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.

3.2 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 = 37єС 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.

4. 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.