Занятие № 5 (лекция 2 ч) Тема: Оценка питательности кормов по перевариваемым питательным веществам

Занятие № 5 (лекция 2 ч)

Тема: Оценка питательности кормов по перевариваемым питательным веществам

Вопросы:

1.Переваривание корма как первый этап питания организма.

2.Методы определения переваримости  питательных веществ кормов.

3.Коэффициент переваримости кормов.

4.Факторы, влияющие на переваримость кормов.

1. В процессе пищеварения корм сначала подвергается механической обработке - измельчению разжевыванием, а затем химической - с помощью протеолитических, липолитических и амилолитических ферментов, вырабатываемых железами пищеварительного канала. Одновременно корм подвергается и биологической обработке под действием микроорганизмов, особенно у жвачных животных. Если в растительных кормах преобладают углеводы (клетчатка, крахмал), то в теле животных в небольшом количестве находятся только сахар и гликоген. Значительные отличия установлены по составу и физическим свойствам растительного и животного белка, а также растительных масел и животных жиров. Следовательно, растительные органические вещества претерпевают существенные изменения в пищеварительном тракте сельскохозяйственных животных, прежде чем стать составной частью их тела. Поэтому изучение процесса переваривания различных кормов животными является необходимым элементом при оценке их питательной ценности.

Пищеварительный процесс у всех сельскохозяйственных животных складывается из механической обработки корма (разжевывание), химической (ферментация) и биологической с помощью микроорганизмов пищеварительного тракта. Степень переваривания кормов и извлечения из них доступных питательных веществ зависит от анатомического строения и функциональных особенностей пищеварительной системы у различных видов сельскохозяйственных животных.

В связи с этим их делят на две основные группы: в первую группу входят жвачные животные (крупный рогатый скот, овцы, козы, верблюды, северные олени, буйволы, яки, зебу), отличающиеся наличием четырехкамерного желудка (рубец, сетка, книжка, сычуг); во вторую группу входят животные с однокамерным желудком, так называемые моногастричные — свиньи, лошади, собаки, пушные звери. К этой группе относят также птиц (уток, гусей, кур, индеек, цесарок, перепелов, голубей), имеющих двухкамерный желудок.

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

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

питательное вещество корма – питательное вещество кала = переваренное питательное вещество.

2. Методы оценки переваримости кормов.

Основным и наиболее точным методом определения переваримости питательных веществ кормов является проведение специальных опытов на животных. Существует несколько методов: балансовый, основанный на законе сохранения веществ и энергии; контрольных животных; научно-хозяйственных и производственных опытов; меченых атомов. Для проведения опыта необходимо отобрать 3-5 здоровых животных одинакового возраста, живой массы и физиологического состояния. При необходимости проводят дегельминтизацию у свиней и птицы. У птиц для отдельного сбора кала и мочи проводят специальную операцию.

Основной задачей при проведении опытов по определению переваримости корма животными является точный учет съеденного корма и выделенного кала. Поэтому весь опыт подразделяется на два периода –

подготовительный и учетный. В подготовительный период достигается полное удаление из пищеварительного тракта остатков прежнего корма. Продолжительность его составляет 10-15 дней для жвачных и лошадей и 7-

10 дней – для свиней и птицы. Учетный период опыта продолжается от 5 до 10 дней в зависимости от вида животных. В этот период учитывают количество съеденного корма, его остатки и количество выделенного кала. Отбирают средние образцы корма и кала для проведения химического анализа на содержание основных органических веществ. На период проведения балансового опыта животных помещают в специальные станки с индивидуальной кормушкой и поилкой и специальными приспособлениями для сбора кала. Выемку и учет кала производят не реже 2-3 раз в сутки от мелких животных. В опытах на крупных животных (коровы, лошади и др.) кал собирают и учитывают постоянно по мере его выделения.

Метод основан на учете поступления и выделения азота, углерода и энергии. Приход и расход воды, минеральных веществ и витаминов в организме не учитываются, поскольку они не являются источниками энергии в питании животных.

По балансу азота определяют использование (усвоение) протеина корма, прирост или убыль белка в теле животного. Для того чтобы составить баланс азота в организме, необходимо знать содержание азота в корме и выделениях (кале, моче, молоке).

Азот, поступающий в организм животного с кормом, переваривается, часть его удерживается в организме, а остальная часть выделяется с калом, мочой и продукцией (молоко, яйцо и др.). Баланс азота можно представить в следующем виде:

N корма = N кала + N мочи + N отложений

В ряде случаев учитывают азот, выделенный с продукцией. В организме животного баланс азота может быть положительным, отрицательным и нулевым. Положительный баланс азота характерен для молодых, растущих животных, в достаточном количестве обеспеченных кормовым протеином. Отрицательный баланс азота наблюдается при дефиците протеина в рационе, а также у высокопродуктивных самок в разгар лактации. Нулевой баланс азота возникает тогда, когда поступление протеина с кормом обеспечивает только обменные процессы организма, а у лактирующих самок — и образование молока. Определение баланса азота проводят по такой же методике, как и опыты по переваримости, но дополнительно учитывают количество мочи.

По балансу углерода определяют использование (усвоение) углеводов и жиров корма, а также величину отложения жира в организме животных. Баланс углерода в организме животного можно рассчитать следующим образом:

C корма = C кала +C мочи + C продуктов дыхания + C кишечных газов + C отложений или выделенный с продукцией

Б а л а н с э н е р г и и . По балансу энергии в организме животных определяют использование органического вещества в целом (протеина, жира и углеводов) и энергетическую питательность кормов.

Химические превращения переваримых органических веществ в организме животного неотделимы от обмена энергии и являются лишь различными формами одного и того же процесса жизнедеятельности. Поэтому об изменениях, происходящих в организме животного под влиянием кормления, судят и по балансу энергии:

Экорма (валовая) =Экала +Эмочи +Эметана+Этеплоты+Эпродукции (молока. прироста и др.)

Чтобы определить валовую энергию корма, энергию кала и мочи, их навеску сжигают в специальных калориметрах. О теплоте, выделяемой при сгорании различных питательных веществ в организме животных, дают представление следующие данные: 1 г переваримого жира выделяет 9,5 ккал (39,7 кДж), 1 г переваримого белка — 5,7 (23,3 кДж), 1 г переваримых углеводов -4,2 ккал (17,5 кДж) обменной энергии.

Энергия корма за минусом энергии кала, мочи и кишечных газов (метана) характеризует обменную энергию. За счет обменной энергии происходит вся внутренняя работа организма животного, связанная с пищеварением, дыханием, кровообращением, межуточным обменом, функциями внутренней секреции, нервной системы и др. Энергия, затраченная на работу внутренних органов, характеризуется как энергия теплоты (теплопродукция), которая определяется в специальных респирационных аппаратах. Остальная обменная энергия идет на механическую работу (например, у лошадей) или же остается в организме как потенциальная: энергия белка и жира, откладываемых в теле или выделяемых в продукции, производимой животными (например, в молоке).

Использование органических веществ корма (белков, жиров и углеводов) определяется двумя коэффициентами, характеризующими процентное соотношение энергии продукции от валовой и обменной энергии.

Переваримая энергия (ПЭ) — энергия, остающаяся в организме животного после переваривания корма. Определяют ее по разности между валовой энергией (ВЭ) и энергией (Э), выделившейся с калом:

ПЭ = ВЭ — Э кала.

Обменную энергию (ОЭ) определяют по разности между валовой энергией корма (рациона) и ее потерями с калом, мочой и кишечными газами:

ОЭ = ВЭ – Э кала – Э мочи – Э кишечных газов или ОЭ = ПЭ — Э мочи – Э кишечных газов

Обменная энергия в организме животного расходуется на теплопродукцию, связанную с использованием питательных веществ рациона, и на энергию, содержащуюся в образовавшейся продукции.

Общая теплопродукция представляет собой сумму затрат обменной энергии на поддержание жизни организма и теплоприращение, необходимое для использования питательных веществ. Затраты ОЭ на поддержание жизни условно можно разделить на постоянные и переменные.

Постоянные затраты следует рассматривать как минимальные затраты обменной энергии для основного обмена (поддержания жизни), которые связаны с процессами дыхания, кровообращения, функционированием эндокринной, нервной и других систем.

Переменные затраты энергии связаны с работой, которая необходима для переваривания кормов поддерживающего рациона, для обменных превращений питательных веществ. Часть обменной энергии кроме основного обмена расходуется на переваривание, всасывание и превращение питательных веществ, используемых на рост, отложение белка и жира, репродукцию, образование молока, яиц, шерсти и на физическую работу. Эта часть обменной энергии представляет собой сумму энергии, заключенной в образовавшейся продукции, и энергии теплоприращения для образования продукции.

Теплопродукцию у животных определяют прямым и косвенным путем с помощью аппаратуры для изучения газоэнергетического обмена.

Для определения теплопродукции прямым путем используют калориметры - воздухонепроницаемые камеры, оборудованные приспособлениями для кормления, поения животных, сбора кала и мочи. Калориметры бывают двух видов. В одних из них теплоту, выделяемую животным, определяют по разности температур поступившего и удаляемого воздуха из камеры с учетом скорости его движения, в других - по повышению температуры окружающих камеру стен.

Для определения теплопродукции косвенным путем используют респирационные аппараты, с помощью которых учитывают количество выделенных животным газообразных продуктов, а также количество потребленного кислорода и выделившегося с мочой азота.

По количеству выделенного диоксида углерода и потребленного кислорода определяют респирационный коэффициент - отношение выделенного животным диоксида углерода к потребленному кислороду.

Респирационный коэффициент при окислении в организме животного углеводов равен 1, жиров - 0,7, протеина - 0,8. На 1 мл потребленного кислорода при окислении углеводов в организме животного выделяется 21,1 МДж, а жира - 19,6 МДж энергии. При окислении 1 г протеина в организме образуется 18 МДж энергии.

Необходимо отметить, что 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. В качестве лучшего инертного индикатора применяют окись хрома, окись железа, сульфат бария, которые в определенном количестве добавляют к испытуемому корму и равномерно перемешивают. Инертное вещество в процессе переваривания корма не усваивается и выделяется с калом. Из выделенного кала или взятого рукой из прямой кишки через анальное отверстие у крупных животных отбирают средний образец каловых масс для химического анализа.

Переваримость рассчитывают по специальной формуле, отражающей соотношение между питательными и инертными веществами:

% инертных в-в в корме % питат. в-в в кале

КП % = 100 – (100 · ––––––––––––––––––––– · ––––––––––––––––––)

% инертных в-в в кале % питат. в-в в корме

Благодаря этому методу можно определить не только количество усвоенных (задержанных) в организме элементов, но и их использование отдельными органами, тканями, железами, т.е. выяснить многие стороны обмена веществ у животных.

Метод контрольных животных. Применяют для определения материальных изменений в теле только растущих и откармливаемых животных, по которым судят об использовании питательных ве ществ кормов при разных условиях кормления.

Сущность этого метода сводится к следующему: подбирают несколько групп животных, по возможности однотипных (аналогов) по происхождению, возрасту, полу, живой массе, упитанности и состоянию здоровья. Перед опытом из каждой группы убивают 1-2 животных и определяют во всех продуктах убоя содержание белка и жира. Оставшихся животных на протяжении определенного периода опыта кормят изучаемыми рационами или отдельными кормами, которые входят в

состав кормового рациона в большем количестве, чем в других вариантах опыта. В конце опыта из каждой группы убивают по 3-5 животных. Раз-ница в составе тела животных, убитых до и после опыта, покажет влияние рациона или дополнительно съеденного корма на отложение белка и жира.

Метод научно-хозяйственных опытов и производственных наблюдений. Применяя данный метод, можно определить конечный результат использования питательных веществ кормов животными. В этом случае о влиянии кормления на ход обменных процессов и физиологическое состояние животных можно судить только предположительно.

Этим методом определяют использование питательных веществ кормов по расходу (затратам) сырых и переваримых питательных веществ (в кормовых единицах) на производство продукции (молоко у лактирующих животных, прирост живой массы у растущих и откармливаемых животных, прирост шерсти у овец, 10 шт. яиц у сельскохозяйственной птицы). При этом считается, что чем меньше расход корма на получение единицы продукции, тем выше использование питательных веществ кормов рациона. Основное требование этого метода в производственных условиях — учет количества и питательности потребленных кормов, продуктивности животных.

Об эффективности использования кормов можно судить и по внешним признакам состояния животных, их здоровью, воспроизводству (плодовитость, жизнеспособность потомства и др.).

3.Знание переваримости кормов (основных питательных веществ) разными видами сельскохозяйственных 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.

Коэффициент переваренное питательное в-во, г

переваримости = –––––––––––––––––––––––––––––– · 100

(КП), % съеденное питательное в-во, г

Чем выше коэффициенты переваримости белков, жиров и углеводов, тем лучше питательная ценность корма.

4. Факторы, влияющие на переваримость кормов.

Прежде всего, на переваримость кормов оказывает значительное влияние анатомо-морфологические особенности пищеварительного аппарата разных видов сельскохозяйственных животных и птицы.

Наибольшее сходство в переваривании кормов и особенно зерновых и сочных наблюдается у жвачных – крупного рогатого скота, овец и коз. Однако крупный рогатый скот лучше переваривает органическое вещество (на 10 %) и клетчатку (на 14 %) из грубых кормов (овсяной соломы), чем овцы.

Значительно хуже перевариваются питательные вещества грубых кормов лошадями и свиньями.

Из сельскохозяйственных животных птица хуже всех переваривает органическое вещество и особенно клетчатку.

Существенные колебания коэффициентов переваримости питательных веществ корма отмечаются у животных одинакового возраста одной породы. Эти различия особенно существенны при переваривании смешанных рационов (до 6 %) и незначительны на рационах из концентрированных кормов и корнеплодов (до 3 %).

Степень переваримости разных видов кормов в значительной мере определяется возрастом животных и развитием у них пищеварительной

системы. Становление пищеварительной системы у разных видов сельскохозяйственных животных заканчивается к 4–6 месяцам. В раннем возрасте телята, ягнята и поросята очень хорошо усваивают (до 98 %) только молочные корма. Степень же усвоения питательных веществ растительных кормов достигает максимума только к окончанию развития пищеварительной системы. Старые животные хуже переваривают питательные вещества.

Наибольшее влияние на переваривание имеют клетчатка и протеин.

Установлено, что с увеличением содержания клетчатки в отдельном корме или кормовой смеси переваримость всех питательных веществ значительно снижается. Обобщение данных по переваримости органического вещества кормов разными видами животных в зависимости от содержания клетчатки позволило установить зависимость между этими показателями и вывести следующие уравнения регрессии:

крупный рогатый скот: у = 90,1-0,88 х, свиньи: у = 92,1-1,68 х,

лошади: у = 97,0-1,26 х, куры: у = 88,1-2,33 х,

где у – коэффициент переваримости органического вещества; х – содержание клетчатки в сухом веществе корма, %.

Переваривание питательных веществ кормов разными видами животных во многом определяется уровнем и доступностью протеина.

Многочисленными исследованиями установлено, что у взрослых жвачных высокая переваримость корма возможна при содержании в нем 8-10 частей переваримых безазотистых веществ (считая и жир, умноженный на 2,25) на одну часть переваримого протеина. Поэтому для контроля рациона рекомендуется определять отношение питательных веществ, или протеиновое отношение.

Протеиновое Перев. клетчатка, г + Перев. жир · 2,25 + Перев. БЭВ

отношение = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

(ПО) Переваримый протеин, г

При более широком отношении безазотистых питательных веществ к протеину (более 10:1) у жвачных животных наблюдается понижение переваримости углеводов и протеина.

Для молодых растущих животных всех видов протеиновое отношение в рационе должно быть более узким (5-6:1).

Для свиней протеиновое отношение может быть в пределах 12:1.

На переваримость питательных веществ оказывают влияние и содержащиеся в кормах в различном количестве минеральные вещества и витамины. При оптимальном уровне содержания они предотвращают расстройства пищеварения у животных, усиливают моторную функцию пищеварительного тракта, нормализуют обмен веществ в организме.

Повышению переваримости питательных веществ кормов способствует и правильная подготовка их к скармливанию животным

– степень измельчения, физическая форма (гранулы, брикеты, степень увлажнения), специальная обработка кормов с высоким уровнем клетчатки и др. Все эти приемы обеспечивают наибольшую доступность питательных веществ для животных, облегчают механическую и ферментативную переработку кормов в пищеварительном канале, а также улучшают вкусовые свойства корма и аппетит у животных.

Переваривающая способность пищеварительного тракта в значительной степени определяется скармливанием продуктивным животным не отдельных кормов, а полноценных, сбалансированных по всем питательным и биологически активным веществам кормовых смесей. При этом для большинства кормовых смесей рекомендуется использовать специальные белково-витаминные добавки, изготовляемые в специализированных цехах комбикормовых заводов.

Повышение переваримости питательных веществ во многом зависит также и от класса качества кормов в период их заготовки и хранения. При снижении класса качества основных объемистых кормов (сена, сенажа и силоса) содержание в них переваримого протеина, сахара, доступной клетчатки, витаминов и минеральных веществ снижается в 1,5-2 раза, что в значительной степени снижает в целом переваривание и продуктивную ценность данных кормов.

Контрольные вопросы:

1. Какие вещества называются переваренными.

2. Опишите основные методы определения ППВ?

3. Что такое коэффициент переваримости и что он означает?

4. Перечислите факторы влияющие на повышение переваримости?

Информационное обеспечение обучения:

1. Рядчиков, В.Г. Основы питания и кормления сельскохозяйственных животных: учебник: электронно-библиотечная система: сайт / В.Г. Рядчиков. — Санкт-Петербург: Лань, 2015. С.45-58.

Дополнительные источники:

1. Хазиахметов Ф.С. Рациональное кормление животных [Электронный ресурс]: учеб.пособие - Электрон. дан. - Санкт-Петербург: Лань, 2017. – С. 138-155 - Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/93711.