Повышение молочной продуктивности животных тесно связано с нормальным течением физиологических процессов в организме, важнейшая роль среди которых принадлежит пищеварению. Пищеварительная система наиболее динамична в организме жвачных животных и имеет разнообразный диапазон приспособительных изменений [2]. Связано это с неравномерным поступлением корма, а также качественным и количественным набором в нем питательных веществ. Местом основных процессов бактериальной ферментации питательных веществ корма является рубец. В рубце жвачных обитает множество разнообразных микроорганизмов – бактерий и простейших.
Жизнедеятельность специфической популяции микроорганизмов поддерживается определенными условиями, соответствующим ассортиментом кормов и их качеством (И.А. Долгов, 2002).
Однако, как показывает практика, в производственных условиях слабая кормовая база и плохое качество кормов ведет к нарушению обменных процессов и соответственному снижению молочной продуктивности животных. В связи с этим метаболические процессы в рубце жвачных животных способствуют изменению активной реакции среды, как правило, в кислую сторону, что негативно влияет на общий микробиоценоз.
Для коррекции нарушений метаболизма и достижения генетически заданной продуктивности у коров некоторые авторы предлагают использовать кормовые добавки, имеющие в своем составе комплекс витаминов, микроэлементов и углеводный компонент (Г.П. Белехов, 1965, Б.Б. Тараканов, 2003).
Большинство добавок, производимых в промышленности, являются дорогостоящими и из-за недостаточного финансирования хозяйств не могут быть приобретены. Поэтому в настоящее время целесообразно использовать кормовые добавки, приготовленные на основе сырья местного «происхождения». Сапропель и сапроверм как природные минеральные подкормки имеют низкую себестоимость и обладают высокой усвояемостью входящих в их состав компонентов. Эти добавки способствуют нормализации рубцового пищеварения жвачных животных.
Цель исследования состояла в сравнении влияния сапропеля и сапроверма при включении их в рацион на количественный состав инфузорий и бактерий и, как следствие, содержания летучих жирных кислот в рубцовом содержимом коров симментальской породы.
Материалы и методы исследований
Экспериментальную часть работы проводили в условиях ООО «Ясные Поляны» Троицкого района Челябинской области. Для проведения эксперимента по принципу пар-аналогов (с учетом живой массы, уровня продуктивности и физиологического состояния) было отобрано 7 групп коров симментальской породы австрийской селекции по 10 голов в каждой. Животные контрольной группы получали основной рацион; 2, 3 и 4 опытных групп в дополнение к основному рациону – сапропель в количестве 300, 450 и 600 г на голову в сутки; 5,6 и 7 – сапроверм в количестве 420, 570 и 720 г на голову в сутки. Во время проведения эксперимента животные находились в одинаковых условиях кормления и содержания. Сапропель и сапроверм добавляли в концентрированный корм во время утреннего кормления в течение 15 дней, затем делали 15-дневный перерыв. Введение в рацион добавок проводили в указанной последовательности трижды.
Сапропель представляет собой илистые отложения в основном пресноводных водоемов, содержащие большое количество органических веществ в коллоидном состоянии. Сапропелевые кормовые добавки являются источником минеральных и биологически активных веществ. До настоящего времени проблема массового освоения озерных сапропелей с комплексным их использованием находится практически в начальной стадии.
Сапроверм состоит из сапропеля и вспученного вермикулита, который представляет собой природный минерал из группы гидрослюд, легкий, сыпучий и пористый материал. Вермикулит является эффективным сорбентом, обладающим высокими ионообменными свойствами по отношению к большой группе опасных в экологическом отношении веществ: ионам металлов, нитратов и нитритов, соединений хлора, фтора и серы.
Оценку состояния рубцового пищеварения производили зондированием животных и взятием содержимого за час до кормления.
В содержимом исследовали: величину рН электрометрическим методом с помощью рН-метра; концентрацию аммиака микродиффузным методом по Конвею (И.П. Кондрахин, 2004); общую концентрацию летучих жирных кислот (ЛЖК) – масляной, пропионовой и уксусной – по методу Маркгама (И.П. Кондрахин, 2004); количество инфузорий подсчитывали в камере Горяева (И.П. Кондрахин, 2004); общее количество бактерий подсчитывали под микроскопом в мазке содержимого рубца (И.П. Кондрахин, 2004).
Полученный материал обрабатывали методом вариационной статистики (Н.А. Плохинский, 1969), достоверность разницы величин рассчитывали по Стъюденту.
Результаты исследований и их обсуждение
Исследования показали, что скармливание дойным коровам сапропеля и сапроверма сопровождалось существенным изменением микрофлоры преджелудков. Как видно из табл. 1, в рубце коров опытных групп активная реакция среды находится в пределах физиологической нормы (Н.В. Курилов, 1982). В контрольной группе она была выше, чем в опытных группах. Максимальная разница по данному показателю была получена между 6 опытной группой и контролем (0,17 единиц) при Р < 0,001, а минимальная – 0,07единиц (Р < 0,001) в сравнении с 4 опытной группой относительно контрольных аналогов. Уровень водородного показателя тесно связан с интенсивностью углеводного обмена, важнейшим показателем которого является концентрация ЛЖК. Летучие жирные кислоты, образующиеся в процессе микробной ферментации из углеводов, всасываясь через эпителий преджелудков, обеспечивают не менее 40–60 % потребности в энергии. Соотношение трех основных высокомолекулярных кислот в преджелудках – уксусной, пропионовой и масляной – зависит от соотношения и структуры рациона, соотношения питательных веществ в нем (соотношение легко- и труднорастворимых углеводов, белков и углеводов), которые создают более или менее благоприятные условия для бактерий (Н.В. Курилов, А.П. Кроткова, 1971).
Уксусная кислота в организме жвачных используется для синтеза высокомолекулярных жирных кислот. Также она расходуется на синтез заменимых аминокислот, холестерина и желчных кислот; холина в печени и слизистой оболочки рубца, вместе с масляной кислотой являются предшественниками жира в молоке (А.А. Алиев, 1997). Пропионовая кислота для жвачных животных является источником глюкозы, а предшественником ее в рубце является молочная кислота. Она образуется из легкоусвояемых углеводов-сахаров, крахмала, не накапливается в рубце и через трансформацию преобразуется в пропионовую кислоту.
Концентрация летучих жирных кислот в рубцовом содержимом коров контрольной группы была самой низкой. При включении в рацион животных сапропеля величина этого показателя увеличилась во 2-й группе на 5,9 %, в 3-ей 13,2 % и в 4-й – 9,9 % ; при скармливании сапроверма – увеличилась в 5-й группе на 16,5 %, в 6-й на 21,6 % и в 7-й – 17,8 %. При изучении ЛЖК установлено, что в опытных группах после введения сапропеля и сапроверма увеличилась концентрация уксусной кислоты в пределах нормативных данных. Наибольшая ее концентрация была обнаружена в 3-й и 6-й опытных группах, что составляет 69,45 и 70,14 % соответственно. В этих группах было наиболее оптимальное соотношение летучих жирных кислот в содержимом рубца. Содержание пропионовой и масляной кислот в опытных группах незначительно колебалось относительно контрольных аналогов.
Таблица 1
Показатели рубцового пищеварения (n = 10, X ± Sx)
|
Показатель |
Группы |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
рН |
6,61 ± 0,02 |
6,53 ± 0,01*** |
6,52 ± 0,01*** |
6,54 ± 0,01*** |
6,5 ± 0,01*** |
6,44 ± 0,02*** |
6,46 ± 0,02*** |
|
Аммиак, мг/ % |
10,34 ± 0,02 |
10,19 ± 0,04** |
9,99 ± 0,06*** |
10,07 ± 0,05*** |
9,96 ± 0,05*** |
9,7 ± 0,05*** |
9,78 ± 0,06*** |
|
Общее содержание ЛЖК, ммоль/л |
93,8 ± 1,11 |
99,4 ± 0,87*** |
106,2 ± 1,90*** |
103,13 ± 1,39*** |
109,27 ± 2,12*** |
114,07 ± 2,67*** |
111,33 ± 2,07*** |
|
В т.ч. уксусная, % |
66,16 ± 0,21 |
67,82 ± 0,04*** |
69,45 ± 0,06*** |
68,67 ± 0,02*** |
69,55 ± 0,07*** |
70,14 ± 0,16*** |
69,85 ± 0,09*** |
|
Пропионовая, % |
19,54 ± 0,11 |
19,48 ± 0,1 |
19,09 ± 0,15** |
19,3 ± 0,11* |
18,91 ± 0,2*** |
18,39 ± 0,28*** |
18,56 ± 0,25*** |
|
Масляная, % |
14,29 ± 0,14*** |
12,7 ± 0,18*** |
11,46 ± 0,09*** |
12,03 ± 0,13*** |
11,54 ± 0,11*** |
11,47 ± 0,13*** |
11,59 ± 0,16*** |
Примечания: Р < 0,05; **Р < 0,01; ***Р < 0,001.
Количество аммиака в контрольной группе было выше, чем в опытных группах. Наименьшее содержание его наблюдалось в 6-й и 3-й опытных группах, что было ниже контрольных аналогов на 3,5 и 6,6 % (Р < 0,001). Это доказывает более эффективное использование протеина микрофлорой рубца и положительное влияние наших минеральных добавок в целом на процессы пищеварения в рубце.
Бактерии и простейшие рубца играют основную роль в пищеварительных процессах преджелудков, поскольку ни слюна, ни слизистая оболочка преджелудков жвачных не содержат пищеварительных ферментов (Х. Бергнер, Х.Л. Кетц, 1973). Другие обширные группы микроорганизмов рубца – простейшие. Нарушение работы протозойной фауны отрицательно сказывается на деятельности пищеварительной системы жвачных животных и организме в целом.
Многими исследователями доказано, что белки инфузорий биологически полноценней, чем белки бактерий.
В рубце наряду с бактериями обитает масса простейших — очень мелких жгутиконосцев и инфузорий, так как здесь создаются весьма благоприятные условия для их развития (табл. 2). Рубцовая микрофлора синтезирует все заменимые и незаменимы аминокислоты. Поэтому уровень жизнедеятельности микрофауны рубца оказывает прямое влияние на состояние обменных процессов и здоровье жвачных животных.
Таблица 2
Уровень микробиальной массы в содержимом рубца (n = 10, X ± Sx)
|
Показатель |
Группы |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Содержание бактерий, млрд/мл |
10,21 ± 0,35 |
10,77 ± 0,17* |
11,05 ± 0,2** |
10,94 ± 0,11* |
11,48 ± 0,19* |
11,73 ± 0,43** |
11,62 ± 0,26 |
|
Содержание инфузорий, тыс./мл |
538 ± 53,27 |
551 ± 45,54 |
647 ± 48,73** |
584 ± 51,9** |
657 ± 41,34* |
689 ± 37,81** |
671 ± 47,4* |
Примечание. Р < 0,05; **Р < 0,01; ***Р < 0,001.
Из данных таблицы видно, что с введением сапропеля и сапроверма в рацион дойных коров количество бактерий увеличилось на 5,5–14,9 %. Благодаря их ферментному расщеплению питательных веществ корма происходит сложный процесс брожения, который увеличивает усвояемость, следовательно, увеличение их количества способствует улучшению бродильных процессов в рубце животных.
Количество инфузорий также имело тенденцию к увеличению в содержимом рубца животных опытных групп и составило 551–689 тыс./мл по сравнению с контрольными аналогами. Наибольшее увеличение значения этого показателя было у коров 3-й и 6-й опытных групп, что было выше, чем в контрольной группе на 20,3 и 28,1 % (Р < 0,01).
Выводы
Введение сапропеля и сапроверма дойным коровам на протяжении 3 месяцев способствовало достоверному увеличению численности бактерий и простейших на 5,5–8,2; 12,4–14,9 % и соответственно на 2,4–20,3; 22,1–28,1 % относительно контрольных аналогов. И, как следствие, в рубцовом содержимом всех опытных групп возросло количество метаболитов углеводного обмена – летучих жирных кислот – относительно контрольной группы на 6,0–21,6 %. При этом их соотношение было наиболее благоприятным для улучшения качественных показателей молока. Кислотность содержимого рубца у всех опытных коров находилась в более оптимальных пределах относительно контрольных аналогов.
Рецензенты:
Горелик О.В., д.с-х.н., профессор, декан факультета биотехнологии, заведующая кафедрой «Технологии производства и переработки продуктов животноводства», ФГБОУ ВПО УГАВМ, Челябинская область, г. Троицк;
Овчинникова Л.Ю., д.с.-х.н., профессор, заведующая кафедрой «Генетика и разведение сельскохозяйственных животных», ФГБОУ ВПО УГАВМ, г. Троицк.
Работа поступила в редакцию 01.08.2013.