Для выяснения потребности завезенных в регион Нижней Волги симментальских коров австрийской селекции в жизненно важных микроэлементах и определения дозировок их применения нами проведены балансовые опыты на животных – аналогах в зависимости от физиологического состояния и сезонов года [1, 2, 5, 6, 7, 8].
Первый (предварительный) балансовый опыт проведен с целью выяснения потребности животных в микроэлементах в конкретных биогеохимических условиях Астраханской области (табл. 1) для выяснения скрытых гипомикроэлементозов и выбора недостающих организму элементов и определения дозировок их применения.
Баланс кобальта у всех животных был отрицательный. Что явилось одним из факторов необходимости дополнительного внесения кобальта в корма рационов опытных групп в последующих опытах. При этом у коров наблюдались некоторые индивидуальные колебания. Выделение кобальта шло, в обеих группах с калом и небольшое количество – с молоком. В моче и в питьевой воде кобальт был в следовых количествах.
Изучая обмен кобальта, мы параллельно исследовали у тех же коров обмен селена, на фоне хозяйственного рациона, с целью решения вопроса о необходимости дополнительного введения его в рацион.
В среднем из организма коров I группы выделялось – 17,06 мг селена на голову в сутки, а во II – 17,37 мг. Выделение селена, как и кобальта, из организма шло в основном с калом и молоком. Следует отметить, что с мочой коров в этом опыте выделялись практически следовые количества селена. Баланс селена в организме был отрицательным у всех животных и протекал практически на одном уровне.
Баланс йода в организме коров обеих групп был также отрицательным. Животные теряли 0,25–0,71 мг йода из организма в стойловый период. Учитывая низкий уровень кобальта, селена и йода в основных компонентах (почва, вода, растения, корма животных) экосистем Нижней Волги, отрицательные балансы кобальта, селена и йода в организме стельных коров, физиологическую роль этих элементов и явные признаки скрытого гипомикроэлементоза, мы сочли необходимым обогащение кормов коров селеном, кобальтом и йодом, что и было сделано в последующем балансовом опыте.
Таблица 1
Баланс микроэлементов в I предварительном опыте (коровы 4–5 месяцев стельности и в 5–6 месяцев лактации), в мг, n = 20
Элементы |
Получено животными с кормами |
Выведено животными из организма |
Утилизировано животными (баланс ± ) |
Утилизировано в % к поступившему |
|||
кал |
моча |
молоко |
всего |
||||
Кобальт |
17,41 ± 0,9 |
21,91 |
сл. |
0,49 |
22,4 |
–4,99 |
–28,56 ± 1,4 |
17,95 ± 0,8 |
24,20 |
– |
0,30 |
24,50 |
–6,55 |
–36,49 ± 1,2 |
|
Селен |
16,20 ± 1,2 |
17,05 |
сл. |
0,01 |
17,06 |
–1,41 |
–8,70 ± 0,2 |
16,58 ± 1,7 |
17,28 |
сл. |
0,08 |
17,37 |
–0,79 |
–4,76 ± 0,09 |
|
Йод |
4,51 ± 0,39 |
4,61 |
0,27 |
0,04 |
4,92 |
–0,41 |
–9,09 ± 0,08 |
4,32 ± 0,06 |
4,42 |
0,12 |
0,03 |
4,57 |
–0,25 |
–4,79 ± 0,11 |
|
Медь |
172,06 ± 9,5 |
140,38 |
сл. |
1,66 |
142,04 |
+30,02 |
+17,45 ± 1,4 |
172,14 ± 9,6 |
117,17 |
сл. |
1,98 |
119,15 |
+52,99 |
+30,78 ± 1,2 |
|
Молибден |
6,08 ± 0,3 |
3,27 |
– |
0,27 |
3,54 |
+2,72 |
+41,83 ± 2,1 |
5,61 ± 0,2 |
3,36 |
– |
0,24 |
3,80 |
+1,81 |
+32,26 ± 2,3 |
|
Марганец |
951,7 ± 14 |
642,42 |
2,53 |
0,09 |
645,04 |
+307,03 |
+32,30 ± 1,4 |
941,04 ± 18 |
656,39 |
2,20 |
0,07 |
658,66 |
+282,44 |
+29,90 ± 1,8 |
Примечание. *) Числитель – I группа, знаменатель – II группа. Были отобраны 20 коров – аналогов по 10 голов в группе. Эти же коровы были и во втором балансовом опыте.
Коровы с рационом получали в среднем 172,06–172,14 мг меди на голову в сутки, или 13 мг/кг сухого вещества рациона. Из принятого количества меди выделялось в сутки из организма коров обеих групп в среднем 142,04–119,15 мг на голову. Незначительное выделение металла шло с молоком, а основное – с калом. Методом атомно-абсорбционного анализа в моче были обнаружены только следы меди. Количество металла в воде, которую пили животные, колебалось от 0,7 до 6,1 мкг/л, чем при расчете баланса можно было вполне пренебречь.
Установлено, что несмотря на низкий уровень меди в почвах и ряде видов растений Нижней Волги, поступление меди 172,06–172,14 мг на голову в сутки или 11,5 мг/кг сухого вещества было достаточным для покрытия всех потребностей организма лактирующих симментальских коров в этом элементе. Поэтому вводить медь дополнительно в рацион в последующих опытах не было необходимости. У всех животных баланс молибдена был положительным. Коровы получали 5,61–6,08 мг молибдена на голову в сутки, или 0,45 мг/кг сухого вещества рациона. Выделение молибдена из организма шло в основном с калом и молоком. В моче обнаружены только следы этого элемента. Из организма коров обеих групп выводилось в среднем 3,54–3,80 мг молибдена, а утилизировалось 1,81–2,72 мг или 32,2 %.
Следовательно, поступление этого элемента в организм коров порядка 5–6 мг на голову в сутки или 0,45 мг/кг сухого вещества кормов рациона полностью обеспечивало потребность животных в этом элементе осенью.
В период первого опыта коровы обеих групп получали практически одинаковые количества марганца (0,75 мг/кг сухого вещества корма).
Выделение марганца с калом составляло до 70 % от поступившего, а содержание его в моче было в среднем 0,014 мг/л и в молоке – 0,021–0,038 мг/л. Из этого следует, что содержание марганца в кормах рациона 65 мг/кг сухого вещества рациона полностью обеспечивало потребность коров и не вызывало необходимость в дополнительной подкормке этим микроэлементом животных в геохимических условиях Астраханской области.
Во втором эксперименте животные опытной группы получали с рационом и микродобавками 23,49 мг кобальта, что составляет 1,6 мг/кг за счет подкормки коров хлористым кобальтом, а контрольной – 17,57 или 1,15 мг/кг сухого вещества корма (табл. 2).
Таблица 2
Баланс кобальта у коров 5–6 месяцев стельности
Номер животных |
Поступило с кормом рациона |
Выделено из организма |
Усвоено организмом (баланс ± ) |
Усвоено в % к принятому |
||
Кал |
Молоко |
Всего |
||||
Опытная группа (ОР + Co + Se + I) |
||||||
1 |
23,02 |
20,86 |
0,16 |
21,01 |
+2,01 |
+15,44 |
2 |
23,44 |
21,07 |
0,62 |
21,69 |
+1,75 |
+7,47 |
3 |
24,01 |
22,03 |
0,43 |
22,46 |
+1,55 |
+10,62 |
Среднее |
23,49 ± 1,1 |
21,95 |
0,36* |
22,31 |
+1,18 |
+11,18 ± 0,9* |
Контрольная группа (ОР) |
||||||
4 |
17,07 |
20,87 |
0,17 |
21,04 |
‒3,97 |
‒23,26 |
5 |
17,26 |
21,45 |
0,34 |
21,79 |
‒4,53 |
‒26,25 |
6 |
18,19 |
22,01 |
0,18 |
21,19 |
‒3,00 |
‒16,49 |
Среднее |
17,51 ± 1,2 |
21,44 |
0,23 |
21,67 |
‒3,83 |
‒21,80 ± 1,4 |
Примечание. Р < 0,05 относительно контроля.
Следовательно, контрольные коровы, не получавшие дополнительно подкормки хлористым кобальтом и находящиеся, как и опытные, на привязи в коровниках, имели отрицательный баланс этого элемента, который, вероятно, частично мог нивелироваться за счёт поисковой реакции коров, если бы они находились на выпасе и пользовались пастбищными травами, отдельные виды которых способны накапливать высокие значения микроэлементов, в т.ч. и кобальта [3, 4]. Мы изучили обеспеченность животных кобальтом при двух дозах: одна – 0,7–1,2 мг/кг сухого корма, за счет рациона, а другая (опытная группа) – рацион + 25 мг CoCl2, равная 1,3–1,7 мг/кг. По аналогичной схеме проведены эксперименты и по другим дефицитным для коров микроэлементам. Из результатов опыта видно (табл. 2), что у коров опытной группы в этом эксперименте баланс кобальта был положительным, а в контрольной – отрицательным. Следовательно, содержание кобальта в кормах, равное 1,2 мг/кг сухого вещества, для коров было недостаточным, что способствовало обеднению им организма и заметному уменьшению содержания элемента в молоке. Из запасов организма в контроле при стойловом содержании ежедневно терялось в среднем 3,83 мг кобальта на голову в сутки, а содержание его в молоке снизилось на 0,13 мг в литре – по сравнению с молоком коров опытной группы, что говорит об ухудшении качества молока. Увеличение кобальта в суточном рационе опытной группы на голову до 23,49 мг, или до 1,6 мг/кг сухого корма, за счет дополнительной подкормки кобальтом покрывало потребности организма, обеспечивало положительный баланс этого элемента, стимулируя более высокий уровень метаболизма и повышало функцию молокообразования, а также повышало содержание металла в молоке, делая его более качественным.
Поступление селена с рационом в период опыта оставалось на уровне предварительного балансового эксперимента и составляло в контрольной группе в среднем 16,15 мг на голову в сутки, а в опытной – 21,53 мг за счет получения ДАФС-25 (табл. 3).
Процент усвоенного селена к принятому в организме коров в опытной группе колебался от 14,96 до 18,98, а в контрольной – баланс селена был отрицательным, т.е. животные теряли селен из организма в среднем 1,25 мг в сутки.
Содержание селена в молоке коров опытной группы, по сравнению с контрольной, было выше (Р < 0,05). Выделение селена с мочой у животных опытной группы было очень незначительно, но все-таки выше контроля, что еще раз подчеркивает процесс лучшей утилизации селена коровами опытной группы и вовлечение его в метаболические процессы, предопределяя необходимость дополнительного внесения селена в корма рациона завезенных симментальских коров.
Баланс йода у коров контрольной группы так же, как и в первом опыте, был отрицательный (табл. 4). Учитывая низкий уровень йода в среде (почва, вода, растения, корма животных), важность этого элемента для коров и отрицательный баланс его в организме в первом (предварительном) опыте, данные литературы, мы во II эксперименте коровам опытной группы стали давать 0,6 мг йода («ЙОДДАР») на голову в сутки. За счет этого балансы этого элемента у опытных коров стали положительными. С калом опытные животные выделяли йода меньше контрольных, а с мочой йода выделялось в три раза больше, чем в контроле. Это свидетельствует о вовлечении дополнительно получаемого йода в глубинные метаболитические процессы организма. Нам представляется, что йод с селеном и кобальтом нормализовали недостаток в микроэлементах в организме дойных коров, способствуя лучшему физиологическому состоянию животных, повышая метаболизм и увеличивая уровень функций продуктивности опытных коров относительно контроля.
Таблица 3
Баланс селена у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 месяцев лактации (мг)
Номер животных |
Поступило с кормом рациона |
Выделено из организма |
Усвоено организмом (баланс ± ) |
Усвоено в % к принятому |
|||
Кал |
Моча |
Молоко |
Всего |
||||
Опытная группа (ОР + Co + Se + I) |
|||||||
1 |
20,99 |
17,75 |
0,02 |
0,08 |
17,85 |
+3,14 |
+14,96 |
2 |
21,76 |
17,94 |
сл. |
0,14 |
18,08 |
+3,68 |
+16,91 |
3 |
21,85 |
16,81 |
0,01 |
0,20 |
17,83 |
+4,02 |
+18,98 |
Среднее |
21,53 ± 2,2 |
15,50 |
0,01 |
0,14* |
17,71 |
+3,82 |
+16,95 ± 1,3* |
Контрольная группа (ОР) |
|||||||
1 |
116,21 |
17,22 |
сл. |
0,12 |
17,34 |
–1,13 |
–6,97 |
2 |
16,25 |
17,98 |
сл. |
0,06 |
18,04 |
–1,79 |
–11,02 |
3 |
15,99 |
16,75 |
сл. |
0,05 |
16,80 |
–0,81 |
–5,07 |
Среднее |
16,15 ± 0,9 |
17,32 |
сл. |
0,08 |
17,40 |
–1,25 |
–7,74 ± 0,8 |
Таблица 4
Баланс йода у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 лактации (мг)
Номер животных |
Поступило с кормом рациона |
Выделено из организма |
Усвоено организмом (баланс ± ) |
Усвоено в % к принятому |
|||
Кал |
Моча |
Молоко |
Всего |
||||
Опытная группа (ОР + Co + Se + I) |
|||||||
1 |
4,99 |
4,04 |
0,36 |
0,1 |
4,50 |
+0,49 |
+9,82 |
2 |
5,06 |
4,05 |
0,42 |
0,06 |
4,53 |
+0,53 |
+10,47 |
3 |
5,01 |
4,00 |
0,29 |
0,05 |
4,34 |
+0,67 |
+13,37 |
Среднее |
5,02 ± 0,2 |
4,03 |
0,36* |
0,07* |
4,46 |
+0,56 |
+11,16 ± 0,8* |
Контрольная группа (ОР) |
|||||||
1 |
4,41 |
4,40 |
0,11 |
0,04 |
4,55 |
‒0,14 |
‒3,18 |
2 |
4,44 |
4,43 |
0,12 |
0,02 |
4,57 |
‒0,13 |
‒2,92 |
3 |
4,39 |
4,40 |
0,10 |
0,03 |
4,53 |
‒0,14 |
‒3,18 |
Среднее |
4,41 ± 0,1 |
4,41 |
0,11 |
0,03 |
4,55 |
‒0,14 |
‒3,09 ± 0,06 |
Примечание. *Р < 0,05 относительно контроля.
Недостаток меди предопределяет снижение функций продуктивности и воспроизводства животных. При этом особенно важно знать потребность в этом элементе животных в зависимости от их возраста и физиологического состояния (отел, сухостойный период, раздой и т.д.).
Учитывая важную физиологическую роль меди для животных и низкое содержание ее в почвах и отдельных видах растений некоторых районов Астраханской области [3, 4], мы провели балансовые опыты с целью изучения потребности коров в меди в различные периоды лактации и стельности на фоне хозяйственного рациона (табл. 5). Одновременно мы проверили, как влияла подкормка кобальтом, йодом и селеном на утилизацию и выделение меди из организма.
Поступление, выделение и усвоение меди контрольными коровами было на уровне предварительного опыта, что свидетельствует о некоторой зависимости обмена меди от уровня ее поступления. Содержание меди в молоке осталось на уровне первого опыта. Усвоение меди коровами опытной группы было больше, чем в контрольной, разница оказалась статистически достоверна (Р < 0,05). Следовательно, подкормка коров опытной группы кобальтом и селеном благоприятно влияла на метаболизм и баланс меди в организме коров в биогеохимических условиях района Нижней Волги. Вместе с тем низкий уровень меди в почве и ряде видов растений не предопределил отрицательные балансы меди у коров. Это еще раз подчеркивает необходимость применения именно комплексного физиолого-биогеохимического принципа определения потребности животных каждого вида с учетом физиологического состояния в микроэлементах, который был взят нами за основу оценки и выбора необходимых микроэлементов и их дозировок применения.
Таблица 5
Баланс меди у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 лактации (мг)
Номер животных |
Поступило с кормом рациона |
Выделено из организма |
Усвоено организмом (баланс ± ) |
Усвоено в % к принятому |
||
Кал |
Молоко |
Всего |
||||
Опытная группа (ОР + Co + Se + I) |
||||||
1 |
177,42 |
132,55 |
2,42 |
134,97 |
+42,45 |
+23,93 |
2 |
178,94 |
156,80 |
1,62 |
158,42 |
+20,52 |
+11,47 |
3 |
179,35 |
122,60 |
0,92 |
125,52 |
+55,83 |
+31,13 |
Среднее |
178,57 ± 10,1 |
137,32 |
1,65 |
138,97 |
+39,60 |
+22,18 ± 0,9* |
Контрольная группа (ОР) |
||||||
1 |
152,16 |
146,55 |
0,86 |
147,41 |
+14,75 |
+9,10 |
2 |
176,34 |
146,53 |
1,96 |
148,49 |
+27,85 |
+15,79 |
3 |
172,69 |
156,63 |
2,84 |
159,47 |
+13,22 |
+7,66 |
Среднее |
170,40 ± 9,8 |
149,90 |
1,89* |
154,79 |
+18,61 |
+10,92 ± 0,8 |
Изучение содержания молибдена в почвах и кормах рациона коров и определение соотношения его с медью в биогеохимических условиях Астраханской области до наших исследований никем не проводилось, хотя этот элемент входит в состав фермента ксантиоксидазы и необходим для нормальной функции молокообразования.
Однако статистически достоверной разницы с предварительным опытом мы не обнаружили (Р > 0,5). Общее количество выделенного молибдена из организма коров опытной группы не уменьшилось (табл. 6), а процент отложения элемента уменьшился по сравнению с первым экспериментом (Р < 0,05). Возможно, это связано с влиянием подкормки животных хлористым кобальтом, «ЙОДДАР» и ДАФС-25, что ведет к повышению общего уровня обменных процессов.
Таблица 6
Баланс молибдена у коров 5–6 месяцев стельности (мг)
Номер животных |
Поступило с кормом рациона |
Выделено из организма |
Усвоено организмом |
Усвоено в % к принятому |
||
Кал |
Молоко |
Всего |
||||
Опытная группа (ОР + Co + Se + I) |
||||||
1 |
4,99 |
3,89 |
0,05 |
3,95 |
+1,04 |
+20,84 |
2 |
4,85 |
3,32 |
0,07 |
3,39 |
+1,46 |
+30,10 |
3 |
5,62 |
3,69 |
0,42 |
4,11 |
+1,51 |
+26,87 |
Среднее |
5,15 ± 0,3 |
3,63 |
0,18* |
3,82 |
+1,34 |
26,02 ± 1,5 |
Контрольная группа (ОР) |
||||||
4 |
5,0 |
3,64 |
0,08 |
3,72 |
1,28 |
25,60 |
5 |
4,48 |
3,65 |
0,12 |
3,77 |
+0,71 |
+15,85 |
6 |
4,39 |
3,01 |
0,06 |
3,07 |
+1,32 |
+30,07 |
Среднее |
4,62 ± 0,2 |
3,43 |
0,09 |
3,52 |
+1,10 |
23,81 ± 1,5 |
Примечание. *Р < 0,05 относительно контроля.
В одном литре молока коров опытной группы содержалось молибдена 0,18 мг, а в контрольной – 0,09 мг, т.е. в два раза меньше, чем в опытной (Р < 0,05). Вероятно, это объясняется большим вовлечением молибдена в процессы метаболизма коров, в т.ч. биосинтеза молока под влиянием препаратов селена, кобальта и йода.
Марганец оказывает влияние на процессы гемопоэза, увеличивая количество эритроцитов и гемоглобина. Соединения марганца активируют процессы метаболизма антиоксидантных витаминов С и Д, и самым главным свойством этого элемента является регуляция уровня окислительно-восстановительных процессов в организме животных.
Поступление марганца с кормами в организме коров во втором опыте оставалось в пределах предварительного опыта, т.е. 65 мг/кг сухого вещества рациона (табл. 7).
У коров контрольной группы утилизация марганца в сутки оставалась на уровне первого предварительного опыта, а в опытной она уменьшилась на 24,59 мг. В этот период у коров опытной группы увеличилось выделение марганца с молоком в 2 раза, а в контрольной группе оставалось примерно на том же уровне. Это в определенной мере и объясняет разницу в усвоении марганца организмами коров первой и второй (контроль) групп. Вероятно, метаболизм опытных животных проходил на более высоком уровне, и марганец активнее вовлекался в окислительно-восстановительные процессы, чем в контроле, и молоко опытной группы коров лучше обеспечено таким жизненно важным элементом, каким является марганец. Это подтверждается и более высоким уровнем марганца в моче опытных коров относительно контроля.
Таблица 7
Баланс марганца у коров 5–6 месяцев стельности и 6–7 лактации (мг)
Номер животных |
Поступило с кормом |
Выделено из организма |
Усвоено организмом (баланс ± ) |
Усвоено в % к принятому |
|||
Кал |
Моча |
Молоко |
Всего |
||||
Опытная группа (ОР + Co + Se + I) |
|||||||
1 |
961,04 |
639,05 |
1,02 |
0,05 |
640,12 |
+320,92 |
+33,39 |
2 |
972,11 |
896,01 |
1,83 |
0,18 |
898,02 |
+74,09 |
+7,62 |
3 |
963,49 |
704,27 |
2,08 |
0,28 |
706,63 |
+25,86 |
+26,66 |
Среднее |
965,55 ± 19 |
746,11 |
2,64* |
0,17* |
748,92 |
+217,29 |
+22,56 ± 1,4 |
Контрольная группа (ОР) |
|||||||
1 |
971,25 |
726,03 |
1,93 |
0,06 |
728,02 |
+243,23 |
+25,04 |
2 |
967,71 |
629,04 |
2,06 |
0,04 |
631,10 |
+336,61 |
+34,78 |
3 |
959,99 |
822,03 |
2,07 |
0,06 |
824,16 |
+135,83 |
+14,15 |
Среднее |
966,32 ± 23 |
725,70 |
2,02 |
0,05 |
727,76 |
+238,56* |
+24,66 ± 1,6 |
Примечание. *Р < 0,05 относительно контроля.
Нам представляется, что общий обмен всех изучаемых микроэлементов у животных, получавших дополнительно к рациону хлористый кобальт и препараты йода и селена, протекал более интенсивно, различия по усвоению этого элемента организмом животных были статистически достоверны (Р < 0,05), и опытные животные лучше адаптировались к новым (астраханским) условиям среды. Это позволило дополнительно улучшить от каждой завезенной симментальской коровы в условиях Астраханской области в среднем 142 кг высококачественного молока в год, увеличить в нем содержание жира на 0,12 % и повысить рентабельность производства молока в фермерских хозяйствах на 10 %.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 14-08-01292 а.
Рецензенты:
Зайцев В.Ф., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань;
Федорова Н.Н., д.м.н., профессор кафедры «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань.
Работа поступила в редакцию 04.06.2014.