Оценка питательности кормов. 2

Содержание 

1. Понятие  о питательности кормов 

      Организовать полноценное и сбалансированное кормление сельскохозяйственных животных возможно только при условии знания питательной ценности кормов.

        Основу жизненных процессов, хорошего  здоровья и высокой продуктивности  животных составляет обмен веществ  и энергии в организме. Для  управления жизненными процессами  необходимо знать закономерности в изменении обмена веществ (ассимиляции и диссимиляции) в организме под воздействием кормовых факторов, способы его регуляции и каким должен быть обмен веществ, для того чтобы выращивать здоровых животных желательного типа и продуктивности.

      Обмен веществ в животном организме начинается с поглощения корма, воды и кислорода воздуха, что с физиологической точки зрения представляет сложный безусловный рефлекс, связанный с деятельностью коры головного мозга.

      Принятый  корм подвергается в животном организме в процессе усвоения питательных веществ разнообразным воздействиям (физическим, биохимическим, микробиальным и др.), характер которых определяется природой самого организма и в известной мере свойствами поступающих в организм веществ. В результате сложных физиологических процессов органы и ткани животного организма получают такие соединения, которые пригодны для усвоения. Поэтому чем полнее корм удовлетворяет жизненные потребности животного организма, тем он питательнее для данного животного.

      Отсюда  питательность корма определяется его способностью удовлетворять жизненно необходимые потребности животного в питательных веществах и энергии для обеспечения здоровья, подвижности и на производство определённого количества продукции. 

2. История  оценки питательности кормов

     Опыт  правильной организации кормления  домашних животных накапливался с глубокой древности. Однако, возникновение науки о кормлении животных следует отнести к началу XIX века, когда в практике животноводства в хозяйствах многих стран наряду с пастбищным кормом и луговым сеном все более широко стали использовать корм с пашенных угодий - клевер-тимофеевку, люцерну, зерно, картофель, свеклу и др. Стал возникать вопрос о сравнительной питательности кормов, а значит об оценке их питательной ценности, а затем и о нормировании. Развитию этих положений способствовали открытие фундаментальных законов физики, химии, биологии. В значительной мере развитию этого направления способствовал открытый М.В.Ломоносовым закон сохранения веществ и энергии. Из этого закона вытекало, что животное, дающее определенную продукцию и выполняющее механическую работу, выделяющее энергию, должно потреблять соответствующее количество энергии, питательных веществ, а также минеральных веществ, витаминов, воды, кислорода.

     В формировании кормления, как науки, основное значение имело развитие следующих положений:

     -изучение  химического состава кормов и  на этой основе оценка их качества;

     -изучение  переваримости питательных веществ  и определение их биологической доступности;

     -разработка норм и рецептур полноценного кормления животных в соответствии с их физиологическим состоянием, уровнем продуктивности и выполняемой работы.

     Впервые система оценки питательности кормов по сенным эквивалентам была предложена немецким ученым Альбрехтом Тэером (1772-1828). Он предложил использовать в качестве единицы питательности продуктивное действие сена среднего качества, приравнивая к нему по специальным коэффициентам другие корма.

     Существенный  вклад и раньше многих других ученых в развитие науки о кормлении сельскохозяйственных животных внес русский исследователь В.П.Бурнашев. В 1852 году вышла в свет его монография “Руководство к правильному разведению, содержанию и употреблению крупного рогатого скота и доставляемых им произведений в применении к усовершенствованному русскому хозяйству”. Автор дает расчеты кормовых единиц не только по объему, но по питательной ценности кормов, в зависимости от сезона года и характера выполняемой животным работы.

     Исключительное  значение на развитие науки о кормлении  животных оказало исследование русского ученого Николая Петровича Чирвинского, который в 1882 г. в своей магистерской диссертации на основе экспериментов на поросятах доказал возможность образования жира из углеводов. Эти исследования Н.П.Чирвинского перевернули господствующие ранее представления, что жир может образовываться только из жира, и обеспечили предпосылки дальнейшего совершенствования систем оценки продуктивного действия корма.

     Американский ученый Генри Армсби (1853-1921) на основе изучения баланса энергии у откармливаемых волов разработал схему энергетического баланса в животном организме. Им было предложено оценивать общую питательность корма в единицах “чистой энергии” (нетто - энергии) названных им “термы”.

     Предложенная О.Кельнером оценка кормов по крахмальным эквивалентам, применяется в Германии до настоящего времени. Учеными института им. О.Кельнера разработана новая оценка питательности кормов, выраженная в энергетических кормовых единицах (ЭКЕ). Питательность кормов в новых единицах учитывается отдельно для крупного рогатого скота, свиней и птицы. Величина ЭКЕ для крупного рогатого скота принята равной 2,5 ккал НЭЖ (нетто-энергии или чистой энергии по жироотложению). Оценка питательности кормов по новой системе отличается от оценки по крахмальным эквивалентам.

     Большой вклад в развитие учения о кормлении  животных внес Елий Анатольевич Богданов (1872-1931). Исследованиями на поросятах он доказал возможность образования в организме животного жира из белков кормовых продуктов. Под его руководством разработана советская кормовая единица, за которую принято количество продуктивной энергии, получаемой животным из 1 кг овса среднего качества. В этих овсяных единицах принято выражать питательность кормов. Одна кормовая единица, равная по питательности 1 кг овса, измеряется по жироотложению у крупного рогатого скота и равна округленно 150 г жира, что соответствует 1414 ккал чистой энергии. Овсяная кормовая единица эквивалентна 0,6 крахмального эквивалента, на основании чего возможен взаимный пересчет питательности кормов.

     На  Пленуме отделения животноводства ВАСХНИЛ в 1963 г. было принято решение  оценивать питательность кормов и рационов, а также нормировать энергетические потребности животных каждого вида в обменной энергии. Обменная энергия определяется по разности между валовой энергией корма и потерями энергии в кале, моче и метане, а иногда в тепловом эффекте ферментации корма в рубце. Обменная энергия рациона показывает максимальное количество энергии для обмена и усвоения, которое животное может получить из данного корма. За энергетическую кормовую единицу (ЭКЕ) предложено принять 2500 килокалорий (2,5 мегакалорий) обменной энергии. Единица является общей для всех видов животных, но один и тот же корм может иметь разную оценку в ЭКЕ,

     Большое значение имели исследования об определении биологической полноценности белков, о роли составляющих белки аминокислот. Было показано, что входящие в состав белков около 30 аминокислот, подразделяются на заменимые и незаменимые аминокислоты. Была изучена физиологическая роль и определены нормы потребности в отдельных аминокислотах.

     Большие заслуги в разработке этой проблемы принадлежат работавшим в первые десятилетия ХХ века американским ученым Томасу Борр Осборну (1859-1929), Лафайет Бендикт Менделю (1872-1935), Вильямсу Каммингс Роузу. Еще в 1907 г. Томас Осборн установил связь между питательной ценностью белка и его аминокислотным составом. Лафайет Мендель в 1923 г. дал современные понимания взаимосвязей аминокислот в рационе. Вильямс Роуз исследовал ряд вопросов относительно обмена аминокислот и их значения в питании животных. В 30-х годах он выявил потребность в незаменимых аминокислотах лабораторных животных, что дало основание для разработки норм потребности в аминокислотах для сельскохозяйственных животных.

     Большой вклад в развитие науки о кормлении животных внес Михаил Иудович Дьяков (1878-1992). На основании обширных исследований по изучению обмена веществ и энергии у лактирующих животных им были разработаны нормы кормления дойных коров и овец. Большое теоретическое и практическое значение имеет его работа “Основы рационального кормления птицы”. Полученные в результате балансовых опытов данные позволили автору разработать нормы кормления кур в период кладки, насиживания, линьки. М.И.Дьяковым сделан значительный вклад в развитие теории минерального питания сельскохозяйственных животных.

     В 1994 г. изданы в 3-х частях “Нормы и  рационы кормления сельскохозяйственных животных” под авторством ведущих  в области кормления ученых ВИЖ - А.П.Калашникова, Н.И.Клейменова, В.В.Щеглова, Н.В.Груздева, Б.Л.Герасимова, Н.Г.Первова. Это справочное пособие также включает новейшие разработки соответствующих научно-исследовательских центров России по кормлению.

     В соответствие с действующим нормированием  полное балансирование рациона предусматривает до 25 показателей питательной ценности (обменная энергия, сырой протеин, аминокислоты, макро- и микроэлементы, витамины).

3. Комплексная  оценка питательности кормов

3.1. Энергетическая  питательность кормов в единицах  обменной энергии.  Способы определения содержания обменной энергии в кормах.

        Данные о химическом составе, переваримости и использовании питательных веществ кормов применяют для оценки их энергетической питательности, выраженной в каком-либо одном показателе, характеризующем уровень кормления животных.

  Поэтому в качестве основных показателей  энергетической питательности кормов и рационов для животных используют оценку по обменной энергии. В качестве единицы оценки была предложена энергетическая кормовая единица (ЭКЕ). В качестве единицы измерения ЭКЕ предложено брать 2500 ккал (10,47 мДж) обменной энергии. Питательность ЭКЕ выражается путем деления количества обменной энергии на 2500 ккал или 10,47 мДж.

  Способность корма обеспечивать организм энергией имеет очень важное значение в  определении его питательности. Энергия, необходимая для обеспечения процессов жизнедеятельности организма, освобождается при окислении продуктов расщепления углеводов, жиров и белков. Энергетические потребности животных определяются количеством энергии которая расходуется для сохранения жизни, и энергией, необходимой для процессов, связанных с продуктивностью.

  За  счет обменной энергии идет вся внутренняя работа организма – пищеварение, дыхание, кровообращение и т.д., а  также поддержание температуры  тела, работа мышц и др. Эти затраты называют затратами на физические функции. Часть обменной энергии расходуются на терморегуляцию, связанную с усвоением питательных веществ.

  На  обменную энергию корма влияют те же факторы, что и на его переваримость. Преимущество оценки питательности кормов и рационов по обменной энергии состоит в том, что она доступна для прямого измерения в производстве, позволяет прогнозировать эффективность использования кормов, сбалансированность рационов с учетом вида животных.

  Для жвачных животных и лошадей обменную энергию по результатам балансовых опытов рассчитывают по формуле

  ОЭ  = Э_корма – Э_кала – Э_мочи – Э_{кишечных газов}

где ОЭ – обменная энергия (кДж), Э –  энергия.

      для свиней

ОЭ  = Э_корма – Э_кала – Э_мочи

        для птицы

  ОЭ  = Э_корма – Э_помёта

  Обменную  энергию можно определить, используя  коэффициенты теплотворной способности  переваримых питательных веществ, а так же по сумме переваримых питательных веществ (СППВ). При расчёте количества обменной энергии по СППВ принимают во внимание, что 1 г СППВ равен 18,46 кДж переваримой энергии. Соотношение между энергией переваримых веществ и обменной считается постоянным: для жвачных животных – 0,84, для свиней – 0,96.

   Преимущество  оценки питательности кормов по обменной энергии заключается в том, что  она доступна для прямого измерения. В качестве основного показателя энергетической питательности кормов для животных устанавливают величину обменной энергии в единице натурального корма или сухого вещества. 
 
 

3.2. Протеиновая питательность кормов.

      Наличие в кормах общего количества азотистых веществ определяет содержание сырого протеина, в состав которого входят белки и амиды – азотосодержащие вещества небелкового характера. Протеины кормов по своей питательности неодинаковы, и их различия обусловлены аминокислотным составом и структурой.

      При нормальном протеиновом питании и полном обеспечении потребностей животных в протеине в сочетании с источниками энергии (углеводами и жирами), минеральными веществами и витаминами более 98% всосавшихся в кровь азотистых веществ приходится на свободные аминокислоты. Поэтому протеиновая питательность кормов, так же как и потребность животных в протеине, характеризуется наряду с количеством сырого или переваримого протеина содержанием в них незаменимых аминокислот. Отсюда под протеиновой питательностью следует понимать свойство корма удовлетворять потребность животных в аминокислотах.

      Основной  способ оценки протеиновой питательности  кормов – биологический метод  в опытах на животных. Он позволяет  по приросту массы тела у молодых  животных определять биологическую  ценность различных протеинов кормов, скармливаемых на фоне стандартного рациона.

      Уровень протеинового питания и качество самого протеина, которое характеризуется  аминокислотным составом, оказывают  прямое влияние на синтез белка в  организме, определяющий прирост массы  животного.

      Биологическую ценность протеина корма определяют по балансу азота в организме животных. При этом рассчитывают коэффициент использования протеина, который свидетельствует, какой процент азота от переваренного откладывается в теле растущих и откармливаемых животных или выделяется с молоком у лактирующих животных. Чем выше коэффициент использования переваренного азота в организме, тем полноценнее протеин корма. 
 

3.3 Углеводная  питательность кормов.

      Преобладающую часть сухого вещества большинства  растительных кормов составляют безазотистые вещества, среди которых значительное место (до 80%) занимают углеводы.

      Углеводы  по роли в обмене веществ подразделяют на энергетические и структурные. К  энергетическим углеводам относят  крахмал, сахарозу, глюкозу, мальтозу, фруктозу и др., к структурным – лактозу, маннозу, галактозу, смолы, слизи и пектиновые вещества.

      По  превращениям в пищеварительном  тракте животных различают легкоусвояемые и трудноусвояемые углеводы. Легкоусвояемые – это моносахариды, дисахариды и полисахарид крахмал; трудноусвояемые – все полисахариды.

      Большое разнообразие углеводов, входящих в  состав кормов, определяет их углеводную питательность.

      Согласно  существующим детализированным нормам кормления углеводное питание крупного рогатого скота нормируют по содержанию в кормах и рационах сырой клетчатки, сахара и крахмала; овец, свиней, лошадей, кроликов и птицы – только по сырой клетчатке.

      Данные  о содержании углеводов в кормах сравнивают с нормами потребности  в них, устанавливая таким образом  их дефицит или избыток. Оптимальное соотношение сахара к переваримому протеину в рационе коров и быков составляет 0,8-1,2, овец – 0,5-0,9, т.е. на 100г переваримого протеина в рационе должно приходиться минимально 50-80г, максимально 90-120 г сахара.

      Контроль  и нормирование сахаропротеинового отношения в рационах жвачных животных – необходимое условие нормального течения физиологических процессов в организме. При этом лучше усваивается протеин, органические кислоты, каротин и минеральные вещества, повышается микробный синтез аминокислот и витаминов В и К, а так же создаются благоприятные условия для жизнедеятельности полезной микрофлоры в рубце, что способствует сохранению здоровья и повышению продуктивности.  

3.4. Липидная  питательность кормов

    Биологическая роль жиров заключается прежде всего в том, что они входят в состав клеточных структур всех видов тканей и органов и необходимы для построения новых структур. Также, биологическая роль жиров определяется их энергетической ценностью, которая в два раза превосходит ценность углеводов. За счет окисления нейтральных жиров моногастричные животные покрывают 30-50 % потребности в энергии. При окислении 1 г жира образуется 9,3 Ккал или 38 КДж энергии. В качестве структурного материала входят в состав протоплазмы животных клеток. Жиры в организме играют роль основного запасного питательного вещества. Подкожный жир защищает животных от травм и переохлаждения. Служат источником эндогенной воды – при окислении 1 г жира образуется 1,7 г воды. Тесно взаимодействуют со многими ферментами, гормонами, витаминами, входя в их состав. Составляют основу нервной ткани и участвуют в передаче нервных импульсов.

      В состав жиров входят насыщенные  и ненасыщенные жирные кислоты,  что определяет их ценность  для животных. Из насыщенных жирных  кислот можно выделить пальметиновую, стеориновую, масляную, каприловую, капрновую кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты – линолевая, линоленовая, арахедоновая, арахединовая. Три первых являются незаменимыми кислотами и входят в состав витамина F. При их недостатке нарушается обмен веществ и снижается продуктивность животных.

    Насыщенные  и ненасыщенные жирные кислоты отличаются не только по своим химическим и  физическим свойствам, но и по биологической  активности и “ценности” для организма. Насыщенные жирные кислоты по биологическим свойствам уступают ненасыщенным. Имеются данные об отрицательном влиянии первых на жировой обмен, функцию и состояние печени, предполагается их участие в развитии атеросклероза.

    Наиболее  выраженными биологическими свойствами обладают так называемые полиненасыщенные жирные кислоты. Это линолевая, линоленовая и арахидоновая жирные кислоты. Они не синтезируются в организме животных и образуют группу так называемых незаменимых жирных кислот, то есть жизненно необходимых. Важнейшим биологическим свойством полиненасыщенных жирных кислот является их участие в качестве обязательного компонента в образовании структурных элементов клеточных, а также в высокоактивных в биологическом отношении белково-липидных комплексах. Полиненасыщенные жирные кислоты обладают способностью повышать выведение холестерина из организма, переводя его в легкорастворимые соединения. Кроме того, полиненасыщенные жирные кислоты оказывают нормализующее действие на стенки кровеносных сосудов, повышая их эластичность и снижая проницаемость. Установлена связь полиненасыщенных жирных кислот с обменом витаминов группы В, особенно В₆ и В₁. Имеются данные о стимулирующей роли этих кислот в отношении защитных сил организма, в частности в повышении устойчивости организма к инфекционным заболеваниям и ионизирующему излучению.

    Содержание  жиров в кормах варьирует в  широких пределах. Наиболее высоким  содержанием жира отличаются семена и зерна масличных культур. В  корнях и клубнях жира почти нет. 
 
 
 
 
 
 
 

3.5 Минеральная  питательность кормов

     Минеральную питательность кормов характеризуют  следующие показатели: содержание сырой  и чистой золы; наличие в золе макроэлементов (кальция, фосфора, магния, калия, натрия, хлора и серы) и  микроэлементов (железа, меди, кобальта, цинка, марганца, йода и др.); соотношение отдельных элементов – кальция и фосфора, натрия и калия, кальция и цинка и др.; кислотно-щелочное отношение.

     По  минеральной питательности все  корма подразделяют на две группы: физиологически кислые и физиологически щелочные. В золе физиологически кислых кормов преобладают фосфор, сера и хлор. К ним принадлежат главным образом зерновые корма и их отходы. В золе физиологически щелочных кормов преобладают кальций, магний, калий и натрий. К ним относят зелёную траву, силос, сенаж, корнеплоды и др. сочные корма. В кормах минеральные вещества представлены в форме органоминеральных соединений.

     Минеральная питательность кормового рациона  играет важную роль в организации  полноценного кормления животных. Только при наличии в рационе необходимого количества минеральных веществ организм животного наиболее полно использует питательные вещества корма, сохраняет здоровье  и даёт максимальную продуктивность.

     Минеральные вещества, входящие в состав кормов, подразделяют на 3 группы: макроэлементы, концентрация которых в кормах не ниже 0,001%; микроэлементы от 0,001 до 0,0001%; ультрамикроэлементы ниже 0,0001%. 
 
 
 
 
 
 

3.6. Витаминная  питательность кормов.

    Под витаминной питательностью кормов понимается способность кормов и рационов удовлетворять  потребность животного организма во всех водорастворимых и жирорастворимых витаминах.

    Витаминную  питательность кормов определяет наличие  в них того или иного витамина. Например, А – витаминная питательность, D – витаминная питательность и д.т. Содержание витаминов в кормах выражается в международных единицах (МЕ), или в весовых единицах (мг).

    По  первому признаку все витамины делятся  на жирорастворимые (А, D, E, K) и водорастворимые (В и С).

    По  роли в клеточном обмене их делят  на витамины с биокаталитическим  действием и витамины с индуктивным действием. Витамины, действующие биокаталитически, участвуют в построении ферментов и входят в их состав (группа витаминов В кроме В4 и витамин К).

    Витамины  с индуктивным действием –  это те, основное значение которых  состоит в поддержании дифференциации тканей, упорядочении клеточных структур ( А, D, E, C и холин В4).

    В осуществлении биологически полноценного кормления сельскохозяйственных животных большое значение придается обеспеченности их витаминами. Витамины в питании животных также важны, как и белки, жиры, углеводы и минеральные элементы. Животные не могут нормально расти и развиваться, давать хорошее потомство и быть здоровыми, если возникает недостаток витаминов в организме. Витамины воздействуют на разнообразные обменные процессы в организме благодаря тому, что они в большинстве своем являются составными частями биологических катализаторов – ферментов и находятся в тесной взаимосвязи с гормонами. Около 300 ферментов имеют в своем составе витамины или действуют при их посредстве.  
 

4. Индивидуальное  задание

Способом  уравнений регрессии рассчитать энергетическую питательность кормов:

• зелёной люцерны для крупного рогатого скота;
• травы альпийского пастбища для овец;
• зерна овса для свиней;
• морковки для лошадей;
• зерна кукурузы для птицы.

Расчёт  энергетической питательности зелёной люцерны для крупного рогатого скота: