Теория по водействию различных факторов на корма

Введение

Организация полноценного кормления сельскохозяйственных животных является важнейшим условием успешного  развития животноводства, повышения продуктивности, улучшения качества продукции и снижения ее себестоимости.

Корма должны удовлетворять  все потребности здорового животного, связанные с ростом, развитием, размножением, образованием продукции с экономически эффективным расходованием кормов. Корма являются единственным источником всех необходимых питательных веществ для живого организма. Они играют решающую роль не только как основной источник продуктивности животных, но и в значительной степени характеризуют эффективность производства отрасли, так как более 50% затрат ложатся именно на кормление.

Классификация кормов

Кормами называют используемые для кормления сельскохозяйственных животных продукты растительного, животного, микробиологического и минерального происхождения, содержащие питательные вещества в усвояемой форме и не оказывающие вредного действия на здоровье животных и качество получаемой от них продукции.

Корма по своим свойствам  чрезвычайно разнообразны. Они могут  быть растительного и животного  происхождения, объемистыми и концентрированными, применяться как основные и в виде добавок. По питательной ценности корма подразделяются на объемистые (в1 кг до 0,6 к. ед.) и концентрированные (в1 кг более 0,6 к. ед.). Растительные корма составляют основную массу рациона, а корма животного происхождения входят в рационы не всегда и скармливаются в меньших количествах.

Растительные  корма делят на:

1) Сочные:

а) зеленый корм - травы естественных пастбищ, лугов, сеяные травы и сельскохозяйственные культуры, возделываемые на зеленый корм. Состав зеленых кормов в значительной степени зависит от ботанического состава, условий произрастания, фазы и сроков уборки.

б) силосованный корм - является ценным сочным кормом, приготовленным из кукурузы, подсолнечника, травосмесей и других культур. Качество и питательность силоса зависят от химического состава силосуемых растений, особенно сахара, протеина и влаги, а также технологии приготовления и условий хранения.

в) Сенаж – относительно пресный корм (рН 4,5-5,5), приготовленный из трав, убранных в ранние фазы вегетации и провяленных до влажности 40-60%.

г) Корнеплоды, клубнеплоды и другие сочные плоды отличаются большим содержанием воды (от 70 до 90%). Корнеплоды бедны главными минеральными веществами - кальцием и фосфором.

2) Грубые (отличаются высоким содержанием клетчатки - от 19 до 45%):

а) Сено - приготавливают из естественных и сеяных трав, а также из травосмесей. Оно является одним из основных кормов для крупного рогатого скота, овец и лошадей в стойловый период. На качество сена влияют ботанический состав трав, фаза их вегетации при скашивании, способ уборки и хранения.

б) Солома - питательность зависит от вида и сорта растений, времени и способов уборки и других факторов. Солома содержит 3-4% протеина, 1-2% жира, 4-6% минеральных солей, 1-3 мг/кг каротина; в ней мало кальция, фосфора, натрия.

в) Мякина

Сочные и грубые корма объединяют в группу объемистых кормов. Несмотря на их невысокую питательность, в отличие от концентратов объемистые корма наиболее полно обеспечивают потребности жвачных животных в полноценном питании.

3) Концентрированные  - содержат большой запас легкопереваримых питательных веществ, характеризуются высокой энергетической ценностью. По химическому составу зерновые корма делят на 2 подгруппы:

а) богатые углеводами - зерна злаковых (кукуруза, ячмень, овес, рожь, просо и др.);

б) богатые протеином - зерна бобовых (горох, бобы, вика, соя и др.).

Зерновые корма  являются хорошим источником витаминов  группы В, содержат витамины Е, К, но бедны  каротином и не содержат витамина Д.

Отходы  технических производств — отруби, мельничная пыль, жмыхи и шроты, жом, патока, мезга, барда, пивная дробина, солодовые ростки и др. В зависимости от питательности значительная часть их может быть отнесена к концентрированным кормам (отруби, жмыхи, шроты, а также сухие барда, жом, пивная дробина). Водянистые кормовые продукты в виде жома, барды, пивной дробины, картофельной мезги имеют низкое кормовое достоинство.

Минеральная питательность  кормов

Минеральные вещества имеют  исключительно большое значение  в полноценном питании животных.  Все минеральные вещества,  которых насчитывается более 100,  подразделяются, в зависимости от их количественного содержания в кормах и тканях,  на макро - и микроэлементы. Для животных особенно большое значение имеют: из макроэлементов - кальций, фосфор, магний, калий, натрий, хлор, сера, из  микроэлементов - железо,  марганец, медь, цинк, кобальт, йод, а в отдельных случаях - селен, фтор, бор, молибден.

Кальций — один из распространенных в природе химических элементов. Встречается в форме углекислого кальция — СаСОз (мел, известняк, мрамор), сернокислого кальция — CaS0₄ (гипс), фтористого кальция — CaF₂ (флуорит), доломита — CaC0₃-MgC0₃ и фтор-апатита — Ca₅(P0₄)₃-F. Известно 11 изотопов кальция, в том числе 6 стабильных.

Из искусственных радиоактивных  изотопов кальция в биологических исследованиях применяют радиоизотопы ⁴⁵Са и ⁴⁷Са.

В организме кальций   служит основным материалом для построения костной ткани,  он входит в состав всех клеток , участвует в регулировании реакции крови,  возбудимости  мышечной  и  нервной тканей, свертывании крови. Обмен кальция тесно связан с функциями желез внутренней  секреции  и  витаминами.  Лучшему  усвоению кальция способствует витамин D.

Кальций — постоянная составная часть растений. В кормовых растениях находится в водорастворимой, кислоторастворимой и адсорбированной фракциях. Наиболее подвижная— водорастворимая фракция, наименее подвижная — кислоторастворимая. Формы кальция водной фракции представлены солями органических кислот, преимущественно лимонной, и частично протеинатом кальция. Кислоторастворимая фракция включает соли яблочной и щавелевой кислот (оксалатами особенно богаты свекольная ботва и щавель., адсорбированная фракция (солевая вытяжка) — протеинат кальция и другие полимерные соединения. Небольшое количество общего кальция (около 3%) связано с липидами.

Из растительных кормов богаты кальцием бобовые травы, подсолнечник, относительно бедны злаковые травы и кукуруза. Вегетативные части растений богаче кальцием, чем генеративные.

Уровень кальция в растениях  зависит от pH почвы, степени известкования, содержания в ней магния (антагонист кальция). Оптимальным содержанием кальция в зеленых растениях следует, по-видимому, считать 40—60 мг в 1 кг сухого вещества, а высоким— 100 мг и больше.

В отдельных зонах страны (например, Белгородской области) вследствие больших меловых отложений в почвах в растениях накапливается кальций, что приводит к нарушениям минерального обмена у животных.

Фосфор, как и кальций, распространен в природе (содержание в земной коре 0,08—0,12 вес.%). Он входит в состав ортофосфат- ных минералов кальцийфторапатита — 3Ca₃(P04)₂-CaF2 и гид- роксилапатита — ЗСа₃(Р0₄)₂. Ca (ОН) 2, содержащихся в апатитовых и фосфоритных рудах.

Природный фосфор состоит  из одного стабильного изотопа  ³¹Р. Из шести искусственных радиоактивных изотопов фосфора практическое применение в биологии получил один — ³²Р.

Также, как и кальций, он составляет основу костной ткани, входит в состав ядерного вещества  всех  клеток  в форме нуклеопротеидов. Фосфорная  кислота участвует в обмене углеводов и жиров. Фосфаты натрия и калия являются буферами, регулирующими реакцию среды в организме.  Фосфор необходим для нормальной деятельности микроорганизмов, населяющих преджелудки жвачных.

В растениях фосфор содержится главным  образом в виде органических соединений — солей фитиновой кислоты, фосфолипидов, нуклеиновых кислот и других соединений, причем в зерне (семенах) его в 3—4 раза больше, чем в соломе. Примерное распределение фракций фосфора в зерне следующее: фитаты растворимые и нерастворимые—50—70% (в зеленых растениях мало фитатного фосфора), фосфолипиды, фосфопротеины, нуклеиновые кислоты—20—30, минеральные фосфаты—8—12%. В зерне фосфор в среднем составляет 3,5—4,5 г, в пастбищных травах — 2,5—3,0 г на 1 кг сухого вещества. Уровень фосфора в растениях повышается при внесении в почву фосфорных удобрений. В поздних фазах вегетации количество фосфора снижается.

Потери фосфора наблюдаются  в процессе силосования трав, а  также при дождливой погоде во время сеноуборки, так как более  ³Д фосфора травы представляет собой водорастворимую фракцию. Относительно богаты фосфором жмыхи, шроты, пшеничные отруби, а также корма животного происхождения.

Факторы, влияющие на содержание Са и Р в кормах

Согласно литературным данным, на минеральный состав растений могут оказывать влияние следующие факторы: генетические особенности растений; тип почвы; удобрения и агротехника; ботанический состав травостоя; климатические и погодные условия; стадия вегетации; загрязнение почвы и воздуха и др.

Ботанический состав травостоя. На естественных лугах формирование типичного растительного сообщества определяется в основном типом почв, а также межвидовой биологической конкуренцией. Так, среди растений летних оленьих пастбищ Забайкалья встречаются многочисленные семейства, в каждом из которых преобладает тот или иной микроэлемент.

На окультуренных лугах и  пастбищах состав травостоя, в частности соотношение между бобовыми и злаковыми многолетними травами, можно изменить агротехническими приемами (применением минеральных удобрений в определенных дозах и сочетаниях, подбором компонентов, изменением способов посева семян трав и обработки почвы). Соответственно изменяется и содержание минеральных веществ в валовом урожае.

Генетические особенности. Особенностями минерального состава характеризуются не только разные культуры и разные виды, но и разновидности, сорта одной и той же культуры.

Бобовые травы и бобовые зернофуражные  культуры содержат, как правило, больше кальция и магния, чем злаковые. Независимо от биогеохимической зоны злаки лугов и пастбищ беднее йодом, медью, молибденом, иногда кобальтом и цинком по сравнению с бобовыми и разнотравьем.

Существенные сдвиги в минеральном  составе могут происходить при  выведении новых сортов растений. Это относится, по-видимому, в первую очередь к тем элементам, которые не являются для растений жизненно необходимыми (например, йод).

Стадии вегетации. В вегетативных частях растений (кроме корней и клубней) макро- и микроэлементов, за исключением фосфора и магния, больше, чем в репродуктивных.

В процессе созревания растений изменяется содержание в них минеральных элементов. Поэтому минеральный состав зеленых или консервированых кормов зависит от фазы вегетации скошенных растений.

В сухом веществе кормовых трав в течение вегетационного периода снижается (не всегда прямолинейно) количество фосфора, калия, серы, хлора, а также основных микроэлементов.

Например, можно описать  влияние вегетации на минеральный  состав картофеля:

Минеральный состав картофеля по фазам  вегетации

(в процентах на абсолютно-сухое  вещество)

Наблюдаемое во вторую половину вегетации  у поздних сортов картофеля увеличение процента калия в листьях связано с участием калия в крахмалообразовательном процессе, который в это время достигает предельной интенсивности. В потерявших перед уборкой жизнеспособность отмерших листьях процент калия резко уменьшается. В этом случае происходит отток калия из листьев в другие органы.

Процентное содержание калия, кальция, магния и фосфора в стеблях  и клубнях непрерывно уменьшается  до самой уборки.

Тип почвы. Питание начинается с почвы, поскольку тип почвы определяет специфический минеральный состав кормовых растений.

Запасы минеральных веществ  в почвах достаточно велики, однако они часто находятся в недоступных для растений формах. Критериями обеспеченности растений минеральными элементами служит наличие в почвенном профиле легкодоступных минеральных соединений.

Основные почвы нашей страны бедны подвижным фосфором, реже калием. Песчаные и торфянистые почвы содержат мало доступного кобальта, меди, йода. В целом подвижные формы микроэлементов составляют 13% от их общего содержания в почвах.

Минеральный состав почв, характерный  для каждой биогеохимической зоны, отражается соответственно и на составе кормовых растений, особенно лугов и пастбищ.

Влияние удобрений. Удобрение почв благоприятно влияет не только на урожайность, но и на минеральный состав растений. Содержание фосфора, калия и в меньшей мере — магния, меди, кобальта можно повысить внесением в почву соответствующих удобрений в чистом виде или в сочетании с азотом.

Оптимальные дозы азотных удобрений, по-видимому, благоприятно отражаются на минеральном составе кормовых растений. Внесение же избытка азота может отрицательно влиять на накопление в вегетативных частях растений магния, меди, кобальта, иногда цинка.

Установлено, однако, что возрастающие дозы азотных, фосфорных и калийных удобрений в условиях регулярного полива пастбищ с преобладанием злаковых компонентов существенно не влияют на содержание макро- и микроэлементов в зеленом корме, за исключением калия, концентрация которого достоверно возрастает с повышением доз калийного удобрения. Натрия в траве орошаемых пастбищ содержится меньше, чем в траве неорошаемых.

Известкование кислых почв, изменяя pH, также влияет на накопление в растениях минеральных элементов. При этом снижается поступление в растения железа, марганца, никеля, кобальта, резко увеличивается накопление молибдена.

Так же на минеральный состав культурных растений влияет степень размола  удобрений. Например, степень тонины размола фосфорита имеет важное значение для его удобрительного эффекта.  Увеличение степени размельчения фосфоритной муки обычно увеличивает её действие как фосфатного удобрения. Однако положительный эффект от увеличения степени размельчения фосфорита проявляется на разных почвах далеко не в одинаковой мере.

На фосфорите мелкой фракции  урожай овса был на 50—55% выше, чем  на фосфорите крупной фракции. Этот положительный эффект от увеличения степени размельчения фосфорита  наблюдается как при малой, так и при большой дозе удобрения.

В целом можно полагать, что с  совершенствованием кормопроизводства и улучшением агротехники необходимость (или размеры) использования минеральных подкормок в питании животных будет снижаться.

Однако вряд ли удастся с помощью  этих приемов повысить содержание минеральных веществ в основных кормах настолько, чтобы полностью удовлетворить в них потребности высокопродуктивных животных.

Влияние агротехники

Способ посева не является самодовлеющим условием, влияющим на химический состав растения, но в связи с изменением площади произрастания ряд факторов (тепло, свет, влажность и другие условия) влияет на минеральный состав растения.

При узкорядных посевах в стеблях  содержится меньше золы (5,92%), чем при  обычных посевах (7,59%). Несколько  меньше, чем в обычных посевах, но больше, чем в посевах узкорядных, имеется золы в стеблях пшеницы широкорядных посевов (6,55%). В листьях же наибольший процент золы содержится у растений, развившихся в узкорядных посевах (10,44%).

Анализ зерна, проведённый в  период полной спелости, показал, что способ посева озимой пшеницы не повлиял на количество золы в зерне.

Время высева оказывает влияние на минеральный состав зерна. Овёс, посеянный 2 апреля, содержал 0,939% Р₂0₅, а посеянный на две недели позже—17 апреля — и убранный в одно время с ранее посеянным, содержал фосфорной кислоты 1,033%. При более позднем посеве получается зерно с более высоким содержанием Р₂О₅.

На минеральный состав растения влияет также заражённость его паразитами. Изучая минеральное питание здорового и поражённого заразихой подсолнечника, советские ученые Т. Т. Демиденко и В. В. Киселёва получили интересные результаты.

По динамике поступления минеральных  элементов в листья больного и  здорового подсолнечника можно  было видеть, что они поглощают  одинаковое количество калия в период формирования корзинки, а к моменту уборки больное растение содержит его меньше, чем здоровое.

Листья больного растения использовали больше кальция и магния, чем листья здорового. В отношении фосфора  получается обратная картина: листья здорового подсолнечника поглотили больше фосфора, нежели листья больного.

В целом здоровый подсолнечник за период вегетации поглотил больше минеральных веществ, чем больной. Если же подсчитать количество зольных элементов, поглощённых больным растением и затем отданных им паразиту, то оказывается, что к моменту образования корзинки и цветения больной подсолнечник адсорбировал вместе с заразихой больше питательных веществ, чем здоровый, а к периоду полной спелости он содержал питательных элементов меньше, чем здоровое растение.

Климат и погодные условия. При обильных дождях и высокой температуре быстрее происходит выветривание почв. При этом минеральные вещества, связанные с силикатами, распадаются, растворимые основания кальция, магния, калия и натрия удаляются в результате выщелачивания.

Погодные условия существенно  влияют на минеральный состав пастбищного корма. Так, содержание кальция увеличивается в растениях во время сухой погоды и уменьшается при высокой влажности; содержание фосфора, наоборот, возрастает в дождливую погоду. При этом потери минеральных веществ могут происходить и в процессе заготовки грубого корма.

Температура почвы. Тепловой режим почвы оказывает большое влияние на развитие растения, давая направление всем биохимическим процессам, которые связаны с поступлением воды и питательных веществ.

Для каждого растения имеется свой температурный оптимум, который является наиболее благоприятным для его нормального роста и развития.

Еще советскими учеными были проведены опыты по влиянию температуры на развитие и состав яровой пшеницы.

Растения, поставленные в условия  различного теплового режима почвы, особенно хорошо развивались при повышенной температуре и внесении трёх основных питательных элементов (N, Р, К). Во всех случаях при повышенной температуре был получен более высокий урожай.

Поглощение почвой фосфорной кислоты  с повышением температуры соответственно увеличивается. Внесение в почву азота и калия при повышенной температуре также способствовало поглощению фосфорной кислоты в большем количестве, чем при пониженной. Предоставляя растениям полное удобрение, авторы наблюдали, что при этом повышенная температура также способствовала более полному поглощению фосфорной кислоты; при азотно-калийном удобрении и повышенной температуре создавались благоприятные условия для мобилизации фосфорной кислоты.

Также были проведены исследования по влиянию температуры почвы на урожай и поступление питательных элементов в подсолнечник на фоне различного минерального удобрения.

Растения, поставленные в условия  различного теплового режима почвы, обнаружили значительные различия в развитии. Особенно хорошо они развивались при повышенной температуре.

В контрольном варианте при повышенной температуре растения поглотили гораздо больше фосфора, чем при пониженной. Внесение в почву азота и калия при повышенной температуре также содействовало большему поглощению фосфорной кислоты. При полном удобрении наблюдалось положительное влияние повышенной температуры на поступление в подсолнечник фосфорной кислоты. За 100 дней подсолнечник поглотил кальция больше при повышенной температуре, чем при пониженной.

Способ заготовки. Способ сушки травы оказывает большое влияние на содержание в сене минеральных веществ. В 40-х годах Украинская опытная станция коневодства изучала изменения химического состава люцерны при сушке её разными способами. Сушку сена производили по способу ВИЖа: траву просушивали в небольших кучках, которые постепенно увеличивались в процессе сушки до размеров обычных копен. Изменения в минеральном составе люцерны в процессе сушки представлены в таблице.

Даже при хорошем способе  заготовки сена происходило уменьшение содержания Ca и Р по сравнению  с исходным материалом.

Содержание СаО и Р₂О₅ в зеленой люцерне и в люцерновом сене

(в процентах на воздушно-сухое  вещество)

По данным П. В. Демченко в клеверном  сене первого укоса содержание Ca и Р было больше, чем в сене второго укоса, в 5—7 раз.

Б. Спиричев установил, что в степной  зоне юго-востока СССР  сено степное  ранней уборки содержало 1,04% Ca и 0,19% Р, а  при поздней уборке —0,73% Ca и 0,12% Р. Количество золы без кремнекислоты в первом случае было 5,02%, во втором — 2,71 %.

При силосовании происходят изменения  в составе сырья.

Сравнивая зелёную массу сои  с соевым силосом, В. А. Девятнин и  Л. С. Родина получили следующие цифры.

Следует отметить, что силос содержит больше зольных элементов, чем исходный материал. Это увеличение кажущееся и обусловлено, с одной стороны, потерей сухого вещества в конечном продукте, с другой — некоторым загрязнением силоса (песком, глиной и т. д.).

П. В. Демченко отмечает, что  в клеверно-тимофеечном силосе, взятом сверху ямы, содержалось меньше Ca и  Р, чем в силосе, взятом из середины ямы.

Изменения минерального состава  продуктов при их хранении.

Содержание фосфора в кормовых и пищевых продуктах во время  их хранения изменяется. При порче  продуктов уменьшается количество общего фосфора в продуктах Животного и растительного происхождения.

Исследования большого количества образцов молока показали, что в  молоке по мере его  порчи снижается  содержание фосфора. Такое же явление  наблюдается и в разных заквашенных молочных продуктах.

Во всех случаях ухудшения качества продукта или его окончательной порчи происходит уменьшение количества фосфора. Исследованиями было установлено, что фосфор уходит в виде летучих соединений.

В мясе при хранении и порче происходит резкое изменение содержания фосфора.

В свежем мясном фарше (1-й день) было 3,56 мг-% Р₂0₅, при хранении (на 4-й день) —2,72 мг-% Р₂0₅. В рыбе сырой свежей— 5,13, а на 5-й день (несвежей) — 4,75 мг-% Р₂0₅.

При хранении овощей также  наблюдаются изменения в содержании фосфора.

По уменьшению содержания фосфора  в кормах и продуктах животного  или растительного происхождения  при хранении можно судить о доброкачественности пищевого продукта.

Влияние недостатка и избытка кальция на организм животного

Недостаток или избыток кальция  в рационе сельскохозяйственных животных проявляется характерными клиническими симптомами и определенными биохимическими сдвигами.

При дефиците кальция (а также фосфора  или витамина D) в рационе молодняк заболевает рахитом.

Характерными признаками болезни  являются: нарушение роста, ухудшение или извращение аппетита, искривление позвоночника, ребер и трубчатых костей, шаткость походки, хромота. В основе заболевания лежит нарушение процессов минерализации костей (на рентгеновских снимках наблюдается расширение зон эпифизарных хрящей). При низкокальциевой форме рахита в крови обнаруживаются гипокальциемия, повышение в 2—4 раза уровня щелочной фосфатазы, снижение уровня лимонной кислоты, иногда — уменьшение кислотной емкости крови. На вскрытии кости пористые, мягкие с деформированными эпифизами; содержание золы в них резко снижено. Все перечисленные симптомы и биохимические изменения проявляются пропорционально дефициту кальция в рационе.

Недостаток кальция в рационе взрослых животных вызывает остеомаляцию (деминерализация костей без возмещения потерь) и (или) остеопороз (пористость костей, вызванная одновременно резорбцией минерального и органического компонентов). Заболевания, характеризующиеся одновременно резорбцией и деминерализацией костной ткани, относят к группе алиментарных остеодистрофий.

Болезнь развивается постепенно, сопровождается снижением продуктивности, потребления и переваримости корма, расстройствами пищеварения, задержкой линьки и выпадением шерсти.