Оценка эффективности влияния ферментированного рапсового шрота на молочную продуктивность коров

УДК 636.084.41

Оценка эффективности влияния ферментированного рапсового шрота на молочную продуктивность коров

Медведев И. К.

Буряков Н. П., доктор биологических наук

Менберг И. В.

Жевнеров А. В.

ФГБОУ ВО «РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева», кафедра кормления животных

127550, Россия, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49

Исследования по использованию кормовой добавки на основе ферментированного рапсового шрота проводили на предприятии ООО «Дельта Ф» в Московской области. Цель эксперимента заключалась в оценке влияния разного уровня ввода ферментированного рапсового шрота на показатели молочной продуктивности и биохимические показатели крови. Для проведения эксперимента были сформированы три группы коров второго периода сухостоя по методу пар-аналогов по 15 голов в каждой. Опыт начинали за 14 суток до отёла. В течение 4 недель коров опытных групп приучали к потреблению рационов с ферментированным рапсовым шротом с постепенным увеличением его уровня в рационе до 1,25 кг (1-я опытная группа) и до 2,5 кг (2-я опытная группа) на голову в сутки к 14-му дню лактации. В качестве инструмента управления количеством протеина в рационе и достижения оптимального соотношения сырого, переваримого, расщепляемого и нерасщепляемого протеина применяли полипептидный комплекс «КаноЛак»^®, полученный методом твёрдофазной ферментации. Данный продукт относится к добавкам на основе ферментированного рапсового шрота. В ходе эксперимента было установлено, что частичная замена рапсового на ферментированный рапсовый шрот способствовала улучшению протеиновой питательности рациона, а также положительно влияла на показатели молочной продуктивности. Животные 1-й опытной группы имели более высокие показатели удоя, массовой доли жира и белка в молоке, что способствовало увеличению валового выхода молочного белка и жира. Анализ биохимических показателей крови подтвердил тот факт, что рациональное введение ферментированного рапсового шрота в рацион лактирующих коров положительно влияет на обмен веществ и здоровье животных.

Ключевые слова: протеиновая питательность рациона, лактирующие коровы, расщепляемый протеин, нерасщепляемый протеин, рацион, молочная продуктивность.

Залог достижения генетического потенциала напрямую зависит от технологии кормления животных. Для достижения максимальных количественных и качественных показателей молочной продуктивности необходимо использовать полноценный и сбалансированный рацион, который соответствует современным нормам кормления (Задумкин, Анищенко и др., 2017; Система функционального кормления, 2017; Степанова, Ярлыков, Лапина, 2021).

В производственных условиях при использовании высококачественных кормов собственного производства предприятия получают рацион, сбалансированный по основным показателям. Однако при оценке питательности рационов часто обнаруживают неполноценность протеинового питания. Это обусловлено использованием распространённых источников белка в виде жмыхов и шротов, которые имеют неоптимальное соотношение расщепляемого и нерасщепляемого протеина. Как правило, в стандартных источниках белка в рационе содержится от 60 до 80% расщепляемого протеина и не более 30% приходится на нерасщепляемый протеин (Бауэр, Окутаева, 2017; Борисов, 2020; Лютых, 2020).

Однако с ростом молочной продуктивности потребность в протеине возрастает. Для этого увеличивают уровень белка в рационе. Это вызывает высокую нагрузку на микробиом рубца, что приводит к снижению производительности микроорганизмов с протеолитической активностью. Также следует отметить, что протеин, полученный в рубце посредством процесса микробиального синтеза, содержит неоптимальное соотношение незаменимых аминокислот для удовлетворения потребностей высокопродуктивных коров (Маслюк, Токарева, 2018; Разумовский, Соболев, 2020; Разумовский, 2019).

Для решения этой проблемы необходимо применять источники полноценного транзитного протеина, который без изменений проходит через рубец коровы и является источником незаменимых аминокислот, которые усваиваются в тонком отделе кишечника (Луговой, Подольников, Луговая, 2021; Топорова, Сыроватский, Топорова, 2017).

Таким образом, введение достаточного уровня протеина не является решением проблем с протеиновой питательностью рациона. При составлении программы кормления высокопродуктивных лактирующих коров необходимо применять дополнительные кормовые ресурсы. В связи с этим в рацион вводятся нетрадиционные корма, позволяющие оптимизировать протеиновую питательность рациона (Разумовский, Соболев, 2020).

Одним из современных источников нерасщепляемого протеина является рапсовый шрот, который прошёл ферментативную переработку.

Целью исследования была оценка влияние рационов с разным уровнем ввода ферментированного рапсового шрота на показатели молочной продуктивности и биохимические показатели крови.

Для выполнения цели были поставлены следующие задачи:

– провести сравнительный анализ химического состава ферментированного и традиционного рапсового шрота;

– сделать оценку сбалансированности рационов с включением разного количества ферментированного рапсового шрота;

– изучить влияние используемых рационов на молочную продуктивность коров;

– провести отбор крови у животных, участвующих в исследовании, и определить её биохимические показатели.

Методика исследований. Исследования кормовой добавки на основе ферментированного рапсового шрота проводили на предприятии ООО «Дельта Ф» в Московской области. Цель эксперимента заключалась в оценке влияния разного уровня ввода ферментированного рапсового шрота на показатели молочной продуктивности и биохимические показатели крови.

Для проведения эксперимента были сформированы три группы коров второго периода сухостоя по методу пар-аналогов по 15 голов в каждой (табл. 1). При подборе животных учитывали живую массу, возраст, номер лактации и молочную продуктивность за предыдущую лактацию (Антонова, Топурия, Косилов, 2011). Животных содержали беспривязным способом, все коровы были клинически здоровы и потребляли один базовый рацион кормления.

1. Схема опыта

Опыт начинали за 14 суток до отёла. В течение 4 недель коров опытных групп приучали к потреблению рационов с ферментированным рапсовым шротом с постепенным увеличением его уровня в рационе до 1,25 кг (1-я опытная группа) и до 2,5 кг (2-я опытная группа) на голову в сутки к 14-му дню лактации.

Основной рацион для коров (на голову) состоял из следующих кормов, кг: силос кукурузный — 21,9, сенаж клеверный — 19,7, сенаж разнотравный — 3,1, дерть кукурузы — 5,4, плющеное зерно ячменя — 3,1, шрот рапсовый — 2,5, соя экструдированная обезжиренная — 1,5, премикс — 0,15, соль поваренная — 0,1 и мел кормовой — 0,1.

В качестве инструмента управления количеством протеина в рационе и достижения оптимального соотношения сырого, переваримого, расщепляемого и нерасщепляемого протеина применяли полипептидный комплекс «КаноЛак»^®, полученный методом твёрдофазной ферментации. Данный продукт относится к добавкам на основе ферментированного рапсового шрота.

Эксперимент продолжали до 90-х суток лактации. Кровь для определения и анализа её биохимических показателей была отобрана на 3-м месяце лактации.

Пробы кормов отбирали по ГОСТ Р ИСО 6497-2014. В кормах определяли:

– сухое вещество — по ГОСТ Р 57059-2016;

– органическое вещество — расчётным методом;

– сырую золу — методом сухого озоления (ГОСТ 32933-2014 (ISO 5984:2002);

– общий азот и сырой протеин — методом Къельдаля (ГОСТ Р 51417-99 (ИСО 5983:1997));

– сырой жир — по ГОСТ Р 53153-2008;

– сырую клетчатку — по AOCS Standard Procedure Ba 6a-05;

– безазотистые экстрактивные вещества — расчётным методом;

– кислотно-детергентную клетчатку — по ГОСТ ISO 13906-2013;

– нейтрально-детергентную клетчатку — по ГОСТ ISO 16472-2014);

– кальций — по ГОСТ 26570-95;

– фосфор — по ГОСТ 26657-97.

Молочную продуктивность коров учитывали методом контрольных доений ежемесячно (Антонова, Топурия, Косилов, 2011). Образцы молока отбирали от 15 голов в каждой группе в персональный контейнер и хранили в холодильнике при температуре 4°C до транспортировки в лабораторию. Определяли содержание жира и белка, а также соматических клеток.

Для объективности измерений применяли референсные образцы молока, предназначенные для метрологического контроля (калибровки), изготовленные по международным стандартам: массовая доля жира по ISO 1211-2012.2446-2009, массовая доля белка по ISO 8968-1-2008. Определение жира и белка в молоке осуществляли по ГОСТ 25179-90 и ГОСТ Р 55246-2012, рассчитывали валовой выход белка и жира с молоком коров.

По данным контрольных доений рассчитывали суточные и валовые удои молока натуральной и 4%-й жирности. Расчёт валового удоя молока 4%-й жирности от каждой коровы осуществляли по формуле, предложенной, Н. В. Кугеневым (1988), на основании валового удоя и жирности молока:

.

Кровь для проведения биохимического анализа была отобрана из яремной вены в вакуумные пробирки с реагентом для получения сыворотки крови с целью последующего анализа.

Биохимические показатели крови определяли на базе кафедры кормления животных ФГБОУ ВО «РГАУ–МСХА им. К. А. Тимирязева» (г. Москва) на автоматическом биохимическом иммуноферментном анализаторе СHEM WELL 2910 (Awareness Technology, USA) с использованием реактивов компании Spinreact S. A. (Испания).

Математическую и статистическую обработку экспериментальных данных проводили стандартными методами корреляционного и дисперсионного анализа (Антонова и др., 2011) с использованием пакета статистического анализа Microsoft Office.

Рассчитывали средние значения (М) и ошибки средних (±m). Достоверность разности оценивали по t-критерию Стьюдента, разность считали достоверной по отношению к контрольной группе при p <0,05.

Результаты исследований. Химический состав ферментированного рапсового шрота. Ферментированный рапсовый шрот является отличным источником протеина и аминокислот (табл. 2).

2. Состав натурального и ферментированного рапсового шрота

Из данных табл. 2 видно, что уровень сырого и нерасщепляемого протеина у ферментированного рапсового шрота был выше по сравнению с натуральным рапсовым шротом. Количество переваримого протеина у обоих компонентов корма находилось на одном уровне. Данные по питательности этих кормов были использованы при оптимизации рационов для подопытных животных.

Анализ рациона. Для анализа полноценности и сбалансированности рационов был проведён их анализ по нормам ВИЖ (2016). Показатели питательности рационов представлены в табл. 3.

3. Питательность рационов, используемых в опыте

Анализ протеиновой питательности рациона показал, что содержание сырого протеина в рационе контрольной группы соответствовало норме (Разумовский, 2019). Однако уровень нерасщепляемого протеина в рационе контрольной группы находился ниже рекомендуемой нормы на 18,39%, а количество расщепляемого протеина превышало её на 6,6%.

Для оптимизации протеиновой питательности рациона использовали замену рапсового шрота на ферментированный рапсовый шрот. Введение ферментированного рапсового шрота позволило улучшить протеиновую питательность (количество сырого и переваримого протеина), а содержание расщепляемого протеина в рационе опытных групп находилось в пределах рекомендуемых норм. Содержание нерасщепляемого протеина в рационе коров 1-й опытной группы соответствовало норме, в отличие от контрольной и опытной групп.

Для подтверждения сбалансированности и оптимизации рационов были проведены исследования показателей молочной продуктивности.

Анализ молочной продуктивности. Молочная продуктивность является главным критерием оценки рентабельности фермы. В данном опыте определяли валовой и суточный удой молока натуральной и 4%-й жирности, массовую долю и валовой выход белка и жира (табл. 4).

4. Молочная продуктивность коров

Примечание: * — разность достоверна при p <0,05.

Результаты анализа валового и суточного удоя молока натуральной жирности за 90 суток лактации показали, что у животных 1-й опытной группы данные показатели были выше на 3,3 и 3,2%, а у 2-й опытной группы — на 1,0 и 0,9% соответственно по сравнению с контролем. При подробном анализе валового удоя молока 4%-й жирности установлено, что максимальный уровень был зафиксирован у животных 1-й опытной группы, он составил 3192,6 кг за период опыта от одной головы. Схожая тенденция сохранялась и в отношении суточного удоя молока 4%-й жирности, который был самым высоким у коров 1-й опытной группы.

Массовая доля белка и жира в молоке возрастала у коров опытных групп.

Увеличение удоя и массовой доли жира и белка в молоке приводят к увеличению валового выхода молочного белка и жира. Таким образом, у коров опытных групп валовой выход молочного жира был выше на 1,7–4,4%, а белка — на 3,1–5,1% по сравнению с контрольной. Максимальный выход молочного белка и жира был зафиксирован у животных, которые получали частичную замену рапсового шрота в рационе на ферментированный рапсовый шрот (50/50).

Таким образом, можно сделать вывод, что коровы 1-й опытной группы характеризовались более высокими показателями молочной продуктивности по сравнению с контрольной группой и 2-й опытной.

Биохимические показатели крови. Отбор крови у животных с целью дальнейшего исследования и анализа позволил дать оценку здоровья животного и сделать вывод о влиянии кормления на обмен веществ.

Для исследования был проведён анализ следующих показателей крови: билирубин общий, АСТ и АЛТ, мочевина, креатинин, общий белок, альбумин, глобулин, глюкоза, щелочная фосфатаза, лактатдегидрогеназа, альфа-амилаза (табл. 5).

5. Биохимические показатели крови

Примечание: * — разность достоверна при p <0,05.

При анализе крови было установлено, что все биохимические показатели коров контрольной и опытных групп находились в пределах нормы. При этом уровень общего белка в крови животных 1-й опытной группы был меньше на 9,4% по сравнению с контрольной, разность достоверна (p <0,05). Вероятно, это обусловлено тем, что протеиновая питательность рациона 1-й опытной группы была более сбалансированной. Это обусловлено тем, что количество расщепляемого протеина в данном рационе снижалось, а уровень нерасщепляемого протеина возрастал, который, в свою очередь, эффективнее использовался для синтеза молока за счёт оптимального протеинового состава, что подтвердили полученные данные по анализу молочной продуктивности (табл. 4).

Следует отметить, что количество общего белка в крови животных 2-й опытной группы было ниже по сравнению с 1-й опытной группой. Это подтверждает гипотезу, так как в этом случае уровень общего белка в крови выше, и он менее интенсивно расходовался для образования компонентов молока (табл. 3).

Содержание щелочной фосфатазы и лактатдегидрогеназы в крови было ниже у коров 1-й опытной группы по сравнению с контролем на 10,7 и 9,9% соответственно. Уровень данных ферментов позволил оценить работу внутренних органов коров, в частности печени и почек.

Более высокий уровень данных ферментов в крови, вероятно, обусловлен повышенной нагрузкой на печень и почки вследствие высокого уровня расщепляемого протеина в рационе коров контрольной группы (табл. 2) (Жуков, Ушаков, 2014; Головин, Аникин, Перов и др., 2016).

Таким образом, можно сделать вывод, что, судя по биохимическим показателям крови, рацион коров 1-й опытной группы был полноценным, а протеиновая питательность соответствовала норме.

Заключение. Использование ферментированного рапсового шрота в рационе лактирующих коров способствовало оптимизации протеиновой питательности рациона, увеличению показателей молочной продуктивности и улучшению обменных процессов в организме. Замена 50% рапсового шрота на ферментированный рапсовый шрот оказалась максимально эффективна.

При использовании рациона, содержащего 1,25 кг ферментированного рапсового шрота и 1,25 кг рапсового шрота, было зафиксировано увеличение суточного удоя на 3,2%, валового выхода молочного жира — на 3,91%, белка — на 3,21%.

Исследование «Оценка эффективности нетрадиционных источников белка в рационе лактирующих коров» выполнено при финансовой поддержке внутриуниверситетского конкурса «Аспирантский научный контракт» программы развития Университета в соответствии с программой стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

Все исследования проведены на оборудовании УН ЦКП «Сервисная лаборатория комплексного анализа химических соединений» и лаборатории кафедры кормления животных.

Литература

1. Бауэр М. Ш. Оптимизация рациона кормления как фактор повышения эффективности производства мяса КРС / М. Ш. Бауэр, С. Т. Окутаева // Проблемы агрорынка. — 2017. — № 3. — С.84–89.
2. Борисов Н. Рацион КРС: формула идеального баланса / Н. Борисов // Эффективное животноводство. — 2020. — № 9 (166). — С.51–57.
3. Лабораторная диагностика: справочное пособие / Е. Н. Бурмистров, М. Д. Кинкладзе, И. Н. Белоусова и др. — Издательство «Аквариум», 2021. — Вып. 6. — 322 с.
4. Жуков И. В. Анализ биохимического состояния крупного рогатого скота импортной селекции / И. В. Жуков, А. А. Ушаков // Вестник воронежского государственного университета инженерных технологий. — 2014. — № 4. — С.118–121.
5. Луговой М. М. Молочная продуктивность коров при включении в рацион кормовой добавки с повышенным уровнем содержания нерасщепляемого протеина и транзитного крахмала / М. М. Луговой, В. Е. Подольников, И. С. Луговая // БИО. — 2021. — № 4 (247). — С.20–25.
6. Лютых О. Формула продуктивного рациона КРС / О. Лютых // Эффективное животноводство. — 2020. — № 3 (160). — С.62–67.
7. Маслюк А. Н. Эффективность оптимизации протеинового и углеводного питания высокопродуктивных коров / А. Н. Маслюк, М. А. Токарева // Животноводство и кормопроизводство. — 2018. — Т. 101. — № 4. — С.164–171.
8. Повышение эффективности производства молока на основе совершенствования региональной системы кормопроизводства / К. А. Задумкин, А. Н. Анищенко, В. В. Вахрушева, Н. Ю. Коновалова // Экономические и социальные перемены: факты, тенденции, прогноз. —2017. — Т. 10. — № 6. — С.170–191.
9. Разумовский Н. Аминокислоты — заменимые и незаменимые / Н. Разумовский, Д. Соболев // Животноводство России. — 2020. — № 2. — С.59–63.
10. Разумовский Н. Менеджмент качества молока / Н. Разумовский // Животноводство России. — 2019. — № 3. — С.39–42.
11. Рекомендации по детализированному кормлению молочного скота: справочное пособие / А. В. Головин, А. С. Аникин, Н. Г. Перов и др. — Дубровицы: ВИЖ им Л. К. Эрнста, 2016. — 242 с.
12. Система функционального кормления / Животноводство России. — 2017. — № S2. — С.13–14.
13. Степанова М. В. Влияние кормления коров на качество и химический состав молока / М. В. Степанова, Н. Г. Ярлыков, Е. М. Лапина // Вестник АПК Верхневолжья. — 2021. — № 4 (56). — С.45–51.
14. Топорова Л. В. Применение нетрадиционного источника нерасщепляемого протеина в кормлении высокопродуктивных лактирующих коров / Л. В. Топорова, М. В. Сыроватский, И. В. Топорова // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. — 2017. — № 7. — С.65–70.

The effectiveness of fermented rapeseed cake on the milk yield of cows

Medvedev I. K.

Buryakov N. P., Dr. Biol. Sc.

Menberg I. V.

Zhevnerov A. V.

Russian Timiryazev State Agrarian University, department of Livestock Feeding

127550, Russia, Moscow, Timiryazevskaya str., 49

A feed additive based on a fermented rapeseed cake was tested at the OOO “Delta F” in the Moscow region. The aim was to find the correlations among different concentrations of the fermented rapeseed cake, cow milk productivity and blood biochemistry. Three analogue groups of cows were formed consisted of 15 heads each of the second dry period. The experiment began 14 days before calving. For 4 weeks cows consumed the fermented rapeseed cake under the gradual increase of its concentration up to 1.25 kg (1^st group) and 2.5 kg (2^nd group) per head daily by the 14^th day of lactation. The “KanoLak”^® polypeptide complex produced via solid fermentation was used to control protein concentration and balance the proportions of crude, digestible and non-digestible proteins in the diet. This product belonged to the additives based on the fermented rapeseed cake. Partial substitution of the rapeseed cake by the fermented one improved the protein availability in the diet and positively affected milk production. Cows of the 1^st group had higher milk productivity, milk fat mass fraction and protein content increasing the gross yields of milk protein and fat. Blood biochemistry indicated the positive impact of the rational introduction of the fermented rapeseed cake into the diet of the lactating cows on their metabolism and health.

Keywords: protein nutritional value, lactating cow, digestible protein, non-digestible protein, diet, milk productivity.

References

1. Bauer M. Sh. Optimizatsiya ratsiona kormleniya kak faktor povysheniya effektivnosti proizvodstva myasa KRS / M. Sh. Bauer, S. T. Okutaeva // Problemy agrorynka. — 2017. — No. 3. — P.84–89.

2. Borisov N. Ratsion KRS: formula idealnogo balansa / N. Borisov // Effektivnoe zhivotnovodstvo. — 2020. — No. 9 (166). — P.51–57.

3. Laboratornaya diagnostika: spravochnoe posobie / E. N. Burmistrov, M. D. Kinkladze, I. N. Belousova et al. — Izdatelstvo “Akvarium”, 2021. — Is. 6. — 322 p.

4. Zhukov I. V. Analiz biokhimicheskogo sostoyaniya krupnogo rogatogo skota importnoy selektsii / I. V. Zhukov, A. A. Ushakov // Vestnik voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologiy. — 2014. — No. 4. — P.118–121.

5. Lugovoy M. M. Molochnaya produktivnost korov pri vklyuchenii v ratsion kormovoy dobavki s povyshennym urovnem soderzhaniya nerasshcheplyaemogo proteina i tranzitnogo krakhmala / M. M. Lugovoy, V. E. Podolnikov, I. S. Lugovaya // BIO. — 2021. — No. 4 (247). — P.20–25.

6. Lyutykh O. Formula produktivnogo ratsiona KRS / O. Lyutykh // Effektivnoe zhivotnovodstvo. — 2020. — No. 3 (160). — P.62–67.

7. Maslyuk A. N. Effektivnost optimizatsii proteinovogo i uglevodnogo pitaniya vysokoproduktivnykh korov / A. N. Maslyuk, M. A. Tokareva // Zhivotnovodstvo i kormoproizvodstvo. — 2018. — Vol. 101. — No. 4. — P.164–171.

8. Povyshenie effektivnosti proizvodstva moloka na osnove sovershenstvovaniya regionalnoy sistemy kormoproizvodstva / K. A. Zadumkin, A. N. Anishchenko, V. V. Vakhrusheva, N. Yu. Konovalova // Ekonomicheskie i sotsialnye peremeny: fakty, tendentsii, prognoz. —2017. — Vol. 10. — No. 6. — P.170–191.

9. Razumovskiy N. Aminokisloty — zamenimye i nezamenimye / N. Razumovskiy, D. Sobolev // Zhivotnovodstvo Rossii. — 2020. — No. 2. — P.59–63.

10. Razumovskiy N. Menedzhment kachestva moloka / N. Razumovskiy // Zhivotnovodstvo Rossii. — 2019. — No. 3. — P.39–42.

11. Rekomendatsii po detalizirovannomu kormleniyu molochnogo skota: spravochnoe posobie / A. V. Golovin, A. S. Anikin, N. G. Perov et al. — Dubrovitsy: VIZh im L. K. Ernsta, 2016. — 242 p.

12. Sistema funktsionalnogo kormleniya / Zhivotnovodstvo Rossii. — 2017. — No. S2. — P.13–14.

13. Stepanova M. V. Vliyanie kormleniya korov na kachestvo i khimicheskiy sostav moloka / M. V. Stepanova, N. G. Yarlykov, E. M. Lapina // Vestnik APK Verkhnevolzhya. — 2021. — No. 4 (56). — P.45–51.

14. Toporova L. V. Primenenie netraditsionnogo istochnika nerasshcheplyaemogo proteina v kormlenii vysokoproduktivnykh laktiruyushchikh korov / L. V. Toporova, M. V. Syrovatskiy, I. V. Toporova // Veterinariya, zootekhniya i biotekhnologiya. — 2017. — No. 7. — P.65–70.