Новый подход к повышению усвоения клетчатки

Бустер рубцового пищеварения фибраза в рационах молочных коров

Автор: Пчельников Д.В., зооинженер, к. б. н., доцент, специалист по кормлению ООО «ПТК «АйБиЭс».

История вопроса

Технологи и кормленцы работают во всем мире над задачей повышения эффективности кормления коров. Трудно разрешимой это задача казалась всегда особенно с точки зрения усвояемости клетчатки.

Известен факт, что гоминидальная микрофлора преджелудков коров воздействует, расщепляет и ферментирует структурные углеводы стенок клеток компонентов корма. Этот процесс обеспечивает жвачных летучими жирными кислотами и белками. Воздействие микрофлоры на клетчатку происходит довольно быстро. Однако скорость и степень разрушения клетчатки в значительной степени определяются такими факторами, как микробная доступность субстрата, физическая и химическая природа корма, и кинетика пищеварения в почках.

Физическая и химическая природа кормов может стать барьером для их полного переваривания в рубце, особенно при взаимодействии лигнина с полисахаридными составляющими. Белки адгезина позволяют бактериям с клеточно-связанными ферментами вступать в тесный контакт с их субстратами. Это и обеспечивает доступность продуктов расщепления.

Оказалось, что грибы также могут играть важную синергетическую роль в рубцовом переваривании кормов, физически разрушая лигнифицированную стволовую ткань.

Это обеспечивает микроорганизмам рубца больший доступ к стеблю и усваиваемым частям растения. Достаточно давно уже проводятся исследования и новые разработки в области усвоения клетчатки жвачными животными, химическую и биологическую обработку кормов, а также обработку питательных веществ и регулирование кормления. J. Nutr. 127: 819S–823S, 1997.

Четыре основных фактора регулируют переваривание клетчатки в рубце:

1) структура и состав растений, которые регулируют доступ бактерий к питательным веществам;

2) характер плотности популяции преобладающих микроорганизмов, переваривающих клетчатку;

3) микробные факторы, которые контролируют адгезию и гидролиз комплексами гидролитических ферментов сопутствующих популяций микробов;

4) факторы организма, которые увеличивают доступность питательных веществ посредством жевания, слюноотделения и кинетики кишки (Cheng et al., 1991).

Воздействие микроорганизмов на клетчатку.

Для того чтобы пищеварение продолжалось, микроорганизмы часто должны проникать через прочные барьеры, такие как эпикутикулярные воски и слой кутикулы, которые могут ограничивать ферментативную атаку. Силикаты и танины в кормах представляют дополнительные слои неподатливого для проникновения микроорганизмов материала (Harbers et al., 1981).

Бактерии обычно получают доступ к легко усваиваемым внутренним тканям через устьица, линтикулы или поврежденные участки, и пищеварение, по существу, происходит изнутри. Рубцовые грибы также разрушают более уязвимые участки растительной ткани, но, кроме того, обладают способностью проникать в кутикулу растения. Это помогает уменьшить предел прочности и обеспечивает дополнительные места для доступа и прикрепления бактерий (Akin 1986).

Доступная энергия в рубце обычно ограничивает рост бактериальной массы и любого дополнительного органического вещества, ферментированного в рубце в результате изменения состава кормов. Концентраты, увеличивают синтез микробного белка за счет увеличения энергии.

Sniffen and Robinson (1987) установили, что количество бактерий было максимальным при содержании в рационе 70% фуража от сухого вещества рациона. Однако при этом значительно снижается усвоение клетчатки. Так как структурные углеводно-ферментирующие микробы обычно ограничены рН рубца менее 6 (Hoover, 1986), снижение усвояемости клетчатки при более высоком проценте ввода концентрата можно объяснить быстрым расщеплением неструктурных углеводов.

Очевидно, переваривание клетчатки не будет максимально увеличено только при одном соотношении корм / концентрат. Скорее это будет зависеть от различных скоростей переваривания структурных и неструктурных углеводов, содержащихся в корме и концентрате.

Прикрепление, присоединение, проникновение и образование микробных объединений – все это важные процессы в переваривании корма микроорганизмами рубца.

Практика использования биологически активных веществ

Существуют возможности для улучшения общего использования лигноцеллюлозных материалов в качестве кормов для жвачных животных. Организмы, способные продолжать воздействие на самые невосприимчивые источники, включающие в себя лигнин-углеводные связи, могут быть выделены и исследованы на предмет их специфических ферментативных и склеивающих способностей. Перспективы улучшения переваривания клетчатки основаны на повышении скорости ферментации более легко ферментируемых частей клеточной стенки.

Стратегии управления кормлением должны включать в себя оценку порядка поступления субстрата, а также размеров частиц кормов для оптимизации жвачки и пищеварительных воздействий микробных соединений.

Нами проведен ряд исследований по применению в кормлении коров бустера рубцового пищеварения Фибраза производства Bioscreen Tecnologies srl. Отдел ферментирования Bioscreen может продуцировать выбранные, исследованные и разработанные штаммы грибов, дрожжей и лактобактерий, для получения натуральных и эффективных решений с целью улучшения ферментной активности рубца (микробиота и летучие жирные кислоты), контроля аномальной ферментации (эндотоксины и ацидоз рубца), повышения уровня специфических ферментов (пропионовая кислота) и синегридных ассоциаций, улучшающих состояние и работу рубца и кишечника, для лучшей усвояемости питательных веществ.

Названный комплекс состоит из сухих инактивированных культур Aspergillus oryzae и Aspergillus niger , а также сухих экстрактов ферментации Kluyveromyces marxianus var. Lactis и Saccharomyces cerevisiae.

В природе в кишечнике одновременно сожительствует несколько различных видов микробов. По этому же принципу микроорганизмы, содержащиеся в Fibrase, сосуществуют и растут на одной ферментативной культуральной среде.

Культура микроорганизмов блокируется, когда ферментативная активность достигает максимума. Конечный продукт не является смесью нескольких микроорганизмов, он представляет собой новый биологический объект, выращенный в результате симбиоза четырех микроорганизмов.

Рубцовая среда является нежелательной для размножения этих микробов, поэтому их инактивируют.

Важно, что высвобождение нужных веществ из инактивированных микробов происходит проще, чем у живых.

Биологические составляющие культуры, метаболиты и продукты ферментации сохраняются и доступны для животных.

В период с 21.08.2017 по 22.09.2017 в одном из хозяйств Московской области было проведено производственное испытание кормовой добавки Фибраза. Для проведения эксперимента отобрали две группы коров по 110 голов, опытную и контрольную. Коровы опытной группы к основному рациону получали Фибразу в дозе 40 грамм на голову в сутки. Препарат в озвученной дозе раздавали с комбикормом один раз в сутки. Животные контрольной группы получали общехозяйственный рацион. Животные обеих групп содержались в одном помещении, с аналогичными условиями кормления и поения, с одними параметрами микроклимата, в одинаковой степени были подвержены производственным стресс-факторам.

Как видно из таблицы, на начало опыта 21,08,2017 коровы опытной группы давали молока меньше чем коровы контрольной группы в среднем на 2,6 кг в сутки. 30,08,2017 этот показатель составил 1,1 кг в сутки. 15,09,2017 животные как опытной, так и контрольной групп давали одинаковое количество молока в сутки. 22,09,2017 удой опытных животных был выше чем контрольных на 2,3 кг. В целом, за месяц прибавка в молоке у коров опытной группы по сравнению с контрольными коровами составила 4,9 кг молока на голову в сутки.

В период с 1 июня по 1 сентября нами проводился эксперимент по применению бустера рубцового пищеварения Фибразы на базе одного из колхозов Тверской губернии. Опыты проводились на одном из 4 отделений колхоза, отделение Внуково. В качестве контроля использовали данные полученные на отделение Савинское. Фибразу вводили в комбикорм в дозе 20 грамм на голову в сутки. В период эксперимента учитывали: продуктивность опытных и контрольных животных, их физиологическое состояние, консистенцию навоза…

На рисунке 1 изображена динамика изменения продуктивности в июле 2017 года

Как видно из данных диаграммы, в контрольной группе, отмечено снижение уровня продуктивности, что в целом можно объяснить сезонным снижением качества поедаемой травы. Но в опытной группе, отделение Внуково, данной тенденции отмечено не было, что можно объяснить лучшей способностью коров воздействовать на непереваримую клетчатку, или лигнин, в результате применения испытуемого препарата.

На рисунке 2 изображена динамика изменения продуктивности в августе 2017 года

Как видно из диаграммы удоев за август, в контрольной группе, отделение Савинское, отмечалась тенденция к снижению продуктивности. В опытной группе, отделение Внуково, продолжался рост продуктивности.

Среднее увеличение количества молока в сутки по отделению Внуково в сравнении с контрольным отделением в июле месяце были 1,97 кг на корову. За июль месяц получено дополнительно по отделению 3358,85 кг молока. При продаже молока по 28 руб за кг, выручка от продажи дополнительно полученного молока составила 94047,8 руб. Затраты на 37 кг фибразы израсходованных за июль составили 22533 руб.

Среднее увеличение количества молока в сутки по отделению Внуково в сравнение с отделением Савинское в августе были 2,55 кг в сутки на одну корову. За месяц получено дополнительно по отделению 5814 кг молока, выручка от продажи дополнительного молока составила 162722 руб. Дополнительные затраты от применения фибразы за август составили – 45,6 кг, 27770,4 руб.

Общая выручка от увеличения надоев в июле и августе составила 256769,8 руб. затраты на фибразу за два месяца составили 50303,4 руб. Прибыль от применения фибразы составила 206466,4 руб.

В данных расчетах учитывается только прибыль от видимого увеличения молока, к этому привело улучшение общего состояния пищеварительной системы коровы, (снижение ацидозного и кетозного состояния) о чем свидетельствует увеличение таких показателей биохимии крови, как щелочная фосфотаза и общий белок сыворотки.

Кроме того, увеличение усвояемости непериваримой клетчатки, что в условиях нынешнего года является очень актуальной проблемой. Данные выводы можно сделать из состояния фекальных масс. Навозная лепешка у коров, получавших фибразу была более сформированой, однородной консистенции.

Можно предположить, что все вышеизложенное указывает на то,что применение фибразы не только положительно скажется на молочной продуктивности животных, но и на воспроизводительных функциях животных.

Выводы и предложения

Таким образом, в период экспериментов отмечено увеличение надоев молока в группах где применялся бустер рубцового пищеварения – фибраза в дозе 20 и 40 грамм на голову в сутки. Что достигнуто в результате улучшения пищеварения, а вернее поддержания рН рубца на уровне физиологической нормы, что приводит к созданию идеальных условий для развития фибролитических бактерий, увеличению количества биомассы рубца, а также улучшение усвояемости непереваренной клетчатки. Показатели биохимии крови свидетельствуют о снижение случаев ацидоза и кетоза. Как показали расчеты, применение препарата окупается за счет получения дополнительного молока. Но основной экономический эффект достигается за счет улучшения здоровья ЖКТ и печени. Основным результатом применении названного препарата будет эффективность использования кормов и увеличение срока службы продуктивных животных.

Список используемой литературы.

1. Akin, D. E. (1986) Chemical and biological structure in plants as related to microbial degradation of forage cell walls. In: Control of Digestion and Metab olism in Ruminants (Milligan, L. P., Grovum, W. L. & Dobson, A., eds.),   pp. 139–157. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.

2. Cheng, K. J., Forsberg, C. W., Minato, H. & Costerton, J. W. (1991) Microbial ecology and physiology of feed degradation within the rumen. In: Physiological Aspects of Digestion and Metabolism in Ruminants (Tsuda, T., Sasaki, Y. & Kawashima, R., eds.), pp. 595–624. Academic Press, Toronto, ON.
3. Harbers, L. H., Raiten, D. J. & Paulsen, G. M. (1981) The role of plant epidermal silica as structural inhibitor of rumen microbial digestion in steers. Nutr. Rep. Int. 24: 1057–1066.
4. Hoover, W. H. (1986) Chemical factors involved in ruminal fiber digestion. J. Dairy Sci. 69: 2755–2766.
5. Sniffen, C. J. & Robinson, P. H. (1987) Microbial growth and flow as influencedby dietary manipulations. J. Dairy Sci. 70: 425–441.