CC BY
38
УДК 636.2:591.11:661.719
Голова Н. В., м.н.с., к. с.-г. н ([email protected]), Невоструева I. В., с.н.с., к. с.-г. н Вудмаска I. В., д. с.-г. н., с. н. с. ©
1нститут бюлогп тварин НААН, м. Львгв, Украгна
ФЕРМЕРТАЦ1Я В РУБЦ1 КОР1В ЗА ДОДАВАННЯ Б1КАРБОНАТУ НАТР1Ю ДО РАЩОНШ З Р1ЗНИМ СП1ВВ1ДНОШЕННЯМ КРОХМАЛЮ
ТА ЦУКРУ
Концентроваш корми дають можливкть забезпечити необхгдний вм1ст поживних речовин та енергп у рацюш високопродуктивних коргв, проте збыьшення споживання неструктурних вуглеводгв знижуе рН вм1сту рубця, що викликае порушення переб1гу рубцевог ферментацп. Використання буферних речовин дозволяе нормал1зувати метабол1чш процеси у рубщ. Проведено дослгдження дп бшарбонату натрт на ферментацт у рубц коргв при р1зному ствв1дношенш у складг рацюну крохмалю та цукру за однаковог сумарног кглькостг неструктурних вуглеводгв. Для цього 1 кг пшеничног дерт1 замтювали на 1 кг меляси.
Замша 1 кг зернових концентрат1в на 1 кг меляси знижувало рН рубцевог ргдини з 6,72 до 6,62; додавання бтарбонату натрт тдвищувало рН до 7,12 та 6,90. При цьому додавання бшарбонату натрт зменшувало амыолтичну активтсть на 8,8 та 10,6 % вгдповгдно. Впливу бжарбонату натрт на целюлозолтичну та протеолтичну активност1 не виявлено.
За додавання бшарбонату натрт до обох рацюшв у вмют1 рубця коргв посилювався синтез мгкробного бглка, внаслгдок чого зростала кглькгсть бглкового азоту та зменшувалась концентрац1я ам1аку. Додавання бшарбонату натрт до рацюну коргв з быьшим вмятом пшеничног дерт1 тдвищувало жиртсть молока з 3,42 до 3,64 %, при замгнг частини дерт1 мелясою бЫарбонат збыьшував вмют бглка у молоцг з 3,27 до 3,42 %.
Ключовi слова: корови, крохмаль, цукор, бгкарбонат натрт, рубцева ферментац1я, молочна продуктивнгсть.
УДК 636.2:591.11:661.719
Голова Н. В., Невоструева И. В., Вудмаска И. В.
Институт биологии животных НААН,. Львов, Украина
ФЕРМЕНТАЦИЯ В РУБЦЕ КОРОВ ПРИ ДОБАВЛЕНИИ БИКАРБОНАТА НАТРИЯ К РАЦИОНУ С РАЗЛИЧНЫМ СООТНОШЕНИЕМ КРАХМАЛА И САХАРА
Концентрированные корма дают возможность обеспечить необходимое содержание питательных веществ и энергии в рационе высокопродуктивных коров, однако увеличение потребления неструктурных углеводов снижает рН содержимого рубца, что вызывает нарушение рубцовой ферментации. Использование буферных веществ позволяет нормализовать метаболические процессы в рубце. Проведено исследование действия бикарбоната натрия на ферментацию в рубце коров при различном соотношении в составе рациона
© Голова Н. В., Невоструева I. В., Вудмаска I. В., 2014
58
крахмала и сахара при одинаковом суммарном количестве неструктурных углеводов. Для этого 1 кг пшеничной дерти заменяли 1 кг меляссы.
Замена 1 кг зерновых концентратов 1 кг меляссы снижало рН рубцовой жидкости с 6,72 до 6,62; добавления бикарбоната натрия повышало рН до 7,12 и 6,90. При этом добавление бикарбоната натрия уменьшало амилолитическую активность на 8,8 и 10,6 % соответственно. Влияния бикарбоната натрия на целлюлозолитическую и протеолитическую активности не обнаружено.
При добавлении бикарбоната натрия к обоим рационам в содержимом рубца коров усиливался синтез микробного белка, в результате чего возросло количество белкового азота и уменьшилась концентрация аммиака. Добавление бикарбоната натрия в рацион коров с большим содержанием пшеничной дерти повышало жирность молока с 3,42 до 3,64 %, при замене части дерти патокой бикарбонат натрия увеличивал содержание белка в молоке с 3,27 до 3,42 %.
Ключевые слова: коровы, крахмал, сахар, бикарбонат натрия, рубцовая ферментация, молочная продуктивность.
UDC 636.2:591.11:661.719
Golova N. V., I. V. Nevostruyeva, I. V. Vudmaska
Institute of Animal Biology NAAS, Lviv, Ukraine
RUMEN FERMENTATION IN COWS FED DIETS DIFFERENT BY STARCH AND SUGAR RATIO SUPPLEMENTED WITH SODIUM
BICARBONATE
Concentrate feeds provide the required levels of nutrients and energy in the diet of high-yielding cows but increased consumption of non-structural carbohydrates lowers the pH of the rumen contents and changes the rumen fermentation. The use of buffer substances can normalize metabolic processes in the rumen.
Study the sodium bicarbonate influence on fermentation in the rumen of cows with different ratio in the diet of starch and sugar for the same number of total non-structural carbohydrates was provided, 1 kg of wheat grain replaced by 1 kg molasses.
Replacement of 1 kg of grain concentrate per 1 kg of molasses reduced pH of rumen fluid from 6.72 to 6.62; addition of sodium bicarbonate increased the pH to 7.12 and 6. 90. The addition of sodium bicarbonate reduced amylase activity by 8.8 and 10.6%, respectively. Effects of sodium bicarbonate on cellulolytic and proteolytic activity were not found.
With the addition of sodium bicarbonate to both diets in rumen contents of cows amplified microbial protein synthesis, resulting in increased amount of protein nitrogen and decreased ammonia concentration. Adding sodium bicarbonate to the diet with a higher content offine wheat grain increased milk fat content from 3.42 to 3.64%, with replacement of wheat grain by molasses sodium bicarbonate increased protein content in milk from 3.27 to 3.42%.
Key words: cows, starch, sugar, sodium bicarbonate, rumen fermentation, milk
yield.
59
Жуйш тварини пристосоваш до живлення грубими кормами, вуглеводна частина яких представлена, головним чином кл^ковиною, проте для забезпечення високо! молочно! продуктивност корiв до складу !х ращону вводять концентроваш корми з високим вмiстом крохмалю. Збiльшення у рацiонi жуйних кшькосп неструктурних вуглеводiв позитивно впливае на ркт мжробно! маси та синтез мжробного проте!ну [1-6], знижуе концентращю амiаку в рубцевому вмiстi та збшьшуе вихiд молочного бiлка [4, 7].
При застосуванш у годiвлi корiв рацiонiв з високим вмктом проте!ну, значна частина амiаку не використовуеться для синтезу мжробного бшка, внаслiдок дефiциту доступно! метаболiчно! енерги [2, 8]. Збiльшення у такому ращош кiлькостi неструктурних вуглеводiв посилюе синтез мiкробного бiлка.
[2, 4, 6-7].
Основним чинником, вщ якого залежить жирномолочнiсть корiв, е синтез у рубщ летких жирних кислот, кшькють i спiввiдношення яких залежить вщ кiлькостi i спiввiдношення у ращош структурних та неструктурних вуглеводiв [13]. При великому вмiстi у ращош легкоперетравних вуглеводiв виникае небезпека порушення рубцевого травлення i метаболiчно! дисфункци органiзму-господаря [4, 10, 11, 12]. 1нтенсивне розмноження амiлолiтичних та молочнокислих бактерш призводить до накопичення лактату i зниження рН рубцево! рiдини, що, у свою чергу, викликае змiну кiлькiсного та видового сшввщношення рубцевих мiкроорганiзмiв, впливае на штенсившсть та спрямованiсть ферментацiйних процеЫв у рубцi, внаслiдок чого порушуеться обмiн речовин у органiзмi корови i знижуеться жирнiсть молока [2, 15].
Для попередження негативно! ди низького рН на рубцеву ферментащю, а вщповщно i на оргашзм тварини, до складу рацiону вводять буферш та алкiлуючi речовини [7, 9, 10, 11, 16]. Згодовування коровам кормiв з тдвищеним вмктом легкоперетравних вуглеводiв при дотриманнi фiзiологiчного значення рН дозволяе збiльшити надо! у корiв i попередити метаболiчнi порушення, пов'язанi з дефiцитом енерги.
Рiзнi форми неструктурних вуглеводiв вiдрiзняються за швидкiстю ферментацi! у рубщ та кшцевими продуктами метаболiзму [1]. Зростання у ращош корiв кшькост крохмалю посилюе пропiоновокисле бродiння, внаслщок чого знижуеться ацетат-пропiонатне спiввiдношення [1, 4, 9, 10, 11, 14, 15, 1720]. При зростанш у складi неструктурних вуглеводiв частки цукру кшькють утворюваного пропiонату зменшуеться. Замiна крохмалю цукром позитивно впливае на молочну продуктившсть корiв, причому тдвищуеться як величина надою молока, так i його жирнiсть [14].
Метою нашо! роботи було встановлення впливу замши частини кл^ковини ращону корiв крохмалем та цукром на рубцеву ферментащю i молочну продуктившсть, а також дослщження дi! бжарбонату натрiю на рубцеву ферментацiю i молочну продуктивнiсть за рiзного вуглеводного складу ращону.
Матер1ал та методи дослщжень. Дослiд проведено на чотирьох групах корiв укра!нсько! чорно-рябо! молочно! породи по п'ять голiв у кожнш групi.
60
Дослщ тривав 2 мкящ. Корови першо1 групи отримували збалансований за вмютом поживних речовин рацюн. У рацiонi корiв 2-ï групи змiнювали спiввiдношення крохмалю i цукру шляхом замiни 1 кг дери на 1 кг меляси. При цьому сумарна кшьккть неструктурних вуглеводiв в обох рацюнах була однаковою. Корови третьоï та четвертоï груп отримували аналогiчнi рацюни з добавкою бiкарбонату натрiю у кшькосп 1% вiд сухоï речовини ращону (табл. 1).
Таблиця 1
Склад ращошв Kopie (кг/голову/добу)_
Корми Групи кор1в
1 2 3 4
Сшо лучне 3 3 3 3
Сшаж р1знотравний 12 12 12 12
Силос кукурудзяний 20 20 20 20
Барда пшенична 20 20 20 20
Дерть пшенична 4 3 4 3
Меляса — 1 — 1
Бжарбонат натрш — — 0,2 0,2
На 30-й i 60-й день дослщу, через 2 години тсля годiвлi, за допомогою зонду брали зразки вмюту рубця. У вмкт рубця визначали загальний i бшковий азот (за К'ельдалем), азот амiаку (за Конвеем), загальний цукор (антронним методом), молочну кислоту (за Бекером i Саммерсоном), а також амшол^ичну, целюлозол^ичну та протеол^ичну активностi [21].
Для бiохiмiчних дослiджень у корiв подекадно брали зразки молока. У зразках молока визначали вмкт бшка, жиру, лактози.
Статистичну обробку результат проводили за допомогою загальноприйнятих методiв варiацiйноï статистики з оцiнкою середнього (М), його похибки (m) i розрахунками вiрогiдностi рiзниць за методом Стьюдента з використанням програмного забезпечення «Microsoft Excel 2003».
Результати дослщжень. Замiна частини зернових концентратiв у рацюш корiв мелясою знижувало амшол^ичну активнiсть у рубцi на 7,34 % (p<0,05), целюлозолiтична i протеол^ична активностi залишалися при цьому без змш (табл. 2).
Додавання соди знижувало амшол^ичну активнiсть рубця на 8,7 i 17,8 % (p<0,05) за обох ращошв — як з бшьшим вмктом крохмалю, так i з бшьшим вмiстом цукру. На целюлозол^ичну та протеолiтичну активност бiкарбонат натрiю не впливав.
61
Таблиця 2
Ферментативна активмсть вмкту рубця ко|мв (М±т, п=5)_
Показники Групи корiв
1 2 3 4
Амшолггична активнiсть, тис. ум. ам. од. 448,0±24,0 415,1±12,0 409,0±16,0* 371,0±12,0*
Целюлозолггачна активнiсть, % актив. 14,06±0,97 16,77±0,98 16,90±1,16 17,09±1,24
Протеолггачна активнiсть, екв. тирозину в 100 мл/хв 3,63±0,15 3,60±0,14 3,82±0,21 3,55±0,12
Примтка: в цiй i наступних таблицях * р — < 0,05; ** — р < 0,01; *** — р < 0,001
Згщно даних, наведених у табл. 3, концентращя загального азоту у вмкт рубця кор1в уЫх груп вщр1знялася статистично не в1рогщно.
Таблиця 3
Показники азотового i вуглеводного обмшу у вмiстi рубця кормв __(М±т, п=5)_
Показники Групи корiв
1 2 3 4
Загальний азот, мг% 104,91±5,81 108,64±3,81 103,38±5,13 107,16±4,16
Бшковий азот, мг% 67,08±2,89 74,58±2,14 82,18±3,87* 80,11±2,64
Амак, мг% 10,51±0,84 8,95±0,76 7,28±0,45** 7,27±0,60
Сума цукрш, мг% 39,38±3,14 51,47±0,24 37,91±2,62 42,39±2,82*
Лактат, ммоль 3,31±0,25 4,84±0,23 2,81±0,13* 3,09±0,09**
рН 6,72±0,08 6,62±0,11 7,12±0,12* 6,90±0,11
Кшькють бшкового азоту була бшьшою у вмют рубця кор1в, що отримували рацюн з бшьшою кшькктю меляси на 11,8 % (р<0,05). Разом з тим, додавання бжарбонату натрш до рацюну з бшьшою кшькктю дерт тдвищувало р1вень бшкового азоту на 22,51 (р<0,05), тод1 як додавання бжарбонату натрш до рацюну з бшьшою кшькютю меляси незначно впливало на цей показник.
Додавання до рацюну бжарбонату натрш суттево знижувало на 30,73 % концентрацш ам1аку в рубщ, причому на рацюш з бшьшою кшькютю дерт щ р1знищ були статистично в1рогщними (р<0,01). Сума цукр1в була бшьшою на 30,70 % у рубщ кор1в, що отримували добавку меляси. Введення до !х рацюну бжарбонату натрш зменшувало кшькють цукр1в у вмкт рубця на 3,73 % (р<0,05).
У рубщ кор1в, яю утримувались на ращонах з бкарбонатом натрш виявлено меншу концентрацш молочно! кислоти та вищий показник рН.
Як замша в рацюш частини зернових концентрата мелясою, так \ добавка до цих ращошв бкарбонату натрш не впливали на середньодобов1 надо! кор1в (табл. 4).
Додавання бжарбонату натрш до рацюну з бшьшою кшькютю пшенично! дерт тдвищувало вмкт жиру в молощ на 6,44 \ 7,56 % (р<0,05). Додавання бжарбонату натрш до рацюну з бшьшою кшькютю меляси тдвищувало вмкт бшка в молощ.
62
Таблиця 4
Середньодобовий надш та склад молока KopiB (М±ш, n=5)_
Показники Групи кор1в
1 2 3 4
1-й м1сяць дослщу
Надт, кг 20,32±1,55 20,36±1,09 20,48±1,60 21,34±1,10
Бток, % 3,22±0,07 3,27±0,08 3,25±0,08 3,42±0,05*
Жир, % 3,42±0,07 3,57±0,09 3,64±0,11* 3,61±0,15
Лактоза, % 4,48±0,09 4,51±0,07 4,54±0,06 4,47±0,07
2-й м1сяць дослщу
Надт, кг 19,42±1,50 20,74±1,29 20,90±1,36 21,68±1,20
Бток, % 3,19±0,05 3,24±0,09 3,26±0,08 3,41±0,06*
Жир, % 3,44±0,10 3,52±0,09 3,70±0,13* 3,50±0,15
Лактоза, % 4,46±0,09 4,51±0,06 4,56±0,06 4,44±0,09
Висновки. Додавання до рацiону KopiB бжарбонату натрiю у юлькосп 1 % за сухою речовиною сприяе зростанню концентраци бiлкoвoгo азоту i зниженню концентраци амiаку у вмiстi рубця. Введення у pацioн з бшьшим вмiстoм пшенично! деpтi бiкаpбoнату натрш пiдвищуe жиpнiсть молока на 7 %, а його введення до ращону з добавкою меляси пщвищуе вмют бiлка у мoлoцi на 5 %.
Л^ература
1. Hall M. B. Differences in yields of microbial crude protein from in vitro fermentation of carbohydrates. / M. B. Hall, C. Herejk, M. B.Hall // J. Dairy Sci. — 2001. — Vol. 84. — P. 2486-2493.
2. McCormick M. E. Effect of protein source and soluble carbohydrate addition on rumen fermentation and lactation performance of Holstein cows / M. E. McCormick, D. D. Redfearn, J. D. Ward, D. C. Blouin // J. Dairy Sci. — 2001. — Vol. 84. — P. 1686-1697.
3. Hoover W. H. Effects of nonstructural carbohydrate level and starch:sugar ratio on microbial metabolism in continuous culture of rumen contents / W. H. Hoover, C. Tucker, J. Harris, C. J. Sniffen, M. B. Ondarza // Animal Feed Science and Technology — 2006. — Vol. 128, № 3-4. — Р. 307-319.
4. Lee M. R. F Effect of increasing availability of water-soluble carbohydrates on in vitro rumen fermentation / M. R. F. Lee, R. J. Merry, D. R. Davies [et al.] // Anim. Feed Sci. Technol. — 2003. — Vol. 104. — P. 59-70.
5. Вудмаска I. В. Обмш лшвдв у рубщ кopiв при збшьшенш вмкту цукру в ращош / I. В. Вудмаска // Бюлогш тварин. — 2006. — Т. 8. — № 1-2. — С. 176-180.
6. Вудмаска I. В. Змши показниюв вуглеводного i бшкового обмшу у рубщ кopiв при тдвищеному споживанш цукру / I. В. Вудмаска, Л. В. Клепач,
B. I. Кишко, В.А. Чаркш // Наук. вюн. ЛДАВМ. — 2005. — Т. 7. — № 3 (26) —
C. 17-21.
7. Sannes R. A. Form of rumen-degradable carbohydrate and nitrogen on microbial protein synthesis and protein efficiency of dairy cows / R. A. Sannes, M. A. Messman, D. B. Vagnoni // J. Diry Sci. — 2002. — Vol. 85. — P. 900-908.
8. Hristov A. N. Effect of dietary carbohydrate composition and availability on utilization of ruminal ammonia nitrogen for milk protein synthesis in dairy cows / A. N. Hristov , J. K. Ropp // J. Dairy Sci. — 2003., — Vol. 86., P. 2416-2427
63
9. Вудмаска I. В. Вплив замши частини кл^ковини цукром на обмш азоту i летких жирних кислот у рубщ сухостшних rapiB / I. В. Вудмаска // НТБ 1нституту тваринництва. — 2007. — Вип. 95. — С. 41-46.
10. Kennelly J. J. Influence of carbohydrate source and buffer on rumen fermentation characteristics, milk yield, and milk composition in early-lactation Holstein cows / J. J. Kennelly, B. Robinson, G. R. Khorasani // J. Dairy Sci. — 1999.
— Vol. 82. — Р. 2486-2496.
11. Khorasani G. R. Influence of carbohydrate source and buffer on rumen fermentation characteristics, milk yield, and milk composition in late-lactation Holstein cows / G. R. Khorasani, J. J. Kennelly // J. Dairy Sci. — 2001.— Vol. 84.
— Р. 1707-1716.
12. Sveinbjörnsson J. Effect of the proportions of neutral detergent fibre and starch, and their degradation rates, on in vitro ruminal fermentation / J. Sveinbjörnsson, M. Murphy, P. Uden // Anim. Feed Sci. and Tech. — 2006. — Vol. 130, № 3-4. — P. 172-190.
13. Jenkins T.C. Lipid metabolism in the rumen // J.Dairy Sci. — 1993. — Vol.75. - P.3851.
14. Sveinbjörnsson J. In vitro evaluation of starch degradation from feeds with or without heat-treatments / J. Sveinbjörnsson, M. Murphy, P. Uden // Animal Feed Science and Technology. — 2007. — Vol. 132, № 3-4. — P. 171-185.
15. Delahoy J. E. Supplemental carbohydrate sources for lactating dairy cows on pasture / J. E. Delahoy, L. D. Muller, F. Bargo [et al.] // J. Dairy Sci. — 2003. — Vol. 86. — P. 906-915.
16. Le Ruyet P. Ruminal buffers: of ruminal fluid temporal effects on buffering capacity and pH from cows fed a high concentrate diet // P. Le Ruyet, W. B. Tucker // J Dairy Sci — 1992 — Vol. 75 — Р. 1069-1077.
17. Murphy M. Rumen fermentation in lactating cows selected for milk fat content fed two forage to concentrate ratios with hay or silage / M. Murphy, M. Äkerlind, K. Holtenius // J. Dairy Sci. — 2000. — Vol. 83. — P. 756-764.
18. Offner A. Quantitative review of in situ starch degradation in the rumen / A. Offner, A. Bach, D. Sauvant // Anim. Feed Sci. Technol — 2003. — Vol. 106. — P. 81-93.
19. Sutton J. D. Rates of production of acetate, propionate, and butyrate in the rumen of lactating dairy cows given normal and low-roughage diets / J. D. Sutton, M. S. Dhanoa, S. V. Morant [et al.] // J. Dairy Sci. — 2003. — Vol. 86. — Р. 36203633.
20. Calsamiglia S. Effects of pH and pH fluctuations on microbial fermentation and nutrient flow from a dual-flow continuous culture system / S. Calsamiglia, A. Ferret, M. Devant // J. Dairy Sci. — 2002. — Vol. 85. — P. 574-579.
21. Довщник: фiзiолого-хiмiчнi методи дослщжень у бюлогп, тваринницга та ветеринарнш медициш / [вщп. ред. Влiзло В. В.] — Львiв : ВКП «ВМС», 2004. 399 с..
Рецензент - д.с.-г.н., професор Швторак Я.1.
64
