Физиологическое обоснование нормирования питания с учетом обеспеченности метаболизма субстратами
В настоящее время во всем мире проводятся интенсивные исследования по совершенствованию нормирования питания молочного скота и оценки питательности кормов и рационов. Несмотря на различную терминологию и научные предпосылки, в принципе все они сводятся к более адекватной оценки питательности соответствующей наблюдаемым продуктивным эффектам. С этой целью проводят модификацию методов анализа кормов, вводят дополнительные показатели, не затрагивая имеющиеся нормы, или вводят новые нормируемые показатели. Все эти подходы способствуют развитию наших представлений о физиологически обоснованном питании животных.
В настоящее время в разных системах приняты разные варианты нормирования: а) по сырым питательным веществам (система Вальдо); б) химическим компонентам; в) переваримым питательным веществам; г) распадаемым в рубце питательным веществам; д) доступным для всасывания в ЖКТ питательным веществам; е) доступным для усвоения в организме (ОЭ, доступные минеральные вещества); ж) конечным продуктам переваривания; з) субстратам.
В основном при нормировании применяют показатели из разных вариантов нормирования. Наиболее важные компоненты рациона или находящиеся в нижней части «бочки Либиха» -нормируются по более сложной схеме (ОЭ, переваримый протеин, распадаемый протеин, биодоступные минералы).
Использование тех или иных показателей определяют следующие критерии:
|
|
|
1. Физиолого-биохимическая необходимость;
2. Установленная связь показателя с продуктивными и др. качествами;
3. Наличие проверенной системы анализа нового показателя;
4. Первичный банк данных кормов с необходимыми показателями;
5. Система адаптации табличных показателей к конкретным условиям;
6. Возможность практического использования (доходчивость и т. д.);
7. Стимул для повышения производства (связь поле –агроном, кормушка-зоотехник, продукция, прибыль, рентабельность);
8. Унификация всех показателей;
9. Восприимчивость показателя к новым данным (в блоке установления потребности и в блоке оценки рациона).
Только при выполнении всех этих условий делается масштабный переход к практическому воплощению новой систем питания.
Если рассмотреть все элементы питания, то можно прийти к выводу, что все нормирование всех элементов питания должно в будущем осуществляться по доступным веществам. Физиологически обоснованное балансирование потребности и обеспечения питательными веществами возможно при изучении количественных превращений метаболитов и субстратов на границе их образования в пищеварительном тракте и использования в процессах метаболизма. Зная доступность питательных веществ, возможно определить конечные продукты переваривания, а от них перейти к субстратам.
|
|
|
| |
Разработка научных подходов для расчета обеспеченности организма коров в субстратах
Разработанная новая система питания коров предполагает оценивать потребность и нормировать питание с учетом образования субстратов в пищеварительном тракте в процессе переваривания корма и межуточного обмена в организме после всасывания. Считается, что только на этой основе возможно приступить к прогнозированию химического состава молока и начать исследовать зависимость эффективности его образования от состава ОЭ (Newbold C.J., 1999). Известно, что основная часть субстратов, непосредственно участвующих в обмене, образуется и всасывается в пищеварительном тракте, тогда как меньшая генерируется в процессах межуточного метаболизма в других органах и тканях. Поэтому основой новой системы служит блок пищеварения, в котором рассчитывается количественный состав всасывающихся отдельных питательных веществ, а не переваримых сырых питательных веществ. От того, как точно будет произведен расчет этих показателей, будет зависеть дальнейшая работоспособность всей системы. В связи с этим возникает необходимость исследований процессов пищеварения по вопросам, касающимся наработки конечных продуктов переваривания.
|
|
|
Конечной целью работ по разработке алгоритма расчета образования субстратов в пищеварительном тракте коров являлось получение количественных характеристик основных пищеварительных процессов в различных частях желудочно-кишечного тракта, уточнение ключевых коэффициентов (эффективность использования ОЭ и ОБ на молокообразование) и их перевод в зависимые переменные величины. Эти результаты необходимы для построения физиологически обоснованной теории процессов пищеварения, где основные этапы процессов пищеварения будут выражены в математической имитационной компьютерной модели, пользуясь которой можно будет предсказывать метаболические и продуктивные реакции пищеварительной системы на различный состав и качество питательных веществ рациона.
Необходимость перехода к нормированию по субстратам можно обосновать с различных позиций, как со стороны особенностей межуточного и клеточного обмена, но также и пищеварительного тракта. Одним из теоретических подходов к обоснованию необходимости получения данных о количестве всасывающихся субстратов могут послужить следующие рассуждения. В настоящее время энергетическую питательность кормов рациона наиболее точно устанавливают в балансовых опытах на животных по разности содержания энергии в кормах, кале, моче, рубцовых газах и теплоте ферментации (уравнение 1):
|
|
|
ОЭ = ВЭ - (Э кала + Э мочи + Э газов + Э ферм.) (1)
Такая схема, как правило, дает самые точные и надежные результаты, но она не объясняет часто наблюдающуюся вариабельность в продуктивном действии ОЭ рациона (эффективности использования ОЭ на продукцию). Часть разброса удается снять применением следующего уравнения (уравнение 2) для животных находящихся в нулевом или положительном балансе, которая учитывает различие в живой массе животных и вид продукции:
ОЭ = Э продукции + Э теплоприращения + Э поддержания (2)
Другой подход к оценке энергетической питательности кормов основан на принципах использования суммы переваримых сырых питательных веществ и широко распространен в мире в виде так называемой регрессии Неринга и Шимана (уравнение 3):
ОЭ = 15,2 ПП + 34,2 ПСЖ + 12,3 ПСК + 15,9 ПБЭВ; где ПП-переваримый протеин, ПСЖ-переваримый сырой жир, ПСК-переваримая сырая клетчатка, ПБЭВ- перевармые БЭВ. (3)
Приведенные коэффициенты при переваримых веществах показывают энергетический эквивалент данного вещества и эффективность его использования. В настоящее время существует множество модификаций данного уравнения с точки зрения уточнения коэффициентов, делаются попытки перехода от оценки по переваримым к оценке по сырым питательным веществам, выводятся уравнения для определенных типов рационов. Все это косвенно свидетельствует о попытках снять вариабельность в показателях использованияОЭ. Но эти попытки не могут решить данную проблему, так как не затрагивают принципиальные стороны вопроса.
Если рассмотреть, что же представляют собой переваримые сырые питательные вещества, то можно видеть, что они состоят из неопределенных сочетаний конечных продуктов переваривания. Так, переваримый протеин состоит из аминокислот и аммиака, но разные корма, переваримый протеин которых одинаков, дают разный продуктивный эффект, поскольку при переваривании образуют разные смеси конечных метаболитов. Применительно к протеину данная проблема была частично решена разработкой в нашей стране новой протеиновой системы («Новая протеиновая система оценки и нормирования протеина»., 1989), основанной на нормировании с учетом показателя распадаемости протеина. Однако дальнейшего развития эта проблема не получила и до сих пор в системе используются средние обобщенные, без детальной экспериментальной поверки, данные эффективности синтеза и переваримости протеина микробной массы и нераспавшегося протеина кормов всего рациона. Однако из литературы известно, что во многих случаях наблюдаются значительные числовые вариации как в оценке переваривания микробного, так и кормового белка. В различных системах оценки и нормирования протеина колебания составляют 60 - 80%. По аминокислотному составу нераспавшегося кормового протеина и доступности отдельных аминокислот для всасывания в кишечнике данных вообще крайне мало, что не позволяет достаточно точно и обоснованно рассчитывать количество и состав аминокислот, всасывающихся из пищеварительного тракта жвачных животных. Одной из главных проблем оставалась разработка подходов к определению не только общего количества всасывающихся аминокислот из пищеварительного тракта жвачных, но и количественного анализа аминокислотного состава.
Такой же подход следует применять и к другим питательным веществам. Наиболее неопределенным составом, наряду с сырой клетчаткой, обладают БЭВ (безазотистые экстрактивные вещества), которые состоят из сахара, крахмала, пектина и гемицеллюлоз. На разных типах рационов БЭВ будут представлены разным соотношением и отсюда следует неправомочность применения одного постоянного коэффициента ко всей смеси.
В 1998 году на международном симпозиуме в Германии (г. Росток), посвященном 100-летию Неринга (Beyer M., 1998), ученые Кельнеровского исследовательского центра предложили следующую схему расчета ОЭ кормов рациона (уравнение 4):
ОЭ = 17,3 ПП + 34 ПСЖ + 15,9 Крах. + 15,1 Сах. + 15,4 ПЦелл; где ПП−переваримый протеин, ПСЖ−переваримый сырой жир, Крах.−крахмал рациона, ПЦелл.− Переваримая целлюлоза. (4)
Согласно этому уравнению неопределенность относительно БЭВ была снята. Однако крахмал при переваривании может всасываться в виде глюкозы и летучих жирных кислот (ЛЖК) и это соотношение для разных видов крахмала и на разных рационах будет не постоянным. Как показали наши исследования, при одинаковой общей переваримости крахмала разных видов зерновых, доля переваривания в преджелудках и кишечнике может значительно различаться.
Применив аналогичный подход для всех остальных переваримых питательных веществ, можно в конечном итоге ОЭ расcчитывать по энергии всасывающихся субстратов (уравнение 5):
ОЭ = ЭАмин. + Э Жк. + Э Глюк. +Э Ацет. + Э Проп. + Э Бут; где ЭАмин. − энергия всасывающихся аминокислот; Жк - энергия жирных кислот, Глюк. - энергия глюкозы, Проп. - энергия пропионата, Ацет. - энергия ацетата, Бут. - энергия бутирата. (5)
Каждое вещество имеет постоянные энергетические эквиваленты. Применяя данную схему, можно целенаправленно изучать эффективность использования ОЭ разного состава на продукцию и балансировать рационы. Принципиальную возможность применения такой схемы показывает сравнение расчета ОЭ разными способами. Обменная энергия, определенная в балансовых опытах, служила критерием сравнения.
Сравнение методов расчета ОЭ:
1. Сумма энергетической питательности кормов рациона
(по справочным таблицам – 140 МДж (107%))
2. Сумма переваримых питательных веществ
ОЭ = 17,46 пП + 31,23 пЖ + 13,65 пК + 14,78 пБэв
(данные переваримости из опыта) -145МДж (111%)
3.Сумма всосавшихся субстратов (схема 5)
129 МДж (99,2%)
4. ОЭ = ВЭ - (Э кала + Э мочи + Э газов + Э ферм.)
(данные прямых измерений)
130 МДж (100%)
Для расчета образования субстратов в пищеварительном тракте нами были внесены изменения в перечень показателей химического анализа кормов. К показателям, которые требуются согласно протеиновой системе, добавили анализ фракций клетчатки, усовершенствовали метод определения крахмала в кормах и позволило дать полную характеристику состава СВ. В настоящее время анализ включает в себя определение в кормах следующих показателей: сахар, органические кислоты, пектин, липиды, крахмал, гемицеллюлозы, целлюлоза, лигнин, растворимый протеин. Органические кислоты следует учитывать при использовании зеленых кормов, содержание в которых доходит до 10%, а ЛЖК при даче силосов и сенажа.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 250; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!