Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии

Физиологическое обоснование повышения эффективности использования протеина рационов крупного рогатого скота при применении физических и химических способов обработки кормов

Автореферат докторской диссертации по биологии

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

 

Погосян Давид Гарегинович

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ повышения

эффективности использованияа протеина рационов крупного рогатого скота при применении физических и химических способов обработки кормов

03.03.01 - физиология

06.02.08 - кормопроизводство, кормление

сельскохозяйственных животных и технология кормов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

а

Боровск-2011

Диссертационная работа выполнена в лаборатории физиологии пищеварения и межуточного обмена ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных и на кафедре переработки продукции животноводства ФГБОУ ВПО Пензенская государственная сельскохозяйственная академия

Научный консультант:а аХаритонов Евгений Леонидович

доктор биологических наук, профессор

аа

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Макарцев Николай Григорьевич

доктор биологических наук

а Мещеряков Александр Геннадьевич

доктор биологических наук

аРешетов Вадим Борисовичаа

Ведущее учреждение Ц Северо-Кавказский научно-исследовательский

институт животноводства

аа Защита состоится 23а ноября 2011 года в 10 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 006.030.01 приа Всероссийском научно-исследовательском институте физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Адрес: 249013, г. Боровск, Калужской области, пос. Институт, ВНИИФБиП. Телефон: 8-495-9963415; факс: 8-484-38-42088

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Автореферат разослан аал___ октябряа а2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат биологических наук В.П. Лазаренко

1.Общая характеристика работы

Актуальность темы.аАктуальной проблемой дальнейшего развития животноводства является повышение эффективности использования питательных веществ в организме сельскохозяйственных животных на продуктивные цели. Научной основой повышения использования питательных веществ кормов является физиология питания животных, важной задачей которой является разработка рационального и полноценного протеинового питания. Это обусловлено тем, что, протеин - является наиболее ценным компонентом корма, от уровня и качества которого во многом зависит продуктивность животных. Полноценное протеиновое питание жвачных предусматривает обеспечение потребности организма животного в доступных для обмена аминокислотах. Однако дефицит кормового белка и нерациональное его использование в организме животных приводят к тому, что протеин является одним из важнейших лимитирующих факторов в системах интенсивного производства молока и мяса (Курилов Н.В., и др., 1989; Григорьев Н.Г., и др., 1989; Кальницкий Б.Д., и др., 2000; Рядчиков В.Г., 2005; Харитонов Е.Л., 2007).

Реализовать высокую продуктивность животных простым увеличением в рационах доли высокобелковых кормов на практике сложно и не рентабельно. Такой подход приводит не только к перерасходу кормов и удорожанию получаемой продукции, но и отрицательно влияет на здоровье животных, что влечет за собой резкое сокращение срока их продуктивного использования. Поэтому исследования последних лет в области физиологии протеинового питания жвачных направлены на поиск новых методов, которые позволили бы более рационально использовать протеин корма в организме животных.

Новый подход в физиологии питания базируется на положении, что потребность животного в протеине удовлетворяется за счет аминокислот микробного белка и нераспавшегося в рубце протеина (Ёрсков Э.Р., 1985; Курилов Н.В., 1987; Цюпко В.В.,1987; Духин И.П.и др.,1989; Макарцев Н.Г. и др., 1989; Кальницкий Б.Д. и др., 1998). Следовательно, главным фактором эффективного использования протеина в организме служит создание благоприятных условий в рубце, обеспечивающих максимальный синтез микробного белка с адекватным увеличением поступления в кишечник полноценного кормового протеина. При этом степень распадаемости протеина в рубце рассматривается как главный критерий оценки качества кормового белка, который определяет общую переваримость питательных веществ и эффективность использования азота корма животными.

Учёт качества протеина в рационах жвачных, особенно высокопродуктивных является непременным условием стабильного поддержания и дальнейшего увеличения продуктивности в зависимости от физиологического состояния животных. Это обусловлено тем, что уровень биосинтеза микробного белка в рубце ограничен и практически не зависит от продуктивности животных. При увеличении продуктивности животных микробный белок не в состоянии удовлетворить возрастающие потребности организма в аминокислотах. В такой ситуации возрастает роль транзитного кормового протеина, избежавшего распада в рубце, как источника доступного для обмена белка. При этом чем выше продуктивность животных, тем больше вклад нераспавшегося в рубце протеина рациона в общий пул аминокислот организма. В свою очередь, нераспавшийся в рубце кормовой протеин должен содержать большую часть незаменимых аминокислот и иметь высокую переваримость в кишечнике. Таким образом, высококачественный протеин для жвачных - это протеин, низкораспадаемый в рубце, с ценным аминокислотным составом и хорошо переваримый в кишечнике животных. Однако на практике ассортимент кормов, используемых в скотоводстве, отвечающий таким требованиям, весьма ограничен. Кроме того, удорожание в настоящее время низкораспадаемых высокобелковых кормов (рыбная и мясокостная мука, соевый шрот, кукурузный глютен, травяные гранулы и др.) ставит под сомнение целесообразность их использования в скотоводстве. В связи с этим с целью повышения качества протеина в кормах возникает необходимость в разработке новых способов защиты протеина от избыточного распада в рубце. Многие физические и химические способы обработки кормов не всегда позволяют получать ожидаемые результаты, и их применение технологически не совсем отработано и не находит широкого распространения. Поэтому поиск эффективных способов обработки кормов, позволяющих повысить качество протеина высокобелковых и зернофуражных кормов, является актуальной проблемой, решение которой обеспечит увеличение продуктивности животных. Положительным аспектом использования разных способов обработки служит инактивация ингибиторов трипсина в зерне бобовых культур, что позволяет увеличить норму ввода данных кормов в комбикорма для жвачных животных.

Не менее важным в области физиологии питания жвачных является разработка приёмов стимуляции микробиоты рубца, позволяющих рационально использовать питательные вещества корма для увеличения синтеза полноценного микробного белка. В этом плане заслуживает внимание разработка комплексных, углеводно-белковых и минерально-белковых кормовых добавок на основе защищённого протеина отечественного производства. На фоне ценных в аминокислотном плане защищённых высокобелковых источников протеина, применение стимуляторов микрофлоры рубца, позволит активнее расщеплять и высвобождать азот для собственных, синтетических нужд микробиоты из менее качественных белков объёмистых кормов.

Целью исследований явилось физиологическое обоснование повышения эффективности использования протеина в пищеварительном тракте жвачных животных при физических и химических способах обработки кормов.

Исследования были направлены на решение следующих основных задач:

- определить показатели распадаемости в рубце, растворимости и переваримости в тонком и толстом кишечнике протеина различных кормов;

- аизучить процессы рубцового пищеварения и кишечного переваривания азотистых веществ в зависимости от качества протеина в рационах;

- определить аминокислотный состав нераспавшегося в рубце и непереваренного в кишечнике протеина отдельных кормов и оценить вклад различных источников протеина в общий пул аминокислот организма;

- усовершенствовать технику определения доступности нераспавшегося в рубце протеина отдельных кормов для протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта методом in vitro;

- определить степень защиты и переваримость протеина, содержание ингибиторов трипсина, а также изучить показатели рубцового пищеварения и азотистого обмена при обработке различных кормов физическими и химическими способами;

- разработать способ повышения микробного синтеза белка в рубце жвачных животных;

- оценить влияние кормов, обработанных физическими и химическими способами, на молочную продуктивность коров и интенсивность роста бычков на откорме;

- определить экономическую эффективность применения обработанных кормов в кормлении крупного рогатого скота.

Научная новизна. В проведенных исследованиях определены показатели распадаемости в рубце и переваримости в кишечнике протеина наиболее распространенных кормов, используемых в рационах жвачных животных.

Впервые определены показатели переваримости протеина индивидуально для каждого корма дифференцированно в тонком и толстом кишечнике в зависимости от времени инкубации кормов в рубце и распадаемости протеина рациона.

Предложена модификация существующего метода in vitro при определении доступности кормового протеина для протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта и проведена сравнительная оценка показателей переваримости протеина кормов в рубце, определенных методами in sacco и in vitro.

Определён аминокислотный состав нераспавшегося протеина различных кормов, а так же впервые определен аминокислотный состав непереваренных в тонком и толстом кишечнике остатков данных кормов. Изучен обмен аминокислот в различных отделах пищеварительного тракта бычков в зависимости от распадаемости протеина в используемых рационах.

Впервые изучено влияние барогидротермической обработки (БГТО), плющения сухого фуражного зерна различных культур на качество протеина, эффективность использования азотистых веществ в пищеварительном тракте животных и продуктивность крупного рогатого скота.

Определены показатели степени защиты в рубце и переваримости в кишечнике протеина высокобелковых кормов при обработке уксусной кислотой и изучено их влияние на азотистый обмен, продуктивность дойных коров и интенсивность роста бычков на откорме.

Впервые изучено влияние селенопирана на микробиологические процессы в рубце, в результате которого разработана кормовая добавка на основе защищённого протеина (Белселен) и установлена высокая эффективность её применения в кормлении высокопродуктивных коров и интенсивно растущего молодняка на откорме.

Практическая значимость работы.Полученные данные о переваривании протеина и доступности аминокислот из отдельных кормов в разных отделах пищеварительного тракта позволяют более точно проводить оценку кормов по качеству протеина и повысить эффективность усвоения азота. Модифицированный метод in vitro определения доступности протеина для протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта позволяет осуществить прогнозирование переваримости протеина в кишечнике животных.

Результаты исследований по применению физических и химических способов обработки могут быть использованы при производстве комплексных, белковых кормовых добавок на основе защищенного протеина подсолнечного шрота и кормовых бобов. Внедрение в технологию производства комбикормов нового способа барогидротермической обработки кормов позволит существенно улучшить протеиновую ценность зернофуража злаковых и бобовых культур, используемых в скотоводстве.

Кормовая добавка Белселен, производимая в научно-производственном центре БелкорС Пензенской ГСХА, реализуется для кормления высокопродуктивных коров в сельскохозяйственные предприятиях Пензенской области. Работы по исследованию и разработке данной кормовой добавки проводились в рамках государственного контракта с Министерством сельского хозяйства РФ, зарегистрированного в НТИЦ № 0120.0 850922 Разработка методов стимуляции микробиотики рубца жвачных животных с использованием элементов нанотехнологии.

Изложенные в диссертации материалы использованы в рекомендации по использованию кормовой добавки Белселен, (Пенза, 2011). Результаты исследований внедрены в ряде хозяйств Пензенской области, а также используются в учебном процессе и научных исследованиях Пензенской государственной сельскохозяйственной академии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на: аМежрегиональной научно - практической конференции молодых ученых и специалистов Обеспечение стабилизации АПК в условиях рыночных форм хозяйствования (Воронеж, 1997); конференции профессорско-преподавательского состава и специалистов сельского хозяйства (Пенза, март 1997); Международной научной конференции, посвященной 125-летию академии (Казань, 1998); Всероссийской научно - производственной конференции (Пенза, июнь 1998); Научно-практической конференции Проблемы АПК и пути их решения (Пенза, март 2003); IV Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика РАСХН Н.А. Шманенкова, Актуальные проблемы биологии в животноводстве (Боровск, сетябрь 2006); Международной научно-производственной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора И.А. Спирюхова (Пенза, октябрь 2007); IV Международной научно - практической конференции (Пенза - Нейбранденбург, 2007); Международной конференции, посвящённой памяти профессора А.Ф. Блинохватова, Образование, наука, практика: инновационный аспект (Пенза, октябрь 2008); Всероссийской научно-практической конференции Достижения и перспективы развития биотехнологии (Пенза, май 2010); V Международной научной конференции, посвященной 50-летию ВНИИФБиП с. х. животных Актуальные проблемы биологии в животноводстве (Боровск, сетябрь 2010); Научно - производственной конференции посвящённой памяти профессора Г.Г. Зеленского Состояние и тенденции развития овцеводства и козоводства (Пенза, ноябрь 2010); а также на расширенном заседании кафедры переработки продукции животноводства ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА (Пенза, 2011), на учёном совете ВНИИФБиП (Боровск, 2011).

Практические предложения работы были экспонированы на международных выставках и ярмарках: V Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов (Пермь, апрель 2007); VIII Московский международный салон инноваций и инвестиций (Москва, ВВЦ, март 2008); VI Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов (Чебоксары, июнь 2008); II Международный форум по нанотехнологиям - Russnanotech-2009 (Москва, Экспоцентр, март 2009); II Международный конгресс-партнеринг и выставка по биотехнологии и биоэнергетике - Евроазия-Био (Москва, апрель 2010); III Международный форум по нанотехнологиям - Russnanotech-2010 (Москва, Экспоцентр, ноябрь, 2010); IV Российский Форум Российским инновациям - российский капитал и IХ Ярмарка бизнес-ангелов и инноваторов (Оренбург, июнь, 2011).

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 32 работы, в том числе 10 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, остальные в центральных журналах, в трудах и сборниках НИИ и ВУЗов, в материалах конференций, в том числе одна рекомендация и методическое положение.

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии