Эффективность производства продукции животноводства при использовании вторичных сырьевых ресурсов, подготовленных по различным технологиям 06.

Вид материала

Автореферат диссертации

Содержание 1. Общая характеристика работы Цель и задачи исследований. Научная новизна исследований. Практическая значимость. Апробация работы. Положения, выносимые на защиту Публикация результатов исследований. Структура и объем диссертации. 2.1 Материалы и методы исследований 2.2. Эффективность производства продукции скотоводства при 2.2.1 Результаты лабораторных исследований 2.2.2 Влияние фуза на продуктивность молодняка крупного Рост и развитие подопытных животных. Мясная продуктивность бычков. 2.2.3 Результаты исследований по оценке эффективности фуза в кормлении лактирующих коров Переваримость питательных веществ рациона.

Подобный материал:

• Тема "Анализ производства продукции животноводства", 627.38kb.
• Тема анализ производства продукции животноводства, 242.44kb.
• Эффективность использования новых биологически активных добавок в яичном птицеводстве, 609.3kb.
• Темы курсовых работ по дисциплине «экономика организации(предприятия)». Земельные фонды, 14.89kb.
• Испытания новой техники и оборудования механизации животноводства и экономическая эффективность, 43.85kb.
• Примерная программа наименование дисциплины технология хранения и переработки продукции, 283.2kb.
• Концепция «Утилизация, переработка отходов производства, потребления и вовлечение вторичных, 198.27kb.
• «О проблемах продвижения российских продукции на современные рынки высоких технологий», 330.24kb.
• Ческие и хозяйственные особенности сельскохозяйственных животных с целью эффективного, 57.98kb.
• Отраслевая целевая программа наименование отраслевой целевой программы: «Развитие маслоделия, 1582.3kb.

Ведущая организация:

ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный

университет-МСХА имени К.А. Тимирязева»


Защита состоится « 19 » ноября 2009 г. В 10⁰⁰ часов на заседании диссертационного совета Д 006.067.01 при ГУ Волгоградский научно-иссле­довательский технологический институт мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства Россельхозакадемии по адресу: 400131, г. Волгоград, ул. Рокоссовского, 6.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ Волгоградский НИТИ ММС и ППЖ Россельхозакадемии, авторефератом – на сайте www.vak.ed.gov.ru.


Автореферат разослан « » __________ 2009 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета Сивков А.И.

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Основной задачей, стоящей перед агропромышленным комплексом, является достижение устойчивого роста производства продуктов питания и сельскохозяйственного сырья, обеспечивающего продовольственную безопасность страны. В решении этой задачи важнейшая роль отводится животноводству. Вместе с тем, на современном этапе по целому ряду объективных причин отечественное животноводство остается низкоэффективным (Стрекозов Н.И., 1995; Дунин И.М. и др., 1998; Калашников В.В., Левахин В.И., 2003).

В этой связи актуальными представляются научные работы, направленные на снижение издержек производства животноводческой продукции, что возможно при максимально полном использовании отходов производств – вторичных сырьевых ресуросов (Драганов И.Ф. и др., 1988; 2005; Сиразетдинов Ф.Х., 2003).

Наукой накоплен значительный багаж знаний, раскрывающих перспективы использования данных ресурсов в кормлении сельскохозяйственных животных (Горлов И.Ф. и др., 1996; Егоров И.А. и др., 2000; Левахин Г.И. и др., 2003).

Ввиду малой стоимости вторичных сырьевых ресурсов их использование в животноводстве заведомо снижает себестоимость животноводческой продукции. Однако в большинстве случаев используемые отходы скармливаются, как правило, без предварительной подготовки. При этом зачастую не учитывается действие данных кормовых средств на пищеварение и обмен веществ в организме животных.

В литературе еще недостаточно сведений об эффективности отдельных технологий подготовки к скармливанию различных отходов, что в конечном итоге и обусловило необходимость проведения настоящих исследований.

Цель и задачи исследований. Целью данных исследований, которые выполнялись в рамках тематического плана ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» (№ гос. регистрации 01200510044, 01200609979) в соответствии с Федеральными программами фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по развитию агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2000-2005, 2006-2010 г.), являлось разработка приемов и путей повышения эффективности технологий производства продукции животноводства за счет использования отходов пищевой и перерабатывающей промышленности.

При этом решались следующие задачи:

- изучить эффективность фуза-отстоя в рационах молодняка крупного рогатого скота и дойных коров в зависимости от различных способов подготовки к скармливанию;

- изучить химический состав, переваримость, продуктивное действие и экономическую эффективность использования в кормах дойных коров отходов переработки какао бобов – какаовеллы;

- определить продуктивное действие, состав продукции и экономическую эффективность использования отходов цементного производства - клинкерной пыли при производстве мяса птицы;

- изучить переваримость, продуктивное действие и экономическую целесообразность использования отходов крупопереработки лузги гречишной в кормлении молодняка крупного рогатого скота;

- определить продуктивное действие и экономическую целесообразность включения в рацион молодняка крупного рогатого скота молочной сыворотки;

- изучить влияние экструдирования на биодоступность химических элементов из кормов.

Научная новизна исследований. На основании проведенных комплексных исследований разработана и предложена производству эффективная технология использования фуза-отстоя в качестве жиросодержащего компонента энергопротеинового концентрата (патент РФ на изобретение № 2281002). Впервые описан факт реверсирования депрессии переваримости сырой клетчатки при использовании экструдированной смеси фуза и минерального комплекса в сравнении с аналогичными дозировками сырого жира в рационах лактирующих коров.

Получены новые данные о влиянии экструдирования на биодоступность химических элементов из кормов «in vitro» и «in vivo». Показано снижение ретенции магния, кобальта и повышение усвояемости цыплятами-бройлерами кадмия, свинца, йода и алюминия из рационов содержащих экструдированные пшеничные отруби.

Впервые изучена переваримость питательных веществ отхода производства какао – какаовеллы.

Установлен мультиэлементный состав и экспериментально продемонстрирован ростостимулирующий клинкерной пыли. Описана токсическая дистрофия печени и разворачивание адаптационно-приспособительных реакций в кишечнике птицы при включении клинкера в количествах 1,5-2,7 г/кг в рацион, через экструдаты. Показана нецелесообразность включения ее в рацион цыплят – бройлеров по причине накопления тяжелых металлов и превышения ПДК в мясе птиц по мышьяку и свинцу. Выявлен факт позитивного влияния добавок мелкодисперстной клинкерной пыли на переваримость сырой клетчатки цыплятами.

Практическая значимость. Проведенные исследования позволили научно обосновать и предложить производству дополнительные резервы по организации рентабельного производства продукции скотоводства и птицеводства за счет использования вторичных сырьевых ресурсов, подготовленных по различным технологиям.

Скармливание фуза-отстоя в составе энерго-протеинового концентрата позволяет повысить продуктивность молодняка крупного рогатого скота на 7-9%, дойных коров на 7-13% при снижении себестоимости продукции.

Использование отхода производства – какаовеллы в кормлении дойных коров обеспечивает получение дополнительной продукции и снижение себестоимости молока на 2-3%.

В работе представлен анализ целесообразности использования технологии экструдирования для подготовки отходов производства к скармливанию. Даются рекомендации по формированию кормосмесей для экструдирования, включающие фуз-отстой, лузгу гречихи, молочную сыворотку. Описаны позитивные эффекты соэкструзии отдельных компонентов рациона животных.

Рекомендации, подготовленные по материалам диссертации, утверждены Министерством сельского хозяйства Российской Федерации к внедрению.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на совещаниях работников АПК Можайского района Московской области в период 1987-1992 годов; региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (Оренбург, 2002, 2004); Всероссийских научно-практических конференциях (Волгоград, 2004, 2005, 2007, 2009; Москва, 2005; Оренбург, 2005, 2009). На расширенном заседании сотрудников Института биоэлементологии ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» (Оренбург, 2009).


Положения, выносимые на защиту:

- элементный состав продукции скотоводства и птицеводства определяется особенностями технологии производства и может быть корректирован через использование экструдированных кормов;

- эффективность использования фуза-отстоя в кормлении крупного рогатого скота определяется технологией подготовки и скармливания данного корма;

- какаовелла – ценный корм, который может быть использован при производстве молока;

- ресурсосберегающие мероприятия при производстве животноводческой продукции могут быть реализованы через проведение экструзионной обработки вторичных сырьевых ресурсов – фуза-отстоя, гречишной лузги, молочной сыворотки и других кормов в составе кормосмесей;

- использование клинкерсодержащих экструдатов при производстве мяса птицы позволяет повысить интенсивность роста цыплят-бройлеров, но по причине повышенной токсичной нагрузки и увеличения содержания тяжелых металлов в продукции нерационально.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 37 научных работ, в том числе 11 в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 334 страницах компьютерной верстки, состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием материалов и методов исследований, ­­глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, предложений производству. Содержит 109 таблиц, 43 рисунка и 35 приложений. Список использованной литературы включает 657 источников, в том числе 219 зарубежных авторов.


2 Результаты собственных исследований

2.1 Материалы и методы исследований

Исследования и их производственная проверка были проведены в период с 1987 по 2008 г.г. в хозяйствах Московской и Оренбургской областей. Опыты были выполнены на модели молодняка крупного рогатого скота, лактирующих коровах, цыплятах-бройлерах.

При выполнении исследований изучено продуктивное действие и эффективность использования какаовеллы – отхода производства какао (получено с Бабаевской кондитерской фабрики); фуза-отстоя – отхода маслоэкстракционного производства (получено с Московского маслоэкстракционного завода); клинкерной пыли – отхода цементного производства (получено с Новотроицкого цементного завода); лузги гречихи – отхода крупоперерабатывающей промышленности. Была использована следующая схема исследований (рис. 1).

Рационы подопытных животных составлялись в соответствии с детализированными нормами кормления (Калашников А.П. и др., 1985). Поедаемость кормов животными устанавливались ежемесячно в два смежных дня для крупного рогатого скота и ежедневно для птицы.

В экспериментах в качестве одного из основных методов подготовки отходов производства к скармливанию использовали экструдирование.

Переваримость питательных веществ рационов изучалась в ходе балансовых опытов (Овсянников А.И., 1976). Переваримость сухого вещества кормов «in vitro» определяли с использованием «искусственного рубца KPL 01» по методике В.В. Попова, Е.Т. Рыбиной (1983) в модификации Г.И. Левахина, А.Г. Мещерякова (2003). Биодоступность химических элементов из кормов оценивали «in vitro» (с использовании «искусственного рубца» - KPL -01) с определением содержания химических элементов в пробах до и после экспозиции и «in vivo» (Георгиевский В. И. и др., 1979).





Рисунок 1 – Схема исследований

9

Химический состав кормов, их остатков и помета, а также биосубстратов подопытных животных и птиц, изучался по стандартизированным методикам в независимой аккредитованной испытательной лаборатории ГНУ «Всероссийский НИИ мясного скотоводства» РАСХН (аккредитация Госстандарта России – Росc. RU № 000121 ПФ59 от 12.05.2000 г.).

Элементный состав биосубстратов изучали с использованием атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП) в испытательной лаборатории АНО «Центр биотической медицины», г. Москва (аттестат аккредитации – ГСЭН. RU.ЦОА.311, регистрационный номер в государственном реестре – Росс. RU 0001.513118 от 29 мая 2003; Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017 – 5.04.06). Озоление биосубстратов проводили с использованием микроволновой системы разложения MD-2000 (США). Оценка содержания элементов в полученной золе осуществлялась с использованием масс-спектрометра Elan 9000 (Perkin Elmer, США) и атомно-эмиссионного спектрометра Optima 2000 V (Perkin Elmer, США).

Соответствие получаемой продукции гигиеническим нормативам оценивалась по СанПин 2.3.2.1078-01.

В исследованиях на птице использовались рационы, сбалансированные по рекомендациям ВНИТИПа (1998; 2000). Жирнокислотный состав биосубстратов оценивали методами жидкостной хроматографии.

Оценка характеристики обмена энергии в организме животных осуществлялась с использованием методов, предложенных ARC (1964; 1984), W.P. Flatt, P.W. Moe (1971), W. Gaines (1971), Н.Г. Григорьевым и др. (1989).

Продуктивность лактирующих коров оценивалась методом контрольных доек. Состав молока подопытных животных определен по
Р.Ф. Шухновой (1978). Мясную продуктивность животных определяли методом контрольных убоев, проведенных в различные возрастные периоды по методике ВАСХНИЛ, ВИЖ, ВНИИМС (1977).

Методикой исследований предполагалась оценка морфофункционального состояния органов (печень, кишечник) подопытных животных. Подготовленные серийные гистологические срезы окрашивали гематоксилинэозином – основным коричневым. Определение нейтральных гликопротеидов осуществлялось через проведение гистохимической реакции с Шифф-перийодной кислотой.

Основные данные были подвергнуты статистической обработке с использованием программ «Exсel», «Statistica 6,0». Достоверными считали различия при р≤0,05. Полученные по ходу эксперимента цифровые данные были обработаны методом вариационной статистики (Гатаулиным А.М., 1992). Данные в таблицах представлены в виде M±m, где M – среднее арифметическое, m – ошибка средней арифметической. В случае нормального распределения, когда в сравниваемых группах разница между средней арифметической (М) и медианой (Ме) была менее 10%, оценку статистической значимости различий между группами проводили с помощью t - критерия Стьюдента. Если же сравниваемые показатели имели распределение, отличающееся от нормального, то сравнение проводили с помощью U – теста Манна-Уитни, то есть непараметрического аналога t - критерия Стьюдента.

При осуществлении отдельных этапов исследований участвовали Дроздова Е.А., Кузнецова А.С., Холодилина Т.Н.


2.2. Эффективность производства продукции скотоводства при

использовании фуза-отстоя, подготовленного по различным
технологиям


Использование фуза-отстоя в условиях молочно-товарного сельскохозяйственного предприятия во многом обусловлена относительной дешевизной этого корма и высокой энергетической ценностью. В рамках выполняемых исследований использовался подсолнечный фуз, представляющий собой коричнево-серую массу тестообразной консистенции. По нашим данным химический состав фуза изменяется в широких пределах с содержанием от 30 до 80% экстрагируемых эфиром веществ. Результаты хроматографических исследований показали, что 60-64% по массе жирных кислот данного отхода приходится на линолевую, 14-18% на олеиновую, 8-11% пальмитиновую, 5-9% эруковую. Кроме того, из отхода производства выделяются пальмитиолеиновая, стеариновая, эйкозадиеновая жирные кислоты и т.д. (рис. 2). В продукте значительное содержание фосфолипидов – 10-15% и более.



Рисунок 2 - Жирнокислотный состав эфирного экстракта фуза - отстоя

При всей ценности фуза-отстоя как кормового средства его скармливание животным сопряжено с рядом проблем, и, в частности, со сложностью раздачи скоту, негативном влиянии на переваримость сырой клетчатки и т.д. (Lanermann G., 1988).

Как показали наши исследования возможно повышение эффективности использования фуза-отстоя через изготовление энерго-протеиновых концентратов (ЭПК), содержащих «защищенный» жир. Это стало возможным с использованием экструдирования смеси фуза, кальций-магниевых солей, мочевины и зерна.


2.2.1 Результаты лабораторных исследований


В серии лабораторных экспериментов оценивали качественные характеристики четырех рецептов ЭПК, состоявших из зерна пшеницы, мочевины, трикальцийфосфата, сульфата натрия, магнезии в соотношении 71,0; 2,0; 1,3; 0,5 и 0,2% соответственно. При этом композиции содержали семена рапса, шрот рапсовый и фуз-подсолнечный: в I рецепте 25; 0; 0%, II – 20; 3; 2, III – 10; 9; 6% и IV рецепт – 0; 15; 10%. Получаемую кормосмесь подвергали экструзии при давлении 3-5 МПа и температуре 80-90°С. Как следует из полученных данных, по мере замены семян рапса на фуз и шрот рапсовый отмечалось снижение силы тока с 20 до 8 А. При этом температура продукта на выходе возросла на 7-8°С. Оценка степени переваримости кормов выявила факт увеличения переваримости сухого вещества «in vitro» с 25,4 и 84,9% для I и II рецептов до 87,8 и 90,4% (р≤0,001) для III и IV. Данное явление вероятно связано с содержанием в семенах рапса антипитательных веществ (изотиоционаты, мирозиназа) инактивация которых не произошла при данной температуре (Чернышев Н.И., Панин И.Г., 2000).


2.2.2 Влияние фуза на продуктивность молодняка крупного

рогатого скота


В научно-хозяйственном опыте 30 бычков черно-пестрой породы были разделены в 14-месячном возрасте на три группы, животные опытных групп в течение 122 суток дополнительно получали к многокомпонентному рациону фуз-отстой в I группе в составе кормосмеси, во II группе – в составе экструдированной кормосмеси. Рацион контрольных животных состоял из 3,5 кг сена бобового, 10 кг силоса кукурузного, 1,5 кг соломы пшеничной, 2,9 кг ячменя дробленого, 0,4 кг соевого шрота.

Введение фуза обеспечило увеличение потребления сырого жира с 29,0 кг за опыт в контроле до 51,3-52,0 кг в опытных группах.

Рост и развитие подопытных животных. Скармливание отхода производства сопровождалось увеличением интенсивности роста подопытных животных. Наибольшая живая масса при снятии с откорма бычков была во II опытной группе 423,2 кг, что на 15,4 кг (р≤0,001) превышало уровень контрольной и на 3,5 кг значения данного показателя в I опытной группе (рис. 3).



Рисунок 3 – Динамика разницы живой массы между контрольной и опытными группами.


Достоверные различия между особями I и II опытных групп по интенсивности роста были зафиксированы в первый месяц опыта, составив 7,8% (р≤0,01).

В тоже время за период всего эксперимента различия в приростах между данными группами составили только 4,0 кг. Введение в рацион экструдированной фузсодержащей кормосмеси обусловило повышение энергии роста животных в среднем на 109 г/сут (р≤0,01).

Мясная продуктивность бычков. Включение фуза в рацион позитивно отразилось на мясной продуктивности животных. Наибольшая масса парной туши была во II опытной группе 206,7 кг, что превышало аналогичный уровень в контроле и I опытной группе на 12,1 и 3,2 кг соответственно. Различия по убойному выходу составили 2,0 и 1,4%. Сортовой состав мяса в туше также был подвержен влиянию исследуемого фактора.

Мясо животных опытных групп состояло на 18,1 - 19,4% из мякоти высшего сорта, в контроле только на 17,6%.


2.2.3 Результаты исследований по оценке эффективности фуза в кормлении лактирующих коров


Для проведения научно-хозяйственного опыта было отобрано 30 коров черно-пестрой породы, которых методом пар-аналогов с учетом возраста, даты отела, продуктивности за предыдущую лактацию разделили на три группы (n=10). В течение основного учетного периода 90 сут. опытные животные дополнительно к основному рациону получали фуз в I опытной группе в составе кормосмеси, во II в составе экструдированной кормосмеси. Барогидротермической обработке подвергали смесь, состоявшую из подсолнечного фуза (10%), зерна пшеницы (88%) и минеральной добавки: трикальций фосфат (1,3%), сульфат натрия (0,5%), магнезия (0,2%).

Животным контрольной группы в период опыта скармливали набор кормов, обеспечивающий поступление около 17 кг сухого вещества, 2,5 кг сырого протеина и 170 МДж/сут. обменной энергии.

Средневзвешенный рацион в контроле состоял из 4,5 кг сена клеверного, 1,5 кг силоса кукурузного, 7 кг сенажа травы луговой, 1,5 кг пивной дробины, 1,0 кг патоки кормовой, 4,2 кг дробленной пшеницы, 1,0 кг шрота соевого, 0,2 кг минеральной подкормки.

Включение в рацион фуза сопровождалось увеличением концентрации обменной энергии с 10,04 до 10,34 в I и 10,60 МДж/кг во II опытной группе. При этом за период опыта наибольшее потребление обменной энергии 14501 МДж имело место во II опытной группе, что на 6,9% было больше, чем в контроле и на 4,7%, чем в I опытной группе.

Переваримость питательных веществ рациона. Включение фуза в рацион коров I опытной группы сопровождалось значительным, на 5,14% (р≤0,05), снижением переваримости клетчатки (табл. 1).


Таблица 1 – Коэффициенты переваримости питательных веществ корма подопытными животными

Показатель	Группа
	Контрольная	I опытная	II опытная
Сухое вещество	68,29±0,69	68,55±0,71	70,33±0,84
Органическое вещество	69,47±0,57	69,70±0,58	72,2±0,71*
Сырой протеин	68,38±0,86	70,27±0,67	70,92±1,77
Сырой жир	64,42±2,54	75,43±1,26**	74,57±0,57***
Сырая клетчатка	56,59±1,01	51,40±1,27*	60,81±1,24*
Безазотистые экстрактивные Вещества	75,24±0,45	76,42±0,70	77,05±0,75