Инновационные методы научного исследования кормления домашних животных

Введение 

Создание прочной кормовой базы – это не только увеличение производства и повышение качества кормов разных видов, но прежде всего внедрение  высокоэффективных способов и средств  их производства, приготовления, способствующих высокой усвояемости животными  питательных веществ, содержащихся в кормах и обеспечивающих их рациональное использование.

Кормление влияет на развитие, интенсивность  роста, массу тела и воспроизводительные  функции животного. Только при полном обеспечении скота и птицы  высококачественными кормами можно  успешно развивать животноводство. Из всех факторов окружающей среды  самое большое влияние на продуктивность оказывает кормление. В структуре  себестоимости продукции животноводства доля кормов составляет при производстве молока 50-55%, говядины – 65–70%, свинины  – 70–75%.

В современном животноводстве большое  внимание уделяется обеспечению  сбалансированного питания животных. Применяя научно основанные системы  кормления, можно повысить продуктивность животных и эффективно использовать корма. В процессе питания составные  вещества воздействуют на организм животного  не изолировано друг от друга, а в  комплексе. Сбалансированность составных  веществ корма в соответствии с потребностями животных – основной показатель этого комплекса. Для животноводства важно не только количество, но, главным образом, качество кормов, т.е. их ценность определяемая содержанием питательных веществ. Полноценными считаются такие рационы и корма, которые содержат все необходимые для организма животного вещества и способны в течение длительного времени обеспечить нормальные отправления всех его физиологических функций.

Под питательностью понимают свойство корма удовлетворять природные  потребности животных в пище. Определить питательность корма можно только в процессе его взаимодействия с  организмом по физиологическому состоянию  животного и изменению его  продуктивности. Питательность корма  нельзя выразить каким-либо одним показателем. Проведенные ученными исследования роли отдельных питательных веществ  в жизнедеятельности организма  животного позволили сделать вывод о необходимости всесторонней системы оценки питательности кормов. Эта оценка складывается из следующих данных: химического состава корма и его калорийности; перевариваемость питательных веществ; общей (энергетической) питательности; протеиновой, минеральной и витаминной питательности. Для оценки питательности кормов необходимо знать их химический состав и основные процессы, происходящие при превращении питательных веществ корма в продукты животноводства.

Основную часть органических веществ  растений (96 – 98%) и тела животных (около 95%) составляют углерод, водород, кислот, и азот. Причем кислота больше содержится в растениях, а азот, углерод и водород – в теле животных. Различия между растениями и организмами животных связаны с накоплением белка, жира, углеводов. Стенки растительных клеток состоят в основном из целлюлозы, а стенки клеток животного – из белка и липидов; растения откладывают энергию в форме углеводов, у животных из белка состоят мышцы, кожа, волосы, перья, шерсть, рога и когти; основу золы растений составляют калий и кремний, в организме животного в наибольшем количестве находятся кальций и фосфор; растения сами синтезируют необходимые витамины, а животные их синтезируют в ограниченном количестве.

Способ оценки питательности кормов по перевариваемым питательным веществам  имеет свои недостатки, поскольку  переваривание корма – это  усвоение только части питательных  веществ корма животного и  первый этап обмена веществ между  организмом и средой. Не все перевариваемые питательные вещества одинаково  используются организмом для жизнедеятельности  и образования продукции. Например, пшеничные отруби и зерно ячменя имеют практически одинаковые количество питательных веществ (60–62%), но продуктивное действие отрубей примерно на 25% ниже, чем ячменя. Кроме того, одна часть, считаемая перевариваемой, на самом  деле разрушается микроорганизмами с образованием углекислоты, метана и органических кислот, другая часть  выводится из организма с жидкостями в виде мочевины и теплоты. Таким  образом, для более полной оценки питательности кормов и рационов необходимо знать конечные результаты кормления, т.е. какая часть перевариваемых питательных веществ каждого  корма усваивается организмом и  превращается в составные части  тела животного или в получаемую от животного продукцию. Поэтому наряду с оценкой по перевариваемым питательным веществам используют оценку по общей питательности (калорийности).

1. Основы кормления животных

В период кочевого хозяйства единственным кормом для скота служила трава  пастбищ. С переходом к оседлому скотоводству и развитием земледелия постепенно стали вводить стойловое  содержание животных, заготавливать  корм на зимний период, скармливать  скоту отходы земледелия. С развитием  промышленности и возникновением промышленных центров резко увеличилась потребность  в продуктах животноводства. В  связи с этим всё большее внимание уделялось организации кормления  и содержания скота. Для кормления  стали использовать отходы промышленности, перерабатывающей продукты сельского  хозяйства. Под влиянием запросов практики начало формироваться учение о К. с.ж. Развивалось оно на основе достижений биологии, физиологии, химии, физики и  др. наук и обобщения практического  опыта животноводов. В начале 19 в. стало развиваться учение о питательности  корма. Немецкий учёный А. Тэер впервые  пытался выразить в единых нормах потребность с.-х. животных в кормах. Нормы кормления составляли на основе эмпирических данных. С середины 19 в. оценку питательности кормов и нормирование кормления основывали на сведениях  о химическом составе кормов. В 60-х  гг. 19 в. немецкий учёный Э. Вольф предложил  систему оценки кормов и нормирования кормления по переваримым веществам. Проводились работы, показавшие роль и значение различных питательных  веществ для животных. Роль белка  впервые начал изучать французский  учёный Ф. Мажанди (1816). В России исследования потребностей животных в минеральных  веществах провёл (1872) А. Рубец. Н.И. Лунин  установил (1880) присутствие в продуктах  веществ, которые впоследствии (1912) были названы витаминами. Качественные превращения веществ в организме  животных изучал Н.П. Чирвинский, доказавший (1881) возможность образования жира в организме животных из углеводов. Е.А. Богданов (1909) показал возможность  образования жира из белка корма. Исследования В.В. Пашутина и его  учеников (конец 19 – начало 20 вв.) явились  теоретической основой для изучения обмена веществ у животных. Была разработана методика учёта баланса  веществ и энергии животных, усовершенствована  методика научно-хозяйственных опытов с животными. Все эти достижения позволили разработать способы оценки питательности кормов и нормирования кормления животных по продуктивному действию. В качестве единицы питательности кормов немецкий учёный О. Кельнер предложил крахмальный эквивалент, американский учёный Г. Армеби – термы, Н. Фьорд (Дания) и Н. Хансон (Швеция) разработали скандинавскую кормовую единицу. В СССР по предложению Е.А. Богданова была принята советская кормовая единица. Изучались кормовые ресурсы СССР М.Ф. Ивановым, М.И. Дьяковым, Е.Ф. Лискуном, И.С. Поповым. В 1933 составлена первая сводная таблица химического состава и питательности кормов различных зон. Разработаны научные основы кормления животных разных видов, пород, пола, возраста, физиологического состояния (беременность, лактация, откорм и др.), направления использования и уровня продуктивности. На основе обобщения данных о потребности животных в питательных веществах, полученных в институтах и опытных станциях (1930–35), определены кормовые нормы для с.-х. животных. Впоследствии эти нормы уточняли и совершенствовали, увеличивая число нормируемых показателей. Нормирование кормления, позволяющее контролировать расход кормов и наиболее эффективно их использовать, стало основой при планировании животноводства.

К середине 20 в. благодаря работам  учёных многих стран сформировалось понятие о сбалансированном К. с. ж. Установлены требования к рациональному  составу кормовых рационов для животных разных видов, возрастов, состояния  и хозяйственного использования. Выяснено влияние условий содержания и  режима дня на аппетит животных и  поедаемость кормов. Изучено значение кратности кормления и очерёдности  раздачи разных кормов. Определено влияние физического состояния  кормов (степени увлажнённости, измельчения  и др.), что позволило разработать  и внедрить в практику новые виды кормов – травяная мука, сенаж, гранулы  и др. Предложены наиболее экономически выгодные типы кормления скота по зонам.

Изучается энергетическая оценка питательности  кормов. Установлена калорийность кормов, что позволяет нормировать кормление  по их энергетической ценности.

Большое внимание наука о К. с. ж. уделяет изучению протеинового питания  животных, потребностей животных в  протеине, возможностей использования  небелкового азота корма, применения различных средств повышения  биологической ценности протеина, аминокислотного  состава белков, роли аминокислот  в питании животных и способов балансирования рационов по аминокислотному  составу кормов, минерального питания  и значения макро- и микроэлементов в животноводстве для различных  биогеохимических зон и провинций. Благодаря установлению роли витаминов  в организме животных и значения витаминного питания получены средства предупреждения и лечения многих авитаминозов и гиповитаминозных состояний.

В К. с. ж. стали применять различные  стимуляторы, к которым относятся  антибиотики, ферменты, гормоны, специфические  сыворотки, тканевые препараты и  др. Все эти средства влияют на обмен  веществ в организме, процессы пищеварения, на переваримость и использование  питательных веществ. Они ускоряют рост и развитие животных, повышают их продуктивность и плодовитость. Для обеспечения полноценного К. с. ж. научные учреждения разрабатывают рецепты полнорационных комбикормов, комбикормов-концентратов, заменителей цельного молока, премиксов и др. добавок. Комбикормовая промышленность производит кормовые смеси по этим рецептам. Химическая промышленность выпускает для К. с. ж. карбамид-аммонийные соли, синтетические лизин, метионин, триптофан и др. аминокислоты, витамины, минеральные подкормки, консерванты; гидролизная промышленность – дрожжи кормовые. Совершенствуются старые и внедряются в производство новые методы заготовки, консервирования и хранения кормов (силосование, заготовка сенажа, химическое консервирование, ускоренная сушка травы вентилированием, брикетирование, гранулирование и др.), а также подготовки кормов к скармливанию (измельчение, обработка химикатами, запаривание, дрожжевание и др.). Многие процессы кормодобывания, подготовки и раздачи кормов механизированы. Решению многих вопросов К. с. ж. (составление кормовых планов, рационов, рецептов комбикормов и др.) способствует применение современных математических методов, электровычислительной техники. В затратах на производство продуктов животноводства стоимость кормов составляет большую часть (50–75%), поэтому внедрение в практику достижений науки и передового опыта по К. с. ж. играет большую роль в снижении себестоимости продукции.

Современные методы ведения животноводства на промышленной основе требуют разработки методов К. с. ж., обеспечивающих оптимальное  течение обменных процессов у  животных при ещё более быстром  росте их продуктивности и высоком  использовании кормов. Многие научные  учреждения проводят исследования для  решения этих задач. Как учебная  дисциплина К. с. ж. преподаётся в  с.-х. и зоотехнических институтах и  техникумах.

1.1. Основные элементы  полноценных рационов и их  роль в питании животных

В условиях интенсификации животноводства и производства продукции на промышленной основе особо важное значение имеет  организация правильного полноценного кормления сельскохозяйственных животных.

Организация полноценного кормления  сельскохозяйственных животных определяется качеством корма. Потребность животных в энергии, питательных и биологически активных веществах выражают в нормах кормления.

Нормированным кормлением называется такое кормление, при котором  животное получает нужные питательные  вещества в соответствии с его  физиологическими потребностями.

Нормой кормления называется количество питательных веществ, необходимое  для удовлетворения потребности  животного для поддержания жизнедеятельности  организма и получение намеченной продукции хорошего качества. Нормы  кормления периодически пересматриваются. С целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных под  руководством РАСХН разработаны  новые детализированные нормы кормления. Учтена потребность животных в 24…40 элементах питания. При несоблюдении норм кормления в рационе может  оказаться излишек веществ и  недостаток других. Например, в скотоводстве осуществляется контроль за кормлением животных по 22…24 элементами питания. Практика показывает, что соблюдением новых  норм кормления позволяет повысить продуктивность животных на 8…12% и одновременно снизить затраты корма на производств единицы продукции.

В детализированных нормах для животных разных видов с учетом их физиологического состояния, возраста и продуктивности указаны следующие  показатели: количество энергии (в кормовых единицах, энергетических кормовых единицах), сухое вещество, сырой протеин, перевариваемый протеин, лизин, метионит, цистин, сахара, крахмал, сырая клетчатка, сырой  жир, кальций, фосфор, калий, натрий, хлор, магний, сера, железо, медь, цинк, марганец, кабальт, йод, каротин, витамины: A, D, E, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B12, в ряде случаев витамины С и К.

На основе норм кормления  составляют суточный рацион. Рацион –  это необходимое количество и  качество кормов, которое соответствует  норме потребности животного  в энергии, питательных и биологически активных веществах при заданном уровне продуктивности, обеспечивает сохранность здоровья и получение  продукции высокого качества.

Рацион составляют на определенный промежуток времени (сутки, декада и  т.д.) для каждой половозрелой группы животных. Их систематически пересматривают и корректируют в зависимости  от наличия кормовых средств. Если рацион по основным показателям питательности  соответствует потребности животного, то его называют сбалансированным. Процентным рацион должен быть сбалансирован  по всем нормируемым показателям  и обеспечивать при полном его  скармливании запланированного уровня продуктивности. При составлении  полноценного рациона следует подобрать  корма и различные минеральные  и витаминные подкормки. Для этого  наряду с нормами кормления и  питательностью кормов надо знать особенности  каждого корма, т.е. его поедаемость, вкусовые качества, наличие органических кислот, действие корма на здоровье, продуктивность и качество продукции. Большое внимание при составлении  рациона уделяют учету его  себестоимости.

Важное значение при кормлении  животных имеет структура рациона, т.е. соотношение отдельных видов  или групп кормов (грубых, сочных и концентрированных), выраженное в  процентах от общей питательности. Соблюдение оптимальной структуры  рациона очень важно для нормального процесса пищеварения и требуемого соотношения питательных веществ в рационе.

Систематическое сочетание  кормов в рационе создает определенный тип кормления, под которым понимают соотношение (в процентах от общей  питательности) основных групп или  видов кормов, потребляемых животным за год или какой либо сезон. В  основу расчета берется соотношение  между концентрированными и объемистыми  кормами. Название вида кормления определяется видом преобладающих в рационе  кормов. Например, если в рационах крупного рогатого скота преобладает сенаж  и силос, то такой вид называется силосно-сенажным, если силос и корнеплоды – силосно-корнеплодным. 

Если в годовом рационе  коров концентрированные корма  составляют 40% и более по питательности, то такой тип кормления считается  концентратным; 30…25% – полуконцентратным, 24…..10% – малоконцентратным, а до 9% – объемистым. Для хозяйств РФ наиболее желательными и экономически целесообразны при кормлении  крупно рогатого скота силосно –  корнеплодные рационы, содержащие оптимальное  количество грубых, сочных концентрированных  кормов и обеспечивающие равномерную  нагрузку на желудочно-кишечный тракт.

В свиноводстве наиболее распространены концентратно-картофельный, концетратно-корнеплодный и концентратный типы кормления (на долю концентратов приходится 80…90% годового расхода) Для сельскохозяйственной птицы приемлем только концентратный  тип кормления, когда концентраты  составляют более 90%.