Оцінка загальної або енергетичної поживності кормів
На всіх етапах розвитку вчення про годівлю сільськогосподарських тварин науковці робили спроби озброїти практику такими методами оцінки поживності, які давали б можливість організувати годівлю таким чином, щоб за мінімальної кількості кормів отримувати максимальну продуктивність. З розширенням знань людини про тварину та розвитком науки, методи визначення поживності кормів удосконалювались. Так, вперше оцінка поживності різних кормів в порівняльних одиницях була проведена німецьким дослідником Теєром (1810 р.). Він запропонував систему взаємної заміни кормів при годівлі великої рогатої худоби, яка учнями Теєра була названа сінним еквівалентом. Корми, що використовувались для годівлі худоби, прирівнювались за поживністю до певної кількості сіна (1 кг вівса = 2 кг сіна; 10 кг буряків = 2 кг сіна; 1 кг картоплі = 0,5 кг сіна). З розвитком хімії, розробкою схеми аналізу і визначенням ролі окремих поживних речовин була запроваджена оцінка поживності за хімічним складом (50-ті роки 19-го століття). В 70–80-х роках XX століття німецьким вченим Вольфом були створені таблиці поживності кормів за перетравними поживними речовинами. Ця оцінка кормів була запроваджена в Росії і використовувалась практично до введення вівсяної кормової одиниці. Проте перетравність поживних речовин є початковою стадією взаємодії корму з організмом і тому не дає повного уявлення про вплив поживних речовин корму на тварину (її стан, відтворювальну здатність, продуктивність). Людина утримує тварин з метою одержання від них максимальної продуктивності. Тому, вчених та практиків тваринництва завжди цікавив кінцевий результат – вплив корму на продуктивність. У зв'язку з цим в основу оцінки загальної поживності кормів було покладено методи визначання матеріальних змін в організмі, які включають: 1) метод контрольних тварин; 2) балансовий метод; 3) метод мічених атомів. В кінці 19-го століття широке розповсюдження отримав балансовим метод визначення матеріальних змін, який базується на обліку надходження та виділення із організму азоту і вуглецю, або енергії. Суть балансового методу полягає в тому, що про зміни в складі тіла тварин визначають за різницею між тим, що тварина отримала з кормом і що виділила з організму. Схематично тіло тварини можна уявити таким, що складається із води, мінеральних речовин, білка, жиру та вуглеводів. При проведенні балансових дослідів не враховують надходження та виділення води і мінеральних речовин, так як вони не є джерелом енергії для тварин, а також вмісту вуглеводів в організмі, кількість яких є невеликою і більш–менш стабільною при збалансованій годівлі. Рівень змін у тілі тварини під впливом годівлі оцінюють за кількістю білків та жирів, що відклались чи розпались. Їх визначають за балансом азоту та вуглецю. Розрахунок балансу азоту в організмі проводять за формулою: N корму = N калу + N сечі + N відкладень + N молока (для лактуючих тварин) Баланс вуглецю в тілі тварин розраховують за формулою: С корму = С калу + С сечі + С кишкових газів + С повітря, що видихається + + С відкладень + С молока (для лактуючих тварин). Баланс може бути позитивним, негативним, нульовим (баланс рівноваги). Позитивний баланс характеризується більшим надходженням до організму порівняно з виділенням, що сприяє відкладенню в тілі білків та жирів. Він характерний переважно для тварин, які ростуть і в достатній кількості забезпечуються поживними речовинами. За негативного балансу переважають виділення з організму (іде розпад білків та жирів тіла) над надходженнями, що характерно для низького рівня годівлі або високих рівнів продуктивності лактуючих тварин в перші місяці лактації. Баланс рівноваги характеризується однаковим рівнем надходження і виділення із організму. Для визначення балансу, азоту досліди з перетравності доповнюють обліком виділеної кількості твариною сечі, а в лактуючих самок ще й молока. Для встановлення балансу вуглецю, поряд з вмістом його в кормах та рідких виділеннях, необхідно знати газообмін тварин (кількість вуглецю, що видихається та виділяється з кишковими газами). Для дослідження газообміну в сільськогосподарських тварин, використовують респіраційні апарати, що являють собою камеру, в яку ставлять тварину для вивчення її газообміну (рис. 2). Тривалість утримання тварин у таких камерах значна, тому повітря в них має відповідати потребам організму. Це досягається використанням апаратів із закритою або відкритою системами. Повітря з камери закритої системи пропускається через ємкості з лугами для очищення його від СО2 і потім воно, збагачене киснем, знову подається в камеру. За кількістю нейтралізованого лугу визначають виділений твариною вуглекислий газ.
Рис. 2. Схема респіраційного апарату
В інших апаратах (відкритої системи) повітря постійно (насосом) подається в камеру і змішується з тим, що видихає тварина. В повітрі, що поступає в камеру і виводиться з неї, визначають кількість СО2 . За різницею розраховують кількість вуглекислого газу, виділеного твариною. Хімічні перетворення перетравлених органічних речовин корму, що відбуваються в тілі тварини, невід'ємні від обміну енергії. Обмін речовин і енергії в організмі нероздільні і є різними формами одного і того ж процесу. Тому, рівень матеріальних змін, що проходять в організмі під впливом годівлі, можна визначати за балансом енергії. Вперше схему розподілу енергії в організмі тварини (див. рис.3) розробив американський вчений Г. Армсбі (1853–1921).
Рис. 3. Схема енергетичного балансу
Для розрахунку балансу енергії необхідно знати теплопродукцію організму. Її можна встановити на тваринах, розмістивши їх у респіраційних калориметрах. Вони являють собою камери з подвійними стінками, простір між якими заповнено водою. Для зменшення втрат тепла зовні має бути добра ізоляція. Теплопродукцію тварини визначають за зміною температури води у міжстінному просторі та введенням поправок на нагрівання чи охолодження калориметра навколишнім середовищем. Баланс азоту та вуглецю, а також баланс енергії дає змогу розрахувати загальну або енергетичну поживність спожитого твариною корму (табл. 4). Знаючи кількість відкладеного в тілі азоту та вуглецю, можна розрахувати рівень білка та жиру, що утворилися в організмі.
Таблиця 4. Середньодобовий баланс азоту, вуглецю та енергії у корови
Азот входить до складу білків і кількість його в сухому знежиреному та зневодненому м’язовому білку великої рогатої худоби становить 16,67 %. Відкладений в тілі азот (10,9 г) відповідає утворенню 65,4 г білка.
100 г білка – 16,67 г азоту х г білка – 10,9 г азоту
х Вуглець, що відкладався у тілі знаходиться переважно у складі білків (52,54 %) та жирів (76,5 %). Кількість вуглецю у відкладеному білку становить 34,4 г.
100 г білка – 52,54 г С 65,4 г білка – х г С
х= Із відкладеного в тілі вуглецю (217,6 г) на утворення білків використано 34,4 г, а на утворення жиру – 183,2 г (217,6 г – 34,4 г = 183,2 г). Добове відкладення жиру в тілі тварини становить 239,5 г.
100 г жиру – 76,5 г С х г жиру – 183,2 г С
х= Знаючи кількість відкладеного в тілі білка та жиру і їх калорійність, можна розрахувати кількість енергії, що відклалася в організмі. Білок забезпечує відкладення 373 ккал (65,4 г × 5,7 ккал), а жир – 2280 ккал (239,5 г × 9,5 ккал). Загальна кількість відкладеної в тілі енергії становить 2653 ккал. Цей показник відкладення енергії відповідає даним досліду з балансу енергії (табл. 4). Принципи оцінки загальної поживності корму за відкладеннями в тілі білка та жиру, або чистої енергії були використані при розрахунку крохмальних еквівалентів О. Кельнера, термів Армсбі та вівсяних кормових одиниць. Німецький фізіолог Оскар Кельнер (1851–1911) наприкінці 19–го та на початку 20-го століття провів близько 100 дослідів з визначення перетравності і балансу азоту та вуглецю на дорослих волах, в яких показав, що перетравні органічні поживні речовини корму не дають точного уявлення про його поживну цінність. У зв'язку з цим Кельнер запропонував оцінювати поживність кормів за їх продуктивною дією на організм (за жировідкладенням). У балансованих дослідах на волах він вивчив жировідкладення за рахунок чистих перетравних поживних речовин і встановив константи жировідкладення (табл. 5).
Таблиця 5. Константи жировідкладення (За О. Кельнером)
Відкладений в тілі білок перерахували на жир за калорійністю. Калорійність 1 г жиру становить 9,5 ккал, а 1 г білка – 5,7 ккал. Провівши другу серію балансових дослідів із використанням різних натуральних кормів і порівнявши фактичне жировідкладення із розрахунковим, О. Кельнер виявив розбіжність у показниках. Значною вона була при згодовуванні сіна (37 %) та соломи (80 %). При згодовуванні зерна кукурудзи та картоплі фактичне жировідкладення було таким же, як і розрахункове. У зв'язку з зниженням фактичного жировідкладення при згодовуванні об'ємистих кормів О. Кельнером було встановлено негативний вплив клітковини на відкладення жиру. Він розрахував скидки на клітковину для грубих, силосованих та зелених кормів, які показують, на скільки грамів зменшується фактичне жировідкладення порівняно з очікуваним за споживання 1 кг клітковини (143 г для грубих). Для коренебульбоплодів та концентрованих кормів ним були запропоновані коефіцієнти відносної цінності (зараз їх називають коефіцієнтами повноцінності). Вони показують відсоток фактичного жировідкладення порівняно з очікуваним (100 %). Таким чином, продуктивну дію корму за жировідкладенням можна встановити: 1) за балансом азоту і вуглецю, а також енергії при проведенні балансового досліду; 2) розрахунковим методом. Для визначення поживності корму за жировідкладенням розрахунковим методом необхідно знати: 1) вміст в кормі поживних речовин (протеїну, жиру, клітковини, БЕР); 2) коефіцієнти перетравності цих поживних речовин; 3) константи жировідкладення; 4) скидки на клітковину чи коефіцієнти повноцінності кормів. Приклад визначення загальної поживності сіна за жировідкладенням розрахунковимметодом наведено у таблиці 6.
Таблиця 6. Визначання жировідкладення за рахунок 100 кг сіна конюшини
Дослідження Кельнера дали змогу створити систему оцінки загальної енергетичної поживності кормів, яка базується на відкладенні жиру (чистої енергії) в тілі тварини за рахунок перетравних органічних поживних речовин). Кельнер загальну поживність кормів виражав не за кількістю відкладеного жиру, а за кількістю кілограмів перетравного крохмалю, що за жировідкладенням дорівнює 100 кг оцінюваного корму. Оцінка виражалась в крохмальних еквівалентах. За крохмальний еквівалент прийнято поживність 1кг перетравного крохмалю, продуктивна дія якого за жировідкладенням дорівнює 248 г. Загальна поживність 100 кг сіна конюшини (табл. 6) становить 28,9 крохмального еквіваленту (7,15: 0,248 = = 28,9). Американський вчений Г. Армсбі оцінку загальної поживності кормів виражав в термах. Один терм містить 1000 ккал чистої енергії (енергії продукції). Знаючи жировідкладення за рахунок 100 кг сіна конюшини та енергетичну цінність жиру, можна провести оцінку поживності цього корму в термах:
Під керівництвом Е.А. Багданова (1872–1931) в 1922–1923 роках був розроблений проект оцінки загальної поживності кормів у вівсяних кормових одиницях, які офіційно затвердили у 1933 році і використовують до теперішнього часу. За основу розрахунків вівсяної кормової одиниці використані методики, розроблені О. Кельнером.
|
г
г
г
термів
