Метаболизм азотистых веществ и продуктивность мо- лодняка свиней, выращиваемых на низкопротеиновых рационах с различными уровнями аминокислот и энергии
На правах рукописи
ОБВИНЦЕВА ОЛЬГА ВИТАЛЬЕВНА
МЕТАБОЛИЗМ АЗОТИСТЫХ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ МО-
ЛОДНЯКА СВИНЕЙ, ВЫРАЩИВАЕМЫХ НА НИЗКОПРОТЕИНОВЫХ
РАЦИОНАХ С РАЗЛИЧНЫМИ УРОВНЯМИ АМИНОКИСЛОТ И
ЭНЕРГИИ
03. 01. 04 – биохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата биологических наук
Боровск – 2011 2 Диссертационная работа выполнена в лаборатории белково аминокислотного питания ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных живот ных»
Научный руководитель – доктор биологических наук, профессор, академик РАСХН Кальницкий Борис Дмитриевич
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Дудин Виталий Иванович кандидат биологических наук Карпов Дмитрий Владимирович Ведущее учреждение: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский ин ститут животноводства»
Защита диссертации состоится « 20 » апреля 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.030.01 во Всероссийском на учно-исследовательском институте физиологии, биохимии и питания сель скохозяйственных животных.
Адрес института: 249013, Калужская область, г. Боровск, пос. Инсти тут, ВНИИФБиП с.-х. животных. Телефон 8(495)9963415, факс 8(48438)42088.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского на учно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания сель скохозяйственных животных.
Автореферат разослан « 17 » марта 2011 года и размещён на офици альном сайте института www.bifip2006.narod.ru « 17 » марта 2011 г.
Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук В.П. Лазаренко 1.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Известно, что биологическая ценность протеина определяется степенью сбалансированности его по незаменимым аминокислотам. Характерно, что уровень усвояемости аминокислот должен соответствовать потребности животных при минимальном содержании про теина в рационе. В этом случае решается возможность повышения эффек тивности использования в кормлении свиней более дешёвых кормов, в част ности, зерна злаковых культур с низким уровнем протеина. Актуальность научных поисков в этом направлении связана с необходимостью разработки новых способов регулирования процессов метаболизма белка для повыше ния его биоконверсии в продукцию и прогнозирования прироста массы тела (Bekker et.al., 1994;
Черепанов Г.Г., Кальницкий Б.Д., 1998;
Рядчиков В.Г., 1999;
Susenbeth et al., 1999;
Smith et al., 1999;
Nico et al., 2000;
Gomez et al., 2002;
Кальницкий Б.Д., Калашников В.В., 2006;
Grandhi et al. 2007;
Dunker et al. 2007;
Еримбетов К.Т., 2007).
Развиваемая нами концепция в оценке потребности в "идеальном белке" была сформулирована еще в начале 60-х годов прошлого века Митчеллом (Mitchell H.H., 1964). За эталон сначала было принято считать белок курино го яйца, а позднее в качестве идеального по составу и соотношению амино кислот стали считать общий белок тела растущего или откармливаемого жи вотного. Несомненно, что наибольшую значимость развитие этой концепции имеют данные по определению потребности в белке интенсивно растущих животных нового поколения (Boisen et al., 2000). Однако надо отметить, что полученные результаты исследователей довольно противоречивы. Так, в ис следованиях Gomez et al. (2002), Smith et al. (1998) сообщалось о снижении массы мышц и отложения белка в теле у свиней, получавших рационы со гласно "идеальному белку". С другой стороны, в работах Tuitoek et al. (1997), Knowles et al. (1998) не было выявлено существенных изменений в массе мышц и отложении белка в теле у свиней при скармливании низкопротеино вых рационов с добавками аминокислот до уровня по составу "идеального белка". В исследованиях Piva et al. (1993), Grandhi, Nyachoti (2002), Saggau E.
et al. (2000), Еримбетов К.Т. (2007) показано, что помеси свиней, получав шие рационы на уровне "идеального белка", отличались повышенной ретен цией азота, на фоне усиления процессов биосинтеза белка и выхода мяса.
Количественное формирование пула белков в организме растущих сви ней зависит от интенсивности их синтеза, распада или комбинацией этих величин. Для изучения указанных вопросов целесообразно использовать си туацию, когда происходит усиление процессов синтеза или снижение распа да белка в тканях. Доказано, что у интенсивно растущих поросят одним из факторов, лимитирующих интенсивность процессов синтеза белка, является количество и соотношение аминокислот, поступающее из желудочно кишечного тракта в метаболический пул организма (Saggau E. et al., 2000;
Rivera-Ferre M.G. et al., 2006;
Еримбетов К.Т., 2007). Можно полагать, что в случае адекватного потребностям обеспечения организма поросят незамени мыми аминокислотами в оптимальном соотношении при соответствующем уровне обеспеченности энергией можно изменить интенсивность и направ ленность метаболических процессов в сторону увеличения синтеза белков, и, соответственно, позволяющих в полной мере реализовать продуктивный по тенциал животных.
Познание метаболических процессов при улучшении аминокислотного и энергетического обеспечения организма свиней, имеющее огромное значе ние для раскрытия и идентификации механизма, регулирующего процессы формирования мясной продуктивности, остается актуальным, и побудило нас к проведению этих исследований.
Цель и задачи исследований. Целью нашей работы явилось выяснение особенностей метаболизма и использования азотистых компонентов корма, количественных параметров синтеза, распада и отложения белка в организ ме, уровня обеспечения аминокислотами процессов биосинтеза и продук тивных качеств у молодняка помесных свиней в периоды выращивания и от корма на низкопротеиновых рационах в пределах "идеального белка" при различных соотношениях и уровнях аминокислот и обменной энергии.
В соответствии с указанной целью в задачи исследований входило:
изучить интенсивность и направленность азотистого обмена, характе ристики роста и процессы формирования мясной продуктивности у растущих и откармливаемых свиней;
определить оптимальный уровень и соотношение незаменимых амино кислот при повышенном содержании обменной энергии в низкопро теиновых рационах в период интенсивного выращивания свиней;
определить параметры метаболизма белков у интенсивно растущих поросят-помесей при различной обеспеченности рационов протеином и аминокислотами.
Научная новизна. Получены новые экспериментальные данные, харак теризующие интенсивность метаболизма белков в организме и формирова ния мясной продуктивности у поросят-помесей в период выращивания и до казана возможность регулирования этих процессов доступными для усвое ния незаменимыми аминокислотами при оптимальной обеспеченности жи вотных энергией.
Показана перспективность использования в кормлении свиней низко протеиновых рационов, сбалансированных по соотношению и уровню ами нокислот и обменной энергии, обеспечивающих повышение эффективности использования азотистых веществ в организме животных и в целом позво ляющих увеличить количество и качество получаемой свинины.
Практическая значимость работы. Данные будут использованы для усовершенствования системы протеинового, аминокислотного и энергетиче ского питания помесных свиней при интенсивном их выращивании, повы шения эффективности использования протеина корма в процессе синтеза продукции и улучшения качества производимой свинины, а также при раз работке и производстве балансирующих кормовых добавок.
Выявленные нами параметры белкового обмена в зависимости от усло вий протеинового, аминокислотного и энергетического питания свиней мо гут быть использованы в научно-исследовательской работе для биохимиче ского контроля обеспеченности организма аминокислотами и энергией и оценки адекватности системы питания животных физиологическим потреб ностям.
Результаты исследований нашли отражения в рекомендациях по повы шению биоконверсии питательных веществ корма в продукцию и улучше нию качества свинины и способе кормления поросят с использованием ре комендуемой нами добавки к корму (Заявка на изобретение № 2009147670).
Положения, выносимые на защиту.
1. Формирование фонда белков в организме современных пород и их помесей определяется генетическим потенциалом животных, который более эффективно реализуется повышением уровня доступных для усвоения ами нокислот в оптимальных количествах и соотношениях при обеспеченности животных энергией (на 5 % выше норм).
2. Повышение обеспеченности организма поросят аминокислотами (в уровнях и соотношениях, соответствующих составу «идеального белка») и энергией при скармливании низкопротеиновых рационов в период интен сивного их выращивания обеспечивает интенсификацию биосинтетических процессов, способствуя более эффективному использованию азотистых ком понентов корма, интенсивности роста и улучшению качества свинины.
3. Использование низкопротеиновых рационов в свиноводстве при обо гащении их незаменимыми аминокислотами до оптимального уровня и со отношения, с повышенной на 5 % обменной энергией позволяет снизить за траты протеина, обменной энергии и корма на единицу продукции и снизить выделение (на 12-14 %) азота в окружающую среду, а также повысить эф фективность использования в кормлении свиней зерна злаковых культур.
Апробация результатов исследований. Материалы диссертационной работы апробированы на:
3-й международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения про дуктивных качеств и здоровья с.-х. животных» (Ставрополь, 2005);
ХIV международной научно-практической конференции по свиноводст ву «Современные проблемы интенсификации производства свинины»
(Ульяновск, 2007);
международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в животноводстве» (Жодино, 2010);
заседании отделов питания и регуляции метаболизма и продуктивности ГНУ ВНИИФБиП с.-х. животных (Боровск, 2010).
Публикация результатов исследований. По материалам диссертаци онной работы опубликовано 8 статей, в том числе 3 в изданиях, рекомендо ванных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на страницах компьютерного текста, содержит 31 таблицу и 3 рисунка. Вклю чает следующие разделы: введение, обзор литературы, материал и методы исследований, результаты исследований и их обсуждение, заключение, вы воды, практические предложения и список литературы, включающий 178 ис точников, в том числе 128 иностранных.
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Данная работа является самостоятельным разделом (изучение метабо лизма и использования азотистых компонентов корма) комплексных иссле дований, проведенных в 2004-2006 гг. совместно с сотрудниками ряда лабо раторий ВНИИФБиП с.-х. животных: белково-аминокислотного питания, биологически активных веществ и сертификации кормов, эндокринной регу ляции обмена веществ и продуктивности, межуточного обмена и энергетиче ского питания. Разработку рационов и планирование схемы кормления жи вотных осуществляли Кальницкий Б.Д., Еримбетов К.Т., Ниязов Н.С.-А., Агафонов В.И.
Для решения поставленных задач нами проведено три серии опытов ме тодом групп в виварии института на помесных свиньях ландрас крупная белая и Pic-402 крупная белая в период их интенсивного выращивания и откорма. Общая схема проведения исследований приведена на рис. 1. Во всех экспериментах содержание свиней было групповое в клетках, поение из автопоилок, кормление – сухими комбикормами. В течение всех экспери ментов учитывали потребление кормов и периодически исследовали их хи мический состав. Индивидуальное взвешивание животных производили в начале и в конце каждого возрастного периода. В опытах на поросятах в пе риод выращивания основному периоду предшествовал уравнительный пери од. В уравнительный период поросятам скармливали полнорационный ком бикорм типа СК-4.
В 1-й серии на 39 боровках-помесях в период выращивания исследовали влияние комбикормов с разными уровнями протеина и аминокислот на ме таболизм белков и продуктивность животных. По принципу парных анало гов в возрасте 66 суток (живая масса 24 – 25 кг) были сформированы три группы по 13 голов в каждой. Опыт продолжался до достижения живой мас сы 42 – 44 кг.
Животные 1-й (контрольной) группы получали сбалансированные по питательным веществам рационы, с содержанием протеина и лимитирую щих аминокислот в 1 кг комбикорма –172 г, лизина – 7,7 г, треонина – 5,2 г, метионин+цистин – 4,6 г согласно существующим нормам (Калашников А.П. и др., 2003). В комбикормах свиней 2-й (опытной) группы концентра ция протеина была снижена на 8 % (в 1 кг комбикорма корма содержалось протеина – 159 г, лизина – 8,1 г, треонина – 5,46 г, метионин+цистин – 4,85 г, а в 3-й (опытной) группе – на 11% (в 1 кг комбикорма протеина – 154 г, ли зина – 8,1 г, треонина – 5,46 г, метионин+цистин – 4,85 г) за счет пропор ционального уменьшения количества высокобелковых кормов в рационе жи вотных этих групп. Содержание лимитирующих аминокислот – лизина, ме тионина и треонина в комбикормах свиней 2-й и 3-й групп повысили на 5 % по сравнению с нормами путем дополнительного введения в рацион кри сталлических аминокислот. При этом уровень обменной энергии был одина ковым во всех исследуемых группах и соответствовал рекомендуемым нор мам (12,4 МДж/кг комбикорма) (Калашников А.П. и др., 2003).
Во 2-й серии на 24 боровках-помесях в период интенсивного выращива ния изучали метаболизм и использование азотистых компонентов корма и формирование мясной продуктивности животных при скармливании низко протеиновых рационов с различными уровнями и соотношениями незамени мых аминокислот с целью установления их оптимального содержания и со отношения. Методически задача решалась за счет применения разных по со ставу комбикормов. В возрасте 60 суток (живая масса в среднем 20 кг) были сформированы три группы по 8 голов в каждой. Опыт продолжался до дос тижения живой массы 45 - 57 кг.
Поросята 1-й (контрольная группа) группы получали комбикорм на яч менно-пшеничной основе с содержанием протеина в пределах 120 г в кг корма. К основному рациону в этой группе добавляли лизин, метионин и треонин до уровня существующих норм (содержание в 1 кг комбикорма со ставило: лизина 7,7 г, метионина + цистина 4,6 г, треонина 4,8 г) (Калашни ков А.П. и др., 2003). В комбикормах свиней 2-й (опытной) группы уровень лимитирующих аминокислот был повышен на 18 - 28 %, а в 3-й (опытной) группе – на 26 - 37 % путем дополнительного введения к основному ра циону лизина, метионина и треонина. При этом содержание обменной энер гии в комбикормах поросят всех групп было увеличено на 5 % (до 13, МДж/кг комбикорма) по сравнению с нормами (Калашников А.П. и др., 2003) за счет обогащения рационов дополнительным количеством расти тельного масла. Рационы всех групп при этом были изокалорийными и изо протеиновыми. Комбикорма разных групп различались соотношением лизи на к обменной энергии, а также уровнями незаменимых аминокислот по от ношению к лизину.
В первых двух сериях экспериментов уровни обменной энергии в ком бикормах подопытных животных устанавливали на основе ранее проведен ных исследований на двух- и трехпородных помесях (Ниязов Н.С.-А., 2005;
Еримбетов К.Т., 2005).
В 3-й серии на 27 помесных боровках в период откорма устанавливали оптимальное содержание и соотношение протеина и аминокислот в низко протеиновых рационах и изучали их влияние на интенсивность роста и эф фективность использования азотистых веществ корма. После периода вы ращивания были сформированы три группы животных по 9 голов в каждой с начальной живой массой 41-43 кг. Опыт продолжался до достижения живой массы 90-95 кг. Откорм подопытных свиней проводили в два периода: пер вый до возраста 157 и второй до 201 суток. Животные 1-й (контрольной) группы в эти периоды получали сбалансированные по питательным вещест вам рационы, с содержанием сырого протеина, обменной энергии и лимити рующих аминокислот согласно существующим нормам (Калашников А.П. и др., 2003). В периоды откорма свиньям опытных групп - (2-й и 3-й) снизили уровень протеина в комбикормах на 10 и 15 % по сравнению с контрольной группой за счет пропорционального уменьшения количества высокобелко вых кормов в рационе этих животных. При этом содержание лизина, метио нина и треонина в комбикормах доводили до уровня контроля путем допол нительного введения в рацион кристаллических аминокислот. Уровень об менной энергии был одинаковым во всех исследуемых группах и соответст вовал рекомендуемым нормам.
В конце всех экспериментов для характеристики усвоения азота корма и эффективности его использования свиньями были проведены 5-суточных балансовых опытов на 3-х животных из каждой группы. По окончании ба лансовых опытов проводили контрольный убой 4 животных из каждой груп пы с последующим анализом состава туши, путем её обвалки и взятием об разцов крови, печени, длиннейшей мышцы спины и средней пробы мышц для биохимического анализа.
С целью изучения процессов формирования мясной продуктивности в ходе проведения 2-й серии опыта методом сравнительного убоя определяли прирост компонентов мяса (мышечной, жировой и костной тканей), белка и липидов. Для этого после 16 часовой голодной выдержки поросят провели убой и обвалку туш в начале (3 поросят с живой массой 20 кг) и в конце опыта при живой массе 45-57 кг по 4 головы из каждой группы. Прирост компонентов мяса и отложение белка, липидов рассчитали по разнице между начальными и конечными данными биохимического анализа и контрольного убоя.
В ходе проведения балансового опыта в 1-й серии эксперимента опреде ляли скорость синтеза и распада белков тела с последующим расчетом эф фективности их синтеза и отложения по методу Кравилитцки (Krawielitzki, 1976) с использованием смеси меченых по азоту (15N) аминокислот (глицин, L-аланин, L-лейцин, L-серин, DL-лизин, L-валин, L-изолейцин). Смесь ста бильных изотопов азота с обогащением до 90 % атомного избытка вводили с кормом в количестве 40 мг 15N на 1 кг живой массы животных в течение суток. Для изотопных исследований из кормов, кала и мочи препаративно выделяли фракции азота на приборе Къельтек по методу Къельдаля. Измере ние содержания 15N (в атомных процентах) проводили на масс-спектрометре с использованием счетчика ионов СИ-03 (ионные пики азота). Скорости син теза, распада и отложения белков в целом организме рассчитывали, исполь зуя модель метаболизма азота, которая основывается на измерении кинетики обмена вводимого маркера.
Для характеристики обмена азотистых веществ определяли: концентра цию свободных аминокислот в плазме крови, печени и длиннейшей мышце спины методом ионообменной хроматографии на аминокислотном анали заторе ААА-Т-339 после осаждения белков раствором 3 % сульфосалицило вой кислоты;
содержание общих аминокислот в кормах методом ионнооб ИЗУЧИТЬ МЕТАБОЛИЗМ АЗОТИСТЫХ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ МО ЛОДНЯКА СВИНЕЙ, ВЫРАЩИВАЕМЫХ НА НИЗКОПРОТЕИНОВЫХ РАЦИО НАХ С РАЗЛИЧНЫМИ УРОВНЯМИ АМИНОКИСЛОТ И ЭНЕРГИИ 1-Й ОПЫТ – ПОРОСЯТА 55 - 2-Й ОПЫТ – ПОРОСЯТА 45- 3-Й ОПЫТ – СВИНЬИ 112 – 110-СУТОЧНОГО ВОЗРАСТА 123- СУТОЧНОГО ВОЗРАСТА 201- СУТОЧНОГО ВОЗРАСТА МЕТАБОЛИЗМ АЗОТИ СТЫХ ВЕЩЕСТВ КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ АСПЕКТЫ МЕТАБО ЛИЗМА ОБЩИХ БЕЛКОВ АКТИВНОСТЬ АМИ ТЕЛА НОТРАНСФЕРАЗ В ТКАНЯХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЗОТА (ПО ДАННЫМ БАЛАНСО СИНТЕЗ, РАСПАД, ОТЛО ВЫХ ОПЫТОВ) ЖЕНИЕ, ЭФФЕКТИВ НОСТЬ СИНТЕЗА КОНЦЕНТРАЦИЯ СВОБОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ (В ТКАНЯХ, ПЛАЗМЕ КРОВИ), КРЕАТИНИНА, МОЧЕВИНЫ В ПЛАЗМЕ КРОВИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 15N ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ - АМИНОКИСЛОТ ОРГАНИЗМА НЕЗАМЕНИМЫМИ АМИ НОКИСЛОТАМИ РАСЧЕТНЫМ МЕТОДОМ ПРОДУКТИВНЫЕ КАЧЕСТВА СОДЕРЖАНИЕ СУХОГО ВЕЩЕСТВА, ЛИПИДОВ, БЕЛКОВ, БЕЛКОВЫХ ФРАКЦИЙ В МЫШЦАХ Рис. 1. Общая схема исследований менной хроматографии на аминокислотном анализаторе после гидролиза белков 6 Н соляной кислотой;
активность аспартатаминотрансферазы (АСТ, КФ 2.6.1.1.) и аланинаминотрансферазы (АЛТ, КФ 2.6.1.2.) в длиннейшей мышце спины и печени по Reitman S.J., Frankel S. (1967);
содержание моче вины в плазме крови и моче по цветной реакции с диацетилмоноксимом в присутствии тиосемикарбазида по Coulambe S. S., Fawreon G. (1963);
актив ность щелочной фосфатазы (КФ 3.1.3.1.) в плазме крови по Кальницкому Б.Д. и др. (1988);
содержание креатинина в плазме крови и моче по Лемперт М.Д. (1968). В пробах длиннейшей мышцы спины были определены белко вые фракции (саркоплазматические, миофибриллярные и стромальные бел ки) по Helander E. (1957). Определение химического состава (сухое вещест во, азот, липиды) кормов, кала, мочи и мяса проводили общепринятыми ме тодами химического анализа (Лебедев П.Т., Усович А.Т., 1976). При этом в этих пробах содержание общего азота определяли по Къельдалю на приборе Къельтек.
Результаты всех экспериментов обработаны с использованием методов вариационной статистики. Достоверность разницы групповых средних вели чин оценивали с использованием t-критерия (Лакин Г.Ф., 1980).
При проведении отдельных этапов комплексных исследований соиспол нителями были: К.Т. Еримбетов, Н.С.-А. Ниязов, М.В. Сорокин, Д.Е. Па нюшкин, Т.Е. Рябых, В.А. Матвеев.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Опыт на поросятах-помесях в период их выращивания на рационах с разным уровнем протеина и аминокислот В первой серии экспериментов изучалась возможность научно обосно ванного снижения уровня протеина при условиях повышения его биологиче ской ценности за счет лимитирующих аминокислот в комбикормах помес ных животных, и соответственно выяснить их влияние на параметры обмена белков и продуктивность животных.
Данные опытов свидетельствуют, что в организме поросят 4 – месячно го возраста откладывается 114 г белка в сутки. При этом интенсивность син теза белков была на уровне 300, а скорость распада – 186 г/сутки. При сни жении содержания протеина до 158 г в кг комбикорма поросят с одновре менным повышением уровня лизина, метионина и треонина на 5 % по срав нению с существующими нормами, интенсивность синтеза белка существен но не изменилась и составила 307 г/сутки, и его отложение возросло с 114 до 120 г/сутки. При этом эффективность использования протеина корма у по росят 2-й и 3-й групп по сравнению с контролем повысилась на 13 и 7 % со ответственно (табл. 1).
Эти данные по направленности метаболических процессов согласуются с результатами исследований других исследователей (Saggau E. et al., 2000;
Еримбетов К.Т., 2007), в опытах которых было обнаружено существенное повышение отложения белка и его синтеза у свиней при выращивании на низкопротеиновых рационах, обогащенных незаменимыми аминокислотами.
Тем не менее в наших исследованиях не удалось убедительно доказать о су щественных изменениях в интенсивности процессов синтеза, распада и от ложения белков в организме поросят разных групп. Полагаем, что наблю даемые нами различия в интенсивности обмена белков обусловлены тем, что в данном опыте соотношение и уровень обеспеченности метаболических процессов незаменимыми аминокислотами не были адекватными потребно стям интенсивно растущих помесных поросят на комбикормах с повышен ным на 5 % содержанием лизина, метионина и треонина и одновременно со сниженным на 8-11 % уровнем протеина в сравнении с рекомендуемыми нормами. Вышесказанные нами предположения, нашли подтверждение во 2 м эксперименте при выращивании поросят на рационах с повышенным на % уровнем обменной энергии, на 18 - 37 % лизина, метионина и треонина при одновременно сниженном уровне протеина до 120 г в кг комбикорма.
Таблица Соотношение процессов синтеза и распада белков в организме поросят в пе риод выращивания, г/сутки (М±m, n = 3) Группы Показатели 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) 300 ± 8,5 307 ± 6,2 290 ± 4, Синтез 186 ± 6,6 187 ± 5,5 180 ± 3, Распад 114 ± 3,9 120 ± 5,1 110 ± 3, Отложения Эффективность синтеза, % 38,0 39,1 37, Отношение синтез/распад 1,62 1,65 1, Расход протеина на 100 г отложенного белка, г 257,0 223,8 238, Нами обнаружено, что использование азота корма и интенсивность рос та поросят показывали аналогичную зависимость, как и в исследованиях процессов синтеза и распада белков тела, оцененных с использованием 15N аминокислот. У поросят опытных групп по сравнению с контролем отмеча лось достоверное уменьшение выделения азота с мочой на фоне снижения переваримости протеина корма (табл. 2). Снижение переваримости протеина корма в опытных группах, по-видимому, связано с более низким содержани ем белковых компонентов в комбикормах и увеличением доли ячменя, про теин которого несколько хуже усваивается у свиней.
У опытных животных по сравнению с контролем снижение экскреции азота с мочой тесно коррелировало с содержанием мочевины в плазме крови – конечного продукта азотистого обмена. Содержание мочевины в плазме крови у поросят 2-й и 3-й опытных групп по сравнению с контролем было достоверно ниже на 15,2 и 13,4 %, соответственно, тогда как концентрация креатинина – ниже у свиней 1-й и 3-й группы. Аналогичная картина отме чена и по уровню свободных аминокислот в плазме крови и мышцах. Во 2-й группе уровень незаменимых аминокислот в плазме крови и сумма свобод ных аминокислот в длиннейшей мышце спины был на 9,0 и 7,2 %, соответ ственно, ниже, чем в контрольной группе. Различия между группами живот ных в активности фермента АСТ, являющейся ключевым ферментом обмена азотистых веществ, были незначительными. Активность же АЛТ – фермен та, указывающего на использование аминокислот в процессах глюконеогене за, была более низкой у поросят 2-й опытной группы в мышечной ткани, что еще раз указывает на лучшее использование ими аминокислот в анаболиче ских процессах (табл. 3).
Таблица Потребление и использование азота корма поросятами в период выращива ния (М±m, n = 3) Группы Показатели 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) Принято азота с кормом:
46,8 ± 0,94 43,4 ± 0,00 42,1 ± 0, г /сут Выделено, г / сут:
9,01 ± 0,39 8,78 ± 0,87 9,21 ± 0, с калом с мочой 19,58 ± 0,76 15,50 ± 1,44 * 15,32 ± 0,91 * 37,79 ± 0,96 34,62 ± 1,10 32,89 ± 1,03 * Переварено: г / сут % 80,75 79,77 78, 18,21 ± 0,46 19,12 ± 0,81 17,57 ± 0, Отложено в теле: г /сут 38,91 ± 1,56 44,06 ± 1,98 41,74 ± 1, % от принятого % от переваренного 48,19 ± 1,21 55,23 ± 2,10 * 53,42 ± 1,78 * Отношение азота мочи / азоту принятому с кормом 0,40 0,36 0, Отношение азота мочи / азоту переваренному 0,52 0,45 0, Здесь и далее * р 0,05;
**р 0,03;
*** р 0,02;
****р 0, Таблица Концентрация метаболитов азотистого обмена и активность ферментов пе реаминирования в организме поросят (М±m, n = 4) Группы Показатели 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) Плазма крови Мочевина, ммоль/л 4,79 ± 0,19 4,06 ± 0,18* 4,15 ± 0,29* Креатинин, мкмоль/л 49,65 ± 2,96 53,40 ± 3, 49,76 ± 2, Сумма свободных амино кислот, мкмоль/л 2519 ± 81,6 2572 ± 119,7 2581 ± 149, в т.ч. незаменимых 1146,6 ± 22,0 1073,6 ± 76,7 1158,4 ± 79, заменимых 1372,5 ± 68,0 1498,7 ± 75,4 1422,6 ± 82, Длиннейшая мышца спины Активность АСТ, мкмоль / час/мг белка 24,5 ± 1,10 25,9 ± 1,23 24,3 ± 1, Активность АЛТ, мкмоль/час/мг белка 4,4 ± 0,81 3,8 ± 0,74 4,1 ± 0, Сумма свободных амино кислот, мг% 112,35 ± 4,2 104,16 ± 4,1 114,08 ± 3, Исследования продуктивных качеств поросят показывают, что сниже ние уровня протеина на 8 % и повышение содержания лизина, метионина и треонина на 5 % от нормы способствовало увеличению среднесуточного прироста живой массы на 5,3 %, а затраты сырого протеина на 1 кг при роста были на 12,4 % ниже по сравнению с контролем. Эта тенденция со хранялась и по расходу кормов.
Полученные данные, характеризующие поступление, усвоение и мета болизм азота в организме поросят, свидетельствуют о том, что поддержание высокого уровня биосинтетических процессов, определяющего интенсив ность роста, возможно при использовании рационов с оптимальным содер жанием сырого протеина, обменной энергии и определенным уровнем и со отношением незаменимых аминокислот.
3.2. Выращивание поросят-помесей на низкопротеиновых рационах с повышенным уровнем обменной энергии при различной обеспечен ности организма незаменимыми аминокислотами 3.2.1. Особенности азотистого обмена и обеспеченность незаменимыми аминокислотами организма поросят Балансирование рационов с учетом биодоступности аминокислот позво ляет более полно удовлетворять потребность их организма, рациональнее использовать питательные вещества корма, объективнее оценивать новые кормовые средства и способы подготовки кормов к скармливанию. Однако биологическая доступность аминокислот для свиней в условиях нашей стра ны изучена недостаточно.
Во втором опыте нами было проведено определение доступных амино кислот для усвоения расчетным путем. Определение доступных аминокис лот указанным методом позволили более полно дать оценку эффективности использования аминокислот в биосинтетических процессах в организме по росят. Нами выявлено, что у поросят опытных групп по сравнению с кон тролем заметно выше была обеспеченность организма лимитирующими аминокислотами. Улучшение аминокислотной обеспеченности процессов метаболизма с учетом доступности сопровождалось повышением величины соотношения доступного лизина к обменной энергии (табл.4).
Известно, что созданная концепция "идеального белка" базируется не только на количестве и доступности аминокислот, но и на оптимальном их соотношении. Задача была бы облегчена, если мы знали наиболее благопри ятное с точки зрения физиологических потребностей свиней соотношение аминокислот. В разработанных нами комбикормах сопоставление соотноше нии аминокислот с данными других авторов выявляет их хорошее совпаде ние. В то же время рекомендуемые другими исследователями соотношения относительно лизина таких аминокислот как метионин, цистин и аргинин несколько отличались от данных представленных в нашей работе (табл. 4).
Так результаты по переваримости протеина корма и балансу азота под твердили зависимость эффективности использования его в процессе роста от обеспеченности организма поросят незаменимыми аминокислотами и энергией. У подсвинков 2-й и 3-й опытных групп использование азота, как от принятого, так и от переваренного, было выше по сравнению с таковыми 1-й группы, что указывает на более эффективное использование азотистых веществ в обменных процессах в период выращивания животных (табл. 5).
Аналогичная тенденция проявилась и по отношению выделенного азота с мочой к потребленному с кормом и переваренному азоту в кишечнике в пе риод выращивания. В то же время при расчете на кг метаболической массы поросята 2-й 3-й группы потребляли азота с кормом меньше, чем их сверст ники из 1-й группы. В условиях эксперимента уровень и соотношение неза менимых аминокислот в рационе 2-х породных помесей, а также обеспечен ность обменной энергией, в полной мере было оптимальным во 2-й и 3-й группе. Отложение азота было практически одинаковым во 2-й и 3-й группах и по степени переваривания и выведения азота с мочой эти группы заметно не отличались (табл. 5). Причиной тому, по-видимому, было оптимальное обеспечение метаболических процессов лимитирующими аминокислотами лизином, треонином, метионином и энергией у поросят опытных групп. Бо лее низкое усвоение азота поросятами контрольной группы в этой ситуации можно объяснить недостаточным поступлением, прежде всего лимитирую щих аминокислот, в метаболический фонд. О недостаточном уровне доступ ных для усвоения аминокислот для этих животных свидетельствуют данные таблицы 4.
Таблица Соотношение аминокислот (по отношению к лизину) в кормах (%) и уровень доступных аминокислот (г/сутки) Группы Аминокислоты 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) Лизин 100 100 Метионин + цистин 60 65 Треонин 62 67 Триптофан 25 20 Изолейцин 65 57 Валин 91 71 Лейцин 130 103 Гистидин 38 33 Аргинин 72 41 Фенилаланин + тирозин 170 104 Лизин, в г на МДж обменной энергии 0,59 0,70 0, Доступный лизин 12,99 15,87 16, Доступный метионин + цистин 7,95 10,47 11, Доступный треонин 7,72 10,15 10, Доступный лизин в г/сутки на МДж обменной энергии 0,50 0,61 0, Таблица Потребление и использование азота корма поросятами в период выращива ния (М±m, n = 3) Группы Показатели 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) Принято азота с кормом:
35,43 ± 0,00 35,61 ± 0,00 35,66 ± 0, г / сут 0, г / кг ЖМ 2,03 ± 0,08 1,71 ± 0,09 * 1,77 ± 0,10 * Выделено, г / сут:
9,00 ± 0,38 8,94 ± 0,57 9,02 ± 0, с калом с мочой 10,16 ± 0,55 7,92 ± 0,68 * 8,40 ± 1, Переварено:
26,43 ± 0,34 26,67 ± 0,61 26,64 ± 0, г / сут % 74,59 ± 0,96 74,89 ± 1,45 74,70 ± 1, Отложено в теле:
16,27 ± 0,59 18,75 ± 0,72 * 18,24 ± 1, г /сут 45,92 ± 1,74 52,65 ± 2,11 51,14 ± 2, % от принятого % от переваренного 61,55 ± 2,10 70,3 ± 3,05 * 68,46 ± 3, Расход протеина на 100 г 236,0 207,2 214, отложенного белка, г Отношение азота мочи/азоту принятому с кормом 0,29 0,22 0, Отношение азота мочи/азоту переваренному 0,38 0,30 0, Исходя из этих данных, можно полагать, что не только улучшение обес печенности организма поросят энергией и суммарным количеством амино кислот, но и соблюдение их оптимального (идеального) соотношения долж но рассматриваться как один из важнейших факторов повышения эффектив ности использования азотистых компонентов и продуктивности животных.
Повышение ретенции азота при скармливании свиньям низкопротеино вых рационов с добавками незаменимых аминокислот находит подтвержде ние в ранее проведенных работах Piva G. et al. (1993);
Grandhi R.R., Nyachoti C.M. (2002);
Еримбетов К.Т. (2007).
Полученные нами данные по параметрам использования азота корма согласуются с интенсивностью роста поросят, которая в значительной сте пени обусловлено уровнем анаболических процессов азотистых соединений и отложения их в организме животных.
Изменения в степени использования азота и метаболизме белков тела у поросят опытных групп сопровождались заметным снижением концентра ции мочевины, что свидетельствуют о более эффективном использовании аминокислот в процессах биосинтеза на фоне сниженных процессов их де заминирования в тканях (Campbell R.G., 1987;
Eisemann J.H. еt.аl., 1989;
Go mez et.al., 2002(b);
Еримбетов К.Т., 2007). Наименьшая концентрация моче вины отмечалась во 2-й и 3-й группах животных, которые были обеспечены оптимальным соотношением незаменимых аминокислот в рационе. Более высокие величины содержания мочевины в плазме крови у поросят кон трольной группы, вероятно, обусловлены неадекватным физиологическим потребностям обеспечением организма лизином, метионином, треонином, т.е. их организм не обеспечивает формирование оптимального соотношения аминокислот в общем метаболическом фонде, вследствие чего большая их доля использовалась на окисление с образованием мочевины (табл. 6). На это указывают и данные, характеризующие активность ферментов, ответст венных за катаболизм аминокислот в тканях. Так, активность АСТ, как от мечалась ранее, являющейся ключевым ферментом обмена азотистых ве ществ, была ниже в мышцах свиней 2-й 3-й опытных групп по сравнению с контролем, что еще раз указывает на снижение у них процессов мочевино образования и окисления аминокислот. Активность же АЛТ – фермента, ука зывающего на использование аминокислот в процессах глюконеогенеза, у поросят 2-й и 3-й опытных групп была ниже уровня контрольных животных в длиннейшей мышце спины (табл. 6).
В плазме крови у животных 2-й и 3-й групп по сравнению с контролем обнаружена повышенная концентрация креатинина - метаболита, косвенно характеризующего нарастание массы скелетных мышц, что подтверждается показателями прироста живой массы к концу периода выращивания живот ных (35,21, 33,20 и 26,25 кг соответственно). Аналогичная картина была вы явлена по концентрации и выделению с мочой креатинина у поросят в пери од выращивания. Положительные сдвиги отмечены также в отношении мы шечной массы, мышечных белков (табл. 8) и щелочной фосфатазы, наиболее высокие значения, которых были во 2-й и 3-й группах (табл. 6). У поросят опытных групп по сравнению с контролем более высокую активность ще лочной фосфатазы, являющейся, компонентом фосфатно-буферной системы, одним из регуляторов трансмембранных потоков, мы связываем с поддержа нием уровня фосфатов, необходимых для обеспечения энергией макроэрги ческих связей биосинтеза компонентов мяса.
Свободным аминокислотам отводится центральное место в регуляции процессов метаболизма белка, поскольку синтез молекул белка в тканях ор ганизма происходит, главным образом, из них. По данным ряда исследовате лей доказано, что пул свободных аминокислот пополняется в основном из двух источников: за счет аминокислот, поступающих из желудочно кишечного тракта и в результате катаболизма постоянно обновляющихся тканевых белков. Размер фонда каждой свободной аминокислоты в тканях есть баланс между поступлением ее в пул и извлечением из него для синтеза белка в тканях. В связи с этим существует зависимость между уровнем сво бодных аминокислот в тканях и интенсивностью белкового синтеза. При бо лее высокой скорости синтеза белка в тканях особенно заметно снижается уровень незаменимых аминокислот. В пользу вышеприведенного утвер ждения свидетельствуют также данные по концентрации свободных амино кислот в плазме крови и длиннейшей мышце спины (табл. 6 и 7). В период интенсивного выращивания во 2-й и 3-й группах уровень их в плазме крови был на 12,1 и 11,0 % ниже соответственно, чем в контрольной группе, при чем уменьшение наблюдалось в первую очередь по незаменимым аминокис лотам. Так, концентрация незаменимых аминокислот в плазме крови во 2-й и 3-й группах была ниже таковой в контрольной группе на 12,3 и 11,4 % соот ветственно. В плазме крови во 2-й и 3-й группах содержание свободных аминокислот было примерно одинаковым (табл. 7).
Аналогичная картина отмечена и по уровню свободных аминокислот в мышечной ткани, что вполне естественно, поскольку существует взаимо связь между метаболическими фондами аминокислот крови и тканей. В длиннейшей мышце спины поросят 2-й и 3-й опытных групп уровень сво бодных аминокислот (суммарно) был ниже на 15,9 и 16,4 % соответственно по сравнению с контролем (табл. 6). Более интенсивное расходование ами нокислот в синтезе белков (главным образом – белков мышц) у поросят опытных групп способствует отвлечению из общего метаболического пула значительной части аминокислот, вследствие чего меньшая их доля ис пользовалась на окисление с образованием мочевины.
Таблица Концентрация метаболитов азотистого обмена и активность ферментов в ор ганизме поросят (М±m, n = 4) Показатели Группы 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) Плазма крови Мочевина, ммоль/л 4,36 ± 0,26 3,42 ± 0,29 * 3,87 ± 0, Креатинин, мкмоль/л 72,4 ± 3,62 91,2±4,88 *** 85,9 ± 4,37 * Щелочная фосфатаза, мккат/л 1,18 ± 0,09 1,39 ± 0,08 1,42 ± 0, Выделено с мочой:
креатинина, мг/сутки 918 ± 56,2 1217 ± 98,7 * 1129 ± 89,4 * креатинина, мг/кг массы тела 20,26 ± 0,48 21,28 ± 0,63 20,60 ± 0, Длиннейшая мышца спины Активность АСТ, мкмоль / час/мг белка 23,6 ± 1,59 18,2 ± 1,89 * 19,1 ± 1,27 * Активность АЛТ, мкмоль / час/мг белка 4,5 ± 0,84 3,1 ± 0,52 3,5 ± 0, Сумма свободных аминокис лот, мг% 128,9 ± 5,42 108,4 ± 5,03* 107,8 ± 4,94* В рационах контрольной группы наблюдался дефицит по лизину, трео нину, метионину и поэтому остальные аминокислоты не могли быть исполь зованы в полной мере на синтез белка, в этой группе содержание суммы сво бодных аминокислот, как в плазме крови, так и мышцах было наивысшим.
Как известно, аминокислоты не депонируются в организме животных, по этому неиспользованные в полной мере в синтезе белка аминокислоты, вер нее их углеродный скелет, после ряда метаболических превращений от кладывается в виде липидов в жировых депо, что подтверждается данными контрольного убоя.
Таблица Концентрация свободных аминокислот в плазме крови поросят в период вы ращивания, мкмоль/л (М±m, n = 4) Группы Аминокислоты 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) Аспарагиновая кислота 38,3 ± 3,4 32,7 ± 2,5 31,4 ± 3, Треонин 164,5 ± 8,6 126,5 ± 9,2* 131,6 ± 5,7* Серин 132,0 ± 6,9 122,4 ± 9,4 124,1 ± 10, Глутаминовая кислота 354,6 ± 18,1 335,7 ± 16,9 330,2 ± 21, Глицин 269,8 ± 19,1 225,9 ± 18,9 236,4 ± 21, Аланин 485,7 ± 25,7 401,3 ± 30,3* 410,6 ± 20,7* Валин 299,6 ± 18,7 210,0 ± 20,1* 215,9 ± 26,0* Цистин 19,8 ± 2,3 16,7 ± 2,8 15,9 ± 3, Метионин 35,6 ± 1,9 28,2 ± 2,0* 29,8 ± 1,6* Изолейцин 125,7 ± 3,2 118,0 ± 3,4 120,6 ± 2, Лейцин 170,0 ± 4,5 163,1 ± 6,2 167,4 ± 5, Тирозин 51,2 ± 1,9 56,3 ± 2,4 57,0 ± 3, Фенилаланин 61,4 ± 4,3 53,9 ± 4,2 52,8 ± 5, Лизин 178,5 ± 7,0 184,1 ± 4,9 180,3 ± 5, Гистидин 55,3 ± 3,8 54,0 ± 3,2 53,1 ± 4, Аргинин 105,5 ± 5,9 110,6 ± 6,8 108,7 ± 5, Сумма аминокислот 2547,5 ± 170,3 2239,4 ± 141,7 2265,8 ± 159, в т.ч. незаменимых 1196,1 ± 35,8 1048,4 ± 41,7* 1060,2 ± 32,6* заменимых 1351,4 ± 75,2 1191,0 ± 71,9 1205,6 ± 68, 3.2.2. Формирование мясной продуктивности у молодняка свиней в зависимости от условий обеспеченности энергией и незаме нимыми аминокислотами Изменения в интенсивности и направленности метаболических процес сов, обусловленные лучшей обеспеченностью организма свиней опытных групп энергией, лизином, треонином и метионином при их оптимальном со отношении способствовали повышению интенсивности роста мышечной ткани, увеличению отложения белков в скелетных мышцах. Например, по абсолютной и относительной интенсивности прироста мышечной массы, белков скелетных мышц поросята опытных групп значительно превосходили животных контрольной группы (табл. 8). Отмеченные выше изменения в па раметрах роста мышечной ткани у животных опытных групп сопровожда лись существенным повышением интенсивности прироста мышечной массы по отношению к формированию подкожной жировой ткани. В итоге у поро сят опытных групп прирост массы тела («пустой») достоверно был выше по сравнению с контролем (табл. 8).
Таблица Параметры роста мышечной ткани и отложения белков скелетных мышц у поросят в период выращивания (М±m, n = 4) Группы Показатели 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) Мышечная масса, кг 16,7 ± 0,81 21,5±1,26 *** 20,3 ± 2, Мышечный белок, кг 2,91 ± 0,21 3,89 ± 0,32 * 3,68 ± 0, Интенсивность прироста мы шечной массы, г/сутки 170,3 ± 14,2 250,5 ± 29,7 * 229,8 ± 33, Интенсивность прироста мы 1,02 ± 0,04 1,16 ± 0,05 1,13 ± 0, шечной массы, % / сутки Интенсивность отложения белков в мышцах, г/сутки 29,9 ± 2,64 46,3 ± 5,80 * 42,8 ± 6, Интенсивность отложения белков в мышцах, % /сутки 1,02 ± 0,03 1,19 ± 0,06 * 1,16 ± 0, Интенсивность прироста мас сы тела («пустой»), г / сутки 296 ± 16,3 401 ±31,0 ** 378 ± 27,6 * Различия по эффективности использования азота и связанные с этим из менения в интенсивности прироста массы тела у поросят разных групп на шли отражение в убойных и мясных качествах (табл. 9). Исследование со става туши при убое в конце периода выращивания показало, что у свиней Таблица Результаты контрольного убоя поросят 123-суточного возраста (М±m, n = 4) Группы Показатели 1-я (контроль) 2-я (опыт) 3-я (опыт) 46,12 ± 2,00 56,87±2,95*** 54,75 ± 3, Живая масса, кг 29,75 ± 0,53 36,40±1,71**** 34,98 ± 2, Масса туши, кг 61,76 ± 0,55 64,06 ± 0,80 63,76 ± 0, Убойный выход, % 18,33 ± 0,89 23,49±1,38*** 22,24 ± 2, кг Выход мякоти 61,76 ± 3,64 64,43 ± 1,18 64,29 ± 0, % 5,85 ± 0,92 6,01 ± 0,71 6,07 ± 0, кг Выход жира 19,66 ± 2,75 16,46 ± 1,51 17,35 ± 0, % 5,57 ± 0,37 6,90 ± 0,22*** 6,67 ± 0, кг Выход костей 18,74 ± 0,94 19,11 ± 1,14 19,07 ± 0, % 0,705 ± 0,08 0,605 ± 0,07 0,570 ± 0, кг Внутренний жир 2,36 ± 0,23 1,64 ± 0,13** 1,63 ± 0,14* % опытных групп по сравнению с контролем было большим содержание мя коти в туше, выше убойный выход, масса туши и меньше относительное со держание сала. У животных 2-й и 3-й групп отмечено снижение относитель ного содержания внутреннего жира, в сравнении с контролем, индекс пост ности и мясности в этих группах был более выраженным, что является по ложительным трендом в отношении качества туши. Не менее важной каче ственной характеристикой мясной продуктивности является химический со став мышц и, в частности, содержание в нем сухого вещества, белков и ли пидов. В нашем опыте выявлено повышенное содержание белка из расчёта на сухое вещество как в длиннейшей мышце спины, так и в средней пробе мышц у поросят опытных групп по сравнению с контролем. Напротив, у свиней контрольной группы, выращиваемых на низкопротеиновых рационах с низким уровнем доступных лимитирующих аминокислот, имело место по вышенное отложение липидов в мышцах. На это указывают и данные по от ложению липидов в расчете на единицу мышечной массы (табл. 10). Эти данные говорят о лучших мясных и убойных качествах свиней опытных групп.
Таблица Химический состав мышц у поросят 123 сут. возраста, г% (М±m, n = 4) Длиннейшая Средняя проба Показатели Группы мышца спины мышц 1-я (контроль) 24,80 ± 0,41 30,17 ± 0, Сухое вещество 24,44 ± 0,33 29,43 ± 0, 2-я (опыт) 24,62 ± 0,18 29,81 ± 0, 3-я (опыт) 1-я (контроль) 19,04 ± 0,14 17,41 ± 0, Белок 19,50 ± 0,23 18,05 ± 0, 2-я (опыт) 19,47 ± 0,19 18,12 ± 0, 3-я (опыт) 1-я (контроль) 2,83 ± 0,11 9,49 ± 0, Общие липиды 2,34 ± 0,15 8,54 ± 0, 2-я (опыт) 2,49 ± 0,24 8,86 ± 0, 3-я (опыт) Отложение липидов, 1-я (контроль) 94,9 ± 2, г на кг мышечной 85,4 ± 3,4* 2-я (опыт) массы 88,6 ± 1,7* 3-я (опыт) 3.2.3. Живая масса, её среднесуточный прирост и эффективность использования кормов поросятами в период выращивания Повышение уровня доступности незаменимых аминокислот, а также до ведение соотношения этих аминокислот до уровня «идеального белка»
при оптимальном обеспечении энергией позволило на 26 - 34 % увеличить среднесуточный прирост живой массы поросят. В конце периода выращива ния свиней средняя живая масса у подсвинков 2-й и 3-й групп составила 56,48±1,83 и 54,00±3,66 кг, или выше на 20,8 и 15,5 %, чем у контрольных животных (табл. 11).
Одним из важнейших показателей эффективности использования корма являются затраты его на 1 кг прироста массы тела. Затраты корма на 1 кг прироста во 2-й и 3-й группах были на 25,4 и 21,1 % ниже по сравнению с контрольной группой животных. Затраты сырого протеина на 1 кг прироста у поросят 2-й и 3-й групп были ниже на 24,7 и 19,8 %, соответственно, по сравнению с контролем. Аналогичная картина отмечена и по затратам об менной энергии на кг прироста у животных опытных групп, и она была ни же чем в контроле на 25,2 и 20,4 % (табл. 11).
Таблица Живая масса и её прирост у поросят в период выращивания (М±m, n = 8) Группы Показатели 1-я (кон 1-я (опыт) 2-я (опыт) троль) Живая масса в начале периода, кг 20,50±0,84 21,27±0,81 20,80±0, Живая масса в конце периода, кг 46,75±1,69 56,48±1,83**** 54,00±3, Прирост живой массы, кг 26,25±1,41 35,21±1,99*** 33,20±2,82* Среднесуточный прирост, г 417±22 559 ± 32*** 527 ± 45* Расход корма, кг/ 1 кг прироста 3,94±0,22 2,94±0,19**** 3,11± 0,29* Расход протеина, г/кг прироста 455,0±25,8 342,7±22,4*** 364,7± 34, Расход ОЭ, МДж/кг прироста 51,09±2,90 38,23±2,50**** 40,64± 3, Приведенные выше данные показывают, что получение дополнительно го прироста живой массы при использовании низкопротеиновых рационов, сбалансированных по соотношению и уровню аминокислот и обменной энергии, происходит не вследствие увеличения потребления корма, а за счет повышения биосинтеза компонентов мяса и эффективного использования аминокислот в биосинтетических процессах.
Таким образом, уровень и соотношение доступных для усвоения амино кислот при соответствующем обеспечении энергией организма растущих свиней являются факторами, лимитирующими интенсивность процессов биосинтеза компонентов мяса.
3.3. Обогащение незаменимыми аминокислотами низкопротеиновых комбикормов для свиней на откорме В 3-й серии опытов на помесных боровках в период откорма изучали воз можность определения оптимального соотношения протеина и аминокислот в низкопротеиновых рационах и их влияния на характеристики роста и эффек тивность использования азотистых веществ корма.
Исследования показали, что снижение уровня протеина на 10 и 15 % при повышении содержания лизина, метионина и треонина в рационе до сущест вующих норм отразилось на интенсивности роста и использовании азота корма помесными свиньями. В первый период откорма свиньи 2-й группы не отста вали от контрольной и даже имели тенденцию к увеличению среднесуточного прироста на 4,4 % и снижению расхода корма, сырого протеина и обменной энергии на единицу прироста по сравнению с контролем (588±16 против 562± г/сутки). За весь период откорма поросята 1-й и 2-й групп росли примерно одинаково, и среднесуточные приросты у них были 616±19 и 596±35 г/сутки соответственно. Однако на единицу прироста животные контрольной группы расходовали на 6,3 и 4,8 % больше сырого протеина, по сравнению с опытными животными.
Результаты балансового опыта показали, что у свиней опытных групп при меньшем количестве переваренного сырого протеина в желудочно-кишечном тракте (76,23 – 75,68 против 77,90 %) выделение азота с мочой было ниже, чем у контрольных животных (27,77±0,98 - 25,43±1,69 против 33,39±1,46 г/сутки;
p0,05). При этом использование азота как от принятого, так и от переварен ного было выше у свиней опытных групп по сравнению с контролем. Однако, свиньи опытных и контрольной групп по отложению белка в теле существенно не различались (0,73 ± 0,02 - 0,73 ± 0,03 против 0,76 ± 0,03 г сутки / кг ЖМ 0,75).
Показатели интенсивности роста свиней, которые в большей степени обуслов лены уровнем анаболических процессов белков в организме животных, согла суются с данными по использованию азота корма.
У свиней опытных групп было выявлено снижение концентрации мочеви ны в плазме крови (5,20 ± 0,41 - 5,05 ± 0,59 против 6,89 ± 0,25 ммоль/л;
p0,05), которое тесно коррелировало с выделением азота с мочой. Тогда как по содер жанию креатинина в крови (87,5±2,56 - 81,0 ± 2,03 против 85,3 ±1,20 мкмоль/л), коррелирующего с массой скелетных мышц существенных различий между группами не обнаружено. По уровню свободных аминокислот в плазме крови (сумма свободных аминокислот 2139,4±129,8 – 1-я группа, 2218,8±93,7 – 2-я группа, 2350,1±151,4 – 3-я группа, мкмоль/час/мг белка) и активности фермен тов АСТ (25,8±2,33 –1-я группа, 26,6 ±1,89 – 2-я группа, 24,2±2,21 – 3-я группа, мкмоль/час/мг белка) и АЛТ (5,9±1,35 – 1-я группа, 5,2±2,56 – 2-я группа, 6,3±2,96 – 3-я группа, мкмоль/час/мг белка) в мышечной ткани не выявили ста тистически значимых различий между подопытными животными. В то же вре мя сдвиги в уровне свободных аминокислот, мочевины, креатинина, активности щелочной фосфатазы в крови, а также активности АСТ и АЛТ в мышцах были адекватными изменениям интенсивности роста свиней.
Исходя из вышеприведенных данных, можно сделать заключение, что снижение содержания сырого протеина в комбикорме до уровней 135 г (1-й пе риод откорма) и 128 г в кг комбикорма (2-й период откорма) при доведении до нормы потребности в незаменимых аминокислотах (лизина, метионина, трео нина) является вполне приемлемым способом экономии расхода высокобелко вых дорогостоящих кормов.
В целом проведенные исследования свидетельствуют об актуальности ре шения проблемы по изысканию путей повышения биоконверсии протеина кор ма в компоненты мяса и улучшения его качества за счет направленной регуля ции метаболизма и процессов биосинтеза белка у растущих и откармливаемых свиней.
4. ВЫВОДЫ 1. Уровень обеспеченности метаболических процессов аминокислотами (в соотношениях, соответствующих составу «идеального белка») и энергией на низкопротеиновых рационах для растущих и откармливаемых свиней оказы вает существенное влияние на метаболизм и использования азотистых ком понентов корма, характеристики роста животных и процессы формирования мясной продуктивности и качество мяса.
2. В возрасте 4 месяцев при живой массе 42-44 кг скорость синтеза белков в организме поросят составила в среднем 300 г/сутки, а интенсивность распа да и отложения белка – 186 и 114 г/сутки. При снижении содержания про теина до 158 г в кг комбикорма с одновременным повышением уровня ли зина, метионина и треонина на 5 % по сравнению с существующими норма ми, интенсивность синтеза белка существенно не изменилась и составила 307 г/сутки, и его отложение возросло с 114 до 120 г/сутки. При этом эффек тивность использования протеина корма (отношение потребленного протеи на к 100 г отложенного белка в теле) повысилась на 13 %.
3. При снижении уровня протеина до 120 г в кг комбикорма c одновремен ным увеличением уровня лизина, метионина и треонина на 18-37 % и обмен ной энергии на 5 % у помесных поросят в период выращивания обеспечива ются лучшие количественные и качественные параметры мясной продук тивности, метаболизма белка и использования азота.
4. Для помесных поросят (ландрас крупная белая и Pic-402 крупная бе лая) в период их интенсивного выращивания оптимальным является полно рационный комбикорм, содержащий 12 % протеина, обменной энергии 13, МДж, 9,4 г лизина;
6,1 г метионина+цистина;
6,3 г треонина в кг корма, при содержании лизина 0,72 г на МДж обменной энергии. Соотношение треони на, метионина+цистина, валина, изолейцина, лейцина, гистидина, триптофа на, аргинина и фенилаланина+тирозина к лизину должно составлять 67:100, 65:100, 69:100, 55:100, 100:100, 32:100, 19:100, 40:100 и 101:100 соответст венно. Уровень доступных для усвоения лизина, треонина, метиони на+цистина соответственно - 16,4, 10,6 и 10,9 г/сутки.
5. Повышение уровня обменной энергии (на 5 %), лизина, метионина и тре онина (на 18-37 %) при одновременном снижении уровня протеина до 12 % в рационе поросят в период выращивания увеличивало усвоение азотистых компонентов корма (с 16,3 до 18,2-18,8 г/сутки;
p 0,05) за счет лучшего ис пользования их в биосинтетических процессах, что подтверждается данными по уровню выделяемого азота с мочой по отношению к потребленному и пе реваренному (у животных опытных групп уровень составил 0,22-0,23 и 0,30 0,31 против 0,29 и 0,38 соответственно у контроля). При этом эффективность использования протеина корма повысилась на 9,3-12,3 % по сравнению с контролем.
6. Более эффективное использование аминокислот в биосинтетических про цессах имело место у поросят, получавших рацион с повышенным на 5 % уровнем обменной энергии, на 18 - 37 % лизина, метионина и треонина при одновременном снижении протеина до 120 г в кг комбикорма. Вышесказан ное нами утверждение согласуется с низкой активностью фермента аспарта таминотрансферазы в мышечной ткани (18,2 ± 1,89 - 19,1 ± 1,27 против 23, ± 1,59 мкмоль/час/мг белка;
p0,05) и повышенным отложением мышечных белков (42,8 ± 6,21 - 46,3 ± 5,80 против 29,9 ± 2,64 г/сутки;
p0,05) при низ кой концентрации мочевины в плазме крови (3,42 ± 0,29 - 3,87 ± 0,37 против 4,36 ± 0,26 ммоль/л;
p0,05) и суммы незаменимых аминокислот (1048,4 ± 41,7 - 1060,2 ± 32,6 против 1196,1 ± 35,8 мкмоль/л;
p0,05).
7. Различия в метаболизме и эффективности использования азота, обуслов ленные сбалансированным (по соотношению и уровню) поступлением ами нокислот в центральный пул организма животных при повышенном на 5 % обменной энергией на низкопротеиновых рационах, нашли отражение в бо лее высоких значениях прироста живой массы (на 26,5 - 34,1 %;
p0,05), массы туши (17,6 - 22,4 %;
p0,05) и мышечной ткани (на 34,9 - 47,1 %;
p0,05), большим убойным выходом и заметно низким выходом подкожной жировой ткани (на 11,7 - 16,3 %) и внутреннего жира (1,63±0,14-1,64±0, против 2,36±0,23 %;
p0,05), а также в показателях качества мяса при более низких затратах протеина, обменной энергии, количества корма на единицу продукции.
8. Снижение уровня сырого протеина в комбикормах на 10 % от сущест вующих норм в периоды откорма свиней с доведением до нормы потребно сти в незаменимых аминокислотах (лизина, метионина и треонина) сущест венно не влияет на приросты живой массы, конверсию корма на единицу прироста, но дает экономию расхода высокобелковых кормов на производ ство свинины. Экономическая эффективность использования протеина кор ма на продукцию повышалась на 5-6 %.
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 1. Результаты исследований будут использованы при разработке способов повышения эффективности использования аминокислот и протеина корма в организме свиней, обеспечивающих более полную реализацию генетического потенциала мясной продуктивности, а также для биоло гического обоснования и усовершенствования системы протеинового питания адекватного физиологическим потребностям животных.
2. На основании проведенных исследований на помесных поросятах в пе риод интенсивного выращивания с 20 до 50 кг живой массы при уровне среднесуточных приростов 500 г предлагаются следующие нормы кон центрации питательных веществ в 1 кг комбикорма: 1,30 ЭКЕ или 13, МДж обменной энергии;
122 г сырого протеина;
9,4 г лизина;
6,1 г ме тионина+цистина;
6,3 г треонина при уровне лизина 0,72 г на МДж об менной энергии.
Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Еримбетов К.Т., Шариева Д.И., Обвинцева О.В. Регуляция обмена белка и азотистых соединений в организме растущих животных разных видов (обзор) // Сельскохозяйственная биология – 2005 - № 4 – с. 29-34.
2. Еримбетов К.Т., Шариева Д.И., Обвинцева О.В. Особенности метаболиз ма и отложения белка у молодняка свиней разного генотипа // Вестник РАСХН, 2005, 4: 71-72.
3. Обвинцева О.В. Еримбетов К.Т., Ниязов Н.С.-А. Особенности азотистого обмена и роста мышечной ткани у помесных свиней при разном уровне протеина и лимитирующих аминокислот // Проблемы биологии продук тивных животных, 2010, 2: 60-72.
4. Обвинцева О.В., Еримбетов К.Т., Ниязов Н. С.-А., Шариева Д.И. Интен сивность роста и метаболизм азотсодержащих веществ у помесных сви ней откармливаемых на низкопротеиновых рационах, обогащенных неза менимыми аминокислотами // Матер. 3 Межд. научно-практ. конф., по священной 75-летию факультета технолог. менеджмента Ставропольского ГАУ (г. Ставрополь, 20-22 апреля 2005 г.) «Актуальные вопросы зоотех нической науки и практики как основа улучшения продуктивных качеств и здоровья с.-х. животных», Ставрополь, 2005:32-35.
5. Еримбетов К.Т., Кальницкий Б.Д., Обвинцева О.В., Ниязов Н. С.-А., Ша риева Д.И. Влияние различного содержания протеина и аминокислот в рационе на интенсивность роста и характер белкового обмена у 2 породных помесных поросят в период доращивания // Матер. 3 Межд.
научно-практ. конф., посвященной 75-летию факультета технолог. ме неджмента Ставропольского ГАУ (г. Ставрополь, 20-22 апреля 2005 г.) «Актуальные вопросы зоотехнической науки и практики как основа улучшения продуктивных качеств и здоровья с.-х. животных», Ставро поль, 2005:48-56.
6. Еримбетов К.Т., Ниязов Н.С.-А., Обвинцева О.В., Шариева Д.И. Метабо лизм белков в организме растущих свиней при разном количестве про теина и лимитирующих аминокислот в рационе // Труды ГНУ ВНИИФ БиП с.-х. животных, Боровск, 2005, 44: 120-129.
7. Обвинцева О.В. Еримбетов К.Т. Использование низкопротеиновых ра ционов, обогащенных незаменимыми аминокислотами в кормлении по месных поросят // Материалы ХIV Межд. научно-практич. конф. по сви новодству (г. Ульяновск, 11-13 июля 2007 г.) «Современные проблемы интенсификации производства свинины», Ульяновск, 2007, том 2: 58 – 64.
8. Еримбетов К.Т. Обвинцева О.В. Метаболизм азотистых веществ и продуктивность молодняка свиней, выращиваемых на смоделированных низкопротеиновых рационах с повышенным уровнем обменной энергии при разной обеспеченности организма незаменимыми аминокислотами /Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в животноводстве» часть 1 // Научно практический центр Национальной академии наук Беларуси по животноводству. Жодино, 2010. с. 227-230.
Особую благодарность выражаю сотрудникам, перечисленным в каче стве соавторов в списке опубликованных работ. Личный вклад автора в пуб ликациях в соавторстве составляет не менее 70-80 %.