книги из ГПНТБ / Вернигор, В. А. Консервирование кормов
.pdfТаблица 74
Дополнительная сохранность питательных веществ при химическом консервировании 1 т растений
по сравнению с обычным силосованием и высушиванием на сено
(средние данные)
|
|
Дополнительно сохраняется |
||||
В сравнении |
Вид |
сухое |
|
|
протеин, |
каротин, |
растений |
корм. |
ед. |
||||
|
|
вещество, |
кг |
г |
||
|
|
кг |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
С обычным силосова- |
Бобовые |
39 |
21 |
|
6 |
29 |
нием ....................... |
Злаковые |
27 |
20 |
|
3 |
18 |
С высушиванием на |
Бобовые |
53 |
43 |
|
12 |
48 |
сен о ........................ |
Злаковые |
45 |
43 |
|
7 |
55 |
А. А. Березовский (1937) |
показал, |
что на каждых |
100 кг |
сухого вещества клевера с помощью химического консервиро вания препаратом ААЗ дополнительно сохраняется 3,3 корм, ед. А. И. Николаева (1960) показала, что при консервирова нии на каждую тонну корма возможен дополнительный выход кормовых единиц по сравнению с обычным силосованием от 27 до 49. Г. Д. Дубровин (1958) при химическом консервирова нии кормов по сравнению с обычным силосованием получил на каждой тонне корма дополнительно от 10 до 12 корм. ед. П. И. Римша (1962) математически доказал, что химиче ское консервирование 1 т клевера дает дополнительно до 33 корм. ед.
Из экспериментальных данных вышеприведенных авторов выходит, что на каждой тонне консервированного корма по сравнению с обычным силосованием хозяйство могло иметь до полнительно в среднем 17,5 корм, ед., или получить 17 л моло ка. Повышение удоев при скармливании консервированных кормов по сравнению с обычным силосованием наблюдали многие исследователи и практики-животноводы. Некоторые зоотехники в своих хозяйствах наблюдали, что коровы, полу чавшие в рационе консервированные корма, увеличивали удой на 8—10%.
Повышение удоев на указанную здесь величину отражает справедливость того дополнительного выхода кормовых еди ниц, которое бывает при химическом консервировании кормов по сравнению с их обычным силосованием. Если все дополни тельные издержки, связанные с применением консервантов, сравнить со стоимостью дополнительно полученного молока, то прибыль будет превышать произведенные расходы примерно в три-пять раз.
Вопросы экономики консервирования кормов изучались разными способами, в том числе и математическим. Некото рые исследователи предлагают экономическую эффективность
182
химического консервирования определять путем сравнения энергетических потерь при химическом консервировании и при обычном силосовании, взяв за основу то положение, что в среднем в клеверном силосе образуется и содержится 1,66% молочной кислоты, 1,17% уксусной кислоты и 0,19% масляной кислоты, на которые расходуется примерно 3,81 кг глюкозы, а с учетом практического выхода кислот (60%) в 100 кг клевера глюкозы тратится 6,48 кг. Высчитав по формуле Д. И. Менде леева калорийность, получаем, что каждая тонна клевера при обычном силосовании теряет 129 256 ккал или 33,45 кг глюко зы, или примерно 52 корм. ед. (1 корм. ед. =2500 ккал); авто ры этих расчетов установили, что при химическом консервиро вании теряется лишь 18—20 корм, ед., то есть при этом на каждой тонне экономится до 34 корм. ед.
Как показали опыты, с помощью кислотных препаратов в значительной степени можно расширить кормовую базу рес публик Средней Азии и Казахстана, так как консервированный жантак (верблюжья колючка) теряет колючки, а солодка из меняет свой горький вкус, и они становятся съедобными для всех животных.
В экономической эффективности химического консервиро вания кормов играет существенную роль м е х а н и з а ц и я . Чем лучше механизирован процесс внесения консерванта и за полнения емкостей, тем выгоднее будет этот способ заготовки и хранения кормов. Приближенные расчеты говорят о том, что использование консер!вантов с целью наиболее полного сохра нения кормов позволит увеличить выход продукции животно водства примерно на 10—15% при значительном уменьшении ее себестоимости. Иначе говоря, химическое консервирование кормов в значительной степени способствует повышению коэф фициента полезного действия животноводства.
Биологически активные вещества
Все кормовые вещества, входящие в любые корма расти тельного и животного происхождения и корма микробиологи ческого синтеза, можно разбить на две большие группы. К од ной группе будут относиться органические и минеральные
•вещества, обеспечивающие пластические (строительные) и энергетические функции тканей и клеток животного организ ма, к другой — принадлежат те вещества, которые не входят непосредственно в структуру клеток и не используются на образование элементов тела и продукции. Однако без них жи вая клетка не существует, так как они регулируют .биохими ческие процессы в ней. Все эти вещества, участвующие в регу ляции жизненных процессов, называются биологически актив ными. Их можно разделить на три основные группы:
183
1)биокатализаторы;
2)ингибйторы;
3)биостимуляторы.
Кпервой относятся только ферменты, ко второй — все ве щества, угнетающие активность биокатализаторов (фермен тов) , к третьей — все вещества, активирующие действие биока тализаторов. Третью группу веществ, то есть биостимуляторы,
всвою очередь можно разделить на две подгруппы. К первой из них принадлежат вещества пластического порядка, идущие главным образом на построение активных центров биокатали заторов (ферментов) — это такие вещества, как витамины, отдельные аминокислоты и микроэлементы; без этих веществ молекула фермента не возникает. Ко второй подгруппе отно сятся вещества, не участвующие в построении молекулы фер мента, не входящие в структуру биокатализатора, но влияю
щие на активность путем изменения конформации (конфигу рации) молекулы фермента в связи с аллостерическим эффектом.
Таким образом, биологически активные вещества, облада ющие стимулирующими свойствами, нельзя отождествлять с биокаталнзаторами; то есть с ферментами. Классификация биологически активных веществ представлена следующей схемой 5.
К биологически активным веществам, применяемым при силосовании кормов, предъявляются следующие характерные требования: они должны обеспечить хорошую сохранность корма, не допуская потери питательных качеств, или обогатить силосуемые корма своими специфическими свойствами, кото рые улучшают использование корма путем стимулирования анаболических процессов обмена веществ в животном орга низме, или они должны обладать обоими указанными качест вами. При этом необходимо подчеркнуть, что все то, что до бавляется в силосуемые корма, должно отвечать принципу минимальной чужеродности животному организму.
При дальнейшем развитии науки о консервировании кормов препараты все больше будут совершенствоваться и усложнять ся, однако уже на данном этапе использование некоторых пре паратов требует критического подхода, что и предполагается сделать, излагая целесообразность силосования кормов с био логически активными веществами.
Из большого количества биологически активных веществ при силосовании кормов испытывали и продолжают испыты вать главным образом три группы веществ: микроэлементы, антибиотики и ферменты.
Прежде чем описывать применение различных групп био логически активных веществ при силосовании кормов, необхо димо остановиться на некоторых общетеоретических вопросах,
связанных с механизмом действия биологически активных ве-
184
1039
Ферменты (биокатализаторы)
Оо
СЛ
Подавляют системы, синтезирующие ферменты
Специфичные, действуют только на один фермент; это конкурентное инги бирование, при увеличе нии концентрации субст
рата процесс обратим
Схема 5
Классификация биологически активных веществ (БАВ)
|
|
|
|
|
|
Неферментного |
|
|
|
|
|
|
|
действия |
|
Активируют |
биохимиче |
Идущие на |
построение |
ферментов |
Влияющие на |
актив |
|
ские системы, синтези |
(пластические вещества): |
витамины, |
ность ферментов |
||||
рующие ферменты |
|
микроэлементы и др. |
|
|
|||
|
|
|
Ингибиторы |
|
|
Активаторы |
фермен |
|
|
|
|
---------------------- 1 |
тов (простые и слож- |
||
|
|
|
|
ные вещества) |
: катио- |
||
Препятствующие |
сое |
Тормозящие реакцию, |
|
I |
ны металлов, гормоны, |
||
Препятствующие рас- |
антибиотики и др. |
||||||
диняться ферменту с |
вступая |
в соединение |
паду фермент-суб- |
|
|
||
субстратом |
|
с субстратом или важ |
стратного комплекса |
|
|
||
|
|
ным компонентом |
|
|
|
|
|
|
|
|
реакции |
|
|
|
|
Неспецифичные инги биторы, действуют на различные ферменты: цианид, сероводород, люизит, мышьяк и др.
Специфичные, дейс-б- |
Неспецифичные |
вующие только на |
|
определенные ферменты |
|
Изменяющие конфор- |
Связующие звенья (мо- |
мацию (конфигурацию) |
стики) между субстра- |
ферментов |
том в ферментом |
ществ как биостимуляторов роста и продуктивности жи вотных.
В основе жизни животного находятся биохимические про цессы, которые осуществляются под влиянием ферментов. С повышением количества ферментов или их активности повы шается интенсивность обмена у животных. Если в организм попадают биологически активные вещества, которые активиру ют свойства существующих в организме ферментов, то такие вещества называются биостимуляторами. Возникает вопрос, если они не увеличивают количества ферментов в организме, то каким же образом они стимулируют их функцию?
Ответ на поставленный вопрос дает недавно открытое так
называемое явление аллостерии (от |
греческого аллос — дру |
|
гой, иной и стереоструктурпый, пространственный). |
Гипотеза |
|
аллостерического действия веществ |
выдвинута |
в 1963 г. |
Ж. Моно, Ж- П. Шанзе и Ф. Жакобом и в настоящее время получила целый ряд экспериментальных подтверждений.
Известно, что ферменты являются белковыми веществами с особой структурой, называемой активным центром, а у фер ментов, представляющих собою сложные белки (протеиды), активный комплекс их представляет собою различные небелко вые вещества, включающие главным образом витамины, ато мы металлов и другие соединения.
В целом молекула фермента состоит из двух частей — ак тивной и неактивной. С помощью активной части он вступает во взаимодействия с веществами катализируемой реакции (с так называемыми субстратами), а вещества, которые при соединяются не к активному центру данного фермента, к не активной части, называются аллостерическими эффекторами. Место же взаимодействия этих эффекторов носит название аллостерического центра или аллостерического рецептора. Так вот, по существующим в науке доказательствам вещества, от несенные к биостимуляторам, являются аллостерическими эф- ''фекторами, то есть они способны взаимодействовать не с ак тивной частью фермента, а с аллостерическим рецептором. Эти вещества не претерпевают изменений (как это происходит с метаболитами) под влиянием фермента, но сами влияют на работу фермента, изменяя при этом третичную структуру, кон формацию (архитектонику, конфигурацию) всей молекулы фермента, а через это и изменяют его активность. Процесс из менения активности фермента под влиянием аллостерических эффекторов получил название аллостерического действия ве ществ или аллостерического перехода.
Важнейшее значение имеет то, что в качестве аллостериче ских эффекторов выступают вещества, в химическом отноше нии не имеющие никакого сходства с субстратом (глюкозой, аминокислотой, глицерином, жирной кислотой, дисахаридом, полипептидом, амидом и т. п.). Как правило, аллостерические
эффекторы не имеют никакого отношения — ни химического, ни метаболического к самому субстрату данного фермента. Это могут быть низкомолекулярные вещества, различные про дукты ферментативной реакционной цепи, в которой фермент, подвергающийся аллостерическому действию, стоит где-то в самом начале или в конце цепи, и этот продукт никакого не имеет отношения к субстрату данного фермента. В других случаях это могут быть вещества, вообще не связанные с реак цией, в которой принимает участие данный фермент, И нако нец, что представляет совершенно особый интерес, в качестве аллостерических эффекторов выступают различные вещества, которые по своей химической природе являются малореактив ными соединениями в ферментных системах, однако последние оказываются чувствительными не путем химических форм уча стия, а аллостерическими рецепторами, в результате чего и происходит изменение активности фермента.
В связи с раскрытием аллостерического принципа регуля ции ферментативных реакций выяснилось, что один и тот же биостимулятор может влиять на целый ряд ферментов, совер шенно различных по своим функциям. Отсюда возникает новое толкование о целесообразности введения в силосы большого набора разнообразных биостимуляторов. Возможно, что при нахождении одного такого вещества (которое по своим био стимулирующим свойствам окажет влияние сразу на многие ферментативные реакции в организме животного) нужда в применении других биостимуляторов или их смеси отпадет полностью. Нет сомнений, что поисковые исследования в этом направлении необходимы как с точки зрения научных, так и практических интересов. При этом необходимо иметь в виду еще и тот факт, что проявление биостимулирующего эффекта веществ не связано с «законом действующих масс», а именно: активность биостимулятора не пропорциональна его концент рации в кормах и организме. Вследствие этого необходимо, чтобы в ткани животного поступало оптимальное количество биостимулятора, так как малые дозы его могут быть неэффек тивны, а большие — вредны и вместо активирования может произойти подавление (ингибирование) ферментативных про цессов обмена веществ.
Микроэлементами называются те химические элементы, со держание которых в организме животных не превышает 0,001 % к весу тела. Микроэлементов в растительных кормах много (около 60), но наиболее важны кобальт, медь, йод, марганец, молибден, селен, хром, барий и фтор. В кормлении животных в настоящее время нормируются медь, цинк, марганец, ко бальт и йод.
На территории нашей страны имеется несколько зон с опре деленным наличием в них микроэлементов. Это так называе мые биогеохимические зоны. В почвах разных зэн содержание
18
отдельных микроэлементов колеблется в больших пределах, в связи с чем содержание их в растительных кормах может быть различно. Кроме того, надо иметь в виду, что различные виды растений накапливают различный набор и различное количест во микроэлементов, содержание которых у растений изменяет ся также от фаз развития (вегетации) их.
Микроэлементы играют большую роль как биологически активные вещества в регуляции многих биохимических процес сов в организме животных, они влияют на их продуктивность. Многие микроэлементы являются строительным материалом для ферментов, они входят в структуру молекул этих веществ непосредственно или через витамины, которые в своем боль шинстве являются составной частью ферментов.
Такой микроэлемент как к о б а л ь т оказывает свое дейст вие через желудочно-кишечный тракт. Микроорганизмы, нахо дящиеся в желудочно-кишечном тракте, используют его для синтеза витамина В12. Таким образом, кобальтовая недоста точность означает не что иное как недостаточность витамина В12, который участвует в обмене веществ. Недостаточность это го микроэлемента устраняется внесением в корм солей кобаль та в виде сульфатов или карбонатов. Интересно отметить, и это очень важно, что кобальт активирует переваримость клет чатки растительных кормов. Медь оказывает существенное влияние на процесс биосинтеза гемоглобина. Она участвует в качестве составной части нескольких окислительных фермен тов— цитохромоксидазы (в ней — 0,09% меди), бета-меркап- топируваттранссульфуразы, переносящей серу, тирозиназы и др. Кроме того, сама медь имеет свойства окислителя. Одна ко надо учесть, что избыток меди угнетает действие липазы, пепсина, уреазы и диастазы. Имеются указания на связь меди с гормонами. Соли меди дают инсулиноподобный эффект и вы зывают увеличение тироксина в крови животных.
На потребность животных в меди влияет мо л и б д е н . Между ними существует антагонизм, который усиливается в присутствии сульфатов.
В отличие от других микроэлементов йод выполняет важ нейшую функцию, входя в структуру гормона тироксина (65%), наряду с этим он содержится также и в других тканях
исекретах, 50—60% йода щитовидной железы находится в ви де йодированных тирозннов (моно- и дииодтирозин) и тиронинов. Предполагается, что йодозамещенные тиронины (ди-, три-
итетрайодтиронины),стимулируют активность некоторых фер ментов.
Необходим для роста и воспроизводительных функций жи вотных и м а р г а н е ц . Его недостаточность в кормах вредна для животных. Из 13 реакций при обмене углеводов (при гли колизе) марганец участвует в 4 случаях, а из 11 реакций цикла Кребса 5 катализуются ионами марганца: он является кофак
188
тором многих ферментов. Марганец принимает участие и в ре акциях дыхания в митохондриях клеток. В организме живот ных марганец представлен в двухвалентной форме. Он активи рует пептидазы и аргиназу. Кроме того, этот микроэлемент связан с гормонами и витаминами. Он усиливает эффект дейст вия инсулина и витамина Bj.
Важное значение в обмене веществ имеет цинк. -Он входит в структуру фермента карбоангидразы, расщепляющей уголь ную кислоту на двуокись углерода и воду. В крови цинк содер жится в основном в эритроцитах. Кроме того, он активирует такие ферменты, как: фосфатаза, уриказа, карбоксипептидаза и разные дегидрогеназы. Цинк содержится в гормоне—инсули не, он усиливает эффект адреналина. Цинк действует на функ цию половых желез. Его много содержится в сперматозоидах и в секрете предстательной железы. В общем, цинка много там, где происходит интенсивный обмен.
При силосовании кормов испытывались различные препара ты и соединения микроэлементов главным образом для обога щения кормов тем элементом, которого не хватает в данной зоне. Расчеты дозировок, вносимых в корма при силосовании, проводят исходя из содержания микроэлементов в исходном кормовом сырье и норм потребностей в микроэлементах тех животных, которым будет скармливаться данный силос. Если силос предназначается для крупного рогатого скота, то надо иметь в виду, что в одном килограмме сухого вещества кормов, входящих в рацион этих животных, должно содержаться (мг) меди — 8—12, марганца — 40—60, кобальта— 1,0, йода — 0,1.
В качестве мнкроэлементных препаратов, вносимых в сило суемую массу, используются иногда консерванты или повыша ющие питательность силосов к о м п л е к с н ы е х и м и ч е с к и е д о б а в к и , содержащие в своем составе определенные коли чества необходимых для данного корма микроэлементов. Они применяются в той или иной форме как соли (хлористый ко бальт, сернокислый марганец, сернокислый цинк, сернокислая медь)..
Следует отметить, что научных и практических данных по силосованию кормов с препаратами микроэлементов накоплено еще недостаточно, однако те опыты, которые уже выполнены, свидетельствуют о необходимости углублять и расширять ис следования в этом направлении.
Эксперименты, выполненные Ю. И. Раецкой и 3. И. Зубри линой (1965) по использованию солей кобальта при силосова нии различных зеленых кормов (овес, вика, люпин, клевер,
кукуруза и др.), показали, |
что хлористый кобальт, внесенный |
в корма при силосовании |
в дозах 0,1—0,15 — 0,6—1,0 мг%, |
влияет на биосинтез витамина В12 в кормовой массе. Добавка кобальта в количестве 0,1 мг% к силосуемой люцерне значи тельно усиливает образование витамина ВJ2, а внесение его в
1R9
количестве 1,0 мг% не повысило содержания этого витамина. Чрезвычайно эффективное влияние на биосинтез витамина В12 оказало внесение солей кобальта при силосовании овса. Уста новлено также стимулирующее образование витамина В12 в кукурузном силосе, когда при силосовании ее одновременно вносился хлористый кобальт, мочевина, или мочевина в смеси с сернокислым аммонием. В результате авторы пришли к за ключению, что при добавке кобальта к кормам, закладывае мым в емкости, получается хороший силос с повышенным со держанием в нем витамина В]о.
Антибиотики (от греческого анти — против и биос —■ жизнь) — специфические вещества, образуемые микроорганиз мами, животными и растениями и обладающие способностью в незначительных концентрациях задерживать или полностью подавлять развитие микроорганизмов и стимулировать рост сельскохозяйственных животных.
При определении понятия об антибиотиках необходимо иметь в виду, что ряд живых организмов вырабатывают веще ства, обладающие способностью тормозить развитие других существ, но несмотря на это они не могут быть причислены к антибиотикам. Например, молочная кислота, спирт и другие вещества, вырабатываемые микроорганизмами, задерживают рост других микроорганизмов, но их нельзя назвать антибио тиками, так как они не относятся к специфическим веществам и действие их проявляется в значительно больших концентра циях, нежели у антибиотиков.
К настоящему времени описано около 1500 антибиотических веществ, но лишь немногие из них испытываются при силосо вании кормов.
Первоначально антибиотики применяли только для лечеб ных и профилактических целей. Затем эти вещества стали ис пользовать в немедицинских целях, в том числе для стимуля ции роста сельскохозяйственных животных.
Обобщая литературу, посвященную исследованиям и прак тическому применению антибиотиков при силосовании кормов, можно сделать следующие выводы. Хотя предполагается, что действие различных антибиотиков на разных животных одно типно, тем не менее эффективность антибиотиков зависит от многих условий, в каких они применяются: от вида, возраста, кормления, физиологического состояния животных, от соотно шения в силосах других биологически активных соединений (витаминов, ферментов, микроэлементов) и питательных ве ществ, от равномерности распределения антибиотиков в силосе и т. д. Антибиотическая стимуляция роста наиболее выражена у молодых животных и уменьшается по мере увеличения их возраста. Эта стимуляция более выражена в том случае, когда в силосах меньше содержится полноценного белка, а также при неблагоприятных условиях содержания животных, которые
190
могут вести к заболеваниям. Обогащенные антибиотиками корма лучше усваиваются организмом, в связи с чем происхо дит снижение затрат кормов на единицу прироста живого ве са, снижается падеж. В среднем, как свидетельствуют литера турные источники, увеличение привесов бывает до 20—50%, уменьшение расхода кормов — до 20%, снижение падежа — до 30%. К концу откорма прибавка в весе составляет 10—20%. На 1 кг сухого вещества силосуемой кормовой массы вносится антибиотиков от 20 до 100 мг.
В большинстве случаев было показано, что смеси антибио тиков не оказывают синергидного действия на стимуляцию роста. Поэтому одновременно вносить в один и тот же силос несколько антибиотиков нет надобности.
Чаще при силосовании кормов добавляют не чистые, а так называемые к о р м о в ы е а н т и б и о т и к и , которые в ряде случаев дают эффект выше, чем кристаллические антибиотики. Получают эти препараты особыми методами культивирования микроорганизма — продуцента на специальных питательных средах.
Само собой разумеется, что имеющийся в настоящее время ассортимент кормовых антибиотиков с течением времени будет расширяться. Однако поиски новых кормовых антибиотиков и исследование уже имеющихся должны происходить с учетом последних достижений науки и определенных требований в этом отношении.
Во-первых, кормовые антибиотики должны обладать силь ными консервирующими свойствами, останавливать в силосую щей массе микробиологические процессы и особенно нежела тельные (гнилостные, маслянокислые и др.) и должны быть безвредны для организма животных, обеспечивая получение высококачественной продукции.
Во-вторых, при силосовании кормов должны использовать ся только те антибиотики, которые не применяются и в после дующем не будут применяться в медицинских и ветеринарных целях. Последнее требование является очень важным и необхо димым в связи с двумя обстоятельствами. При длительном ис пользовании одних и тех же антибиотиков постепенно развива ется устойчивость микроорганизмов, вследствие чего лечебная и профилактическая эффективность их снижается, а это значит, что применение таких антибиотиков в медицине и ветеринарии окажется нерезультативным. Кроме того, выработанная у микроорганизмов устойчивость к тому или другому антибиоти ку (антибиотикоустойчивость), как показали последние иссле дования, передается не только последующему поколению дан ного вида микроорганизма, но и многим другим видам.
В связи с этим возникает реальная опасность распростране ния среди животных и людей бактериальных заболеваний, не поддающихся лечению различными антибиотиками и особенно
191