С годами подходы к белковому кормлению молочного скота эволюционировали. Сначала в центре внимания был сырой протеин и его содержание в сухом веществе корма (г/гол./день). Впоследствии от концепции сырого протеина перешли к концепции метаболического (обменного) протеина, который усваивается в организме коровы. Сейчас, балансируя рационы по содержанию белка, мы уже говорим о необходимости расчета метаболических аминокислот.

Скармливая корове белок, надо помнить, что нам нужно одновременно накормить корову и ее рубец. Часть сырого протеина, расщепляется в рубце, обеспечивает микроорганизмы рубца аммиаком и небелковым азотом для максимального переваривания углеводов и синтеза микробного белка. Другая часть белка не расщепляется в рубце. Он является источником дополнительных аминокислот, в которых животное нуждается, но не может получить с микробного белка (схема 1). Итак, корове нужен не просто сырой или метаболический протеин, ей нужны метаболические аминокислоты. Учитывая это цель белковой кормления:

• дать корове такое количество растворимого белка, чтобы обеспечить надлежащий уровень азота в рубце, который будет способствовать работе микроорганизмов и перевариванию клетчатки;
• скормить столько нерасщепляемого в рубце протеина, чтобы обеспечить животное необходимым количеством обменных аминокислот для высших надоев и содержания белка в молоке.

Схема 1. Фракции белкового корма*

*Согласно с автоматизированной программой для балансировки углеводов CNCPS v6.1 (Cornell Net Carbohydrate and Protein System).

Источник: презентация Стефано Вандони. Х Международный молочный конгресс, Киев, 2−3 марта 2017

Дефицит белка в рационе

На определенной стадии лактации может возникать дефицит белка, в частности в период после отела, когда коровы потребляют меньше сухого вещества. Кроме негативного энергетического баланса в этот период наблюдается и отрицательный белковый баланс (график 1).

График 1. Баланс метаболического протеина у коров в послеотельный период

Источник: Bell et al, 2000.

В 2014 году в Дании ученые провели исследование, целью которого было выяснить, как отрицательный белковый баланс может влиять на продуктивность коров после отела. Восьми коровам голштинской породы второй лактации скармливали одинаковый общесмешанный рацион, содержащий 15,9% сырого протеина. Через 6 часов после отела четырем коровам в сычуг вводили воду, а другой четверке — жидкий казеин. Вливание казеина уменьшалось с увеличением потребления СВ после отела: день 1-й — 360 г, день 2-й — 720 г, а до 29-го дня после отела доза уменьшалась на 19,5 г/день и, таким образом, на 4-й день коровы получали 696 г казеина, день 15-й — 490 г, день 29-й — 212 г.

В течение 30 дней после отела фиксировали надои обеих групп. Результаты эксперимента были неожиданными: молочная продуктивность коров, которым вливали казеин, была на 7,2 кг молока больше по сравнению с контрольной группой (36,6 против 43,8 кг/день).

Итак, если корова в пик лактации даст на один литр больше, то это будет дополнительных 200−250 кг молока в течение всей лактации. Поэтому важно понять, что надлежащее белковое кормление на данном этапе лактации влияет на валовой надой молока.

Избыток белка в рационе

В течение последних 10−15 лет в США, ЕС и на Ближнем Востоке наблюдается тенденция к уменьшению содержания сырого протеина в рационе. По мнению Стефано Вандони, это связано с тремя основными причинами:

• расширились знания о белковом кормлении и балансировании рационов;
• протеин является самой дорогой составляющей рациона, и уменьшение в нем содержания белка положительно влияет на экономические показатели производства;
• загрязнение окружающей среды; чем меньше сырого протеина в рационе, тем меньше азота выделяется в окружающую среду; однако уменьшать его содержание необходимо так, чтобы не навредить корове.

Учитывая эти причины возникла концепция эффективности использования азота: отношение содержания азота в молоке и потребленного азота. Чем выше показатель, тем эффективнее усваивается азот, корова потребляет. Теоретически можно достичь уровня 40−45%. По результатам исследований, максимальный коэффициент, который удалось получить в США составлял 25−30%, а на некоторых европейских фермах в некоторых группах лактирующих коров — 38−40%.

Почему мы кормим молочных коров рационами с высоким содержанием протеина? Прежде всего, таким образом производители пытаются преодолеть проблемы низкого содержания сырого протеина в грубых кормах. Во-вторых, это способ повысить надои и выход белка. Но действительно ли мы достигаем этих целей? Результаты исследований показывают, что чем больше сырого протеина потребляет корова, тем меньше азота усваивается.

Недавно американские ученые вычислили (график 2), оптимальное количество сырого протеина, при котором корова будет эффективно использовать потребленный азот, составляет 15,5−16,5% С. В. Следует помнить, что коровы выделяют в 2−3 раза больше азота с мочой и навозом, чем с молоком.

График 2. Потребление и выделение азота дойными коровами*

Источник: Van Amburgh et al, 2015.

Результаты другого исследования по США показывают, что именно 16,5% сырого протеина достаточно для увеличения молочной продуктивности и белка в молоке с минимальным выделением азота (графики 3 и 4). С увеличением содержания сырого протеина в рационе во время исследования эффективности использования азота уменьшалась. Ученые тестировали три рациона с разным содержанием сырого протеина: 15,1%, 16,7% и 18,4% в С. В. Когда скармливали 15,1%, уменьшалось потребление сухого вещества, а также молочная продуктивность и одновременно выделение азота. Как только содержание сырого протеина увеличили с 16,7 до 18,4%, кроме повышения потребления СВ ученые наблюдали рост выделения азота с мочой. При этом надои и содержание белка в молоке не увеличивались. То есть, это говорит о том, что, уделяя внимание количеству или качеству протеина в рационе, вы зря тратите деньги.

График 3. Влияние содержания сырого протеина на потребление сухого вещества и продуктивность	График 4. Влияние содержания сырого протеина на молочный белок и количество азота в моче
Источник: Broderick, 2003.	Источник: Broderick, 2003.

Скармливая белок больше потребности, вы не только тратите лишние деньги, вы еще и теряете. Чтобы переварить избыточный протеин, корова использует дополнительную энергию, что приводит к снижению надоев и содержанию белка в молоке (график 5).

График 5. Влияние сырого протеина на надои и содержание белка в молоке

Источник: Olmos and Broderick, 2006.

Оценить белковое кормление можно путем определения содержания азота мочевины в молоке, который тесно связан с азотом мочевины в плазме крови. Это мощный инструмент для того, чтобы выяснить, вы перекармливаете корову белком, или, наоборот, его не хватает в рационе. По данным научных исследований, оптимальное содержание азота мочевины в молоке — от 11,6 до 13,8 мг/100 мл. Повышенное содержание азота мочевины в крови сигнализирует не только о том, что вы неэффективно кормите коров, но и о проблемах с воспроизводственной способностью коров. Ведь это приводит к повышению уровня аммиака в фолликулярной жидкости. В таких условиях оплодотворенные яйцеклетки имеют меньше шансов стать полноценными жизнеспособными эмбрионами.

Кроме того, кормление рационом с высоким содержанием белка ведет к снижению уровня рН в матке, может подавлять развитие ооцитов и эмбриона. Избыток белка также приводит к гормональным нарушениям в организме коровы. При этом во время лютеиновой фазы полового цикла уменьшается уровень прогестерона в плазме крови, что может привести к потере беременности.

Во время исследований влияния содержания азота мочевины на фертильность коровы американские ученые выяснили, что с увеличением его количества ухудшается фертильность коров (см. График 6).

График 6. Взаимосвязь между содержанием азота мочевины в молоке и днями до первого ШО

Источник: Live. Prod. Sci. 37:91.

Ученые университета штата Флорида свели данные из разных молочных ферм и увидели, что чем больше была доля сырого протеина в рационе, тем меньше был уровень оплодотворяемости в стаде.

График 7. Влияние сырого протеина на плодовитость

Источник: Santos and Staples.

Стратегии протеиновой кормления

Существуют различные стратегии протеинового кормления молочных коров, которые помогают избежать избыточного кормления белком и способствуют увеличению надоев и содержания белка в молоке. Прежде всего следует сосредоточить внимание на количество протеина, расщепляемого (RDP) и нерасщепляемого (RUP) в рубце. Надлежащее количество расщепляемого протеина удовлетворяет потребности микроорганизмов рубца в азоте для максимального переваривания клетчатки и синтеза микробного белка, а в конечном итоге способствует максимальному потреблению СВ и надоям. При этом нельзя допускать недокармливание (снижается микробное переваривание углеводов, потребление корма, синтез микробного белка и летучих жирных кислот, надои и может ухудшаться фертильность) и перекорм (повышается содержание мочевины в крови и молоке, выведение азота, могут уменьшаться синтез микробного протеина, надои тому подобное).

Как же найти золотую середину? Разработан ряд компьютерных программ для балансирования рационов, и, в зависимости от программы и ее обновления, показатели RDP могут отличаться. Если показатели переваримого в рубце протеина находятся в пределах от 9,5 до 12,5% СВ, вы можете максимизировать надои и содержание белка в молоке.

Почему важно кормить корову расщепляющимся в рубце белком и увеличивать производство микробного протеина? Различные источники белка содержат разное количество аминокислот. В таблице 1 отражены сравнения содержания аминокислот в источниках белка в их содержании в молоке. Если показатель равен 100%, то это означает, что источник белка содержит столько же аминокислоты, сколько и молоко. Как видно из таблицы, микробный протеин — это лучший источник протеина, которое можно скормить корове. Особенно это касается двух наиболее лимитирующих аминокислот в рационе коров — лизина и метионина. Если сравнить аминокислотный состав микробного протеина и казеина, то они очень похожи.

Таблица 1. Содержание аминокислот в разных источниках белка по сравнению с молоком

Источник: Еvolani et al. 2005. Adapted.

Увеличить производство микробного протеина бактериями рубца можно, соблюдая два условия. Во-первых, в течение дня необходимо поддерживать определенный уровень аммиака в рубце — от 8−10 мг/100 мл рубцовой жидкости.

С другой стороны, известно, что очень важно расщепление белка и углеводов. Чем больше вы синхронизируете эти процессы, тем лучше будет происходить ферментация в рубце. В частности это способствует производству большего количества микробного белка и низкой концентрации мочевины в молоке. Это также дает возможность скармливать больше грубых кормов и меньше сырого протеина, поддерживая оптимальный уровень производства.

График 8 отражает простой пример того, как работа над синхронизацией может улучшить производство молока, содержание белка и микрофлору рубца. В ходе исследования двум группам коров давали одинаковый общесмешанный рацион. Единственная разница заключалась в том, что одна группа получала влажную кукурузу с меньшей фракцией измельчения, то есть — корм быстрее перетравливался в рубце. В результате эксперимента уровень аммиака в рубце оказался ниже в этой группе. Это повлияло на производство молока и содержание белка.

График 8. Влияние синхронизации на производство молока и белка*

Источник: Ekinci & Broderick, 1997.

Для того, чтобы в течение дня микробы рубца могли производить микробный белок, им надо только две составляющие — аммиак и углеводороды цепочки.

График 9 показывает, насколько уровень аммиака в рубце важный в течение дня. Коровам давали практически одинаковые общесмешанные рационы. Разница заключалась лишь в том, что скармливали различные злаки: медленно-, средне- и быстропереваримые. Коровы потребляли самые большие порции корма дважды в день — утром и вечером. Между двумя крупнейшими приемами они едят понемногу в течение дня — около 10−12 раз.

График 9. Концентрация аммиака в рубце в зависимости от расщепляемости углеводов*

*Расщепляемость углеводов в общем смешанном рационе была скорректирована путем замены молотой консервированной кукурузы плющеной.

Источник: Lykos et al. J. Dairy Sci. 80: 3341−3355. Redrawn.

Как видим, после первого приема пищи уровень аммиака в рубце вырос. И даже если корова будет есть понемногу в течение дня, уровень аммиака будет снижаться. При этом он меньше допустимого порога 8−10 мг/100 мл. Поэтому в данном случае микробы не могут работать эффективно. Здесь уместно вспомнить о новой технологии кормления — применение медленно высвобождаемого небелкового азота. Он постепенно высвобождается в течение дня, стабилизируя концентрацию аммиака в рубце.

Несколько лет назад при участии автора проводили исследования с использованием искусственного рубца. Соевый шрот в количестве 900 г заменили на 170 г медленно высвобождаемого небелкового азота, остальные — смесью кукурузной муки и патоки. Как и ожидалось, производство микробного протеина увеличилось на 9−10%. Качество протеина в группе, которой давали медленно освобождающийся небелковый азот, была выше за лучшее содержимое аминокислот в микробном протеине.

Даже незначительная трансформация рациона может улучшить обеспеченность коров белком. В таблице 2 приведены образцы двух рационов: один из них содержал, а второй не содержал медленно освобождающийся небелковый азот. Потребление сухого вещества было одинаковым — 26,8 кг, соотношение грубых и концентрированных кормов было несколько выше в рационе № 2.

Таблица 2. Образцы рационов для дойных коров*

*Рационы разработанные для группы молочных коров производительностью 40 л с содержанием жира 3,9%, белка — 3,35%; дней лактации — 100; масса 665 кг.

Источник: презентация Стефано Вандони. Х Международный молочный конгресс, Киев, 2−3 марта 2017

Химический анализ рационов показал, что с использованием медленно высвобождаемого азота уменьшилось потребление сырого протеина, но увеличилось количество расщепляющегося в рубце протеина (таблица 3), а с ним и производство микробного протеина. Кроме того, в рационе № 2 увеличился показатель сухого вещества и НДК (+10%).

Таблица 3. Питательный состав рационов

Источник: презентация Стефано Вандони. Х Международный молочный конгресс, Киев, 2−3 марта 2017

Оба рациона удовлетворяли потребности коров в обменной энергии и белке. Но поскольку в рационе № 2 получили несколько более высокие показатели микробного протеина, это дает возможность поднять показатели метионина и лизина. Конечно, рацион № 2 меньше наносит вреда окружающей среде, ведь меньшее скармливание сырого протеина означает меньшее выделение азота с мочой и навозом.

Защищенные аминокислоты для эффективного белкового кормления

Теперь переходим к нерасщепляемому в рубце протеину. Корове важно получить надлежащее количество метаболических аминокислот. Известно, что двумя важными лимитирующими аминокислотами является метионин и лизин. Примечательно: последнее американское исследование показывает, что гистидин может быть третьей лимитирующей аминокислотой. Однако это лишь предварительные выводы, которые требуют дальнейших подтверждений.

Доктор Чак Шваб исследовал роль балансировки аминокислот. И дал этому процессу определение: «Взвешенная попытка через выборочное использование протеиновых добавок и добавок защищенных от расщепления в рубце аминокислот (АК) достичь количества и профиля абсорбированных АК, максимально приближенных к потребностям коров для оптимального здоровья и производительности без расточительных излишков». То есть это простой способ дать корове белок, не превышая норму.

Балансировка аминокислот в рационе улучшает эффективность использования азота, который мы скармливаем корове. При этом чрезвычайно важно, чтобы грубые корма были высокого качества и вы хорошо знали их химический состав.

Другое преимущество аминокислотной балансировки заключается в увеличении содержания белка в молоке. Каждый грамм защищенного от распада в рубце метионина, который вы дополнительно даете корове, может увеличить содержание белка на 5 г/корова/день. Метионин связан с производством белка и молока: чем больше обменного метионина, тем больше вырабатывается молока, тем больше содержание в нем белка. Конечно, окончательный результат зависит от генетического потенциала животных.

Увеличение надоев также тесно связано с балансировкой лизина. Если обменного лизина не хватает, то это может ограничить производство молока, особенно в начале лактации. Каждый дополнительный грамм защищенного лизина, который вы даете корове, увеличивает надой на 177 г/корову/день.

Результаты 15 исследований влияния защищенного лизина и метионина на производство молока высокопродуктивных коров показали рост общего вала молока — в среднем на 2,75 кг/корова/день.

В таблице 4 можно найти примеры балансировки аминокислот для молочных высокопродуктивных коров, которые приведены с различных автоматизированных программ. В зависимости от модели, содержание лизина варьируется от 6,5 до 7% обменного белка, метионина — от 2,3 до 2,6%, соотношение лизина и метионина — 2,7−3,0 до 1.

Таблица 4. Балансировка аминокислот в зависимости от модели компьютерной программы

Источник: Schwab and Foster, 2009 Cornell Nutr. Conf. Proc.

Уже упомянутый выше рацион можно скорректировать с учетом использования защищенного от распада в рубце метионина и лизина (таблица 5). Это позволяет увеличить количество грубых кормов (при этом потребление СВ не меняется) и уменьшить содержание сырого протеина на 1%.

Таблица 5. Пример рациона с защищенными лизином и метионином*

*Средняя живая масса коровы — 665 кг; кол-во лактаций — 2,4; дней доения — 100; производительность — 40 кг молока содержание жира — 3,9%, белка — 3,35%.

Источник: презентация Стефано Вандони. Х Международный молочный конгресс, Киев, 2−3 марта 2017

В результате в обоих рационах — исходном и скорректированном — было выполнено требование относительно обменного белка. Система подсчитала возможное содержание белка и жира в молоке. Добавление в рацион защищенных в рубце аминокислот (2,86:1) дает возможность увеличить содержание жира на 3,3% (поскольку увеличилось содержание грубых кормов), белка — на 0,06%. И, конечно, такой рацион меньше вредит окружающей среде.

Выводы

Избытка протеина можно избежать с помощью правильной стратегии кормления:

• Скармливайте надлежащее количество качественного расщепляющегося в рубце протеина для улучшения синтеза микробного протеина (медленно освобождающийся небелковый азот может стать альтернативой).
• Скармливайте надлежащее количество качественного нерасщепляемого в рубке протеина для обеспечения коровы необходимым количеством аминокислот. Это означает, что 200 г белка, например, сои или подсолнечника не одинаковы.
• Сейчас на рынке существует много инструментов, которые могут помочь достичь этих целей и усовершенствовать кормление без дополнительных затрат.

Журнал «Молоко и ферма» № 2 (39), апрель 2017