Тепловой стресс и его последствия

Высокая температура и относительная влажность воздуха — основные факторы, вызывающие тепловой стресс у коров. Солнечная энергия усиливает его, если животные недостаточно защищены от солнечного света. Когда наступает жара, разница между окружающей температурой и температурой тела животного уменьшается, и значимость механизма отдачи тепла (выработки пота и повышенная частота дыхания) возрастает. В жаркую погоду организм коровы может не справиться с отдачей тепла, и температура тела повышается. Тогда и возникает тепловой стресс.

Он влияет, главным образом, на продуктивность, содержание жира в молоке, потребление корма, воспроизводственные функции и часто — вес. Если гипертермия возникает до искусственного оплодотворения, наблюдается снижение воспроизводительной способности, которое может длиться даже после падения температуры. Чем больше корова потребляет корма, тем больше тепла она производит. Поэтому высокопроизводительные коровы более восприимчивы к тепловому стрессу по сравнению с низкопродуктивными.

Кормление в жару: стратегические решения

Определенные изменения в условиях содержания и кормления помогают бороться с проблемой теплового стресса. Что касается кормления, то одна из основных стратегий сохранения молочной продуктивности в течение жарких месяцев — модификация рациона в соответствии с изменением потребностей животных в этот период.

Дело в том, что один из механизмов, который коровы используют для снижения теплообразования, — это уменьшение потребления корма (таблица 1). Поэтому рацион должен быть энергетически плотнее, чем обычно, чтобы отвести возникновения отрицательного энергетического баланса.

Таблица 1. Тепловой стресс и потребление корма

Источник: Feeding Strategies for Heat Stressed Dairy Cows During Hot Dry Weather. P. H. Robinson, University of California, Davis, CA 95616−8521.

Энергия корма является важным питательным элементом. Специалисты по кормлению обеспечивают ее достаточное содержание в рационе путем увеличения количества концентрированных (зерновых) и уменьшения содержания грубых кормов. Такая практика может быть полезной только тогда, когда рацион содержит достаточно клетчатки, необходимой для поддержания работы рубца и надлежащего уровня pH. Однако увеличение содержания концентратов более чем на 55−60% от СВ является слишком рискованным.

Во время теплового стресса коровы реже жуют жвачку и склонны к сортировке корма, отбирая небольшие дольки, что может привести к уменьшению содержания жира в молоке, ацидозу, ламиниту, потери аппетита и уменьшению эффективности использования питательных веществ. Жировые добавки являются одним из способов увеличения содержания энергии в рационе, особенно летом.

Жир — богатый источник энергии (почти в 2,25 раза больше, чем в углеводах), не увеличивает содержание крахмала в рационе (минимизируя риск возникновения ацидоза рубца) и способствует уменьшению тепловой нагрузки. Его количество в рационе не должно превышать 5−6% от общего содержания сухого вещества[1], так как жирные кислоты снижают всасывание кальция и магния кишечником. Потребность в этих элементах растет, когда животным скармливают жировые добавки.

Источником жира (а также белка) могут быть семена масличных культур (хлопчатник, соя), байпасный жир и т. п. (см. Таблицу 2). Существует правило, согласно которому, при необходимости увеличения содержания жира в рационе, его доля основных кормовых ингредиентов должна составлять 1/3, из семян масличных культур (или животного жира) — 1/3 и также 1/3 байпасного жира.

Таблица 2. Источники жировых добавок для дойных коров

¹Источник: Национальный научно-исследовательский совет, 1989. Nutrient requirements of dairy cattle. Вашингтон: National Academy Press.

²Содержание питательных веществ и норма кормления зависят от продукта. Выполняйте рекомендации производителя.

Из-за уменьшения потребления корма в период высоких температур необходимо также скармливать больше сырого протеина. Однако его количество не должно превышать норму. Процесс переваривания избыточного протеина аккумулирует тепло и требует дополнительной энергии, которая могла бы быть использована для производства молока.

Байпасный протеин обычно полезен для коров с надоями выше 27 кг молока в сутки. Рекомендуемое содержание нерасщепляемого в рубце протеина — 36−40% от общего сырого протеина. Конечно, специалисту по кормлению следует помнить, что его количество и вид зависят от скармливаемого рациона. Исследования показывают, что польза от байпасного протеина может быть больше, если коров дополнительно охлаждают.

Ученые не рекомендуют кормить коров рационом, где более 17% сырого протеина и более 62% переваримого в рубце протеина, так как для выделения избыточного азота используется энергия. 18% протеина необходимо лишь высокопроизводительным коровам. И, опять-таки, балансировать рацион по содержанию протеина нужно на основе фактического потребления коровами корма.

Известно, что клетчатка является обязательным элементом в рационе коров для поддержания надлежащего функционирования рубца. Однако, переваривая ее, корова производит больше тепла и в жаркий период ест меньше. Поэтому, как уже упоминалось, сокращают содержание клетчатки и увеличивают содержание концентратов. Логика заключается в том, что меньше клетчатки способствует потреблению, а больше концентрированных кормов повышает энергетическую плотность рациона. К сожалению, она иногда не срабатывает. Высокое содержание неструктурных углеводов приводит к спаду надоев несмотря на высокую энергетическую плотность. Избыток зерна в корме становится причиной ацидоза, а значит, и снижения жира в молоке, уменьшение аппетита, расстройств пищеварения и болезней конечностей. Оптимальное количество неструктурных углеводов — 33−38%; 40% приемлемы, если рацион содержит достаточно клетчатки надлежащей длины нарезки.

Содержание клетчатки в жаркую погоду следует сокращать понемногу. Если грубый корм имеет высокое качество, то его количество в рационе может быть больше. Еще полезнее скармливать рационы с высококачественной клетчаткой, чем уменьшать ее количество. В жару рационы должны содержать не менее 18% КДК и 28−30% НДК. При этом 75% НДК должно поступать из грубых кормов. Рекомендуемый размер нарезки частиц грубого корма — более 1,90 см, если их содержимое составляет 6−10%, 0,79−1,90 см при содержании 30−50%, и меньше 0,79 см, если их в рационе 40−60%. Чем больше общая длина нарезки, тем меньше грубого корма нужно включать в рацион, пока корова потребляет его и не сортирует.

Несколько советов по уменьшению сортировки корма:

1. Измельчайте сено перед добавлением к общему смешанному рациону.
2. Используйте силос как основной источник грубого корма в общесмешанном рационе.
3. Используйте такие ингредиенты, как влажная пивная дробина и силос, чтобы сделать рацион более влажным и питательным.
4. Добавляйте воду к сухим рационам во время перемешивания, чтобы повысить потребление и уменьшить сортировку.
5. Скармливайте питательные грубые корма высокого качества — каждый килограмм потребленной сухого вещества может стоить 2−3 кг молока.

В жаркую погоду у коров возрастает потребность в микроэлементах. Это связано с повышенным выделением пота и мочи. В таблице 3 отражены рекомендации для дойных коров по количеству минеральных элементов. Их содержимое следует увеличивать до наступления жары, чтобы подготовить корову и предотвратить снижение надоев. Полный набор минеральных веществ с повышенным содержанием калия и натрия следует скармливать только дойным коровам, поскольку у сухостойных от дополнительного количества соли и калия может отекать вымя.

Таблица 3. Рекомендации по минеральным потребностям дойных коров в жаркий период

¹Национальный научно-исследовательский совет (National Research Council), США, 1989.

При жаркой погоде в рацион следует вводить такие буферные добавки, как бикарбонат натрия (менее 0,75% в СВ), особенно в рационы с низким содержанием клетчатки. 0,35−4% (в СВ) оксида магния также помогает поддерживать содержание жира в молоке.

Сочный корм включает различные виды силоса, зеленый корм и пищевые отходы, например, пивная дробина. Коровы любят ее, поэтому добавление его в рацион может способствовать потреблению в жаркий период. Однако слишком влажный рацион, наоборот, уменьшает потребление, поэтому влажность не должна превышать 50−55%. Сочные корма быстрее портятся, чем сухие, особенно в жару, поэтому кормовой стол следует убирать ежедневно.

Вода — последний, но самый важный питательный элемент для коров летом. Доказано, что она помогает охладить корову и улучшает потребление корма. Поэтому животным необходимо обеспечить постоянный доступ к свежей, чистой и прохладной воде. Потребность коров в воде возрастает вдвое при температуре около 27◦С по сравнению с 4,4◦С. Вместо 113,6 литра воды в день животное выпивает 170,3 литра и более.

Поилки следует мыть регулярно и располагать таким образом, чтобы стимулировать коров пить воду. Следует заметить, что очень холодная вода может снизить микробную активность и замедлить ферментативный процесс.

Менеджмент кормления

Наибольшим ограничением молочной продуктивности при высоких температурах воздуха является достаточное потребление корма. Его уменьшение с повышением температур означает, что плотность всех питательных веществ в рационе нужно увеличить с целью сохранения надоев. Основные усилия менеджмента следует направить на мероприятия, способствующие потреблению корма.

Существует несколько управленческих приемов для обеспечения комфорта животных в жару:

1. Раздавать коровам рацион аналогичный тому, что и на бумаге.
2. Корм должен быть доступным для животных, а значит, должно быть достаточно места у кормового стола.
3. Регулярно убирать кормовой стол.
4. Регулярно анализировать рацион, чтобы обеспечить точную его формулировку.
5. Заготавливать и закупать только высококачественные корма.
6. Минимизировать резкие изменения рациона, чтобы отвести потерю аппетита.
7. Скармливать общесмешанный рацион, чтобы обеспечить стабильное потребление сбалансированного корма с минимальной его сортировкой.

Чтобы минимизировать образование тепла, большую часть корма следует скармливать в прохладное время суток (например, в период между четвертым и шестым часами утра и между девятым и одиннадцатым часами вечера). Раздавайте корм чаще, чтобы не нагревался.

Вопросы, на которые необходимо давать ответ ежедневно в жаркий период года:

1. Кормовой стол пустой?
2. Коров слишком долго держат в накопителе, не допуская их долгое время к корму?
3. Коровы могут добраться до корма? Корм подравнивают часто?
4. Корм/силос нагрелся или испортился? Корм имеет кислый запах?
5. Рацион перемешанный должным образом?
6. Всем коровам хватает места у кормового стола?
7. Коровы адаптируются к изменениям в режиме кормления (больше корма потребляют ночью, меньше — в течение дня)?
8. Как выглядит общесмешанный рацион (однородность смеси, размер нарезки частиц, сортировка, влажность рациона, добавление воды)?

Хороший менеджмент может уменьшить влияние жары на продуктивность и прибыльность. Подготовьтесь к жаркой погоде до того, как она придет. И помните, что у коров перегрев возникает при более низких температурах по сравнению с человеком.

Физиология животных: новый взгляд на тепловой стресс

Наряду с корректировкой рационов производители дополнительно используют вентиляторы и различные системы охлаждения, но нередко надои продолжают падать. Ученые Университета штата Айова решили выяснить причину.

Снижение молочной продуктивности наблюдается в период, совпадающий с уменьшением потребления корма. Поэтому именно изменение кормового поведения коров считают основной причиной снижения надоев. Уменьшение потребления корма — это естественный терморегуляционный ответ молочной коровы, чтобы отвести избыточное продуцирование тепла во время переваривания корма.

Улучшение качества рациона помогает корове получить максимальную пользу от его потребления. Но шаги, направленные на лучшее потребление корма, дают обратный эффект, ведь руминация генерирует значительное количество тепла. Если утраченное молоко является следствием уменьшения потребления, что, в свою очередь, является ответом организма на повышение температуры окружающей среды, неужели проблему спада производительности в период жары невозможно решить?

Наблюдение велось по двум группам коров: одной группе создали комфортные условия окружающей среды, а вторую держали в условиях теплового стресса, но их рацион соответствовал потребностям во время перегрева.

Если бы потребление было единственной причиной снижения производительности, две группы имели сходные результаты. Однако ученые заметили, что уменьшение потребления только на 35−50% влияет на снижение молочной продуктивности[2]. Остальные — другие факторы, которые могут быть потенциальными целями оптимизации кормления и менеджмента.

Что это за факторы? Известно, что у коров во время теплового стресса происходят изменения в использовании питательных веществ, включая изменения в метаболизме жира, глюкозы и протеина. Больше жира откладывается в виде жировой ткани, а такие углеводы, как глюкоза, используются для других функций вместо производства молока (потеря надоев).

Оказывается, что основной гормон, который участвует в изменении обмена веществ, это инсулин. Фактически ученые пришли к выводу, что именно он играет решающую роль в восприимчивости теплового стресса и противодействия ему. Поэтому любые стратегии кормления, направленные на поддержку и повышение активности инсулина, могут увеличить способность дойной коровы справляться с тепловым стрессом.

Другая реакция организма животных перегрев: поток крови от внутренних органов меняется, двигаясь по направлению к поверхности кожи (терморегуляционный ответ), что приводит к ухудшению здоровья кишечника (повышение его проницаемости). Это особенно важно для коров, больных ацидозом. Во время теплового стресса кишечник берет на себя двойной удар.

Почему нужно заботиться о кишечнике жвачных? Хотя рубец играет решающую роль в процессе ферментации корма, всасывание питательных веществ не может происходить в больном кишечнике. Более того, ученые Университета штата Айова предполагают, что именно «дырявый» кишечник может быть причиной некоторых классических метаболических заболеваний, в том числе кетоза.

Поскольку для максимальной производительности должны оптимально работать оба органа, то и стратегию кормления следует направлять как на рубец, так и на кишечник.

Итак, недавние данные по производительности при перегреве показали, что сокращение потребления корма играет меньшую роль, чем считалось до сих пор. Ученые выяснили, что решающее значение имеет здоровый кишечник. И это новые возможности для менеджмента при тепловом стрессе.