Постановка проблеми й огляд останніх досліджень

Відомо, що основною відмінністю між жуйними і нежуйними тваринами є різниця в системі їх травлення. Нежуйні тварини здатні перетравлювати лише справжні білки і використовувати їх для своєї життєдіяльності, тоді як жуйні можуть використовувати всі сполуки азоту [6]. Бактерії рубця жуйних, які відповідають за перетравлення клітковини, відрізняє специфічна потреба в постійному добовому рівні аміаку (10−15 мг на добу), необхідному для задоволення потреб мікроорганізмів в енергії, яка витрачається на перетравлення клітковини, та для синтезу мікробного протеїну. Ефективність роботи мікроорганізмів визначається його кількістю, виробленою співвідносно до кількості ферментованої сухої речовини. Іншими словами, чим більше азоту отримають мікроорганізми рубця тварини, тим ефективніше азот раціону буде перетворюватися на продукцію. Однак за умови стандартного раціону великої рогатої худоби спостерігається нерівномірне надходження азоту в рубець та, відповідно, дисбаланс аміаку в рубці. Найчастіше в перервах між годуванням жуйних вміст аміаку в рубці стає занадто низьким, що порушує життєдіяльність бактерій [7].

Жуйні тварини здатні використовувати різні джерела білка через фізіологію свого шлунка. Мікроорганізми рубця синтезують білок з речовин, що містять азот, для побудови своїх клітин. Жуйні використовують цей аспект мікроорганізмів для задоволення частини, а іноді й усіх своїх потреб в протеїні з небілкових сполук азоту (NPN) [4]. Тварини з простим шлунком (свині та кури) не можуть використовувати великі концентрації небілкових сполук азоту (NPN) через відсутність ферментів та бактерій для їх розщеплення до аміаку з подальшим його синтезом у білок. Небілковий азот (або NPN) — це термін, який використовується у харчуванні тварин для загального позначення таких компонентів, як сечовина, біуретова сечова кислота та низки інших сполук аміаку, які не є білками, але можуть бути перетворені на білки мікробами в шлунку жуйних тварин [5]. NPN також можна визначити як азотовмісні складові раціону, що не пов’язані між собою пептидними зв’язками і перебувають усередині або поза системою організму тварини. Усі NPN генерують аміак у рубці, який надходить у печінку і, нарешті, перетворюється на сечовину.

Небілкові сполуки азоту містяться в багатьох кормах. Наприклад, 20−30% усього азоту наявно в траві на пасовищі, 50% — у силосі, 40−50% цільного азоту міститься в коренеплодах, а його вміст зменшується у міру дозрівання рослин [11].

Серед проблем, з якими стикається тваринництво в посушливих регіонах, — це травостій з низьким умістом білка поруч із високою вартістю альтернативних джерел білка, таких як соєвий шріт та макуха. Багаті білком бобові корми не вирощуються в багатьох районах, де випасають жуйних тварин, і рослинні білкові добавки зазвичай є дорогими або недоступними. Згодовування трави та концентратів з низькою харчовою цінністю не завжди задовольняє харчові потреби жуйних тварин, тому їх слід замінити відповідними альтернативами в кормі.

Попри недоліки, джерела небілкового азоту залишаються перспективними для доповнення раціонів із кормами низької якості у складних погодних та фізіологічних умовах: в посушливий сезон, коли корови зазнають кормового стресу під час тільності або лактації.

Одним з альтернативних джерел протеїну стають сполуки небілкового азоту (NPN). Частка азоту в кормах для жуйних тварин може бути представлена у формі небілкових сполук азоту, які розкладаються в рубці з виділенням аміаку (NH₃), що використовується мікроорганізмами рубця для вироблення амінокислот [9]. Вже давно визнано, що додатковий небілковий азот (NPN) найбільш ефективно показує себе в раціонах з низьким умістом білка і відносно високим умістом перетравної енергії. Також широко відомо, що значно краще, коли добавки NPN до раціонів жуйних вводяться у невеликій кількості [14].

Основним комерційним джерелом NPN для використання в раціонах жуйних тварин є сечовина — проста сполука, яка містить 46,7% азоту проти 16% більшості білків. Таким чином, кожен кілограм сечовини еквівалентний 2,88 кг сирого протеїну, що у більшості раціонів дорівнює 200% вмісту перетравного сирого протеїну.

Після потрапляння з джерелами корму до рубця сечовина швидко розчиняється й гідролізується в аміак завдяки бактеріальній уреазі. Потім аміак може бути використаний бактеріями на синтез необхідних для життєдіяльності організму амінокислот [12]. Важливу роль відіграє застосування сечовини в регіонах із розвинутим скотарством, як правило, під час складних погодних умов [8].

На сьогодні оприлюднено значну кількість результатів експериментів із використання небілкового азоту в раціоні жуйних. Так, Ryley J. W. [13] виявив, що при невеликому додаванні сорго та сечовини до раціону спостерігається збільшення живої маси новонароджених телят, кращий їх ріст, зниження неонатальної смертності, підвищення надоїв. Bames R. M. [1] також свідчить про ефективність використання сечовини в раціоні під час посухи. Кількість сечовини, що входить до складу сумішей концентратів для великої рогатої худоби чи овець, не повинна перевищувати 3% і зазвичай додавання 1−1,5% є достатнім [8].

Поруч із цим є непоодинокі свідчення про токсичність сечовини у разі надмірного споживання кормів, що містять сечовину, або згодовування сечовини без забезпечення ферментації завдяки достатній кількості вуглеводів.

Токсичність сечовини пов’язана в першу чергу з тим, що незахищена сечовина швидко вивільняється в рубці і мікроорганізми не встигають засвоювати азот. Незасвоєний азот в рубці підвищує вміст аміаку, що призводить до інтоксикації організму жуйних. Лише незначна кількість незахищеної сечовини ефективно використовується в годівлі дійних корів [10]. Серед причин отруєння сечовиною називають також нерівномірне змішування кормів, помилки у складанні раціону, недостатній період адаптації до раціону із введенням сечовини, низький рівень споживання води, згодовування сечовини разом із неякісними кормами, споживання корму із сечовиною натще і раціони, які сприяють утворенню високого pH в рубці [16].

Незважаючи на зазначені недоліки використання, джерела небілкового азоту залишаються перспективними для доповнення раціонів із кормами низької якості у складних погодних та фізіологічних умовах: в посушливий сезон, коли корови зазнають кормового стресу під час тільності або лактації, що може серйозно погіршити їх продуктивність протягом усього життя.

Матеріали та методи досліджень

Для встановлення ефективності використання препарату NitroShure ми провели дослідження на базі СТОВ «Мусіївське» (Полтавська обл.). Продуктивне стадо господарства налічує 500 корів голштинської породи із середньою молочною продуктивністю 8000 кг молока на голову на рік. Протягом періоду згодовування препарату NitroShure проводився регулярний моніторинг кількісних та якісних показників молочної продуктивності шляхом щодекадних контрольних доїнь та моніторинг перетравності клітковини раціону шляхом дослідження консистенції і структури гною з використанням спеціального набору сит для сепарації (NASCO, США).

Результати досліджень

На сьогодні існує безліч кормових добавок, здатних поліпшувати ферментацію в рубці і життєздатність мікробів. Одним із напрямків є додавання небілкового азоту до раціонів жуйних. Серед них препарат NitroShure, який дозволяє контролювати вивільнення азоту в рубці, що додатково дає можливість синхронізувати одночасне постачання мікроорганізмів рубця джерелами азоту і вуглеводів. Швидкість вивільнення азоту й рівень ферментації вуглеводів широко варіюється. Оптимізація процесу ферментації в рубці покращує постачання організму тварин амінокислотами, що є важливим чинником для збільшення показників продуктивності.

Для оптимізації процесу ферментації азот вивільняється й координує ферментацію вуглеводів. З метою підвищення ефективності даного процесу використовують захищену сечовину, подібну в плані ферментації до меленої кукурудзи. Заміна джерел білка (наприклад, соєвого шроту) препаратом NitroShure знімає напруженість раціону, що дозволяє включати більшу кількість кормів із вмістом клітковини як джерела енергії. Якщо раціон має низький енергетичний склад, то введення в раціон NitroShure створює можливість засвоювати максимальну кількість енергії з компонентів корму. Раціон із низьким умістом протеїну (<16% CП) часто є причиною низького рівня виробництва молока. У таких випадках додавання в раціон 80 г NitroShure підвищує вміст білка у всіх раціонах з 16 до 17% CП (сирого протеїну). Процес ферментації в рубці стає ефективнішим, і виробництво молока збільшується, а також поліпшуються його якісні показники.

Препарат NitroShure виробництва компанії Balchem є одним із доступних на ринку джерел небілкового азоту в раціонах корів: в добавці міститься 41% азоту і 255% сирого протеїну. За даними виробника, використання препарату дозволяє знизити витрати за еквівалентом сирого протеїну: 150 г NitroShure = 846 г соєвого шроту і 150 г NitroShure = 1140 г рапсового шроту.

При цьому, згідно з результатами досліджень, 6,3% небілкового азоту стають доступними відразу ж після споживання, тоді як швидкість його подальшого засвоєння становить 8% на годину. Експериментальним шляхом було встановлено, що при додаванні небілкового азоту в ферментери чисельність рубцевих бактерій збільшувалася на 5%. Поліпшення життєздатності і функцій мікрофлори рубця сприяє підвищенню надоїв в середньому на 1,8 кг молока на голову на добу [7].

Окрім удосконалення складу раціону, додавання джерела небілкового азоту дозволяє збалансувати вихід азоту й забезпечити постійний оптимальний його рівень. Контрольоване і безперебійне постачання азоту сприяє зростанню синтезу «справжнього» протеїну для виробництва молока — мікробного протеїну на 10- 20%. До того ж, використання добавки дозволяє скоротити кількість загального азоту в раціоні, оскільки він використовується в організмі ефективніше і з меншими втратами. Додавання небілкового азоту сприяє перетворенню азоту кормів на бактеріальний азот.

В грудні 2020 р. до складу раціону 250 корів голштинської породи було введено препарат NitroShure з розрахунку 100 грамів на голову на добу, що дозволило скоротити кількість соняшникового шроту на 1,2 кг (СП=39%) і додати 1 кг кукурудзяного силосу з метою підвищення рівня крохмалю до 23% (табл.1) в раціонах тварин.

Таблиця 1. Раціон дійної корови на період використання добавки

*Показник, що характеризує раціон без використання NitroShure.

В результаті використання джерела небілкового азоту молочна продуктивність у стаді через тиждень підвищилась на 1 л на голову на добу. Так, на початок періоду використання препарату NitroShure вона становила 26,5 л на голову на добу, а через 7 днів — 27,5 л. Якісні показники молочної продуктивності (вміст жиру та білка) не змінилися: 3,8% та 3,17%.

Через місяць експерименту показники молочної продуктивності були такі: надій 29 л на голову на добу, вміст жиру — 3,8%, вміст білка — 3,15%. Загалом підвищення молочної продуктивності для 250 голів становило 700 л на добу. Таким чином, підвищення кількості молока в середньому на голову на добу становило 2 л.

Аналіз структури гною виявив значне зменшення кількості довгих волокон і грубих часток, що опосередковано свідчить про підвищення ефективності перетравлення клітковини раціону, що й дало в результаті підвищення молочної продуктивності.

Завдяки перерахунку раціону економія корму за місяць становила 9000 кг соняшникового шроту за ціною 11,5 грн./кг, що загалом становить 103 500 грн. Витрати на згодовування добавки NitroShure за ціною 81 грн./кг в дозуванні 0,1 кг на голову (загалом 750 кг) здорожчили раціон на 60 750 грн. Додатковими також були витрати на кукурудзяний силос загальною вартістю 22 500 грн. на місяць. Загальна вартість раціону на голову на добу із використанням NitroShure зменшилася на 5,15 грн. — в перерахунку на поголів'я на місяць це 38 625 грн. Прибуток від реалізації додатково отриманого молока становив 180 000 грн. за місяць (табл. 2).

Таблиця 2. Розрахунок економічної ефективності від використання препарату NitroShure

*IOFC (income over feed cost) — прибуток понад витратами на годівлю.

Для підтвердження економічної ефективності від використання препарату ми розрахували IOFC (income over feed cost) — прибуток понад витратами на годівлю, який вимірюється в гривнях на одну лактуючу корову на добу. Для розрахунку ми використали модифіковану методику Beck Т., Ishler Virginia A. [2]: IOFC (грн./корова/доба) = Pmilk x DAMP — DFC, де Pmilk — це валова вартість молока (грн.), DAMP — середньодобовий надій (л/корову/день), а DFC — середньодобові витрати корму (грн./корову/добу). DFC — це щоденна вартість кормів, необхідних для виробництва кількості молока, відображеного в DAMP.

Фактично цей індекс показує різницю між прибутком від реалізації молока від однієї корови та витратами на її годівлю.

За нашими даними, IOFC на корову на добу з використанням препарату становить: 12 грн. x 29 л — 176,06 = 171,94 грн. Без використання: 12 грн. x 27 л — 181,21 = 142,79 грн. Отримуємо значну різницю — 29,15 грн. на голову на добу на користь групи із використанням препарату. Таким чином, IOFC становить 218 625 грн. за період використання препарату NitroShure в експериментальній групі.

Висновки

1. Використання джерела небілкового азоту у вигляді препарату NitroShure дає змогу підтримувати постійне надходження мікробного протеїну в організмі молочної худоби навіть при дисбалансі білка в раціоні, що дозволяє фахівцям із годівлі модифікувати раціони жуйних з додаванням сухої речовини на вивільнені позиції.
2. Застосування альтернативного джерела небілкового азоту у вигляді препарату NitroShure дає можливість згодовувати жуйним більше кормів, забезпечуючи при цьому максимальний рівень їх засвоєння.
3. Заміна низькоякісних білків продуктом NitroShure сприяє виробленню високоякісного мікробіального білка.
4. Рентабельність раціонів, що включають у себе NitroShure, досягається мінімальними витратами за рахунок можливості використання ширшого спектра кормових інгредієнтів.
5. Поліпшення засвоєння азоту мікроорганізмами рубця дозволяє знизити рівень протеїну в раціоні.
6. Препарат підвищує розщеплення вуглеводів на летючі жирні кислоти, що дає змогу знизити частку енергетичних добавок у раціоні.
7. Застосування препарату дозволяє збагатити корми підвищеним умістом клітковини з дешевших джерел. При цьому збільшується кількість розщеплюваного в рубці протеїну, що, в свою чергу, забезпечує максимальне засвоєння клітковини.
8. Препарат забезпечує підвищення надоїв завдяки збагаченню кормів різними джерелами енергії. Додаткове насичення кормів енергією збільшує виробництво молока і покращує його якісні показники, що створює можливість отримання додаткового прибутку (IOFC).

Використана література:

1. Beames, R. M., 1963. Provision of urea to cattle in salt-urea-molasses block. Qld J. Agric. Sci., 20: 21 3−230.
2. Beck Tim, Ishler Virginia A. Managing Income Over Feed Costs (Online). https://extension.psu.edu/managing-income-over-feed-costs
3. Briggs, P. K., 1960. Urea as a nitrogen supplement in the utilization of low-quality roughage by Merino sheep. Proc. 8th int. Grass. Congr., p. 579−583.
4. Currier T. A., Bohnert D. W., Falck S. J., Schauer C. S. and Bartle S. J., 2004. Daily and alternate-day supplementation of urea or biuret to ruminants consuming low-quality forage: II. Effects on site of digestion and microbial efficiency in steers, J. Anim. Sci. 2004. 82:1508−1517. http://dx.doi.org/10.2527/2004.825 1508x
5. Datasheet Under Construction, 2010. Www.Feedipedia.Org/Node/58.
6. Huntington, G. B., 1986. Uptake and transport of nonprotein nitrogen by the ruminant gut. Fed. Proc. 45:2272−2276.
7. Huntington, G. B., Harmon, D. L., Kristensen, N. B., Hanson, K. C. & Spears, J. W., 2006. Effects of a slow release urea source on absorption of ammonia and endogenous production of urea by cattle. Anim. Feed Sci.
   Technol. 130:225−241. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2006.01.012
8. Morris, J. G., 1958. Drought feeding studies with cattle and sheep. I. The use of native grass hay (bush hay) as the basal component of a drought fodder for cattle. Qld J. Agric. Sci., 15: 161−180.
9. Nadeem, M. S., Pasha, T. N., Jabbar, M. A, Javed, K., Khan, M. Z. Naveed S. and Ditta, Y. A., 2014. Effect of Different Non-Protein Nitrogen (NPN) Sources on Performance of Lactating Nili-Ravi Buffaloes, The Journal of Animal & Plant Sciences, 24 (Suppl. 1): 2014, Page: 1−4 ISSN: 1018−7081. citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.1037.4143&rep=rep1&type=pdf
10. Ortolani, E. I., Mori, C. S., Filho, J. A. R., 2000. Ammonia toxicity from urea in a Brazilian dairy goat flock. Veter. and Human Toxico. 42(2): 87−89. pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10 750 172/
11. Ozgen, H., 1978. Animal Nutrition. Ankara University Printing House, Ankara, Turkey, pp. 60−61.
12. Panday Dinesh, 2010. Urea as A Non-Protein Nitrogen Sources For Ruminants, Alltech Young Scientist
    Competition. fliphtml5.com/rzpg/eelq/basic
13. Ryley, J. W., 1961. Drought feeding studies with cattle. 6. Sorghum silage, with and without urea, as a drought fodder for cattle in late pregnancy and early lactation. Queensland Journal of Agricultural Science, 1961, Vol.18, pp. 409−424. www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/19 631 401 518
14. Satter, L. D. and Roffler, R. R., 1977. Protein Requirement and Non Protein Nitrogen Utilization, Trop Anim Prod, 1977, 2:3 cipav.org.co/TAP/TAP/TAP23/2₃_1.pdf
15. Stanton, T. L. & Whittier, J., 1998. Urea and NPN for Cattle and Sheep. Colorado state university Extantion, Fact Sheet № 1.608, Livestock Series|Management. extension.colostate.edu/docs/pubs/livestk/1 608.pdf
16. Tadele Yilkal, Amha Negassie, 2015, Use of Different Non Protein Nitrogen Sources in Ruminant Nutrition: A review Advances in Life Science and Technology www.iiste.org ISSN 2224−7181 (Paper) ISSN 2225−062X (Online), Vol.29, core.ac.uk/download/pdf/234 687 103.pdf

ТОВ «Біохем-Україна»

Тел./факс: +380 4 420 624 07, е-пошта: ukraine@biochem.net

Сайт: www.biochem.net/ru , 

 Канал: YouTube