Тема 5: МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ

Цель занятия. Ознакомиться с методами изучения материальных изменений в организме животных по балансам азота и углерода. Научиться определять балансы азота и углерода по данным респирационных опытов.

Содержание занятия. Переваривание корма – начальный этап его взаимодействия с организмом животного. Однако он дает неполное представление о питательности рационов. Суммарное полезное действие питательных веществ, заключенных в корме, отражает энергетическую питательность.

С ростом животного, его развитием и старением происходит изменения в составе тела, независящие от кормления: 1) уменьшение количества воды в организме: у новорожденных содержание воды в теле составляет 75-80%; 2) уменьшение процентного содержания мышечной ткани (удельного веса); 3) увеличение массы жира: у молодых животных жировая ткань составляет до 5%, у взрослых – до 50%; 4) изменяется состав костей: у молодняка больший удельный вес составляют хрящи, которые со временем окостеневают.

Однако в результате различного кормления у животных тоже происходят изменения. Например, если поросят рано начинают кормить углеводистыми кормами, то у них рано начинает откладываться жир.

Для изучения материальных изменений, происходящих в теле животного под влиянием кормления, в начале 19 века были разработаны более глубокие методы оценки питательности кормов: по количеству питательных веществ или энергии корма, переходящих в продукцию (или продукцию + теплопродукцию).

Метод контрольных животных. Считают наиболее известным способом изучения материальных изменений. Суть метода состоит в следующем: для исследования формируют две группы животных, одинаковых по происхождению, возрасту, полу, массе тела и состоянию здоровья. Перед началом опыта из каждой группы убивают 1-2 головы и анализируют все продукты убоя на содержание белка и жира.

Оставшихся животных на протяжении опыта кормят одинаковыми смесями кормов, только одной группе дают несколько больше того корма, продуктивное действие которого изучается; на протяжении опыта строго учитывают съеденные животными корма. В конце опыта из каждой группы по несколько типичных животных и проводят анализ продуктов убоя на содержание белка и жира. По разнице в составе тела животных, убитых до опыта и в конце его, продуктивное действие данного корма.

Этот метод хорош своей простотой: скармливают корм, убивают животных, проводят анализ туши и производят расчёт. Недостаток метода: неприменим для ценных племенных животных, является неточным для лактирующих животных.

Баланс азота и углерода. По балансу азота судят об отложении белка в организме, по балансу углерода – об отложении жира. При этом учитывают, что белок содержит:

Белок условно переводят в жир по коэффициенту 0,6 (1 г белка содержит 23,8 кДж, 1 г жира – 39,6 кДж) и определяют общее жироотложение.

Опыты по балансу азота проводят также как и опыты по переваримости, только дополнительно, кроме учёта кала, производят учёт мочи и продукции (молоко, прирост живой массы и др.).

Опыты по балансу углерода проводят в респирационной камере, где можно учесть углерод продуктов дыхания и кишечных газов, при этом анализируют состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. При определении газообмена главное условие для респирационных аппаратов разных конструкций – поддержание нормального состава воздуха в камере, куда животное помещают на время опыта.

Изучив содержание азота в кормах и выделениях животного, рассчитывают баланс азота по формуле

Баланс N = N_корма – (N_кала + N_мочи + N_{продукции})

Пример расчета в опыте на лактирующей корове приведен в таблице 15.

Таблица 15 – Баланс азота и углерода

Баланс азота будет положительный, как в нашем примере, если белок накапливается в организме и поступает с кормами в большем количестве, чем выделяется с мочой и продукцией; нулевой, или подвижного равновесия, когда поступление в организм животного азота с кормами равно его сумме в выделениях; отрицательный, если потери азота превышают поступление с кормами.

Отрицательный баланс азота может быть свидетельством неудовлетворительного качества протеина по аминокислотному составу и доступности, недостатка легкоферментируемых углеводов, неправильного соотношения легко- и труднорасщепляемого протеина в рубце, резкого снижения уровня протеина в рационе, нехватки энергии, минеральных веществ и витаминов, необходимых для нормального превращения протеина в организме животного в процессе пищеварения.

Баланс С = С_корма – (С_{выдыхаемых газов} + С_кала + С_мочи +

+ С_{кишечных газов} + С_{продукции})

В отличие от определения баланса азота для расчета баланса углерода необходимы данные о составе газообразных выделений животного.

Поступивший в организм углерод используется для синтеза жира и белка. По балансу углерода можно рассчитать изменение содержания жира в организме. Сначала определяют, сколько углерода использовано для синтеза белка. Сухое, обезжиренное и обеззоленое мясо (мышечный белок) содержит 16,67% азота, следовательно, в данном случае в организме коровы отложилось

41,99 г белка =

Белок мяса содержит в среднем 52,54% углерода. Значит, в 41,99 г белка содержится

22,06 г углерода =

Для синтеза жира использовано 65,94 г углерода = 88 г – 22,06 г.

Известно, что в жире в среднем содержится 76,5% углерода. Значит, в теле коровы отложится

86,20 г жира =

В свежем тощем мясе содержится 23% белка, поэтому суточный прирост мяса в расчете на белок в нашем примере составит

182,57 г =

В сале содержится от 76 до 93 % жира. Для примера допустим, что содержание жира в сале равно 85%. В этом случае у коровы отложится

101,41 г сала =

Общий суточный прирост мяса и сала составит

283,98 г = 182,57 г + 101,41г.

Метод меченых атомов. Основан этот метод на введении в организм с пищей, воздухом или водой изучаемых элементов (например, ³¹Р и ¹⁴N) в определенной пропорции с их радиоактивными (³¹Р) или стабильными (¹⁴N) изотопами.

По окончании опыта специальными приборами (радиометрами, масс-спектрометрами) определяют содержание этих изотопов в органах, тканях, выделениях, молоке или в других продуктах в зависимости от цели поставленного эксперимента. При расчётах результатов опыта принимается допущение, что усвоение организмом изучаемого элемента происходит пропорционально усвоению его изотопа.

Достоинства: по сравнению с балансовым методом применение меченых атомов позволяет определить не только количество задержанных в организме питательных веществ корма, но и как они использованы отдельными органами, тканями, железами.

Недостатки: метод меченых атомов можно использовать только в специализированных лабораториях, где строжайше соблюдаются правила по технике безопасности при работе с радиоактивными веществами.

Задание 1. Рассчитайте баланс азота и углерода у откармливаемого животного на основании следующих данных: поступило с кормом 260 г азота и 5470 углерода; выделено: с калом 95 г азота и 1490 г углерода, с мочой 150 г азота и 310 г углерода; с газами (метаном и углекислым газом) – 3280 г углерода.

Сколько граммов белка и жира накопилось или распалось в организме животного, если белок тела содержит 16,67% азота и 52,54% углерода, а жир – 76,5% углерода? Результаты запишите по нижеприведенной форме:

Выполнение задания

Задание 2. Животное получило с кормом ___ г азота, выделило ___ г азота. Составить баланс азота и определить материальные изменения в организме. Результаты запишите по предложенной форме.

Выполнение задания

Контрольные вопросы

1. Напишите формулы баланса азота и углерода.

2. С какой целью определяют балансы азота, углерода?

Тема 6: МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ОПЫТОВ В ПТИЦЕВОДСТВЕ

Цель: Изучить методику проведения физиологических (балансовых) опытов на птице и овладеть приёмами расчета количественных показателей обмена веществ и энергии (баланс отдельных питательных веществ в организме и их переваримость).

Методические указания. Физиологические (балансовые) опыты проводят для определения количественных показателей обмена веществ и энергии.

Для балансовых опытов отбирают не менее 3 особей взрослой птицы и не менее 3-6 голов молодняка, однородных по живой массе (средней по группе). В группах должно быть одинаковое поголовье. Птицу помещают в специальные клетки и ведут учет показателей по каждой особи индивидуально, однако не исключается и групповое содержание. Для содержания птицы используют специальные балансовые клетки с сетчатым полом (помет должен легко проваливаться), под которым устанавливают выдвижной поддон для сбора помета. На поддон сначала настилают белую бумагу (если он сделан из оцинкованной жести, алюминиевого листа и т.д.), а затем полиэтиленовую пленку. Для пластмассовых поддонов дополнительного покрытия не требуется.

Поилку и кормушку устанавливают с наружной стороны клетки. Кормушка должна быть устроена так, чтобы птица не разбрасывала и не теряла корм.

Возраст птицы в период проведения опытов определяется в зависимости от цели исследования.

Опыт разделяется на 2 периода. Первый период - предварительный, длительностью 5-7 дней. Цель его не только исключить влияние предшествующего кормления, но и приучить птицу к условиям опыта (оборудованию, технологическим приемам, режимам кормления и поения и т.п.).

В начале и конце предварительного периода проводят индивидуальное взвешивание птицы. В этот период птице дают корм соответствующего состава согласно нормам поедаемости, но выделение помета не учитывают. В последний день предварительного периода дозу корма выдают с таким расчетом, чтобы обеспечить его полное поедание. В заключение предварительного периода птицу в течение 6-10 часов не кормят, после чего начинается второй период опыта.

Второй период - учетный, длиться 3-5 дней. В это время тщательно учитывают потребление корма (и воды), количество выделенного помета и снесенных яиц. В конце опытного периода также проводят индивидуальное взвешивание птицы, определяют суммарный прирост живой массы (за предварительный и опытный периоды) и среднесуточный прирост живой массы.

В учетный период потребление кормов учитывают ежедневно. Остатки в кормушках собирают в конце опыта, высушивают до воздушно-сухого состояния, взвешивают и сохраняют для анализа. Если после окончания учетного периода остался не потребленный корм (свыше 5% по массе), то при расчетах надо учесть количество питательных веществ в остатках кормов. Как правило, содержание питательный веществ в остатках кормов не соответствует их содержанию в заданном корме.

На последние сутки учетного периода необходимо выдать корма столько, чтобы не было остатков. Это значительно упрощает расчеты и удешевляет затраты на опыт.

Помет в учетный период собирают ежедневно в одно и тоже время, не менее 2 раз в сутки. Поддон с пометом выдвигают из клетки, вместо него сразу же вставляют чистый. Помет с поддона тщательно собирают, удаляя перья, пух и взвешивают его. Не допускают попадания кормовых частиц на помет. Собирают весь помет от каждой птицы в отдельную посуду и после высушивания также хранят отдельно и анализируют. При групповом содержании весь собранный помет после взвешивания растирают в ступке до получения однородного гомогената. При каждом сборе для анализа в банку с притертой крышкой набирают 20-50 г гомогенезированной массы помета, но каждый раз - приблизительно одинаковую долю от всего ежедневно выделенного помета.

Можно собирать помет в полиэтиленовый пакет, который приклеивают взрослой птице (кроме несушек) в области клоаки. Для этого выстригают ножницами перо и пух до пеньков и кожи вокруг клоаки на ширину 55-60 мм. Затем на оголенную область вокруг клоаки наносят шириной 5 мм слой клея типа «Момент», «Феникс» и птицу возвращают в клетку.

В качестве емкости для сбора помета используют полиэтиленовые пакеты шириной 14 и высотой 20 см, запаянные с четырех сторон. На одной стороне пакета на уровне 2/3 высоты от нижнего края по средней линии вырезают круглое отверстие диаметром 40-45 мм. Вокруг отверстия также наносят клей полоской шириной 5 мм и оставляют на 15-20 минут. Предварительно пакеты взвешивают и нумеруют.

Пакет с пометом можно снимать один раз в сутки. Заполненный пометом пакет заменяют новым. Пакет с пометом после взвешивания можно заклеить и положить в холодильник или поставить на сушку, надрезав ножницами верхний край. При использовании таких разовых пакетов помет не засоряется пером, пухом, частицами корма.

До анализа высушенные при температуре 65-70° С образцы корма и помета хранят в холодильнике. Для хранения образцов используют посуду обеспечивающую герметичность. Длительное хранение высушенных образцов до анализа не рекомендуется.

После окончания учетного периода для определения первоначальной влаги отбирают 10-15% помета от общего его количества, высушивают при температуре 65-70°С до постоянной массы. Полученную воздушно-сухую массу тщательно размалывают, помещают в банку с притертой пробкой и хранят для анализа. Анализ выделенного помета и яйца проводят по общепринятым методикам.

После проведения балансовых опытов и выполнения анализов устанавливают баланс отдельных питательных веществ в организме и их переваримость. Для этого определяют фактическое среднесуточное потребление кормов, питательных веществ и выделение их с пометом и капом, яйцом в расчете на 1 голову.

Образцы формы расчета переваримости кормов, органического вещества, протеина и использования азота приведены в приложениях 1-5. Аналогичным методом рассчитывают баланс и коэффициенты переваримости, использования и доступности других питательных веществ и аминокислот.

При расчете баланса веществ в опытах на курах можно рассчитать коэффициенты отложения веществ в яйцемассу и прирост живой массы отдельно.

Число опытных групп птицы и дозы оцениваемого корма можно изменять в зависимости от его специфики.

Примерная схема опыта:

1 группа (контроль) получает полнорационный комбикорм (ПК);

2 группа - 98% ПК+ 2% исследуемого корма;

3 группа - 95% ПК+ 5% исследуемого корма;

4 группа - 93% ПК+ 7% исследуемого корма;

По результатам опытов рассчитывают баланс азота в организме птицы.

Задание 1. Представить схему физиологического опыта по изучению эффективности откорма цыплят-бройлеров на комбикорме с добавками «Йодказеина» (в контроле йодистый калий - KJ), и рассчитать баланс основных питательных веществ (протеина, жира, клетчатки, золы, кальция, фосфора) в организме и их переваримость (заполнить приложения 2-6) на основании следующих данных:

Спланировано по 200 г комбикорма на 1 цыпленка в день в возрасте 30 суток.

За учетный период было собрано кормовых остатков в контрольной группе - 558,1 г, в опытной группе - 433,85 г.

Масса собранного помета за учетный период составила в контрольной группе -1503 г, в опытной группе - 1935 г.

После высушивания масса воздушно-сухого помета в контрольной группе составила - 378 г, в опытной группе - 387 г.

Химический состав кормов и помёта цыплят представлен в акте аналитической лаборатории (таб.16)

Таблица 16 - Химический состав кормов, (в % на первоначальное вещество)

Результаты предварительных расчетов запишите по нижеприведенной форме. Далее заполните формы приложений 2 - 6.

Выполнение задания

Контрольные вопросы

1. Чем характеризуется предварительный период?

2. Какие показатели учитывают в учетный период?

Библиографический список

1.Викторов П.И. Методика и организация зоотехнических опытов /П.И. Викторов, А.И.Менькин.-М.:Агропромиздат, 1991.-112с.

2.Методика проведения научных и производственных исследований по кормлению сельскохозяйственной птицы: учебно-методические указания /Ш.И. Имангулов, И.А. Егоров, Т.М. Околелова и др.-С.Посад, ВНИТИП,2000.-35с.

3.Меркурьева Е.К. Генетика: учебное пособие для вузов /Е.К.Меркурьева, З.Б. Абрамова, А.В. Бакай и др.:ВО Агропромиздат, 1991.-446с.

4.Овсянников А.И. Основы опытного дела в животноводстве /А.И. Овсянников.-М.:Колос, 1976.-304с.

5. Практикум по кормлению сельскохозяйственных животных /Л.В. Топорова, А.В. Архипов, Р.Ф. Бессарабова и др. – М.:КолосС, 2004. – 296 с.

Поиск по сайту: