THE PROCESSES OF SHEEP DIGESTION AND DIGESTIBILITY OF NUTRIENTS USING MINERAL SHUNGITE AS ERGOTROPIC SUBSTANCES SOURCE

Full Text

Проблема повышения использования кормов сельскохозяйственными животными с целью увеличения уровня и качества получаемой от них продукции является одной из важнейших проблем сельскохозяйственной биологической науки. Одним из важных путей увеличения эффективности использования питательных веществ кормов является повышение его переваримости и использования, что может быть достигнуто за счет оптимизации процессов желудочного пищеварения. В целях повышения количества и качества продукции и максимально эффективного использования кормов жвачными животными ученые изыскивают новые кормовые средства, разнообразные биологически активные, эрготропные вещества, повышающие биологическую и питательную ценность рационов, способствующие оптимизации пищеварительных процессов и усвояемости кормов, улучшению обменных процессов. Несомненный научно-практический интерес в этом плане представляет минерал шунгит, обладающий уникальными свойствами. Шунгит состоит из аморфной углеродной матрицы, равномерно заполненной высокодисперсными кристаллическими частицами минералов. Месторождения шунгита в нашей стране находятся в Карелии. В составе шунгита Карельского месторождения 35% углерода и 60% золы. Шунгит по ГОСТу 12.1.007.76 относится к 4 классу (малотоксичные соединения). В минеральной части содержатся окиси более 20 макро- и микроэлементов (Si, Na, K, Ca, Mg, Fe, S, Ni, Ti, Al и т. д.), основным элементом которой является кремний. Кроме источника макро- и микроэлементов, минеральная часть шунгита, также, как и в цеолитах и бентонитах, обладает адсорбционными, связывающими, буферными и ионообменными свойствами, дисперсностью и влагопоглащаемостью, способствует лучшему усвоению органических и минеральных веществ в организме. Окиси кремния способствуют повышению усвоения кальция, фосфора, магния, железа, марганца, цинка и др., влияют на показатели естественной резистентности, на динамику витаминов А, К, Д3 и каротина [2, 4]. Углеродная часть минерала представлена в необычной аллотропной форме - шунгитовой, - не графитируемой, фуллереноподобной, представляющей собой полое внутри глобулярное молекулярное образование, лукоподобное, состоящее из многих сфер. К настоящему времени открыт ряд полезных свойств природного минерала, включающего уникальное углеродное соединение. Доказано, что свойства шунгита связаны с его фуллереноподобной структурой [5, 6]. При анализе работ отечественных и зарубежных авторов к настоящему времени можно говорить об антиоксидантных, антитоксических, иммуномодулирующих и биостимулирующих свойствах компонентов минерала. Установлено также, что он обладает адсорбционной способностью по отношению к органическим веществам различных классов, каталитическими и бактерицидными свойствами, а также имеет достаточно высокие показатели сорбции по отношению к микотоксинам, практически не уступающие некоторым распространённым коммерческим препаратам [1, 3, 7]. Научно-практический интерес представляет изучение и последующее использование эрготропных соединений в составе минерала шунгит для оптимизации процессов пищеварения, повышения переваримости и использования питательных веществ кормов рационов. Цель исследования - оптимизация процессов пищеварения и создание в рубце жвачных наиболее благоприятных условий для развития микрофлоры и, как следствие, повышение эффективности использования питательных веществ кормов рационов и продуктивности животных, в связи с чем была поставлена задача - изучить особенности процессов пищеварения в преджелудках, переваримости и использования питательных веществ кормов в организме овец при использовании эрготропных соединений в составе минерала шунгит. Материалы и методы исследований. Материалом исследований послужили овцы романовской породы с фистулами рубца по Басову, содержащиеся в условиях вивария ФГБНУ ВИЖ им. Л. К. Эрнста. Физиологические исследования проводились методом групп-периодов на овцах романовской породы в возрасте 4-5 месяцев, живой массой 20 кг по схеме, представленной в таблице 1. Таблица 1 Схема опыта Группы Количество животных Характеристика кормления Контрольная 3 Основной рацион (ОР) 1 опытная 3 ОР + шунгит (0,3% от СВ рациона) 2 опытная 3 ОР + шунгит (0,9% от СВ рациона) 3 опытная 3 ОР+ шунгит (1,5% от СВ рациона) Дозировка минерала шунгит выбрана с учетом результатов ранее проводившихся исследований [7]. Результаты исследований. Проводимый в течение опыта учет заданных кормов и их остатков показал, что введение в рационы овец шунгита оказало влияние на потребление кормов, а также потребление отдельных питательных веществ. Так, у опытных животных отмечалось повышение потребления сухого вещества на 5,8; 13,6 и 12,7% соответственно по группам опыта. Наблюдалась тенденция к повышению потребления и остальных питательных веществ при скармливании эрготропных соединений в составе минерала. Различия в составе рационов овец отразились и на характере рубцового пищеварения (табл. 2). Общее количество летучих жирных кислот, конечных продуктов расщепления углеводов в преджелудках закономерно возрастало после кормления в рубцовой жидкости животных как контрольной, так и опытных групп. При этом концентрация летучих жирных кислот - высокоценного энергопластического материала, из которого синтезируются липопротеиды и углеродные скелеты почти всех аминокислот, - у животных контрольной группы возросла после кормления на 36,33%, первой опытной группы - на 47,6%, второй опытной - на 63,3% и третьей опытной - на 61,5%, что свидетельствует о более интенсивном протекании гидролиза углеводов у животных, получавших шунгит. Общая концентрация ЛЖК в рубце животных, получавших эрготропные вещества в составе минерала шунгит, была выше до кормления на 3,6-10,7% и после кормления - на 19,9-26,3% относительно контроля, при достоверности разницы по второй опытной группе (доза 0,9%) и наибольшей разнице к контролю при введении в рационы 0,3-0,9% минерала от сухого вещества рациона. Амилолитическая активность рубцового содержимого была также выше у животных, получавших минерал на 0,36-5,28 Е/мл по сравнению с контролем. О более интенсивном течении микробиальных процессов в преджелудках под влиянием эрготропных веществ в составе минерала шунгит свидетельствуют и данные повышения массы симбиотных микроорганизмов в рубцовом содержимом (табл. 3). Из данных таблицы 3 видно, что количество микробиальной массы в рубцовом содержимом подопытных животных до кормления было ниже, чем после его начала. Как до кормления, так и после него у животных опытных групп масса симбионтной микрофлоры была выше по сравнению с контрольными на 0,16-1,35 г/100 мл. Это происходило в большей степени за счет увеличения массы простейших. По-видимому, в рубце животных опытных групп с вводом в их рацион минерала шунгит среда для роста простейших была более благоприятной, чем у контрольных животных. Повышение массы симбионтной микрофлоры приводит к повышению переваримости питательных веществ, а также лучшее использование азота рубцовой микрофлорой. Таблица 2 Динамика показателей рубцового метаболизма овец (M±m, n=3) Группа Время взятия проб за 1 ч до кормления после кормления РН в рубцовом содержимом Контрольная 6,63±0,11 5,7±0,39 1 опытная 6,60±0,09 5,7±0,06 2 опытная 6,58±0,38 5,85±0,09 3 опытная 6,45±0,06 5,88±0,33 ЛЖК в рубцовой жидкости, Ммоль/100 мл Контрольная 6,77±0,24 9,23±0,43 1 опытная 7,5±0,12 11,07±0,95 2 опытная 7,14±0,12 11,66±0,36* 3 опытная 7,02±0,42 11,34±0,97 Аммиак в рубцовой жидкости, мг% Контрольная 14,22±0,7 24,71±0,46 1 опытная 13,2±1,6 20,1±0,96* 2 опытная 13,5±2,31 21,64±0,53* 3 опытная 12,76±0,99 22,63±1,38 Амилолитическая активность, Е/мг Контрольная 13,68±2,26 17,77±1,05 1 опытная 16,88±0,8 18,56±0,41 2 опытная 18,62±0,54 18,75±0,4 3 опытная 18,96±0,4 18,13±1,4 Примечание: различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении: * - Р <0,05. Таблица 3 Содержание микробиальной массы в рубцовой жидкости Группа В 100 мл рубцового содержимого, г до кормления после кормления бактерии простейшие всего бактерии простейшие всего контрольная 0,38 0,60 0,98 0,42 0,93 1,35 1 опытная 0,45 0,85 1,30 0,67 2,03 2,70 2 опытная 0,44 0,7 1,14 0,42 1,57 1,99 3 опытная 0,45 0,69 1,14 0,77 0,92 1,69 Резкое возрастание уровня аммиака после кормления отмечалось во всех группах, и в контрольной разница составила 73,8%, в первой опытной - 52,3%, во второй опытной - 60,3%, в третьей опытной - 77,3% (табл. 1). При этом у животных, получавших шунгит в составе рациона как до, так и после кормления, концентрация аммиака в содержимом рубца была ниже, чем в контроле, что может свидетельствовать о более эффективном использовании азота протеина рубцовой микрофлорой. Не исключено и влияние адсорбирующих свойств шунгита в способностях связывания аммиака, минеральная часть которого, как и цеолитов, бентонитов обладает адсорбционными, связывающими, буферными и ионообменными свойствами, дисперсностью и влагопоглащаемостью. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что введение в состав рациона комплекса эрготропных веществ в составе минерала шунгит способствует оптимизации процессов ферментации в рубце и, как следствие, создает в рубцовой среде более благоприятные условия для развития микрофлоры и повышения переваримости питательных веществ рационов. Введение в состав рационов комплекса эрготропных соединений в составе минерала шунгит Зажогинского месторождения Карелии улучшало процессы пищеварения у животных опытных групп, что положительно сказывалось на переваривании отдельных питательных веществ корма (табл. 4). Коэффициенты переваримости и общее количество переваренных питательных веществ были более высокими у животных, получавших в составе минерала шунгит. В опытных группах установлено достоверное повышение переваримости сухого вещества на 0,75-3,48%, органического вещества - на 1,82-3,57%, сырого протеина - на 4,0-4,3% и сырой клетчатки - на 0,92-4,89%, что является следствием увеличения биомассы бактерий в рубце животных опытных групп и создания более благоприятных условий для их жизнедеятельности, повышения образования ЛЖК. При этом у животных, получавших шунгит в дозах 0,3-0,9% от СВ рациона, почти все показатели видимой переваримости были более высокими. Таблица 4 Количество переваренных и переваримость питательных веществ у овец при включении в рационы шунгита Показатель Группа контрольная 1 опытная 2 опытная 3 опытная Сухое вещество, г переваримость, % 430,8±21,8 65,46±0,25 469,10±10,5 67,27±0,4* 516,00±12,9 68,94±0,23* 491,43±64,0 66,21±0,72 Органическое в-во, г переваримость, % 423,6±21,0 67,59±0,26 464,20±21,8 69,76±0,46 509,10±23,2 71,16±0,35* 493,72±32,3 69,41±0,60 Сырой протеин, г переваримость, % 60,20±5,46 63,78±1,50 74,82±6,5 67,82±3,11 78,86±16,80 67,78±2,60 70,06±7,80 68,08±0,70* Сырой жир, г переваримость, % 17,05±2,90 71,3±2,03 19,01±3,90 72,73±0,40 20,60±5,30 72,25±1,27 21,0±3,90 71,34±0,29 Сырая клетчатка ,г переваримость, % 31,20±5,00 50,76±0,37 51,72±6,40 55,56±0,20* 51,22±4,6 55,65±1,60* 61,26±9,60 51,68±0,28 БЭВ, г переваримость, % 315,20±33,00 72,42±1,23 319,00±42,00 73,16±0,73 358,31±43,00 74,88±0,15 340,88±59,3 74,04±1,20 Примечание: различия по сравнению с контролем статистически достоверны при значении: *- Р <0,05. При сравнительно одинаковом потреблении азота в составе рациона выявлено преимущество в его использовании в организме овец, получавших в составе рационов минерал шунгит в дозировках 0,3 и 0,9% от сухого вещества рациона, при более высоких коэффициентах усвоения и использования азота в опытных группах, относительно контроля. Заключение. Таким образом, биологические свойства минерала шунгит, проявившиеся уже на уровне рубцового пищеварения, - увеличение образования микробиальной массы и продуктов метаболизма при создании наиболее благоприятных условий для жизнедеятельности микрофлоры, способствовали увеличению переваримости питательных веществ рационов и более эффективному использованию азотистых веществ, что является основой роста продуктивности у жвачных животных.

About the authors

N V Bogolubova

All-Russian Research Institute of Animal Husbandry named after academy memder L. K. Ernst

Email: 652202@mail.ru
cand. of boil. sciences, senior researcher of the laboratory «Feeding and physiology of farm animals» 142132, Moscow region, Podol’sk district, settlement Dubrovitsy, 60

V N Romanov

All-Russian Research Institute of Animal Husbandry named after academy memder L. K. Ernst

Email: romanoff-viktor51@yandex.ru
cand. of boil. sciences, leading researcher of the laboratory «Feeding and physiology of farm animals» 142132, Moscow region, Podol’sk district, settlement Dubrovitsy, 60

V A Devyatkin

All-Russian Research Institute of Animal Husbandry named after academy memder L. K. Ernst

Email: vladimir.devjatkin@mail.ru
cand. of boil. sciences, senior researcher of the laboratory «Feeding and physiology of farm animals» 142132, Moscow region, Podol’sk district, settlement Dubrovitsy, 60

References

Supplementary files