Changes in cicatricial digestion in Holstein and Ayrshire heifers with age, depending on the incidence in the first month after birth

Full Text

В связи с тем, что за последние тридцать лет поголовье крупного рогатого скота в России сократилось в 8 раз, очень остро ощущается дефицит обеспечения населения натуральным молоком и продуктами его переработки. Чтобы решить данную задачу ставка делается на разведение высокопродуктивных коров молочных пород, преимущественно зарубежной селекции. При этом научно доказано, что высокая молочная продуктивность, обусловленная генетическим потенциалом коров, на 60-65% зависит от условий и качества кормления. Основная проблема заключается в недостаточном количестве высокопротеиновых кормов, без которых организм коров не может обеспечить высокий уровень молочной продуктивности [1-5].

Нормирование рационов только по содержанию в кормах сырого и переваримого протеина, широко используемое в большинстве хозяйств РФ, без учета его расщепляемости и ферментативно-биохимических процессов в преджелудках коров, приводит к перерасходу кормового белка и недополучению животноводческой продукции до 30-35%. Установлено, что особенно это важно учитывать при выращивании ремонтного молодняка, так как синтез белка и аминокислот в рубце молодых животных обеспечивается в среднем всего на 40-50% от потребности [6-10].

Учеными установлено, что за счет микробной ферментации организм жвачных животных обеспечивает свои потребности в обменной энергии на 80%, в белке от 30 до 50%, в зависимости от вида, породы и возраста. Биоценоз рубца крупного рогатого скота представлен 11 видами инфузорий, 8 видами бактерий и грибами. Микрофлора рубца определяет состояние здоровья и молочную продуктивность коров, так как микробиом рубца – это единственный источник ферментов, которые обеспечивают доступность питательных веществ из труднопереваримых растительных кормов в организме жвачных. Эффективность микробиологических процессов в рубце зависит от периодичности поступления корма, показателей активной кислотности рН и температуры среды, в которой живут микроорганизмы. От условий в рубце и состояния рубцовой жидкости зависит интенсивность образования летучих жирных кислот (ЛЖК), синтез бактериального белка и степень расщепления питательных веществ корма до продуктов, усвояемых животными [11-14].

В настоящее время много результатов исследований утверждающих, что высокий уровень молочной продуктивности негативно отражается на воспроизводительных качествах коров, но при этом отсутствует информация о том, как отражаются трудные отелы на здоровье новорожденного молодняка, на формирование организма будущей коровы, на ее молочной продуктивности и качестве молока [15-17].

Цель исследований: определить изменения состава рубцовой жидкости с возрастом у телок голштинской и айрширской пород в зависимости от заболеваемости в первый месяц после рождения.

Задача исследований: изучить возрастную динамику биохимического состава и микробиоты рубца у телок голштинской и айрширской пород не болевших и переболевших различными болезнями в первый месяц после рождения.

Материал и методы исследований. Местом исследований был животноводческий комплекс по производству молока ООО «Радна» Богатовского района Самарской области. Объектом исследований являлись телки голштинской и айрширской пород. Материалом исследований служила рубцовая жидкость подопытных животных.

Для проведения исследований из телок в возрасте 6 месяцев были сформированы четыре группы, по 3 головы в каждой: I гр. – голштинская порода (контрольная), II гр. – айрширская порода (контрольная), не болевшие в первый месяц после рождения, III гр. – голштинская порода (опытная), IV – айрширская порода (опытная), переболевшие различными болезнями в первый месяц после рождения.

Образцы рубцовой жидкости брали у телок в возрасте 6, 12, 18 мес. при помощи ветеринарного зонда через 2,5-3 часа после утреннего кормления и поения. При этом, с возрастом подопытных животных не меняли.

В образцах рубцовой жидкости определяли концентрацию ионов водорода – электропотенциометром
рН-340; количество инфузорий – методом подсчета в камере Горяева при разведении формалином 1:4 по методике И. П. Кондрахина (2004); общее количество летучих жирных кислот (ЛЖК) – методом паровой дистилляции в аппарате Маркгама, согласно методических указаний Н. В. Курилова (1987); общий и небелковый азот – методом Къельдаля, белковый азот – по разнице между общим и небелковым азотом; аммиак – микродиффузным методом в чашках Конвея.

Результаты исследований. Предварительные исследования на бычках мясных пород [18], затем на бычках молочных пород [19] показали, что телята, рожденные в результате отелов коров-матерей с осложнениями, практически 100% подвержены заболеваниям в первый месяц жизни. Установлено, что данный молодняк отстает от своих сверстников, не болевших в первый месяц после рождения, по интенсивности весового и линейного роста, убойным и мясным качествам. В молочном скотоводстве очень важно для получения высоких удоев вырастить крупную, хорошо развитую, с крепкой конституцией корову. Поэтому, было принято решение, изучить причину отставания в росте и развитии телок, переболевших различными болезнями в первый месяц после рождения.

В связи с тем, что основным фактором, влияющим на рост и развитие молодняка, является кормление, были изучены показатели рубцового пищеварения телок голштинской и айрширской пород в разные возрастные периоды, начиная с 6-месячного возраста, когда многокамерный желудок у них полностью сформирован (табл. 1).

 

Таблица 1. Показатели рубцового пищеварения телок в возрасте 6 месяцев

Показатель	Состояние здоровья телок в первый месяц после рождения
	не болевшие		переболевшие
	Порода
	голштинская	айрширская	голштинская	айрширская
Активная кислотность, рН	6,63±0,08	6,72±0,09	6,56±0,11	6,68±0,10
ЛЖК, ммоль/100 мл	11,18±0,14	10,64±0,13	11,47±0,17	10,98±0,15
Структура ЛЖК, %: уксусная	42,23±1,36	46,30±1,45	51,59±1,64	54,50±1,53
пропионовая	32,59±0,51	30,81±0,47	26,49±0,43	25,34±0,39
масляная	19,36±0,27	17,73±0,31	15,64±0,34	13,95±0,25
прочие ЛЖК	5,82±0,05	5,16±0,06	6,28±0,07	6,21±0,05
Количество инфузорий, тыс. в 1 мл	140,37±3,82	146,92±4,17	132,83±4,39	142,56±3,94
Количество бактерий, млрд в 1 мл	14,80±0,19	15,96±0,21	13,75±0,16	14,94±0,17
Общий азот, мг/%	106,38±3,42	118,24±3,58	89,86±2,79	98,67±2,93
Белковый азот, мг/%	57,45±1,76	65,66±1,85	47,72±1,43	50,59±1,54
Небелковый азот, мг/%	37,10±0,93	40,01±1,12	27,62±0,76	32,94±0,65
Аммиак, мг/%	11,83±0,15	12,57±0,16	14,52±0,18	15,14±0,17

 

В рубце жвачных основным рабочим элементом являются микроорганизмы, которые представлены разными видами простейших и бактерий. Для эффективной работы микроорганизмов необходимы оптимальные условия среды их обитания – рубцовой жидкости. Общеизвестно, что оптимальная рН рубцовой жидкости должна быть в пределах 6,2-6,5. Исследования показали, что в возрасте 6 мес. величина рН в рубце телок переболевших в первый месяц после рождения была меньше, чем у не болевших голштинской – на 0,07 (1,1%), айрширской – на 0,04 (0,6%). Это свидетельствует о том, что титруемая кислотность внутренней среды рубца была у них больше, по сравнению с не болевшими. В результате, общее количество летучих жирных кислот (ЛЖК) было также больше, чем у не болевших, соответственно на 0,29 ммоль/100 мл (2,6%) и 0,34 ммоль/100 мл (3,2%).

По данным Лаптева Г и др. [12] в рубце крупного рогатого скота ЛЖК представлены уксусной кислотой (45-75%), пропионовой (10-30%), масляной (5-20%), валериановой, изовалериановой, капроновой и муравьиной кислотами (в сумме 1-5%). Пропионовая кислота принимает участие в синтезе клеток мышечной ткани, а уксусная и масляная в синтезе жировой ткани. В связи с этим содержание пропионовой кислоты у телок, не болевших в первый месяц после рождения, было больше у голштинской породы на 6,1% (Р<0,001), айрширской породы – на 5,47% (Р<0,001). При этом, содержание пропионовой кислоты у телок голштинской породы было больше, чем у айрширской, что обусловило более высокие приросты живой массы.

Несмотря на то, что телки голштинской породы отличались от сверстниц айрширской породы более высокой интенсивностью роста, в их рубце больше синтезировалось ЛЖК, по концентрации в рубцовой жидкости микроорганизмов они уступали им, независимо от заболеваемости в первые месяцы жизни. Разность между группами не болевших телок составила по содержанию инфузорий – 6,55 тыс./мл (4,7%), бактерий – 1,16 млрд/мл (7,8%; Р<0,01), переболевших, соответственно 9,73 тыс./мл (7,3%) и 1,19 млрд/мл (8,7%; Р<0,01).

Кроме этого, в рубце телок айрширской породы лучше переваривались белки кормов рациона, о чем свидетельствует более высокое содержание общего азота и его составляющих в рубцовой жидкости. Содержание общего азота в рубце не болевших в первый месяц жизни, по сравнению с переболевшими, было больше у телок голштинской породы – на 16,52 мг/% (18,4%; Р<0,01), айрширской породы – на 19,57 мг/% (19,8%; Р<0,01).

Небелковый азот и аммиак, как конечный продукт распада белков корма в рубце жвачных, являются основным материалом из которого микроорганизмы синтезируют микробный белок, усваивающийся организмом животных через кровяное русло и используемый для обеспечения всех жизненно важных процессов [12].

Концентрация небелкового азота в рубцовой жидкости телок, не болевших в первый месяц жизни, была больше у голштинской породы на 9,48 мг/% (34,3%; Р<0,001), айрширской породы – на 7,07 мг/% (21,5%; Р<0,01), а концентрация аммиака, наоборот, меньше, соответственно на 2,69 мг/% (18,5%; Р<0,001) и 2,57 мг/% (17,0%; Р<0,001), что свидетельствует о более интенсивном использовании его микроорганизмами рубца.

С возрастом негативное влияние родового стресса на организм молодняка несколько нивелировалось, но последствия его влияния сохранились (табл. 2-3).

 

Таблица 2. Показатели рубцового пищеварения телок в возрасте 12 месяцев

Показатель	Состояние здоровья телок в первый месяц после рождения
	не болевшие		переболевшие
	Порода
	голштинская	айрширская	голштинская	айрширская
Активная кислотность, рН	6,52±0,12	6,59±0,14	6,44±0,13	6,55±0,12
ЛЖК, ммоль/100 мл	10,87±0,13	10,73±0,16	11,19±0,18	10,86±0,15
Структура ЛЖК, %:
уксусная	46,59±1,52	50,38±1,66	52,06±1,75	53,94±1,79
пропионовая	30,24±0,48	28,76±0,45	26,89±0,41	25,97±0,40
масляная	17,53±0,22	15,64±0,19	15,18±0,25	14,16±0,23
прочие ЛЖК	5,64±0,04	5,22±0,04	5,87±0,05	5,93±0,04
Количество инфузорий, тыс. в 1 мл	210,43±2,36	221,38±1,97	184,65±2,59	198,87±2,24
Количество бактерий, млрд в 1 мл	23,56±0,27	23,97±0,30	21,73±0,25	22,18±0,23
Общий азот, мг/%	110,93±3,54	123,68±3,67	98,56±2,89	106,74±2,98
Белковый азот, мг/%	60,78±1,83	69,31±1,92	56,73±1,58	60,25±1,62
Небелковый азот, мг/%	41,29±0,98	44,62±1,17	29,94±0,83	34,01±0,78
Аммиак, мг%	8,86±0,11	9,75±0,13	11,89±0,15	12,48±0,14

 

Изучение рубцовой жидкости телок в возрасте 12 мес. показали (табл. 2), что величина рН, у животных, не болевших в первый месяц после рождения, была больше, чем у переболевших, у голштинской породы на 0,08, у айрширской – на 0,04.

В результате более высокой титруемой кислотности рубцовой жидкости у переболевших телок, содержание ЛЖК у них было больше, чем у не болевших голштинской породы на 0,32 ммоль/100 мл (2,9%), айрширской породы – на 0,13 ммоль/100 мл (1,2%).

В структуре ЛЖК наибольшую долю занимали уксусная и пропионовая кислоты. При этом, в рубке телок не болевших, доля уксусной кислоты была меньше, чем у переболевших голштинской породы на 5,47%, айрширской – на 3,56%, доля пропионовой кислоты, наоборот, больше, соответственно по породам на 3,35% (Р<0,01) и 2,79% (Р<0,01), доля масляной, соответственно на 2,35% (Р<0,001) и 1,48% (Р<0,01).

Концентрация в рубцовой жидкости инфузорий, по сравнению с 6-месячным возрастом, увеличилась у телок, не болевших голштинской породы – на 70,06 тыс./мл (49,9%; Р<0,001), айрширской породы – на 74,46 тыс./мл (50,7%; Р<0,001), у переболевших, соответственно на 51,82 тыс./мл (39,0%; Р<0,001) и 56,31 тыс./мл (39,5%; Р<0,001). По количеству бактерий увеличение составило, соответственно у не болевших – на 8,76 млрд/мл (59,2%; Р<0,001) и 8,01 млрд/мл (50,2%; Р<0,001), у переболевших – на 7,98 млрд/мл (58,0%; Р<0,001) и 7,24 млрд/мл (48,5%; Р<0,001).

В результате увеличения концентрации микроорганизмов, повысилась интенсивность использования белков корма. Содержание в рубцовой жидкости общего азота к 12-месячному возрасту увеличилось у не болевших телок голштинской породы на 4,55 мг/% (4,3%), айрширской породы – на 5,44 мг/% (4,6%), у переболевших, соответственно на 8,7 мг/% (9,7%) и 8,07 мг (8,2%). В структуре общего азота доля небелкового азота увеличилась у не болевших соответственно на 4,19 мг/% (11,3%) и 4,61 мг/% (11,5%), у переболевших – на 2,32 мг/% (8,4%) и 1,07 мг/% (3,2%). При этом доля аммиака уменьшилась у не болевших, соответственно на 2,97 мг/% (25,1%; Р<0,001) и 2,82 мг/% (22,4%; Р<0,001), у переболевших – на 2,63 мг/% (18,1%; Р<0,001) и 2,66 мг/% (17,6%; Р<0,001), что свидетельствует о повышении интенсивности использования его микроорганизмами для синтеза микробного белка.

В возрасте 16 мес. у телок изучаемых пород заканчивался период физиологического созревания, когда они набирали необходимую для первого осеменения массу тела. К этому возрасту состав рубцовой жидкости подопытных животных претерпел определенные изменения (табл. 3).

 

Таблица 3. Показатели рубцового пищеварения телок в возрасте 16 месяцев

Показатель	Состояние здоровья телок в первый месяц после рождения
	не болевшие		переболевшие
	Порода
	голштинская	айрширская	голштинская	айрширская
Активная кислотность, рН	6,46±0,13	6,53±0,11	6,39±0,15	6,48±0,12
ЛЖК, ммоль/100 мл	10,43±0,15	10,34±0,14	10,78±0,16	10,56±0,13
Структура ЛЖК, %:
уксусная	55,33±1,69	57,36±1,73	57,97±1,58	59,02±1,42
пропионовая	24,65±0,38	23,48±0,35	22,69±0,36	21,97±0,33
масляная	15,24±0,19	14,57±0,16	14,38±0,21	13,89±0,18
прочие ЛЖК	4,78±0,03	4,59±0,02	4,96±0,04	5,12±0,03
Количество инфузорий, тыс. в 1 мл	284,56±2,69	298,72±2,31	267,83±2,95	258,31±2,76
Количество бактерий, млрд в 1 мл	33,98±0,31	35,64±0,34	32,45±0,33	33,76±0,28
Общий азот, мг/%	105,74±3,29	116,35±3,37	101,68±3,12	108,52±2,89
Белковый азот, мг%	59,39±1,67	66,11±1,74	58,88±1,63	62,42±1,57
Небелковый азот, мг/%	38,42±0,74	41,68±0,89	32,87±0,65	35,86±0,68
Аммиак, мг/%	7,93±0,09	8,56±0,11	9,93±0,13	10,24±0,12

 

По сравнению с 12-месячным возрастом активная кислотность рН рубцовой жидкости уменьшилась у не болевших телок голштинской породы на 0,06 (0,9%), айрширской породы – на 0,06 (0,9%), у переболевших, соответственно на 0,05 (0,8%) и 0,07 (1,1%).

С возрастом содержание в рубцовой жидкости ЛЖК изменилось незначительно, но при этом существенно изменилась структура ЛЖК. Доля уксусной кислоты у не болевших телок голштинской породы увеличилась на 8,74% (Р<0,01), айрширской породы – на 6,98% (Р<0,05), у переболевших, соответственно на 5,91% (Р<0,05) и 5,08%; доля пропионовой кислоты, наоборот, уменьшилась, у не болевших, на 5,59% (Р<0,001) и 5,28% (Р<0,001), у переболевших – на 4,20% (Р<0,001) и 4,0% (Р<0,001), доля масляной кислоты, соответственно на 2,29% (Р<0,001); 1,07% (Р<0,01) и 0,80% (Р<0,05); 0,27%.

Количество инфузорий в рубцовой жидкости увеличилось у не болевших телок голштинской породы на 74,13 тыс./мл (35,2%; Р<0,001), айрширской породы – на 77,34 тыс./мл (34,9%; Р<0,001), у переболевших – на 83,18 тыс./мл (45,0%; Р<0,001) и 59,44 тыс./мл (29,9%; Р<0,001), количество бактерий, соответственно по породам, у не болевших – на 10,42 млрд/мл (44,2%; Р<0,001); 11,67 млрд/мл (48,7%; Р<0,001), у переболевших – на 10,72 млрд/мл (49,3%; Р<0,001); 11,58 млрд/мл (52,2%; Р<0,001).

Несмотря на увеличение концентрации микроорганизмов в рубцовой жидкости, интенсивность белкового обмена несколько снизилось. Это, вероятно, обусловлено тем, что снизилась концентрация ионов водорода в рубце (рН) и повысилась титруемая кислотность рубцовой жидкости. Содержание общего азота уменьшилось у не болевших телок голштинской породы – на 5,19 мг/% (4,7%), айрширской породы – на 7,33 мг/% (5,9%), а у переболевших, наоборот, увеличилась – на 3,12 мг/% (3,2%) и 1,78 мг/% (1,7%). Содержание небелкового азота, уменьшилось у не болевших телок, соответственно на 2,87 мг/% (7,0%); 2,94 мг/% (6,6%), у переболевших увеличилось – на 2,93 мг/% (9,8%; Р<0,05) и 1,85 мг/% (5,4%). Концентрация аммиака в рубцовой жидкости снизилась у не болевших, соответственно по породам – на 0,93 мг/% (10,5%; Р<0,001) и 1,19 мг/% (12,2%; Р<0,001), у переболевших – на 1,96 мг/% (16,5%; Р<0,001) и 2,24 мг/% (17,9%; Р<0,001).

Заключение. Данные изменения с возрастом телок обусловлены, вероятно, тем, что организм переболевших животных борется с отставанием в развитии органов и тканей, вызванных последствиями болезни, но нивелировать полностью разницу, по сравнению с не болевшими, ему не удается. В результате, в конце периода выращивания, у телок, переболевших в первый месяц жизни в рубце была ниже рН, что свидетельствует о более высокой титруемой кислотности. Это, в свою очередь, стало причиной более низкого содержания в рубцовой жидкости микроорганизмов, ухудшения белкового обмена, снижения содержания общего азота и его составляющих в рубце и, как следствие, снижения интенсивности роста телок.

 

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflict of interest.

About the authors

Igor R. Gazeev

Bashkir State Agrarian University

Email: gazeevigor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2746-8634

Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor

Russian Federation, Ufa, Republic of Bashkortostan

Sergey V. Karamaev

Samara State Agrarian University

Author for correspondence.
Email: karamaevsv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2930-6129

Doctor of Agricultural Sciences, Professor

Russian Federation, Samara

Anna S. Karamaeva

Samara State Agrarian University

Email: annakaramaeva@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-0131-5042

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor

Russian Federation, Samara

References

Supplementary files