БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА КРЕМНИЯ НА ОРГАНИЗМ ЦЫПЛЯТ-БРОЙЛЕРОВ

Полный текст

Птицеводство является наиболее быстро растущим компонентом мирового производства мяса, оно постоянно растет из-за увеличения численности населения во всем мире, увеличения покупательной способности. Птица обладает большей эффективностью преобразования корма в мясо и яйцо по сравнению с другими видами сельскохозяйственных животных. Промышленные птицефабрики играют важную роль в обеспечении населения страны полноценным белком. Промышленное производство бройлеров обеспечивает население, главным образом, мясной продукцией, поскольку птица выращивается исключительно для мяса. Продуктивные качества птицы в значительной степени зависят от кормления, а именно, от содержания в рационах биологически активных веществ, в том числе и минеральных, которые участвуют в поддержании нормального водного баланса и кислотно-щелочного равновесия, распределении воды в организме, генерации возбуждения в нервах и мышцах, проводимости нервных импульсов по нервным волокнам и т.д. [3]. Минеральные вещества являются структурным материалом при формировании тканей и органов, участвуют в обмене веществ и других биохимических реакциях, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность организма птицы и её высокую продуктивность. Многогранное значение в жизнедеятельности всех организмов, в том числе и птиц, имеет кремний. Он необходим для роста и развития животных, функционирования костной и соединительной тканей, нормализации обмена жиров, белков, углеводов, макро- и микроэлементов, витаминов [1]. В настоящее время проводятся исследования по изучению влияния способов введения и различных форм минеральных веществ на продуктивные и физико-химические показатели качества продукции. Одним из перспективных направлений повышения активности минералов является преобразование их в наноразмерные материалы с целью повышения физико-химической активности и биодоступности для организма животных. Цель исследования - повышение продуктивных качеств цыплят-бройлеров путём включения в основной рацион ультрадисперсного оксида кремния. Задача исследований - изучить влияние ультрадисперсного оксида кремния различной дозировки на морфологические и биохимические показатели крови, потребление корма и его перевариваемость, баланс и трансформацию энергии и протеина корма в тело подопытных цыплят-бройлеров. Материалы и методы исследования. Объект исследования - цыплята-бройлеры кросса Арбор-Айкрес. При выполнении исследования были приняты меры по сведению к минимуму страданий животных. Для проведения экспериментального исследования было отобрано 150 голов цыплят-бройлеров 7-суточного возраста. Группы были сформированы по принципу пар-аналогов по 30 голов в каждой группе. Во время эксперимента, проведённого в условиях экспериментально-биологической клиники (виварий) ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН, цыплят содержали в клеточных батареях со свободным доступом к воде и корму. Во время эксперимента вся птица находилась в одинаковых условиях. Содержание, плотность посадки, температурный и световой режимы, влажность воздуха, фронт кормления и поения соответствовали рекомендациям ВНИТИПа. На протяжении всего эксперимента цыплята-бройлеры получали полноценный комбикорм. Состав и питательность стартового и ростового комбикорма представлены в таблице 1. Цыплята контрольной группы на протяжении эксперимента получали основной рацион, а птице опытных групп в период учётного периода (14-42 сутки) дополнительно вводили ультрадисперсный оксид кремния SiO2: птице 1 опытной группы в дозе 100 мг/кг корма, 2 группы - 200 мг/кг, 3 группы - 300 мг/кг,4 группы - 400 мг/кг корма. Дозировки 100-400 мг/кг корма выбраны с учётом проведённого анализа литературных данных, в которых отражён положительный эффект влияния кремнийсодержащих препаратов [5]. Таблица 1 Состав и питательность стартового и ростового комбикорма Показатели Комбикорм Стартовый (7-28 сутки) Ростовой (29-42 сутки) Пшеница, % 27,1 41,2 Кукуруза, % 16,0 22,0 Шрот соевый, % 25,0 15,0 Шрот подсолнечный, % 18,0 8,0 Мука рыбная, % 4,0 6,0 Масло подсолнечное, % 5,0 2,8 Монохлоргидрат лизина (98%), % 0,24 0,11 DL-Метионин (98,5%), % 0,10 0,13 L-Треонин (98%), % 0,03 0,54 Соль поваренная, % 0,30 0,30 Монокальцийфосфат, % 0,7 0,7 Мел кормовой, % 0,5 0,4 Известняковая мука, % 1,0 0,7 Сода пищевая (бикарбонат натрия), % 0,05 0,10 Премикс, % 2,0 2,0 Итого 100,0 100,0 Комбикорм готовили методом ступенчатого смешивания, ультрадисперсные частицы (УДЧ) вводили после 45 мин диспергирования в физиологическом растворе с помощью УЗДН-2Т («НПП Академприбор», Россия, 35 кГц, 300 Вт, 10 мкА, 45 мин). В ходе экспериментов производилась оценка роста и развития цыплят. Контроль над ростом производился еженедельно путем индивидуального взвешивания с последующим расчетом среднесуточного прироста. Сохранность учитывали ежедневно по числу павших особей и суммировали в конце исследования. Учет потребления корма осуществляли ежесуточно в каждой группе. Убой птицы для исследования производили на 28 и 42 сутки. Переваримость питательных веществ изучалась в ходе балансовых опытов, проведенных по методикам ВНИТИПа. Химический состав помета, кормов и тканей тела бройлеров определялся в Испытательном центре ЦКП на базе ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН по стандартизированным методикам. На основании полученных результатов по общепринятым методикам производился расчет переваримости корма, энергии в теле подопытной птицы, эффективность трансформации корма в ткани тела подопытной птицы, а так же показателей мясной продуктивности. Статистическую обработку полученных данных проводили c использованием программного пакета Statistica 10.0 и программного пакета «MS Excel 2016». Данные представлены в виде: среднее (M) ± стандартная ошибка среднего (m). Достоверными считали результаты при Р≤0,05. Результаты исследований. В 10-суточном возрасте живая масса цыплят-бройлеров в среднем составляла 232,33±4,80 г. Начиная с первой недели учетного периода, аналоги опытных групп по данному показателю стабильно опережали своих сверстников из контрольной группы. Живая масса цыплят в опытных группах после недельной дачи ульстрадисперсного оксида кремния была выше контрольных значений на 2,55, 3,42, 5,84 и 5,15% соответственно (рис. 1). Наибольшая разница в живой массе - 6,71 и 5,81 % отмечалась на 14 сутки после начала учетного периода в 3 и 4 опытных группах соответственно. Затем наблюдали снижение прироста живой массы и к 42 суткам оно составило 1,59, 1,99, 3,54 и 3,25 % для 1, 2, 3 и 4 опытных групп соответственно. Таким образом, эффективное ростостимулирующее действие УДЧ оксида кремния наблюдается до 28-суточного возраста, когда происходят наиболее интенсивные обменные процессы в организме птицы. Рис. 1. Динамика живой массы цыплят-бройлеров контрольной и опытных групп Скармливание ультрадисперсного оксида кремния способствовало снижению потребления корма за весь период эксперимента в 1 опытной группе на 0,96 %, в 3 группе - на 2,11%, в 4 группе - на 0,73 %, во 2 опытной группе наблюдали повышение этого показателя на 1,94 % по сравнению с потреблением корма в контрольной группе (рис. 2). В то же время расход корма на прирост 1 кг живой массы уменьшился в 1 опытной группе на 3,00 %, во 2 опытной - на 0,50 %, в 3 опытной - на 6,00 %, в 4 опытной - на 4,50 % по сравнению с этим показателем контрольной группы. Рис. 2. Потребление комбикорма за эксперимент . Оценка гематологических параметров дает важную информацию о реакции организма на травмы, они являются хорошим индикатором физиологического состояния и состояния здоровья животных и могут быть полезны для дополнения знаний о незнакомом влиянии кормовых добавок [6]. Количественный и качественный состав периферической крови поддерживается на определённом уровне и отражает состояние организма, степень его реактивности и устойчивости к действию внешних факторов. Доказано, что с ростом живой массы цыплят-бройлеров количество общего белка в сыворотке крови повышается в связи с интенсивно происходящими процессами обмена веществ. Так, к 28 суткам количество общего белка в сыворотке крови цыплят 1 и 2 опытных групп увеличилось на 1,36-1,39 %, в 3 и 4 опытных группах отмечено достоверное (Р≤0,05) увеличение на 5,45 и 3,05 % соответственно (табл. 2). Таблица 2 Основные морфо-биохимические показатели крови цыплят-бройлеров Показатель Группа контрольная 1 опытная 2 опытная 3 опытная 4 опытная 28 сутки Глюкоза, ммоль/л 8,33±0,60 9,57±0,35 9,00±0,58 10,30±0,51* 10,27±0,43* Общий белок, г/л 34,48±0,41 34,96±0,92 34,95±0,66 36,36±0,60* 35,53±0,11* Альбумин, г/л 12,67±0,18 13,00±0,00 14,00±0,00*** 14,33±0,33** 14,00±0,58 Лейкоциты, 109кл/л 40,77±0,90 35,73±0,38** 39,87±0,55 32,35±0,69*** 32,40±0,96** Эритроциты, 1012кл/л 3,11±0,09 3,76±0,02*** 3,78±0,09** 3,87±0,05*** 3,86±0,06*** Гемоглобин, г/л 120,00±0,64 117,33±0,88* 116,00±1,15* 132,50±0,41*** 131,00±0,36*** Тромбоциты, 109кл/л 103,00±2,89 111,00±4,62 117,33±1,45** 117,50±0,41** 118,00±1,53** 42 сутки Глюкоза, ммоль/л 10,00±0,58 10,30±0,42 10,50±0,23 11,50±0,09* 11,67±0,33* Общий белок, г/л 35,33±0,68 36,10±0,86 35,58±0,45 39,42±1,22* 38,89±1,18* Альбумин, г/л 13,33±0,33 13,33±0,67 14,33±1,20 14,50±0,29* 15,00±0,58* Лейкоциты, 109кл/л 39,13±1,75 39,07±0,47 37,50±1,40 37,20±1,09 36,80±1,36 Эритроциты, 1012кл/л 3,27±0,09 3,84±0,03*** 3,81±0,05** 3,95±0,01*** 3,98±0,06*** Гемоглобин, г/л 118,67±3,18 112,67±7,26 113,00±1,00 133,00±2,40* 133,00± 2,31* Тромбоциты, 109кл/л 109,00±5,77 106,33±14,72 103,00±4,58 115,00±7,26 123,00±3,46 Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01; *** - Р≤0,001 в сравнении с контрольной группой. К 42 суткам значение этого показателя возросло во всех группах на 0,71-11,58 % по сравнению с аналогичными значениями в 28-суточном возрасте. В 3 и 4 опытных группах содержание общего белка в сыворотке крови цыплят достоверно (Р≤0,05) выше, чем в крови цыплят контрольной группы, на 11,58 и 10,08 %, соответственно. К концу эксперимента по количеству альбуминовой фракции кровь цыплят опытных групп также превосходит кровь птицы контрольной группы, на 7,50-12,53 %, причем в 3 опытной группе отмечено достоверное (Р≤0,05) увеличение на 8,78 %, в 4 опытной - на 12,53 % по сравнению с контрольными значениями. До 60 % всего доступного кремния в макроорганизме связано с белками крови, в результате повышается активность таких белков и способность к встраиванию в ткани внутренних органов. Вот поэтому рассматриваемая форма кремния - реальный фактор ускорения роста и развития внутренних органов [2]. Содержание глюкозы в крови цыплят опытных групп выше на 8,04-23,65 %, по сравнению с этим показателем крови цыплят контрольной группы. К 42-суточному возрасту наблюдается дальнейшее увеличение этого показателя для всех исследуемых групп. Для 3 и 4 опытных групп отмечен достоверный (Р≤0,05) рост содержания глюкозы - на 15,00 и 16,70 % по сравнению с этим показателем крови цыплят контрольной группы. В результате исследования установлено, что применение УДЧ SiO2 при кормлении бройлеров в течение 28 суток учётного периода, способствовало увеличению в кровяном русле количества эритроцитов. К концу эксперимента число эритроцитов в крови птицы увеличилось на 17,43 (Р≤0,001), 16,51(Р≤0,01), 20,80 (Р≤0,001) и 21,71 % (Р≤0,001) соответственно для 1-4 опытных групп по сравнению с показателем контрольной группы. Повышение количества эритроцитов в крови говорит об усилении функции кроветворения, что связано с высокой интенсивностью обменных процессов в организме цыплят-бройлеров (табл. 2). Следует отметить и влияние исследуемой добавки на концентрацию гемоглобина в эритроцитарной массе, который отражает функциональные возможности красных клеток крови. Увеличение содержание гемоглобина в крови цыплят к 28 суткам наблюдалось только в 3 и 4 опытных группах и составляло 10,42 и 9,17 % (Р≤0,001) соответственно. К концу эксперимента в крови цыплят контрольной, 1 и 2 опытных групп наблюдалось снижение данного показателя, а в крови бройлеров 3 и 4 опытных групп отмечен дальнейший рост концентрации гемоглобина. Известно, что повышение содержание гемоглобина в крови может быть связано с увеличением количества или размера эритроцитов. Чем выше концентрация гемоглобина в эритроците, тем больше кислорода может транспортировать данная клетка крови. К середине эксперимента количество лейкоцитов в крови птицы опытных групп снизилось на 2,21-20,65 % по сравнению с количеством лейкоцитов в крови бройлеров контрольной группы. К концу учетного периода отмечено дальнейшее снижение числа лейкоцитов в крови цыплят контрольной и 2 опытной группы. В крови птицы 1, 3, 4 опытной групп наблюдается небольшое увеличение. В целом, данный показатель находится в пределах нормы для данного вида и возраста цыплят-бройлеров. В ходе роста и развития организма цыплят-бройлеров отмечено достоверное (Р≤0,01) увеличение количества тромбоцитов в крови цыплят 2, 3, 4 опытных групп - к 28-дневному возрасту на 13,91, 14,08 и 14,56 % соответственно. К концу эксперимента наблюдается небольшое снижение этого показателя в крови цыплят 1, 2 и 3 опытной групп, в крови бройлеров контрольной и 4 опытной группы отмечен небольшой рост количества тромбоцитов. Эффективность использования корма вносит значительный вклад в экономическую устойчивость производства цыплят-бройлеров, выращиваемых для мяса, где корма представляют наибольшую переменную стоимость. Эффективность корма можно измерить, используя коэффициент конверсии корма и коэффициенты переваримости питательных веществ [4]. Полученные различия в живой массе цыплят-бройлеров можно объяснить и переваримостью питательных веществ ростового комбикорма (табл. 3). Таблица 3 Коэффициенты переваримости питательных веществ ростового комбикорма при применении УДЧ оксида кремния в кормлении бройлеров Группа Коэффициент переваримости Органического вещества Сырого жира Сырого протеина Углеводов Контрольная 84,07±0,22 83,84±0,23 87,19±0,18 83,11±0,24 1 опытная 82,00±0,72* 84,06±0,62 85,20±0,59* 80,90±0,77* 2 опытная 83,86±0,86 86,01±0,74* 86,71±0,70 82,89±0,91 3 опытная 84,05±0,85 84,50±0,85 87,36±0,69 83,20±0,89 4 опытная 84,67±0,16 84,70±0,16* 87,66±0,13 83,82±0,17 Примечание: * - Р≤0,05 в сравнении с контрольной группой. Так, если у цыплят контрольной группы переваримость органического вещества ростового комбикорма находилась на уровне 84,07 %, то у птицы 1, 2 и 3 опытных групп она незначительно снизилась, у бройлеров 4 опытной группы она, наоборот, увеличилась на 0,71 %. Коэффициент переваримости сырого жира у цыплят опытных групп незначительно увеличился (на 0,26-2,59 %) по сравнению с аналогичным показателем для бройлеров контрольной группы, это увеличение достоверно (Р≤0,05) только у цыплят 2 и 4 опытных групп. Коэффициенты переваримости сырого протеина и углеводов у бройлеров 1 опытной группы снизились на 2,81 и 2,66 %, у цыплят 2 опытной группы - на 0,55 и 0,26 % соответственно, у птицы 3 и 4 опытных групп, наоборот, увеличились на 0,16 и 0,11 %; 0,54 и 0,85 % соответственно. Одной из важнейших характеристик обменных процессов, протекающих в организме животных, является эффективность использования обменной энергии. Установлено, что наиболее высокое поступление валовой энергии корма наблюдалось во 2 опытной группе, т.к. в этой группе было потреблено большее количество корма на голову, наиболее низкое поступление валовой энергии отмечено в 3 опытной группе, где потребление корма меньше, чем в контрольной (табл. 4, рис. 2). Таблица 4 Баланс и трансформация энергии корма в тело подопытных бройлеров за учетный период Показатель Группа контрольная 1 опытная 2 опытная 3 опытная 4 опытная Валовая энергия корма, МДж/гол. 67,01 66,40 68,29 65,56 66,51 Обменная энергия, МДж/гол. 48,10 46,32 49,04 46,91 48,38 Чистая энергия прироста, % от валовой энергии 13,91 14,57 14,77 16,59 15,52 Коэффициент конверсии энергии 17,19±2,14 18,62±2,50 18,42±1,43 20,93±2,17 19,16±1,95 Обменная энергия у птицы контрольной группы составила 48,10 МДж на голову, у бройлеров 1 и 3 опытных групп она меньше на 1,78 и 1,19 МДж на голову, в то время как у цыплят 2 и 4 опытных групп она больше на 0,94 и 0,28 МДж/голову соответственно. Исходя из значений валовой и обменной энергии чистая энергия прироста у птицы контрольной группы составляла 13,91 %, у цыплят 1 опытной группы она была больше на 4,77 %, 2 опытной - на 6,20 %, 3 опытной - на 19,25 %, 4 опытной - на 11,59 %. Следовательно, при трансформации энергии корма в энергию тела цыпленка-бройлера коэффициент конверсии энергии у птицы контрольной группы равен 17,19, в то время, как у бройлеров 1 опытной группы он выше на 8,32%, 2 группы - на 7,16 %, 3 группы - на 21,76 %, 4 группы - на 11,46%. Заключение. В ходе проведенного эксперимента установлено, что применение УДЧ SiO2 в кормлении птицы способствовало увеличению в кровяном русле количества эритроцитов, повышению содержания общего белка, альбуминов. Увеличение числа эритроцитов в крови птицы в конце эксперимента составило 16,51-21,71 % для опытных групп по сравнению с контрольной группой. Количество общего белка в сыворотке крови цыплят 1 и 2 опытных групп увеличилось на 1,36-1,39 %, в 3 и 4 опытных группах отмечено достоверное (Р≤0,05) увеличение (на 5,45 и 3,05 % соответственно). Содержание глюкозы в крови цыплят опытных групп выше на 8,04-23,65 %, расход корма на прирост 1 кг живой массы меньше на 0,50-6,00 %, чистая энергия прироста выше на 4,77-19,25 %. Таким образом, наиболее продуктивное биологическое действие на организм бройлера наблюдается в 3 опытной группе, где дополнительно к основному рациону вводили наночастицы оксида кремния в дозе 300 мг на 1 кг корма.

Об авторах

Владимир Николаевич Никулин

ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ

Email: nikwlad@mail.ru
д-р с.-х. наук, проф., декан факультета биотехнологий и природопользования г. Оренбург

Александра Сергеевна Мустафина

ФГБОУ ВО Оренбургский ГАУ; ФГБНУ «Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук»

Email: vshivkovaas@mail.ru
аспирант кафедры «Технологии производства и переработки продукции животноводства»; специалист г. Оренбург

Список литературы

Дополнительные файлы