Способ повышения продуктивных качеств крупного рогатого скота путем введения кормовой добавки
Владельцы патента RU 2781992:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способу приготовления кормовой добавки для молодняка крупного рогатого скота. Способ характеризуется тем, что в основной рацион 10-11-месячным телятам вводят кормовую добавку в виде льняного масла в дозировке 3% от сухого вещества рациона с дополнительным включением нанодисперсных частиц хрома Cr2O3 размером 91 нм. Наночастицы хрома получены методом плазмохимического синтеза и диспергированы перед включением в рацион в физиологическом растворе с помощью ультразвукового диспергатора при 35 кГц в течение 30 мин. Наночастицы хрома вводят в дозировке 20 мг на 1 кг сухого вещества рациона в течение периода выращивания телят 14 дней. Использование изобретения позволит повысить уровень активности ферментов поджелудочной железы у телят и увеличить прирост их живой массы. 4 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в отрасли животноводства мясного направления для увеличения продуктивности сельскохозяйственных животных (в частности молодняка крупного рогатого скота).
Исследования, проводимые в настоящее время мировой наукой, подтверждают предположение о положительном влиянии ввода наночастиц хрома на организм животных и его биогенном характере, особенно в условиях технологических стрессов и дефиците в кормах [1]. Хром (Cr) в организме животных выполняет множество функций: поддержание нормального уровня глюкозы в крови, участвует в регуляции жирового обмена, обеспечивает структурную целостность нуклеиновых кислот, регулирует работу щитовидной железы, нейтрализует и способствует выведению из организма органических токсинов, солей тяжелых металлов, радионуклидов [2, 3, 4, 5, 6].
Наночастицы металлов обладают уникальными свойствами и могут быть использованы для лечения организма животных, стимуляции роста растений и животных, в качестве новых кормовых ингредиентов или добавок, улучшения усвоения и биодоступности питательных веществ, повышения безопасности и контроля качества кормов и продукции животноводства [7, 8].
Включение наночастиц хрома в рацион крупного рогатого скота способствало снижению белкового и стимуляции углеводного и жирового обменов. Добавление Cr в рацион телят сопровождается снижением активности амилазы на фоне увеличения липолитической и протеолитической активностей панкреатического сока в составе дуоденального химуса [9].
Известен способ кормления молодняка крупного рогатого скота, характеризующийся тем, что телятам в возрасте 6-7 месяцев вводят с концентрированным измельченным зерновым кормом ультрадисперсные частицы (УДЧ) хрома Cr2O3 размером 91 нм, что способствует повышению активности пищеварительных ферментов поджелудочной железы [10].
Существует способ повышения продуктивных качеств крупного рогатого скота путем введения в рацион телят белковой подкормки. По этому способу телятам возрасте 8-9 месяцев вводят в рацион белковый компонент - подсолнечный жмых, с дополнительным включением ультрадисперсных частиц хрома Cr2O3 размером 91 нм в дозировке 200 мг на голову один раз в сутки в течение учетного периода 14 дней, что позволяет повысить уровень активности ферментов поджелудочной железы: амилазы, липазы и кишечных протеаз на 24,8 %, 56,8 % и 7,7 % и увеличить прирост живой массы телят на 15,1 % в сравнении с контролем [11].
Включении в рацион телят 8 месячного возраста белкового компонента, в виде соевого шрота с включением ультрадисперсных частиц Cr2O3 размером 91 нм в дозировке 200 мкг/кг живой массы животного однократно в сутки в течение периода выращивания (14 дней) позволяет повысить переваримость органического вещества на 9,6 %, сырого протеина на 2,7 %, сырого жира на 13,8 %, сырой клетчатки на 5,2 %, способствуя увеличению живой массы телят на 7 % [12].
Сущность предлагаемого нами способа - увеличение продуктивности молодняка крупного рогатого скота путем введения в рационы растительные масла и наночастицы (НЧ) хрома, что повышает течение метаболических процессов в организме, в том числе повышается уровень панкреатической секреции и активность ферментов поджелудочной железы - липазы и кишечных протеаз в панкреатическом соке, усиливает динамику роста живой массы телят.
Норма кормления телят в 10-11 месячном возрасте рассчитана из питательности рациона по сухому веществу [13].
Поставленная задача достигается тем, что в рацион, дополнительно включающий льняное масло в дозировке 3 % (I опытная группа), телятам путем замешивания с концентрированной смесью вводят наночастицы Cr2O3 (d=91 нм): II опытной группе в дозировке 10 мг на 1 кг СВ в сутки, III опытной группе в дозировке 15 мг на 1 кг СВ в сутки и IV опытной группе 20 мг на 1 кг сухого вещества (СВ) в сутки.
Для изучения использовали УДЧ частицы хрома Cr2O3 (d=91 нм, удельная поверхность - 9 м2/г, Z-потенциал - 93±0,53 мВ), содержали 99,8 % Cr получены методом плазмохимического синтеза (ООО «Платина», г. Москва). Перед включением в рацион наночастицы диспергировали в физиологическом растворе с помощью ультразвукового диспергатора УЗДН-2 («НПП Академприбор», Россия) (35 кГц, 300 Вт, 10 мкА, 30 мин).
Объектом исследования служили телята казахской белоголовой породы в возрасте 10-11 месяцев массой 270-271 кг. Они по принципу пар-аналогов были сформированы в четыре группы по 5 голов в каждой. Однородность животных подопытных групп проводилась путем подбора аналогов по таким показателям, как физическое состояние, живая масса, возраст. Все животные имели среднюю упитанность и были клинически здоровыми. Во время эксперимента телята находились в одинаковых условиях кормления и содержания. Эксперимент проводился в двух повторностях с использованием латинского квадрата 4 × 4 в лаборатории биологических испытаний и экспертиз Федерального научного центра биологических систем и агротехнологий Российской академии наук.
Животные содержались группами в метаболических клетках (4,0 × 8,0 м) в помещении с оптимальными параметрами температуры и влажности для данного вида животных со свободным доступом к воде. В течение экспериментального периода, температура окружающей среды поддерживалась между 23°C и 25°C.
Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями Russian Regulations, 1987 (Order No. 755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) and «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.C. 1996)».
Лабораторные исследования проводились в ЦКП ФГБНУ ФНЦ БСТ РАН.
Оценка ферментативной активности поджелудочной железы была проведена по стандартным методикам исследования панкреатического сока с помощью наложения дуоденального анастомоза по методике, разработанной А.Д. Синещековым [14].
Учет изменения живой массы животных проводили в период с 10 до 14 месячного возраста один раз в месяц путем индивидуального взвешивания.
Полученные в ходе эксперимента результаты были статистически обработаны с использованием программного пакета Statistica 10.0. Достоверность различий сравниваемых показателей определяли по t-критерию Стьюдента.
Интерпретация биохимического анализа крови показала, что включение в рацион льняного масла способствовало повышению уровня глюкозы в сыворотке крови относительно контроля на 14,5 %, дополнительное введение НЧ Cr2O3 усиливало интенсивность углеводного обмена, о чем свидетельствует повышение уровня глюкозы во II группе на 19,6 %, в III на 22,1 % и в IV группе на 25,4 % (р≤0,01) относительно контроля (табл. 1).
Концентрация общего белка в сыворотке крови животных опытных групп превышала контрольные значения, причем выше концентрация общего белка была зафиксирована в IV группе и превышала контрольные значения на 16,7 %.
Интенсивность липидного обмена оценивали по уровню триглицеридов и холестерина. Отмечено повышение относительно показателей контрольной группы уровня триглицеридов в большей степени во IV опытной группе на 34,1 % (р≤0,05), в I группе на 17,1 %, во II и в III на 31 % (р≤0,05). Уровень холестерина также в опытных группах был выше, достоверные значения зафиксированы в IV группе на 7,3 % (р≤0,01) выше чем в контрольной группе.
Включение льняного масла и НЧ хрома значительно повышали концентрацию пищеварительных ферментов в сыворотке крови. Максимально выше контроля данные ферменты оказались в IV группе: амилазы на 26 %, липазы на 34,5 % (р≤0,05), трипсина на 68,7 %.
Включение в рацион льняного масла снижало уровень панкреатической секреции на 14,8 % относительно контроля, но повышало активность в панкреатическом соке липазы и протеаз. Дополнительное введение НЧ Cr2O3 способствовало увеличению уровня панкреатической секреции в III группе на 1,4 %, в IV на 7,7% относительно контроля, что свидетельствует о функциональной активности экзокринной функции поджелудочной железы в ответ на введение наночастиц (табл. 2) Активность пищеварительных ферментов в панкреатическом соке животных опытных II-IV групп также возрастала как относительно контроля, так и I опытной группы. Самая высокая активность ферментов отмечена в группе, получавшей льняное масло и НЧ хрома в дозировке 10 мг на 1 кг СВ.
На Фиг. 1 приведен уровень NO-метаболитов в сыворотке крови при включении в рацион льняного масла и НЧ Cr2O3, мкМ. Растительный жир и НЧ хрома значительно повышали уровень NO-метаболитов в сыворотке крови (Фиг. 1). Так, относительно контроля, данный показатель был достоверно выше в I группе на 66,1 %, во II на 75,1 %, в III на 74,9 % и в IV на 77,3 % (р≤0,05).
Скармливание рационов включающих льняное масло, как отдельно, так и совместно с НЧ Cr2O3 в различных дозировках оказывает различное влияние на формирование живой массы тела у подопытных бычков (табл. 3, 4). Так в начале опыта постановочная живая масса молодняка всех групп была практически одинакова и составляла в среднем 370,0-370,6 кг. К концу учетного периода живая масса в контрольной и опытных группах увеличивалась неравномерно: к 14 месячному возрасту максимально живая масса увеличилась в группе, получавшей НЧ хрома в дозировке 20 мг на 1 кг СВ в сутки и составила 406,3 кг. Прирост живой массы за учетный период 5 месяцев в опытных группах относительно контроля был выше в I группе на 17,3 %, во II на 20,2 %, в III на 22,1 % и в IV на 24,9 %.
Таким образом, следует отметить, что введение наночастиц Cr2O3 на фоне включения в рацион льняного масла, способствует увеличению функциональной активности поджелудочной железы, сопровождающейся повышением секреции панкреатического сока и активности пищеварительных ферментов в нем, что способствует стимуляции переваримости питательных веществ рациона и как следствие повышение живой массы животных. В ходе биохимического анализа крови отмечено увеличение интенсивности течения процессов липидного и углеводного обменов в организме и повышение уровня NO-метаболитов, что позволяет надеяться на более высокие продуктивные качества животных опытных групп.
Источники информации
1. Федаев А.Н. Оптимизация хромового питания молодняка крупного рогатого скота : автореф. дис. … д-ра с.-х. наук: 06.02.02 / А. Н. Федаев; Мордовский гос. ун-т им. И.И. Огарева. - Саранск, 2003. - 47 с.
2. Curran G.L. Effect of certain transition group elements on hepatic synthesis of cholesterol in the rat / G. L. Curran // J. Biol. Chem. - 1954. - Vol. 210. - P. 765-770.
3. Mertz W. Cromium (III) and the glucose tolerance factor / W. Mertz, K. Schwartz // Arch. Biohem. Biophys. - 1959. - № 85. - P. 292-295.
4. Сыропятова Т.Е. Оптимизация уровня хрома в рационах молодняка крупного рогатого скота до 6-месячного возраста : автореф. канд. с.-х. наук: 06.02.02 / Т.Е. Сыропятова ; Мордовский гос. ун-т им. И.И. Огарева. - Саранск, 2003. - 18 с.
5. Mooney K.W. Effects of dietary chromium picolinate supplementation on growth, carcass characteristics and accretion rates of carcass tissues in growing-finishing swine / K.W. Mooney, G.L. Cromwell // J. of Anim. Sc. - 1995. - Vol. 73. - P. 3351-3357.
6. Гибалкина Н.И. Потребность бычков в хроме при сенажном типе кормления : автореф. дис. … канд. с.-х. наук: 06.02.02 / Н.И. Гибалкина; Мордовский гос. ун-т им. И.И. Огарева. - Саранск, 1998. - 25 с.
7. Наноматериаловедение / П. А. Витязь, Н. А. Свидунович, Д. В. Куис. - Минск : Вышэйшая школа, 2015. - 513 с.
8. Нанотехнологии в агропромышленном комплексе : монография / С.А. Жданюк, З. М. Ильина, Н. К. Толочко ; под. ред. Н. К. Толочко. - Минск : БГАТУ, 368, 2012. - 172 с.
9. Лебедев С.В., Кван О.В., Губайдуллина И.З., Гавриш И.А., Гречкина В.В., Момчилович Б., Рябов Н.И. Влияние наночастиц хрома на активность пищеварительных ферментов и морфологические и биохимические параметры крови теленка / Животноводство и кормопроизводство// 2018, Т. 101 №4 С. 136-140
10. Патент на изобретение RU № 2711259 Способ приготовления кормовой добавки для молодняка крупного рогатого скота» С.В. Лебедев, Е.В. Шейда, И.З. Губайдуллина, И.А. Гавриш, О.В. Кван, И.С. Мирошников, В.А. Рязанов, А.В. Быков, Б.Г. Рогачев: опубл. 15.01.2020 г., Бюл. № 2.
11. Патент на изобретение RU № 2751962 Способ повышения продуктивных качеств крупного рогатого скота путем введения белковой кормовой добавки / Е.В. Шейда, С.А. Мирошников, С.В. Лебедев, Г.К. Дускаев, Ш.Г. Рахматуллин, В.А. Рязанов, О.В. Кван, В.И. Колпаков, О.В. Шошина: опубл. 21.07.2021 г., Бюл. № 21.
12. Патент на изобретение RU № 2751961 Cпособ повышения переваримости питательных компонентов корма при включении в рацион крупного рогатого скота ультрадисперсных частиц оксида хрома / Е.В. Шейда, С.А. Мирошников, С.В. Лебедев, Г.К. Дускаев, Ш.Г. Рахматуллин, В.А. Рязанов, О.В. Кван, В.И. Колпаков, О.В. Шошина: опубл. 21.07.2021 г., Бюл. № 21.
13. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных / Калашников А.П., Фисинин В.И и др. // Справочное пособие 3-е издание переработанное и дополненное, - Москва. 2003. - 456 с.
14. Синещеков А.Д. Процессы питания и нервная регуляция их у сельскохозяйственных животных // Тезисы докладов VIII Всесоюзного съезда физиологов, биохимиков, фармакологов. - 1955. - 736 с.
Биохимические показатели крови 10-11-месячных телят при введении в рацион льняного масла и наночастиц Cr2O3 в конце 14 дневного учетного периода
| Показатели | Группа | ||||
| Контроль | I | II | III | IV | |
| Глюкоза, ммоль/л | 3,41±0,87 | 3,99±0,4 | 4,24±0,24 | 4,38±0,08 | 4,57±0,06** |
| Общий белок, г/л | 72,05±3,98 | 84,45±4,58 | 84,01±4,11 | 85,4±5,06 | 86,5±3,91 |
| Холестерин, моль/л | 2,67±0,19 | 3,21±0,3 | 3,24±0,42 | 3,22±0,37 | 2,88±0,02** |
| Триглицериды, ммоль/л | 0,29±0,07 | 0,35±0,06 | 0,42±0,04* | 0,42±0,02* | 0,44±0,02* |
| А-Амилаза, Ед/л | 415±23,12 | 502,6±22,81 | 524,12±30,82 | 557,24±28,2 | 561,42±32,12 |
| Липаза, Ед/л | 17,3±3,4 | 19,1±3,9 | 22,4±4,2 | 26,2±1,22* | 26,4±1,82* |
| Трипсин, Ед/л | 7,7±1,1 | 17,2±1,2 | 21,2±1,6 | 20,4±2,08 | 24,6±2,11 |
| Примечание: * - (р≤0,05); ** - (р≤0,01) при сравнении с контролем |
Изменение уровня активности ферментов сока поджелудочной железы 10-11-месячных телят при введении в рацион льняного масла и НЧ Cr2O3 в конце 14 дневного учетного периода
| Показатели | Группы | ||||
| Контроль | I | II | III | IV | |
| Липаза, Ед/л | 90,9±18,2 | 230±26,4 | 238,4±20,4 | 240,4±26,2 | 242,2±12,4 |
| Протеазы, мг/мл/мин | 133,5±24,3 | 214±36,1 | 215,5±24,6 | 221,5±32,3 | 232,2±28,2 |
| Количество панкреатического сока, мл | 457,5±37,5 | 390±26,3 | 424,8±30,2 | 464,2±31,5 | 495,5±24,2 |
| Примечание: * - (р≤0,05); ** - (р≤0,01) при сравнении с контролем |
Динамика живой массы 10-14-месячных телят при введении в рацион льняного масла и НЧ частиц Cr2O3, кг
| Возраст, мес. | Группа | ||||
| Контрольная | I | II | III | IV | |
| 10 | 270,0±1,7 | 270,0±1,1 | 270,5±1,6 | 270,6±1,8 | 270,6±1,9 |
| 11 | 297,5±2,51 | 300,3±2,4 | 304,4±2,4 | 304,8±2,6 | 306,2±2,4 |
| 12 | 322,3±2,9 | 339,4±2,6 | 340,4±3,03 | 341,2±3,01 | 344,1±2,8 |
| 13 | 347,1±2,3 | 366,1±2,4 | 369,4±2,6 | 371,2±3,2 | 375,3±3,0 |
| 14 | 371,9±2,9 | 393,2±2,6 | 398,2±3,1 | 401,4±2,6 | 406,3±2,5 |
| Примечание: *-Р≤0,05;**- Р≤0,01;***-Р≤0,001 |
Динамика прироста живой массы 10-14-месячных телят при введении в рацион льняного масла и наночастиц Cr2O3, кг/гол, месяц
| Возраст, мес. | Группа | ||||
| Контрольная | I | II | III | IV | |
| 8-9 | 27,5 | 30,3 | 33,9 | 34,2 | 35,6 |
| 9-10 | 26,8 | 39,1 | 36,0 | 36,4 | 37,9 |
| 10-11 | 24,8 | 26,7 | 29,0 | 30,0 | 31,2 |
| 11-12 | 24,8 | 27,1 | 28,8 | 30,2 | 31,0 |
| 8-12 | 101,9 | 123,2 | 127,7 | 130,8 | 135,7 |
Способ повышения продуктивности молодняка крупного рогатого скота, характеризующийся тем, что в основной рацион 10-11-месячным телятам вводят кормовую добавку в виде льняного масла в дозировке 3% от сухого вещества рациона с дополнительным включением нанодисперсных частиц хрома Cr2O3 размером 91 нм, полученных методом плазмохимического синтеза и диспергированных перед включением в рацион в физиологическом растворе с помощью ультразвукового диспергатора при 35 кГц в течение 30 мин, при этом наночастицы хрома вводят в дозировке 20 мг на 1 кг сухого вещества рациона в течение периода выращивания телят 14 дней.
