Сельскохозяйственная биология, 2009, № 4, с. 108-112.

УДК 636.2:636.084:636.085.1

МЕТОДЫ РАСЧЕТА СОДЕРЖАНИЯ ОБМЕННОЙ ЭНЕРГИИ В КОРМАХ И РАЦИОНАХ ДЛЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Л.А. ЗАБОЛОТНОВ, И.А. ТИХОНОВА

Оптимизировали методику определения обменной энергии у высокопродуктивных коров в разные фазы лактации и сухостойный период с применением математических моделей оценки интенсивности обмена веществ (теплового метаболизма, энергии продукции и общего метаболизма). Обсуждаются различные подходы к оценке показателей кормления.

Ключевые слова: обменная энергия, корма, потребность, оптимизация, нормы кормления, коровы, фазы лактации, сухостойный период, питательные вещества, кормовая единица, жвачные животные.

В последние 15-20 лет большое внимание уделяется совершенствованию нормированного кормления коров с учетом их потребности в обменной энергии (1, 2). Следует отметить, что классические методы исследования энергетического питания животных (баланс энергии и респирационные исследования) не позволяют оперативно решать ряд вопросов, связанных с изменением физиологического состояния, живой массы, суточного надоя, жирности молока, способа содержания, температуры и влажности воздуха, количества концентрированных кормов в рационе.

Целью наших исследований была оптимизация методики определения обменной энергии у высокопродуктивных коров в разные фазы лактации и сухостойный период с применением математических моделей оценки интенсивности обмена веществ.

Описание методики. В настоящее время доказано, что балансирование рационов по обменной энергии, незаменимым аминокислотам, углеводам, жирам, микроэлементам, витаминам и другим биологически активным веществам оказывает существенное влияние на эффективность использования энергии и протеина кормов. Продуктивность животных при одном и том же потреблении сухого вещества может различаться в зависимости от структуры рациона, количества и соотношения в нем питательных веществ, физиологического состояния животных, особенностей породы, условий содержания и т.д.

В большинстве справочников и руководств, изданных после 1985 года, содержание энергии в кормах выражается в МДж обменной энергии (ОЭ). В связи с этим при переходе из одной системы в другую возникает необходимость пересчета показателей, например обменной энергии в кормовые единицы. Между содержанием кормовых единиц и ОЭ в 1 кг сухого вещества (СВ) нет пропорциональной зависимости, что обусловлено различием в эффективности использования обменной энергии в зависимости от ее количества в корме.

Пересчет обменной энергии в кормовые единицы с небольшими допущениями по точности можно проводить по следующим уравнениям: корм. ед. = 0,00791 х ОЭ^2,1637; корм. ед. = 0,00728 х ОЭ^2,0042; корм. ед. = 0,00735 х ОЭ².

Для расчета ОЭ в кормах и рационах необходимо иметь сведения о содержании в них органических питательных веществ (клетчатки, сырого протеина, крахмала, сахара и т.д.). По разнице между сухим веществом и золой определяют органическое вещество корма (рациона), которое имеет усредненную энергетическую ценность 20 МДж на 1 кг. Вместе с тем в большинстве кормов и рационов минеральная часть составляет 7-10 %, поэтому заранее дать оценку валовой энергии усредненного корма (рациона) можно только с учетом содержания в нем сухого вещества. Для большинства кормов (рационов) валовая энергия (ВЭ) органических веществ составляет 18 МДж на 1 кг СВ.

В справочнике «Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных» (1) приведено уравнение для расчета обменной энергии кормов и рационов по переваримым питательным веществам. Для крупного рогатого скота оно имеет вид ОЭ = 17,48пП+31,23пЖ+13,85пК+14,78пБЭВ, где ОЭ — обменная энергия, МДж/кг; пП — переваримый протеин, г; пЖ — переваримый жир, г; пК — переваримая клетчатка, г; пБЭВ — переваримые безазотистые экстрактивные вещества, г.

Однако использовать это уравнение можно только при известной переваримости питательных веществ, поэтому Н.Г. Григорьевым (2-5) и В.В. Щегловым (6) предложены регрессионные уравнения расчета энергетической питательности кормов по их химическому составу. Определение обменной энергии в рационе на основе составляющих его веществ позволяет избежать одной из главных неточностей существующего подхода, когда при разном сочетании кормов их питательность считают неизменной. Разбивка рационов по типу кормления помогает оптимизировать учет суммарного действия входящих в их состав кормов и более точно определять общую энергетическую питательность.

Содержание ОЭ в корме или рационе можно вычислить по формуле Аксельсона (1) ОЭ = 0,73 х 18,0 х (СВ – Кл х 1,05) или ОЭ = 0,73 х (ВЭ в 1 кг СВ) х (СВ – Кл х 1,05).

При определении ОЭ в 1 кг сухого вещества корма в производственных условиях в формулу вводят показатели СВ (сухое вещество, кг) и Кл (содержание клетчатки, кг); ОЭ рациона — суммарное количество в рационе СВ и клетчатки (кг). При полном химическом анализе кормов 18 МДж заменяют показателем фактического содержания валовой энергии в 1 кг сухого вещества корма. При этом используют следующие энергетические коэффициенты (МДж/кг): протеин — 23,9; жир — 39,8; клетчатка — 20,0; БЭВ — 17,51.

Всероссийским институтом животноводства разработаны уравнения линейной регрессии для определения содержания ОЭ в кормах по их химическому составу (6). Формулы для расчета ОЭ в объемистых кормах жвачных животных имеют следующий вид: ОЭ = 10,6 – 0,072 х СК (сено, сенаж); ОЭ = 7,97 – 0,0373 х СК (солома); ОЭ = 9,61 – 0,0236 х СК (силос); ОЭ = 13,78 – 0,154 х СК (корнеклубнеплоды); ОЭ = 10,8 – 0,024 х СК (зеленые корма), где ОЭ — обменная энергия, МДж в 1 кг СВ; СК — содержание сырой клетчатки в СВ, %.

Для крупного рогатого скота разработаны и более точные уравнения множественной регрессии с учетом содержания в корме основных органических веществ:

ОЭ = 10,678 + 0,088 х СП – 0,332 х СЖ – 0,075 х СК + 0,006 х БЭВ
(сено, сенаж, травяная мука и резка);
ОЭ = 13,126 – 0,24 х СП + 1,707 х СЖ – 0,006 х СК – 0,198 х БЭВ
(солома);
ОЭ = 10,365 + 0,026 х СП + 0,275 х СЖ – 0,176 х СК + 0,047 х БЭВ
(силос);
ОЭ = 1,65 + 0,96 х СЖ + 1,12 х СК + 0,594 х БЭВ
(корнеплоды);
ОЭ = 3,761 – 0,049 х СП +1,472 х СЖ – 0,088 х СК + 0,078 х БЭВ
(зеленые корма);
ОЭ = 16,45 – 0,062 х СП + 0,16 х СЖ – 0,145 х СК – 0,026 х БЭВ
(зерно злаков и бобовых);
ОЭ = 2,795 + 0,111 х СП + 0,16 х СЖ – 0,031 х СК + 0,149 х БЭВ
(жмыхи, шроты, дрожжи),
где ОЭ — обменная энергия, МДж в 1 кг СВ; СП, СЖ, СК, БЭВ — соответственно содержание сырого протеина, сырого жира, сырой клетчатки, безазотистых экстрактивных веществ в СВ, %.

В некоторых лабораториях зоотехнического анализа кормов для определения обменной энергии используют уравнение:

ОЭ = 14,46 – 0,0007 х СП + 0,0168 х СЖ – 0,0192 х СК – 0,00028,

где количество питательные вещества выражено в граммах на 1 кг СВ.

Для концентрированных кормов и корнеплодов с низким содержанием клетчатки (менее 13 % в СВ) применяется формула (2):

ОЭ = 0,012 х СП + 0,031 х СЖ + 0,005 х СК + 0,013 х БЭВ;
для остальных кормов — следующие уравнения (7-9):
ОЭ = 0,73 х ВЭ х (1 – 0,00105 х СК),
ВЭ = 0,024 х СП + 0,039 х СЖ + 0,02 х СК + 0,0175 х БЭВ;
ОЭ = 331,53 + 1,002 х СП + 3,855 х СЖ – 3,315 х СК – 3,315 х СЗ – 3,315 х Вл,
где ОЭ — обменная энергия, Ккал/100 г корма; СП, СЖ, СК, СЗ — соответственно содержание сырого протеина, сырого жира, сырой клетчатки, сырой золы, %; Вл — содержание влаги, %

При оценке энергетической питательности рационов для высокопродуктивных коров приоритет следует отдавать не сумме обменной энергии отдельных кормов, а содержанию питательных веществ в рационе. В связи с этим можно использовать разработанное нами уравнение:

ОЭ = 0,058108 х Сп + 0,195699 х Сж – 0,0215545 х (Кр + Сах) + 17,4,

где Сп — сырой протеин, г/кг; Сж — сырой жир, г/кг;  (Кр + Сах) — суммарное количество крахмала и сахаров, г/кг.

Оценка рациона по сумме  обменной  энергии  всех  входящих в его состав кормов в ряде случаев дает менее точные  результаты, так как ошибки определения обменной энергии отдельных кормов суммируются. Наиболее быстро и достаточно точно питательность рациона можно определить по обменной энергии животного. В связи с этим нами разработаны уравнения для расчета теплопродукции и энергии продукции для коров с учетом условий внешней среды и энергии, затраченной организмом на механическую работу.

Выделение тепла при биосинтезе 1 кг молока оценивают в зависимости от его химического состава: ТПм = 0,99782 х Z^0,5332, где Z — содержания жира в молоке, %.

В первую фазу лактации коровы активно используют резервы тела на биосинтез компонентов молока, поэтому теплопродукцию рассчитывают следующим образом:

Тп = [М^0,75 х 0,33 х е^{-0,333 х Х}х С + ТПм х У + М^0,75 х 0,0008 х
х (Тт – Тв) + 0,0504 – (0,00072 х К)] х е^{0,00446(Е-50)},

где Тп — теплопродукция, МДж/сут; М — живая масса, кг; е — основание натурального логарифма; С — коэффициент способа содержания (при привязном содержании без прогулок С = 1; при привязном содержании с прогулками различной интенсивности С = 1,00-1,12 с приращением 1 на 0,02 на каждый 1 км пройденного пути; при беспривязном содержании С > 1,12); У — суточный удой, кг; Тт — температура тела животного, °С; Тв — температура окружающего воздуха, °С; К — содержание концентрированных кормов в рационе в расчете на сухое вещество, %; Е — относительная влажность воздуха, %; X — снижение живой массы, кг/сут.

Во вторую фазу лактации теплопродукцию у коров с положительным приростом живой массы рассчитывают по уравнению:

Тп = [М^0,75 х 0,33 х е^{0,6 х Х} х С + ТПм х У + М^0,75 х 0,0008 х
х (Тт – Тв) + 0,0504 – (0,00072 х К)] х е^{0,00446(Е – 50)},
у сухостойных коров — по уравнению:
Тп = [М^0,75 х 0,33 х е^{0,6 х Х} х С + М^0,75 х 0,0008 х
х 0,0008 х (Тт – Тв ) + 0,0504 – (0,00072 х К)] х 0,00446^{(Е – 50)},
где Тп — теплопродукция, МДж/ сут; М — живая масса, кг; е — основание натурального логарифма; X — прирост живой массы, кг/сут; С — коэффициент способа содержания; У — суточный удой, кг; Тт — температура тела животного, °С; Тв — температура окружающего воздуха, °С; К — содержание обменной энергии концентрированных кормов в рационе, %;  Е — относительная влажность воздуха, %.

Чистая энергия молока взаимосвязана с содержанием в нем молочного жира: Эм = (1,377 + 0,444 х Z), где Z — содержание жира в молоке, %.

У стельных коров затраты энергии и питательных веществ значительно повышаются с увеличением срока стельности. Затраты энергии на рост плода рассчитывают по уравнению ОЭст = 1,13 х е^{(0,00001 х М + 0,006) х В}, где М — живая масса, кг; В — срок стельности, сут. При отсутствии стельности ОЭст = 0.

Энергию отложений в организме определяют по уравнению ОЭотл = 32 ½ Х; обменную энергию использования резервов живой массы в обмене веществ рассчитывают по формуле: –ОЭотл = 24 х (–Х), где Х — потери живой массы в первую фазу лактации, кг/сут. Для расчета энергии продукции используют уравнение ОЭпрод = Эм х У + ОЭст + ОЭотл, где У — суточный удой, кг. Сумма обменной энергии потребленных веществ корма и резервов тела равна обменной энергии у коров в первую фазу лактации: ОЭж = Тп + ОЭпрод, где ОЭж характеризует обменную энергию животного, то есть сумму, эквивалентную обменной энергии потребленных кормов и использованных резервов тела; Тп — теплопродукция; ОЭпрод — энергия продукции. Затраты обменной энергии на продукцию за счет кормов в первую фазу лактации равны ОЭпрод = Эм х У + 24 х (–Х) + ОЭст, где 24 x (–Х) = –ОЭотл. Обменную энергию потребленных питательных веществ корма рассчитывают как ОЭпвк = Тп + ОЭпрод.

Во вторую фазу лактации коровы восстанавливают утраченные резервы и их молочная продуктивность практически полностью определяется количеством и качеством потребленных кормов. В этот период энергия продукции представлена суммой энергии надоя молока, прироста живой массы и энергии, затраченной на питание плода: ОЭпрод = Эм х У + 32 х X + ОЭст. Энергию продукции сухостойных коров вычисляют по уравнению: ОЭпрод = 32 х X + ОЭст; обменную энергию потребленных питательных веществ рациона рассчитывают стандартно: ОЭк = Тп + ОЭпрод, где ОЭк — обменная энергия корма.

По результатам исследований, выполненных в АПК «Щелканово» (Юхновский р-н Калужской обл.), разница между фактическим и расчетным надоем молока у коров в первую фазу лактации составила 4,5 %, разница между фактической (полученной в респирационных и балансовых опытах) и расчетной величиной обменной энергии — 5,6 % (табл.).

Описанная методика определения обменной энергии апробирована в совхозе «Красный комбинат» (Козельский р-н Калужской обл.); СПК

«Архангельское» (Наро-Фоминский р-н Московской обл.); ГУСП «Зареченское» (Бежецкий р-н Тверской области); СПК «Октябрьский» (Ферзико-вский р-н Калужской обл.); ЗАО «Ивановское» (Ступинский р-н Московской обл.); ЗАО ПЗ «Коммунарка» (Московская обл.); ОАО «Агрофирма Ливенское мясо» (Орловская обл.); ФГУП ОПК «Непецино» (Московская обл.); ЗАО «Первомайское» (Московская обл.); ГУПНО «Пойма» (Московская обл.); ЗАО «Родина» (Московская обл.); СЗАО племзавод «Сергеевское» (Московская обл.); АПК «Щелканово» (Юхновский р-н Калужской обл.) (всего более 200 хозяйств Калужской, Тульской, Владимировской, Ивановской, Костромской, Вологодской, Орловской, Белгородской, Московской и других областей).

Таким образом, уравнения, разработанные нами для определения теплопродукции, энергии продукции и обменной энергии у высокопродуктивных коров в связи с живой массой, ее изменением, надоем молока, способом содержания животных и условиями внешней среды, можно использовать при расчетах обменной энергии потребленных кормов.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. К а л а ш н и к о в  А.П.,  К л е й м е н о в  Н.И. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справ. пос. М., 1985: 7.
2. Г р и г о р ь е в  Н.Г.,  Г а г а н о в  А.П. Разработка адаптивно-вариабельных норм кормления. Мат. II Межд. конф. «Актуальные проблемы биологии в животноводстве». Боровск, 1997: 60-71.
3. Г р и г о р ь е в  Н.Г.,  В о р о б ь е в  Е.С. Методические рекомендации по оценке кормов на основе их переваримости. М., 1989.
4. Г р и г о р ь е в  Н.Г.,  В о л к о в  Н.П. Методические указания по оценке энергетической и протеиновой питательности кормов для жвачных животных. М., 1988.
5. Г р и г о р ь е в  Н.Г. К вопросу о современных проблемах в оценке питательности кормов и нормировании кормления животных. С.-х. биол., 2001, 2: 89-100.
6. Щ е г л о в  В.В. Новые аспекты нормирования питания лактирующих коров. Мат. II Межд. конф. «Актуальные проблемы биологии в животноводстве». Боровск, 1997: 72-81.
7. Определение содержания в кормах и рационах крупного рогатого скота обменной энергии и переваримого протеина и нормирования потребности в них (рекомендации). М., 1985.
8. Р о м а н е н к о  Л.В. Полноценность кормления высокопродуктивных коров и методы его контроля. Зоотехния, 2007, 3: 10-14.
9. К а л ь н и ц к и й  Б.Д.,  М а т е р и к и н  A.M. Протеиновое питание молочных коров. Боровск, 1998.

METHODS OF CALCULATION OF METABOLIZABLE ENERGY IN FODDER AND RATIONS OF CATTLE

L.A. Zabolotnov, N.A. Tikhonova

The equations were presented developed by the authors for calculation of the heat and en-ergy production in pregnant and lactigenic cows (at the different lactation phases) taking into account the conditions of the environment and the energy, expended by organism on mechanical work.

Key words: exchange energy, fodder, requirement, optimization, feeding rate, cows, lactation periods, dry period, nutrients, fodder unit, ruminants.

Оформление электронного оттиска