doi: 10.15389/agrobiology.2023.4.713rus
УДК 636.084:57.08
Исследование проводилось при финансовой поддержке гранта РНФ №21-76-10014.
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ИНТЕНСИВНОСТЬ МЕТАНООБРАЗОВАНИЯ В РУБЦОВОЙ ЖИДКОСТИ in vitro ПРИ ТЕСТИРОВАНИИ РАЦИОНОВ С ДОБАВКАМИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРЕПАРАТОВ И CoCl2
Е.В. ШЕЙДА1, 2 ✉, В.А. РЯЗАНОВ1, Г.К. ДУСКАЕВ1
Для получения экологически безопасной продукции при выращивании крупного рогатого скота необходимо включать в рационы животных биологически активные вещества, повышающие эффективность использования питательных компонентов корма. Некоторые из этих соединений применяются в качестве модификаторов функции рубца (чаще по отдельности, а не в комплексах). В настоящей работе впервые описаны изменения метаболических параметров в рубцовой жидкости бычков казахской белоголовой породы в тестах in vitro с образцами рациона, содержащими добавки фитопрепаратов и хлорида кобальта, определены их наиболее эффективные сочетания и дозировки. При использовании комплекса Artemisiae absinthil herba (2,0 г/кг СВ) и CoCl2 (1,5 мг/кг СВ) было установлено повышение переваримости сухого вещества, увеличение активности пищеварительных ферментов и содержания метаболитов в рубцовой жидкости, а также снижение образования метана. Использование комплекса Salviae folia (1,6 г/кг СВ) и CoCl2 (1,5 мг/кг СВ) привело к максимальному снижению образования метана. Цель работы — изучить влияние растительных препаратов и хлорида кобальта отдельно и совместно на изменение метаболических параметров в рубцовой жидкости бычков методом in vitro. Опыты проводили в 2021 году в ЦКП БСТ РАН (г. Оренбург). У бычков (Bos taurus taurus) казахской белоголовой породы (N = 4, средняя масса 250-265 кг, возраст 9-10 мес) через хроническую фистулу рубца отбирали пробы рубцовой жидкости (РЖ) спустя 12 ч после кормления. Для тестирования in vitro c РЖ были приготовлены I контрольный рацион, включавший 70 % грубых кормов (сено луговое разнотравное) и 30 % концентрированных кормов (ячмень дробленый), и пять опытных образцов, в состав которых входили дополнительные компоненты: II — CoCl2 (1,5 мг/кг СВ; ООО «НПК «Асконт+», Россия), III — Salviae folia (1,6 г/кг СВ), IV — Artemisiae absinthil herba (2,0 г/кг СВ), V — Salviae folia (1,6 г/кг СВ) + CoCl2 (1,5 мг/кг СВ), VI — Artemisiae absinthil herba (2,0 г/кг СВ) + CoCl2(1,5 мг/кг СВ). Каждый образец РЖ от 4 животных тестировали 4-кратно (n = 16). Образцы корма массой 500 мг раскладывали в полиамидные мешочки, которые затем помещались в инкубатор в смесь буферного раствора с рубцовой жидкостью на 48 ч при 39,5 °С. По окончании инкубации образцы промывали и высушивали при температуре 60 °С до постоянной массы. Вычисляли коэффициент переваримости сухого вещества in vitro. Проводили отбор проб воздуха отдельно из каждой емкости для определения содержания метана на приборе Кристаллюкс-2000М (ООО «НПФ «Мета-хром», Россия) методом газовой хроматографии. Количество летучих жирных кислот (ЛЖК) определяли методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием на газовом хроматографе Кристаллюкс-4000М. Анализ содержания различных форм азота проводили на оборудовании фирмы «Millab» (Италия) методом Кьельдаля. Активность амилазы измеряли по Смиту-Рою в модификации по Аносону для определения высокой активности фермента в панкреатическом соке. Активность протеолитических ферментов оценивали по количеству расщепленного казеина, очищенного по Гаммерстену, при колориметрическом контроле (λ = 450 нм). Сухое вещество биосубстратов определяли методом высушивания до постоянной массы при 60 °С. Установлено, что фитовещества Salviae folia и Artemisiae absinthil herba смещали ферментацию в сторону пропионата и бутирата. Присутствие A. absinthil herba усиливало интенсивность метаболизма азота в РЖ, при этом отмечали увеличение количества общего азота на 11,6 %, небелкового азота — на 144,3 %, аммиачного азота — на 71,4 %, мочевинного — на 31,7 % (р ≤ 0,05). При добавлении фитовеществ значительно увеличивалась активность амилазы, протеаз, концентрация летучих жирных кислот, однако повышалось количество метана. Комбинации фитовеществ и хлорида кобальта оказывали положительное влияние на процессы ферментации in vitro. Максимальный эффект был выявлен при использовании A. absinthil herba и хлорида кобальта: зафиксировано повышение переваримости сухого вещества при снижении образования метана на 2,1 %, увеличении активности пищеварительных ферментов, а также концентрации летучих жирных кислот в РЖ.
Ключевые слова: Artemisiae absinthil herba, трава полыни, Salviae folia, листья шалфея, фитовещества, хлорид кобальта, азот, летучие жирные кислоты, метан, пищеварительные ферменты, “artificial rumen”, мясной скот.
E.V. Sheida1, 2 ✉, V.A. Ryazanov1, G.K. Duskaev1
Dietary bioactives that increase the efficiency of feed nutrient use can provide sustainable and safe livestock products. Some bioactives are modifiers of rumen function in ruminants. These compounds are mostly administered separately. This paper is the first to describe the metabolic changes during in vitro incubation of the Kazakh white-headed bull ruminal liquid (RL) with feed compositions (biosubstrates) containing phytopreparations and cobalt chloride. The most effective combinations and dosages of these additives are evaluated. It was found out that Artemisiae absinthil herba (2.0 g/kg DM) + CoCl2 (1.5 mg/kg DM) increases digestibility of feed dry matter (by 2.1 %), the activity of digestive enzymes and the concentration of metabolites in the RL while decreases methane production by 33.9 %. Salviae folia (1.6 g/kg DM) + CoCl2(1.5 mg/kg DM) provide the maximum reduction in methane emissions (by 46.3 %). Plant preparations increase the activity of RL amylase 2.6-4.0-fold and RL proteases 3.6-fold compared to control. Our goal was to reveal the effect of herbal preparation and cobalt chloride combination on the metabolic changes assessed in RL by in vitro technique. The experiments were carried out in 2021 at the BST RAS (Orenburg). Rumen liquid (RL) was sampled from four Kazakh white-headed bulls (Bos taurus taurus) weighing 250-265 kg at the age of 9-10 months. The samples were collected 12 h after feeding, through a chronic rumen fistula. The control ration (variant I) was 70 % coarse feed (mixed meadow hay) and 30 % concentrated feed (crushed barley). Test rations II was added with CoCl2 (1.5 mg/kg DM; OOO NPK Ascont+, Russia), III with Salviae folia (1.6 g/kg DM), IV with Artemisiae absinthil herba (2.0 g/kg DM), V with Salviae folia (1.6 g/kg DM) + CoCl2 (1.5 mg/kg DM), and VI with Artemisiae absinthil herba (2.0 g/kg DM) + CoCl2 (1.5 mg/kg DM). Each RL sample was tested 4-fold (n = 16). Feed samples weighing 500 mg in polyamide bags were incubated for 48 h at 39.5 °C in a mixture of buffer solution with RL. At the end of incubation, the samples were rinsed and dried at 60 °C to a constant mass. The coefficient of digestibility in vitro of dry matter was calculated. Air samples were taken separately from each container to determine the methane content by gas chromatography (a Crystallux-2000M device, OOO NPF Meta-chrome, Russia). The amount of volatile fatty acids (VFA) in the RL was determined by gas chromatography with flame ionization detection (a gas Crystallux-4000M chromatograph). The concentration of various forms of nitrogen was determined by the Kjeldahl method (the Millab company equipment, Italy). Amylase activity was measured by Smith-Roy method modified by Anosone for high activity enzymes in the pancreatic juice. Proteolytic activity was assessed colorimetrically (λ = 450 nm) by destruction of Hammarsten Grade casein. The dry matter of biosubstrates was determined by drying to a constant mass at 60 °C. It was found that Salviae folia and Artemisiae absinthil herba shifted the fermentation during incubation towards propionate and butyrate. A. absinthil herba increased the intensity of nitrogen metabolism in RL during incubation, while total nitrogen content increased by 11.6 %, non-protein nitrogen by 144.3 %, ammonia by 71.4 %, and urea by 31,7 % (p < 0.05). Phytomaterials significantly increased the activity of amylase, proteases, and the concentration of VFA, but also increased the methane emission. Combinations of phytomaterials and cobalt chloride had a positive effect on the fermentation processes in the “artificial rumen”. The maximum effect was revealed when using A. absinthil herba and cobalt chloride. There was an increase in the digestibility of dry matter with a decrease in methane formation by 2.1 %, and an increase in the activity of digestive enzymes and the volatile fatty acid concentration.
Keywords: Artemisiae absinthil herba, Salviae folia, phytobiotics, cobalt chloride, nitrogen, volatile fatty acids, methane, digestive enzymes, “artificial rumen”, beef cattle.
1ФГБНУ Федеральный научный центр |
Поступила в редакцию |
