Понятие о минеральной питательности кормов.
В организме животных и составе растений обнаружено до 70 элементов и около 50 из них определены количественно. Известный ученый Вернадский – основоположник учения о биологической роли микроэлементов – считает, что для нормального развития животного необходимы все (или почти все) элементы периодической системы Менделеева.
Химические элементы содержаться в организме в самом разном количестве. Более 50% массы тела животного приходится на кислород, свыше 20 – на углерод, до 10 – на водород и до 3% - на азот. Эти элементы часто называют органическими, тк они входят в состав белков, жиров и углеводов, а все остальные элементы рассматриваются как неорганические или минеральные. При сжигании органические элементы улетучиваются, а минеральные остаются в золе. Неорганическая часть – зола – состоит из отдельных минеральных элементов.
Минеральное питание характеризуется содержанием сырой золы; качественная характеристика – содержание в золе отдельных элементов. С повышением уровня кормления и ростом продуктивности отмечается повышение обмена веществ в организме животных. При этом потребность в зольных элементах увеличивается в прогрессии, превышающей рост энергетики кормления и продуктивности. При недостатке минеральных элементов понижается коэффициент полезного действия корма, ухудшаются воспроизводительные функции, здоровье и продуктивность животных.
Минеральные элементы в организме животного выполняют самые разнообразные функции. Установлено, что зольные элементы составляют от 4 до 6% массы тела животного в зависимости от вида, возраста и характера питания. По современным представлениям органической, физколлоидной и биологической химии, минеральные элементы в большей мере являются структурным материалом и входят в состав всех клеток и тканей организма животного. Структурное их значение наиболее ярко выражается в опоре организма – скелете, где сосредоточено до 83% минеральных элементов. Минеральные элементы содержаться так же и в мягких тканях и жидкостях организма. Они необходимы, как структурный материал для образования новых клеток и тканей организма.
Важнейшими и нормируемыми в рационах животных минеральными элементами считают следующие: кальций, фосфор, натрий, хлор, калий, магний, сера, железо, медь, кобальт, йод, марганец, цинк. Концентрацию их в кормах определяют методом атомно-адсорбционной спектрофотометрии или с помощью химического анализа и выражают в процентах, граммах (макроэлементы)и миллиграммах или микрограммах (микроэлементы) на 1 кг сухого вещества или натурального корма.
Минеральное питание животных балансируют по абсолютному содержанию отдельных элементов в рационе, а так же по соотношению некоторых элементов между собой. Учитывают, в частности, соотношение кальция и фосфора, натрия и калия. Оптимальным отношением Са:Р в рационах для коров принято считать 1,4-1,5:1, для свиней – 1,2:1, для кур-несушек 3-4:1, для молодняка кур – 1,2-1,5:1.
Отношение калия и натрия в рационах для коров рекомендуется в пределах 5-10:1.
Важный показатель питательности кормов – реакция золы. Определяют ее в грамм-эквивалентах по соотношению кислотных и основных элементов. При вычислении сумм кислотных (сера, фосфор, хлор) и основных (кальций, калий, магний, натрий) элементов в грамм-эквивалентах пользуются переводными коэффициентами, которые представляют собой отношение 1 грамм-атома водорода к 1 грамм-эквиваленту данного элемента.
Классификация кормов по минеральной питательности.
Значение минеральных веществ в питании сельскохозяйственных животных: кальция, фосфора, магния, калия, натрия, серы, хлора, железа, меди, кобальта, марганца, цинка, йода, фтора, селена.
Биологическая роль минеральных элементов заключается в их активном участии во всех жизненно важных процессах, происходящих в организме. С ними связан рост молодняка, образование продукции и функции воспроизводства у взрослых животных.
Наиболее важную роль играют минеральные элементы в процессах пищеварения, всасывания и усвоения питательных веществ. Функции ферментов, гормонов и витаминов, содержащихся в теле животного, обусловлены наличием отдельных минеральных элементов.
Кальций (Са принадлежит ко II группе периодической системы, порядковый номер 20, атомная масса 40,08) считается одним из наиболее важных элементов в организме животного, так как принимает активное участие во многих процессах обмена веществ. Основное количество кальция содержится в костной ткани (до 99% от общего количества кальция, имеющегося в теле животного).
Кальций поступает в организм животного с кормом и водой в виде солей. В желудке под влиянием соляной кислоты нерастворимые в воде соли кальция переходят в легкоусвояемую форму хлористого кальция в таком виде он всасывается в желудке в кровь. В большинстве кормов содержание кальция достаточное, но усвоение, как правило, низкое. Значительная часть поступившего в организм кальция, не всасывается, выделяется. Это обусловлено низкой концентрацией фосфора, избытком щелочных эквивалентов, высоким содержанием клетчатки и наличием антагонистов.
В теле взрослого животного содержится от 1,2 до 1,8% кальция, что составляет от 6 до 8 кг у коровы. Кальций вместе с фосфором составляет около 75% минеральных элементов, находящихся в теле животного. Большая часть кальция находится в неорганических соединениях.
Соли кальция необходимы для нормальной деятельности сердца и других интенсивно работающих органов.
В плазме крови ионизированная часть кальция способствует образованию фибрина из фибриногена, чем и способствует свертыванию крови через ряд биохимических реакций. Кальций активирует фермент протромбиназу, при этом протромбин превращается в активный тромбин. Ионы кальция необходимы для синтеза молочной кислоты и свертывания молока. Кальций активирует такие важные ферменты, как лецитиназа, антерокиназа, актомиозин-аденозинтрифосфатаза, липаза поджелудочнойжелезы, фосфатаза в слюне и стабилизирует трипсин. Ионы кальция повышают защитный функции организма путем снижения клеточной проницаемости для вредных веществ и повышения фагоцитарной функции лейкоцитов.
Предполагают, что 25-30% содержащегося в костях кальция является лабильным и может мобилизоваться у коров для производства молока.
Фосфор (Р принадлежит к V группе периодической системы, порядковый номер 15, атомная масса 30,97) в полноценном питании животных важную роль играет фосфор. Это один из основных структурных компонентов организма, он принимает активное участие в обмене белков, жиров, углеводов, энергии, минеральных веществ, витаминов, входит в состав важнейших метаболитов. Все синтетические процессы, связанные с ростом и образованием продукции, проходят с его соединениями. Трудно назвать физиологическую функцию организма, в осуществлении которой производные фосфорной кислоты не принимали бы прямого или косвенного участия. Фосфор – единственный минеральный элемент, влияющий на качество мяса. Важнейшие функции организма – окостенение, мышечное сокращение, выделение из организма продуктов обмена и ряд других процессов – неразрывно связаны с обменом фосфора.
Каждое движение связано с расходом энергии, которая получается за счет сгорания глюкозы. Такое сгорание возможно только при условии предварительного соединения глюкозы с фосфором. Но роль фосфора важна не только для получения энергии, но и для всякого превращения сложных форм питательных веществ в более простые в организме животного. Важнейшие процессы, на которых базируется существование и деятельность живых существ – брожение и дыхание, также совершаются и регулируются при решающем участии фосфорных соединений.
При недостатке фосфора в кормах значительно повышается теплопродукция у крупного рогатого скота, при этом ухудшается использование питательных веществ.
Фосфору отводится особая роль в пищеварении жвачных животных. От наличия фосфора в рубце зависит переваримость целлюлозы.
Наибольшее количество фосфора содержится в костяке. Некоторая часть его (подобно кальцию), входящая в состав костной ткани, является активным запасом и может перейти снова в кровь и другие ткани. В период лактации животных фосфор в большом количестве выделяется с молоком.
При недостатке кальция и фосфора на ранней стадии у животных всех видов отмечают беспокойство, пугливость, ухудшение аппетита, извращение вкуса. Животные облизывают друг друга, а также окружающие предметы, грызут стены и кормушки, пьют навозную жижу, поедают кал, подстилку и землю; овцы поедают шерсть. Для коров характерна неправильная постановка конечностей, отмечают перемежающуюся хромоту, движения скованы или некоординированны. У маточного поголовья снижается оплодотворяемость. У взрослых животных расшатываются зубы, у молодняка – задерживается их появление и смена, наблюдается расстройство пищеварения и бронхопневмония.
При избытке кальция ухудшается переваримость кормов и усвоение питательных веществ.
Магний (Mg – щелочноземельный металл II группы периодической системы, порядковый номер 12, атомная масса 24,32)содержится во всех кормах и относится к важнейшим элементам, выполняющим разнообразную роль в организме.
Во многих процессах, протекающих в мышцах, магний является антагонистом кальция. Кальций активирует , а магний подавляет аденозинтрифосфатазную активность миозина.
При введении в кровь ионов кальция устраняется тормозящее действие на функцию нервной системы, оказываемое ионами магния.
Магний активирует многие ферментные системы, переносящие фосфатные группы в обменных реакциях, а также ферменты, катализирующие реакции синтеза, сопряженные с распадом АТФ и ГТФ. Установлено, что магний активирует почти все 50 известных ферментов, которые переносят фосфатные группы, катализирующие реакции синтеза, связанные с распадом аденозин- и гуанозинтрифосфата.
Ионы магния принимают активное участие в окислительном фосфорилировании, активируя включение фосфора в его органические соединения и стимулируя образование АТФ из богатых энергией промежуточных продуктов.
В теле коровы содержится до 0,04%, или до 250 г, магния, из которых 62% содержится в костяке, 37% - в клетках тканей и 1% во внеклеточной жидкости.
Избыточное поступление магния в организм животного ведет к нарушению обмена веществ, действуя угнетающе на рост молодых животных, что особенно проявляется при недостатке в рационе кальция, фосфора и витаминов.
При недостатке (часто проявляется зимой) отмечают истощение животных, хромоту, дегенеративные изменения и отложение кальция в сосудах, снижения рН рубца, уменьшение синтеза микробиального белка и продуктивности животных. У лактирующих коров наблюдается отсутствие аппетита, наблюдается шаткая походка, судорожные подергивания мышц, обильное слюнотечение, конвульсии. Несвоевременное лечение приводит к гибели.
Калий (К принадлежит к I группе периодической системы, порядковый номер 19, атомная масса 30,10) – один из самых распространенных элементов в природе.
В животном организме наибольшее количество калия содержится в мышцах (до 65%), меньше в мозге, селезенке, сердце и эритроцитах, протоплазме и совсем отсутствует в ядрах клеток. Содержание калия в организме от 1,5 до 3 г на 1 кг массы тела в зависимости от возраста. Как правило, у самок калия меньше, чем у самцов, у молодых животных больше, чем у взрослых.
Физиологическая роль калия довольно разнообразна. Он принимает активное участие в поддержании осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия, а также во всех процессах обмена веществ.
При недостатке калия отмечается задержка роста, мышечную слабость, нарушение сердечной деятельности. Однако содержание калия обычно достаточно в кормах и дефицита его в организме животного практически не наблюдается.
Натрий (Na щелочной металл I группы периодической системы, порядковый номер 11, атомная масса 22,99) очень распространенный элемент в животном организме и выполняет самую разнообразную роль. В организме животного натрий используется для построения новых клеток и тканей, участвует в сложных физико-химических процессах обмена веществ. Ему принадлежит ведущая роль в поддержании осмотического давления. Он является комплексным компонентом буферных систем, поддерживающим кислотно-щелочное равновесие в организме. Натрий стимулирует также иммунобиологические процессы, усиливает лейкоцитоз, увеличивает количество агглютининов и тромбоцитов. Соли натрия и хлора тесно связаны с белковым, жировым, углеводным и водным обменом, влияют на сенсибилизацию и десенсибилизацию организма, вызывают реактивность костного мозга, входят в состав электролитов. Ионы натрия активируют ферменты амилазу, фруктокиназу и тормозят действие фосфорилазы, стимулируют транспорт аминокислот. Натрий во взаимодействии с калием участвует в процессах передачи импульса в нервной ткани, воздействуя на сердечно-сосудистую систему.
Количество натрия в теле животных колеблется от 0,7 до 1,5 г на 1 кг массы тела. Костяк тоже является важным депо, где может отложится от 25% до 50% общего количества натрия, содержащегося в организме животного.
Сера (S– галогенVI группы периодической системы, порядковый номер 16, атомная масса 32,06) играет важную роль в жизнедеятельности животных организмов и растений.
В животном организме сера находится преимущественно в виде сложных органических соединений и входит в состав тех белков, которые имеют серосодержащие аминокислоты (метионин, цистин и цистеин). Много серы в таких белках, как муцин, кератин и других. Она содержится в витаминах (тиамин, биотин, липоевая кислота), некоторых белковых гормонов (инсулин, питуитрин) и в ряде других органических соединений. Сера входит в состав серной кислоты, которая в печени осуществляет функцию обезвреживания ядовитых продуктов распада аминокислот, таких как индол, скатол, крезол, фенол.
Хлор (Cl– галоген VII группы периодической системы, порядковый номер 17, атомная масса 35,45) подобно натрию содержится в организме животного, в кормах растительного происхождения его мало.
Физиологическое и биохимическое значение хлора очень велико. В плазме крови и интерстициальной жидкости хлор участвует в поддержании осмотического давления и кислотно-щелочного равновесия. В желудке он обеспечивает нормальную секрецию соляной кислоты. Ионы хлора активируют амилазу слюны. Соли хлора, поступающие с кормами, хорошо растворяются и почти полностью всасываются.
Железо (Fe тяжелый металл VIII группы периодической системы, порядковый номер 26, атомная масса 55,85) имеет важное значение для жизни животных.
В теле животного содержится около 0,005%, или около 4-5 г на 100 кг массы тела, однако в крови железа в 10-12 раз больше. От 60-70% железа сосредоточенно в гемоглобине.
Наиболее важное физиологическое значение железа в теле животного заключается в том, что оно входит в состав гемоглобина и некоторых дыхательных ферментов. Железо входит в структуру костной ткани, скорлупы, находится в составе каталазы, пероксидазы. Железо необходимо для поддержания функций лимфоидных тканей.
Основной признак недостатка железа – анемия. У свиноматок отсутствие течки, появление в пометах мертвых и слабых поросят; у поросят – бледность кожи и слизистых оболочек, снижение содержания гемоглобина и эритроцитов в крови, извращение аппетита, поносы, замедляется рост.
Медь (Cu - металл I группы периодической системы, порядковый номер 29, атомная масса 63,54) имеет большое биологическое значение для животных, хотя и содержится в растениях в ничтожно малом количестве.
Наиболее важной функцией меди является участие в кроветворении. Медь усиливает превращение железа в органически связанную форму, чем ускоряет синтез гемоглобина. Являясь катализатором при образовании гемоглобина она входит в его состав. Мель способствует поступлению железа в костный мозг, где совместно принимают участие в созревании эритроцитов.
Медь входит в состав многих белков, активирует ферменты, важную роль играет в биосинтезе гормонов и витаминов, принимает участие в регулировании углеводного, минерального, водного и газоэнергетического обмена, повышает детоксикационные функции печени.
Отмечается также положительное влияние меди на углеводный обмен, ускорение процессов окисления глюкозы и задерживание распада гликогена, что способствует накоплению его в печени. Медь необходима для нормального развития костей. В процессах пигментации медь оказывает влияние на образование меланина.
При недостатке у КРС ухудшается аппетит, снижается прирост живой массы; извращение вкуса, анемия, поносы; волосяной покров обесцвечивается, особенно вокруг глаз. У коров снижается молочная продуктивность, наступает временная стерильность. У поросят отмечают анемию, бледность кожи, тяжелое затрудненное дыхание. У свиноматок отсутствует теска, в пометах появляются слабые и мертвые поросята. У овец вследствие развития анемии замедляется рост, шерсть взъерошена, теряет извитость. У ягнят отмечается слабость, нарушение координации движений, качание задней части туловища, судорожное подергивание головой и ногами.
Скармливание меди сверх установленных норм может оказаться токсичным для животных, так как избыток меди накапливается в печени, нарушая ее функцию.
Кобальт (Co– химический элемент VIII группы периодической системы, порядковый номер 27, атомная масса 58,9) я является важным элементом животного организма, хотя и содержится в небольшом количестве.
Основная функция кобальта участие в кроветворении. Он влияет на процессы обмена веществ и рост животных, синтеза и активирование некоторых ферментов, входит в состав важнейшего витамина В12. все эти процессы тесно связаны между собой. Так, установлено, что кобальт является важным возбудителем образования эритроцитов, непосредственно влияет на кроветворные функции костного мозга, ускоряет синтез гемоглобина, повышает усвоение железа в организме.
Витамин В12 синтезируется микроорганизмами, населяющими пищеварительный тракт жвачных, свиней и птицы. Для этого синтеза необходим кобальт. При достаточном его содержании в рационе микроорганизмы в преджелудках жвачных синтезируют витамин В12 в количествах, удовлетворяющих их потребности. У свиней и птицы микробный синтез витамина В12 не может полностью удовлетворить их потребности в нем.
Ионы кобальта принимают активное участие в реакциях гликолиза и цикла трикарбоновых кислот, активируют ферменты дипептидазы, и фосфатазы, аргиназу, каталазу, альдолазу и многие другие, но тормозят активность уреазы, цитохромоксидазы и сукциндегидразы.
Кобальт поступает в организм с кормами и подкормками чаще всего в составе витамина В12, различных протеиновых комплексов и неорганических солей.
При недостатке кобальта в рационах вызывает заболевание, которое получило название сухотки у крупного рогатого скота и овец. Болезнь проявляется в нарастающей слабости, анемии, истощении, падении продуктивности и нарушении половой функции. Недостаток покрывается за счет введения в рацион дополнительного количества сульфата кобальта.
Кобальт в организме не задерживается длительное время, и поэтому случаи отравления в практических условиях кормления встречаются редко.
Марганец (Mn – химический элемент VII группы периодический системы, порядковый номер 25, атомная масса 54,94) входит в состав всех растений и тела животного, считается важнейшим элементом питания.
В теле животных марганца относительно мало. Количество его не превышает 0,05 мг% сырого вещества. Роль этого элемента чрезвычайно разнообразна. Благоприятствует усилению роста молодых животных
Э влияет на кроветворение (особенно в сочетании с железом, медью и кобальтом), принимает активное участие в окислительно-восстановительных реакциях, тканевом дыхании, оказывает влияние на обмен углеводов, усиливает эффективность действия витаминов С и В1, имеет тесную связь с воспроизводительной способностью животных.
Марганец оказывает влияние на обмены веществ, активируя многие ферменты, в том числе щелочную фосфатазу, карбоксилазу, дипептидазу, тиоэстеразу, карбокиназу, пролидазу и др.
Недостаток марганца в рационах ведет к торможению роста и задержке формирования скелета (окостенения). В питании цыплят марганец играет важную роль для предотвращения неправильного формирования костей конечностей, которое возникает у них в раннем возрасте из-за недостатка марганца в рационе кур-несушек или когда молодняк получает рационы с избыточным содержанием кальция и фосфора. При недостатке у цыплят заболевание перозис. При этом голеностопные суставы одной или обеих ног распухают и утолщаются, в дальнейшем происходит соскальзывание сустава с мыщелка. Отмечается искривление большой б
Предполагают, что недостаток марганца является одной из причин каннибализма у кур, а добавка его является профилактическим средством против этого заболевания.
При недостатке марганца может возникнуть у самцов атрофия семенников, а у самок угнетается функция яичников, нарушается овуляция и прекращается течка. Часто молодняк рождается мертвым или слабым. У птицы снижается яйценоскость, яйца имеют низкие инкубационные качества.
Избыточное поступление марганца с кормами или подкормками нежелательно, так как может оказать вредное воздействие на организм.
Цинк (Zn– химический элемент II группы периодической системы, порядковый номер 30, атомная масса 65,37) содержится в растениях и теле животного, а его важные и многогранные функции делают его жизненно необходимым.
Основная роль цинка в организме животных заключается в том, что он входит в состав гормонов и ферментов или активирует их, увеличивает размножение некоторых микроорганизмов, влияет на процессы брожения сахара. Большое количество цинка есть в гипофизе, где вырабатывается пролактин, влияющий на процессы молокообразования. Утверждают, что цинк повышает активность половых гормонов, таких как фолликулин и проланин. Он является структурным компонентом молекулы фермента карбоангидразы, обуславливающей быстрое расщепление в легких углекислоты на двуокись углерода и воду. Считают, что цинк повышает усвоение и синтез каротина микрофлорой рубца. Молодняк может болеть А-гиповитаминозами (глазными, легочными, желудочно-кишечными) даже при изобилии каротина в кормах, но при низком содержании цинка. Цинк является в определенных концентрациях стимулятором процессов воспроизводства.
При скармливании поросятам сухих зерновых смесей наблюдается недостаток в цинке и в результате заболевание их паракератозом. Клинические признаки этого заболевания выражаются в замедленном росте, плохой оплате корма приростом массы, характерным покраснением кожи брюха с последующим образованием сыпи и струпьев.
При недостатке цинка в рационе у животных замедляется рост, нарушается развитие волосяного покрова (оперения у птицы), поражается кожа. При его избытке снижается аппетит, может наблюдаться дефицит меди в организме.
Большинство кормов содержит цинк в достаточном количестве для нормального питания животного.
Йод (I – химический элемент VII группы периодической системы, порядковый номер 53, атомная масса 126,9) является необходимым элементом для питания животных, хотя потребность в нем исчисляется в микродозах. У взрослых животных более половины йода находится в щитовидной железе (в щитовидной железе крупного рогатого скота йода содержится до 4,8 г в 1 кг сухого вещества) в организме самцов йода меньше, чем в организме самок, особенно в период беременности; зимой йода меньше, чем летом; у лакирующих животных он выводится с молоком, отчего в из организме йода меньше, чем у нелактирующих.
Физиологическое значение йода тесно связанно с функцией щитовидной железы, вырабатывающей гормон тироксин, в состав которого входит йод. Тироксин является одним из важнейших регуляторов окислительно-восстановительных процессов в клетках, влияет на деятельность нервной системы и процессы усвоения питательных веществ.
Деятельность щитовидной железы находится в тесной связи с обменом кальция и фосфора в организме животных – при избытке элементов снижается содержание йода в крови. Есть подтверждение, что йод оказывает положительное влияние на развитие волосяного покрова и на оперение. Особенно чувствительны к недостатку йода свиньи, у них резко увеличивается щитовидная железа, молодняк рождается слабым, часто без волосяного покрова, после рождения вскоре погибает, отмечаются случаи мертворождения. У коров при недостатке йода увеличивается яловость.
При избытке йода повышается обмен веществ и увеличивается теплообразование, повышается азотистый обмен на 25-30%. Чрезмерное поступление йода вызывает отравление организма.
Фтор (F– химический элемент VII группы периодической системы, порядковый номер 9, атомная масса 19) – необходимый элемент для жизни животных и растений.
Физиологическая роль фтора до конца не выяснена. Он имеет большое значение для развития зубов, предотвращает разрушение эмали зубов (кариес).
Недостаток фтора в корма может быть одной из причин расстройства процессов окостенения, проявляющегося в деформации скелета и зубов. При этом развивается кариес. Установлено, что с наличием фтора тесно связанны такие процессы, как обмен углеводов, жиров и тканевое дыхание. Недостаток фтора вызывает потерю аппетита, жировую дегенерацию органов и тд.
Могут наблюдаться отравления фтором, при избыточном поступлении в организм животных минеральных подкормок, содержащих фтор.
Селен (Se– химический элемент VI группы периодической системы, порядковый номер 34, атомная масса 78,96) причисляют к группе необходимых элементов, хотя потребность животных в нем мала. До недавнего времени селен рассматривался как токсический элемент, так как в определенных дозах он вызывает отравления. Его физиологическая роль до конца не выяснена. Установлено, что он тормозит ряд ферментных систем – протеолитических, фосфорилирования, тканевого дыхания и др. известно, что малые дозы селена, могут активизировать АТФ и фермент сукцинодегидразу, играющие большую роль в энергетических превращениях. В то же время большие дозы селена угнетают АТФ и деятельность фермента, что приводит к нарушению углеводного обмена.
Предполагают, что селен может замещать серу в серосодержащих аминокислотах (метионин, цистин и цистеин). При этом в обмене веществ селен действует так же, как и сера в цистине. Считают также, что селен снижается образование перекисей в печени при использовании для животных кормов с большим количеством не насыщенных жирных кислот или бедных витамином Е.
Действие селена аналогично витамину Е. Он регулирует расход витаминов А, С, Е и К, принимает участие в аэробном окислении, замедляя его интенсивность, и тем самым регулирует скорость течения окислительно-восстановительных реакций.
Потребность животных в минеральных веществах.
Потребность животных в минеральных элементах изменяется в зависимости от возраста, живой массы, уровня продуктивности, физиологического состояния животного.
Есть несколько методов определения нормы минеральных элементов для сельскохозяйственных животных: изучение минерального состав тела животного, химического состава молока или другой продукции, баланса минеральных элементов в организме, учета своболного поедания отдельных минеральных подкормок; метод меченых атомов. Однако эти методы не достаточны для разработки основ минерального питания.
Изучение химического состава тела животного может дать лишь приблизительные, ориентировочные данные о потребности в отдельных элементах. По содержанию золы тела животного можно установить некоторое соотношение минеральных элементов, но по этому методу нельзя выяснить, как используются в организме минеральные соединения рационов. Метод этот трудоемкий, а состав тела отдельных животных значительно колеблется.
Химический состав молока или других видов продукции не может быть критерием для определения потребностей лактирующих животных в минеральных элементах, к тому же с течением лактации он изменяется.
Метод определения баланса минеральных элементов в организме по сравнению с другими методами считается наиболее точным. При этом учитывается приход и расход минеральных элементов, постоянно ведутся наблюдения за продуктивностью и состоянием здоровья.
Метод меченных атомов чаще всего применяют для определения динамики обмена и накопления минеральных элементов в организме животного. Применяют преимущественно изотопы кальция и фосфора, магния, йода, реже железа, меди, цинка, марганца и кобальта. При этом определяют истинную усвояемость этих элементов, ведут наблюдение за местом их распределения и учитывают величину эндогенных потерь. Однако и при этом происходит ряд проблем, включая действие гомеостатических реакций, которые имеют огромное значение, но не всегда учитываются. Этот метод требует специальных установок для проведения опытов с учетом защиты радиоактивных минеральных элементов, поэтому широкого применения не получил. Заключение приходится делать не только на основании данных баланса, но и по совокупности ряда факторов, как, например, прибавление или уменьшение массы, ухудшение или улучшение состояния здоровья животного, состояние аппетита, извращение вкуса, появление каких-либо патологических признаков и тд, из которых многие могут зависеть от других причин, а не только от избытка или недостатка минеральных элементов.
Потребность животных в минеральных элементах в настоящее время не ограничивается контролем поступления традиционных макроэлементов, таких как кальций, фосфор и добавки поваренной соли. Можно считать, что выяснена потребность и установлены нормы кормления животных и в остальных макро элементах (калий, магний, сера) и многих микроэлементах (железо, медь, цинк, кобальт, марганец, молибден, йод и др), по которым контролируют кормление животных и балансируют рационы для снижения затрат кормов на единицу продукции и повышения продуктивности.
Сложность физиологических процессов, которые лежат в основе определения потребности животных в минеральных элементах, свидетельствует о необходимости новых методов исследования минерального обмена. Например, неизбежность отрицательного баланса фосфора и кальция у коров в начале лактации, оказавшаяся в одних опытах, не нашла подтверждения в других.
В качестве единиц измерения для макроэлементов берут проценты или г/кг, а для микроэлементов – мг/кг сухого вещества корма рациона.
Кальций и фосфор. Потребность животных в кальции и фосфоре разработана в нашей стране с участием многих научно-исследовательских учреждений. Эти данные опубликованы в рекомендациях и нормах кормления животных, которыми и руководствуются при составлении рационов. По нормам кормления коровам на 500 кг массы тела с суточным удоем 20 кг молока нужно скармливать 105 г кальция и 75 г фосфора. Принято считать, что усвоение кальция корма коровами составляет 30% с колебаниями 16-47%, месячными телятами – 96-98, 6-месячными – 41, взрослыми животными – от 1 до 6 лет – 34, а в возрасте 10 лет – 22%. Усвояемость фосфора составляет 45-50%. Хорошо сбалансированное питание животных улучшает усвоение фосфора на 20%. В летний период потребность в минеральных элементах удовлетворяется при содержании в растениях 0,6 – 0,7% кальция и 0,45% фосфора на сухое вещество. Однако содержание фосфора в травостое редко доходит до 0,32%, поэтому животные нуждаются в подкормках.
Потребность в кальции для суягных маток составляет 6 г в сутки, для ягнят – 4-7 г и подсосных маток – от 6 до 11 г. эта потребность удовлетворяется при содержании в сухом веществе корма от 0,3 до 0,45% кальция.
Для свиней потребность в кальции не удовлетворяется кормами рациона, а требуются и минеральные подкормки. Так, подсосной матке с 10 поросятами необходимо дать до 32 г кальция, что составляет около 0,6% от сухого вещества корма.
У кур-несушек потребность в кальции очень высокая. С каждым яйцом выделяется 2 г кальция. Поэтому необходимость в нем обеспечивается 30 г на 1 кг сухого вещества корма, для цыплят после вывода – около 9, для бройлеров – 12 г кальция на 1 кг сухого вещества корма.
Минимальная потребность высокопродуктивных коров в фосфоре составляет 0,4%, низкопродуктивных – 0,35 и сухостойных – 0,2-0,28% от сухого вещества корма, при откорме скота – 0,3%. Для свиней – 0,4-0,7% от сухого вещества.
Калий, натрий и хлор. Дефицит калия в кормах – явление очень редкое, поэтому специалисты животноводства мало уделяют внимания этому элементу как фактору питания. Почти все кормовые средства (кроме зерна кукурузы) содержат калия более 0,5% от сухого вещества, а в зеленых кормах его свыше 1,5%. Для удовлетворения потребности коров в калии в сухом веществе его должно содержаться до 0,7%. Для интенсивно растущих бычков на откорме оптимальный уровень калия 0,5-0,6% от сухого вещества. Среднее потребление калия коров с живой массой 500 кг около 200-400 г в сутки.
В 1 кг молока содержится около 1,5 г калия с использованием на 50% от принятого в корме. Тогда на 1 кг молока требуется до 3 г калия. Учитывая результаты многих научных исследований, пришли к заключению, что потребность коров в калии около 1 % в сухом веществе рациона.
Свиньи должны получать от 0,2 до 0,28% калия в сухом веществе. Для птицы уровень его составляет 0,4% от сухого вещества.
В практике животноводства считают, что более важным является потребность в поваренной соли, а не в составных элементах. В обменных опытах было установлено, что каждая кормовая единица должна содержать не менее 3,5 г натрия, для подсосных свиноматок; для молочных коров, растущего молодняка и на откорме количество натрия на кормовую единицу определено до 4 г.
Предполагают, что для дойных коров потребность в хлоре удовлетворяется 1,9 г/кг сухого вещества корма. Для молодняка достаточно 0,7г/кг. Растущие свиньи обеспечивают потребность в хлоре 1,2-1,3 г/кг сухого вещества корма. Для курицы-несушки необходимо 1,5-2,6 г хлора в 1 кг сухого вещества корма.
Сера. В мясном скотоводстве, изучая потребность в сере, пришли к выводу, что эта потребность удовлетворяется при соотношении азота к сере равном 12:1
Принято считать, что общая потребность коров в сере несколько выше 1 г на1 кг сухого вещества корма, в то время как для овец равна этой величине. Естественными кормами нельзя удовлетворить потребность овец в сере, поэтому ее надо давать в виде добавок.
Магний. Потребность животных в магнии так же недостаточно определена. Предполагают, что она невелика и вполне покрывается тем количеством, которое заключено в кормах, обычно скармливаемых животным. Установлено, что взрослые животные не имеют резервов магния в своем теле и должны постоянно получать его с кормом.
Коровы выделяют в 1 кг молока 0,12-0,13 г магния, для поддержания жизни им требуется 4-8 г в сутки. Усвояемость магния корма молочными коровами около 17% (с колебаниями от 7 до 33%): в зимний период она равна 20-30%, а летом на пастбище – 10-30%. В пастбищной траве содержится около 2кг/га сухого корма, а в бобовых травах магния содержится в 3-4,5 раза больше.
Потребность в магние для свиней составляет от 0,4 до 0,5 г/кг сухого вещества, что покрывает поступление его с кормами. Такие нормы магния и для птицы.
Железо. Потребность в железе почти всех видов животных покрывается за счет кормов рациона и в обычных условиях кормления недостаток железа в кормах практически не встречается. Недостаток железа, как правило, проявляется у поросят и телят, которые находятся исключительно на молочном кормлении. Для его устранения применяют инъекции или скармливание препаратов железа.
Медь. Потребность животных в меди во многом зависит от поступления с кормами других элементов, особенно цинка, молибдена, кадмия, серы. Поэтому при определение норм меди всегда учитывали, что поступление отмеченных элементов было на уровне удовлетворения потребности животных. Дефицит в меди отмечается у поросят-сосунов и у взрослых жвачных, получавших корма из болотистых и песчаных почв.
Оптимальной нормой для коров принято считать 8 мг/кг сухого вещества корма, снижение количества меди до 6мг/кг нежелательно.
Для овцематок потребность удовлетворяется дачей 13-15 мг в сутки, или 10 мг меди в 1 кг сухого вещества рациона.
У свиней потребность в меди обеспечивается при норме 5 мг в 1 кг сухого вещества корма, разных видов птицы – 4-6 мг/кг корма. В период интенсивной яйцекладки она возросла до 8-10 мг в 1 кг корма.
Цинк. О потребности животных в цинке имеется мало данных. Минимальная потребность животных в этом элементе обеспечивается, если в 1 кг корма содержится 20 мг цинка.
Оптимальная норма цинка для жвачных – 40-50 мг/кг сухого вещества корма. После того, как установили, что у свиней и крупного рогатого скота болезнь паракератоз возникает на почве недостатка цинка, начали определять потребность цинка в зависимость от содержания в рационе кальция.
Для свиней были предложены нормы цинка 60 мг/кг.
Доза цинка 10-30 мг/кг сухого вещества корма в рационах птицы повышает содержание сахара в крови и оказывает влияние на углеводный обмен.
Большое количество кальция в рационах коров повышает их потребность в цинке. В этой связи предлагают при содержании в кормах кальция свыше 0,3% на каждые 0,1% кальция добавлять 16 мг цинка.
Марганец. Потребность жвачных животных в марганце удовлетворяется при содержании 60 мг/кг сухого вещества корма. Несколько меньшая потребность в этом элементе у свиней (20-30 мг/кг), у птицы она находится на уровне жвачных (50-70 мг/кг). Большие дозы марганца для кур положительно влияют на толщину скорлупы яиц. При недостатке в почвах кормах марганца животным восполняют его недостачу минеральными подкормками.
Йод. Потребность в йоде увеличивается при кормлении бобовыми и свекольной ботвой, где содержится много кальция, избыток которого вызывает гиперфункцию щитовидной железы.
Для молочных коров и овцематок потребность в йоде покрывается при содержании его от 0,2 до 0,8 мг/кг сухого вещества корма. В молоке высокоудойных коров выделяется до 1 мг йода, поэтому нормы его для них следует повышать.
Для свиней норма йода 0,2 мг/кг корма достаточна для покрытия йодной недостаточности.
У птицы оптимальной нормой йода принято считать 0,15 мг/кг в сухом веществе корма, для племенных кур ее повышают до 0,5 мг/кг.
Установлено, что для поддержания нормальной функции щитовидной железы требуется около 3 мкг йода на 1 кг массы тела, беременным животным эту норму увеличивают на 25-50%.
Кобальт считается критическим элементом, необходимым для синтеза витамина В12. его следует добавлять в рационы всех видов животных в тех зонах, где отмечается недостаток этого элемента в почве и кормах.
Долгое время считали, что количество кобальта в кормах от 0,08 до 0,1 мг/кг сухого вещества обеспечивает в нем потребность коров и овец. Нормы кобальта для свиней в 2 мг/кг сухого вещества корма.
Селен. Минимальная потребность животных в селене определяется количеством 0,1 мг/кг сухого вещества корма. У мясного скота при уровне селена 1 мг на голову в сутки увеличивались суточные приросты. Допустимая норма селена в рационах крупного рогатого скота 2 мг/кг сухого вещества.
При содержании в корме селена меньше 0,1 мг/кг сухого вещества у телят и овец возникает беломышечная болезнь, при поступлении с кормами селена такое заболевание прекращалось.
Значение соотношения в кормах и рационах кислотных и щелочных элементов в питании животных.
Минеральные элементы играют большую роль в создании и поддержании постоянства внутренней среды в организме животных. Нормальные жизненные процессы проходят лишь в определенной среде, обычно нейтральной или слабощелочной.
В тканевых жидкостях существует строго определенное соотношение между кислотными и щелочными ионами, поэтому и рН для каждой ткани можно считать величиной постоянной.
Для полного использования питательных веществ рациона животными и поддержания в норме здоровья последних необходимо кроме абсолютного содержания минеральных элементов контролировать соотношение кислотных и щелочных элементов, которое определяют по формуле
Cl x 0,028+S x 0,062+P x 0,097
Na x 0,044+K x 0,0256+Mg x 0,082+Ca x 0,050
В норме этот показатель для крупного рогатого скота должен не выходить из пределов 0,8-1,0.
Кратковременные сдвиги кислотно-щелочного равновесия в организме могут возникать при избыточном накоплении анионов, быстром их всасывании или при разной скорости их выделения. Однако эти кратковременные сдвиги кислотно-щелочного равновесия значительно не влияют на продуктивность животных.
Известно, что у травоядных животных часто отмечается избыток катионов в кормах, но нарушений кислотно-щелочного равновесия не наблюдается, так как всегда есть в достаточном количестве углекислота и другие буферы.
В организме животных кислотно-щелочное равновесие тесно связано с промежуточным обменом минеральных элементов. Они входят в буферные системы и принимают активное участие в поддержании кислотно-щелочного равновесия в жидкостях тела. При поступлении в организм кислот или щелочей буферные системы противодействуют изменению рН среды.