ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБМЕННОЙ ЭНЕРГИИ У БЫЧКОВ В ПЕРИОД ВЫРАЩИВАНИЯ ПРИ РАЗНОМ УРОВНЕ ОБМЕННОГО ПРОТЕИНА В РАЦИОНЕ

Алексей ДЕНЬКИН1, Виктор ЛЕМЕШЕВСКИЙ2

1Всероссийский Научно-Исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных,
Боровск, Калужская область, Российская Федерация
2Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь

Abstract. Experimental investigations carried out using Kholmogory bulls, kept under vivarium conditions,
have been aimed to study the effect of different levels of metabolizable protein in the diet on the use intensity of
metabolizable energy. The main diet contained 478 g of metabolizable protein and included cereal hay, mixed
grass silage and compound feedstuff. According to experimental scheme the bulls were consequently supplied
with increasing levels of metabolizable protein (491, 513 and 526 g.) at the expense of partial replacement of the
compound feedstuff by feed additives with different protein degradability (sunflower meal or soybean cake). According
to the indicators of energy balance, the efficiency of metabolizable energy use for the increase in body
weight was established. On the basis of the balance of energy substrates the correlation was determined between
substrate expenditures for heat production and expenditures for deposition in body weight gain of bulls during the
growing period. When soybean cake (750 g) was supplied with the diet the expenditure of energy substrates for
heat production was the highest, that led to the decrease in output gain. When sunflower meal (250 g) was included
in the ration the contribution of enegy substrates to gain was most significant.

Key words: Rations; Bulls; Metabolizable energy; Metabolizable protein; Substrates; Energy balance; Gain.

Реферат. На бычках холмогорской породы в условиях вивария изучили влияние различных уровней
обменного протеина в рационе на интенсивность использования обменной энергии. Основной рацион
содержал 478 г обменного протеина и включал сено злаковое, силос разнотравный и комбикорм. Согласно
схеме опыта, бычкам последовательно повышали уровень обменного протеина в рационе (491, 513 и
526 г) за счет частичной замены комбикорма кормовыми добавками с разной распадаемостью протеина
(подсолнечный жмых или соевый жмых). По показателям баланса энергии установили эффективность
использования обменной энергии на прирост массы тела. По балансу энергетических субстратов
определили соотношение затрат субстратов на теплопродукцию и отложение в приросте массы тела бычков
в период выращивания. При введении в состав рационов соевого жмыха (750 г) расход субстратов на
теплопродукцию был самым высоким, что способствовало снижению прироста продукции. При введении
в рацион подсолнечного жмыха (250 г) вклад субстратов в прирост был наиболее значительным.
Ключевые слова: Рационы; Бычки; Обменная энергия; Обменный протеин; Субстраты; Баланс
энергии; Прирост.

ВВЕДЕНИЕ
Современная направленность физиологических исследований в молочном скотоводстве связа-
на с научным обоснованием регулирования не только количественных, но и качественных показа-
телей получаемой продукции (молока с повышенным содержанием белка, производство постной
говядины), что можно получить за счет изменения уровня питания и отдельных питательных ве-
ществ в рационах животных. В технологиях интенсивного выращивания на мясо сверхремонтно-
го поголовья бычков ведущей проблемой является преодоление традиционных норм кормления,
как в молочный период, так и в последующие периоды с достижением систематического уровня
прироста 1400-1500 г/сутки с целью получения говядины высокого качества и решения ряда во-
просов экономического характера. Для этих целей необходимо обоснование новых технологий
кормления молодняка крупного рогатого скота по возрастным периодам.
Для обеспечения интенсивного роста бычков необходимо применять рационы с высокой концен-
трацией обменной энергии и обменного протеина. Это достигается за счет использования в корм-
лении жвачных животных достаточно высокого уровня зерновых концентратов при относительно
низком содержании сырой клетчатки. При интенсивном выращивании и откорме молодняка круп-
ного рогатого скота оптимальным считается уровень зерновых концентратов 50-55 % от обменной
энергии рациона. В этих условиях в рубце интенсивно протекают микробиологические процессы, что
обеспечивает наращивание микробной массы, которая после ферментации в кишечнике является ис-
точником аминокислот для обеспечения метаболических процессов в организме жвачных животных.
Наряду с микробным белком в кишечник жвачных животных может поступать протеин корма,
не ферментируемый в рубце. В детализированных нормах кормления, принятых в нашей стране,
не предусматривается оптимизация условий питания выращиваемого на мясо молодняка крупно-
го рогатого скота с учетом потребности в обменном протеине.
Однако результаты отечественных и зарубежных исследований однозначно показали, что для
жвачных животных уровень переваримого протеина не отражает в достаточной мере количество
аминокислот, поступающих из желудочно-кишечного тракта, в связи с образованием в предже-
лудках микробного белка из белковых и небелковых источников азота и рециркуляцией азота в
организме. Поэтому совершенствование и разработка новых подходов к оценке и нормированию
протеинового и аминокислотного питания жвачных животных в настоящее время базируется на
данных физиологии и биохимии пищеварения жвачных животных и учитывает целый комплекс по-
казателей, позволяющих более объективно прогнозировать поступление аминокислот в организм.
В тоже время в странах с развитым животноводством, системы питания жвачных животных
предусматривают необходимость учета качества протеина и углеводов корма. Показано, что дан-
ный подход экономически целесообразен не только при производстве молока, но и при выращи-
вании животных на мясо (Bethard, G.L., James, R.E., McGilliard M.L. 1997).
Целью работы явилось изучить влияние различного уровня обменного протеина в рационе на
интенсивность использования обменной энергии у бычков.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для решения поставленных задач проведен эксперимент методом латинского квадрата на 4 быч-
ках холмогорской породы в виварии института. Начальная живая масса бычков – 147,3 кг (возраст 7-8
месяцев), выращенных по принятой технологии с использованием молочных продуктов: цельного
молока и ЗЦМ, смеси дерти концентратов, при раннем приучении к потреблению грубых кормов.
Содержание животных привязное, кормление индивидуальное, двукратное, равными частями. Ежеднев-
но учитывали потребление корма. Для оценки интенсивности роста, бычков периодически взвешивали.
Животные получали одинаковый основной рацион, сбалансированный по питательным ве-
ществам с содержанием сырого протеина и обменной энергии согласно существующим нормам
(Калашников, А.П., Фисинин, В.И., Щеглов, В.В., Клейменов, Н.И. 2003). Рацион подопытных
животных включал сено злаковое, силос разнотравный и комбикорм (табл. 1).

Внутри группы в рационе бычков последовательно повышали уровень обменного протеина.
Это было осуществлено за счет ввода кормовых добавок с различным распадом протеина (ком-
мерческий препарат подсолнечного жмыха, содержащего протеин, незащищенный от распада в
рубце, или препарат соевого жмыха, с протеином, защищенным от распада в рубце).
В результате использования данной схемы исследований, бычки получали с рационом 4 раз-
ных уровня обменного протеина. Отношение обменного протеина к обменной энергии рациона
составило в 1-ой группе – 7,8; во 2-ой – 8,06; в 3-й – 8,4 и в 4-ой – 8,6 г/МДж.
В конце каждого месячного периода опыта у бычков проводили балансовый опыт (Надальяк, Е.А.,
Агафонов, В.И., Григорьева, К.Н. 1977) и исследовали показатели газоэнергетического обмена ма-
сочным методом по Надальяку Е.А. (Кальницкий, Б.Д. 1998) до кормления и через 3 часа после него.
Газоанализ проводился с использованием газоанализатора-хромотографа АХТ-ТИ; прямую
калориметрию проб корма, кала, мочи, молока и др. проводили с использованием адиабатическо-
го калориметра АБК-1.
Для оценки процессов пищеварения у бычков определяли потребление корма, переваримость
основных питательных веществ рациона и поступление субстратов из пищеварительного тракта
в метаболический пул. В пробах корма и кала определено содержание сухого и органического
вещества, сырого протеина, клетчатки, общих липидов и золы.
Проведена оценка энергетической и субстратной питательности кормов и рационов (Агафо-
нов, В.И. 1998).
Фонд субстратов используется на энергетические цели и на синтез продукции, в данном слу-
чае прироста, аналогично известному принципу определения обменной энергии рационов (ОЭ
= ТП + ЭП). В ВНИИФБиП животных разработана методика количественного определения суб-
стратов, использованных в энергетическом обмене; их суммарный энергетический эквивалент
равен суточной теплопродукции.
Все оставшиеся субстраты в преформированном виде входят в компоненты прироста бычков.
Количественный вклад основных групп субстратов в энергетический обмен (в величину те-
плопродукции) рассчитывали по данным исследований легочного газообмена и потерь азота с
мочой. Количество вовлеченных в энергетический обмен аминокислот в приближении рассчи-
тывали по азоту, выделенному с мочой в течение суток, умножая коэффициент на 6,25, с учетом
того, что содержание азота в белках (аминокислотах) составляет в среднем 16 %. Зная калори-
ческую ценность белка (18,00 кДж/г) рассчитывали суточную теплопродукцию за счет полного
окисления аминокислот до СО2 и воды и вычитали её из величины общей суточной теплопро-
дукции. В результате получаем величину «небелковой» теплопродукции, по которой находим
относительный вклад в теплопродукцию двух групп субстратов, различающихся по величине
дыхательного коэффициента.
Варьирующие количественные признаки результатов экспериментальных исследований под-
вергались статистической обработке (Лакин, Г.Ф. 1980) с оценкой достоверности эффектов с по-
мощью t-критерия Стьюдента в компьютерной программе Statistica и MS Office Excel.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
Результаты взвешиваний показали, что условия питания животных обеспечили высокую ин-
тенсивность роста. Следовательно, исследования были проведены на хорошем зоотехническом
фоне – среднесуточный прирост массы тела составил больше 1000 г.
Наиболее высокий среднесуточный прирост массы тела был у бычков 2-ой группы (табл.2).

Частичная замена концентратов белковыми добавками в рационах опытных групп не оказала
значительного влияния на потребление и переваримость сухого вещества корма, по сравнению
с контролем (табл. 3). Бычки 2-ой группы, в состав комбикорма которых входил подсолнечный
жмых, поедали корма фактически без остатков. С повышением сырого протеина в рационах
опытных групп повышалась переваримость сухого вещества при максимальном значении в 4-ой
группе и составила 66,23 %. Также с увеличением белка в рационах 2-ой, 3-ей и 4-ой опытных
группах возрастала концентрация обменной энергии в рационе, по сравнению с контролем.

В сбалансированных рационах переваримость валовой энергии принято рассчитывать по раз-
нице между содержанием валовой энергии корма и энергии, содержащейся в кале. Калорийность
1 кг сухого вещества переваримых питательных веществ в сбалансированных рационах не пре-
вышает 17,0 МДж. Это ведет к высокой калорийности сухого вещества кала, где относительно
возрастает доля непереваренных компонентов грубых кормов (лигнин, сырая клетчатка и др.),
имеющих калорийность свыше 20 кДж/г. Энергия переваримых питательных веществ является
исходной величиной для расчета обменной энергии в животном организме и при оценке энерге-
тической питательности рациона. С энергией переваримых питательных веществ тесно связаны
потери энергии с мочой (4-5 % от переваримой энергии). В более сложной связи с энергией пере-
варимых питательных веществ находятся потери энергии с метаном и теплотой ферментации.
Согласно данным Лемешевского В.О. (2017), потери энергии в преджелудках жвачных, связан-
ные с ферментацией, составляют 24,8 %. Агафоновым В.И. были проведены прямые исследова-
ния с дуоденальным и илеоцекальным анастомозами. Они показали, что потери энергии корма с
метаном и теплотой ферментации составляют 24,72 % от потери энергии питательных веществ,
переваренных в преджелудках и тонком кишечнике (Кальницкий, Б.Д. 1998). После применения
поправок на потери энергии переваримых питательных веществ с метаном и теплотой фермен-
тации, оставшаяся часть энергии, переваренной в преджелудках и толстом кишечнике, представ-
лена ЛЖК, количественно выраженная в молярном, а затем в весовом их соотношении. Энергия
питательных веществ, переваренных в тонком кишечнике, служит для количественного расчета
аминокислот, высокомолекулярных жирных кислот и глюкозы.
Содержание валовой энергии в 1 кг комбикорма составило 17,22 МДж/кг СВ, в подсолнечном
и соевом жмыхах – соответственно, 18,55 и 18,69 МДж/кг СВ. Таким образом, частичная замена
комбикорма опытных групп белковыми добавками способствовала повышению валовой энергии
рациона при фактически одинаковом потреблении сухого вещества корма. В связи с этим, потре-
бление валовой энергии корма бычками опытных групп было больше, чем в контроле (табл. 4).
Потери энергии с мочой в опытных группах были ниже на 13-22 %, чем в контроле, что способ-
ствовало повышению уровня обменной энергии в опытных группах по сравнению с контролем.
Уровень обменной энергии от валовой в группах составил: в 1-ой – 50,88 %, во 2-ой – 51,40 %, в
3-ей – 51,45 % и в 4-ой – 51,75 %.
В тоже время, с увеличением сырого протеина в рационе повышалась не только переваримость
и уровень обменной энергии, но пропорционально возрастала и теплопродукция. Так, уровень те-
плопродукции от обменной энергии в 1 и 2 группах был фактически на одном уровне и не превы-
шал 70 %, а в 3 и 4 группах составил 71 и 74 %, соответственно (табл. 5). С увеличением вклада
обменной энергии в теплопродукцию снижается её вклад в энергию прироста и эффективность
использования обменной энергии снижается. Так, затраты обменной энергии на 1000 г прироста
живой массы были минимальными во 2-ой группе, а максимальными – в 4-ой группе. Увеличение
теплопродукции обусловлено специфическим динамическим действием пищи, где наиболее выра-
женным её действием обладают белки, способные повышать интенсивность обменных процессов
на 30 %, а в ряде случаев и на 80 %, далее идут углеводы (5,9 %) и, наконец, жиры (2,5 %).

В ранее проведенных исследованиях было отмечено, что высокий уровень протеина в рационе
способствует большему отложению азота в теле. Не отмечено отрицательного действия высоких
уровней протеина на прирост живой массы, так как отложение белка ограничено биологическим
пределом (Thorbek, G. 1972; Broster, W.H. 1974). Однако, значительный избыток протеина сверх
оптимальных потребностей снижает продуктивность животных, уменьшает потребление корма и
увеличивает потери энергии связанные с избыточной теплопродукцией (Blaxter, K.L. 1962, 1972;
Broster, W.H. et al. 1969). Основной причиной неэффективного использования обменной энергии
при избытке протеина в рационе животных является увеличение энергетического обмена для
усиления реакций переаминирования и дезаминирования аминокислот в печени и желудочно-
кишечном тракте. Если организм не способен использовать поступающие в обмен белки и ами-
нокислоты, то они вовлекаются в окислительный обмен и таким образом выводятся из организ-
ма. Это предохраняет организм от аминокислотного имбаланса и нарушения белкового обмена
(Денькин, А.И., Лемешевский, В.О., Курепин, А.А. 2018).
Для интенсивного роста мышечной ткани необходимо оптимальное снабжение всеми субстра-
тами. Основным компонентом в период выращивания выступают аминокислоты. Оценивая суб-
стратный фонд рациона (табл. 6), видно, что с увеличением доли белковой добавки в опытных
группах уровень аминокислот и ВЖК пропорционально возрастал по сравнению с контролем, но
в тоже время снижалось количество бутирата.

Анализируя таблицу 7 можно отметить, что у бычков опытных групп с увеличением сырого
протеина в рационе, возрастала теплопродукция и, соответственно, повышались затраты суб-
стратов. Однако у бычков 2 группы вклад аминокислот в теплопродукцию был ниже, чем в кон-
троле на 6,05 %, что говорит о более эффективном использовании аминокислот на прирост. У
бычков 3 и 4 группы вклад аминокислот в теплопродукцию превышал контроль на 8,06 % и
12,42 %, соответственно.

Анализ данных по балансу субстратов (табл.8) показал, что с увеличением вклада субстратов
теплопродукции в 3 и 4 группах снизилось количество субстратов на прирост продукции по срав-
нению с контролем. При этом в 4 группе, где в состав комбикорма ввели 750 г соевого жмыха,
на теплопродукцию расход субстратов был самым высоким, что способствовало снижению при-
роста продукции. В 1 и 3 группах вклад субстратов в прирост был фактически на одном уровне.
Во 2 группе вклад субстратов в прирост был самым высоким.
Проведенные исследования позволили экспериментально установить наличие связи между
показателями обмена веществ, функциональным состоянием пищеварительной системы, эф-
фективностью использования питательных веществ корма и интенсивностью роста бычков на
рационах с разным уровнем обменного протеина. Полученные данные необходимы для биоло-
гического обоснования способов повышения, интенсивности роста бычков и эффективности ис-
пользования питательных веществ корма на биосинтез компонентов мяса.

ВЫВОДЫ
Исследования влияния различного уровня обменного протеина в рационе бычков холмогор-
ской породы в период выращивания позволили оценить эффективность использования субстра-
тов в энергетическом обмене. Так, у бычков 3 и 4 групп при более высоком уровне обменного
протеина в рационе наблюдается повышение интенсивности теплообразования в тканях и сни-
жение энергии прироста, по сравнению с контролем. У бычков 2 опытной группы использование
аминокислот на прирост продукции проходило более эффективно, чем в контроле.
На современном этапе совершенствование системы нормирования питания бычков необходи-
мо проводить на основе оценки субстратной обеспеченности продуктивных функций, исходя из
количественной субстратной характеристики рационов и из потребности в субстратах энергети-
ческого обмена в период интенсивного выращивания. Исследования легочного газообмена по-
зволяют провести расчет количества ацетат + глюкозы и липидов, вовлеченных в энергетический
обмен и оставшуюся часть доступных для усвоения субстратов рациона, которые в трансфор-
мируемом виде находятся в компонентах продукции, главном образом, в мышечной массе. При
совершенствовании системы нормирования питания крупного рогатого скота, наиболее сложной
проблемой остается разработка методов балансирования поступления доступных для усвоения
субстратов, а также их использование в энергетическом обмене синтеза компонентов продукции,
особенно тех субстратов, которые лимитируют количество и качество продукции (Agafonov, V.I.,
1998; Riis, P.M. et al. 1990; Sporndly, R. 1990).
 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. AGAFONOV, V.I. (1998). Energy and substrate estimate of nutritional value of ruminant diets. In: International
Symposium ”Energetic Feed Evaluation and Regulation of the Nutrient and Energy Metabolism in Farm
Animals”, Rostock (Germany), May 29-30, pp. 69-70.
2. BETHARD, G.L., JAMES, R.E., McGILLIARD, M.L. (1997). Effect of Rumen-Undegradable Protein and
Energy on Growth and Feed Efficiency of Growing Holstein Heifers. In: Journal of Dairy Science, Nr 80, pp.
2149-2155.
3. BLAXTER, K.L. (1962). The energy metabolism of Ruminants. Springfield. Illinois, USA.
4. BLAXTER, K.L. (1972). Energy-Protein Relationships in Ruminants. In: Proc. 9 th Int. Congr. Nutrition,
Mexico, pp. 122-127.
5. BROSTER, W.H. (1974). Requirements and supply of protein for Ruminants. The production of more homegrown
protein for animal feeding. In: Proc. 8 Animal conference of the Rading unit. agric. club., pp. 13-30.
6. BROSTER, W.H., TUCK, V.J., SMITH T., JONSON, V.W. (1969). Experiments on the nutrition of the dairy
heifer. VII. Observations on the effects of the energy intake on the utilization of protein in growth and in lactation.
In: Journal of Agricultural Science, No 72, pp.13-30.
7. ЛАКИН, Г.Ф. (1980). Биометрия: учеб. пособие для биолог. спец. вузов. Москва: Высшая школа. 293 с.
8. LEMIASHEUSKI, V.О. (2017) Substrate energy use by calves for weight gain. In: Journal of Agroalimentary
Processes and Technologies, No 23(1), pp. 24-30. ISSN: 2069-0053 (print)
9. RIIS, P.M. (1990) A model for the efficient use of new information within physiology, nutrition and breeding
of dairy cows. In: Fryk. Fr. Wogtruk, 68 p.
10. SPORNDLY, R. (1990) Aspects on ration formulation based on substrate system. In: Norwegian Journal of
Agricultural Science, No 5, pp.83-87.
11. THORBEK, G. (1972) Protein deposition and energy metabolism. In: Roc. 9th int. Congr. Nutrition, Mexico,
vol. 3, pp.114-121.
12. ДЕНЬКИН, А.И., ЛЕМЕШЕВСКИЙ, В.О., КУРЕПИН, А.А. (2018). Влияние элементов адаптивного
кормления молочных коров на эффективность использования. In: Актуальные проблемы интенсивного
развития животноводства: сборник научных трудов. Горки: БГСХА. Вып. 21., Часть 1., с. 259-266.
13. КАЛАШНИКОВ, А.П., ФИСИНИН, В.И., ЩЕГЛОВ, В.В., КЛЕЙМЕНОВ, Н.И. (2003) Нормы и
рационы кормления сельскохозяйственных животных. Москва. 456 с.
14. КАЛЬНИЦКИЙ, Б.Д. (1998). Методы исследований питания сельскохозяйственных животных.
Боровск. 405 s.
15. НАДАЛЬЯК, Е.А., АГАФОНОВ, В.И., ГРИГОРЕВА, К.Н. (1977). Изучение обмена энергии и
энергетического питания у сельскохозяйственных животных. Боровск. 74 с.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
ДЕНЬКИН Алексей Иванович https://orcid.org/0000-0001-8176-355X
кандидат биологических наук, Всероссийский Научно-Исследовательский институт физиологии,
биохимии и питания животных, Боровск, Калужская область, Российская Федерация
ЛЕМЕШЕВСКИЙ Виктор Олегович* https://orcid.org/0000-0001-7757-1969
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Кафедра экологической химии и биохи-
мии, Международный государственный экологический институт им. А.Д. Сахарова, Белорусский
государственный университет, Минск, Республика Беларусь
*Corresponding author: lemeshonak@yahoo.com

Received: 22 March 2019
Accepted: 4 June 2019