Станция юных натуралистов при НМОУ «Гимназия № 48» Роль
advertisement
Станция юных натуралистов при НМОУ «Гимназия № 48» Роль ферментных препаратов в кормлении кур-несушек Автор Лоц Игорь Юрьевич НМОУ «Гимназия № 48» 10 «Б» класс Руководители Филипович Ирина Степановна Тищенко Екатерина Владимировна Г. Новокузнецк 2012 г. Оглавление Справка о деятельности коллектива ..................................................... Error! Bookmark not defined. Введение ...................................................................................................................................................... 3 Ферментные препараты и их значение................................................................................................. 6 Функции кормовых ферментных препаратов. ................................................................................... 7 Объект исследования ............................................................................................................................. 10 Методы исследования ............................................................................................................................ 10 Обсуждение полученных результатов ................................................................................................ 11 Выводы ..................................................................................................................................................... 12 Список использованной литературы:................................................................................................. 14 Отзыв о работе коллектива .................................................................................................................. 15 2 Введение Птицеводство в большинстве стран мира занимает ведущее положение среди других отраслей сельскохозяйственного производства, обеспечивая население высокоценными диетическими продуктами питания (яйцо, мясо), а промышленность сырьем для переработки (перо, пух, помет и др.). С каждым годом увеличивается производство яиц и мяса птицы. Ежегодные темпы прироста производства мяса птицы в мире составляют в среднем 4 – 6 %, производство яиц 1,5 – 2 %. Так, в России темпы роста производства яиц в 2008 году составил 0,5 % по отношению к предыдущему году, а в 2009 году уже 3,9 %. Доля мяса птицы на российском рынке в 2009 году составила 37 % от общего объема мяса. Развитие птицеводства во многом зависит от селекционной работы, направленной на совершенствование продуктивных и племенных качеств, создание новых пород, линий, кроссов всех видов сельскохозяйственной птицы, а также полноценного и сбалансированного кормления и внедрения новой высокоэффективной технологии. Ведение птицеводства на промышленной основе дает возможность получать высококачественную продукцию с высокой эффективностью оплаты корма. Совершенствование технологии производства яиц и мяса птицы всех видов предполагает соблюдение нормативных параметров выращивания молодняка и содержания взрослого поголовья, безотходной переработки продукции, биоконверсии птицеводства. Комбикорм – это сложная однородная смесь очищенных и измельченных до необходимого размера различных кормов и микродобавок, приготовленная по научно обоснованной рецептуре и обеспечивающая полноценное кормление птицы. Производство комбикормов начинается с расчета их рецептов. Важными факторами, влияющими на расчет рецептур, являются цены на кормовое сырье, качество кормов, наличие или отсутствие их в хозяйстве. Расчет рецептов комбикормов ведут по специально разработанным программам. Исходные данные для расчета: требования к питательной ценности комбикорма, которую устанавливают по ГОСТу для определенного вида и возрастной группы птицы; перечень и количество сырья; качественные показатели сырья; нормы ввода в комбикорма отдельных видов сырья для каждой возрастной группы птицы; цена каждого вида сырья, объем вырабатываемой партии кормосмеси. В кормлении птицы актуальны следующие вопросы: использование ферментных препаратов, повышающих усвояемость птицей питательных веществ на 8 – 15 %; регулирование энергетического обмена в организме птицы и повышение ее резистентности; ограниченное кормление (лимитированное) и поение птицы. Объективными предпосылками для использования ферментных препаратов в кормлении птицы являются следующие: 1. Специфика кормовой базы в большинстве регионов России и типичные кормовые рационы (пшенично-ячменного типа с добавлением отрубей, 3 подсолнечного шрота и проч.) характеризуется низкими концентрациями и доступностью питательных веществ и энергии. 2. Практическое отсутствие в пищеварительном тракте птицы ферментов, расщепляющих сложные полисахариды некрахмалистой природы типа клетчатки (целлюлозы) и т.п. при малочисленной микрофлоре, синтезирующей собственные ферменты, переваривающие клетчатку. 3. Несовершенство ферментной системы особенно у молодой птицы. Первые сообщения об улучшения роста цыплят и повышении яйценоскости кур в результате добавок в комбикорма фермента протезима появились в 1926 году. Более чем за 80-летний период, прошедший с момента первых публикаций, накоплен большой отечественный и зарубежный опыт по применению ферментных препаратов в кормлении птицы. Причем, если раньше с успехом применяли различные препараты амилаз, протеаз и целлюлаз, то в настоящее время основная стратегия – это поиск в микробном мире ферментов, специфичных к различным некрахмалистым полисахаридам, которые не перевариваются ферментами пищеварительного тракта птицы, но входят в состав традиционных зерновых и бобовых культур. Практически все корма в той или иной степени содержат различные трудноперевариваемые вещества – некрахмалистые полисахариды (НПС), не расщепляющиеся в пищеварительном тракте моногастричных животных (табл. 1). Затрудняя переваривание и всасывание питательных веществ эти соединения образуют вязкую массу, в которой диффузия питательных веществ сильно затруднена. Поступая в нижние отделы кишечника, эта масса может служить питательным субстратом для обитающих там микроорганизмов, в том числе патогенных. Таблица 1 Содержание некрахмалистых полисахаридов в кормах Корм Общее содержание НПС, % от сухого вещества Содержание неперевариваемых НПС, % Пшеница 10 1,2 Ячмень 15 2,1 Овес 17,6 1,8 Отруби пшеничные 34 3,0 Шрот подсолнечный 25 - Шрот соевый 11 - Преобладающие антипитательные факторы Арабиноксиланы, клетчатка β-глюканы, арабоксиланы, клетчатка β-глюканы, арабоксиланы, клетчатка Ксиланы, клетчатка β-глюканы, пентозаны, клетчатка Пентозаны, клетчатка 4 Ниже приведены некоторые химические формулы некрахмалистых полисахаридов, содержащихся в кормах. β-глюкан Клетчатка (целлюлоза) Некрахмалистые полисахариды включают – глюканы преимущественно в ячмене, арабиноксиланы – в пшенице, клетчатку в отрубях и подсолнечном и соевом шротах, хотя очень часто они присутствуют в комплексе. Для современной высокопродуктивной птицы, потребляющей много корма, большое количество непереваренных НПС может оказать негативное воздействие на организм. В этом аспекте очень важна растворимость НПС. Если НПС нерастворимы они не создают особых проблем (если не учитывать того, что они занимают место в рационе) и некоторое их количество даже необходимо для нормальной работы кишечника. Однако, так называемые «растворимые» НПС притягивают воду, набухают и загущают содержимое кишечника, препятствуя, таким образом, нормальной диффузии питательных веществ. В результате питательные вещества, во-первых, плохо усваиваются, тем самым увеливая количество выделяемого помета, во-вторых, могут служить субстратом для размножения патогенной микрофлоры. На приведенном ниже рисунке 1 показано, каким образом, снижается усвоение питательных веществ корма при увеличении количества арабиноксиланов в рационе. 5 Рис. 1. Зависимость перевариваемости корма в кишечнике птицы от количества арабиноксиланов в корме. В связи с вышесказанным целью нашего исследования было определение влияния некоторых современных ферментных препаратов на яичную продуктивность птицы, а также определение количества помета, выделенного птицей потреблявшей комбикорма без ферментных препаратов и с ферментными препаратами. Исследования выполнялись в Кемеровской области, г. Новокузнецке летом 2010 года. Ферментные препараты и их значение Ферменты или энзимы – это специфические биологические катализаторы белковой природы, ускоряющие химические реакции. Например, целлюлазы катализируют гидролиз макромолекулы целлюлозы до декстринов и глюкозы. Протеазы катализируют гидролиз белков до аминокислот. Ферменты активно катализируют различные химические реакции при оптимальных температурах, рН среды и т.д. Значительная часть ферментов необратимо инактивируется под действием температуры выше 70 ºС. Ферменты, необратимо потерявшие свою активность, становятся обычными неактивными белками. В пищеварительном тракте птицы присутствуют ферменты, гидролизующие практически все компоненты корма. В слюне содержится α-амилаза (птиалин). В зобе развиваются микроорганизмы, выделяющие ферменты, способствующие разъединению растительных тканей корма. Железистый желудок выделяет пепсин, частично 6 расщепляющую белки корма до пептонов. Поджелудочная железа выделяет амилазу, липазу, различные виды трипсина и др. В тонком кишечнике происходит интенсивное пищеварение под действием трипсина, липазы, амилазы, пектиназы, и других ферментов. В слепых кишках частично (на 10 – 30 %) переваривается клетчатка. Превращение клетчатки происходит при участии ферментов и бактерий, которые в большом количестве находятся в слизистой оболочке слепых отростков. Однако роль пищеварения в слепых кишках, в смысле использования клетчатки, невелика, так как сюда попадает лишь незначительная часть проходящей через пищеварительный тракт массы корма. Крупные частицы минуя слепые кишки проходят дальше и выделяются наружу. Поэтому выгоднее скармливать птице корма, бедные сырой клетчаткой, либо использовать для ее расщепления ферментные препараты. Ферментные препараты находят широкое применение в сельском хозяйстве, пищевых производствах, медицине и других отраслях деятельности. В животноводстве и птицеводстве широко используются кормовые ферментные препараты, состоящие из ферментов и сложного комплекса сопутствующих органических и минеральных веществ. В этот комплекс входят остатки питательной среды, микроорганизмов, различные наполнители и стабилизаторы ферментов, консерванты и продукты жизнедеятельности микроорганизмов (аминокислоты, витамины, органические кислоты и др.). Однако главными компонентами ферментных кормовых добавок являются гидролитические ферменты (целлюлазы, ксиланазы, β-глюканазы, амилазы, протеазы, фитазы и др.), которые играют важную роль в усвоении питательных веществ животными и птицей. Ферменты, внесенные в комбикорма, в отличие от гормонов и стимуляторов действуют не на организм животных и птицы, а на компонент комбикорма. В конечном итоге они перевариваются в желудочно-кишечном тракте. Существует ряд гипотез, объясняющих механизм действия ферментов. Все они основаны на том положении, что фермент обязательно вступает во временное соединение с субстратом и образует комплекс фермент – субстрат. При этом происходит активация и разложение субстрата на более простые соединения. Функции кормовых ферментных препаратов. Общеизвестно, что наиболее предпочтительным видом зерна в зерновой части комбикорма для птицы является кукуруза. Однако в Сибирском регионе из-за специфических климатических условий кукуруза практически не производится. Поэтому зерновая часть комбикормов формируется в основном из таких традиционных зерновых культур, как ячмень, пшеница, овес. Главный недостаток перечисленных зерновых культур состоит в том, что они всегда содержат такие антипитательные растворимые некрахмалистые полисахариды, как βглюканы и арабиноксиланы (см. табл. 1). Наряду с этим в ячмене, овсе высоко содержание нерастворимых в воде некрахмалистых полисахаридов – целлюлозы, арабоксилана и β7 глюкана, которые в больших количествах являются нежелательным балластным веществом корма. Перечисленные некрахмалистые полисахариды не только не расщепляются собственными ферментами желудочно-кишечного тракта птицы, но и, являясь основной составной частью клеточных стенок эндосперма и оболочек зерна, препятствуют воздействию пищеварительных ферментов на содержимое клеток (белок, крахмал и др.) и снижают усвояемость корма. Отрицательная роль некрахмалистых полисахаридов, особенно растворимой их части (арабоксилана и β-глюкана), состоит в том, что они набухая в пищеварительном тракте птицы, образуют вязкие растворы в тонком отделе кишечника. При этом существенно ухудшается перевариваемость компонентов комбикорма и снижается сохранность птицы в результате активного развития патогенных микроорганизмов. Во многих странах мира при включении в комбикорма ячменя, пшеницы, овса широко используются ферментные кормовые препараты, применение которых позволяет нейтрализовать антипитательные некрахмалистые полисахариды перечисленных видов зерновых культур. При этом успешно развивается проблема замены кукурузы на перечисленные виды зерна без снижения усвояемости компонентов комбикорма и продуктивности птицы. В состав значительной части известных кормовых ферментных препаратов входят в основном в различных соотношениях ферменты целлюлаза, ксиланаза и β-глюканаза. Отдельные кормовые ферментные препараты могут дополнительно содержать протеазы, липазы, фитазы и α-амилазы. Состав, соотношение и количество перечисленных ферментов в кормовых ферментных препаратах в значительной степени зависят от природы как зерновой, так и белковой части комбикормов. Так, например, овес и ячмень содержат повышенное количество целлюлазы, а клеточные стенки эндосперма этих видов зерна состоят на 75 – 80 % из β-глюкана и на 20 – 25 % из арабиноксилана. Поэтому в кормовые рационы, содержащие в зерновой части преимущественно овес и ячмень, целесообразно включать кормовые ферментные препараты с высоким содержанием целлюлазы и β-глюканазы и относительно меньшим – ксиланазы. В отличие от ячменя и овса, пшеница содержит небольшие количества целлюлазы, а клеточные стенки эндосперма пшеницы состоят на 75 – 80 % из арабиноксилана и на 20 – 25 % из β-глюканов. Поэтому в кормовые рационы, содержащие в зерновой части преимущественно пшеницу целесообразно включать кормовые ферментные препараты с высоким содержанием ксиланазы и относительно меньшим – целлюлазы и β-глюканазы. В ряде случаев более эффективным считается применение кормовых ферментных препаратов. Содержащих целлюлазу, ксиланазу и β-глюканазу в сочетании с препаратами, содержащими ряд других ферментов, так как фитаза, α-амилаза, протеаза и пектиназа. В последние годы специалисты по кормлению птицы особое значение придают применению фитазы. Это фермент активно катализирует гидролиз фитинового комплекса и существенно увеличивает усвоение органического фосфора комбикорма. 8 При формировании состава кормовых ферментных препаратов учитывается вид и возраст птицы. В целом функции большинства известных кормовых препаратов при вводе их в комбикорма для птицы следующие: Разрушение стенок растительных клеток, благодаря чему повышается доступность содержащихся в них крахмала, протеина и жиров для воздействия ферментов пищеварительного тракта; Повышение перевариваемости питательных веществ и улучшение их всасывания в тонком отделе кишечника; Устранение негативного эффекта антипитательных некрахмалистых полисахаридов, особенно растворимой их части; Компенсация дефицита собственных пищеварительных ферментов, особенно на ранней стадии развития птицы, а также при стрессах, когда выработка собственных ферментов резко снижается; Улучшение микрофлоры в тонком отделе кишечника за счет снижения вязкости содержимого кишечника и повышения уровня моносахаридов. Перечисленные положительные функции кормовых ферментных препаратов сопровождаются изменением следующих производственных показателей в птицеводстве: Кормовая ценность рационов возрастает на 5 – 10 % за счет более полного извлечения питательных веществ и высвобождения энергии; Повышается усвояемость крахмала, белка, лизина, метионина и липидов на 6– 10 %; Снижается расход кормов на единицу продукции на 5 – 14 %; Возрастает продуктивность птицы на 5 – 12 %; Появляется возможность замены основных дорогостоящих компонентов комбикорма (кукуруза, соевый шрот) более дешевыми (пшеница, ячмень, овес, подсолнечный шрот и другие дешевые источники белка и углеводов с повышенным содержанием клетчатки) без снижения продуктивности птицы; Существенно снижается уровень кишечных заболеваний птицы, а, следовательно, потребность в лекарственных препаратах; Уменьшается количество и влажность помета, а также влажность подстилки; Улучшается экологическая обстановка окружающей среды за счет более глубокого усвоения азота и фосфора организмом птицы и снижения, таким образом, выброса этих веществ в окружающую среду на 20 – 40 %. Большинство ферментных препаратов обладают высокой активностью, поэтому их включают в комбикорма в небольших количествах. Так, например, широко известный ферментный препарат Ровабио, обладающий ксиланазной активностью, добавляется в комбикорм из расчета 50 граммов фермента на 1 тонну корма, ферментный препарат Целловиридин, обладающий смешанным типом активностей (ксиланазной и целлюлазной) дозируется из расчета от 50 до 100 граммов фермента на 1 тонну корма. 9 Объект исследования Одним из новых ферментных препаратов представленных на рынке является Натугрейн TS, производимый компанией BASF. Фермент Натугрейн TS - это комплексный препарат универсального спектра действия. Основными действующими ферментными активностями являются ксиланазная и глюканазная. Вспомогательные ферменты, такие как целлюлаза, протеаза и гемицеллюлаза усиливают действие фермента. Имеющиеся активности позволяют составлять рационы с повышенным содержанием глюканов и арабиноксиланов. Ферментный препарат используется на рационах, содержащих пшеницы до 70%, ячменя до 40%, овса до 25%. Действие ферментного препарата Натугрэйн TS направлено на разрушение некрахмалистых полисахаридов. В результате его применения снижается вязкость корма, увеличивается содержания усвояемых питательных веществ. Величина повышения питательности компонентов корма зависит от рода культуры, сорта, места выращивания и климатических условий, и может сильно колебаться. Поэтому, для получения наиболее надежных результатов от применения ферментов рекомендуется добавлять их в корм без изменения питательности. Результатом применения отразятся на улучшении зоотехнических показателях. Особенностью ферментных препаратов Натугрэйн, маркированных аббревиатурой TS (Thermo Stability), является высокая термостабильность. Эти свойства обусловлены использованием специальных термостабильных штаммов микроорганизмов, условий их выращивания и технологии выделения фермента, что является инновационным производственным решением компании BASF. В связи с этим целью нашей экспериментальной работы было: изучение эффективности применения в рационах кур-несушек ферментного препарата Натугрейн TS для повышения яичной продуктивности птицы, а также определение количества выделяемого птицей помета. Методы исследования Для выполнения поставленной задачи в условиях частного хозяйства г. Новокузнецка нами было сформировано две группы одновозрастных кур-несушек по 5 голов в каждой. 1-я группа кур-несушек – контрольная - получала полнорационный комбикорм без ферментов, 2-я группа – опытная, получала комбикорм с добавкой ферментного препарата Натугрейн TS в количестве 100 г фермента на 1 тонну комбикорма. Комбикорма были разработаны и произведены на ЗАО «Новокузнецкий экспериментальный комбикормовый завод». Рационы комбикормов, потребляемые птицей, представлены в таблице 2. 10 Таблица 2 Рецепты комбикормов для кур-несушек, % Компоненты Пшеница фуражная Ячмень фуражный Шрот подсолнечный Мука мясокостная Масло подсолнечное Дрожжи кормовые Лизин Метионин Соль поваренная Фосфат Известняк Премикс Натугрейн TS Контрольный Опытный 49,00 19,43 12,68 4,00 1,50 2,50 0,04 0,16 0,15 1,10 8,44 1,00 - 49,00 19,42 12,68 4,00 1,50 2,50 0,04 0,16 0,15 1,10 8,44 1,00 0,01 Каждая группа получала в течение опыта одинаковое количество комбикорма на голову в сутки (130 граммов). В течение 28 дней нами ежедневно подсчитывалось количество снесенных птицей яиц и количество выделяемого помета. Полученные результаты представлены в таблице 3. Таблица 3 Количество снесенных курами-несушками яиц и количество выделенного помета за 28 дней. Количество снесенных яиц за 28 дней, шт Контрольная Опытная группа группа 108 112 Количество выделенного помета за 28 дней, кг Контрольная Опытная группа группа 14,56 13,43 Обсуждение полученных результатов Как мы и ожидали, в опытной группе за период исследования от кур-несушек было получено на 4 яйца больше, при этом помета было выделено птицей на 1,13 кг меньше. Это связано с наиболее полной усвояемостью комбикорма птицей. При введении ферментного препарата Натугрейн TS в комбикорм произошло снижение вязкости корма, а, следовательно, доступность питательных веществ увеличилась. В результате при потреблении одинакового количества комбикорма птица опытной группы получила большее количество питательных веществ, что положительно сказалось на их продуктивности и уменьшении количества выделяемых веществ (помета). Экономическая эффективность от использования ферментов в рационах для птиц представлена в таблице 4. 11 Таблица 4 Потребление и экономическая эффективность использования кормов курами-несушками. Наименование показателя Количества корма, кг /голову в сутки Стоимость комбикорма, руб/кг Стоимость корма на одну голову за период опыта, руб Стоимость корма на группу за период опыта, руб. Количество полученных яиц за период опыта, шт Продуктивность, % Количество комбикорма, затраченное на производство 1 яйца, г Себестоимость одного яйца, руб Контрольная группа Опытная группа 0,13 0,13 8,22 8,29 29,92 30,18 149,60 150,90 108 112 77,1 80,0 168,5 162,5 1,39 1,35 Из таблицы 4 видно, что при добавлении в рацион фермента, стоимость комбикорма выросла на 7 копеек за 1 кг. При этом количество потребленного птицей корма и в опытной и в контрольной группе было одинаковым. Но по стоимости опытная группа съела комбикормов на 150, 90 рублей, что на 1,30 рублей больше, чем в контрольной. За период опыта куры контрольной группы произвели на 4 яйца меньше опытной, и интенсивность яйценоскости составила всего 77,1 %, в то время как в опытной группе она оказалась выше на 2,9 %. В итоге себестоимость одного яйца в опытной группе составляет 1,35 рубля, что на 4 копейки меньше, чем в контрольной группе, а количество комбикорма, затраченное на производства одного яйца в опытной группе на 6 граммов меньше, чем в контрольной. Также, следует особо отметить, что при уменьшении себестоимости яйца, произошло уменьшение количества выделенного птицей помета, что играет важную роль особенно для крупных птицеводческих хозяйств, так как утилизация помета в настоящее время занимает особое место в проблеме экологии. Выводы Таким образом, применяя ферментные препараты, можно повысить производство яиц за счет улучшения перевариваемости и использования питатательных веществ корма. Применение для каждого компонента корма специфических ферментных комплексов, расщепляющих некрахмалистые полисахариды, позволяет значительно повысить усвояемость питательных веществ. В результате этого уровень обменной энергии, усвояемого протеина и аминокислот, углеводов существенно повышается. Это и обуславливает улучшение конверсии корма, увеличение сохранности и живой массы, что в целом приводит к снижению затрат на единицу продукции. Наряду с вышеперечисленными преимуществами, ферменты позволяют снизить нагрузку на 12 окружающую среду. Когда птица лучше переваривает комбикорм, остается меньше отходов. На основании вышесказанного мы рекомендуем даже в небольших частных хозяйствах использовать комбикорма обогащенные ферментными препаратами. 13 Список использованной литературы: 1. Кочиш И.И., Петраш М.Г., Смирнов С.Б. Птицеводство. – М.: КолосС, 2004. – 407 с. 2. Околелова Т.М., Кулаков П.А. и др. Качественное сырье и биологически активные добавки – залог успеха в птицеводстве. – Сергиев Посад, 2007. – 240 с. 3. Комбикорма и кормовые добавки: Справ. пособие /В.А. Шаршунов, Н.А. Попков, Ю.А. Пономаренко и др. – Мн.: «Экоперспектива», 2002. – 440 с. 4. Васильева Е.Е., Давтян Д.А. и др. Птицеводство проблемы и решения. – Москва, 2005. – 162 с. 14 Отзыв о работе коллектива 15
