Принципы нормирования энергии для высокопродуктивных дойных коров

Аникин А.С. 

Уровень молочной продуктивности коров во многих странах мира, особенно чистопородного и помесного голштинского скота, продолжает повышаться одновременно с ростом поголовья, поэтому удовлетворение потребности высокопродуктивных коров в питательных веществах и энергии является неотъемлемым условием в современных условиях производства молока. Кормление коров в соответствии с физиологическими потребностями позволяет использовать максимум потребления сбалансированного по питательным веществам рациона. Познание биологии живого организма, интенсивно внедряемые новые технологии содержания и кормления животных, а также современные информационные технологии позволяют нам совершенствовать потребности животных в питательных веществах и энергии.   В связи с этим возникла необходимость создания единой системы информационно-технологического обеспечения животноводства при нормировании кормления сельскохозяйственных животных. Из этого вытекают задачи разработки подходов и методов совершенствования, систематизации и структуризации норм кормления сельскохозяйственных животных, и в первую очередь нормирования энергии.

Обеспеченность животных  энергией является одним из основных факторов, определяющих уровень их продуктивности.  В теории кормления сельскохозяйственных животных проблема энергетического питания занимает центральное положение.  При этом определяющее значение имеет научное обоснование энергетического баланса в организме животного.

Нормирование энергии рациона для коров в большинстве западных стран производится по чистой энергии. Во США, Канаде, Франции, Нидерландах, Скандинавии и других странах расчет энергии производится по чистой энергии, с учетом потребностей на поддержание живой массы, беременность, продукцию (удой, прирост), на активность животного.

В Великобритании в настоящее время используется обменная энергия (ОЭ) из расчета также на поддержание живой массы, беременность, продукцию и активность. Но следует отметить, что и в этой стране многие фермеры также переходят на составление рационов по чистой энергии.

До 1991 г. в СССР и в настоящее время в России, при расчетах энергии в рационах в соответствии с Постановлением Президиума ВАСХНИЛ 1963 г., используется обменная энергия на основе концентрации ОЭ в сухом веществе, суммарно на все процессы в организме, без разделения на отдельные потребности.

Разработанные в 1985 г. детализированные нормы, в том числе нормы, в том числе и по ОЭ, применяются в стране в настоящее время. Поэтому назрела острая необходимость усовершенствования норм кормления, особенно, высокопродуктивного молочного скота.

ВИЖ разрабатывает нормы потребностей в энергии для высокопродуктивных коров на основе обменной энергии с учетом потребностей на поддержание живой массы, продукцию, беременность и активность животных. При расчетах ОЭ учитывается концентрация ОЭ в 1 кг сухого вещества. Предварительные расчеты ВИЖа показывают, что новые нормы ОЭ для коров по месяцам лактации близки к нормам NRC.

В предлагаемой  нами схеме баланса энергии более четко определены компоненты обменной и чистой энергии, а также, энергия кишечных газов, так же как и энергия в кале, вычитается из валовой энергии корма,  что позволяет более точно определить энергию переваримых веществ и коэффициентов продуктивного использования обменной энергии. (Рис. 1).

Как видно из схемы баланса организм животного использует  обменную энергию для обеспечения своей  жизнедеятельности и образования  продукции. Чистая энергия - это часть обменной энергии корма, заключенная в продукции.

Переход на  оценку  питательности  кормов  и рационов по обменной энергии по предложенной схеме баланса энергии позволяет по новому подойти к проблемам энергетического  нормирования кормления сельскохозяйственных животных, а именно при расчете норм обменной энергии  учитывать факторы упитанности (кондиция тела животного), активности животных (стойловый, беспривязный, пастбищный периоды и др.), срока стельности, влияния окружающей среды.

Рис. 1.Схема баланса энергии в организме животного.

Суммарная потребность коров в ОЭ включает факторы потребности на поддержание, продукцию, беременность и др.:

ОЭ=  ОЭпрод.+ОЭбер.+ ОЭмт.+ОЭор.+ОЭпод.+ОЭак.+ОЭт.

Где:

ОЭпод. -   ОЭ поддержания, МДж,

ОЭбер. -   ОЭ беременности, МДж,

ОЭпрод. - ОЭ продукции, МДж,

ОЭмт. -     ОЭ мобилизации тканей, МДж,

ОЭор. -     ОЭ отложения резервов, МДж,

ОЭак -       ОЭ активности, МДж.

ОЭак -       ОЭ тепловых стрессов, МДж.

Все эти факторы, определяющие суммарную потребность в ОЭ, нельзя рассматривать изолировано друг от друга, поскольку в про­цессе обмена веществ они тесно взаимосвязаны.  Расчет факторов потребности в обменной энергии и других питательных веществах в данной системе осуществляется с помощью доступных показателей: период лактации (месяцы), день лактации, срок стельности (дни), плановый удой за весь период лактации (кг), живая масса на конец лактации (кг), фактическая живая масса (кг),суточный прирост (кг), суточный отвес (кг), среднесуточный удой (кг).

В пределах данной структуры использованы модели  NRC и ARC для расчетов энергии и других нормируемых показателей.

На основе анализа и расчетов моделей NRC, ARC и собственных данных разработаны собственные уравнения нормирования (прогнозирования потребности) энергии для высокопродуктивных коров.

Потребность ОЭ на поддержание

Потребность на поддержание для лактирующих коров рассчитывается путем использования обменной живой массы (ЖМ^0.75) в следующем уравнении:

ОЭпод., МДж=(0.335*ЖМ^0.75)/КИП.

Потребность в ОЭпод. зависит от эффективности ее использо­вания. Коэффициент использования ОЭ на поддержание (КИП) в зависимости от КОЭ в рационе (от 8 до 12 МДж) составляет 0,68 - 0,74 и может быть определен по следующему уравнению:  

КИП=0.67+0.0016*УД (ВИЖ).

Потребность ОЭ на беременность стельных лактирующих коров определяется в большинстве случаев по формуле предложенной в английской системе ARC:

ОЭбер=1,08*е^0,0106*T,

где е - основание натурального логарифма =2,718,

      Т - дней стельности.

Потребность ОЭ  на  продукцию  определяется на основе чистой энергии молока (ЧЭ мол.) по формуле:

ОЭпрод.=ЧЭмол:KПИ,

где ЧЭмол - чистая энергия 1 кг молока, МДж;

      КПИ-коэффициент продуктив­ного использования ОЭ.

Чистая энергия молока изменяется в зависимости от содержа­ния в нем жира, белка и лактозы и определяется по формуле:

ЧЭмол.=0,8 + 0,6 * %жира или по уравнению:

ЧЭмол.=0,4* %жира+0,2* %СОМО - 0,24.

В 1 кг молока 4%-й жирности содержится около 3,2 МДж ЧЭ.

Такая система определения ОЭпрод. для лактирующих коров используется в большинстве стран с развитым животноводством.

КПИ зависит от концентрации ОЭ (КОЭ) в сухом веществе рациона. В зависимости от уровня продуктивности и КОЭ в рационе КПИ варьирует от 0,66 до 0,51 и определяется по формуле: КПИ=0,057*КОЭ.

Материалы наших исследований позволили разработать следующую формулы расчета оптимальной концентрации обменной энергии в сухом веществе рациона на любой период лактации с учетом планового удоя на весь период лактации и живой массы:

• До 90 дня лактации

КОЭ=(8.129-0.000293*ПУ+0.008853*ЖЛ)*ПЛ^-0.052,

• С 91дня до конца лактации

КОЭ=(7.83-0.000293*ПУ+0.00885*ЖЛ)-0.12*ПЛ,

       где ПЛ – период лактации, мес.,

             ПУ – плановый удой за период лактации, кг,

             ЖЛ – живая масса животного на конец лактации, кг.

Потребность ОЭ  на мобилизацию тканей и отложение резервов 

Расчеты произведены с учетом  упитанности животных в соответствии со шкалой кондиций тела (NRC), для этого были рассчитаны следующие уравнения путем преобразования энергии тканей тела на 1 кг ПТЖ в энергию тканей на 1 кг ЖМ (ПТЖ * 0.855) и затем конвертируемая в ЧЭ_л корма при эффективности преобразования 0.82 энергии тканей ЖМ в ЧЭ_л корма и при эффективности 1.12 для преобразования ЧЭ_л корма в энергию тканей для прироста ЖМ:

ОЭмт.МДж.сут. =(3.56775*ШКТ+8.967)*От, (ВИЖ),

ОЭор.МДж.сут. =(4.98*ШКТ+15.02)*Пр/КПИ, (ВИЖ),

   где  ШКТ – Кондиция тела животного,

           От – суточный отвес, кг,

           Пр – суточный прирост, кг,

           КПИ - коэффициент продуктив­ного использования ОЭ.

Потребность ОЭ  на  активность 

Увеличение активности поедания корма связано с пастьбой, сравниваемой с потребностью животных при кормлении скота в стойлах в количестве 0.003 Мкал ОЭ/кг ЖМ в день или приблизительно 0.002 Мкал ЧЭл / кг ЖМ. 

OEак(МДж/сутки)=0.0084*ЖМ

    Где ЖМ – живая масса, кг.

Суммарная потребность в ОЭ лактирующей стельной коро­вы может быть определена исходя из формулы:

ОЭ=  ОЭпрод.+ОЭбер.+ ОЭмт.+ОЭор.+ОЭпод.+ОЭак.

Резюме: Данная система расчетов является частью комплекса по разработке норм кормления сельскохозяйственных животных и необходима при  формировании норм потребностей в энергии для высокопродуктивных коров. Разработка математической модели норм кормления сельскохозяйственных животных позволяет создать комплекс современных программных средств в области кормления и кормопроизводства. Более подробную информацию по разработке ВИЖем программных средств можно получить на сайте отдела кормления http\\agrokias.narod2.ru.   

Список используемой литературы

Калашников Ф.П., Фисинин В.И., Щеглов В.В. и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. – Москва, 2003.

Нормы потребностей молочного скота в питательных веществах в США, Перевод седьмого издания NRC 2001 г. с английского: Первов Н.Г                        Смекалов Н.А. 2006.

Принципы нормирования энергии для высокопродуктивных дойных коровАникин А.С. 
Уровень молочной продуктивности коров во многих странах мира, особенно чистопородного и помесного голштинского скота, продолжает повышаться одновременно с ростом поголовья, поэтому удовлетворение потребности высокопродуктивных коров в питательных веществах и энергии является неотъемлемым условием в современных условиях производства молока. Кормление коров в соответствии с физиологическими потребностями позволяет использовать максимум потребления сбалансированного по питательным веществам рациона. Познание биологии живого организма, интенсивно внедряемые новые технологии содержания и кормления животных, а также современные информационные технологии позволяют нам совершенствовать потребности животных в питательных веществах и энергии.   В связи с этим возникла необходимость создания единой системы информационно-технологического обеспечения животноводства при нормировании кормления сельскохозяйственных животных. Из этого вытекают задачи разработки подходов и методов совершенствования, систематизации и структуризации норм кормления сельскохозяйственных животных, и в первую очередь нормирования энергии. Обеспеченность животных  энергией является одним из основных факторов, определяющих уровень их продуктивности.  В теории кормления сельскохозяйственных животных проблема энергетического питания занимает центральное положение.  При этом определяющее значение имеет научное обоснование энергетического баланса в организме животного. 
Нормирование энергии рациона для коров в большинстве западных стран производится по чистой энергии. Во США, Канаде, Франции, Нидерландах, Скандинавии и других странах расчет энергии производится по чистой энергии, с учетом потребностей на поддержание живой массы, беременность, продукцию (удой, прирост), на активность животного.В Великобритании в настоящее время используется обменная энергия (ОЭ) из расчета также на поддержание живой массы, беременность, продукцию и активность. Но следует отметить, что и в этой стране многие фермеры также переходят на составление рационов по чистой энергии.До 1991 г. в СССР и в настоящее время в России, при расчетах энергии в рационах в соответствии с Постановлением Президиума ВАСХНИЛ 1963 г., используется обменная энергия на основе концентрации ОЭ в сухом веществе, суммарно на все процессы в организме, без разделения на отдельные потребности. Разработанные в 1985 г. детализированные нормы, в том числе нормы, в том числе и по ОЭ, применяются в стране в настоящее время. Поэтому назрела острая необходимость усовершенствования норм кормления, особенно, высокопродуктивного молочного скота.ВИЖ разрабатывает нормы потребностей в энергии для высокопродуктивных коров на основе обменной энергии с учетом потребностей на поддержание живой массы, продукцию, беременность и активность животных. При расчетах ОЭ учитывается концентрация ОЭ в 1 кг сухого вещества. Предварительные расчеты ВИЖа показывают, что новые нормы ОЭ для коров по месяцам лактации близки к нормам NRC.В предлагаемой  нами схеме баланса энергии более четко определены компоненты обменной и чистой энергии, а также, энергия кишечных газов, так же как и энергия в кале, вычитается из валовой энергии корма,  что позволяет более точно определить энергию переваримых веществ и коэффициентов продуктивного использования обменной энергии. (Рис. 1). Как видно из схемы баланса организм животного использует  обменную энергию для обеспечения своей  жизнедеятельности и образования  продукции. Чистая энергия - это часть обменной энергии корма, заключенная в продукции. Переход на  оценку  питательности  кормов  и рационов по обменной энергии по предложенной схеме баланса энергии позволяет по новому подойти к проблемам энергетического  нормирования кормления сельскохозяйственных животных, а именно при расчете норм обменной энергии  учитывать факторы упитанности (кондиция тела животного), активности животных (стойловый, беспривязный, пастбищный периоды и др.), срока стельности, влияния окружающей среды.





         






















Рис. 1.Схема баланса энергии в организме животного. Суммарная потребность коров в ОЭ включает факторы потребности на поддержание, продукцию, беременность и др.: ОЭ=  ОЭпрод.+ОЭбер.+ ОЭмт.+ОЭор.+ОЭпод.+ОЭак.+ОЭт.Где: ОЭпод. -   ОЭ поддержания, МДж, ОЭбер. -   ОЭ беременности, МДж, ОЭпрод. - ОЭ продукции, МДж, ОЭмт. -     ОЭ мобилизации тканей, МДж, ОЭор. -     ОЭ отложения резервов, МДж, ОЭак -       ОЭ активности, МДж.ОЭак -       ОЭ тепловых стрессов, МДж.Все эти факторы, определяющие суммарную потребность в ОЭ, нельзя рассматривать изолировано друг от друга, поскольку в про¬цессе обмена веществ они тесно взаимосвязаны.  Расчет факторов потребности в обменной энергии и других питательных веществах в данной системе осуществляется с помощью доступных показателей: период лактации (месяцы), день лактации, срок стельности (дни), плановый удой за весь период лактации (кг), живая масса на конец лактации (кг), фактическая живая масса (кг),суточный прирост (кг), суточный отвес (кг), среднесуточный удой (кг). В пределах данной структуры использованы модели  NRC и ARC для расчетов энергии и других нормируемых показателей.На основе анализа и расчетов моделей NRC, ARC и собственных данных разработаны собственные уравнения нормирования (прогнозирования потребности) энергии для высокопродуктивных коров.Потребность ОЭ на поддержаниеПотребность на поддержание для лактирующих коров рассчитывается путем использования обменной живой массы (ЖМ0.75) в следующем уравнении:ОЭпод., МДж=(0.335*ЖМ^0.75)/КИП. Потребность в ОЭпод. зависит от эффективности ее использо¬вания. Коэффициент использования ОЭ на поддержание (КИП) в зависимости от КОЭ в рационе (от 8 до 12 МДж) составляет 0,68 - 0,74 и может быть определен по следующему уравнению:  КИП=0.67+0.0016*УД (ВИЖ).Потребность ОЭ на беременность стельных лактирующих коров определяется в большинстве случаев по формуле предложенной в английской системе ARC: ОЭбер=1,08*е0,0106*T, где е - основание натурального логарифма =2,718,      Т - дней стельности. Потребность ОЭ  на  продукцию  определяется на основе чистой энергии молока (ЧЭ мол.) по формуле: ОЭпрод.=ЧЭмол:KПИ, где ЧЭмол - чистая энергия 1 кг молока, МДж;       КПИ-коэффициент продуктив¬ного использования ОЭ. Чистая энергия молока изменяется в зависимости от содержа¬ния в нем жира, белка и лактозы и определяется по формуле: ЧЭмол.=0,8 + 0,6 * %жира или по уравнению:ЧЭмол.=0,4* %жира+0,2* %СОМО - 0,24.В 1 кг молока 4%-й жирности содержится около 3,2 МДж ЧЭ.Такая система определения ОЭпрод. для лактирующих коров используется в большинстве стран с развитым животноводством.КПИ зависит от концентрации ОЭ (КОЭ) в сухом веществе рациона. В зависимости от уровня продуктивности и КОЭ в рационе КПИ варьирует от 0,66 до 0,51 и определяется по формуле: КПИ=0,057*КОЭ.Материалы наших исследований позволили разработать следующую формулы расчета оптимальной концентрации обменной энергии в сухом веществе рациона на любой период лактации с учетом планового удоя на весь период лактации и живой массы:

· До 90 дня лактацииКОЭ=(8.129-0.000293*ПУ+0.008853*ЖЛ)*ПЛ-0.052,• С 91дня до конца лактацииКОЭ=(7.83-0.000293*ПУ+0.00885*ЖЛ)-0.12*ПЛ,       где ПЛ – период лактации, мес.,              ПУ – плановый удой за период лактации, кг,             ЖЛ – живая масса животного на конец лактации, кг.Потребность ОЭ  на мобилизацию тканей и отложение резервов  Расчеты произведены с учетом  упитанности животных в соответствии со шкалой кондиций тела (NRC), для этого были рассчитаны следующие уравнения путем преобразования энергии тканей тела на 1 кг ПТЖ в энергию тканей на 1 кг ЖМ (ПТЖ * 0.855) и затем конвертируемая в ЧЭл корма при эффективности преобразования 0.82 энергии тканей ЖМ в ЧЭл корма и при эффективности 1.12 для преобразования ЧЭл корма в энергию тканей для прироста ЖМ:ОЭмт.МДж.сут. =(3.56775*ШКТ+8.967)*От, (ВИЖ),ОЭор.МДж.сут. =(4.98*ШКТ+15.02)*Пр/КПИ, (ВИЖ),    где  ШКТ – Кондиция тела животного,           От – суточный отвес, кг,           Пр – суточный прирост, кг,           КПИ - коэффициент продуктив¬ного использования ОЭ. Потребность ОЭ  на  активность  Увеличение активности поедания корма связано с пастьбой, сравниваемой с потребностью животных при кормлении скота в стойлах в количестве 0.003 Мкал ОЭ/кг ЖМ в день или приблизительно 0.002 Мкал ЧЭл / кг ЖМ.OEак(МДж/сутки)=0.0084*ЖМ    Где ЖМ – живая масса, кг. Суммарная потребность в ОЭ лактирующей стельной коро¬вы может быть определена исходя из формулы: ОЭ=  ОЭпрод.+ОЭбер.+ ОЭмт.+ОЭор.+ОЭпод.+ОЭак.Резюме: Данная система расчетов является частью комплекса по разработке норм кормления сельскохозяйственных животных и необходима при  формировании норм потребностей в энергии для высокопродуктивных коров. Разработка математической модели норм кормления сельскохозяйственных животных позволяет создать комплекс современных программных средств в области кормления и кормопроизводства. Более подробную информацию по разработке ВИЖем программных средств можно получить на сайте отдела кормления http\\agrokias.narod2.ru.   

Список используемой литературыКалашников Ф.П., Фисинин В.И., Щеглов В.В. и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. – Москва, 2003.Нормы потребностей молочного скота в питательных веществах в США, Перевод седьмого издания NRC 2001 г. с английского: Первов Н.Г                        Смекалов Н.А. 2006.Молочное скотоводство России, под редакцией Н.И. Стрекозова, Х.А.Амерханова – Москва,  2006.  Agricultural Research Council (ARC). 1980. The Nutrient Requirements of Ruminant Livestock. Technical Review. Farnham Royal U.K. Com¬monwealth Agricultural Research Bureau.

  Agricultural Research Council (ARC). 1980. The Nutrient Requirements of Ruminant Livestock. Technical Review. Farnham Royal U.K. Com­monwealth Agricultural Research Bureau.