Статья: Потребность лактирующих коров в незаменимых аминокислотах

ОЛпм+пд (г/д) = 128,1+6,3+0,5+14,3+9,6+33,1=177,7?178 (уравнение 28)

ОМпм+пд (г/д) = 43,4+1,9+0,1+2,0+11,65=59,0 (уравнение 29)

Суммарная потребность ОБ на поддержание:

ОБпд (г/д) = 100,6+13,9+158,4+521 = 794,2 (уравнение 30)

Суммарная потребность в ОЛ и ОМ на поддержание:

ОЛпд = 177,7-128,1=49,6; ОМпд = 59,0-43,4=15,6 (уравнения 31 и 32)

Потребность ОЛ и ОМ на производство молока и поддержание, %ОБпм+пд:

ОЛпм+пд_{(%ОБпм+пд})=(177,7/2439,7)Ч100=7,28; ОМпм+пд(%ОБпм+пд)=(59,0/2439,7)Ч100=2,42

Потребность в ОЛ и ОМ на производство молока, %ОБпм:

ОЛпм(%Обпм) = (128,1/1646)Ч100=7,78; ОМпм(%Обпм)= (43,5/1646)Ч100=2,64

Потребность в ОЛпд и ОМпд на поддержание в % от ОБпд:

ОЛпд(%ОБпд)= (49,6/794,2)Ч100=6,24; ОЛпд(%ОБпд) = (15,6/794,2)Ч100=2,0

Потребность в ОБпм, ОЛпм и ОМпм на 1 кг молока, содержание чистого белка:

ОБпм(г/кг_м)=1646/35=47г; ОЛпм(г/кг_м)=128,1/35=3,7; ОМпм(г/кг_м)=43,5/35=1,2, где 35 - суточный надой молока;

Потребность в ОБпд, ОЛпд и ОМпд на поддержание:

ОБпд(г/ кг^0,75)=794/121,2=6,6; ОЛпд(г/ кг^0,75)=49,59/121,2=0,41;

ОМпд(г/ кг^0,75)=15,55/121,2=0,14, где 121,2 - метаболическая живая масса коровы, ж. м. 600 кг

В соответствие с вышеприведенными уравнениями определена потребность в остальных незаменимых аминокислотах (таблица 5).

Таблица 5

Потребность молочных коров в обменном белке (ОБ) обменных незаменимых аминокислотах (ИНАК) на производство молока (ПМ), поддержание (ПД), определенные по факториальной модели

1. Надой молока 35 кг/д, общее количество белка 1104 г

2. Живая масса коровы 600 кг, обменная масса 121,2 кг

3. г/кг молока с содержанием 31,5 г белка

Обсуждение результатов

Используя большой научный материал, опубликованный в литературе, и материалы собственных исследований, разработали с помощью факториального метода вариант модели определения потребности лактирующих коров в незаменимых аминокислотах. На примере наиболее лимитирующих аминокислот лизина и метионина определена потребность на производство белка молока и поддержание в процентах от обменного белка (ОБ), соответственно 7,28 и 2,4 %, что идентично показателям 7,2 и 2,4 % по NRC-2001 [33] и других авторов [49], полученных на базе dose-response моделей. Потребность в гистидине, который также относят к лимитирующим аминокислотам, составила 2,5 % ОБ, т.е. близко к данным 2,4 и 2,7 % ОБ, полученным в других исследованиях [49,74]. Такая сходимость результатов свидетельствует о том, что предлагаемый вариант факториальной модели является достаточно действенным. Во-вторых, определение норм потребности в незаменимых аминокислотах не требует больших затрат на проведение многочисленных исследований, имеющих место в dose-response моделях. Следует отметить, что привязка норм аминокислот к ОБ не могут удовлетворять при манипулировании разным содержанием белка в рационах. Для практического применения руководств по аминокислотному питанию коров на товарно-молочных фермах, требуются нормы, выраженные в абсолютных количествах аминокислот на единицу продукции и поддержание, как это имеет место для нормирования энергии белка, минералов и д. на ожидаемую и планируемую продукцию. По данной модели определена потребность на суточный надой молока и поддержание, г/д; на биосинтез 1 кг молока, г/кг; на поддержание, г/кг^0,75 метаболической живой массы коров, на СВ рациона, г/кг (таблица 5). Это новые показатели, соответствующие требованиям практического животноводства. Следует отметить заметные различия в потребности на продукцию молока и поддержание индивидуальных аминокислот. Например, потребность лизина, метионина, лейцина в % ОБ на продукцию молока выше, чем на поддержание, а потребность фенилаланина, треонина, триптофана и валина, наоборот, на поддержание выше, чем на продукцию молока. Это объясняется высоким содержанием этих аминокислот в кишечных изолятах. Потребность в обменных аминокислотах на производство белка молока очень близко соответствует аминокислотному профилю молочного белка.

Выводы

1. Проведенные исследования по определению потребности лактирующих коров в незаменимых аминокислотах с использованием предлагаемого варианта в факториальной модели, показали действенность этой модели. Абсолютная потребность для получения 35 кг молока за сутки (1102,5 г чистого молочного белка) от коровы живой массы 600 кг. составило ОЛ-177,7 г, ОМ-59,0 г, выраженная %ОБ, соответственно, 7,28 и 2,42%ОБ, что близко совпадает с нормами по моделям NRC-2001, расчитанных по результатам ответной реакции коров на дозу пострубцового инфузирования растворов лизина и метионина. На базе данной модели сделано определение потребности в остальных незаменимых аминокислотах.

2. Для применения норм в практике молочного животноводства предлагаем делать расчеты суточной потребности ОБ, ОЛ и ОМ на ожидаемую и планируемую продукцию молока по нормам затрат на молоко, равным соответственно, г/кг молока: ОБ-47, ОЛ-3,7, ОМ-1,2; по затратам на поддержание (г/кг^0,75): ОБ-6,6, ОЛ-0,41, ОМ-0,14. Предлагаемые нормы требуют всесторонней оценки в научных исследованиях и практике.

3. Необходимы исследования по совершенствованию модели и прогнозированию обменных НАК по следующим направлениям:

- обмен аминокислот в организме коров, определение их затрат на поддержание пищеварительного тракта, тканей и органов и уточнение на этой основе коэффициентов использования аминокислот на продукцию молока и поддержание;

- определение лимитирующих незаменимых аминокислот и их последовательности в рационах лактирующих коров по зонам страны;

- разработка идеальных по аминокислотному профилю низкобелковых рационов как за счет корректировки натуральных компонентов, так и за счет использования препаратов аминокислот, защищенных от распада в рубце, повышая тем самым эффективность использования белка и снижая затраты на производство молока и загрязнение окружающей среды;

- разработка простых электронных программ, доступных в условиях производства, для расчета потребности и прогнозирование обеспеченности рациона незаменимыми аминокислотами.

Освоение методами балансирования рационов по незаменимым аминокислотам будет способствовать экономии белковых кормов, повышению продуктивности коров и экономической эффективности отрасли молочного животноводства.

Литература

1. Arriola Apelo, S. I., J. Knapp, and M. Hanigan. Invited review: Current representation and future trends of predicting amino acid utilization in the lactating dairy cow. Journal of Dairy Science. 2014. 97:1 - 18. doi: 10.3168/jds.2013-7392. Epub 2014 Apr 24.

2. Huhtanen P. and Hristov AN. A meta-analysis of the effects of dietary protein concentration and degradability on milk protein yield and milk n efficiency in dairy cows. Journal of Dairy Science. 2009. 92:3222 - 3232. https://doi.org/10.3168/jds.2008-1352

3. .Dijkstra, J., France J., Ellis JI, Strathe AB, Kebreab E. and Bannink A. Production efficiency in ruminants: feed, nitrogen, and methane. In Sustainable animal agriculture (ed. E Kebreab). 2013. pp. 10-25 CAB International. doi:10.1079/9781780640426.0010

4. Lee, C., A. N. Hristov, K. S. Heyler, T. W. Cassidy, H. Lapierre, G. A. Varga, and C. Parys.. Effects of metabolizable protein supply and amino acid supplementation on nitrogen utilization, milk production, and ammonia emissions from manure in dairy cows. Journal of Dairy Science. 2012. 95:5253-5268. http://dx.doi.org/ 10.3168/jds.2012-5581

5. Higgs, R. J., L. E. Chase, and M. E. Van Amburgh. Development and evaluation of equations in the Cornell Net Carbohydrate and Protein System to predict nitrogen excretion in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science. 2012. 95:2004-2014. doi: 10.3168/jds.2011-4810

6. Moraes, L. E., and J. G. Fadel. Minimizing environmental impacts of livestock production using diet optimization models. Sustainable Animal Agriculture. E. Kebreab, ed. CABI, Boston, MA. 2013. Pages 67-82.10.1079/9781780640426.0067

7. US EPA (Environmental Protection Agency). Reactive Nitrogen in the United States: An Analysis of Inputs, Flows, Consequences, and Management Options. A Report of the EPA Science Advisory. 2011. https://www.researchgate.net/publication/237545094_US_EPA_Science_Advisory_Board_Integrated_Nitrogen_Committee_INC

8. Cyriac, J., A.G. Rius, M.L. McGilliard, R.E. Pearson, B.J. Bequette, and M.D. Hanigan. Lactation performance of midlactation dairy cows fed ruminally degradable protein at concentrations lower than National Research Council recommendations. Journal of Dairy Science. 2008. 91:4704-4713. doi:10.3168/jds.2008-1112

9. Dijkstra, J., C.K. Reynolds, E. Kebreab, A. Bannink, J. L. Ellis, J. France, and A.M. van Vuuren. Challenges in ruminant nutrition: Towards minimal nitrogen losses in cattle. Pages 47-58 in Energy and Protein Metabolism and Nutrition in Sustainable Animal Production. W.J. Oltjen, E. Kebread, and H. Lapierre, ed. Wageningen Academic Publishers, Wageningen, the Netherlands, 2013. DOI: 10.3920/978-90-8686-781-3_3

10. Ferraretto, L. F., C. S. Ballard, C. J. Sniffen, and I. Shinzato. Influence of essential amino acid balancing post-partum on lactation performance by dairy cows through a meta-analysis. Journal of Dairy Science. 99. 2016. (Suppl. 1):718. https://doi.org/10.2527/jam2016-1505

11. Arriola Apelo, S. I., Bell, A. L., Estes, K., Ropelewski, J., de Veth, M. J., & Hanigan, M. D. Effects of reduced dietary protein and supplemental rumen-protected essential amino acids on the nitrogen efficiency of dairy cows. Journal of Dairy Science. 2014. 97. 5688-5699. doi:10.3168/jds.2013-7833. Epub 2014 Jul 11.

12. Barros, T., Quaassdorff, M. A., Aguerre, M. J., Colmenero, J. J. O., Bertics, S. J., Crump, P. M., & Wattiaux, M. A. Effects of dietary crude protein concentration on late-lactation dairy cow performance and indicators of nitrogen utilization. Journal of Dairy Science. 2017. 100. 5434-5448. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11917

13. Рядчиков В.Г. Производство и рациональное использование белка (от Т. Осборна до наших дней). В кн.: Аминокислотное питание животных и проблема белковых ресурсов /В.Г, Рядчиков//Материалы конференции в КубГАУ под эгидой РАСХН 23 марта 2004г. // г. Краснодар; под ред. В.Г. Рядчикова. Краснодар, 2005 г. - С. 17-61.УДК 636.084.087.74

14. . Colombini, S., G. A. Broderick, and M. K. Clayton. Effect of quantifying peptide release on ruminal protein degradation determined using the inhibitor in vitro system. Journal of Dairy Science. 2011. 94:1967- 1977 / 94:1952-1960. doi: 10.3168/jds.2010-3523

15. Brito, A. F., and G. A. Broderick. Effects of different protein supplements on milk production and nutrient utilization in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science. 2007. 90:1816-1827. 10.3168/jds.2006-558

16. White, R. R., Y. Roman-Garcia, J. L. Firkins, P. Kononoff, M. J. VandeHaar, H. Tran, T. McGill, R. Garnett, and M. D. Hanigan. 1. Evaluation of the National Research Council dairy model and derivation of new prediction equations. 2. Rumen degradable and undegradable protein. Journal of Dairy Science. 2017. 100:3611-3627.doi: 10.3168/jds.2015-10801

17. . Lapierre H., Pacheco D., Bertiaume R., Ouellet D.R., Schwab C.G., P.Dubreuil, G.Holtrop and G.E. Lobley. What is the True Supply of Amino Acid for a Dairy Cow? Journal of Dairy Science. 2006. 89(E. Suppl.):Е1-Е14. DOI:10.3168/jds.S00220302(06)72359-1

18. . Ipharraguerre I.R, Clark J.H, Freeman D.E.Rumen fermentation and intestinal supply of nutrients in dairy cows fed rumen-protected soy products. Journal of Dairy Science.2005. 88:2879-2892. 10.3168/jds.S0022-0302(05)72969-6

19. Laflin, S.L., Gnad, D.P., Walz, P.H. Rumen cannulation and utilization of a donor animal. The Bovine Practitioner, 2004. 38 (1): 54-58.

20. . Krizsan, S. J., S. Ahvenjarvi, H. Volden, and G. A. Broderick. Estimation of rumen outflow in dairy cows fed grass silage-based diets by use of reticular sampling as an alternative to sampling from the omasal canal. Journal of Dairy Science. 2010. 93:1138-1147. doi: 10.3168/jds.2009-2661

21. Starke A., Wussow K., Matthies L., Kusenda. M, Busche R., Haudum A., Beineke A., Pfarrer C., Rehage J. Minimally-invasive catheterization of the portal, hepatic and cranial mesenteric veins and the abdominal aorta for quantitative determination of hepatic metabolism in dairy cows. The Veterinary Journal. 2011. 192 (2012):403-411. doi: 10.1016/j.tvjl.2011.07.002.

22. Larsen, M., H. Lapierre, and N. B. Kristensen. Abomasal protein infusion in postpartum transition dairy cows: Effect on performance and mammary metabolism. J. Dairy Sci. 2014 97:5608-5622.doi: 10.3168/jds.2013-7247. Epub 2014 Jul 2

23. .Berthiaume, R., P. Dubreuil, M. Stevenson, B.W. McBride, and H. Lapierre. Intestinal disappearance and mesenteric and portal appearance of amino acid in dairy cows fed ruminally-protected methionine. J. Dairy Sci. 2001. 84:194-203. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(01)74469-4

24. Hvelplund, T., M.R. Weisbjerg, and L.S. Andersen. 1992. Estimation of the true digestibility of rumen undegraded dietaty protein in the small intestine of ruminants by the mobile bag technique. Acta Agric. Scand. A Anim. Sci. 421:34

25. Ross D.A., Gutierrez - Botero M., M.E. Van Amburgh. Development of an in vitro intestinal digestibility assay for ruminant feedas. P.190-202 in Proc. Of the Cornell Nutrition conference for Feed Manulactur. East Syracuse, NY. Dept. Animal Science Cornell University. Ithaca, NY. 2013. P.1990-2020. file:///C:/Users/user/Downloads/Development%20of%20an%20in%20vitro%20intestinal%20digestibility%20assay%20for%20ruminant%20feeds%20-%20Ross%20-%20Cornell%202013%20Manuscript%20(1).pdf

26. Freetly, H. C., Ferrell, C. L., & Archibeque, S. Net flux of amino acids across the portal-drained viscera and liver of the ewe during abomasal infusion of protein and glucose12. Journal of Animal Science, 88(3), 2010. 1093-1107. doi:10.2527/jas.2009-2260

27. Hanigan, M. D., Reynolds, C. K., Humphries, D. J., Lupoli, B., & Sutton, J. D. (2004). A Model of Net Amino Acid Absorption and Utilization by the Portal-Drained Viscera of the Lactating Dairy Cow. Journal of Dairy Science, 87(12), 4247-4268. 10.3168/jds.S0022-0302(04)73570-5

28. Sadri, H., von Soosten, D., Meyer, U., Kluess, J., Dдnicke, S., Saremi, B., & Sauerwein, H. Plasma amino acids and metabolic profiling of dairy cows in response to a bolus duodenal infusion of leucine. PLOS ONE, 2017. 12(4), P.1-14. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176647.

29. Patton, R. A., Hristov, A. N., Parys, C., & Lapierre, H. Relationships between circulating plasma concentrations and duodenal flows of essential amino acids in lactating dairy cows. Journal of Dairy Science, 2015. 98(7): 4707-4734. http://dx.doi.org/ 10.3168/jds.2014-9000

30. Харитонов Е.Л. Физиология и биохимия питания молочных коров. Глава 4 «Протеиновое питание молочных коров». С. 75-139. Монография. Боровск. Изд-во «Оптима Пресс». 2011 УДК 636.2.034.084.41:612:5771

31. Харитонов Е.Л. Методические и инструментальные подходы к изучению физиологическиих и биохимических процессов образования конечных продуктов переваривания питательных веществ кормов // Журнал Проблемы биологии продуктивных животных, 2008. Боровск: №4 с. 1-27 УДК 636.2/3.085.2:612.3:57.08