ВЕЩЕСТВ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ПИТАТЕЛЬНЫХ
Калориметрическая бомба состоит из заКРЫТОI'О сосуда, в котором сжигается образец корма. Сосуд имеет крышку с водой, которая адсорбирует выделяемое при сжигании тепло. По изменению температуры воды при сжигании корма судят о количестве энергии, выделенной сжигаемой навеской корма. Валовая энергия характеризует общую калорийность испытуемого корма.
Переваримая энергия (ПЭ) - это энергия переваренных пивой энергии энергии кала (Эк), ПЭ = ВЭ - Эк. тательных веществ корма. Ее определяют вычитанием из валоИсточником энергии для животного служит корм. Потенциальная энергия корма, освобождающаяся в организме животных при распаде органических веществ, используется для осуществления физиологических функций, жизнедеятельности орI'<1низма. При этом сама энергия претерпевает качественные изменения: она превращается в другие формы - движение, механическую работу, тепло и т. д. ВО взаимном переходе форм энергии имеется одна важная особенность: все формы энергии могут пОЛностью превращаться в тепловую. Этой особенностью и пользуются для изменения величины энергии, раСходуемой животными.
на 4,185 Дж. с 14,5 О до 15,5 ОС). Килокалория (ккал) - количество тепла, треСогласно международной системе единиц СИ, одна калория равПринято энергию, связанную с процессами в организме, выство тепла, необходимое для подогрева 1 г воды на 1 ос (обычно ражать в тепловых единицах (калориях). Калория - это количебующееся для нагревания 1 кг воды на 1 ОС; она равна 1000 ка.л.
При изучении обмена веществ и энергии живОтными, при ют энергию валовую, переваримую, физиологически полезную (обменную) , энергию продукции, теплопродукции и др. оценке питательности корма, нормировании кормления различаОпределяют ВЭ по количеству тепла, выделяемого единицей корма при сжигании в калориметрической бомбе. ществ корма или рациона. Ее еще называют общей энергией. Валовая энергия (ВЭ) - это вСя энергия питательных веКоличество переваримой энергии может быть также рассчитано по сумме переваримых питательных веществ (СППВ) с использованием коэффициента 4000 ккал на 1 кг СППВ или по количеству переваримых питательных веществ с использованием показат'еJlей средней К�10РIIЙIIОСТИ протеина, УГJlеводов и жиров (5,65; 4,10 и 9,45 ккал/г соответственно).
Обменная энергия (ОЭ) - метаболическая или физиологикорма или рациона. Определяют обменную энергию вычитанием чески полезная энергия. Она равна энергии усвояемых веществ из ВЭ энергетических потерь с калом, мочой (ЭМ) и газообразными продуктами пищеварения (метана) (СН4) .
О Э = ВЭ - Э К - ЭМ - ЭСН4 ·
В рубце взрослой коровы средней массы в течение суток образуется примерно 400 л метана и СО2 . Чем больше переваривается грубого корма, тем больше образуется газов. Однако их количество определить сложно, поэтому часто это делают по специальным уравнениям. Количество энергии, теряемой с калом и мочой, устанавливают калориметрически.
Чистая энергия (энергия продукции, Эп). При определении чистой энергии из обменной энергии вычитают энергию, выдеферментации (микробиальная активность в рубце) и тепло обленную с теплом при переваривании и усвоении питательных мена питательных веществ. При ферментации протеинов выдевеществ кормов. У жвачных животных сюда Относится тепло ляется больше тепла, чем при ферментации жиров.
что является положительным моментом. В летние месяцы, осовыделяемого тепла расходуется на согревание тела животного, Установлено, что выделение тепла у лактирующих коров в два раза выше, чем у нелактирующих, но разница зависит такемого лактирующими коровами корма. В зимние месяцы часть бенно в дневное время, этот вид тепла играет отрицательную же от уровня молочной продуктивности и количества потребляроль, потому что затрудняет охлаждение тела животных.
помощью респирационного калориметра - количество выделяеЧистую энергию корма можно определить в опытах по пеящее время чистую энергию обычно определяют по количеству реваримости на животных. Количество чистой энергии можно мощью бомбы определяют в корме и кале общую энергию, а с суммы переваримых питательных веществ. определить также путем комбинированного использования калориметрической бомбы и респирационного калориметра. С пования стоят дорого и требуют много времени, поэтому в настомого тепла и газообразные потери. К сожалению, такие И<':LЛедоОднако, в связи с тем что величина СППВ уменьшается при снижении переваримости корма, особенно при увеличении его потребления, данные по чистой энергии зачастую являются неточными, особенно для высокопродуктивных коров, которые потребляют больше кормов, чем мясные коровы.
ных для по,цдержания жи:шенных процессов, роста, молочной стемой ЧИСтой энергии. Чистая энергия для молочного скота - продуктивности и мышечной деятельности. вают количество чистой энергии, так как в этом случае довольвень потребления корма и выхода продукции согласуется е сиэто часть общей энергии, которая остается в организме животно точно устанавливаются энергетические потери. Поэтому уроВсе же большинство специалистов по кормлению рассчитыбенно грубых. Количество чистой энергии обратно пропорционально содержанию клетчатки, которая характеризует качество кормов, осоВ большинстве наших учебных пособий чистую энергию называют nроду'К:mU6НОЙ энергuей (ЭП). Она соответствует коли-
честву энергии, содержащемуся в полученной продукции (мясе, молоке, жире и др.). Количество продуктивной энергии определяется по балансу азота и углевода. Баланс энергии выражается формулой
ВЭ = ЭК + ЭМ + ЭСН4 + ОЭ + Эт,
lде ЭТ - энергия теплопродукции, ЭТ = ОЭ - Эп.
Общая схема распределения энергии в организме приведена на рис. 5.1.
КОРМ ЖЕДVДОЧНО-КИШЕЧНЫЙ ТРАКТ
г - - , г - - - - - - - - - - ,
В I I Потер.. знергмм при пищ е варении r
� А в I 1 .1 --------- . j I эн::��:С;=:�:�::е�:I Э не р гня rепла Энергия фер .. • кап. ент8ЦНН кор : : . I _ _ 1 1
� 1 I жеnУД<>чНQ-КН'JJеч"ом rpaKтe !
L _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ J
КРОВЬ, nИМФА, ОРГАНЫ м ТКАНИ
г - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1 L - ЭНЕРГИЯ ИЗ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТВСОСАВШИХСЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ - - - - - - - - А -В КРОВЬ ВЕЩЕСТВ - - _ _ J '1
я и - - - - - - I
_ _ J Г
[==§��э3�И�См�§==J
r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -L - - '
I ЭНЕРГИЯ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ ОБМЕННАЯ ЭНЕРГИЯ ЖИВОТНОГО + ЭНЕРГИЯ ПРОДУКЦИИ I
L _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ J
Таким образом, энергию кала, мочи, метана и тепловую можно считать непродуктивной, потерянной организмом. Количество этой энергии составляет примерно 30 � 36 % от энергии потребляемого корма. Аналогичные величины потерь (28 � 35 %) были установлены и для углерода корма. Энергия усвоенных веществ корма у лактирующих коров составляет 82 � 87 % от переваренной энергии и 53 � 60 % от принятой (валовой) энергии. Величина теплопродукции в пересчете на 1 кг переваримого органического вещества колеблется от 2014 до 3812 ккал. При обеспечении более высокого уровня кормления затраты теплопродукции на 1 кг усвоенного вещества снижаются.
5.1. Каким образом жвачные животные и микроорганизмы получают энергию из кормов
недеятельности энергию за счет ферментации. В организме животных энергия :gысвобождается из питательуглекислого газа и воды. Большая часть микрофлоры, находящейся в рубце жвачных, получает необходимую для своей жизных веществ кормов при сгорании их в кислороде с выделением
их роста, путем превращения углеводов в глюкозу с последуюлотами, которые образуются в рубце, как уже отмечалось, явМикроорганизмы рубца получают энергию, необходимую для щей ферментацией глюкозы в метан, двуокись углерода, воду и летучие жирные кислоты. Основными летучими жирными кисляются уксусная, пропионовая и масляная, содержащие 2, 3 и 4 атома углерода соответственно. ЛЖК являются конечным продуктом ферментации, они имеют чрезвычайно важное значение для питания и продуктивности жвачных. Летучие жирные кисиспользует их в качестве источников энергии. лоты содержат изначальный объем энергии глюкозы. И корова
Приблизительно от 30 до 50 % целлюлозы и гемицеллюлозы (клетчатки), поступающих в рубец коровы, подвергаются медленной ферментации. Обычно волокнистые углеводы (целлюлоза и гемицеллюлоза, связанные с лигнином) содержатся в крупных частицах корма, которые из-за своих размеров задерживаются в рубце коровы на длительное время (24 - 48 ч) и подвергаются сбраживанию. В процессе ферментации крупные частицы поступают в ротовую полость на дожевывание два и более раза. В процессе пережевывания размеры этих частиц значительно уменьшаются, а при их проглатывании сбраживание микроорганизмами продолжается. В конце концов частицы корма становятся маленькими по размеру, с низким содержанием лигнина. Частицы покидают рубец, проходят через кишечник, где пищеварительные ферменты оказывают на них незначительное влияние, и, наконец, выводятся наружу с экскрементами.
кормов (эффект наполнения) , так как частицы находятся в рубРазмеры волокнистых углеводов ограничивают потребление
це длительное время. Это может привести к тому, что ЖИВОтные не будут получать достаточное количество энергии (ниже потребной), т. е. может возникнуть дефицит энергии со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями.
5.2. Промежуточный обмен у животных
Основным местом переваривания клетчатки и без азотистых экстрактивных веществ у жвачных являются преджелудки - здесь их усваивается более двух третей от содержащихся в съеденных кормах.
Углеводы занимают в питании жвачных самое большое место. Они участвуют в синтезе компонентов молока. Большая часть переваренных в преджелудках углеводов всасывается в RИ,il,Р ЛЖК. :1а сутки у лактируюшей коровы образуется до 4,5 кг и более летучих жирных кислот. ЛЖК по скорости образования располагаются в следующем порядке: уксусная, пропионовая, масляная и в незначительных количествах валериановая, молочная, изомасляная и др. В течение суток у лактирующих коров при кормлении сеном и концентратами в рубце образуется уксусной кислоты 870 - 1650 г, пропионовой - 340 - 1160 и масляной - 320 - 610 г. При обычном сено-концентратном рационе в рубце находят уксусной кислоты 60 - 65 %, пропионовой - 22 - 55 и масляной - 5 - 13 %.
Обме'Н, у'Ксус'Н,оu 'Кuслоты. Всасываясь непосредственно стенкой рубца, она проходит затем через печень, где мало изменяется, и поступает в кровеносную систему. Уксусная кислота используется при построении тканей организма животного и как энергетический материал. Уровень ее в крови жвачных достигает 12 - 20 мг %. Уксусная кислота используется также в теплорегуляции и для синтеза жира. Этот процесс происходит в стенке кишечника, печени, легких, жировой ткани и молочной железе.
Наиболее активно уксусная кислота используется для синтеза молочного жuра. Вымя лактирующей коровы утилизирует из крови 40 - 80 % уксусной кислоты.
