Чистая энергия (энергия продукции, Эп). При определении чистой энергии из обменной энергии вычитают энергию, выделенную с теплом при переваривании и усвоении питательных веществ кормов. У жвачных животных сюда относится тепло ферментации (микробиальная активность в рубце) и тепло обмена питательных веществ. При ферментации протеинов выделяется больше тепла, чем при ферментации жиров.
Установлено, что выделение тепла у лактирующих коров в два раза выше, чем у нелактирующих, но разница зависит также от уровня молочной продуктивности и количества потребляемого лактирующими коровами корма. В зимние месяцы часть выделяемого тепла расходуется на согревание тела животного, что является положительным моментом. В летние месяцы, особенно в дневное время, этот вид тепла играет отрицательную роль, потому что затрудняет охлаждение тела животных.
Чистую энергию корма можно определить в опытах по переваримости на животных. Количество чистой энергии можно определить также путем комбинированного использования калориметрической бомбы и респирационного калориметра. С помощью бомбы определяют в корме и кале общую энергию, а с помощью респирационного калориметра – количество выделяемого тепла и газообразные потери. К сожалению, такие исследования стоят дорого и требуют много времени, поэтому чистую энергию обычно определяют по количеству суммы переваримых питательных веществ.
Однако 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.
Все же большинство специалистов по кормлению рассчитывают количество чистой энергии, так как в этом случае довольно точно устанавливаются энергетические потери. Поэтому уровень потребления корма и выхода продукции согласуется с системой чистой энергии. Чистая энергия для молочного скота – это часть общей энергии, которая остается в организме животных для поддержания жизненных процессов, роста, молочной продуктивности и мышечной деятельности.
Количество чистой энергии обратно пропорционально содержанию клетчатки, которая характеризует качество кормов, особенно грубых.
В большинстве наших учебных пособий чистую энергию называют продуктивной энергией (Эп). Она соответствует количеству энергии, содержащемуся в полученной продукции (мясе, молоке, жире и т. д.). Количество продуктивной энергии определяется по балансу азота и углевода. Баланс энергии выражается формулой
ВЭ = Эк + Эм + Эсн4 + Оэ + Эт,
где Эт – энергия теплопродукции, Эт = Оэ – Эп.
Общая схема распределения энергии в организме приведена на рис. 58.
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 8428,6 до 15 493,0 МДж. При обеспечении более высокого уровня кормления затраты теплопродукции на 1 кг усвоенного вещества снижаются.
В организме животных энергия высвобождается из питательных веществ кормов при сгорании их в кислороде с выделением углекислого газа и воды. Бóльшая часть микрофлоры, находящейся в рубце жвачных, получает необходимую для своей жизнедеятельности энергию за счет ферментации.
Микроорганизмы рубца получают энергию, необходимую для их роста, путем превращения углеводов в глюкозу с последующей ферментацией глюкозы в метан, двуокись углерода, воду и летучие жирные кислоты. Основными летучими жирными кислотами, которые образуются в рубце, как уже отмечалось, являются уксусная, пропионовая и масляная, содержащие 2, 3 и 4 атома углерода соответственно. ЛЖК являются конечным продуктом ферментации, они имеют большое значение для питания и продуктивности жвачных. Летучие жирные кислоты содержат изначальный объем энергии глюкозы, и корова использует их в качестве источников энергии.
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 пережевывание два и более раза, в процессе чего размеры этих частиц значительно уменьшаются, а при их проглатывании сбраживание микроорганизмами продолжается. В результате пережевывания 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.
Размеры волокнистых углеводов ограничивают потребление кормов (эффект наполнения), так как частицы находятся в рубце 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.
8.2. ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ОБМЕН У ЖИВОТНЫХ
Основным местом переваривания клетчатки и безазотистых экстрактивных веществ у жвачных являются преджелудки: здесь усваивается более2 /3 объема этих веществ, содержащихся в съеденных кормах.
Углеводы, участвующие в синтезе компонентов молока, занимают в питании жвачных самое большое место. Большая часть переваренных в преджелудках углеводов всасывается в виде ЛЖК. За сутки у лактирующей 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 т. д. 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 %.
Обмен уксусной кислоты. 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.
