rus eng
Архив номеров / Номер 4, 2020 год Распечатать

Кормовая добавка на основе эндо- и экзометаболитов Bacillus subtilis - стимулятор молочной продуктивности коров

УДК 619:616-084:615.331:636.034
DOI 10.33861/2071-8020-2020-4-19-22

Малков С.В., Красноперов А.С., Порываева А.П.,Верещак Н.А.,Опарина О.Ю. Федеральное государственное 
бюджетное научное учреждение «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр
Уральского отделения Российской академии наук», г. Екатеринбург

Введение. Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. определены основные задачи в области совершенствования отечественного животноводства, которые должны обеспечить продовольственную безопасность и независимость России по основным параметрам, заданной Доктриной продовольственной безопасности Российской Федерации. Современное отечественное молочное скотоводство - это ведущая отрасль животноводства, являющаяся основным источником получения молока и высокоценного сырья для пищевой промышленности. Молочное животноводство может быть рентабельным, конкурентоспособным, высокотехнологичным и обеспечивать растущие потребности населения страны только лишь при условии высокой продуктивности стада [2, 6, 12].

Последние годы характеризуются ростом объемов производства молока, повышающимися требованиями к качеству всей молочной продукции, которые в итоге оказывают непосредственное влияние на здоровье человека. В условиях современных агропромышленных комплексов решением этой проблемы становится задача увеличения продуктивного долголетия коров, повышение переваримости и усвояемости кормов, снижение себестоимости корма на единицу продукции с помощью применения пробиотических препаратов [5, 12, 13, 15].

В Российской Федерации зарегистрировано более 250 пробиотических препаратов отечественного и импортного производства, которые создают и поддерживают позитивный микробный баланс желудочно-кишечного тракта, заселяя слизистую оболочку кишечника конкурентоспособными штаммами бактерий-пробионтов, стимулируя активность пищеварительной, моторно-эвакуационной, гормональной, иммунной систем, сохраняя колонизационную резистентность [1, 3, 11].

Для современной биотехнологической отрасли перспективной группой микроорганизмов остаются бактерии рода Bacillus, как наиболее направленные на повышение переваримости и усвояемости кормов, на формирование полезной микрофлоры желудочно-кишечного тракта, а также являющиеся высокотехнологичными в производстве кормовых добавок и стабильными при хранении [1, 9, 10].

Важным критерием для исследователей остается создание и изучение эффективности применения новых пробиотических препаратов, на основе эндо- и экзометаболитов композиций бактериальных клеток Bacillus subtilis, способных к стимуляции обменных процессов, усилению активности иммунной системы и повышению продуктивного потенциала.

Цель работы - изучить стимулирующее влияние новой отечественной композиционной кормовой добавки, созданной на основе эндо- и экзометаболитов бактериальных клеток Bacillus subtilis на гематологические показатели и молочную продуктивность коров.

Материалы и методы исследований. Исследования выполнены в лаборатории иммунологии и патобиохимии животных Уральского научно-исследовательского ветеринарного института ФГБНУ УрФАНИЦ УрО РАН в рамках направления 160 программы ФНИ государственных академий наук на 2013-2020 гг. «Молекулярно-биологические и нанобиотехнологические методы создания биопрепаратов нового поколения, технологии и способы их применения с целью борьбы с особо опасными инфекционными, паразитарными и незаразными болезнями животных».

Объектом исследования являлись стельные и дойные коровы (2-3 лактации), содержащиеся в сельскохозяйственной организации Свердловской области (n=30).

Кормовая пробиотическая добавка создана на основе эндо- и экзометаболитов бактериальных клеток Bacillus subtilis штаммов B-239906 и B-249909 с концентрацией 103 КОЕ/г.

Для проведения научно-производственного опыта по принципу аналогов были сформированы 3 группы (две опытные и одна контрольная) коров голштинизированной чёрно-пестрой породы со следующими характеристиками: возраст, живая масса, упитанность, физиологическое состояние, удой за предыдущую лактацию, процентный объем белка и жира в молоке. Животные содержались привязным способом в одном помещении и получали полнорационный состав кормов, спрогнозированный на продуктивность 26-28 кг молока (табл. 1).

Таблица 1 Схема научно-производственного опыта

Группа животных

Периоды применения кормовой добавки

Контрольная (n=10)

Сбалансированный рацион, принятый в сельскохозяйственной организации (без применения кормовой добавки)

1 опытная (n=10)

Сбалансированный рацион, принятый в сельскохозяйственной организации + 15 г кормовой пробиотической добавки, в течение 14 суток после отела

2 опытная (n=10)

Сбалансированный рацион, принятый в сельскохозяйственной организации + 15 г кормовой пробиотической добавки, в течение 14 суток до дня отела + 14 суток после отела

Периоды введения в рацион коров новой кормовой пробиотической добавки были определены, исходя из максимальной метаболической нагрузки на организм животных, который они испытывают за 20 суток до отела и в течение 20 суток после.

Ежедневно проводился контроль за физиологическим, клиническим состоянием коров и поедаемостью кормосмеси. Продолжительность учетного периода составляла 150 суток. Для оценки молочной продуктивности проводили ежемесячные контрольные доения с определением количества и качества молока (жира и белка). Критерии качества выявляли с использованием прибора «Комбифосс FT+».

Учет показателей молочной продуктивности коров, концентрации в нем жира и белка начинали с 15 дня после отёла, а пик продуктивности определяли по результатам среднесуточного удоя.

Кровь для лабораторных исследований отбирали у коров из подхвостовой вены в утренние часы: в первый день после отела (фон), через 14 и 28 дней после отела.

Гематологические показатели определяли на анализаторе Abacus Junior Vet фирмы «Diatron» (Австрия) с использованием стандартных реактивов фирмы «Diatron» (Австрия); лейкоцитарную формулу подсчитывали в мазках крови, окрашенных по Романовскому-Гимза на микроскопе Micros МСХ 100 (Австрия).

Результаты исследований и их обсуждение. Проведенные фоновые исследования основных гематологических параметров крови 1 животных опытных и контрольной групп не выявили существенных отклонений от физиологических норм послеродового периода. Динамика изменения этих значений представлена на рисунках 1, 2.

Рис. 1. Основные показатели крови коров (14 сутки после родов)

Рис. 2. Основные показатели крови коров (28 сутки после родов)

Известно, что в предродовой и послеродовой периоды происходят значительные перестройки энергетического баланса, нарушения гомеостаза организма коров, которые характеризуются закономерными изменениями параметров крови. В период беременности чаще всего регистрируется повышение гемоглобина примерно на 10-12%, что доказано рядом авторов [8]. После отела в обеих опытных группах мы отмечали некоторое снижение этого показателя до 28-х суток, но его концентрация не выходила за средне нормативные значения (90,50-113,43 г/л) (рисунок 2). Животные контрольной группы, без скармливания кормовой пробиотической добавки, отличались в вариации динамики. С 1 по 14 сутки количество гемоглобина возрастало на 6,48%, и только к 28 суткам возвращалось до значений близких к средне нормативным.

Анализируя полученные результаты по динамике уровня эритроцитов в крови испытуемых животных, хотелось бы отметить, что в первые дни после отела значения данного показателя были на верхней границе физиологической нормы, что характерно для данного состояния организма. Затем происходила стабилизация до референтных значений (рисунок 1, 2).

Результаты исследования гематокрита у коров контрольной группы в течение 28 суток достоверными изменениями по сравнению с фоновыми значениями не отличались (рисунок 1, 2). В этот же период у сверстниц опытных групп отмечалось плавное снижение в первой группе до 29,20% и во второй - до 29,65%. Аналогичная динамика изменений отмечалась и для клеток белого ростка крови (рисунок 1, 2). Анализируя полученные результаты, можно с уверенностью говорить о восстановлении организма коров в послеродовой период (стабилизация переноса кислорода из органов дыхания в ткани, активация интенсивности биосинтетических процессов, восстановление водносолевого баланса), что подтверждается данными ряда авторов [7].

Достаточно важным представляется анализ структурного состава клеточного звена неспецифической защиты организма. Наиболее выраженные изменения к 28 суткам наблюдали у животных опытных групп: в 1-ой группе увеличение относительного количества базофилов составило 6,12 раза, а у коров 2-ой группы - в 2,08 раза. У сверстниц контрольной группы доля базофилов в структуре лейког-раммы оставалась неизменной. Достоверных изменений относительного количества эозинофилов у испытуемых в период наблюдения не было отмечено.

Полученные результаты характеризуют некоторое напряжение моноцитарно-макрофагального звена, что обусловлено периодом восстановления репродуктивных органов в послеродовой период [4].

При дальнейшем анализе лейкограммы у коров опытных групп регистрировалось увеличение абсолютного содержания лимфоцитов через 14 суток, с последующим его снижением к 28-м до уровня средне нормативных значений. Совершенно противоположная картина наблюдалась у контрольных особей, не получавших препарата. Так, на 14 сутки зарегистрировано его снижение в 1,78 раза по сравнению с фоновыми показателями. На 28 сутки отмечалось увеличение абсолютного содержания лимфоцитов в 2,3 раза, что могло свидетельствовать о повышении интенсивности биосинтетических процессов (рисунок 1, 2).

В послеродовой период восстановительные процессы протекают с различной степенью интенсивности и во многом зависят от биоэнергетических ресурсов организма. Динамика изменения гематологических показателей у животных опытных групп свидетельствовала о способности пробиотической добавки положительно влиять на метаболические процессы энергетической направленности.

Результаты наблюдения за молочной продуктивностью коров опытных и контрольной групп коров в течение 150 дней представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Лактационные кривые среднесуточных надоев коров (кг)

Анализируя результаты исследований выявили, что животные опытных групп достигли наивысшей продуктивности к окончанию третьего месяца, но с разной степенью интенсивности. Нарастание среднесуточного надоя за период 90 суток достигло показателей в первой опытной группе - 28,94±6,84 кг, во второй - 32,17±3,33 кг, что составило 6,44% и 15,59%, соответственно. За аналогичный период сверстницы контрольной группы не смогли выйти на ожидаемый пик продуктивности, а допустили некоторое падение 2,69% (27,90±7,25 кг). В ходе эксперимента было выявлено, что у коров опытных групп превышение среднесуточного удоя относительно контрольных особей отмечали, начиная с пика лактации до окончания опыта.

После пика продуктивности регистрировали закономерное снижение среднесуточного количества произведенного молока по всем группам, но с различной степенью интенсивности. У коров первой опытной группы этот показатель сократился на 13,37%, во второй - на 21,26%, а в контрольной - на 18,46%. К окончанию всего периода исследований среднесуточные удои молока у животных первой группы составили 25,07±4,38 кг, второй - 25,33±2,52 кг, контрольной - 22,75±8,82 кг.

Важными критериями качества продукции для молочного животноводства является определение количества жира и белка в молоке.

Характеризуя динамику изменений процентного содержания жира в молоке за период научно-производственного опыта, нами было установлено следующее (рисунок 4).

Рис. 4. Динамика изменения содержания массовой доли жира в молоке (%)

Ко второму месяцу после отела в молоке коров обеих опытных групп увеличивалось содержание массовой доли жира на 0,17% в первой и на 0,16% во второй по сравнению со значениями первого месяца лактации и достигло объемов 3,72% и 3,87, соответственно. А у сверстниц контрольной группы было выявлено падение массовой доли жира на 0,06% ко 2 месяцу лактации и еще на 0,39% к 3 месяцу. В период предельных величин лактации (3 месяц), насыщение жиром молока было ослаблено соразмерно объемам среднесуточных надоев. Окончание научно-производственного опыта характеризовалось возвращением процентного содержания жира в молоке коров всех групп к средним значениям для данного периода лактации.

Вторым важным по значимости показателем качества молока является процентное содержание массовой доли белка (рисунок 5).

Рис. 5. Динамика изменения содержания массовой доли белка в молоке коров (%)

В течение всего опыта регистрировали ежемесячные колебания синтеза молочного белка во всех группах в интервале 2,90-3,35%. Нехарактерные изменения динамики содержания массовой доли белка были зарегистрированы только у животных первой группы, со средним значением 3,104 г/100 г. Цикличность синтеза объёма белка во второй опытной и контрольной группах носила стандартнопредсказуемый характер, соответствующий лактационным характеристикам породной группы коров со средними значениями 3,240 и 3,016 г/100 г, соответственно.

Для современного молочного животноводства актуальной остается задача достижения наивысшей продуктивности в период 2-3 месяца после отела, с сохранением или плавным снижением надоев, но не более чем на 9% по отношению к предыдущему месяцу. Выполнение этих требований способствует повышению продуктивного долголетия коров и получению максимального количества молока за лактацию [7, 10, 12].

Полученные в ходе исследования результаты и их анализ свидетельствовали о том, что применение изучаемой кормовой добавки в рационах кормления коров молочного направления оказывает положительное действие на восстановительные процессы послеродового периода животных. Продолжительность этих процессов зависит от максимального снижения отрицательного энергетического баланса, скорости стабилизации гомеостаза и функционального единства организма. Доказано, что дефицит внутренних резервов организма, нарушение зооветеринарных технологий и многие другие факторы приводят к различным осложнениям в послеродовой период, затягивая восстановление и регенерацию органов размножения. В результате у таких животных развиваются органические и метаболические нарушения, снижается резистентность организма [2, 14]. Нашими исследованиями была зарегистрирована сбалансированная динамика изменения состава форменных элементов крови у коров, получавших пробиотическую кормовую добавку. Преобразования в клеточном составе белого ростка крови коррелировали с динамикой в красном ростке, что являлось свидетельством физиологичного течения восстановительных процессов в послеродовой период.

Кроме того, было выявлено положительное влияние пробиотической кормовой добавки на молочную продуктивность. Показано, что коровы обеих опытных групп достигли наивысших показателей к третьему месяцу лактации. За 150 дней наблюдений среднесуточные удои молока у животных первой группы составили 27,04 кг, у второй - 28,87 кг, у контрольной - 26,24 кг.

Важно отметить, что в группах коров, получавших пробиотическую кормовую добавку основные показатели качества молока - содержание жира и белка были стабильными на протяжении всего опыта. В молоке животных 1-ой и 2-ой групп среднее содержание жира регистрировали на уровне 3,69 г/100 г и 3,74 г/100 г, соответственно, а средний показатель содержания белка 3,104 г/100 г - 3,24 г/100 г.

У сверстниц контрольной группы содержание жира и белка в молоке определялось значениям 3,79 г/100 г и 3,016 г/100 г.

Результаты наших исследований показали, что использование новой пробиотической кормовой добавки, содержащей штаммы Bacillus subtilis, в комбикормах высокопродуктивных коров оказывает положительное влияние на молочную продуктивность и контролируемые показатели качества молока, что совпадает с данными других авторов [5, 10, 12].

Заключение. Для максимальной реализации генетического потенциала продуктивности молочного скота и сохранения популяционного здоровья животных одним из перспективных направлений остается широкое использование кормовых добавок на основе пробиотиков. Динамика гематологических показателей опытных групп подтверждала положительное влияние исследуемой кормовой добавки на восстановление и улучшение физиологического статуса организма коров в послеродовой период. Выполненные исследования показали, применение новой кормовой пробиотической добавки в наиболее критически значимые физиологические стадии: способствовало нормализации обменных процессов энергетической направленности. Положительное действие исследуемой кормовой добавки в дальнейшем проявлялось увеличением молочной продуктивности и улучшением качества молока. Необходимо отметить, что наиболее выраженный положительный эффект регистрировался у коров, которые получали кормовую добавку по схеме 2: за 14 дней до предполагаемого дня отела и в течение 14 дней после отела.

Список литературы:

  1. Андреева Н.А., Кошелев С.Н. Влияние пробиотического препарата Бацелл на переваримость основных питательных веществ у коров// Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. - 2015. - № 2. - С. 15-20.
  2. Белоусов А.И., Соколова О.В., Беспамятных Е.Н. Применение биохимического скрининга при оценке продуктивного здоровья высокопродуктивных коров в Свердловской области// Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. - 2018. - № 4. - С. 278-280.
  3. Дроздова Л.И., Кундрюкова У.И., Архипенко Н.В. Роль пробиотиков в жизнедеятельности животных и птицы// Разработка отечественных ветеринарных препаратов и способов лечения заболеваний животных и птиц. - 2018: 129139.
  4. Ивашкевич О.П. Сроки инволюции матки и коррекция воспроизводительной функции у высокопродуктивных коров// Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. - 2015. - № 18-2. - С. 47-57.
  5. Косилов В.И. Влияние пробиотической добавки Биогумитель 2Г на эффективность использования питательных веществ кормов рационов// АПК России. - 2016. - Т. 23. - № 5. - С. 1016-1021.
  6. Кощаев А.Г., Лебедева И.А., Дроздова Л.И., Лысенко Ю.А. Научное обоснование и результаты применения пробиотиков на основе спорообразующих бактерий: монография// Краснодар. - 2016. - С. 124-129.
  7. Митяшова О.С., Гусев И.В., Лебедева И.Ю. Обмен веществ и репродуктивная функция в послеродовой период у коров-первотелок при введении им экстракта плаценты// Сельскохозяйственная биология. - 2017. - Т. 52. - № 2. - С. 323-330.
  8. Морозова Л.А. Эффективность использования микробиологических добавок в рационах стельных сухостойных коров// Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2016. - № 10 (121). - С. 192-199.
  9. Новикова М.В., Лебедева И.А. Пробиотик Бацелл-М снижает риск возникновения патологий репродуктивной системы кур, связанных с ожирением// Птица и птицепродукты. - 2018. - № 5. - С. 21-23.
  10. Оноприенко Н.А., Оноприенко В.В. Влияние пробиотического препарата «Бацелл-М» на молочную продуктивность// Сборник научных трудов СевероКавказского научно-исследовательского института животноводства, 2016. - Т. 5. - № 1. - С. 95-100.
  11. Псхациева З.В. Минеральные вещества и пробиотики: совместное применение// Международный научно-исследовательский журнал. - 2014. - № 4-1 (23). - С. 94-96.
  12. Шацких Е.В., Бармина И.П. Молочная продуктивность коров голштинской чернопестрой породы американской селекции в условиях Среднего Урала// Главный зоотехник. - 2016. - № 11. - С. 3-8.
  13. Шкуратова И.А. Пробиотики против микотоксикозов// Животноводство России. - 2017. - № 1. - С. 51.
  14. Шкуратова И.А., Донник И.М., Исаева А.Г., Кривоногова А.С. Экологобиологические особенности крупного рогатого скота в условиях техногенеза// Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. - 2015. - № 2. - С. 366-369.
  15. Эзейгарль К.В., Филатов А.С., Петрухина Е.А., Мельников А.Г., Петрухин В.А. Применение местных нетрадиционных добавок в кормлении сельскохозяйственных животных в условиях Волгоградской области// Вестник аграрной науки Дона. - 2016. - № 1(33). - С 64-70.

Резюме. Перспективным направлением в обеспечении продовольственной безопасности и независимости России является широкое использование и изучение новых кормовых добавок пробиотического действия. На сегодня пробиотические препараты широко применяются в молочном животноводстве, поддерживая положительный микробный баланс желудочно-кишечного 21 тракта и стимулируя активность пищеварительной, моторно-эвакуационной, гормональной, иммунной систем. Авторами изучена эффективность применения композиции 2-х штаммов Bacillus subtilis в течение 14 дней после отёла (1 опытная группа) и 14 дней до отёла и 14 дней после отёла (2 опытная группа) в технологии производства молока и улучшении его качества. В процессе проведения научно-производственного опыта применялись современные методы исследований, способные дать качественные и максимально информативные данные о процессах, происходящих в организме. Анализ результатов гематологических показателей крови животных всех групп подтверждал физиологичность восстановления организма коров в послеродовой период, но с различной степенью интенсивности. Животные опытных групп достигли пиковых показателей молочной продуктивности к окончанию третьего месяца со значениями в 1-ой группе 28,94±6,84 кг, во 2-ой - 32,17±3,33 кг, что формировало увеличение 6,44% и 15,59% по отношению к фоновым значениям. В контрольной группе коров - 27,90±7,25 кг. К 150 дню исследований среднесуточные удои молока у животных первой группы составили 25,07±4,38 кг, второй - 25,33±2,52 кг, контрольной 22,75±8,82 кг. Показатели качества молока - содержание жира и белка у животных получавших пробиотическую добавку были вариабельны. В молоке животных 1-ой и 2-ой групп среднее содержание жира регистрировали 3,69 г/100г и 3,74 г/100г соответственно, а средний показатель содержания белка 3,104 г/100 г и 3,240 г/100 г. У сверстниц контрольной группы содержание жира и белка в молоке определялось значениям 3,79 г/100 г и 3,016 г/100 г. Проведенными исследованиями установлена и доказана перспективность широкого внедрения в молочное скотоводство пробиотика, в основе которого использована композиция эндо- и экзометаболитов 2-х штаммов Bacillus subtilis, способствующая улучшению физиологического статуса и повышению молочной продуктивности голштинизированных коров черно-пестрой породы.

Ключевые слова: коровы, гематология, лейкограмма, кормовая добавка, пробиотик, эндометаболиты и экзометаболиты бактериальных клеток, Bacillus subtilis, лактация, молочная продуктивность, жир, белок.

Сведения об авторах:

Малков Сергей Витальевич, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112а; тел.: 8-912-2485082; e-mail: aibolit_2001@mail.ru.

Порываева Антонина Павловна, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела эпизоотологического мониторинга и прогнозирования инфекционных болезней ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научноисследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112а; тел.: 8-922-1122095; e-mail: app1709@inbox.ru.

Верещак Наталья Александровна, доктор ветеринарных наук, ведущий научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБ-НУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112а; тел.: 8-999-5652973; e-mail: vereshakna@mail.ru.

Опарина Ольга Юрьевна, научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научноисследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112а; тел.: 8-912-6011634; e-mail: olia91oparina@yandex.ru.

Ответственный за переписку с редакцией Красноперов Александр Сергеевич, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела экологии и незаразной патологии животных ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук»; 620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, 112а; тел.: 8-903-0833132; e-mail: marafon.86@list.ru.

 

   
2011 © Ветеринария Кубани Разработка сайта - Интернет-Имидж