Исследование кормов и кормовых добавок на питательность и безопасность для сельскохозяйственных животных

Комплексная оценка показателей питательности и безопасности кормового сырья для жвачных животных включает в себя анализ различных параметров, которые определяют качество и их безопасность [1].

Для получения объективной информации о питательности корма и ее изменчивости под влиянием различных факторов, необходимо знать содержание основных питательных веществ в кормах. Все соединения, которые входят в состав кормов, принято определять по их элементарному составу и функциональным свойствам [2, 3, 4]. Часто бывает, что содержание питательных веществ, полученное в результате анализа, не совпадает с данными из справочных таблиц. Это объясняется тем, что химический состав кормов не постоянен и зависит от множества факторов, таких как вид корма, условия выращивания, агротехника, фаза вегетации, географические условия, погодные условия, технология и сроки сбора кормов, условия хранения, методы подготовки кормов для кормления [5, 6, 7].

Задача зоотехнического анализа заключается в определении количества и качества питательных, минеральных и биологически активных веществ в кормах. С помощью различных методов анализа определяются группы веществ, которые содержатся в кормах вместе с примесями. Количество проводимых анализов зависит от требований кормления животных, возможностей лаборатории и стоимости анализа[8, 9].

На результативность анализа влияет качество пробы. Подбор подходящей репрезентативной пробы – первый и важнейший этап процесса анализа, которому часто не уделяют должного внимания. Необходимо помнить, что средняя проба, которая отдается на анализ, представляет несколько тонн корма, поэтому она должна быть отобрана не из одного места, а равномерно из всей массы. В противном случае возможны ошибочные результаты, которые влекут за собой финансовые издержки и неправильное составление рациона животных [10, 11].

Исследования показывают, что при нарушении технологии заготовки и хранения кормов происходит их брожение и гниение, что приводит к потере питательных веществ и ухудшению качества кормов [12].

С 2022 года в ЦКП «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВолНЦ РАН функционирует лаборатория химического анализа кормов.

Лаборатория химического анализа занимается определением химическогосостава, питательностиикачествакормов, аминокислотного состава растительных и животных образцов, изучением содержания микотоксинов в кормах для крупного рогатогоскота.

Каждый год список и количество проводимых анализов увеличивается в соответствии с потребностями. В центре используется современное оборудование, которое в сочетании с классическими и новейшими методами позволяет проводить широкий спектр исследований для определения безопасности и качества кормов.

Все необходимые физико-химические анализы (влажность, протеин, клетчатка, жир, микро- и макроэлементы, зола, нитраты) проводятся в соответствии с ГОСТами и методическими указаниями.

Для проведения исследований лаборатория оборудована новыми сушильными шкафами фирмы BINDER (Германия), муфельными печами, анализатором клетчатки Velp и Sonnen F22, автоматическим анализатором определения азота (протеина, белка) по методу Кьельдаля на 20 проб, произведённым компанией Hanon, а также полуавтоматическим анализатором на 14 проб, произведённым компанией VELP, спектрофотометрами UNICO 2100 и ПЭ-5400УФ и другими приборами, которые позволяют проводить исследования точно и в короткие сроки. Лабораторное оборудование также проходит метрологическую проверку и сертификацию о калибровке.

Для анализа кормов широко используется инфракрасная спектроскопия. Это экспресс-метод, основанный на проведении спектрального анализа образцов.

Для проведения БИК-анализа необходимо иметь обширную базу данных референтных образцов, которые были проанализированы химическими методами. На основе этих данных создаются калибровочные модели, которые позволяют интерпретировать результаты БИК-спектроскопии [13, 14]. Благодаря нашей большой информационной базе по «мокрой химии» мы можем самостоятельно создавать адаптированные под региональные условия калибровочные модели для различных групп кормов с учетом их ботанического состава. Использование двух подходов к анализу кормов («мокрая химия» и NIRS-анализ) позволяет не только сократить время анализа, но и периодически проверять полученные данные для обеспечения достоверности исследований.

Цель и задачи исследований

Основная цель исследований заключалась в оценке качества заготовленных кормов Вологодской области. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: анализ питательной ценности кормов за 2022–2023 гг., анализ безопасности заготовленных и приобретенных кормов.

Материалы и методика исследований

В ходе наших исследований, проведенных в 2023 году в интересах сельхозтоваропроизводителей Вологодской области, было проверено на качество и питательную ценность 1780,9 тыс. тонн объемистых кормов урожая 2023 года, что составляет 59,8% от заготовленного общего объема кормов в химической лаборатории ЦКП «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВОЛНЦ РАН в рамках государственного задания № FMGZ-2022-0003. Для достижения поставленных целей мы использовали методику, основанную на зоотехническом анализе согласно ГОСТ 31640-2012. Кроме того, мы провели химический анализ кормов, используя стандарты ГОСТ 32044.1-2012 (ISO 5983-1:2005) для определения м.д. азота (белка) с применением автоматического анализатора К 1160 (Hanon, Китай), ГОСТ 31675-2012 с применением автоматического анализатора клетчатки SONNEN F22 для определения содержания сырой клетчатки, ГОСТ 13496.15-2016. Анализ полученных данных был осуществлен с использованием метода вариационной статистики на персональном компьютере с помощью программы статистики MicrosoftExcel.

Сельскохозтоваропроизводители области, которые имеют большие площади лугов и пастбищ, в основном выращивают фураж, объемистые и сочные корма. В хозяйствах, где сельхозугодия часто обрабатываются, основным источником кормов является пашня. В Вологодской области на 01.01.24 г. всего площадей земель сельскохозяйственного назначения 1619,0 тыс. га, из них 715,9 тыс. га пашни, 145,1 тыс. га пастбища, 182,9 тыс. га сенокосы, 6,4 тыс. га многолетние насаждения и 4,4 тыс. га залежи (табл. 1).

Таблица1–Структураземельногофондапокатегориямземельсельскохозяйственного назначения

Показатели              2022 год 2023 год ± к 2023 году

Пашни , тыс. га	716,10	715,90	0,2
Пастбища, тыс. га	145,20	145,10	0,1
Сенокосы, тыс. га	182,90	182,90	-
Многолетние насаждения, тыс. га	6,40	6,40	-
Залежи, тыс. га	4,40	4,40	-
Всего площадей земель сельскохозяйственного назначения, тыс. га	1663,40	1619,00	44,40
Составлено по: данные Департамента сельского хозяйства и продовольственных ресурсов Вологодской области.

В процессе заготовки кормов одной из важных практик является использование кормовых угодий. В Вологодской области в 2023 г. для заготовки кормов было использовано 13,4 тыс. га однолетних трав, что на 2,9% меньше, чем в 2022 году, увеличилась площадь использования многолетних трав на 0,8% и кукурузы на 15,4%.

В 2023 году в Вологодской области было заготовлено 1 млн 628 тыс. га сочных кормов, что на 10,6% выше уровня 2022 года. Доля заготовки сена снизилась на 23,7%, а сенажа увеличилась на 3,8%.

За последние годы видовой состав кормов, заготовляемых из зеленой массы (сено, сенаж, силос, силажа) значительно расширился. Появились новые виды травосмесей или возобновились давно «забытые» старые культуры. Так или иначе, в период 2022–2023 гг. насчитывается более 50 силосов из различных видов растительных компонентов.

Ежегодно сотрудники нашей лаборатории исследуют образцы из 2 тыс. т. сена, 40 тыс. т. сенажа, 730 тыс. т. силоса, 250 тыс. т. силажа и других кормов (трава пастбищ, зеленая подкормка, зерновые корма, жмыхи, патока, премиксы, всевозможные добавки).

Подготовка кормов – это важный период для фермеров, так как от объема и качества корма зависит доход предприятия на протяжении всего года.

Агропромышленный комплекс сталкивается с проблемами, такими как неблагоприятные погодные условия – засуха или частые дожди, трудности с соблюдением технологий заготовки корма, достижением максимальной питательной ценности и сохранением корма на будущий сезон.

Качество сочных кормов, %

Рисунок 1 – Качество сочныхкормов, заготовленных в 2022– 2023 гг. (по данным ЦКП «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВолНЦ РАН)

На рисунке 1 представлено качество сочных кормов, заготовленных в 2022–2023 гг. За анализируемый период качество сочных кормов варьируется. В 2022 году процент первоклассного силоса составил 49,20%, ко II классу качества отнесено 37,2%, к III классу – 5,7%, признано неклассным – 7,9%. Для сравнения: в 2023 году из всего объёма силоса I класса – 27,0%, II – 56,8%, III – 11,3%, признано неклассным – 4,9%.

Согласно ГОСТ 55986-2022, силажом называют силос с влажностью 60–70%. В 2022 году к I классу отнесено 13,9%, ко II классу – 51,80%, к III классу – 29,8%, к неклассному – 4,5%. В 2023 году из всего объёма силажа к I классу качества отнесено 9,9%, ко II классу – 56,0%, к III классу – 29,3%, признано неклассным – 4,8%.

Качество объёмистых кормов, %

■ (класс ■ II класс Bill класс н/кл

Рисунок 2 – Качество объёмистых кормов, заготовленных в 2022–2023 гг. (по данным ЦКП «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВолНЦ РАН)

На рисунке 2 представлено качество объёмистых кормов, заготовленных в 2022–2023 гг. По результатам анализа объемистых кормов наблюдается тенденция улучшения качества сырья: на 8,9% сенажа и 14,7% сена первого класса, снижение класса качества II и III на 11,00% сенажа и 2,6% – 21,7% сена. Увеличение неклассного корма.

За 2021–2023 гг. наблюдаются значительные изменения в качестве кормов. С одной стороны, это связано с изменением работы хозяйств, но во многом это связано с изменением ГОСТ. Это скорее свидетельствует о том, что с появлением нового ГОСТа стали устанавливаться более строгие стандарты и требования к качеству кормов. Различные факторы, такие как изменение потребностей животных, развитие новых технологий в производстве кормов и проведение научных исследований, могут привести к изменениям в стандартах питания животных.

Эти изменения могут стимулировать предприятия к лучшему подбору кормов и использованию более качественных ингредиентов, что положительно сказывается на здоровье и производительности скота. Однако, для некоторых хозяйств, которые не готовы соответствовать новым требованиям, это может представлять определенные сложности и требовать внесения изменений в процесс производства и закупки кормов. В целом повышение требований к качеству кормов является положительным трендом, который способствует улучшению питания животных.

В процессе заготовки и хранения сочных кормов происходят различные процессы, включая выработку молочной кислоты под воздействием молочнокислых бактерий. Эта кислота влияет на пищеварение и молочную продуктивность, но ее избыток может привести к обезвоживанию организма, ацидозу и другим нарушениям, что негативно сказывается на продуктивности и качестве молока. Идеальное соотношение молочной кислоты к уксусной составляет 3:1 (табл. 2) .

Таблица 2 – Содержание органических кислот в 2022–2023 гг. по Вологодской области, %

Показатели                    Силос Силаж

рН силоса (силажа), ед. рН	2022 год	4,43	4,49
	2023 год	4,30	4,35
	Норма	3,9-4,3	4,2-4,3
Содержание уксусной кислоты, %	2022 год	0,826	0,696
	2023 год	0,810	0,729
Содержание масляной кислоты, %	2022 год	0,08	0,06
	2023 год	0,08	0,05
	Норма	0,1	-
Содержание молочной кислоты, %	2022 год	2,684	3,422
	2023 год	3,030	3,899
Массовая доля молочной кислоты в общем количестве кислот, %	2022 год	73,00	81,00
	2023 год	75,00	82,00
	Норма	65,00	-

Составлено по: данные ЦКП «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВолНЦ РАН.

За анализируемый период содержание органических кислот в силосах находится в допустимых пределах: масляная кислота 0,08% (норма 0,1%), соотношение молочной кислоты к уксусной 3,2–3,7.

Избыток уксусной кислоты может привести к развитию гнилостных и маслянокислых бактерий, которые в свою очередь образуют масляную кислоту. Если ее количество превышает 30%, то это считается неподходящим кормом. Высокое содержание масляной и уксусной кислот может вызвать кетозы, нарушения пищеварения и другие проблемы со здоровьем животных.

Перекисленный силос (силаж) может негативно сказаться на молочной продуктивности, приводя к снижению удоев, повышению кислотности молока и снижению жирности. Чтобы избежать этого, необходимо проводить лабораторный анализ корма и контролировать качество заложенного силоса. Перед каждым открытием новой траншеи с силосом необходимо брать пробы для анализа, чтобы определить его качество. Кислотность корма является важным показателем для здоровья коров и напрямую влияет на качество и количество молока.

Траншеи неоднородны по своему составу, по своей питательности, поэтому мы рекомендуем делать не один анализ на траншею, а 2-3 (начало, середина и конец). В таком случае вы получите гораздо более полную картину по поводу того, что заготовили и сможете более грамотно планировать, как будете совмещать траншеи между собой и в каком порядке будете скармливать. А если вы можете комбинировать высокопитательные траншеи с низкопитательными, то будете получать стабильное молоко в течение всего года.

На практике невозможно проверить все известные науке микотоксины в кормах из-за отсутствия разработанных методик. Поэтому для контроля загрязненности кормов микотоксинами используют несколько хорошо изученных видов, таких как Афлатоксин В1, Т-2 токсин, Зеараленон, дезоксиниваленол и Охратоксин А. Эти виды помогают оценить качество растительного сырья и готовых комбикормов (табл. 3).

Таблица 3 – Содержание микотоксинов в заготовленных и приобретенных кормах

Показатели	Год исследования		Наименование корма
			Силос	Кукуруза	Ячмень
AFLA	2022		Менее 2-34,350	-	-
	2023		1,079-16,628	-	-
Допустимые уровни			5 мгк/кг
Предельное стандартам ЕС	содержание	по	5 мгк/кг
ZEA	2022		-	Менее 20	Менее 20
	2023		67,00-329,80	26,3-429,4	-
Допустимые уровни			500 мкг/кг
Предельное стандартам ЕС	содержание	по	500 мкг/кг
OTA	2022		-	-	-
	2023		Менее 2-8,00	Менее 2	-
Допустимые уровни			5 мкг/кг
Предельное стандартам ЕС	содержание	по	5 мкг/кг
DON	2022		-	-	-
	2023		Менее 0,07-0,24	-	-
Допустимые уровни			2 мг/кг
Предельное стандартам ЕС	содержание	по	2 мг/кг
Составлено по: данные ЦКП «Центр сельскохозяйственных исследований и биотехнологий» ФГБУН ВолНЦ РАН.

Содержание микотоксинов:

• -    превышение Афлатоксин В1 в 18% образцов в 2022 году, 23% образцов в 2023 году;

• -    превышение Охратоксин А в 42% образцов в 2023 году

В большинстве случаев микотоксины присутствуют в кормах, вопрос в их концентрации. Их может быть очень мало или много, но во многих случаях мы должны уделять приоритетное внимание снижению воздействия микотоксинов, возможно, добавляя адсорбенты или применять какие-то кормовые добавки.

Для предотвращения негативного воздействия микотоксинов эффективно использовать адсорбирующие кормовые добавки и комплексы, которые доказали свою эффективность. Такие добавки могут содержать различные компоненты: цеолиты, бентонитовые глины, диатомит, активированный уголь и клеточные стенки дрожжей, которые обладают специфическими сорбционными свойствами для разных микотоксинов. Например, бентонит и диатомит эффективно связывают Афлатоксин, а клеточная стенка дрожжей – Зеараленон. Некоторые вещества, например уголь активированный, вместе с микотоксинами связывают витамины, содержащиеся в премиксах, поэтому его постоянное использование не рекомендуется. Адсорбенты постоянно улучшаются, но их главное свойство – быстрое действие.

При выборе определенного адсорбента специалисты хозяйств должны иметь оперативную информацию о содержании микотоксинов в кормах, то есть регулярно проводить анализ растительного сырья на наличие и уровень концентрации микотоксинов, и только после этого выбирать подходящий адсорбент, который будет направлен на те микотоксины, которые присутствуют в корме в большем количестве.

Заключение

В 2022 году в 32% пробах кормового сырья был выявлен химический состав, не соответствующий требованиям, установленным в действующих нормативных документах. В 2023 году этот показатель увеличился до 41%. В некоторых пробах несоответствие было обнаружено по двум и более показателям питательности.

Из полученных данных можно сделать вывод, что для поддержания высокой продуктивности животных необходимо постоянно контролировать качество кормов и сырья в лабораторных условиях.