Показатели энергетического и минерального обмена в крови высокопродуктивных коров в разные физиологические периоды при различных технологиях

Правильное кормление лежит в основе успешного животноводства. Корма оказывают решающее влияние на обменные процессы в организме, на здоровье животных и качество получаемой продукции. Высокая продуктивность в молочном животноводстве создает большую нагрузку на обменные процессы в организме коров и предъявляет высокие требования к качеству кормов, организации и поддержанию правильного кормления, а также к ранней диагностике нарушений обмена веществ (Амерханов и др., 2011).

Высокий уровень производства молока и нормальное физиологическое состояние высокоудойных коров возможны только при условии контроля и нормирования потребностей организма в энергии, питательных и биологически активных веществах, а также удовлетворения этих потребностей путем рационального подбора кормов и соответствующих добавок.

Увеличение производства молока часто напрямую связано с нарушениями обмена веществ и вспышками заболеваний у животных. Ошибки в кормлении быстрее проявляются у высокопродуктивных коров, чем у низкопродуктивных (Багинов и др., 2023).

В полноценном комплексе кормления сельскохозяйственных животных вопрос минерального обмена занимает важнейшее место в регуляции кислотно-щелочного ба- ланса в их организме (Гусаров и др., 2018a; Гусаров и др., 2018b).

Важность фосфора для организма животных хорошо известна. Фосфор играет ключевую роль во всех важных метаболических процессах обмена веществ и поэтому присутствует во всех биологических веществах. Фосфор является структурным элементом костной и зубной ткани, его доля составляет в ней 83% у молодняка и 87% у взрослых коров от всего количества фосфора, находящегося в организме (Косолапов и др., 2019).

Кальций обеспечивает материал для формирования костной ткани и участвует в свертывании крови. Профилактическая роль кальция заключается в поддержании кислотно-щелочного равновесия, в процессах формирования минеральной части кости и в активизации защитных функций организма. Кальций плохо усваивается как при дефиците, так и при избытке фосфора (Косолапов и др., 2019; Корельская, 2021).

Фосфор и кальций очень тесно связаны между собой, являются ключевыми минералами и определяют структурную прочность костной ткани – основы всего организма (Нога, Савинова, 2021).

Глюкоза является основным энергетическим веществом организма для некоторых специализированных тканей, играет важную роль в обмене веществ, влияет на интенсивность жирового и белкового обмена, стимулирует функцию поджелу- дочной железы и печени, обладает антикетоновым действием. Когда животные голодают, выработка глюкозы снижается (Симакова, Рожков, 2023).

Углеводное кормление коров регулируется содержанием в кормовом рационе сырой клетчатки, легкоусвояемых углеводов, в частности сахара, соотношением углеводов и белков, сравнением с рекомендуемыми эталонными количествами и состоянием углеводного обмена у скота, о чем свидетельствуют биохимические показатели в сыворотке крови.

Характерными признаками кетоза являются снижение глюкозы в плазме, уменьшение содержания гликогена в печени, повышенная продукция и экскреция кетоновых тел. Заболевание проявляется нарушениями пищеварения и обмена веществ. Измерение уровня кетоновых тел у лактирующих и сухостойных коров помогает своевременно выявить нарушения в энергетическом обмене (Симакова, Рожков, 2023).

Данные, полученные при биохимическом анализе крови животных по разным способам содержания и по разнотипным периодам лактации, имеют практическое значение для составления и корректировки рационов, обеспечения физиологических потребностей коров в разные периоды лактации и сухостоя, предупреждения нарушений обменных процессов у высокоудойных коров, оценки метаболического статуса, проведения лечебно-профилактических мероприятий (Гусаров и др., 2021; Богатырева, Фоменко, 2022).

Поиск оптимальных значений параметров энергетического и минерального обмена в сыворотке крови высокоудойных коров в условиях Европейского Севера Российской Федерации составляет научную новизну исследования. Разработка направлений по повышению эффективности контроля над уровнем этих параметров и регулированию их концентрации позволяет оценить степень напряженности мета- болизма энергетического и минерального процессов в организме животных.

Изучение энергетического и минерального обмена в сыворотке крови высокопродуктивных коров в разные физиологические периоды при привязном способе содержания и роботизированном способе доения играет важную роль и позволяет своевременно выявить отклонения. Полученные данные биохимического анализа крови животных имеют практическое значение для составления и корректировки рационов, профилактики нарушений обмена веществ, управления здоровьем высокопродуктивных коров, оценки метаболического статуса и проведения лечебно-профилактических мер (Тяпугин и др., 2016; Корельская и др., 2022).

Цель исследования – изучение динамики параметров энергетического (глюкоза, кетоновые тела) и минерального обмена (кальций, фосфор), сравнение результатов в разные физиологические периоды и при разных способах содержания и доения коров в условиях Европейского Севера Российской Федерации. Исследования проведены на базе сельскохозяйственного предприятия с постановкой производственного эксперимента в условиях Вологодской области.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

• 1)    определить содержание кальция, фосфора, глюкозы, кетоновых тел в крови высокоудойных животных в разные физиологические периоды, при привязном способе содержания и роботизированном способе доения коров;

• 2)    провести сравнение полученных результатов.

Материалы и методы

На базе сельскохозяйственного предприятия Вологодской области был проведен производственный эксперимент по изучению биохимического состава сыво- ротки крови высокопродуктивных животных в разные физиологические периоды и при различных способах содержания и доения в условиях Европейского Севера Российской Федерации.

Объектом исследования являлись 108 коров черно-пестрой голштинизирован-ной породы продуктивностью свыше 8500 кг молока.

Предметом исследования служили кровь и сыворотка высокопродуктивных коров для изучения динамики содержания кальция, фосфора, глюкозы и кетоновых тел в разные периоды физиологического цикла при различных методах содержания и доения животных.

Образцы крови взяты у животных подопытных групп в различные периоды лактации и сухостоя, при использовании различных методов содержания и доения. Кровь отбиралась из хвостовой вены перед утренним кормлением.

Исследование проводилось на базе лаборатории биохимии и физиологии животных СЗНИИМЛПХ имени А.С. Емельянова – обособленного подразделения ФГБУН ВолНЦ РАН в «Центре коллективного пользования» (ЦКП) в рамках темы государственного задания № FMGZ-2022-0003.

Изучалась динамика показателей энергетического и минерального обменов в сыворотке крови высокопродуктивных коров. Данные обрабатывались с помощью программы «Microsoft Access», «Microsoft Office Excel». В энергетическом обмене определялись глюкоза и кетоновые тела, в минеральном обмене – кальций и фосфор.

Уровень кальция в сыворотке крови определяли колориметрическим методом с помощью набора «Кальций КФК Агат» с о-крезолфталеином плексоном (изготовитель ООО «Агат-Мед»).

Принцип метода: о-крезолфталеиновый комплекс (СРК) образует комплекс с кальцием в щелочной среде, давая краснофиолетовый цвет, причем интенсивность цвета при длине волны 575 нм пропорциональна концентрации кальция, измеряемой фотометрически при 575 нм (560–580 нм). В реакционную смесь добавляют 8-оксихи-нопин, который связывается с металлами (особенно магнием) и образует менее интенсивный комплекс с кальцием, чем СРК.

Содержание фосфора в сыворотке крови высокоудойных коров определяли колориметрическим методом, основанным на восстановлении фосфорномолибдата.

Содержание глюкозы в крови определяли с помощью диагностического набора «Глюкоза Агат 400», основанного на глю-козооксидазном методе (изготовитель ООО «Агат-Мед»). Принцип измерения: глюкозооксидаза окисляет D-глюкозу до глюкуроновой кислоты с образованием перекиси водорода, которая под действием пероксидазы реагирует с 4-аминоантипирином и фенолом с образованием красных соединений. Концентрация глюкозы измеряется фотометрически при длине волны 504 (490–550 нм).

Одним из методов измерения кетоновых тел в крови высоколактирующих коров является метод йодометрии. Принцип метода: ацетон, образовавшийся из свободного ацетона, ацетоуксусной кислоты и β-оксимасляной кислоты из безбелко-вого фильтрата, отгоняют путем добавления хромовой смеси и кипячения. Весь дистиллированный ацетон в дистилляте количественно определяют добавлением йода и щелочи. Ацетон с добавленным йодом образует йодоформ и йодистый натрий в щелочной среде. Избыток йода выделяется при добавлении серной кислоты и определяется титрованием раствором тиосульфата натрия. Разница между контролем и экспериментом используется для определения связанного йода.

Результаты исследований

Результаты исследований динамики энергетического и минерального обме-

Таблица 1. Содержание глюкозы, кетоновых тел, кальция и фосфора в крови коров при роботизированном способе доения

Период физиологического цикла

Е + S 0х S 05 О си S си 05 ГО 5"

0х S ос S си 05 ГО ф I си CD

0х JS CD i ^ H I О CD CD CD H О

X 05 E c E os' X 05 CO s c s s

E + S 0х 1— s CD S CD 05 to S’

0х S DC S CD 05 CO ^ I CD CD

0х )S s CD H I О CD CD CD H О

X 05 E c E os' X OS co s c s s s ^

OS CO о X CD o' TO ^ TO S’

0х S oc s CD TO TO Ф I CD CD ex

0х )S s CD H I О CD CD CD H О

X TO E c E OS X TO TO s c S s S ^

os' CD H ф § E О + s CD X = CD TO TO S’

чр 0х S oc s CD TO TO ф i CD CD ex

чр 0х )S s CD i ^ H I О CD CD CD H О

X TO E c E to" X TO TO S c s s s ^

1–100 сутки (раздой)

8,87± 0,67

9,3– 9,9

95,4

4,63– 10,74

4,05± 0,11

3,6– 4,1

112,5

4,05– 4,55

45,79± 4,04

40,0– 47,0

97,4

33,64– 63,4

9,58± 0,56

11,0– 13,0

87,1

7,75– 13,5

101–200 сутки (разгар лактации)

10,1± 0,5

9,7– 10,0

104

7,65– 11,97

4,32± 0,09

3,5– 4,0

123,4

4,03– 4,72

50,51± 3,12

43,0– 45,0

112,2

38,69– 66,52

10,0± 0,79

9,0– 13,0

111,1

8,5– 14,75

201–300 сутки (затухание лактации)

9,96± 0,61

9,42– 9,7

105,7

7,68– 13,89

4,31± 0,14

3,8– 4,0

113,4

3,89– 5,24

47,81± 4,45

42,8– 45,0

106,2

29,16– 67,64

11,03± 1,27

9,9– 11,6

111,4

8,5– 19,5

Сухостойный период

9,21± 0,4

9,6– 10,0

95,9

7,46– 11,28

4,19± 0,12

3,3– 3,9

126,9

3,82– 4,84

53,80± 4,59

42,0– 46,0

117,0

34,21– 78,26

9,50± 0,42

9,0– 13,0

105,6

8,25– 11,75

Источник: исследования авторов.

Таблица 2. Содержание глюкозы, кетоновых тел, кальция и фосфора в крови коров при привязном способе содержания

Период физиологического цикла E + S чр 0х 1— s to" о CD S CD TO TO S’ чр 0х S oc" s I CD TO TO ф i i CD CD ex чр 0х )S s CD i ^ H I О CD CD CD H О X TO E c E to" X TO TO S e s s s E + S чр 0х S CD S CD TO TO S’ чр 0х S oc" s I CD TO TO ф i i CD CD ex чр 0х )S s CD i ^ H I О CD CD CD H О X TO E c E to" X TO TO S e s s s TO TO о X CD o' TO ^ TO S’ чр 0х S oc" s I CD TO TO ф i i CD CD ex чр 0х )S s CD i ^ H I О CD CD CD H О X TO E c E to" X TO TO s c s s s TO CD H ^ § E О + s ^ CD X S CD TO TO S’ 0х S oc" s I CD TO TO 2^ i CD CD ex 0х )S s CD H I О CD CD CD H О X TO E c E to" X TO TO s c s s s 1–100 сутки (раздой) 10,19± 0,42 9,3– 9,9 102,9 7,89– 12,0 3,36± 0,09 3,6– 4,1 93,3 3,02– 3,75 38,85± 3,55 40,0– 47,0 97,1 20,68– 54,95 9,72± 0,62 11,0– 13,0 88,4 7,5– 13,25 101–200 сутки (разгар лактации) 9,54± 0,83 9,7– 10,0 98,4 7,13– 13,74 3,66± 0,15 3,5– 4,0 104,6 2,86– 4,48 36,91± 3,27 43,0– 45,0 85,8 20,12– 48,22 9,00± 0,40 9,0– 13,0 100 7,5– 11,0 201–300 сутки (затухание лактации) 9,92± 0,57 9,42– 9,7 102,3 8,23– 12,32 3,75± 0,18 3,8– 4,0 98,7 3,02– 4,69 40,12± 4,68 42,8– 45,0 93,7 19,57– 57,17 8,72± 0,26 9,9– 11,6 88,1 7,5– 10,0 Сухостойный период 8,22± 0,6 9,6– 10,0 85,6 5,82– 10,64 3,64± 0,10 3,3– 3,9 93,3 2,94– 4,05 48,82± 6,03 42,0– 46,0 106,1 17,89– 62,8 8,69± 0,30 9,0– 13,0 95,6 7,5– 10,0 Источник: исследования авторов. на в крови коров, при роботизированном способе доения и при привязном способе содержания, представлены в табл. 1, 2.

При роботизированном способе доения в период первых 100 дней лактации наблюдается небольшое повышение фосфора на 12,5%, а остальные показатели незна-

■ 1-100 сутки             ■ 101-200 сутки             ■ 201-300 сутки             ■ сухостой

Периоды физиологического цикла

Рис. Отклонение от нормы содержания кальция, фосфора и глюкозы, кетоновых тел в крови коров в разные физиологические циклы, при привязном способе содержания и роботизированном способе доения, %

Источник: исследования авторов.

чительно ниже физиологических норм: кальций – на 4,6%, глюкоза – на 2,6%, кетоновые тела – на 12,9%. В период разгара и затухания лактации и сухостоя наблюдается небольшое повышение кетоновых тел – на 11,1, 11,4 и 5,6% соответственно. В сухостойный период содержание фосфора в крови высокопродуктивных коров повышается на 26,9%, глюкозы – на 17%, уровень кальция ниже нормы на 4,1%.

В период раздоя и затухания лактации отмечаются сильные колебания величины кальция в сыворотке крови внутри опытной группы животных: 4,63–10,74 мг% и 7,68–13,89 мг% соответственно. Лимиты признака фосфора колеблются от 3,89– 5,24 мг% в период 201–300 дней лактации.

Лимиты содержания кетоновых тел в сыворотке крови животных в период раздоя колеблются в диапазоне 7,75–13,5 мг%, в период разгара – от 8,5–14,75 мг%, в период затухания лактации – от 8,5–19,5 мг% и в сухостойный период – от 8,25–11,75 мг%.

В период раздоя и период затухания при привязном способе содержания отмечается небольшое увеличение кальция в крови высокопродуктивных животных – на 2,9 и 2,3% соответственно; незначительное понижение от референсных значений содер- жания фосфора в период раздоя на 6,7% и период затухания лактации на 1,3%; глюкозы в период раздоя на 2,9%, период затухания лактации – на 6,3%; кетоновых тел в период раздоя и затухания лактации – на 11,6 и 11,9%, соответственно. В период разгара лактации содержание кальция и глюкозы уменьшилось на 1,6 и 14,2% от нормы соответственно. Уровень фосфора увеличился на 4,6%. Кетоновые тела в пределах физиологических норм.

В период сухостоя показатели содержания кальция, фосфора, кетоновых тел ниже нормы на 14,4, 6,7 и 4,4% соответственно. Уровень глюкозы поднялся на 6,1% выше нормы.

Лимиты признака кальция, фосфора, глюкозы, кетоновых тел в сыворотке крови высокопродуктивных животных внутри опытных групп при привязном способе содержания сильно колеблются. В период раздоя, разгара и затухания лактации содержание кальция изменяется: 7,89– 12,0 мг%, 7,13–13,74 мг%, 8,23–12,32 мг%; фосфора 3,02–3,75 мг%, 2,86–4,48 мг%, 3,38–4,0 мг%; глюкозы 20,68–54,95 мг%, 20,12–48,22 мг%, 19,57–57,17 мг%; кетоновых тел 7,5–13,25 мг%, 7,5–11,0 мг%, 7,5– 10,0 мг% соответственно.

В сухостойный период лимиты признака кальция расходятся – 5,82–10,64 мг%, фосфора – 2,94–4,05 мг%, глюкозы –17,89– 62,8 мг%, кетоновых тел - 7,5-10,0 мг% (рис.).

При привязном способе содержания в период разгара лактации количество кальция, фосфора и кетоновых тел в норме, а глюкоза ниже нормы на 14,2%. В период раздоя заметно снижение всех показателей, за исключением кальция. В сухостойный период незначительно понижены показатели кальция, фосфора, кетоновых тел, а уровень глюкозы выше нормы на 6,1%.

При роботизированном способе доения высокопродуктивных животных заметно увеличение уровня выше физиологических норм содержания фосфора, глюкозы, кетоновых тел. Кальций в пределах нормы. Значения всех показателей более высокие в сравнении с показателями при привязном содержании животных.

Выводы

В ходе исследования установлено, что при привязном способе содержания в период разгара лактации количество кальция, фосфора и кетоновых тел находится в пределах референсных значений, а глюкозы – ниже нормы на 14,2%. В период раздоя заметно уменьшение всех показателей, за исключением кальция. В сухостойный период незначительно понижены показатели содержания кальция, фосфора, кетоновых тел, а уровень глюкозы выше нормы на 6,1%. При роботизированном способе доения высокопродуктивных животных заметно увеличение уровня выше физиологических норм содержания фосфора, глюкозы, кетоновых тел. Кальций в пределах нормы. Значения всех показателей более высокие в сравнении с показателями при привязном содержании животных.