Максимальное использование клетчатки

Автор: Рик Грант, перевод: Лаборатория ЯРВЕТ

Недавно я провел семинар на тему, которую я называю «общей картиной» пищеварения клетчатки в рубце. Я подумал обо всех факторах, влияющих на то, насколько хорошо мы можем раскрыть питательную ценность клетчатки, и составил схему, чтобы организовать свои мысли. С первого взгляда вы поймете, что рисование простых для понимания схем — не моя сильная сторона. Однако потерпите, пока я выделю ключевые факторы, которые мы должны понимать, чтобы максимально использовать основные корма и клетчатку в рационах.

Фракции клетчатки

Основная часть схемы фокусируется на том, как мы в настоящее время разделяем нейтрально-детергентную клетчатку (НДК) на основе химии и переваримости. НДК в корме можно разделить на две основные фракции. Первая — это неперевариваемая высоко лигнифицированная клетчатка, обычно измеряемая как непереваренная НДК после 10 дней in vitro ферментации (нНДК240). Другая — это клетчатка, которая потенциально переваривается в рубце, если она не проходит слишком быстро. Она рассчитывается как общая НДК минус нНДК240. Скорость прохождения корма из рубца также важна, потому что требуется время, чтобы бактерии рубца колонизировали частицу корма и начали переваривать углеводы в клеточной стенке растения.

Несмотря на то, что содержание НДК в рационе можно использовать для прогнозирования потребления сухого вещества, мы обнаружили, что можем улучшить наши прогнозы потребления и продуктивности, копая глубже и измеряя нНДК240 и потенциально перевариваемую НДК. Поскольку нНДК240 не может перевариться в рубце, она по сути является балластом, занимающим место в рубце и выходящим из рубца только путем прохождения.

нНДК240 устанавливает верхний предел потребления, и понимание того, насколько быстро ферментируется перевариваемая клетчатка микробами рубца, дает представление о том, насколько быстро в рубце появится пространство для следующего приема пищи. Скоро модели питания сделают еще один шаг и разделят перевариваемую НДК на более быструю и медленную фракции. Это лучше отражает реальность и должно позволить более точное использование клетчатки при составлении рационов.

Физические характеристики

Мы знаем уже много лет, что влияние клетчатки на рубец зависит от ее физической формы — особенно размера частиц — в дополнение к ее химии и переваримости. В схеме я фокусируюсь на факторе физической эффективности (pef), который является мерой частиц корма, достаточно длинных, чтобы стимулировать жевание (поедание и жвачку) и формировать мат в рубце. Фактор физической эффективности можно измерить на сухих образцах корма в лаборатории с использованием сита 1,18 мм или на ферме с использованием влажных образцов корма и сита с отверстиями 4 мм на Пенсильванском Сите.

На протяжении десятилетий мы полагались на физически эффективную НДК (фактор физической эффективности, умноженный на НДК) как на основной показатель способности корма или рациона стимулировать жвачку и содержание жира в молоке. Сегодня большинство моделей питания используют физНДК, поскольку миллионы коров ежедневно кормятся с использованием этой системы клетчатки.

Недавно исследователи из Института Майнера предложили сделать дополнительный шаг и интегрировать размер частиц клетчатки с нНДК240. Поскольку нНДК240 связана с потреблением сухого вещества, идея заключалась в том, что корректировка нНДК240 по размеру частиц корма улучшит точность прогноза потребления. Это оказалось верным, поскольку последние данные из Института Майнера и другие отчеты из глобальной молочной промышленности показывают, что физнНДК240 высоко коррелирует с потреблением сухого вещества и выходом молока, скорректированного по энергии.

На ферме, возможно, лучшее использование физнНДК240 — в контексте динамической корректировки длины измельчения основных кормов по мере изменения зрелости травостоя, влажности и хрупкости для разных культур и условий роста. Я называю этот подход «точным управлением жвачкой», где длина измельчения и размер частиц основных кормов корректируются для разных культур, чтобы поддерживать правильный баланс между временем поедания и временем отдыха-жвачки. Все чаще специалисты по кормлению мониторят как нНДК240, так и физнНДК240.

Создание баланса

Баланс между нНДК240 и потенциально перевариваемой НДК рассказывает нам, сколько НДК из основных кормов доступно для пищеварения в рубце и, следовательно, отражает энергетическую ценность корма. Но это верно только в том случае, если частица корма остается в рубце достаточно долго, чтобы она была достаточно проферментирована микробами.

Баланс скорости прохождения частиц корма и скорости переваривания НДК покажет нам, сколько клетчатки будет действительно переварено в рубце. Модели питания будущего должны улучшить нашу способность прогнозировать, сколько НДК переваривается в рубце. Факторы, влияющие на взаимодействие между перевариванием и прохождением, такие как размер частиц, плотность и консистенция мата в рубце, требуют дальнейшего изучения и реализации в моделях, используемых для формулировки рационов.

На ферме мы видим эффекты этого баланса между перевариванием клетчатки и прохождением корма из рубца в том, как коровы реагируют на люцерну по сравнению с травой или как длина измельчения влияет на потребление и переваримость клетчатки. Например, хотя люцерна обычно содержит больше нНДК240, чем трава, скорость переваривания ее потенциально доступной НДК существенно выше, поскольку стебли люцерны разрушаются и выходят из рубца быстрее. Чистый результат — коровы очень хорошо себя чувствуют при кормлении люцерной, как мы все знаем, несмотря на большее количество непереваримой, лигнифицированной клетчатки. Для трав нам особенно нужны незрелые, низко лигниновые культуры, чтобы ускорить скорость пищеварения и повысить потребление сухого вещества.

Взаимодействия питательных веществ

Баланс между нНДК240 и потенциально перевариваемой НДК, в сочетании с балансом между пищеварением в рубце и прохождением, определяет количество клетчатки, которая будет переварена в рубце. Но как бы сложно это ни звучало, это не вся история!

Взаимодействия между клетчаткой и другими компонентами рациона также влияют на то, насколько хорошо переваривается НДК. Содержание крахмала, белка и липидов в рационе может ухудшить общую перевариваемость НДК, если рацион неправильно сформулирован. Без сомнения, наиболее изученное взаимодействие питательных веществ — между клетчаткой и крахмалом.

Исследование Института Майнера показало, что, когда нНДК240 в рационе находится на нижней границе, например 7 % сухого вещества, содержание крахмала в рационе около 24 % – 25 % сухого вещества и содержание ферментируемого в рубце крахмала на уровне лишь 19 % – 20 % сухого вещества существенно снизит содержание жира в молоке. А рационы дойных коров часто содержат 20 % или больше ферментируемого в рубце крахмала.

Стоит помнить, что рубец высокопродуктивной коровы чувствителен к содержанию крахмала в рационе и его перевариваемости. Перекорм крахмалом и другими высокоферментируемыми углеводами мешает способности микробов рубца переваривать клетчатку. Если мы не будем осторожны во время составления рациона, количество НДК, перевариваемой в рубце, будет существенно меньше, чем предсказывается простым расчетом НДК минус нНДК240.

Никогда не пренебрегайте управлением

Я обязан подчеркнуть, что влияние всего, о чем мы говорили до сих пор, на переваримость клетчатки в рубце — нНДК240, потенциально перевариваемая НДК, баланс прохождения частиц корма и пищеварения, взаимодействия с крахмалом и другими питательными веществами — все это может перекрыться плохим управлением кормлением.

Плохие условия, такие как переполненность, ограничение корма, тепловой стресс и неудобные стойла, изменят естественное поведение и ограничат пищеварение клетчатки в рубце. Например, чрезмерная конкуренция за место у кормушки и стойла в переполненных секциях может вызвать интенсивное поедание, когда коровы пытаются удовлетворить свои потребности в потреблении корма, поедая его быстрее. Аналогично, они будут меньше жевать во время лежания, конкурируя за стойла и теряя время отдыха. Недавние исследования говорят нам, что коровы в этих условиях имеют более низкий pH рубца, меньшее потребление сухого вещества и производят молоко с меньшим содержанием жира и белка.

Мы ближе, чем когда-либо, к тому, чтобы лучше моделировать пищеварение клетчатки в рубце и связанные с ним реакции коров в потреблении корма и производстве молока. Хотя схема, которую я нарисовал, может выглядеть сложной, каждый компонент важен для максимального использования клетчатки. Огрехи в любой части этой схемы означают, что мы растратим часть кормовой ценности корма.

Мы научились комбинировать нНДК240 и фактор физической эффективности, чтобы создать физнНДК240 и использовать как (не)переваримость, так и размер частиц, чтобы лучше прогнозировать потребление корма и продуктивность стада. Баланс между прохождением и перевариванием, взаимодействия с другими питательными веществами рациона — все влияет на общую переваримость клетчатки. Кроме того, управление имеет неизбежное влияние на единственную на ферме систему ферментации клетчатки, которая действительно имеет значение — рубец внутри каждой коровы. Хотя еще есть над чем поразмыслить, понимание и оценка компонентов схемы помогут получить прибыль при кормлении основными кормами.

Автор — попечитель и бывший президент Института сельскохозяйственных исследований имени Уильяма Х. Майнера, Чази, штат Нью-Йорк.