Съдържание

Понастоящем много диетолози вземат предвид само общата нефибърна въглехидратна (NFC) фракция при формулирането на дажби за лактиращи млечни крави. Все по-често трябва да измерваме компонентите, които съдържат NFC (нишесте, захари, разтворими фибри и β-глюкани) и да формулираме дажби, които оптимизират концентрацията на всеки компонент в диетата. Нишестето е основната фракция на NFC в диетата с млечни говеда и някои изследвания се опитват да определят оптималните диетични концентрации или на NFC, или на нишесте. Оптималното количество диетично нишесте обаче ще бъде функция на няколко фактора, включително присъщата разградимост на източника на нишесте, метод на обработка, количество разтворим протеин, съдържание на неутрални детергенти (NDF), метод на хранене и околната среда. Обикновено препоръките за хранително нишесте варират между 23 и 30% от дажбата сухо вещество (DM) в зависимост от съдържанието на фураж в диетата. Основата за този диапазон в препоръките е комбинация от някои изследвания, но най-вече анекдотични и базирани на опит наблюдения в тази област. Целта на тази статия е да изследва някои от ключовите фактори, които влияят на оптималното съдържание на диетично нишесте, особено като се има предвид диетите с високо съдържание на влакнести странични продукти.

оптимизиране

Не можем да определим оптимална диетична концентрация на нишесте, без да имаме предвид други хранителни фракции в диетата. Трябва да определим всяка оптимална концентрация на нишесте във връзка с концентрацията на други въглехидратни и протеинови фракции. Освен това трябва да вземем предвид разградимостта на скорбялата на нишестето и другите фракции на въглехидрати в храната. С други думи, трябва да оптимизираме целия въглехидратен профил, размерите на пула и скоростите на храносмилане, за да формулираме оптимално дажба. Диетите, които съдържат значителни количества влакнести странични фуражи, ще имат по-ниско съдържание на нишесте и по-високо съдържание на смилаем NDF, отколкото типичните диети за лактиращи млечни крави. Тъй като тези диети стават все по-често хранени, особено в средния запад на Съединените щати, трябва да определим оптималните въглехидратни и протеинови фракции и профили на скоростта за тези видове диети. Нишестето и фибрите ще бъдат ключови компоненти при определянето на успеха на храненето с високо съдържание на нехранителни източници на фибри, като соеви корпуси, фураж от царевичен глутен, дестилатори, зърно от цвекло и други.

Също така трябва да вземем предвид хранителната среда и нейното потенциално въздействие върху реакцията на кравата към определено количество хранително нишесте. Факторите за управление и настаняване, които насърчават ненормалното поведение при хранене, като хранене на охлюви или сортиране, ще увеличат риска от ацидоза на румина и свързаните с това проблеми при всяка концентрация на хранително нишесте.

Тази статия ще се фокусира върху взаимодействията между нишестето и другите въглехидратни фракции, особено NDF, въпреки че други фактори със сигурност са важни за определяне на реакцията на кравата към нишестето, като разтворимостта на протеини (Hoover and Stokes, 1991).

Нишестето представлява значителна част от диетата на млечни говеда, варираща от по-малко от 20% (сухи диети за крави) до повече от 35% от лактиращите крави. По-голямата част от хранителното нишесте се доставя от зърнени култури. Съдържанието на скорбяла в зърнените култури варира от 45% за овес до 72% за царевица (DM база). Фуражите варират по съдържание на нишесте от по-малко от 15% от DM за люцерна и многогодишни тревни фуражи до цели 35% за силаж от царевица. Ферментацията на нишесте в румина е изключително варираща от по-малко от 50% до повече от 90% и е функция от скоростта на ферментация и времето на задържане на фуражните частици в търбуха.

За да се увеличи енергийният прием чрез кърмене на млечни говеда, фуражите с високо съдържание на нишесте обикновено се заменят с влакнести фуражи и други фуражи. Освен това, когато диетите с по-високо съдържание на скорбялни зърна и съответно по-ниско съдържание на NDF се хранят с лактиращи крави, приемът на DM (DMI) обикновено се увеличава (Allen, 2000).

Явната смилаемост на нишестето е приблизително два пъти по-голяма от тази на NDF, когато се храни на млечни крави и трябва да увеличи енергийното съдържание на диетата (Firkins et al., 2001). Но действителното увеличение на енергийното съдържание на диетата може да бъде по-малко от предвиденото, когато нишестените концентрати заместват фуражите (Weiss and Shockey, 1991). Защо се наблюдава този отговор? Когато нишестето замества диетичните фуражни фибри, общото храносмилане на NDF често се намалява (обобщено добре от Beckman and Weiss, 2005). Подобен отговор се наблюдава, когато царевичен силаж е валцуван, за да се увеличи усвояемостта на нишесте от румина и едновременно с това се намалява разграждането на NDF на румина (Fanning et al., 2002). В много ситуации на хранене увеличаването на количеството диетично нишесте ще намали съдържанието на NDF и по този начин ще увеличи вероятността от негативни асоциативни ефекти на нишестето върху храносмилането на NDF (Firkins et al., 2001).

Рутинният анализ на NFC фракциите е нов за търговските изпитателни лаборатории. Но е важно да се разработят рутинни анализи за тези фракции, тъй като те стават все по-рутинно използвани при формулирането на дажби. Интересното е, че скорошно проучване на диетолози и консултанти в САЩ разкрива, че приблизително 54% ​​от тях смятат, че стойността на NFC или неструктурните въглехидрати (NSC) е толкова добра, колкото отделните анализи на нишесте или захар за формулиране на дажби (L. Chase, Cornell University, 2005, лична комуникация). Този отговор сред консултантите вероятно ще се промени, тъй като научаваме повече за използването на скорбяла и други NFC фракции от едър рогат добитък, а по-сложните модели рутинно се използват за формулиране на диети и прогнозиране на реакцията на животните.

Въпреки че препоръките за въглехидрати, представени в таблица 1, се основават на комбинация от научни изследвания и опит на място, използването на тези препоръки ще ни позволи да контролираме по-добре ферментацията в търбуха на говедата при високи нива на прием на фураж, което наистина е едно от основните ни цели като млечни диетолози. Правилното балансиране на въглехидратните фракции в таблица 1 трябва да сведе до минимум честотата на руминална ацидоза, да увеличи микробния добив и да сведе до минимум нуждата от относително скъпи допълнителни източници на руминално неразградим протеин. Трябва да вземем предвид съдържанието на нишесте и разградимостта и съдържанието на захар, както и дали има разлики между захарите в скоростта на ферментация на преживните вещества, съдържанието на разтворими фибри (пектин и β-глюкани), скоростта на усвояване на NDF, наличността на NDF и физически ефективната NDF ( peNDF).

Таблица 1. Препоръки за въглехидрати за лактиращи млечни крави. 1
Сума на фракцията
Общо NDF,% от DM 28-32
PeNDF 2,% от NDF 20-24
NDF за фураж,% от DM 18-23
Ферментируем NDF,% от NDF > 35,0
NFC 3,% от DM 30-43
Разтворими фибри,% от DM 4-10
Нишесте,% от DM 23-30
Ферментиращо нишесте,% нишесте 83-86
Захари,% от DM 4-8
Захар: съотношение на разтворим протеин 1,5: 1
Ферментируеми общо въглехидрати,% от DM 42-44
Общо VFA 4,% от DM 0-5
1 Адаптирано от Sniffen (2004).
2 Физически ефективни неутрални детергентни влакна.
3 Нефибърни въглехидрати.
4 Летливи мастни киселини.

Нишестето е единственият компонент на NFC фракцията, който се отделя от рубца в значителни количества. Количеството, което ще избегне ферментацията на преживните животни, зависи от вида на нишестето, преработката, нивото на прием на фураж, съдържанието на peNDF в диетата и модела на ежедневна консумация на храна (силно повлияно от хранителната среда и рутинните практики). Влиянието на моделите на хранене с храна върху използването на нишесте изисква много повече изследвания. Нишестето съдържа приблизително 50 до 100% от неструктурните въглехидрати в повечето фуражи. В допълнение към общата концентрация на нишесте, скоростта и степента на смилане на скорбяла от преживни животни също влияе върху количеството на всеки конкретен източник на нишесте, който може да се храни безопасно по време на диета (NRC, 2001). Скоростта на ферментация на нишесте варира значително в зависимост от вида на зърното и обработката на зърното. Общото усвояване на нишесте в тракта обикновено варира от 85 до 99% (Firkins et al., 2001). Основните фактори, които влияят върху измереното смилане на нишестето при млечните говеда, включват генетика на зърното, обработка на зърно, аналитичния метод, използван за анализ на нишестето, променлив DMI и съдържанието на NDF в диетата (Firkins et al., 2001).

Нишестето е променливо в смилаемостта на тънките черва и задните черва (Knowlton et al., 1999). Например, Knowlton et al. (1999) измерват, че само 55% и до 85% царевично нишесте, появяващо се в тънките черва, се усвояват; най-ниско смилане се наблюдава при суха царевица, смляна или валцувана, като царевицата с високо съдържание на влага е най-висока. Вероятно обяснение беше степента на желатинизация и разрушаването на протеиновия матрикс, заобикалящ нишестето. Царевицата с пара на люспи има по-голяма ферментация в търбуха и по-голямо храносмилане в тънките черва, отколкото варената с пара царевица (Knowlton et al., 1999). Степента на преработка е основен фактор, определящ степента на храносмилане както в търбуха, така и в задните черва.

Оптималната концентрация на NFC или NSC в диети за лактиращи млечни крави не е добре дефинирана, както е обобщено в последната публикация на NRC (NRC, 2001). За да се избегне ацидоза на румина и други метаболитни проблеми, максималната концентрация на NFC трябва да бъде приблизително 33 до 43% от дажбата DM (Nocek, 1997). Оптималната концентрация на NFC в диети за високопродуктивни крави е функция на: 1) ефектите от бързо разграждащото се нишесте върху храносмилането на NDF на румина, 2) количество NFC, което замества NDF в храната, 3) място на смилане на нишестето, 4) DMI и физиологично състояние на животното, и 5) методи за обработка и съхранение, които могат да променят скоростта и степента на смилане на NFC (NRC, 2001). Очевидно същото може да се каже за нишестето, тъй като обикновено е най-голямата част от NFC пула.

Някои изследвания се опитват да определят оптимални граници за диетичен NFC. Повечето от тези проучвания са установили, че диетите, съдържащи по-малко от 25 до 30% или над 45% NFC, водят до намален добив на мляко (Nocek и Russell, 1988; Hoover and Stokes, 1991; Batajoo and Shaver, 1994). Диетите в тези проучвания се основават на комбинации от люцерна и царевичен силаж и предимно традиционни концентратни фуражи. Последните изследвания (например Boddugari et al., 2001 и Ipharraguerre and Clark, 2003) с нехранителни източници на фибри ясно показват, че хранителното нишесте може да бъде намалено до по-малко от 25%, а NFC до по-малко от 30%, без отрицателно въздействие върху лактационното представяне. Имаше малка разлика в реакцията на кравите при диети, съдържащи между 36 и 42% NFC (Batajoo and Shaver, 1994). Varga и Kononoff (1999) оценяват 16 проучвания и стигат до заключението, че увеличението на прием на NFC с 1 lb води до увеличение на млечността с 2,4 lb.

Haddad и Grant (2000) оценяват ефекта на 30, 35, 40 или 45% NFC (получен чрез добавяне на царевично нишесте към диетата) върху инвитро кинетика на храносмилането на NDF от люцерна или царевичен силаж. Храносмилането се измерва при ниско рН (5.8) или по-високо рН (6.8), за да се имитират условията на ферментация, представителни за кравите, консумиращи диета, дефицитна или адекватна на peNDF. Оптималното съотношение NFC към NDF за максимална степен на смилане на NDF на румина се различава между двата фуража. За люцерна, ферментирала при pH 6,8, степента на смилане на NDF е най-голяма между 30 и 40% NFC, но при pH 5,8, смилането на NDF е най-голямо при 35% NFC. За царевичен силаж, ферментирал при ниско или високо pH, смилането на NDF е най-голямо при 30% NFC. Съотношението NFC към NDF от 0,70 до 1,20 максимизира усвояването на NDF за люцерна само когато pH се поддържа на 6,8. Това проучване демонстрира, че оптималното хранително съдържание на NFC за максимално смилане на NDF на румина за даден фураж е функция на рН на ферментация, което отразява съдържанието на peNDF в диетата.

Beckman and Weiss (2005) публикуват статия, която оценява дали увеличаващото се съотношение NDF: нишесте влияе върху смилаемостта на NDF, когато диетите са формулирани да имат подобна смилаемост на NDF. Всички диети съдържат 41,5% царевичен силаж (DM основа), но съдържанието на царевица варира между 23,3 и 34,8% при съотношения NDF: нишесте от 0,74, 0,95 и 1,27. Корпус от соя: корпусна смес от памучни семена (54% соеви корпуси и 46% корпуси от памучно семе), която има същата усвояемост на NDF като фуражната NDF, замества царевичното зърно в различни пропорции, за да се получат желаните съотношения NDF: нишесте. Съдържанието на нишесте в тези диети варира от 25,4 до 33,3%, а NDF варира между 24,7 и 32,2%.

Приемът обикновено се увеличава, тъй като NDF: съотношението на нишестето се увеличава и общата усвояемост на DM и енергийната смилаемост намаляват. Въпреки това, смилаемостта на NDF не се влияе от съотношението NDF: нишесте. По-големият DMI изглежда компенсира намаленото смилаемо енергийно съдържание, така че енергийният прием е подобен сред диетите. Това проучване демонстрира, че смилаемостта на NDF може да е по-малко чувствителна към увеличаване на съотношението NDF: нишесте при внимателно контролирани експериментални условия. На практика почти винаги има пълно объркване на съдържанието на NDF и нишестето, а отговорът на животните е съставен отговор на всички въглехидратни фракции. Подходите за диетично формулиране, които позволяват по-широко използване на лесно смилаеми NDF от фуражите за странични продукти (заместващи или фураж, или концентрат), представляват стратегия за хранене с диети с високо или ниско съдържание на нишесте и получаване на желани резултати от лактацията.

Последните изследвания показват, че съдържанието на NFC и нишесте в храната може да бъде намалено до ниски концентрации, когато се подават големи количества нехранителни източници на фибри. Ipharraguerre et al. (2002) хранени диети, при които соевите корпуси заместват смляната царевица от 0 до 40% от диетичните DM. Царевицата е намалена от 40,3 на 1% от диетичния DM. Диетичният NSC (нишесте и захари) варира от 35,9 до само 15,6% от DM, докато NDF варира между 26,6 и 45,4%. Няма разлика между диетите, от високо до ниско ниво на НСК, нито в корекцията на мазнини в производството на мляко, нито в DMI.

Boddugari et al. (2001) оценяват диетите, при които влажният фуражен продукт с царевичен глутен включва до 70% от дажбата DM (замествайки цялото царевично зърно и 50% фураж). Съдържанието на NFC варира от 43,2 до 27,0% от DM в две проучвания. Ефективността на корекцията на мазнини при производството на мляко (FCM/DMI) е сходна при всички диети, дори когато съдържанието на NFC е много по-ниско от обикновено препоръчваното. Тези проучвания са краткосрочни (4-седмични периоди) и в последващо проучване се оценява отговорът на 40% мокра диета на основата на царевичен глутен за първите 63 дни в мляко (Boddugari et al., 2001). Двете диети съдържаха или 43,6, или 35,1% NFC (0 срещу 40% мокър фуражен продукт от царевичен глутен), а ефективността на коригираното с мазнини производство на мляко всъщност беше подобрена от 1,47 до 1,79 за крави, хранени с диета с ниско съдържание на NFC и ниско нишесте.

Биологично съществуват значителни разлики между често използваните фуражи за странични продукти във техните въглехидратни фракции. Например, Mills and Grant (2002) наблюдават различни лактационни реакции, когато или соеви корпуси, или мокър фуражен глутен фураж заместват царевичното зърно на същото диетично ниво на NDF. Трябва да имаме това предвид, когато включваме различни странични продукти в дажбите. Ще намалим съдържанието на нишесте, но в зависимост от страничния продукт ще имаме и променлив (и потенциално важен) ефект върху други диетични въглехидратни фракции, като захари, разтворими фибри и органични киселини. Но двата цитирани тук документа ясно демонстрират ефективността на диетите с ниско съдържание на нишесте и ниско съдържание на NFC с два странични продукта (корпуси от соя и царевичен глутен), които се различават драстично в състава на въглехидратите.

Влакнести частици имат голяма вероятност за бягство от рубея поради малкия си размер на частиците и високото специфично тегло. Те бързо ферментират и така са по-малко плаващи. Тъй като повечето нехранителни източници на фибри не стимулират преживяването толкова ефективно, колкото грубите фуражи, хранителните фуражи трябва да имат адекватна дължина на частиците за нормално преживяване, когато значителни количества фуражни влакна се заменят с нехранителни влакна. Освен това фуражът с по-голяма дължина на частиците образува дигеста, който по-ефективно филтрира и заплита по-малки частици (като странични продукти и фини фуражни частици), позволявайки по-голямо време за ферментация в търбуха.

Изследователите от Небраска оценяват ефекта на консистенцията на маточните жълтици върху преминаването и усвояването на влажния фуражен фуражен глутен при лактиращи млечни крави (Allen and Grant, 2000). Диетите бяха формулирани така, че да съдържат приблизително 40% люцерна, 24% влажен фуражен фуражен глутен плюс концентрат на основата на царевично и соево брашно. Едната диета съдържа люцерна силаж, а другата съдържа 1: 1 смес от люцерна силаж и грубо нарязано люцерново сено с подобно качество за увеличаване на размера на частиците. Кравите, хранени с диета с добавено сено и мокър фураж с царевичен глутен, са имали по-голяма активност на преживяване и консистенция на маточници, 35% намаляване на скоростта на преминаване на фураж от царевичен глутен, 40% по-голямо смилане на NDF на румина и 6% повече производство на мляко. По-ранни изследвания демонстрират същия положителен ефект при соевите корпуси (Weidner и Grant, 1994). Изводът е, че адекватната дължина на фуражните частици и добре оформената дигитална подложка за румина не само ще насърчат здравето на кравите, но ще забавят преминаването на страничните продукти и ще позволят по-пълно смилане на NDF на румина и по-голяма производителност.

Преобладаващите препоръки за диетично нишесте варират между 25 и 30% от DM. Много фактори влияят на оптималното количество нишесте, включително присъщи свойства на източника на нишесте, преработка, животински фактори (по-специално DMI ниво), други хранителни фракции и управление на кравите. Промяната на хранителното съдържание на нишесте налага промени и в други въглехидратни фракции и затова трябва да се съсредоточим върху съотношението на нишестето към NDF (или нишестето към peNDF). Когато заместваме фуражния NDF и (или) нишестените концентрати с нехранителни източници на фибри, обикновено увеличаваме смилаемия NDF и намаляваме нишестето. Изследванията показват, че диетите на базата на вторични продукти могат да поддържат отлична ефективност на производството на мляко с много по-ниски от обичайно препоръчваните количества нишесте и NFC.

Рик Грант
W. H. Miner Agricultural Research Institute