Баланс азота и углерода в кормах

Азот и углерод – это основные элементы потребленного животными корма, входящие в состав органического вещества любой продукции.

В обменных реакциях организма может участвовать только азот органических соединений, всосавшихся через стенку пищеварительного тракта. Элементарный азот воздуха не принимают во внимание при составлении азотных балансов питания.

Азотсодержащие вещества корма после процесса переваривания в желудочно-кишечном тракте в основной своей массе всасываются в кровь, непереваримая часть выделяется с калом. Всосавшиеся азотистые соединения в организме животного используются на регенерацию тканей и синтез продукции и частично, в виде конечных продуктов обмена веществ, выводятся с мочой.

Таким образом, для составления баланса азота в организме животного необходимо знать его количество в корме, кале и моче:

N отложения = N корма – N кала – N мочи

У лактирующих животных из азота корма вычитают еще и N молока.

Чтобы установить баланс азота в организме животного, проводят опыт по методике, соответствующей определению переваримости корма и дополнительно учитывают выделение мочи, а также молока у лактирующих самок. При этом в зависимости от физиологического состояния животного и уровня кормления суточный баланс азота в теле животного может быть положительным (протеин откладывается в организме), отрицательным (поступление азота в пище меньше его потерь из тела и, следовательно, содержание протеина в тебе убывает) и нулевым (приток азота с пищей равен его потерям).

По балансу азота вычисляют прирост или убыль белка в теле животного, так как он входит в основном в состав белка тканей. Сухое обезжиренное и обеззоленное мясо (мышечный белок) содержит 16,67% азота.

Баланс азота и углерода в кормах

Поэтому отложенный в теле азот умножают на коэффициент и определяют количество отложенного в организме белка.

При толковании результатов баланса азота надо иметь в виду, что отрицательным он может быть не только при абсолютном недостатке протеина в пище, но и при неудовлетворительном качестве кормового протеина, при недостатке в рационе органического вещества, при переходах с высоких уровней кормления на пониженные, даже если последние близки к обычному оптимуму. Отрицательным может быть баланс и при недостатке таких питательных веществ как незаменимых аминокислот или минеральных веществ и витаминов, необходимых для нормального использования протеина.

Нулевые балансы у взрослых животных наблюдаются как при недостаточных, так и при достаточных и даже обильных уровнях общего и протеинового питания. Это связано с крайне ограниченной способностью взрослых животных создавать запасы протеина в теле.

Положительным баланс азота должен быть у растущих, беременных и восстанавливающих истощенные запасы тела животных.

Углерод в форме органических соединений поступает в организм с пищей (возможно, также с питьем) и в форме минеральных соединений (главным образом в виде СО2) с вдыхаемым воздухом, а уходит с непереваренными остатками (в кале), с мочой и с кишечными газами (углекислотой и метаном). Остальной углерод в виде составного элемента различных питательных веществ попадает в тело.

Углеродсодержащие вещества (аминокислоты, глюкоза, жиры) корма в процессе переваривания всасываются в кровь, оставшаяся часть выводится из организма с каловыми массами. Кроме того, в период переваривания кормов в желудочно-кишечном тракте образуется метан и углекислота, выделяющаяся с кишечными газами. Углерод всосавшихся веществ в процессе межуточного обмена распределяется в организме в отложенных белках, жире и в продуктах окисления веществ (СО2). Образовавшаяся при окислении веществ углекислота выделяется из организма с выдыхаемым воздухом. Поэтому, чтобы составить полный баланс углерода в организме животного, необходимо знать его количество не только в корме, кале и моче, но и в кишечных газах и выдыхаемом воздухе:

С отложений = С корма – С диоксида углерода выдыхаемого воздуха – С кала – С мочи – С кишечных газов

У лактирующих животных из углерода корма вычитают дополнительно С молока.

Для определения баланса углерода в организме проводят, как и в случае составления баланса азота, опыт на животных. Учитывают выделение кала, мочи, молока у лактирующих животных. Учет выделения углерода с выдыхаемым воздухом проводят отдельно в специальных опытах по изучению газообмена в респирационных камерах.

При изучении газообмена у животных применяют респирационные камеры закрытого и открытого типа. При этом основным условием является поддержание нормального состава воздуха в камере. В камерах закрытого типа воздух циркулирует через систему, поглощающую углекислый газ и воду. Кислород постоянно поступает в камеру из баллона.

Респирационный аппарат открытого типа представляет собой герметизированную и термостатированную камеру, оборудованную аппаратурой для кормления, поения, доения животного, сбора мочи и кала. Камера имеет системы подачи и выведения воздуха с учетом его количества. На основании данных о химическом составе поступающего в камеру и выходящего из нее воздуха определяют содержание углерода в газообразных выделениях животного.

Исходя из баланса углерода в организме животного рассчитывают, какое количество его идет на образование белка и жира. Известно, что в белке содержится 52,54% углерода, а в жире – 76,5%. Количество углерода, пошедшее на синтез жира, дает возможность определить фактическое жироотложение в организме.

Таким образом, зная баланс азота и углерода в организме животного, можно рассчитать фактическое отложение белка и жира в теле животного или количество отложенной энергии. Примером может служить таблица 6, отражающая среднесуточный баланс азота, углерода и энергии у подопытной коровы.

Баланс азота и углерода в кормах

По отложенному в организме коровы азоту и углероду определяют количество образовавшегося белка: 10,9 г Ч 6,0 = 65,4 г; жира: 217,6 г – 34,4 г в белке = 183,2 г Ч = 239,5 г.

Таблица 3 – Среднесуточный баланс азота, углерода и энергии у коровы

Показатели	Азот, г	Углерод, г	Энергия, МДж
Принято в корме	266,5	4 413,9	219,6
Выделено из организма в кале в метане кишечных газов в углекислом газе в моче в молоке в теплопродукции	79,4 – – 121,2 55 –	1 433 182,4 1 661 194,9 725 –	69,4 15,4 – 7,9 41,5 74,3
Отложилось в теле животного	10,9	217,6	11,1
Баланс веществ и энергии	266,5	4 413,9	219,6

Далее рассчитывают количество отложенной энергии в теле коровы за счет белка: 65,4 г Ч 23,86 кДж; жира: 239,5 г Ч 39,77 кДж, и таким образом определяют суммарную энергию отложения: 1 562 кДж + 9 520 кДж = 11 082 кДж, или 11,08 МДж.

Источник

Баланс азота и углерода.

Азот и углерод являются основными элементами потребленного животными корма и входят в состав органического вещества любой продукции.

Азотсодержащие вещества корма после процесса переваривания в желудочно-кишечном тракте в основном всасываются в кровь, а непереваримая часть выделяется с калом. Всосавшиеся азотистые соеди-нения в организме животного используются на восстановление тканей и синтез продукции и частично, в виде конечных продуктов обмена веществ, выводятся с мочой.

Таким образом, чтобы составить баланс азота в организме животного, необходимо знать его количество в корме, кале и моче:

У лактирующих животных из азота корма вычитают еще и N

Чтобы установить баланс азота в организме животного, проводят опыт по методике определения переваримости корма и дополнительно учитывают выделение мочи, а также молока у лактирующих самок. При этом в зависимости от физиологического состояния животного и уровня кормления суточный баланс азота в теле животного может быть положительным (откладывается в организме), отрицательным (выделяется из организма) и пулевым (равновесие).

Поэтому отложенный в теле азот умножают на коэффициент 6,01 и определяют количество отложенного в организме белка.

Углеродсодержащие вещества корма в процессе переваривания всасываются в кровь, а оставшаяся часть выводится из организма с непереваренными остатками корма. При этом в период переваривания кормов в желудочно-кишечном тракте образуется метан и углекислота, выделяющаяся с кишечными газами. Углерод всосавшихся веществ в процессе межуточного обмена распределяется в организме в отложенных белках и жире, а также в продуктах окисления веществ (углекислоте). Образовавшаяся при окислении веществ углекислота выделяется из организма с выдыхаемым воздухом. Поэтому, чтобы составить баланс углерода в организме животного, необходимо знать его количество не только в корме, кале и моче, но и в кишечных газах и выдыхаемом воздухе:

У лактирующих животных из углерода корма еще вычитают и углерод молока.

Для определения баланса углерода в организме проводят, как и в случае составления баланса азота, опыт на животных. Учитывают выделение кала и мочи, а также молока у лактирующих животных. Учет выделения углерода с выдыхаемым воздухом проводят в специальных опытах по изучению газообмена в респирационных камерах.

При изучении газообмена у животного применяют респирационные камеры закрытого и открытого типа (рис. 3). Основным условием при этом является поддержание нормального состава воздуха в камере для животного на период проведения опыта. В камерах закрытого типа воздух прогоняется насосом через систему, поглощающую углекислоту и воду, и вновь возвращается в камеру. При этом в камеру постоянно поступает кислород из баллона.

Рис. 3. Схема респирационного аппарата для крупных животных

Респирационный аппарат открытого типа представляет собой герметизированную и термостатированную камеру, оборудованную приспособлениями для кормления, поения, доения животного, сбора мочи и кала. Камера имеет системы подачи и выведения воздуха с учетом его количества. На основании данных о составе поступающего в камеру и выходящего из нее воздуха определяют содержание углерода в газообразных выделениях животного.

Исходя из баланса углерода в организме животного рассчитывают, какое количество его идет на образование белка и жира, если известно, что в белке содержится 52,54 % углерода, а в жире — 76,5 %. Количество углерода, пошедшего на синтез жира, дает возможность определить фактическое жироотложение в организме.

Таким образом, зная баланс азота и углерода в организме животного, можно рассчитать фактическое отложение белка и жира в теле животного или количество отложенной энергии. Это наглядно видно на примере среднесуточного баланса азота, углерода и энергии у коровы (табл. 12).

12. Среднесуточный баланс азота, углерода и энергии у коровы (по В.Н. Баканову и В.К. Менькину)

По отложенному в организме коровы азоту и углероду определяют количество образовавшегося белка (10,9 г • 6,0 = 65,4 г) и жира (217,6 г – 34,4г в белке = 183,2г-А^ = 239,5 г).

Далее рассчитывают количество отложенной энергии в теле коровы за счет белка (65,4 г • 23,86 кДж) и жира (239,5 г • 39,77 кДж) и таким образом определяют суммарную энергию отложения (1562 кДж + 9520 кДж= п 082 кДж, или п,08 МДж).

Источник

Метод балансовых опытов

Сущность этого метода заключается в том, что об изменениях в составе тела животного и степени использования питательных веществ корма судят по разности между тем, что животное съело в корме и выделило из организма.

Об изменениях в теле животных под влиянием кормления судят обычно по отложению или распаду белков и жиров, определяемых по балансу азота и углерода.

Приход и расход воды, минеральных веществ в теле животных не учитывают, поскольку они не являются источниками энергии в питании организма; не учитывают также изменение содержания углеводов в теле животных из-за малого их количества (у крупного рогатого скота массой 450-500 кг в теле содержится около 2 кг). При нормальных условиях кормления количество углеводов в организме заметно не изменяется: в баланс веществ и энергии организма обычно не включают незначительные количества азота и углерода, выделяемые животными с потом.

По балансу азота определяют использование протеина корма. Баланс азота в организме может быть положительный, отрицательный и нулевой. Положительный – когда выделяется из организма азота меньше, чем принято в корме. Положительный баланс азота наблюдается у животных, растущих при достаточном обеспечении их кормовым протеином.

Отрицательный – когда выделяется из организма азота больше, чем принято в корме. Отрицательный баланс азота возникает при белковом голодании животных, а у высокопродуктивных коров в том случае, если в молоке выделяется больше азота, чем его поступает с кормом. В этом случае организм вынужден разрушать резервные белки собственного тела, терять массу и кондиции, как и при голодании.

Нулевой – когда количество азота принятого в корме и выделенного из организма равно. При нулевом балансе азота в теле животного отложений белка не образуется, а весь протеин корма используется только для поддержания жизненных процессов в организме и формирования молока.

Баланс азота в теле животного можно рассчитать по формуле

Nотложения = Nкорма – Nкала – Nмочи – N молока (для лактирующих животных)

Использование азота корма характеризуется двумя показателями:

1) коэффициентом использования принятого азота корма – это процентное соотношение азота отложенного в теле или выделенного в молоке от принятого в корме;

2) коэффициентом использования переваренного азота – это процентное соотношение азота отложенного в теле или выделенного в молоке от переваренного в организме азота.

По балансу азота вычисляют прирост или убыль белка в организме животного, зная, что в белке содержится 16,67% азота. Чтобы перевести использованный азот в протеин, необходимо количество азота умножить на 6,25.

По балансу углерода определяют использование углеводов и жиров корма. Баланс углерода в теле животного можно рассчитать по формуле:

С отложений = Скорма -С диоксида углерода -С выдыхаемого воздуха-С кала – Смочи – С кишечных газов

Использование углерода корма, так же как и азота, характеризуется двумя показателями:

1) коэффициентом использования углерода корма – это процентное соотношение углерода отложенного в белке и жире тела или выделенного в молоке от углерода принятого в корме;

2) коэффициентом использования переваренного углерода – это процентное соотношение углерода отложенного в белке и жире тела или выделенного в молоке от переваренного в организме углерода.

По балансу углерода, вычисляют отложение в организме белка и жира, зная, что в составе белка содержится 52,54% углерода, а в составе жира – 76,5% углерода.

У лактирующих животных из углерода корма дополнительно вычитают углерод молока. Для составления баланса необходимо знать наряду с содержанием углерода в твердых и жидких выделениях и газообмен животного. Химические превращения переваримых органических веществ корма в теле животного неотделимы от обмена энергии и являются лишь различными формами одного и того же процесса жизнедеятельности. Поэтому о материальных изменениях, происходящих в организме животного под влиянием кормления, можно судить и по балансу энергии.

По балансу энергии определяют использование органического вещества корма.

Э корма (валовая) = Э кала + Э мочи + Э метана + Э тепла + Э продукции (молока, прироста и др.)

Э корма – Э кала – Э метана = Э переваримых веществ

Э переваримых веществ – Э мочи = Обменной энергии.

Поколичеству обменной энергии, отложенной в организме животного, судят об энергетической питательности кормов, которая выражена в энергетических кормовых единицах (ЭКЕ)

За 1 энергетическую кормовую единицу принимается в среднем 10 тыс. килоджоулей (кДж) или 10 мегаджоулей (МДж) обменной энергии. Количество обменной энергии в корме определяется по балансу энергии или по уравнениям регрессии для разных видов с.-х. животных.

Источник

Оценка питательности кормов по показателям использования и трансформации питательных веществ в продукцию

Оценка питательности кормов по химическому составу и переваримым питательным веществам не характеризует того, как используются питательные вещества и как они трансформируются (превращаются) в продукцию (молоко, прирост, яйца, шерсть и др.).

На процесс переваривания и усвоения питательных веществ (жевание, продвижение пищи по кишечнику, химические изменения составных частей корма и др.) требуются необходимые затраты, неодинаковые для разных кормов.

Окончательную оценку питательности корма можно определить только в процессе его взаимодействия с животным организмом и на основе знания количественных и качественных изменений в обмене веществ, вызываемых кормлением.

Конечным результатом этих изменений являются:

1. состояние здоровья,

2. рост и развитие животных,

3. уровень продуктивности,

4. качество продукции и др.

Для оценки питательности кормов по результатам использования и трансформации питательных веществ в продукцию применяют методы:

1. балансовый, основанный на законе сохранения веществ и энергии;

2. контрольных животных;

3. научно-хозяйственных и производственных опытов;

4. меченых атомов.

Метод балансовых опытов

Суть этого метода заключается в том, что об изменениях в обмене веществ и степени использования питательных веществ под влиянием кормления судят по разности между тем, что животное получило в корме и выделено из организма.

Метод основан на учете поступления и выделения азота, углерода и энергии.

Не учитывают приход и расход воды, минеральных веществ и витаминов в организме, поскольку они не являются источниками энергии в питании животных.

Не учитывают также изменение содержания углеводов в теле животных из-за малого их количества (менее 0,5%).

Не учитывают и незначительные выделения азота и углерода с потом.

Баланс азота

По балансу азота определяют использование (усвоение) протеина корма, прирост или убыль белка в теле животного.

Для установления баланса азота в организме, необходимо знать содержание азота:

1. в корме

2. выделениях (кале, моче, молоке) (рис. 8, 9).

В пищеварительном канале часть азотистых соединений корма расщепляется до аминокислот.

Непереваренный азот выделяется с калом.

Аминокислоты из пищеварительного канала всасываются в кровь и ею разносятся по всему телу. Ткани и клетки за счет этих аминокислот покрывают свои потребности в азотистых веществах для восстановления распавшихся и для новообразования (у растущих животных, беременных, лактирующих и др.),

Избыточные аминокислоты дезаминируются. Аммиак, выделяемый при этом, превращается в мочевину (или мочевую кислоту), являющуюся главным продуктом азотистого обмена, и частично идет на нейтрализацию образовавшихся в организме кислот.

Остающаяся после дезаминирования безазотистая часть аминокислотокисляется до углекислоты и воды, а также используется в синтезе углеводов и жиров.

Конечные продукты азотистого обмена — мочевина, мочевая кислота, креатин, креатинин, гиппуровая кислота и др. — выделяются из организма главным образом с мочой и в очень малых количествах с потом.

Баланс азота можно представить следующим образом:

Баланс азота в организме животного может быть положительным, отрицательным и нулевым.

Положительный баланс азота имеется тогда, когда из организма выделяется азота меньше, чем поступило с кормом;

Отрицательный баланс азота имеется, если его выделяется из организма больше, чем поступило с кормом.

Нулевой баланс азота констатируют, когда поступление его в организм с кормом и выделение из организма равны.

Положительный баланс азота наблюдается у растущих и откармливаемых животных.

Отрицательный баланс азота возникает при протеиновом голодании, при низком усвоении протеина корма, при недостаточном поступлении азота с кормом у лактирующих животных.

Нулевой баланс наблюдается у полновозрастных животных при нормированном и полноценном кормлении.

Для определения использования азота корма (протеина) служат два показателя:

1. коэффициент использования принятого в корме азота и

2. коэффициент использования переваренного азота в организме животного.

Коэффициентом использования называется количество азота, отложенного в теле и выделенного с молоком, в процентах от принятого или переваренного в организме.

Прибыль или убыль белка в теле животногорассчитывают по балансу азота, учитывая, что в мышечном белке содержится в среднем 16,67 % азота.

Баланс азота в организме лактирующей коровы
С чем	Поступило, г	Выделено, г
С кормом	267,5
С калом		74,4
С мочой		124,2
С молоком		55,0
Всего	267,5	253,6
Остаток	13,9
Коэффициент использования азота корма на отложения в теле и выделение с молоком
Азот корма	267,5	100,00%
Азот молока	55,0	20,56%
Отложено в теле	13,9	5,20%
Итого	68,9	25,76%
Коэффициент использования переваренного азота на отложения в теле и выделение с молоком
Азот переваренный	193,1	100,00%
Азот молока	55,0	28,48%
Отложено в теле	13,9	7,20%
Итого	68,9	35,68%
Коэффициент использования азота корма на молоко
Азот корма	267,5	100,00%
Азот молока	55,0	20,56%
Коэффициент использования переваренного азота на молоко
Азот корма	193,1	100,00%
Азот молока	55,0	28,48%

Баланс углерода

По балансу углерода определяют

1. использование (усвоение) углеводов и жиров корма

2. отложение жирав организме животных.

Углерод корма выделяется из организма

1. с непереваренными веществами и

2. кишечными газами (метаном и др.), образующимися за счет переваренных углеводов при брожении в пищеварительном канале,

Остальной углерод в аминокислотах, глюкозе и продуктах переваривания жира разносится из кишечника кровью и лимфой по всем частям тела.

Часть аминокислот после их дезаминирования идет на образование и отложение жира.

Глюкоза и продукты переваривания жира используются:

1. Как источник теплоты для поддержания нормальной температуры тела и

2. на работу внутренних органов;

3. для отложения в организме в форме резервного жира.

Диоксид углерода, получающийся в результате окисления питательных веществ в организме, собирается кровью, приносится в легкие и выделяется при дыхании.

Отсюда баланс углерода рассчитывают следующим образом:

Для определения баланса углерода необходимо знать не только состав кала и мочи, но и газообмен животного. Для исследования газообмена пользуются респирационными аппаратами.

Использование углерода корма характеризуется, так же как и азота, двумя показателями:

1. процентным соотношением количества углерода, отложенного в белке и жире тела и выделенного в молоке (у лактирующих животных), от принятого в корме

2. процентным соотношением количества углерода, отложенного в белке и жире тела и выделенного в молоке (у лактирующих животных), от переваренного в организме.

По балансу углерода определяют отложение жира в организме животного, зная, что:

1. в белке содержится 52,54 % углерода,

2. в жире — 76,5 % углерода.

Баланс углерода в организме лактирующей коровы
С чем	Поступило, г	Выделено, г
С кормом	4413,9
С калом		1433,0
С мочой		194,9
С углекислотой при дыхании		1661,0
С кишечными газами		182,4
Всего	4413,9	3471,3
Отложено в теле (баланс)		942,6
Расчет отложений белка и жира
Отложено азота (из примера 1), г	13,9
Содержание азота в белке, %	16,67
Отложено белка, г	83,38
Содержание углерода в белке, %	52,54
Отложено углерода в белке, г	43,8
На углеводы и жиры (в основном), г	176,2
Отложено жира (76,5%углерода), г	230,3
Коэффициент использования углерода корма на отложения в теле и выделение с молоком
Углерод корма	4413,9	100,00%
Углерод молока	722,6	16,37%
Отложено углерода в теле	220,0	4,98%
Итого	942,6	21,36%
Коэффициент использования углерода, переваренного в организме, на отложения в теле и выделение с молоком
Переваренный углерод корма	2980,9	100,00%
Углерод молока	722,6	24,24%
Отложено углерода в теле	220,0	7,38%
Итого	942,6	31,62%

Баланс энергии

По балансу энергии в организме животных определяют

1. использование органического вещества в целом (протеина, жира и углеводов) и

2. энергетическую питательность кормов.

Баланс энергии:

Чтобы определить валовую энергию корма, энергию кала и мочи, их навеску сжигают в специальных калориметрах.

При сгорании различных питательных веществ в организме животных выделяются следующие количества энергии (тепла):

Ø 1 г переваримого жира выделяет 9,5 ккал (39,7 кДж),

Ø 1 г переваримого белка — 5,7 ккал(23,3 кДж),

Ø 1 г переваримых углеводов — 4,2 ккал (17,5 кДж) обменной энергии.

ОБМЕННАЯ ЭНЕРГИЯ

Энергия корма за минусом энергии кала, мочи и кишечных газов (метана) характеризует обменную энергию.

За счет обменной энергии происходит вся внутренняя работа организмаживотного, связанная с пищеварением, дыханием, кровообращением, межуточным обменом, функциями внутренней секреции, нервной системы и др.

Энергия, затраченная на работу внутренних органов, характеризуется как энергия теплоты (теплопродукция), которая определяется в специальных респирационных аппаратах.

Остальная обменная энергия идет на механическую работу (например, у лошадей) или же остается в организме как потенциальная: энергия белка и жира, откладываемых в теле или выделяемых в продукции, производимой животными (например, в молоке).

Использование органических веществ корма (белков, жиров и углеводов) определяется двумя коэффициентами, характеризующими процентное соотношение энергии продукции от

1. Валовой

2. обменной энергии.

ПРИМЕР 3

Суточный баланс валовой энергии в организме лактирующей коровы
С чем	Поступило, кдж	Выделено, кдж	Доля от валовой энергии
Валовая энергия корма	219610,0
С калом		69362,0	31,58%
С мочой		7929,0	3,61%
С метаном		15389,0	7,01%
теплопродукция		79504,0	36,20%
молоко		41535,0	18,91%
отложено в белке		3494,0	1,59%
отложено в жире		2397,0	1,09%
			100,00%
Суточный баланс обменной энергии в организме лактирующей коровы
С чем	Поступило, кдж	Выделено, кдж	Доля от ОЭ, %
Обменная энергия переваримых веществ корма	126930,0
теплопродукция		79504,0	62,64%
молоко		41535,0	32,72%
отложено в белке		3494,0	2,75%
отложено в жире		2397,0	1,89%
			100,00%
	Энергия продукции	47426,0	37,36%