Что такое сырая клетчатка в кормах

В свое время среди производственников и даже некоторых ученых бытовало мнение, значимость клетчатки в рационах КРС невелика, так как ее предостаточно в традиционных кормах. Более того, считалось, что ее в кормах содержится больше, чем требуется, что связано с запоздалой уборочной компанией. В то же время технология кормления постоянно изменялась, адаптировалась под интенсивное ведение хозяйства. Например, в кормовой базе КРС увеличилась доля силоса, концентратов и уменьшился процент сена, которое является главным источником клетчатки. Ради справедливости стоит отметить, что часто влажность сенажа больше рекомендуемой нормы, поэтому он во многом схож с силосом. При ежедневном скармливании 40 кило силоса и 4,5 кг концентрированных кормов в организм коровы поступает примерно 3 кг клетчатки. А теперь сопоставим: животному, ежедневно дающему два ведра молока, требуется 4,5 кг клетчатки. Также надо понимать, что перекорм кормами богатыми клетчаткой тоже вредит здоровью коров и негативно сказывается на их продуктивности.

Ниже мы рассмотрим последствия от избыточного или недостаточного содержания в рационах коров клетчатки, но сначала поговорим о ее роли.

Состав сырой клетчатки

В сырую клетчатку входят соединения, составляющие оболочку растительных клеток (клетчатка). Что означает слово «сырая»? Дело в том, что в сыром веществе кроме собственно клетчатки содержится целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины, соединения, не являющиеся углеводами (лигнин, окись кремния, гликопротеины и др.).

Главный компонент сырой клетчатки – целлюлоза (cellula – «клетка»). Главное составляющее стенок растительных клеток обеспечивает механическую прочность, упругость растений. Ее процентное содержание колеблется в пределах 15-20% от сухого вещества (далее СВ).

Гемицеллюлозы (hemi – «наполовину») – это полимерные варианты пентоз и гексоз. В клеточных оболочках они играют двоякую роль: механическую, подобно целлюлозе и как запасное питательное вещество, подобно крахмалу. Процентное содержание в рационах – 10-15% от СВ. Переваримость высокая – 70%.

Пектины (pektos – «свернувшийся») – относятся к полисахаридам. Их роль заключается в поддерживании состояния тургора в тканях. Эти вещества необходимы для скрепления растительных клеток. Их много в корнеплодах, водорослях, свекловичном жоме. Процент в СВ люцерны – 12%.

Лигнин (lignum – «дерево») – фенольное соединение, не переваривается и негативно сказывается на переваривании целлюлозы. Содержание в СВ при заготовке травяных кормов в поздние фазы вегетации – до 12%. Через пропитанную лигнином, одревесневшую оболочку клеток трудно проникнуть пищеварительным ферментам, и переваримость элементов питания резко снижается.

Зарубежные скотоводы углеводы клеточных оболочек (клетчатку) называют структурными, а неструктурными углеводами – сахара и крахмал, находящиеся внутри клетки и лучше переваривающиеся животными по сравнению со структурными.

Самым богатым источником сырой клетчатки являются грубые корма

• солома – до 45%;
• сено – 20-35%.
• Зерно и корнеплоды бедны по клетчатке – максимум 2%.

Роль клетчатки

Энергетическая

В организме КРС ферменты, расщепляющие клетчатку, отсутствуют. Ее до моносахаридов расщепляет фермент микрофлоры целлюлаза. В итоге получаются летучие жирные кислоты (ЛЖК), всасывающиеся в кровь на 40-70% и обеспечивающие коров энергией. Основные ЛЖК: уксусная, пропионовая и масляная. Их оптимальное соотношение в рубце – 65:20:15. Недостаток клетчатки отрицательно коррелирует с количеством уксусной кислоты, выполняющей энергетическую и пластическую функцию, соответственно с синтезом молочного жира. Пропионовая кислота – участник синтеза глюкозы. При участии масляной кислоты синтезируются жирные кислоты.

Нормализация пищеварения

Объем рубца достигает 200 л (иногда и все 400 л). Для его нормальной работы требуется клетчатка, дефицит которой ведет к нарушению перистальтики, жевательной активности, слюноотделения, повышению кислотности рубцового содержимого, что вредит полезной микрофлора. Чем меньше в рационе клетчатки, тем больше в организме токсинов, тяжелых металлов, радионуклидов.

Потребность в сырой клетчатке

Нормативное ежедневное поступление клетчатки в организм в расчете на одно животное:

• коровы в сухостойный период – 3 кг;
• коровы во время лактации – 4,2-4,5 кг.

Концентрация сырой клетчатки в СВ в рационе коров со средним суточным удоем – 26-24%, высокопродуктивных животных – 18-16%.

Последствия недостатка клетчатки

Вероятность дефицита клетчатки увеличивают «жидкие» кормосмеси, влажность которых выше 60%, а доля грубых кормов с длинноволокнистой клетчаткой не превышает 8% по СВ.

Дефицит клетчатки вызывает ряд негативных последствий:

1. Нарушается рубцовое пищеварение, уменьшается секреция слюны. Снижается перистальтика, каловые массы становятся жидкими. В них желтеют непереваренные зерна початков кукурузного силоса.
2. Из-за недостаточного поступления слюны, содержащей бикарбонат натрия, закисляется рубцовое содержимое, что ведет к ацидозу.
3. Закисление рубцового содержимого угнетает полезную микрофлору. При этом уменьшается синтез бактериального белка, летучих жирных кислот, витаминов, усиливается распад витамина А.
4. Снижается аппетит и потребление кормов.
5. Из-за «разъедания» ворсинок и сосочков рубца развивается руминит, эрозии, что провоцирует пневмонию, эндокардит, ламинит, мастит и др.
6. Нарушается функция воспроизводства, падает продуктивность, в том числе жирность молока.
7. Сокращается продуктивное долголетие коров.

Чаще коровам недостает клетчатки в начале пастбищного периода, когда ее концентрация в СВ травостоя в два раза меньше нормы (8-10%). Так как в молодой траве мало лигнина, снижается интенсивность слюноотделения, нарушается жвачка, нередко возникает диарея.

Ища «живительную» клетчатку животные съедают травостой под корень. Естественно пастбище истощается. Чтобы этого не происходило, коровам дополнительно скармливают сено – примерно 2,5 кг, сенаж – 5,5 кг/гол. Подкармливать перестают (необязательно) при 22-23-процентной концентрации клетчатки.

Установлено, что высокопродуктивных коров эффективно подкармливать на протяжении всего пастбищного сезона. Для профилактики снижения жирности молока надо вводить в летние рационы уксуснокислый натрий по 300-500 г на голову/сут.

Не всякая клетчатка любима коровами!

Лучшей для коров является длинноволокнистая клетчатка с невысоким содержанием лигнина. Такая клетчатка содержится в кормах из ранних фаз вегетации. Республиканский регламент «Основные технологические принципы заготовки качественных кормов» (2014 г.) предписывает убирать:

• бобовые многолетники – при формировании бутонов;
• злаковые травы – до образования колосков;
• бобово-злаковые многолетники – в выше указанные вегетационные периоды преобладающего компонента. Белковая часть молодого травостоя представлена сугубо полноценным белком и витаминами и наиболее переваримой клетчаткой с незначительным количеством лигнина. Чем старше растения, тем они грубее и соответственно беднее по белкам, сахарам и витаминам.

В Германии используется термин структурная клетчатка, так как она способствует слюноотделению и моторике рубца. Каждый вид корма имеет свой коэффициент. Для сена он составляет единицу. Это значит, что вся клетчатка сена является идеальной для пищеварения жвачных животных. Коэффициент для кукурузного силоса (35% СВ) – 0,6, для травяного силоса (35% СВ) – 0,65, для силоса, содержащего СВ менее 20% – 0,2. Для концентратов показатель равен нулю. При одинаковом потреблении сухого вещества при поедании концентратов слюны у коров выделяется почти в 4 раза меньше, чем при потреблении грубых кормов.

С понятием «структурная» тесно связано определение «эффективная» клетчатка. Содержащие такую клетчатку частицы корма формируют мат рубца.

Зачем корове мат?

Одно из значений английского слова mat – «мягкая подстилка». Это верхний слой рубцовой жидкости, содержащей крупные (трубчатые) частицы с низкой плотностью. И действительно, этот слой напоминает упругую подстилку.

Лучшими кормами для формирования мата являются сено, сенаж оптимальной влажности, солома с длиной резки более 3 см. Клетчатка, содержащаяся в мате, является наиболее эффективной, так как она хорошо набухает, обеспечивает нормальную жвачку и достаточное выделение слюны, необходимой для нейтрализации избыточной кислотности рубцового содержимого, профилактику ацидоза. К тому же мат служит наиболее благоприятной средой обитания для микрофлоры, ферментирующей клетчатку, синтезирующей бактериальный белок. Однако при избытке такой клетчатки из-за ее сильного набухания снижается потребление сухого вещества. Если в кормосмеси преобладают слишком измельченные корма, особенно с высокой влажностью (более 75%), то, пройдя через кормораздатчик, они превращаются в кашеобразную массу, теряют свою структуру. Такая масса оседает на дно рубца, а значит, мат не формируется, что ведет к нарушению жвачки и сокращению выделения слюны. Клетчатка не набухает, сокращается время нахождения корма в рубце, а значит, и продолжительность воздействия на него микрофлоры, снижается переваримость питательных элементов. Кроме того, из-за быстрой эвакуации содержимого рубца бактерии и инфузории вместе с мелкими частицами корма быстро выводятся из рубца – до достижения возраста деления, что ведет к резкому снижению их популяции.

Иногда значение влажности кормовой смеси выше допустимого, 60-процентного уровня, при котором формирование мягкой подстилки не происходит. Такая проблема решается посредством включения в рацион ингредиентов, содержащих длинноволокнистую клетчатку – сено – от 2,5 кг/гол. Если нет сена, сгодится яровая солома.

Среди углеводов различают целлюлозу, гемицеллюлозу, палисахара (крахмал, инулин), дисахара (тростниковый сахар), монссахара (глюкоза, фруктоза, лактоза). К другим соединениям, входящим в состав корма, содержащим, так же как и углеводы, углерод, зодород и кислород, относятся пентозы, инкрустирующие вещества (лигнин, кутин.), органические кислоты, пигменты, пектиновые вещества, глюкозиды и ряд других, которые находятся в растительных и животных продуктах в небольшом количестве.

Обычно среди этих многообразных по своему составу и физиологическому значению веществ выделяют следующие группы: сырая клетчатка -в нее входят целлюлоза, гемнцеллюлоза, лигнин и другие инкрустирующие вещества; растворимые углеводы – крахмал, инулин, сахара; безазотистые эктрактивные в е щ е с т в а, куда входит все остальное; обычно растворимые углеводы не определяются, а их объединяют с группой безазотистых экстрактивных веществ, сокращенно обозначая их начальными буквами БЭВ.

Сырая клетчатка – соединение, которое в значительной степени определяет энергетическую питательность корма, содержание в нем полезных для животных органических веществ, способных к окислению.

На питательность сырой клетчатки влияет степень одревеснения, грубости, что вызывается содержанием в ней лигнина, в особенности его нерастворимых форм, и степенью волокнистости целлюлозы. Сырая клетчатка в зависимости от ее наличия в растениях и фазы развития растений совершенно поразному переваривается и усваивается. В начальные периоды развития растения, в фазе прикорневых листьев, сырая клетчатка переваривается на 70-85% и усваивается не хуже растворимых углеводов. В это время она состоит главным образом из гемицеллюлозы, аморфной целлюлозы; лигнин присутствует главным образом в виде его растворимых форм. С возрастом растения происходят следующие изменения: больше накапливается целлюлозы, она становится волокнистой, соединяется в плотные пучки (недоступные пищеварительным сокам), комплексируется с нерастворимыми формами лигнина. В результате резко снижается переваримость корма и значительно ухудшается использование животными переваренных органических веществ корма. Так, например, в одном из зарубежных опытов переваримость органического вещества тимофеевки в мае составляла 85%, а в конце июня она была равна 45%. В среднем при этом за каждый день развития растения переваримость снижалась на 0,5%.

Процесс понижения переваримости клетчатки сопровождается одновременным увеличением ее содержания в сухом веществе. Если в начальных фазах развития в растениях содержится сырой клетчатки 8-14%, то в конечных (осыпание семян, засыхание растений) до 45%. В процессе развития растений повышается удельный вес в сухом веществе лигнина. Однако большее значение в понижении энергетической питательности растения имеет то, что лигнин превращается в нерастворимые формы, входит в соединение с целлюлозой, резко снижая тем самым переваримость сырой клетчатки и других входящих в состав растения органических веществ.

При содержании в сухом веществе кормов 45% клетчатки переваримость ее оказывается низкой, равной 40%, резко снижается питательность сухого вещества. Такие корма, как озимая солома, малопроизводительны, так как резко снижают продуктивность животных. При увеличении содержания сырой клетчатки до 45-55% и выше (как в ветках, опилках и других древесных отходах, в торфе) продукты и материалы оказываются уже малопригодными для кормления животных.

Клетчатка играет рать балластного вещества, создающего объемистость пищевой массы. Дело в том, что при поедании животными меньше 2 кг сухих веществ на центнер живого веса нарушаются пищеварительные процессы, что отрицательно сказывается на усвоении питательных веществ и здоровье животных. Поэтому дача малопитательных или даже почти непитательных продуктов положительно сказывается на состоянии животных. Недостаточная объемистость рациона сказывается и на образовании у животных взращенных привычек – свиньи грызут полы на ферме, деревянные части кормушек, лошади заглатывают воздух (прикуска).

Другое положительное свойство сырой клетчатки способность хорошо обогревать животных зимой, образовывать в теле дополнительные количества тепловой энергии. Происходит это за счет того, что микроорганизмы пищеварительного тракта, в первую очередь у жвачных животных, разлагая и используя клетчатку, выделяют много тепла – примерно на 1 кг переваренной клетчатки 2500 ккал. Это обстоятельство и приводит к тому, что зимой, при низкой температуре, скот с большей охотой поедает гуменные и другие грубые корма, а весной и летом отказывается от соломы.

Возможно ли искусственно, путем обработки, изменить питательность кормов, а также некормовых продуктов? Оказывается, возможно. Дело в том, что по валовой калорийности грубые корма одинаковы с концентратами содержат в 1 кг 4400 ккал. Низкая питательность их обусловлена плохой переваримостью, а также неудовлетворительной ассимиляцией переваренных веществ. Если обработать грубый корм щелочным раствором достаточно активных щелочей – каустической соды, извести (кипелки) с наличием достаточного каличества гидроксильных групп (ОН) и числом рН не ниже 11—12, то происходит отделение целлюлозы от лигнина, волокнистое строение целлюлозы переходит в аморфное, в известной мере растворяется лигнин, а также попутно и кремниевые соли. При этом питательность сухого вещества грубых кормов резко увеличивается.

Оказывается, что аналогичная обработка щелочным раствором позволяет превратить некормовые продукты в корма. Так, обработка щелочным раствором древесных хлопьев, осиновых и березовых опилок позволила превратить их в продукт, поедаемый не талько крупным рогатым скотом, но и свиньями.

Растворимые углеводы – крахмал, инулин (в клубнях земляной груши), тростниковый сахар, глюкоза, фруктоза, лактоза -легко перевариваются и хорошо усваиваются. Они служат в теле животного материалом для образования механической и тепловой энергии и для синтеза жира. В клетках тела животного имеются моносахара, в крови глюкоза, в молоке-молочный сахар (лактоза). Животный крахмал (гликоген) имеется в весьма ограниченном количестве в печени, где он играет роль промежуточного соединения. Растворимые углеводы присутствуют главным образом в зернах, семенах, корнях и клубнях, составляя в них до 80% сухого вещества.
Растворимые углеводы-лучшие источники образования жира в теле животных, так как процесс синтеза жира из них происходит более эффективно, чем из белков и жиров корма, а качество жира получается характерным для данного вида животных.

У жвачных животных избыток растворимых углеводов при недостатке протеина в корме приводит к пищеварительной дистрофии, к худшему использованию питательных веществ вследствие пониженной деятельности микроорганизмов желудочно-кишечного тракта.

Корма, богатые легкорастворнмыми углеводами, в значительном количестве используются в заключительный период откорма животных, в частности свиней, когда идет усиленное жироотложение. Растворимые углеводы более совершенно используются животными с однокамерным желудком, нежели жвачными, где они частично елужат питанием для микроорганизмов рубца.

Пентозы и пектиновые вещества по своим качествам близки к растворимым углеводам, хорошо перевариваются и используются животными. Встречаются в растительных кормах.

Органические кислоты в кормах встречаются в виде молочной, уксусной, пропионовой, маеляной. Содержание органических киелот в сухом веществе для успешного его использования не должно превышать 6%. При более высоком его содержании и числе рН ниже 3.6 – 3,8 поедаемость такого корма, например силоса, снижается. Дело в том, что животные, как правило, отказываются поедать силос, если количество свободных органических киелот превышает 100 г на центнер живого веса жвачных и 50-80 г на центнер веса свиней.

Обычно органические кислоты в кормах в большем количестве образуются благодаря брожению. Поэтому их много в силосе, барде, пивной дробине.

Наиболее желательной в кормах является молочная кислота. Она побуждает к более энергичному выделению пищеварительных соков, способствует возникновению хорошего аппетита. Силос с достаточным наличием молочной кислоты не обладает резко выраженным кислым запахом, так как молочная кислота не летуча. Уксусная кислота, как летучая, придает кормам соответствующий кислый запах. Пропионовая кислота встречается в кормах в меньшем количестве, чем уксусная и молочная. Она полезна для животных. Нежелательна в силосе масляная кислота. Ее наличие— признак маслянокислого брожения, приводящего к разложению силоса. В хорошем силосе масляная кислота отсутствует. В обшем же количестве органических кислот в силосе доля масляной не должна превышать 20%.

В рубце жвачных животных в результате жизнедеятельности микроорганизмов (бактерии, инфузорий) образуются органические кислоты – уксусная, пропионовая, масляная, валериановая и в небольшом количестве другие. Эти кислоты всасываются в кровь и служат источником синтеза различных органических веществ тела. В частности, уксусная кислота идет на образование маточного жира. Обычно среди летучих жирных кислот, образующихся в рубце, 62-73% составляет уксусная, 18-28% пропионовая, 7-16% масляная.