З роками підходи до білкової годівлі молочної худоби еволюціонували. Спочатку в центрі уваги був сирий протеїн та його вміст у сухій речовині корму (г/гол./день). Згодом від концепції сирого протеїну перейшли до концепції метаболічного (обмінного) протеїну, який засвоюється в організмі корови. Нині, балансуючи раціони за вмістом білка, ми вже говоримо про необхідність розрахунку метаболічних амінокислот.

Згодовуючи корові білок, треба пам’ятати, що маємо одночасно нагодувати корову і її рубець. Частина сирого протеїну, що розщеплюється в рубці, забезпечує мікроорганізми рубця аміаком та небілковим азотом для максимального перетравлення вуглеводів і синтезу мікробного білка. Інша частина білка не розщеплюється в рубці. Він є джерелом додаткових амінокислот, які тварина потребує, але не може отримати з мікробного білка (схема 1). Отож, корові потрібен не просто сирий чи метаболічний протеїн, їй потрібні метаболічні амінокислоти. З огляду на це мета білкової годівлі:

1. дати корові таку кількість розчинного протеїну, щоб забезпечити належний рівень азоту в рубці, який сприятиме роботі мікроорганізмів і перетравленню клітковини;
2. згодувати стільки нерозщеплюваного в рубці протеїну, щоб забезпечити тварину необхідною кількістю обмінних амінокислот для вищих надоїв та вмісту білка в молоці.

Схема 1. Фракції білкового корму*

*Згідно з автоматизованою програмою для балансування вуглеводів CNCPS v6.1 (Cornell Net Carbohydrate and Protein System).

Джерело: презентація Стефано Вандоні. Х Міжнародний молочний конгрес, Київ, 2−3 березня 2017 р.

Дефіцит білка в раціоні

На певній стадії лактації може виникати дефіцит білка, зокрема у період після отелення, коли корови споживають менше сухої речовини. Крім негативного енергетичного балансу в цей період спостерігається і негативний білковий баланс (графік 1).

Графік 1. Баланс метаболічного протеїну в корів у післяотільний період

Джерело: Bell et al, 2000.

У 2014-му році в Данії науковці провели дослідження, метою якого було з’ясувати, як негативний білковий баланс може впливати на молочну продуктивність корів після отелення. Вісьмом коровам голштинської породи другої лактації згодовували однаковий загальнозмішаний раціон, що містив 15,9% сирого протеїну. Через шість годин після отелення чотирьом коровам у сичуг вводили воду, а іншій четвірці — рідкий казеїн. Вливання казеїну зменшувалося зі збільшенням споживання СР після отелення: день 1-й — 360 г, день 2-й — 720 г, а до 29-го дня після отелення доза зменшувалася на 19,5 г/день і, таким чином, на 4-й день корови отримували 696 г казеїну, день 15-й — 490 г, день 29-й — 212 г.

Протягом 30 днів після отелення фіксували надої обох груп. Результати експерименту були несподіваними: молочна продуктивність корів, яким вливали казеїн, була на 7,2 кг молока більшою порівняно з контрольною групою (36,6 проти 43,8 кг/день).

Отже, якщо корова у пік лактації дасть на один літр більше, то це буде додаткових 200−250 кг молока протягом всієї лактації. Тому важливо зрозуміти, що належна білкова годівля на даному етапі лактації впливає на валовий надій молока.

Надлишок білка в раціоні

Протягом останніх 10−15 років у США, ЄС та на Близькому Сході спостерігається тенденція до зменшення вмісту сирого протеїну в раціоні. На думку Стефано Вандоні, це пов’язано з трьома основними причинами:

• розширилися знання про білкову годівлю і балансування раціонів;
• протеїн є найдорожчою складовою раціону, і зменшення в ньому вмісту білка позитивно впливає на економічні показники виробництва;
• забруднення навколишнього середовища; чим менше сирого протеїну в раціоні, тим менше азоту виділяється у довкілля; проте зменшувати його вміст необхідно так, аби не нашкодити корові.

З огляду на ці причини виникла концепція ефективності використання азоту: відношення вмісту азоту в молоці та спожитого азоту. Чим вищий показник, тим ефективніше засвоюється азот, який корова споживає. Теоретично можна досягти рівня 40−45%. За результатами досліджень, максимальний коефіцієнт, який вдалося отримати, у США становив 25−30%, а на деяких європейських фермах у деяких групах лактуючих корів — 38−40%.

То чому ми годуємо молочних корів раціонами з високим умістом протеїну? Перш за все, таким чином виробники намагаються подолати проблеми низького вмісту сирого протеїну в грубих кормах. По-друге, це спосіб підвищити надої та вихід білка. Але чи справді ми досягаємо цих цілей? Результати досліджень показують, що чим більше сирого протеїну споживає корова, тим менше азоту засвоюється.

Нещодавно американські науковці вирахували (графік 2), що оптимальна кількість сирого протеїну, при якій корова ефективно використовуватиме спожитий азот, становить 15,5−16,5% СР. Слід пам’ятати, що корови виділяють у 2−3 рази більше азоту з сечею та гноєм, ніж із молоком.

Графік 2. Споживання та виділення азоту дійними коровами*

Джерело: Van Amburgh et al, 2015.

Результати іншого дослідження зі США показують, що саме 16,5% сирого протеїну достатньо для збільшення молочної продуктивності та білка в молоці з мінімальним виділенням азоту (графіки 3 і 4). Зі збільшенням умісту сирого протеїну в раціоні під час дослідження ефективність використання азоту зменшувалась. Науковці тестували три раціони з різним умістом сирого протеїну: 15,1%, 16,7% та 18,4% у С. Р. Коли згодовували 15,1%, зменшувалося споживання сухої речовини, а також молочна продуктивність і водночас виділення азоту. Як тільки вміст сирого протеїну збільшили з 16,7 до 18,4%, окрім значного підвищення споживання СР вчені спостерігали ріст виділення азоту з сечею. При цьому надої та вміст білка у молоці не збільшувались. Тобто, це говорить про те, що, не приділяючи увагу кількості чи якості протеїну в раціоні, ви даремно витрачаєте кошти.

Графік 3. Вплив умісту сирого протеїну на споживання сухої речовини та молочну продуктивність	Графік 4. Вплив умісту сирого протеїну на молочний білок та кількість азоту в сечі
Джерело: Broderick, 2003.	Джерело: Broderick, 2003.

Згодовуючи білок більше потреби, ви не тільки витрачаєте зайві кошти, ви ще й втрачаєте. Щоб перетравити надлишковий протеїн, корова використовує додаткову енергію, що призводить до зниження надоїв та вмісту білка в молоці (графік 5).

Графік 5. Вплив сирого протеїну на надій та вміст білка в молоці

Джерело: Olmos and Broderick, 2006. 

Оцінити білкову годівлю можна шляхом визначення вмісту азоту сечовини в молоці, який тісно пов’язаний з азотом сечовини у плазмі крові. Це потужний інструмент для того, щоб з’ясувати, чи ви перегодовуєте корову білком, чи, навпаки, його бракує в раціоні. За даними наукових досліджень, оптимальний вміст азоту сечовини в молоці — від 11,6 до 13,8 мг/100 мл. Підвищений вміст азоту сечовини в крові сигналізує не лише про те, що ви неефективно годуєте корів, а й про проблеми з відтворювальною здатністю корів. Адже це призводить до підвищення рівня аміаку у фолікулярній рідині. В таких умовах запліднені яйцеклітини мають менше шансів стати повноцінними життєздатними ембріонами.

Крім того, годівля раціоном з високим умістом білка веде до зниження рівня рН у матці, що може пригнічувати розвиток ооцитів та ембріону. Надлишок білка також спричиняє гормональні порушення в організмі корови. При цьому під час лютеальної фази статевого циклу зменшується рівень прогестерону в плазмі крові, що може призвести до втрати вагітності.

Під час досліджень впливу вмісту азоту сечовини на фертильність корови американські науковці з’ясували, що зі збільшенням його кількості погіршується запліднюваність корів (див. графік 6).

Графік 6. Взаємозв'язок між умістом азоту сечовини в молоці та днями до першого ШО

Джерело: Live. Prod. Sci. 37:91.

Науковці університету штату Флорида звели дані з різних молочних ферм і побачили, що чим більшою була частка сирого протеїну в раціоні, тим менший був рівень заплідненості у стаді.

Графік 7. Вплив сирого протеїну на плодючість

Джерело: Santos and Staples.

Стратегії протеїнової годівлі

Існують різні стратегії протеїнової годівлі молочних корів, які допомагають уникнути надлишкової годівлі білком і сприяють збільшенню надоїв та вмісту білка в молоці. Насамперед слід зосередити увагу на кількість протеїну, розщеплюваного (RDP) та нерозщеплюваного (RUP) в рубці. Належна кількість розщеплюваного протеїну задовольняє потреби мікроорганізмів рубця в азоті для максимального перетравлення клітковини і синтезу мікробного протеїну, а в кінцевому результаті сприяє максимальному споживанню СР та надоям. При цьому не можна допускати недогодовування (знижується мікробне перетравлення вуглеводів, споживання корму, синтез мікробного білка та летких жирних кислот, надої й може погіршуватись фертильність) та перегодовування (підвищується вміст сечовини в крові та молоці, виведення азоту, можуть зменшуватися синтез мікробного протеїну, надої тощо).

Як же знайти золоту середину? Розроблено низку комп’ютерних програм для балансування раціонів, і, залежно від програми та її оновлення, показники RDP можуть різнитись. Якщо показники перетравлюваного в рубці протеїну перебувають у межах від 9,5 до 12,5% СР, ви можете максимізувати надої та вміст білка в молоці.

Чому важливо годувати корову розщеплюваним у рубці білком та збільшувати виробництво мікробного протеїну? Різні джерела білка містять різну кількість амінокислот. У таблиці 1 відображено порівняння вмісту амінокислот у джерелах білка до їх вмісту в молоці. Якщо показник дорівнює 100%, то це означає, що джерело білка містить стільки ж амінокислоти, скільки й молоко. Як бачимо з таблиці, мікробний протеїн — це найкраще джерело протеїну, яке ви можете згодувати корові. Особливо це стосується двох найбільш лімітуючих амінокислот у раціоні корів — лізину й метіоніну. Якщо порівняти амінокислотний склад мікробного протеїну та казеїну, то вони дуже подібні.

Таблиця 1. Вміст амінокислот у різних джерелах білка порівняно з молоком

Джерело: Еvolani et al. 2005. Adapted.

Збільшити виробництво мікробного протеїну бактеріями рубця можна, дотримуючись двох умов. По-перше, протягом дня необхідно підтримувати певний рівень аміаку в рубці — від 8−10 мг/100 мл рубцевої рідини.

З другого боку, відомо, що дуже важливим є розщеплення білка та вуглеводів. Чим більше ви синхронізуєте ці процеси, тим краще відбуватиметься ферментація в рубці. Зокрема це сприяє виробництву більшої кількості мікробного білка та нижчій концентрації сечовини в молоці. Це також дає можливість згодовувати більше грубих кормів і менше сирого протеїну, підтримуючи оптимальний рівень виробництва.

Графік 8 відображає простий приклад того, як робота над синхронізацією може покращити виробництво молока, вміст білка і мікрофлору рубця. Під час дослідження двом групам корів давали однаковий загальнозмішаний раціон. Єдина різниця полягала в тому, що одна група отримувала вологу кукурудзу з меншою фракцією подрібнення, тобто — корм швидше перетравлювався в рубці. У результаті експерименту рівень аміаку в рубці виявився нижчим у цій групі. Це вплинуло на виробництво молока та вміст білка.

Графік 8. Вплив синхронізації на виробництво молока та білка*

Джерело: Ekinci & Broderick, 1997.

Для того, щоб упродовж дня мікроби рубця могли виробляти мікробний протеїн, їм треба лише дві складові — аміак і вуглеводні ланцюжки.

Графік 9 показує, наскільки рівень аміаку в рубці важливий протягом дня. Коровам давали практично однакові загальнозмішані раціони. Різниця полягала лише в тому, що згодовували різні злаки: повільно-, середньо- і швидкоперетравні. Корови споживали найбільші порції корму двічі на день — вранці і ввечері. Між двома найбільшими прийомами вони їдять потроху протягом дня — близько 10−12 разів.

Графік 9. Концентрація аміаку в рубці залежно від розщеплюваності вуглеводів*

*Розщеплюваність вуглеводів у загальному змішаному раціоні була скоригована шляхом заміни меленої консервованої кукурудзи плющеною.

Джерело: Lykos et al. J. Dairy Sci. 80:3341−3355. Redrawn.

Як бачимо, після першого прийому їжі рівень аміаку в рубці зріс. І навіть якщо корова їстиме потроху протягом дня, рівень аміаку знижуватиметься. При цьому він менший від допустимого порога 8−10 мг/100 мл. Тому в даному разі мікроби не можуть працювати ефективно. Тут доречно згадати про нову технологію годівлі — застосування повільно вивільнюваного небілкового азоту. Він поступово вивільнюється протягом дня, стабілізуючи концентрацію аміаку в рубці.

Декілька років тому за участі автора проводили дослідження з використанням штучного рубця. Соєвий шріт у кількості 900 г замінили на 170 г повільно вивільнюваного небілкового азоту, решту — сумішшю кукурудзяного борошна й меляси. Як і очікувалось, виробництво мікробного протеїну збільшилось на 9−10%. Якість протеїну в групі, якій давали повільно вивільнюваний небілковий азот, була вища через кращий уміст амінокислот в мікробному протеїні.

Навіть незначна трансформація раціону може покращити забезпеченість корів білком. У таблиці 2 наведено зразки двох раціонів: один з них містив, а другий не містив повільно вивільнюваний небілковий азот. Споживання сухої речовини було однаковим — 26,8 кг, співвідношення грубих та концентрованих кормів було дещо вищим у раціоні № 2.

Таблиця 2. Зразки раціонів для дійних корів*

*Раціони розроблено для групи молочних корів продуктивністю 40 л з умістом жиру 3,9%, білка — 3,35%; днів лактації — 100; маса 665 кг.

Джерело: презентація Стефано Вандоні. Х Міжнародний молочний конгрес, Київ, 2−3 березня 2017 р.

Хімічний аналіз раціонів показав, що з використанням повільно вивільнюваного азоту зменшилося споживання сирого протеїну, але збільшилася кількість розщеплюваного в рубці протеїну (таблиця 3), а з ним і виробництво мікробного протеїну. Крім того, у раціоні № 2 збільшився показник сухої речовини та НДК (+10%).

Таблиця 3. Поживний склад раціонів

Джерело: презентація Стефано Вандоні. Х Міжнародний молочний конгрес, Київ, 2−3 березня 2017 р.

Обидва раціони задовольняли потреби корів в обмінній енергії та білку. Але оскільки в раціоні № 2 отримали дещо вищі показники мікробного протеїну, це дає можливість підняти показники метіоніну та лізину. Звісно, раціон № 2 менше завдає шкоди навколишньому середовищу, адже менше згодованого сирого протеїну означає менше виділення азоту з сечею та гноєм.

Захищені амінокислоти для ефективної білкової годівлі

Тепер переходимо до нерозщеплюваного в рубці протеїну. Корові важливо отримати належну кількість метаболічних амінокислот. Відомо, що двома важливими лімітуючими амінокислотами є метіонін та лізин. Примітно: останнє американське дослідження показує, що гістидин може бути третьою лімітуючою амінокислотою. Проте це лише попередні висновки, які потребують подальших підтверджень.

Доктор Чак Шваб досліджував роль балансування амінокислот. І дав цьому процесу визначення: «Виважена спроба через вибіркове використання протеїнових добавок та добавок захищених від розщеплення в рубці амінокислот (АК) досягти кількості і профілю абсорбованих АК, що максимально наближені до потреб корів для оптимального здоров'я і продуктивності без марнотратних надлишків». Тобто це простий спосіб дати корові білок, не перевищуючи норму.

Балансування амінокислот у раціоні покращує ефективність використання азоту, який ми згодовуємо корові. При цьому надзвичайно важливо, щоб грубі корми були високої якості і ви добре знали їх хімічний склад.

Інша перевага амінокислотного балансування полягає у збільшенні вмісту білка в молоці. Кожен грам захищеного від розпаду в рубці метіоніну, який ви додатково даєте корові, може збільшити вміст білка на 5 г/корова/день. Метіонін пов’язаний з виробництвом білка та молока: чим більше обмінного метіоніну, тим більше виробляється молока, тим більший вміст у ньому білка. Звісно, остаточний результат залежить від генетичного потенціалу тварини.

Збільшення надоїв також тісно пов’язане з балансуванням лізину. Якщо обмінного лізину не вистачає, то це може обмежити виробництво молока, особливо на початку лактації. Кожен додатковий грам захищеного лізину, який ви даєте корові, збільшує надій на 177 г/корову/день.

Результати 15 досліджень впливу захищеного лізину та метіоніну на виробництво молока високопродуктивних корів показали зростання загального валу молока — в середньому на 2,75 кг/корова/день.

У таблиці 4 можна знайти приклади балансування амінокислот для молочних високопродуктивних корів, наведені з різних автоматизованих програм. Залежно від моделі, вміст лізину варіюється від 6,5 до 7% обмінного білка, метіоніну — від 2,3 до 2,6%, співвідношення лізину й метіоніну — 2,7−3,0 до 1.

Таблиця 4. Балансування амінокислот залежно від моделі комп’ютерної програми

Джерело: Schwab and Foster, 2009. Cornell Nutr. Conf. Proc.

Уже згаданий вище раціон можна скоригувати з урахуванням використання захищеного від розпаду в рубці метіоніну та лізину (таблиця 5). Це дозволяє збільшити кількість грубих кормів (при цьому споживання СР не змінюється) та зменшити вміст сирого протеїну на 1%.

Таблиця 5. Приклад раціону із захищеними лізином та метіоніном*

*Середня жива маса корови — 665 кг; к-сть лактацій — 2,4; днів доїння — 100; продуктивність — 40 кг молока; вміст жиру — 3,9%, білка — 3,35%.

Джерело: презентація Стефано Вандоні. Х Міжнародний молочний конгрес, Київ, 2−3 березня 2017 р.

У результаті в обох раціонах — вихідному і скоригованому — було виконано вимоги щодо обмінного білка. Система підрахувала можливий вміст білка та жиру в молоці. Додавання до раціону захищених у рубці амінокислот (2,86:1) дає можливість збільшити вміст жиру на 3,3% (оскільки збільшився вміст грубих кормів), білка — на 0,06%. І, звісно, такий раціон менше шкодить навколишньому середовищу.

Висновки

Надлишку протеїну можна уникнути за допомогою правильної стратегії годівлі:

• Згодовуйте належну кількість якісного розщеплюваного в рубці протеїну для покращення синтезу мікробного протеїну (повільно вивільнюваний небілковий азот може стати альтернативою).
• Згодовуйте належну кількість якісного нерозщеплюваного в рубці протеїну для забезпечення корови необхідною кількістю амінокислот. Це означає, що 200 г білка, приміром, сої чи соняшнику не однакові.

Нині на ринку існує багато інструментів, які можуть допомогти досягти цих цілей та вдосконалити годівлю без додаткових затрат.

Журнал «Молоко і ферма» № 2 (39), квітень 2017