На правах рукописи
ГРЕЧИШНИКОВ ВАСИЛИЙ ВИТАЛЬЕВИЧ
ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
СБАЛАНСИРОВАННОСТИ КОМБИКОРМОВ ДЛЯ ПТИЦЫ
ПО ОБМЕННОЙ ЭНЕРГИИ
06.02.08 – кормопроизводство, кормление
сельскохозяйственных животных и технология кормов
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук
Сергиев Посад - 2013 Диссертационная работа выполнена в отделе кормления Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИТИП Россельхозакадемии)
Научный руководитель: Панин Иван Григорьевич - доктор технических, наук
Официальные оппоненты:
Буряков Николай Петрович – доктор биологических наук, ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева», профессор кафедры кормления животных Некрасов Роман Владимирович – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Государственное научное учреждение Всероссийский научноисследовательский институт животноводства Российской академии сельскохозяйственных наук, заведующий отделом кормления
Ведущая организация – ФГБОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Я.Горина»
Защита диссертации состоится 30 декабря 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.006.01 в Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте птицеводства Российской академии сельскохозяйственных наук Адрес института: 141311, г. Сергиев Посад Московской области, ул.
Птицеградская, д. 10, ГНУ ВНИТИП Россельхозакадемии, телефон 8 (49654) 7-70факс 8 (496) 551-28-38, е.mail: [email protected]
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИТИП Россельхозакадемии Автореферат разослан « _» ноября 2013 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Т.Н. Ленкова
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Энергетическая ценность является важнейшей характеристикой корма. Сбалансированность комбикормов предполагает не только содержание в нем требуемого количества питательных веществ, но и выполнение вполне определенного набора соотношений между энергией корма и другими питательными веществами. Сбалансированность достигается при составлении рационов с помощью компьютерных программ оптимизации. Сложность достоверной оценки энергии комбикормов и кормовых компонентов при расчетах связана с тем, что она может быть произведена только в балансовых опытах на животных, однако для практических целей такая методика не может быть рекомендована. До настоящего времени при оптимизации рационов используют в основном табличные значения энергетической ценности компонентов. Они являются среднестатистическими значениями, которые не учитывают изменчивости химического состава используемых в конкретном рационе компонентов, а также особенностей высвобождения энергии из них молодняком и взрослой птицей.
Для реализации высокой продуктивности современных кроссов птицы требуются более точные методы оценки энергетической ценности компонентов комбикормов и современные программные средства, обеспечивающие создание сбалансированных рационов, поэтому тема диссертационной работы является актуальной.
Цель и задачи исследований.
Целью данной работы являлась разработка прикладных программ, повышающих сбалансированность комбикормов для птицы по обменной энергии, а также методов оценки обменной энергии кормовых компонентов, являющихся основными источниками энергии в рационах кур-несушек и бройлеров: пшеницы, кукурузы, ячменя, подсолнечного шрота, соевого шрота.
Для достижения указанной цели в работе были решены следующие задачи:
- провести экспериментальные исследования по оценке усвояемости кураминесушками и цыплятами-бройлерами питательных веществ из пшеницы, кукурузы, ячменя, подсолнечного шрота, соевого шрота;
- разработать уравнения регрессии для оценки обменной энергии данных компонентов курами-несушками и цыплятами-бройлерами;
- разработать алгоритмы и программы для повышения сбалансированности комбикормов для птицы по обменной энергии;
- усовершенствовать нормативную базу для расчета рецептов комбикормов для птицы.
Научная новизна работы.
1. Получены коэффициенты усвояемости питательных веществ организмом кур-несушек и цыплят-бройлеров из кормовых компонентов, составляющих основу рационов в условиях РФ, - пшеницы, кукурузы, ячменя, подсолнечного и соевого шротов;
2. Разработаны уравнения регрессии для оценки обменной энергии в данных кормовых компонентах для кур-несушек и цыплят-бройлеров;
3. Сформулированы предложения по корректировке нормативной базы для оптимизации рационов кормления кур-несушек и цыплят-бройлеров;
4. Разработаны прикладные программы для повышения сбалансированности комбикормов по обменной энергии и другим показателям питательности.
Теоретическая и практическая значимость работы:
1. Расширена нормативно-справочная информация по оптимизации рецептов комбикормов для промышленной птицы за счет включения коэффициентов усвояемости питательных веществ курами-несушками и цыплятами-бройлерами;
2. Разработан программный комплекс по оптимизации рецептов комбикормов для промышленной птицы;
3. Разработаны и утверждены Министерством сельского хозяйства РФ «Методические указания по оптимизации рецептов комбикормов для сельскохозяйственной птицы» (2009 г.);
4. Разработана и утверждена Россельхозакадемией «Инструкция по оптимизации рецептов комбикормов для сельскохозяйственной птицы»
Результаты исследований внедрены в ООО «Ряба» Воронежской области и ЗАО «Байсад» Ставропольского края.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Определение коэффициентов переваримости сырого протеина, сырого жира и БЭВ курами-несушками и цыплятами-бройлерами из пшеницы, кукурузы, соевого шрота, подсолнечного шрота и ячменя.
2. Расчет обменной энергии для кур-несушек и цыплят-бройлеров по фактическим показателям питательности ингредиентов.
сбалансированности комбикормов для птицы по обменной энергии 4. Производственная апробация полученных результатов Апробация работы. Основные положения работы доложены на: научных, научно-методических и практических конференциях и семинарах во ВНИТИП (2008-2012 гг); Международных форумах Союза птицеводов Украины «Птицеводство» (2008-2013 гг); научно-практических семинарах ООО «КормоРесурс» (2008-2013 гг).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 в рецензируемых и рекомендованных ВАК РФ журналах «Аграрная наука» и «Зоотехния».
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на страницах компьютерного текста, содержит 83 таблицы, 15 рисунков и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, выводов и предложений производству, приложения. Список литературы включает 156 источников, из них 81 – иностранных авторов.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для достижения поставленной цели в 2007-2012 году проведены три серии балансовых опытов в условиях вивария ФГУП Загорское ЭПХ ВНИТИП Россельхозакадемии.Балансовые опыты проведены на 21-36 дневных цыплятах-бройлерах кросса «Кобб 500» и курах-несушках кросса «СП 789» в период пика продуктивности. Проведение балансовых опытов и определение обменной энергии в кормах было осуществлено по рекомендациям ВНИТИП, 1999.
Испытуемые кормовые компоненты вводили в комбикорма дифференцировано.
переваримость комбикормов с различными уровнями включения пшеницы и кукурузы (от 15 до 60% по массе комбикорма) бройлерами и курами-несушками.
Контролем служил комбикорм, не содержащий пшеницу, а зерновая часть была представлена кукурузой.
2 опытная ОР, содержащий 60% пшеницы по массе комбикорма 3 опытная ОР, содержащий 45% пшеницы и 15% кукурузы 4 опытная ОР, содержащий 30% пшеницы и 30% кукурузы 5 опытная ОР, содержащий 15% пшеницы и 45% кукурузы Во второй серии опытов по одной схеме (таблица 2) была изучена переваримость комбикормов с различным включением подсолнечного шрота (от до 25% по массе комбикорма) на цыплятах-бройлерах и курах-несушках.
Контролем служил комбикорм, не содержащий подсолнечного шрота.
1 контрольная Комбикорм с питательностью Комбикорм с питательностью подсолнечного шрота по массе подсолнечного шрота по массе В третьей серии опытов была изучена переваримость комбикормов с различным включением ячменя и кукурузы (от 15 до 60% по массе комбикорма) на бройлерах и курах-несушках. Схема опыта представлена в таблице 3.
2 опытная ОР, содержащий 60% ячменя по массе корма 3 опытная ОР, содержащий 45 % ячменя и 15% кукурузы 4 опытная ОР, содержащий 30% ячменя и 30% кукурузы 5 опытная ОР, содержащий 15 % ячменя и 45% кукурузы Контролем служил комбикорм, не содержащий ячмень.
После завершения исследований были проведены 2 производственные проверки на цыплятах-бройлерах и курах-несушках.
1. Живая масса птицы – индивидуально, в начале и конце балансовых опытов.
2. Потребление кормов – ежедневно, путем учета заданного корма и его остатков.
3. Выделение помета в учетный период - путем ежедневного сбора в одно и то же время не менее 2 раз в сутки.
4. Переваримость сырого протеина (СП), сырого жира (СЖ) и сырой клетчатки (СК), использование азота, жира, золы определяли в балансовом опыте;
в комбикорме определяли содержание влаги, азота, клетчатки, жира, золы;
в помете определяли содержание влаги, клетчатки, азота, азота по Дьякову, жира, золы.
5. Содержание безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) в комбикорме рассчитывали путем последовательного вычитания протеина, жира, клетчатки, влаги и золы из 100%.
6. Для расчета обменной энергии по переваримым питательным веществам использовали данные балансовых опытов и следующие калорические коэффициенты: для переваримого протеина – 4,31, переваримого жира – 9,32, переваримых БЭВ – 4,16 ккал/г.
7. Корректирующее значение обменной энергии ОЭк на нулевой баланс азота вычисляли по формуле: ОЭ к = (N п - N в)*К n, где N п – количество потребленного азота, Nв – количество азота, выделенного с пометом; Kn – коэффициент, равный 36,5 КДж на 1 г использованного азота.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Перед началом опытов был изучен химический состав исследуемых компонентов - пшеницы, кукурузы, ячменя, подсолнечного и соевого шротов, разработаны рецепты комбикормов для контрольных групп, сбалансированные в соответствии с требованиями для кроссов птицы. По разработанной методике для каждого опыта на основании рецептов комбикормов для контрольных групп составляли рецепты комбикормов для опытных групп с использованием метода взаимозаменяемости исследуемых компонентов.В процессе обработки данных балансовых опытов по скармливанию контрольного и опытных рационов получены следующие результаты.
1 серия опытов. Цыплята-бройлеры. В таблице 4 приведены данные по переваримости и использованию питательных веществ из кормосмесей с пшеницей и кукурузой цыплятами-бройлерами контрольной и опытных групп.
Таблица 4 - Переваримость и использование питательных веществ При обработке результатов эксперимента для вычисления значений переваримости питательных веществ в исследуемых компонентах использован метод наименьших квадратов, или метод регрессионного анализа, основанный на минимизации суммы квадратов остатков регрессии (минимизация невязки). Для каждой группы составляется уравнение для разности между показателем переваримости, полученным экспериментальным путем (Hi, i - номер опытной группы), и показателем, вычисляемым с использованием искомых неизвестных Хj., обозначающих коэффициенты переваримости питательных веществ в данном компоненте, и процентом ввода компонентов в рацион Mj. В общем виде остатки регрессии F для любого показателя питательности имеют вид:
где n – количество исследуемых компонентов, m – число групп в эксперименте, j – номер исследуемого компонента.
Функционал для оценки переваримости сырого протеина у пшеницы и кукурузы имеет вид:
F=(0,4*X1+0*Х2+0,6*Х3 - 87,15) 2 + (0,4*Х1 + 0,6* Х2 +0* Х3 - 85,48)2 + (0,4* X1+0,45* Х2+0,15* Х3 - 87,81)2+(0,4* X1+0,3* Х2+0,3* Х3 - 87,05)2+(0,4* X1+0,15* Х2+0,45* Х3 - 88,12)2 min неизменяемой части рациона, пшеницы и кукурузы соответственно;
коэффициенты при них — изменяющиеся для каждой группы проценты ввода.
Требуется найти значения Х2 и Х3, минимизирующие данный функционал.
Поиск решения производили с помощью пакета «Maple 15».
В результате решений систем уравнений, составляемых для каждого показателя питательности, получены следующие результаты: переваримость сырого протеина пшеницы бройлерами составляет 79,8±2,84%, кукурузы – 82,4±2,84%; переваримость сырого жира пшеницы - 60,4±8,91%, кукурузы – 90,0±8,91%; переваримость БЭВ пшеницы - 83,6±0,14%, кукурузы – 89,6±0,14%.
Полученные результаты позволяют рассчитать обменную энергию, высвобождаемую бройлерами и курами-несушками из пшеницы и кукурузы, по их химическому составу и коэффициентам переваримости, полученным в эксперименте, по формуле:
КОЭ а (Ккал/100 г) = 4,33*СП*К сп + 9,32*СЖ*К сж+4,16*БЭВ*К бэв Здесь К сп, К сж, К бэв – коэффициенты переваримости сырого протеина, жира и БЭВ, полученные в эксперименте.
Расчетная обменная энергия, высвобождаемая бройлерами из пшеницы, использованной в эксперименте, составляет 293 ккал/100 г, из кукурузы — ккал/100 г, или 12,27 и 13,98 МДж соответственно.
Для проверки сходимости полученных результатов произведен расчет обменной энергии исследуемых компонентов с использованием результатов балансовых опытов двумя способами: 1) по разности валовой энергии корма и валовой энергии помета для каждой группы птицы; 2) по полученным в эксперименте показателям переваримости питательных веществ кормосмесей для каждой группы птицы. В первом случае обменная энергия пшеницы составляет 294,9 ± 7,98 ккал/100 г, кукурузы — 337,2±7,98 ккал/100 г, или 12,35 и 14,12 МДж соответственно. По второму способу получены результаты: обменная энергия пшеницы — 292,8±3,7 ккал/100 г, кукурузы — 333,8±3,7 ккал/100 г, или 12,26 и 13,98 МДж. Уровень статистической значимости полученных результатов не выходит за пределы P < 0,01.
1 серия опытов. Куры-несушки.
На основании обработки результатов балансовых опытов по скармливанию контрольного и опытных рационов получены следующие данные (табл.5).
Таблица 5 – Переваримость и использование питательных веществ кураминесушками из кормосмесей с пшеницей и кукурузой, %
СП СЖ БЭВ
Экспериментальные данные были обработаны аналогичным предыдущему эксперименту образом, получены следующие результаты: переваримость сырого протеина пшеницы курами-несушками составляет 80,9±1,04%, кукурузы – 82,8±1,04%; переваримость сырого жира пшеницы - 60,6±2,96%, кукурузы – 83,8±2,96%; переваримость БЭВ пшеницы - 87,9±1,67%, кукурузы – 91,3±1,67%.Расчетная обменная энергия, высвобождаемая курами-несушками из пшеницы, использованной в эксперименте, составляет 306 Ккал/100 г, из кукурузы — 334 ккал/100 г, или 12,81 и 13,98 МДж.
Обменная энергия, полученная по разности валовой энергии корма и помета, составила: у пшеницы - 308,9 ± 3,2 ккал/100 г, кукурузы - 333,2±3, ккал/100 г, или 12,93 и 13,95 МДж. По переваримым питательным веществам кормосмесей получены следующие значения: обменная энергия пшеницы ккал/100 г, кукурузы — 333,8±2,7 ккал/100 г, или 12,81 и 13,98 МДж.
Уровень статистической достоверности полученных результатов не выходит за пределы P < 0,01.
На рис.1 показаны коэффициенты переваримости сырого протеина (СП), сырого жира (СЖ) и БЭВ пшеницы цыплятами-бройлерами и курами-несушками.
% Переваримости
СП СЖ БЭВ
Рис. 1 Коэффициенты переваримости питательных веществ пшеницы 2 серия опытов. Цыплята-бройлеры.В таблице 6 представлены результатов балансовых опытов по исследованию переваримости цыплятами-бройлерами питательных веществ из кормосмесей, содержащих соевый и подсолнечный шроты.
Таблица 6 – Переваримость и использование питательных веществ цыплятамибройлерами из кормосмесей с соевым и подсолнечным шротом, %
СП СЖ БЭВ
После обработки данных получены следующие результаты: переваримость сырого протеина соевого шрота бройлерами составляет 90,2±1,64%, подсолнечного шрота – 87,3±1,64%; переваримость сырого жира соевого шрота подсолнечного – 73,4±0,7%; переваримость БЭВ соевого шрота подсолнечного – 25,1±1,79%.Расчетная обменная энергия, высвобождаемая бройлерами из соевого шрота, использованного в эксперименте, составляет 230 ккал/100 г, из подсолнечного шрота - 187 ккал/100 г, или 9,63 и 7,83 МДж.
Обменная энергия, полученная по разности между валовой энергии корма и помета, составила: у соевого шрота - 233 ± 10,28 ккал/100 г, у подсолнечного шрота — 175±10,28 ккал/100 г, или 9,76 и 7,33 МДж. По переваримым питательным веществам кормосмесей получены следующие значения: обменная энергия сового шрота - 230±20,97 ккал/100 г, подсолнечного - 187,8±20, ккал/100 г, или 9,63 и 7,86 МДж. Уровень статистической достоверности полученных результатов не выходит за пределы P < 0,05.
2 серия опытов. Куры-несушки В таблице 7 представлены результатов балансовых опытов по исследованию переваримости курами-несушками питательных веществ из кормосмесей, содержащих соевый и подсолнечный шроты.
Таблица 7 - Переваримость и использование питательных веществ кураминесушками из кормосмесей с соевым и подсолнечным шротом, %
СП СЖ БЭВ
После обработки данных получены следующие результаты: переваримость сырого протеина соевого шрота курами-несушками составляет 91,7±1,72%, подсолнечного – 88,9±1,72%; переваримость сырого жира соевого шрота подсолнечного – 75,2±1,84%; переваримость БЭВ соевого шрота подсолнечного – 33,3±1,1%.Расчетная обменная энергия, высвобождаемая курами-несушками из соевого шрота, использованного в эксперименте, составляет 236 ккал/100 г, из подсолнечного - 201 ккал/100 г, или 9,88 и 8,42 МДж.
Обменная энергия, полученная по разности между валовой энергией корма и помета, составила: у соевого шрота - 237 ± 21,1 ккал/100 г, подсолнечного ккал/100 г, или 9,92 и 8,51 МДж. По переваримым питательным веществам кормосмесей получены значения: обменная энергия соевого шрота ккал/100 г, подсолнечного - 201,2±18,32 ккал/100 г, или 9,89 и 8, МДж.
Уровень статистической достоверности полученных результатов не выходит за пределы P < 0,05.
На рис.2 представлены коэффициенты переваримости сырого протеина, сырого жира и БЭВ соевого шрота бройлерами и несушками.
% Переваримости
СП СЖ БЭВ
Рис. 2 - Коэффициенты переваримости питательных веществ соевого шрота 3 серия опытов. Цыплята-бройлеры В таблице 8 представлены результатов балансовых опытов по исследованию переваримости цыплятами-бройлерами питательных веществ из кормосмесей, содержащих ячмень и кукурузу.Таблица 8 – Переваримость и использование питательных веществ цыплятами-бройлерами из кормосмесей с ячменем и кукурузой, %
СП СЖ БЭВ
После обработки экспериментальных данных получены следующие результаты. Переваримость сырого протеина ячменя бройлерами составляет 71,6±9,8%, кукурузы – 83,1±9,8%; переваримость сырого жира ячменя кукурузы – 91,0±9,2%; переваримость БЭВ ячменя - 76,1±1,3%, кукурузы – 88,3±1,3%.Расчетная обменная энергия, высвобождаемая бройлерами из ячменя, использованного в эксперименте, составляет 264 ккал/100 г, из кукурузы - ккал/100 г, или 11,05 и 13,98 МДж.
Обменная энергия, полученная по разности между валовой энергией корма и помета, составила: ячменя - 269 ± 8,2 ккал/100 г, кукурузы - 338±8,2 ккал/100 г, или 11,26 и 14,15 МДж. По переваримым питательным веществам кормосмесей получены значения: обменная энергия ячменя - 264±15,4 ккал/100 г, кукурузы ккал/100, или 11,05 и 14,28 МДж. Уровень статистической значимости полученных результатов не выходит за пределы P < 0,01.
3 серия опытов. Куры-несушки.
На основании обработки результатов балансовых опытов по скармливанию курам-несушкам контрольного и опытных рационов, содержащих ячмень и кукурузу, получены следующие данные (табл.9).
Таблица 9 – Переваримость и использование питательных веществ кураминесушками из кормосмксей, содержащих ячмень и кукурузу, %
СП СЖ БЭВ
результаты. Переваримость сырого протеина ячменя курами-несушками составляет 71,9±0,57%, кукурузы – 84,2±0,57%; переваримость сырого жира ячменя - 63,4±1,5%, кукурузы – 83,9±1,5%; переваримость БЭВ ячменя кукурузы – 91,4±0,7%.Расчетная обменная энергия, высвобождаемая курами-несушками из ячменя, использованного в эксперименте, составляет 291 ккал/100 г, из кукурузы ккал/100 г, или 12,18 и 13,98 МДж.
«