Структурные и неструктурные углеводы в рубце жвачных

Одним из важных путей повышения биоконверсии корма является повышение переваримости питательных веществ, что может быть достигнуто только при условии накопления достаточного объема знаний о процессах переваривания кормов, о связи этих процессов с составом рациона и физиологическим состоянием животного (Киселев, 2005).

В жизни каждого организма энергетическое питание играет важнейшую роль. Даже существование самой жизни без энергии невозможно. Растения способны усваивать энергию солнечного излучения, а животные потребляют растения и усваивают уже энергию растительного мира. Однако в процессе эволюции жвачные животные приобрели уникальную особенность, за счёт многокамерного желудка и симбиотической микрофлоры, обитающей в рубце (одном из преджелудков), они научились извлекать из растений энергию, скрытую в их клеточных стенках.

Интересно, что современные исследования показывает — энергия (переваримая, обменная, чистая) и протеин не являются единственными существенными факторами питания для жвачных животных; уровень клетчатки, как конгломерат структурных углеводов в рационе также является важным фактором, влияющим на потребление, переваримость и использование питательных веществ корма (Курилов, 1987). Изучение особенностей пищеварения у жвачных показало, что состав рациона оказывает существенное влияние на образование продуктов ферментации корма в рубце, а, следовательно, и на степень использования нутриентов в процессах обмена, на отложение в теле и на синтез компонентов молока (Mertens, 1997; Pereira, 2000; Leiva, 2000).

В результате проведенных исследований установлено, что при скармливании животным кормов, содержащих нейтральнодетергентную клетчатку до 45,0% и кислотнодетергентную до 23,2%, усиливается микробиологическая активность в рубце коров, повышается переваримость питательных веществ рациона, улучшается азотистый обмен. В результате молочная продуктивность коров повышается на 7,0%, молочный жир на 0,08%. Содержание высокопродуктивных коров на рационах с уровнем НДК – 45,0% и КДК – 23,2% дает возможность более полно стабилизировать обменные процессы в организме животных, улучшить интенсивность рубцового пищеварения, эффективно использовать корма.

В зоотехнической практике для оценки содержания структурных углеводов в рационах в основном используется единственный параметр – сырая клетчатка. Она дает лишь общее представление о составе клеточных стенок, истинная картина по содержанию углеводов является искаженной. При составлении рационов кормления животных сырая клетчатка, не обеспечивает полной оценки питательных свойств объемистых кормов.

Разработанный метод фракционирования структурных углеводов является прорывом в области кормления жвачных животных. Благодаря ему можно более точно определять переваривание каждой фракции углеводов в желудочно-кишечном тракте животного и, тем самым, определить обеспечение организма энергией. В литературных источниках опубликовано достаточное количество исследований по оценке объемистых кормов на содержание НДК и КДК, их вклад на обеспечение животных энергией, влияние на обмен веществ, физиологическое состояние, продуктивность животных. Однако в практике, многие животноводы «старой школы», в нашей стране до сих пор при составлении рационов кормления коров преимущественно используют показатель сырая клетчатка.

Стенки клеток растительных кормов построены из нейтральнодетергентной клетчатки, которая включает целлюлозу, гемицеллюлозу и лигнин. Кислотнодетергентная клетчатка состоит из целлюлозы и лигнина. В справочном пособии «Нормы кормления сельскохозяйственных животных» 2003 года не предусмотрено нормирование дойных коров по уровню нейтральнодетергентной и кислотнодетергентной клетчатки. Более того вряд ли найдутся западные нормативы кормления, не отражающие потребность животных в этих нутриентах.

По данным Харитонова Е.Л. (ВНИИФБиП) в рационах высокопродуктивных коров содержание НДК и КДК в период раздоя должно быть на уровне 35–40%; во второй фазе лактации (101–200 дней) – 43–45%; в третьей фазе (201–305 дней) – 47%; в период сухостоя – 45–48%.

По результатам исследований Муратовой Н.С. и др. (Ярославский НИИ животноводства и кормопроизводства) в рационах коров содержание НДК и КДК должно быть в первой фазе лактации – 33,32 и 23,28%; во второй фазе – 35,23 и 25,76% и в третьей фазе – 37,52 и 26,56% соответственно.

Разница в экспериментальных данных и предложенных нормативах объяснима различными подходами к составлению рационов, ведь при разном соотношении структурных и неструктурных углеводов значительно меняется микробиологический профиль в рубце у животных, а следовательно, изменяется эффективность переваривания НДК. Не менее важны и источники самих структурных углеводов, ведь НДК многолетних трав переваривается значительно медленнее, чем НДК однолетних трав, особенно это касается злаков.

Во многом, значимую роль в активности бактерий, расщепляющих структурные углеводы играет наличие в рационе легкопереваримых углеводов ЛПУ, к которым относятся сахара и крахмал. Сахара активно потребляются целлюлозолитиками и провоцируют их развитие, что в свою очередь повышает конверсию НДК в продукцию. Однако, в микробиальной системе рубца важен баланс, при недостатке структурных углеводов и избытке ЛПУ может возникнуть молочнокислый ацидоз рубца, что приведёт к тяжелым последствиям для пищеварения животных.

Для того, чтобы понимать истинный процесс, происходящий в рубце, необходимо обратиться к контрольным значениям активности микрофлоры рубца и как результат к контрольным значениям по их метаболитам, а именно по летучим жирным кислотам. Ведь именно за счёт летучих жирных кислот и происходит транзит энергии структурных и неструктурных углеводов в рубце.

Контрольные значения:

Показатель	Значение
рН	6,5 – 7,2
Количество инфузорий, тыс/мл	599 – 1,2 милл.
Количество бактерий млрд/мл	8
Летучие жирные кислоты, ммоль/100 мл	80 — 150
Ацетат, %	45 – 55
Пропионат, %	20-30
Бутират, %	15-20

Финализируя обзор имеющейся информации по рубцовому пищеварению, энергетическому обмену и переваримости структурных углеводов, можно сделать выводы:

1. Более точное определение соотношения целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина в НДК позволит построить более совершенную модель переваримости клеточных стенок растения.
2. Баланс между НДК, КДК и ЛПУ позволяет повысить конверсию растительных кормов в продукцию жвачных животных.
3. На скорость и конечную переваримость структурных углеводов влияет популяционно видовой состав микробиоты рубца, который может изменяться под воздействием факторов внешней среды.
4. Для контроля рубцового пищеварения необходимо не только нормировать рационы кормления, но и следить за контрольными показателями активности рубцовой микрофлоры.

Список использованной литературы:

1. Слащилина, Т. В. Факторы влияющие на рубцовое пищеварение / Т. В. Слащилина, Н. А. Быстрюков // Современные проблемы и достижения ветеринарной морфологии и патологии в сохранении здоровья животных : Материалы национальной научно-практической конференции, посвященной юбилею доктора ветеринарных наук, профессора, заслуженного деятеля науки РФ Сулейманова Сулеймана Мухитдиновича , Воронеж, 01 января – 31 2024 года. – Воронеж: Воронежский государственный аграрный университет им. Императора Петра I, 2024. – С. 225-227. 
2. Гливанский, Е. О. Рубцовое пищеварение и использование питательных веществ при включении в рацион коров вторичных продуктов переработки сахарной свеклы / Е. О. Гливанский, А. Н. Кот // Новости науки в АПК. – 2018. – № 2-1(11). – С. 293-297.
3. Гертман, А. М. Коррекция показателей рубцового пищеварения и обмена углеводных соединений у коров-первотелок в условиях биогеохимической провинции11 / А. М. Гертман, Д. М. Максимович // Вестник КрасГАУ. – 2023. – № 5(194). – С. 179-185.
4. Показатели рубцового пищеварения, переваримости и использования питательных веществ при скармливании бычкам кормовс разной расщепляемостью протеина / Е. В. Летунович, Н. А. Яцко, В. Ф. Радчиков, В. К. Гурин // Вестник Брянской государственной сельскохозяйственной академии. – 2012. – № 6. – С. 28-34.
5. Цыганков, Е. М. Показатели рубцового пищеварения у бычков на откорме / Е. М. Цыганков, А. А. Менькова // Ветеринария и кормление. – 2025. – № 5. – С. 107-110. 
6. Хотмирова, О. В. Переваривание и усвоение питательных веществ корма у коров при разном уровне нейтрально-детергентной клетчатки в рационе / О. В. Хотмирова // Проблемы биологии продуктивных животных. – 2010. – № 2. – С. 44-52.
7. Роль структурных углеводов в питании коров в условиях Европейского Севера / Л. Н. Кузьмина, А. П. Карташова, О. В. Корбут, С. С. Кузьмин // Ветеринария и кормление. – 2022. – № 6. – С. 44-46.

Автор – Виноградов Иван Сергеевич, доцент кафедры Растениеводства и луговых экосистем ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, к.с-х.н.