Говоря об удовлетворении потребностей коров в протеине, прежде всего имеют в виду обеспечение животных протеином для поддержания жизни и молочной продуктивности.

Под словом «протеин» мы понимаем общий или сырой протеин.

Молодые коровы, кроме того, нуждаются в протеине для роста, и все коровы нуждаются в дополнительном количестве протеина на развитие плода в последний период стельности. Примерно 450 г протеина в сутки требуется дополнительно для откармливаемого бычка-кастрата молочной породы при кукурузном рационе; для высокопродуктивных молочных коров при том же рационе требуется дополнительно около 2,3 кг протеина.

Интересно, что взрослая корова теряет приблизительно около 15% своей живой массы в течение отела (менее 10% составляет масса теленка, остальное - ткани плаценты и жидкость).

Для того чтобы лучше представить себе, каким образом покрываются потребности жвачных в протеине, рассмотрим вкратце роль рубца в данном отношении. Жвачные (крупный рогатый скот и овцы) в отличие от птицы и свиней меньше зависят от наличия в рационах незаменимых аминокислот, потому что в рубце, представляющем собой естественный ферментер, простые азотсодержащие соединения с помощью микрофлоры трансформируются в аминокислоты, необходимые для синтеза микробного протеина, который, в свою очередь, используется как корм животным-хозяином.

Микробные клетки содержат до 65% протеина (в сухом веществе), и примерно три четверти этого протеина переваривается и усваивается коровами. Наблюдается, однако, ограниченное всасывание аминокислот микробного протеина в рубце. В основном они всасываются в кишечнике.

Таким образом, жвачные используют сырой протеин грубых кормов и небелковые азотсодержащие соединения, например мочевину, для синтеза высококачественных протеинов молока и мяса. Жвачные, особенно молочные коровы и козы, занимают, следовательно, уникальное положение в общем комплексе эффективного использования кормов. Эти факты имеют огромное национальное и международное значение, поскольку различные жвачные животные обладают ценной способностью превращать корма с низким содержанием протеина и витаминов группы В в высококачественные продукты.

Микробного протеина недостаточно для покрытия потребностей высокопродуктивных коров в протеине (на поддержание жизни и молокопродукцию); подсчитано, что микробный протеин составляет в рационе только 12-13% сырого протеина.

У коров, получающих высокопротеиновые рационы, большая часть протеина (по-видимому, около 40%) не подвергается в рубце микробиальному расщеплению и проходит в кишечник. Это противоречит старой концепции, согласно которой биологическая ценность протеина не имеет значения для жвачных. Этот так называемый побочный протеин играет большую роль в процессе лактации, когда микробиальный синтез не адекватен потребностям высокопродуктивных животных в протеине.

Нормы скармливания протеина. Минимальное количество протеина в рентабельном молочном скотоводстве зависит от цен на растительный протеин, то есть на корма, и молоко. Высокопродуктивные коровы (суточный удой более 30 кг) дают еще больше молока, если общее количество протеина в рационе превышает 15%. Однако при высоких ценах на растительные корма получение дополнительного молока невыгодно.

Количество протеина, требующегося для молочной продуктивности, существенно зависит от содержания протеина в молоке. Поскольку существует прямая связь между жирностью молока и содержанием в нем белка (и СОМО), жирномолочным коровам требуется больше протеина в расчете на каждый килограмм молока, чем коровам, дающим молоко с меньшим содержанием жира и белка. Кроме того, высокопродуктивные коровы нуждаются также в, большем количестве протеина на каждый килограмм молока по сравнению с менее продуктивными животными. Это положение согласуется с данными, приведенными в разделе 8.4.1, по снижению эффективности превращения СППВ в молоко при высоком уровне продуктивности.

Национальный исследовательский совет (НИС) рекомендует давать 782 г сырого протеина в сутки для поддержания жизни взрослой коровы живой массой 650 кг; дополнительно требуется 173 г в качестве поддерживающей дозы в последние 2 месяца стельности. На секрецию молока требуется 135-150% протеина, содержащегося в надаиваемом молоке. При расчете другим методом на 1 кг молока 4%-ной жирности требуется 0,078 кг сырого протеина. Недавно проведенные исследования показывают, что эффективность трансформации сырого протеина в молоко у коров при высоком уровне продуктивности снижается.

В качестве примера можно привести расчет потребности в протеине взрослой нестельной коровы живой массой 650 кг с суточным удоем 30 кг молока 4%-ной жирности.

Суточная потребность лактирующих коров (Потребность в энергии лактирующих коров на поддержание жизни, воспроизводство и молочную продуктивность выражается в термах чистой энергии (ЧЭ):

Живая масса, кг	Сухой корм, кг	Протеин, г		Энергия		Са, г	Р, г	Каротин, мг
		общий	переваримый	ЧЭ, Мкал	СППВ, кг
На поддержание жизни (Для обеспечения роста необходимо увеличить поддерживающую норму на 20% в течение первой лактации и на 10% в течение второй)
400	5,5	521	245	7,6	3,1	17	13	42
500	6,5	638	300	9,0	3,7	20	15	53
600	7,5	734	345	10,3	4,2	22	17	64
700	8,5	830	390	11,6	4,8	25	19	74
800	9,5	915	430	12,8	5,3	27	21	85
На поддержание жизни и стельность в последние 2 месяца
400	7,2	650	355	9,7	4,0	23	18	76
500	8,6	780	430	11,6	4,8	29	22	95
600	10,0	910	500	13,5	5,6	34	26	114
700	11,3	1000	555	15,3	6,3	39	30	133
800	12,6	1150	630	17,0	7,1	44	34	152
Потребность на 1 кг молока. Потребность в энергии дана без поправки на снижение кормовой ценности при высоком уровне потребления кормов. Следует увеличить норму на 3% на каждые 10 кг молока сверх 20 кг в сутки, чтобы компенсировать снижение переваримости при высоких уровнях кормления и рационах, состоящих из таких кормов, как кукурузный силос, грубые корма с высоким содержанием клетчатки (сорго, бермудская трава).
Содержание жира в молоке, % 3,0		70	45	0,64	0.280	2,5	1,8
4,0		78	51	0,74	0,330	2,7	2,0
5,0		86	56	0,83	0,380	2,9	2,2

По данным таблицы, такой корове для поддержания жизни требуется 782 г сырого протеина. Для обеспечения удоя требуется 2340 г сырого протеина (по 78 г на 1 кг молока; 78X30=2340). Общая суточная потребность в протеине равняется 3122 г (2340+782). Предположим, что корове скармливают кукурузный силос (24 кг в сутки) с содержанием сырого протеина 2,3% и ограниченное количество люцернового сена (4 кг с 15,3% сырого протеина). С этими кормами корова получит 1164 г сырого протеина.

Чтобы полностью удовлетворить потребность коровы в протеине, концентратная смесь должна содержать 1958 г протеина (3122-1164 = 1958 кг). Предположим, что корова потребляет 3,3 кг сухого вещества на 100 кг живой массы, или всего 21,4 кг (650 г Х 3,3%). В 24 кг силоса содержится 6840 г сухого вещества (24 кг Х 28,5% сухого вещества), а в сене - 3620 г (4 кг Х 90,5% сухого вещества), или всего 10460 г (10,5 кг) сухого вещества. Следовательно, концентраты должны обеспечивать 10,9 кг сухого вещества (21,4-10,5). Концентраты в среднем содержат около 88% сухого вещества, поэтому потребуется 12,4 кг концентратов.

Следующий этап заключается в расчете потребного содержания сырого протеина в концентратной смеси. Ввиду того что в составе концентратов требуется дать 1958 г протеина, они должны содержать 15,8% сырого протеина (1958 г : 12,4 X 100). Предположим далее, что в данном рационе используется зерно кукурузы (8,7% сырого протеина) и соевый шрот (45,7% сырого протеина).

С помощью квадрата Пирсона легко рассчитать, в каком соотношении должны быть эти корма, чтобы обеспечить в концентратной смеси 15,8% сырого протеина. Число 15,8 пишем в центре квадрата. Числа, обозначающие процентное содержание протеина в зерне кукурузы и соевом шроте, пишем в левом верхнем и левом нижнем углах квадрата соответственно. Путем вычитания по диагонали меньшего числа из большего (не обращая внимания на знак «+» или «-») определяем количество компонентов. В данном примере потребуется взять 29,9 части кукурузы и 7,1 части соевого шрота. Соотношение этих компонентов в случае необходимости можно выражать в процентах. Кукуруза составляет в этой смеси 81% (29,9 кг по отношению к 37 кг) и соевый шрот 19% (7,1 по отношению к 37 кг). Американская тонна (908 кг) такой кормосмеси будет поэтому содержать 735,5 кг зерна кукурузы и 172,5 кг соевого шрота.

Аналогичным образом может быть рассчитано количество энергии или СППВ, минеральных и других компонентов рациона.

Определению необходимого содержания протеина в концентратной смеси должно предшествовать определение количества протеина в грубых кормах. Злаковые травы (тимофеевка, костер безостый) обычно содержат меньше протеина, чем бобовые (люцерна, клевер) при скашивании в один и тот же день. Срок скашивания также влияет на содержание протеина в грубых кормах (его содержание обычно уменьшается в ходе вегетации растений). Содержание протеина зависит и от плодородия почвы. Например, высокие дозы азотных и калийных удобрений увеличивают содержание протеина в грубых кормах. Дожди во время уборки грубых кормов могут снизить содержание в них протеина.

Каково влияние недостатка протеина в рационе коров? Недостаток протеина в рационе снижает удой молока. В опытах в штате Миссури коровы, получавшие протеина меньше нормы, давали меньше молока и характеризовались худшим общим состоянием. Подобные результаты получены в опытах, проведенных в Мичиганском университете (рацион высокопродуктивных коров содержал всего 8% протеина).

Вреден ли избыток протеина в рационах? Переваривание большего, чем требуется по норме, количества протеина не вредно, но неэкономично, так как обычно весовая единица протеина стоит дороже единицы энергии. При излишнем потреблении протеина избыточный азот выделяется в виде мочевины с мочой, а остаток протеиновых молекул используется для энергетических целей. Если потребность в энергии или СППВ не удовлетворена, протеин используется как источник энергии.

Избыточное количество протеина в рационе вызывает нарушение белкового обмена у коров.

Азот составляет только 16% протеина; остальные 84% - преимущественно углеводы. При химическом определении протеина количество азота умножают на 6,25 (100:16).

Скармливание мочевины

Мочевина синтезируется из аммиака (NH₃) и двуокиси углерода (СО₂). Это вещество - не протеин, и называется оно синтетическим азотсодержащим веществом (CAB). Мочевина, используемая в кормлении, обычно содержит 42 или 45% азота. Мочевина с содержанием 42% азота потенциально эквивалентна 262% сырого протеина (42% Х 6,25), а мочевина, содержащая 45% азота, эквивалентна 281% протеина. Таким образом, 1 кг мочевины (42% азота) эквивалентен 2,62 кг сырого протеина. По содержанию азота 1 кг мочевины и 6 кг кукурузы приблизительно эквивалентны 7 кг соевого шрота.

Единственное сходство мочевины и протеина в том, что оба вещества содержат азот. Так как CAB, подобные мочевине, являются источником только азота, термин «протеиновый эквивалент» используется для отражения потенциальной протеиновой ценности вещества.

Как с экономической, так и с гуманной точки зрения важно, чтобы жвачные использовали CAB, а не растительный протеин, и чтобы они получали все больше углеводов из источников, непригодных для человека. Исследования, проведенные в штате Миннесота, показали, что за счет мочевины можно удовлетворить всю потребность в дополнительном азоте при использовании высокоэнергетических рационов.

Но в низкоэнергетических рационах мочевина лучше всего используется, если на нее приходится менее одной трети азота. Из проведенных опытов следует, что мочевина лучше всего используется в рационах, содержащих менее 13% протеина в пересчете на сухое вещество. Кроме того, эти исследования показали, что CAB используются более эффективно в низкопротеиновых высокоэнергетических рационах и, наоборот, хуже используются в высокопротеиновых низкоэнергетических рационах.

Наиболее важное условие для эффективного использования мочевины - сбалансированный рацион. Растительные протеины содержат азот, энергетические и минеральные вещества, витамины. Упомянутые вещества не содержатся в мочевине, поэтому для эффективного использования мочевины они должны быть включены в рацион. При наличии на ферме достаточного количества высококачественного бобового сена фермер покупает мало протеиновых добавок.

Поиски путей и методов более эффективного использования CAB - одна из наиболее актуальных задач в кормлении молочного скота.

Как используется мочевина в организме животного? Микроорганизмы рубца продуцируют фермент уреазу, который гидролизует мочевину в рубце до СО₂ и NH₃. Из аммиака и альфа-кетокислот образуются аминокислоты. Большинство аминокислот включается в состав микробного протеина, который, в свою очередь, переваривается в кишечнике животного-хозяина и всасывается в виде аминокислот. Подсчитано, что рубцовая микрофлора может продуцировать 1,35-1,80 кг микробного протеина в сутки. Для этого требуется примерно 0,23 кг азота, что эквивалентно 0,45 кг мочевины.

Рубцовые бактерии могут получать аммиак из трех источников: растительных протеинов, CAB (мочевина и др.) и мочевины, содержащейся в слюне. Все соединения в рубце расщепляются до аммиака.

Количество аммиака, которое может быть использовано рубцовыми микроорганизмами, зависит от численности бактерий и скорости их размножения. Скорость определяется числом доступной для бактерий энергии, которая, в свою очередь, зависит от количества потребленного легкоферментируемого корма. Так как мочевина не содержит энергии, которая крайне необходима для синтеза протеина, очень важно для эффективного использования мочевины включать в рацион примерно 1 кг легкосбраживаемых углеводов (например, зерна кукурузы) на каждые 100 г мочевины.

Высокоэнергетические корма быстрее сбраживаются, чем низкоэнергетические. Поэтому можно использовать больше CAB при включении в рацион высокоэнергетических кормов. CAB совершенно не используются, если концентрация аммиака в рубце превышает уровень, при котором бактерии способны использовать CAB. У крупного рогатого скота мочевина составляет около 70% общего азота мочи; ее концентрация в моче коррелирует с количеством выделяемой мочи и концентрацией мочевины в крови. Потери азота мочи обычно больше у коров, получающих кукурузный силос с добавкой мочевины, чем у коров, потребляющих эквивалентное количество азота в составе кормов.

Использование мочевины, добавленной в кукурузный силос. Ученые в области кормления молочного скота установили, что количество протеина в кукурузном силосе может быть повышено путем добавления мочевины при силосовании, потому что содержащий мало протеина кукурузный силос является хорошим источником энергии, необходимой для «фиксации» азота мочевины рубцовой микрофлорой. Использование мочевины при силосовании кукурузы было впервые рекомендовано в США учеными Мичиганского университета в 1963 г. Обычно рекомендуемая доза мочевины находится в пределах 0,5-0,75% (0,5% для силоса с 30%-ным содержанием сухого вещества и 0,75% для силоса с 40%-ным содержанием сухого вещества). Добавка мочевины увеличивает содержание сырого протеина (в расчете на сухое вещество) с 8,5 до 13,5%. Поэтому многие фермеры в настоящее время добавляют к силосуемой массе кукурузы мочевину (45% азота) в дозе 4,5-5 кг/т (около 0,5%). Ее рассевают поверх измельченной зеленой массы в саморазгружающихся тележках в период силосования.

При добавлении мочевины к силосуемой массе около 10% ее азота в процессе силосования теряется. Потери возрастают по мере повышения содержания в силосуемой массе сухого вещества. По данным ученых штата Висконсин, потери минимальны при содержании в силосе от 30 до 40% сухого вещества. Исследования в штате Мичиган показали, что при силосовании массы в конце вегетационного периода (44% сухого вещества) терялось 69% азота мочевины, а при силосовании в более ранней фазе (30% сухого вещества) - только 16%. В силосе из кукурузы с добавкой мочевины терялось больше сухого вещества (12,8%), чем в контрольном силосе без добавок (6,1%).

Молочная продуктивность коров, получавших силос из кукурузы, убранной при содержании сухого вещества 44%, была ниже, чем коров, которым скармливали силос из кукурузы, содержащей 30 и 37% сухого вещества. Снижение продуктивности частично можно компенсировать добавлением муравьиной кислоты к силосуемой массе с высоким содержанием сухого вещества. Однако силос, приготовленный из растительной массы с высоким содержанием сухого вещества и добавкой мочевины, хуже поедается.

При использовании мочевины в рационах с кукурузным силосом наблюдается тенденция к снижению потребления минеральных веществ, потому что обычно скармливаемые растительные корма содержат больше минеральных веществ, чем зерно злаковых. Например, в рационы коров, получающих силос с добавкой мочевины, необходимо включать серу. Сера необходима бактериям для синтеза серосодержащих аминокислот - цистина и метионина. Соотношение азот:сера в кукурузном силосе примерно 13:1; добавление мочевины к силосу в дозе 0,5% расширяет это соотношение до 18:1.

Мочевина - это наиболее распространенный источник CAB для кукурузного силоса, но применяются и другие добавки, такие, как фосфат аммония и диаммонийфосфат, которые обогащают силос азотом и фосфором. Часто используют безводный аммиак, так как он стоит дешевле, и технология его применения проще.

Токсичность мочевины. Мочевина может быть токсичной для жвачных, если она поступает в организм в больших количествах в короткий промежуток времени. Симптомы отравления мочевиной: вялость, мышечные и кожные судороги, интенсивное слюноотделение, частые мочеиспускание и дефекация, учащенное дыхание, нарушение координации движений, упадок сил, тетания.

Так как избыток мочевины токсичен для скота, очень важно тщательно смешивать мочевину с зерновым рационом. Сейчас рекомендуется включать мочевину в дозе, равной одной трети азота зернового рациона для низкопродуктивных коров и до одной пятой для высокопродуктивных. Меньшая доза мочевины для высокопродуктивных коров в основном объясняется тем, что они обычно потребляют значительно больше зерна, чем низкопродуктивные животные, а организм коровы в единицу времени может эффективно использовать ограниченное количество мочевины. Учитывая разноречивость результатов научных исследований, можно рекомендовать в качестве максимальной дозы от 180 до 360 г мочевины на корову в сутки.

Ученые Канзасского университета разработали и испытали кормовое средство, названное «стареа» (starea), представляющее собой однородную смесь желатинизированного крахмала и мочевины. Эта смесь менее токсична и вкуснее, чем мочевина, смешанная с молотым зерном. С точки зрения вкусовых качеств зерносмеси мочевина не должна составлять более 1,5% смеси. Гранулирование мочевины с люцерновой мукой позволяет несколько повысить вкусовые качества корма и в определенных условиях уровень потребления мочевины.

Поскольку гидролиз мочевины в рубце протекает с большей скоростью, чем синтез протеина, и аммиак из мочевины выделяется быстрее, чем из естественного протеина, часть мочевины теряется. Этим, в частности, объясняется более эффективное использование мочевины при многократной ее даче*.

Целесообразно хранить все корма в сухом месте, но особенно важно хранить в сухом состоянии корма, содержащие мочевину. При хранении таких кормов во влажных условиях возможно самосогревание и повышение активности микрофлоры, продуцирующей уреазу, которая, в свою очередь, расщепляет мочевину до аммиака и воды.

Биурет. Это продукт конденсации, образующийся при нагревании мочевины. Биурет менее растворим, медленнее расщепляется до аммиака и менее токсичен, чем мочевина, при потреблении в высоких дозах. Однако лишь ограниченное число видов микроорганизмов может эффективно использовать биурет, поэтому требуется время для приспособления рубцовой популяции микроорганизмов к использованию биурета. Это соединение нерастворимо в воде и поэтому малопригодно для использования в жидких кормовых добавках. Кроме того, биурет не рекомендован Управлением по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств для внедрения в рационы лактирующих коров.