Насколько эффективно коровы используют белок?

В настоящее время все более популярными становятся различные продукты растительного происхождения, которые могут служить альтернативой молоку. Достаточно часто в качестве аргумента в пользу перехода на подобные продукты звучит тезис об осознанном потреблении. Подразумевается, что нерационально использовать ценное растительное сырье, в первую очередь зерновые и сою, для производства молока. Приводят также аргумент о негативном воздействии животноводства на природу. В частности, говорят о том, что в организме коров азот усваивается неэффективно, выделяясь в окружающую среду с мочой и калом. Так ли это на самом деле?

Эффективность использования азота молочными коровами оценивается примерно в 40% (Smil, 2002). Стоит также учитывать тот факт, что не весь азот, выделяемый коровами в окружающую среду становится загрязнителем. При использовании навоза в качестве органического удобрения часть азота возвращается в производственный цикл, а точнее – до 38-40% (Steinfeld et al., 2006).

Для сравнения, степень усвоения азота культурными растениями при применении неорганических удобрений составляет, в среднем для Европы, чуть более 50% (Smil, 1999), а для риса, который в том числе служит сырьём для растительных аналогов молока, данный параметр, как правило, не превышает 30-35% (Smil, 1999). Наиболее эффективно усваивают азот бобовые: в среднем на 65%, а также кормовые культуры – до 75% (в основном благодаря тому, что среди них также много бобовых) (Smil, 1999). Однако стоит принимать во внимание то, что все указанные выше коэффициенты усвоения азота рассчитаны для цельных растений, то есть не только зерна или бобов, но и зерновых оболочек, стеблей, листьев, корней. Если же учесть потери при уборке и обработке, иными словами, посчитать, сколько азота остаётся в зерне и бобах, то показатель эффективности его использования снизится в среднем до 38%, даже с учётом того, что какая-то часть азота вернётся в производственный цикл, например, при запашке стерни (Steinfeld et al., 2006).

Казалось бы, можно признать, что производство молока уступает по эффективности использования азота далеко не всем растениям, из которых можно делать его заменители, а в некоторых случаях, как с рисом, коровы могут быть даже эффективнее. Однако, в случае молочного скота всё тоже не так просто: использование им азота кормов действительно может достигать 40%, но при этом очень сильно варьируется. Так, например, для коров Северной Америки этот показатель составляет от 14 до 45%, а для европейских – от 16 до 40% (Huhtanen, Hristov, 2009). Возникает закономерный вопрос: почему такие большие различия?

До сих пор широко распространено заблуждение, что чем больше в рационе протеина, тем выше будет продуктивность, и именно это зачастую становится причиной низкой эффективности использования азота кормов. Коров регулярно перекармливают белком, хотя существует множество доказательств того, что увеличение количества сырого протеина (СП) свыше 16-16,5% от сухого вещества (СВ) не коррелирует с ростом молочной продуктивности.

Что же происходит в том случае, если корове скармливают рационы с избыточным содержанием белка?

В этом плане весьма показательно исследование, опубликованное в 2006 году (Olmos Colmenero, Broderick, 2006). В данном эксперименте ученые из Университета Висконсина скармливали лактирующим коровам рационы с содержанием сырого протеина от 13,5% до 19,4% и описали метаболический путь потребленного азота.

Было выявлено, что по мере увеличения количества СП в рационе с 13,5 до 16,5% от СВ молочная продуктивность выросла с 36,3 до 38,3 кг/гол в сутки, а при дальнейшем повышении содержания сырого протеина вновь упала до 36,6 кг. При этом по мере роста количества белка в рационе количество азота и, соответственно, белка, выделенного с молоком, не изменялось (рисунок 1). Количество азота, выделенного с калом, также осталось практически неизменным, а вот количество азота в моче существенно возрастало по мере увеличения содержания СП. Соответственно, при избытке в рационе протеина помимо дополнительной нагрузки на печень и затрат энергии на синтез мочевины (Глухов Д., «Животноводство России», декабрь 2020) усиливается нагрузка на почки.

Об этом свидетельствуют данные эксперимента. Так, по мере повышения в рационе концентрации сырого протеина с 13,5 до 19,4% объем выделяемой мочи увеличивался с 17,3 до 21,7 л в сутки. Помимо всего этого, как и ожидалось, по мере увеличения содержания сырого протеина в рационе эффективность использования азота снижалась с 36 до 25%.

Таким образом, усвояемость азота коровой можно улучшить путём скармливания правильного количества сырого протеина, и в нынешних условиях это, зачастую, значит уменьшить его содержание в рационе.

Снижение доли белка в рационе имеет и другие преимущества помимо сокращения количества азота, выводимого с мочой, уменьшения нагрузки на организм и повышения эффективности использования протеиновых кормов. На симпозиуме по питанию жвачных животных, который проходил в штате Флорида (США) в 2012 году, доктор Ларри Чейз сообщил о результатах эксперимента по снижению количества сырого протеина в рационах молочных коров (таблица 1). Благодаря этому удалось не только уменьшить количество азота, выделяемого с мочой, и удешевить рацион, но и повысить содержание жира и белка в молоке. В результате, даже несмотря на небольшое снижение молочной продуктивности в одном из стад, существенно улучшился показатель IOFC (прибыль за вычетом затрат на корма).

Однако в свете всего вышесказанного речи о бездумном снижении количества сырого протеина в рационе не идёт – все не так просто. Коровам не требуется белок как таковой. Им требуется определённое количество аминокислот в определённом соотношении для удовлетворения своих метаболических потребностей, обеспечения высокой молочной продуктивности и поддержания здоровья. Наиболее дешевый способ — получение максимального количества микробного белка из рубца. Для этого обычно достаточно 12–13% СП от общего количества СВ, при условии, что он полностью расщепляется в рубце. Помимо того, что это дешево, это еще и относительно просто: микрофлоре рубца не нужен строго определённый набор аминокислот, ей нужны источники азота, а в результате её деятельности корова получает наиболее полноценный по аминокислотному составу белок. При этом необходимо помнить, что избыток расщепляемого в рубце протеина также приведёт к снижению эффективности использования азота и ухудшению работы рубца, что, в свою очередь, негативно скажется на производственных показателях и здоровье животных (Глухов Д., «Животноводство России», декабрь 2020).

Дополнительные сложности могут возникнуть при необходимости «накормить не рубец, а саму корову», то есть в тех случаях когда белок микрофлоры уже не может полностью покрыть все потребности животного, и возникает необходимость в использовании большого количества нерасщепляемого в рубце или «транзитного» протеина, который расщепляется в сычуге и усваивается в виде аминокислот в тонком кишечнике. Дело в том, что бо́льшая часть источников транзитного протеина отличается от белка рубцовой микрофлоры и отличия эти, как правило, состоят в более низком содержании метионина, либо лизина или обеих этих аминокислот (Глухов Д., «Животноводство России», декабрь 2020). Соответственно, для наиболее эффективного использования такого протеина требуется дополнительно вводить упомянутые аминокислоты в рацион. Причём в силу того, что и метионин, и лизин легко расщепляются микрофлорой, их необходимо использовать защищённой от распада в рубце форме.

Таким образом, снижение содержания СП в рационе без учета количества расщепляемого и нерасщепляемого в рубце протеина и аминокислотного профиля транзитного белка может оказать негативное воздействие на продуктивность, здоровье коров и их воспроизводство. И наоборот, разумный подход к уменьшению количества СП, правильный учёт аминокислотного состава транзитного протеина и введение необходимого количества метионина или лизина позволит повысить эффективность использования азота кормов. Так, например, снижение содержания СП в рационе с 18,3% до 17%, наряду с введением защищённого метиониа Смартамин® М, позволило существенно улучшить конверсию азота. Благодаря чему удалось не только удержать молочную продуктивность на прежнем уровне, но и увеличить выход молочного белка (таблица 2).

Кроме того, учёт и оптимизация аминокислотного баланса рациона оказывает положительное влияние на усвояемость азота и при оптимальном уровне сырого протеина, что подтвердилось в опыте с другим источником защищённого метионина - МетаСмарт®. При его введении в рацион с концентрацией СП 16,5% существенно возросла молочная продуктивность и выход белка (таблица 3). В дополнение к этому увеличился и выход молочного жира, благодаря тому, что МетаСмарт® может оказывать стимулирующее действие на целлюлозолитическую микрофлору рубца.

Современные тенденции (предпочтения потребителей, высокие цены на кормовое сырье) вынуждают производителей молока искать всё более эффективные способы использования ресурсов. Потребитель требует безопасную и экологичную продукцию, при этом корма постоянно дорожают, а цена на сырое молоко далеко не всегда растёт с той же скоростью. В этих условиях всё сложнее становится получать прибыль. Одним из способов её сохранения может стать детальный анализ ситуации с использованием кормового белка и его оптимизация. При разумном подходе количество сырого протеина в рационе может быть снижено, а количество бесполезно растраченного азота может быть уменьшено, что даст более эффективное использование кормов без ущерба для молочной продуктивности, здоровья и воспроизводства животных, а в ряде случаев будет способствовать улучшению этих показателей и, соответственно, росту рентабельности предприятия.

® Владелец торговых знаков Смартамин® и МетаСмарт® компания Адиссео Франс САС, Франция