Портал промышленного птицеводства
Эл № ФС77-48923 от 12.03.12г. Роскомнадзор

Статьи по кормлению кур на Picainfo| Фосфор, фитаза и отходы домашней птицы

Профессор-консультант Том Тэблер (Tom Tabler), адъюнкт-профессор Морган Фарнелл (Morgan Farnell), инструктор-консультант Джессика Веллс (Jessica Wells) и внештатный профессор по научно-исследовательской работе Хайтам Якаут (Haitham Yakout) отделения птицеводства Университета штата Миссисипи объясняют, почему фосфор в отходах домашней птицы представляет собой проблему и что могут предпринять фермеры и специалисты по питанию для улучшения ситуации.

Накопление в почве избыточного количества питательных веществ из отходов домашней птицы, используемых на фермах в штате Миссисипи, может привести к дисбалансу питательных веществ, что, в свою очередь, может вызвать загрязнение. Применение эффективных кормов и технологий кормления может значительно сократить содержание питательных веществ в экскрементах и ослабить запахи и иные газообразные выделения из экскрементов (Саттон (Sutton) и Лендер (Lander), 2003 г.)

Правильное управление рационом домашней птицы помогает сбалансировать потоки питательных веществ и сократить потенциальное негативное влияние, которое некоторые питательные вещества могут оказывать на окружающую среду. В будущем управление отходами и рационом домашней птицы будет приобретать все большую важность, поскольку многие штаты в США начинают бороться с проблемой потоков питательных веществ путем ограничения применения отходом домашней птицы на почвах с высоким содержанием фосфора.

Фосфор и отходы домашней птицы: Проблема

Рост растений зависит от соответствующего поступления в почву как фосфора (P), так и азота (N). Однако многим сельскохозяйственным культурам фосфор требуется в количестве, составляющем от трети до четверти от количества азота, для получения оптимального урожая (Хансен (Hansen) и др., 2005 г.). Поскольку в отходах домашней птицы содержится сходное количество азота и фосфора, в прошлом существовала возможность чрезмерного удобрения почвы фосфором, если расчет количества используемых отходов домашней птицы основывался на количестве азота, которое требуется сельскохозяйственной культуре.



*
«Только 10–30 процентов фосфора, содержащегося в зерновых культурах и сое, доступны домашней птице».


К сожалению, ограничение использования отходов домашней птицы с целью уменьшения концентрации фосфора свидетельствует о том, что в настоящее время в штате Миссисипи производится чрезмерное количество отходов домашней птицы. Кроме того, существующие ограничения, связанные с фосфором, вынуждают многих производителей, которые раньше использовали отходы домашней птицы как источник азота, приобретать промышленные азотные удобрения, чтобы обеспечить сельскохозяйственные культуры необходимым количеством азота, и тем самым способствуют росту производственных затрат. Тип почвы (песок, ил или глина) может влиять на способность почв к удержанию питательных веществ и, тем самым, на количество применяемых отходов домашней птицы и промышленных удобрений.

Рацион домашней птицы состоит главным образом из семян растений — обычно зерновых и сои. Корма из зерновых культур и сои составляют 80 процентов рациона домашней птицы. Однако большая часть фосфора содержится в форме фитатного фосфора и непригодна для птиц.

Содержание фитатного фосфора в кормах может отличаться, но обычно в среднем составляет 72 процента в общем количестве семян зерновых и 60 процентов в кормах из сои (Равиндран (Ravindran) и др., 1995 г.). Из-за того, что в пищеварительной системе домашних птиц отсутствует фитазный фермент, который расщепляет и высвобождает фосфор, только 10–30 процентов фосфора, содержащегося в кормах из зерна и сои, доступны для домашней птицы (Симс (Sims) и Вадас (Vadas), 1997 г.). По этой причине в корма добавляются неорганические формы фосфора, такие как обесфторенный фосфат, монокальцийфосфат и дикальцийфосфат, для того, чтобы состав кормов соответствовал требованиям рациона.

Сочетание недоступного фосфора из зерна и добавляемого неорганического фосфора означает, что большая часть фосфора проходит через организм птиц и оказывается в отходах, увеличивая тем самым концентрацию фосфора в них (Хансен и др., 2005 г.). В результате этого, удобрение земли такими отходами на протяжении определенного количества лет может привести к накоплению фосфора в некоторых почвах штата Миссисипи.

Производство мяса птицы в штате Миссисипи имеет ключевое значение для экономики штата, а также для многих производителей сельскохозяйственной продукции по всему штату. Практически все отходы, получаемые от производства домашней птицы, в штате применяются в качестве источника питательных веществ для кормов или пропашных культур. Однако возникает все больше опасений относительно того, что почвы, накапливающие избыточное количество фосфора, могут потерять фосфор в случае смыва поверхности, эрозии и дренажа грунтовых вод. Если такие смываемые части поверхности попадут в поверхностные воды, это может привести к эвтрофикации и связанным с ней проблемам качества воды, таким как «цветение воды», гибель рыбы, появление неприятного запаха, появление пены, мутность и заиление (Шарпли (Sharpley) и др., 1994 г.).

В результате в настоящее время возникает все большая потребность в разработке методов организации сельскохозяйственного производства для предотвращения накопления фосфора в почве и перемещения фосфора из почвы в поверхностные воды на территории штата.

Использование ферментов в питании домашней птицы

Основным способом снижения количества выделяемых питательных веществ является снижение количества их потребления и улучшение всасывания (Саттон и Лендер, 2003 г.). На количество выделяемых животными питательных веществ влияют три основных фактора:
  1. количество потребляемых питательных веществ в рамках рациона
  2. эффективность, с которой эти питательные вещества используются организмом животного для роста и обеспечения других функций, а также
  3. объем естественных потерь в процессе обмена веществ (эндогенных)

Другими словами, количество выделяемых питательных веществ может быть выражено в виде формулы:

Выделяемые питательные вещества= количество полученных питательных веществ – количество использованных питательных веществ+эндогенные питательные вещества

В настоящее время возрастает интерес к использованию ферментов, генетически модифицированных ингредиентов и технологий обработки корма для улучшения доступности питательных веществ с целью соответствия особым потребностям птицы и сокращения выделения питательных веществ вместе с экскрементами.

Ферменты — это белки или вещества на белковой основе, которые ускоряют или катализируют химические реакции (Эпплгейт (Applegate) и Эйнджел (Angel), 2004 г.). Фитазные ферменты трансформируют фитатный фосфор в неорганический фосфор с тем, чтобы он был более доступен для домашней птицы. Соответственно, когда в рацион включаются фитазные ферменты, появляется возможность исключить из него определенное количество неорганического фосфора (Эпплгейт и др., 2008 г.). В противном случае, растворимая часть фосфора в рационе увеличится в результате получения дополнительного количества неорганического фосфора, которое не требуется животному.

Количество неорганического фосфора, которое необходимо исключить из рациона, будет зависеть от того, насколько большее его количество, чем нужно, получает животное (Эпплгейт и др., 2008 г.).

Фитаза содержится в микроорганизмах, растениях и некоторых тканях животных. Фитаза, присутствующая в желудочно-кишечном тракте домашней птицы, может потенциально происходить из четырех источников:
  1. фитазы, содержащейся в секрециях желудка
  2. фитазы, содержащейся в гранулах корма
  3. фитазы, продуцируемой бактериями, находящимися в организме домашней птицы или в гранулах корма
  4. фитазы, продуцируемой микроорганизмами и добавляемой в корм

Фитазу из первых трех источников домашняя птица почти не получает. Следовательно, для увеличения доступности фитатного фосфора в корме для птиц необходимо, чтобы фитазный фермент был спродуцирован микроорганизмами и включен в корм в качестве добавки (Симс и Вадас, 1997 г.). Например, включение грибковой фитазы в рацион домашней птицы увеличило удержание фосфора бройлерами с 50 до 60 процентов (Корнеги (Kornegay), 1999 г.; Симонс (Simons) и др., 1990 г.).

Однако эффективность фитазных добавок зависит от множества факторов, включая источник микроорганизмов, форму ферментов (покрытые оболочкой, в гранулах и т.п.), температуру, уровень pH ферментов, концентрацию минеральных веществ в рационе, ингредиенты, используемые в рационе, методологию составления рациона, форму подачи рациона (в гранулах, в порошкообразной форме или в форме жидкости), стадию, на которой добавляется фитаза (после дражирования или в миксер), тип и уровень метаболитов витамина D, статус заболевания животного и другие факторы (Равиндран и др., 1995 г.).

Ферменты уникальны в том, что они крайне избирательны в отношении молекул, на которые они оказывают влияние (субстратов) и в отношении конечных продуктов, которые они производят. Для эффективного действия фермента необходимо, чтобы он находился близко к субстрату, и место для реакции не было заблокировано (Эпплгейт и Эйнджел, 2004 г.).

Ферменты представляют собой белки и, следовательно, их свойства могут изменяться, или они могут разрушаться всем, что способно изменить их структуру. Например, из-за того что фитаза, содержащаяся в рационе, не переносит температуры дражирования и хранения, снижается эффективности фитазной добавки (Сломински (Slominski), 2011 г.). Для противостояния негативному влиянию температур было предложено добавление после дражирования, гранулирование и покрытие ферментов оболочкой. Даже тогда фитаза должна поддерживать функциональность в пищеварительной системе птицы (Лооп (Loop) и др., 2012 г.).

На действие фитазы может оказывать влияние уровень pH желудочно-кишечного тракта и время кишечного транзита. Это означает, что диапазон значений уровня pH, при которых действует фитаза, в отношении физиологии бройлеров, является важным фактором при выборе промышленной фитазы, поскольку он в большей степени будет влиять на то, как будет работать фермент в различных физиологический условиях, а также на концентрацию питательных веществ в корме (Эйнджел, 2006 г.).

Считается, что гидролиз фитата (разложение химического соединения путем проведения реакции с водой) происходит главным образом в зобу, железистом желудке и мускульном желудке, где уровень pH более благоприятен для действия фитазы, и фитаза лучше растворяется (Селле (Selle) и Равиндран, 2007 г.). Однако в некоторых частях желудочно-кишечного тракта молекула фитата может среди прочего объединять цинк, медь, марганец, железо, магний, кальций и кобальт в очень стабильные комплексы (Эйнджел, 2006 г.). Доступность любого питательного вещества, содержащегося в таких комплексах, серьезно сокращается. Кроме того, эти комплексы фитатов осаждаются при более высоких значениях уровня pH в тонкой кишке, и большинство ферментов оказывают либо незначительное влияние на эти комплексы, либо вообще не влияют (Эйнджел, 2006 г.).

Вполне вероятно, что этот аспект в будущем будет играть важную роль, поскольку штаты начинают обращать все большее внимание на отложения меди, цинка и других элементов в почве наряду с отходами домашней птицы (Симс и Вадас, 1997 г.).

К счастью, сокращения содержания фосфора в отходах можно достигнуть, не оказывая негативное влияние на производство мяса птицы, здоровье птиц или качество тушек (Хансен и др., 2005 г.). Однако при оценке эффективности фитазы, по мнению Сломински (2011 г.), необходимо обратить внимание на большой размер гранул некоторых продуктов, содержащих фитазу, который может не позволить субстратам-фитатам эффективно гидролизоваться за относительно короткий промежуток времени в наиболее важных отделах верхней части пищеварительного тракта. Это может являться результатом неравномерного распространения фермента/субстрата в матрице кормового рациона и, соответственно, в желудке, что в свою очередь может привести к задержке высвобождения фитатного фосфора (Сломински, 2011 г.).

Баланс питательных веществ


*
«Достижение баланса питательных веществ является чрезвычайно важной целью для долгосрочного, устойчивого управления отходами домашней птицы в штате Миссисипи».


Как упоминалось ранее, без внимательного отношения одним из возможных источников образования почв с высоким содержанием фосфора может стать избыток фосфора, используемого на полях птицеферм или других местностях, где накопление фосфора (из корма и отходов домашней птицы) исторически превосходило количество вводимого фосфора (за счет птиц, выращиваемых сельскохозяйственных и (или) кормовых культур) (Хансен и др., 2005 г.).

Без надлежащего управления избыток фосфора в отходах домашней птицы, используемых в качестве удобрений, может в конечном итоге привести к отложению фосфора в почве.

«Дисбаланс» питательных веществ обычно происходит в местах географической концентрации производства продуктов животноводства (Бигл (Beegle) и др., 2002 г.; Слатон (Slaton) и др., 2004 г.). Это делает достижение баланса питательных веществ чрезвычайно важной целью для долгосрочного, устойчивого управления отходами домашней птицы в штате Миссисипи. Для всех производителей, использующих отходы домашней птицы на своих фермах, важно следовать лучшим практикам в области управления применением отходов не зависимо от того, разводят они домашнюю птицу или нет или от того, где в штате расположена их ферма.

Лучшее удержание питательных веществ птицей и продолжающееся развитие программ по питанию являются важными шагами в направлении достижения баланса питательных веществ, как на отдельных фермах, так и в штате Миссисипи в целом. Саттон и Лендер (2003 г.) изложили идеи в отношении рациона, которые предоставляют возможность сократить содержание питательных веществ в отходах домашней птицы и имеют следующие преимущества:
  1. на одно животное требуется меньший участок земли для использования отходов
  2. большее количество отходов может быть использовано в расчете на акр земли для соответствия объемам производства сельскохозяйственных культур, и
  3. сокращение количества выделяемого азота и серы может снизить запах, сопровождающий использование отходов.

По мере того, как улучшается баланс питательных веществ, все также остается проблема земель с высоким содержанием фосфора и управления ими. Однако использование уравнений индекса фосфора и планов управления питательными веществами могут помочь выявить участки земли с самой высокой вероятностью смывания почвы с содержанием фосфора.

В дополнение, более частое использование лучших управленческих практик (т.е. усовершенствованных практик по применению и хранению отходов, буферные зоны и т.п.) поможет снизить угрозу смывания почвы с содержанием фосфора в поверхностные воды.





Просмотров: 1801

Возврат к списку