Калий и магний – незаменимые минералы в питании птицы


Калий и магний – незаменимые минералы в питании птицы

Организм птицы нуждается в различных незаменимых питательных веществах, в числе которых минералы, аминокислоты, витамины и микроэлементы. Термин «незаменимые» означает, что данные вещества должны обязательно присутствовать в рационе птицы и не могут быть ничем заменены. В отношении органических веществ более корректным является термин «полунезаменимые», поскольку многие витамины и аминокислоты могут быть синтезированы микроорганизмами, обитающими в желудочно-кишечном тракте. Иначе дело обстоит с минерами и микроэлементами. Эти питательные вещества нельзя заменить ничем, и они не могут поступать организм никакими путями, кроме как с кормом и водой. Кажется очевидным, что содержание незаменимых минералов и микроэлементов в рационе птицы должно подлежать контроли и нормированию. Однако на практике дело обстоит иначе. Например, не нормируется содержание в корме таких важных минеральных элементов, как калий и магний. Причина проста: считают, что эти элементы содержаться в кормах в достаточном количестве. Между тем известно, что потребность птицы в калии и магнии может меняться в зависимости от большого количества факторов. Кроме того, результаты некоторых исследований показывают, что общепринятые нормы содержания минералов в кормах могут быть существенно занижены.


Калий и его роль в организме птицы


Калий занимает третье место по содержанию в организме животных среди минеральных элементов, уступая только кальцию и фосфору, а также является основным внеклеточным катионом (McDowell, 1992). Калий принимает участие в физиологических процессах, необходимых для поддержания клеточного гомеостаза, таких, как поддержание кислотно-основного равновесия, регуляция осмотического давления, создание трансмембранного потенциала клеток (передача нервного импульса, мышечное сокращение, функционирование сердечной мышцы), активация различных внеклеточных ферментов, всасывание и транспорт глюкозы и аминокислот (Rinehart и др., 1968; Reece, 1996; Leeson & Summers, 2001). Все перечисленные выше функции калий может выполнять только совместно с другими ионами, в связи с чем правильный баланс калия, натрия и хлора так важен для максимально полного усвоения аминокислот, нормального развития костей, формирования скорлупы и достижения высоких показателей продуктивности животных (NRC, 1994).


Роль магния в организме птицы


Магний занимает четвертое место среди металлов по содержанию в организме в целом, второе в мягких тканях после калия и в костной ткани после кальция. Недостаток магния ведет к серьезным биохимическим нарушениям в организме животных и птицы с характерными симптомами. Симптомы дефицита магния у цыплят были описаны впервые еще в 1942 г. Almquist, у уток – в 1953 г. Van Reen и Pearson, у кур-несушек – в 1967 г. Cox и Sell. При нехватке магния у птицы замедляется рост и ухудшается состояние оперения, наблюдается снижение мышечного тонуса, приседание на задние конечности, тремор, конвульсивные припадки, кома и гибель. У несушек также наблюдается снижение яйценоскости и ухудшение поедаемости корма.


Магний участвует в метаболизме аминокислот, липидов и сахаров. Регулирует минерализацию костей, обмен кальция, фосфора и витамина Д.


Распространено мнение, что в кормах обычно содержится необходимое для птицы количество магния. Однако исследования последних лет (Guo et al., 2003; Gaal et al., 2004; Sahin et al., 2005; Yang et al., 2012) показали, что дополнительное внесение магния в рацион во многих случаях и на разных стадиях развития стимулирует рост птицы и улучшает качество мяса.


Нормирование калия в рационах


Hooge и Cummings в 1995 г. установили, что содержание калия в рационе для молодняка птицы в коммерческих рационах превышает нормы, установленные Национальным исследовательским советом (NRC (1994). Однако нормы NRC (1994) не учитывают увеличения потребности в калии в стрессовых ситуациях, особенно при повышении температуры окружающей среды и соответствующем увеличении потребления воды. Авторы также отметили, что из-за недостаточного количества опубликованных данных, роль калия в организме животных и птицы является недооцененной.


Доказано, что содержание калия в некоторых компонентах кормов значительно ниже по сравнению со стандартными табличными данными, что приводит к несоответствию рассчитанных по рецептуре уровней калия и электролитного баланса требуемым значениям (Young, 1995).


В результате исследования в производственных условиях на цыплятах-бройлерах в возрасте от 7 до 21 суток было установлено, что содержание калия в рационе на уровне 0,824% удовлетворяет потребность в этом минерале. Содержание натрия при этом составляло 0,15-0,17%, а показатель ЭБ около 242 мэкв/кг (Hurwitz и др., 1973). Это показывает, что рекомендуемое Национальным исследовательским советом (NRC, 1994) молярное соотношение Na:K, равное 1:1, что примерно соответствует массовому соотношению 1:2, не является оптимальным. Таким образом, данная информация дает основание предполагать, что для максимального прироста живой массы концентрация калии в корме должна быть выше, чем 0,3 %. Rostagno и др. (2000) предлагают вводить в рацион 0,501, 0,471 и 0,454% калия для цыплят в периоды с 1-х по 21-е, 22-х по 42-е, 43-х по 49-е сутки соответственно.


Были проведены три эксперимента для определения необходимых уровней калия в рационах для цыплят-бройлеров кросса Росс в различные возрастные периоды: от 8 до 21, от 22 до 42 и от 43 до 53 суток. Оценивали такие показатели, как прирост живой массы, потребление корма и конверсия корма. Опытные рационы представляли собой базовый безкалиевый рацион, дополненный карбонатом калия до уровня 0,30, 0,44, 0,58, 0,72, 0,86 и 1,00% K. Было показано, что потребность в калии для оптимального прироста живой массы составила 0,628, 0,714 и 0,798% K для возрастных периодов 8-21, 22-42 и 43-53 суток соответственно (Oliveira J.E. et al., 2005).


Влияние дефицита калия на процессы кальцификации костей у цыплят


Вопрос о влиянии калия на минерализацию костной ткани недостаточно изучен. Снижение содержания сырой золы в кости у цыплят, получавших дефицитный по калию рацион, показано в работе Gillis (Gillis, 1948). Later, Gillis (Gillis, 1950) выдвинули предположение, что нарушение кальцификации вследствие калиевой недостаточности обусловлено влиянием на обмен фосфора, а не кальция. Cuisinier-Gleizes с соавторами (Cuisinier-Gleizes и др.) выявили, что кости у крыс с нехваткой калия в рационе характеризуются повышенным содержанием влаги, при этом минеральная составляющая была значимо меньше только у крыс, которые прожили более, чем 80 суток.


Влияние дефицита калия на формирование кости изучали на цыплятах в возрасте 1 и 10 суток, которые получали различные количества калия в течение 7 суток. 10-суточные цыплята перед началом эксперимента получали достаточное количество калия (0,28%). Параллельно были проведены исследования для определения последствий сокращения потребление корма, которое наблюдается при дефиците калия. Для этого была сформирована группа цыплят с ограниченным кормлением, которая получала корм с нормальным количеством калия, однако в количестве, равному количеству корма, съеденному в предшествующий день цыплятами, получавшими корм с дефицитом калия (Rinehart K. E. et al., 1996).


Дефицит калия приводил к снижению содержания сырой золы в большеберцовой кости в обеих экспериментальных группах. Содержание фосфора в сырой золе снижалось при дефиците калия у суточных цыплят, однако в группе цыплят 10-суточного возраста изменение данного показателя не было значимым. Содержание кальция в сырой золе не изменялось при дефиците калия ни в одной из исследуемых групп. В экспериментах по изучению последствий сокращение потребления корма не было выявлено влияния данного фактора на содержание сырой золы, фосфора и кальция в кости. У цыплят с дефицитом калия в рационе было выявлено снижение содержания калия и повышение содержания натрия в сырой золе кости. Количество магния в сырой золе при дефиците калия не изменялось. Включение изотопа фосфора Р32 в бедренные кости через 4 часа после внутрибрюшинной инъекции было снижено у цыплят обоих возрастов в группе с дефицитом калия по сравнению с цыплятами, получавшими корм с нормальным содержанием калия ad libitum либо корм в ограниченном количестве. Включение изотопа кальция Ca45 также уменьшалось, однако это снижение не было столь выраженным, как в случае с Р32. Ограничение потребления корма не оказывало влияния на включение меченых изотопов в кость. Концентрация Ca45 и Р32 в скелетной мускулатуре повышалась в группах с дефицитом калия, тогда как концентрации указанных изотопов в сердечной мышце и печени не отличались от контроля.


Влияние калия на обмен аминокислот


Дополнение рациона калием может увеличивать привесы различными путями, одним из которых является снижения антагонизма между некоторыми аминокислотами. Было показано, что в рационы с высоким содержанием лизина гидрохлорида и аргинина гидрохлорида необходимо вводить ацетат или карбонат калия для снижения антагонизма между этими аминокислотами и отрицательного влияния на обмен веществ (O’Dell & Savage, 1957, O’Dell и др., 1962; Nesheim и др., 1964; Savage, 1972). Также установлено, что соли калия влияют на катаболизм лизина, что приводит к снижению снижая соотношения лизин:аргинин (Scott & Austic, 1978). Процесс синтеза белка и прирост живой массы требую затрат лизина, что приводит к снижению его концентрации в тканях. Возможно, это происходит вследствие снижения аргиназной активности в почках и уреазной активности (микробиологического происхождения) в кишечнике. Катаболизм аргинина снижается, и эта аминокислота становится более доступной для синтеза белка (Stutz и др., 1972).


Тепловой стресс птицы и стратегии его предотвращения


Высокая температура окружающей среды является одним из основных стрессовых факторов для сельскохозяйственной птицы. Тепловой стресс возникает вследствие взаимодействия таких факторов, как температура воздуха, влажность, тепловое излучение и скорость движения воздуха, причем высокая температура играет основную роль в его развитии (H. Lin et al., 2006). Оптимальной температурой для кур-несушек является температура в пределах 19-22 ºC, для цыплят-бройлеров – от 18 до 22ºC (Charles, 2002). В случае несоблюдения теплового режима содержания цыплят возможно возникновение теплового стресса в зависимости от линии, оперенности, кормления и технологии производства. В условиях высокой температуры окружающей среды цыплята садятся на пол и минимизируют свои движения с целью нормализовать температуру тела, чтобы справиться с реакцией на стресс и обеспечить работу внутренних органов в условиях действия стрессового фактора. Стрессовая реакция в ответ на высокотемпературное воздействие связана с активацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой и симпатической нервной систем, что усугубляет вредное влияние высокой температуры тела. К неблагоприятным последствиям теплового стресса относят высокий уровень смертности, снижение потребления корма, недостаточный прирост живой массы и неудовлетворительное качество мяса цыплят-бройлеров, низкие яйценоскость и вес яйца у кур-несушек, а также плохое качество скорлупы (Howlider и Rose, 1987; Marsden и Morris, 1987; Shane, 1988; Yahav, 2000a). Было проведено большое количество исследований для выяснения физиологических механизмов, лежащих в основе вышеописанных явлений. Разработаны несколько подходов, направленных на предотвращение негативных последствий теплового стресса. Наиболее действенным методом предотвращения теплового стресса является нормализация водно-электролитного баланса.



Роль калия в поддержании водно-электролитного и баланса


В результате исследования важности катионно-анионного баланса для цыплят и свиней был сделан вывод о том, что электролитное равновесие в целом можно описать при помощи формулы, включающей лишь основные электролиты – калий, натрий и хлор (Mogin, 1980; 1981). Так, в упрощенном виде формула описывает электролитный баланс (ЭБ), который является результатом разности суммы положительных ионов (Na+ и K+) и суммы отрицательных ионов (Cl-): [Na]+[K]-[Cl]. В составе коммерческих рационов для максимальной продуктивности птицы рекомендован ЭБ в пределах от 150 до 350 мэкв/кг (миллиэквивалент на килограмм) (Murakami, 2000). По более точным оценкам значение ЭБ при нормальном развитии птицы должно быть равным 250 мэкв/кг (Leeson и Summers, 2001).


Кислотно-основной баланс плазмы крови нарушается вследствие гипервентиляции и приводит к дыхательному алкалозу, который подавляет рост цыплят-бройлеров и ухудшает качество яичной скорлупы у кур-несушек. Подавление роста бройлеров может быть частично снижено путем введения в рацион 1% хлорида аммония (NH4Cl) или 0,5% гидрокарбоната натрия (NaHCO3) (Teeter, 1985) и 1,5-2,0% K в виде хлорида калия (KCl) (Smith и Teeter, 1987). Эффект от введения электролитов зависит от исходного электролитного баланса рациона. Средние показатели ЭБ (от 120 до 240 мэкв) оказывают благоприятное влияние на физиологический ответ цыплят-бройлеров в условиях высокой температуры окружающей среды (Borges и др., 2004). С другой стороны, кормление следует рассматривать как способ регулирования ЭБ.


В условиях высоких температур у ограниченных в кормлении цыплят-бройлеров отмечаются неблагоприятные изменения в рСО2 и рН, со снижением уровня рН и увеличением рСО2, по сравнению цыплятами, которые получают корм вволю (Hocking и др., 1994). Внесение электролитов, таких как 0,2% NH4Cl или 0,15% KCl (Teeter и Smith, 1986), 0,6% KCl (Ait-Boulahsen и др., 1995), 0,2% NaHCO3 (Hayat и др., 1999) в питьевую воду или выпаивание карбонатной воды (Bottje и Harrison, 1985) также благоприятно влияет на продуктивность цыплят-бройлеров. Введение в рацион для кур-несушек бикарбоната натрия улучшает качество яичной скорлупы (Balnave и Muheereza, 1997).


Известно, что общее потребление хлорида натрия взрослым курицей не должно превышать 1 г на голову в сутки, поскольку высокие дозы хлоридов и натрия негативно действуют на клиническое состояние организма птиц. Поэтому введение электролитов в форме карбоната калия (K2CO3) является более предпочтительным, поскольку позволяет избежать превышения доз натрия и хлоридов.


Дополнительным благоприятным эффектом от добавления электролитов в рацион или питьевую воду является стимуляция потребления воды (Branton и др., 1986; Balnave и Oliva, 1991). Возросшее потребление воды не оказывает негативного эффекта на качество тушек цыплят-бройлеров(Whiting и др., 1991; Smith, 1994). Таким образом, введение электролитов в рацион или питьевую воду увеличивает потребление воды, приводит к повышению устойчивости к тепловому стрессу и продуктивности птицы.


Авторы: Труфанов Олег Викторович, к.б.н., государственная опытная станция птицеводства НААН; Сихарулидзе Иосиф Фридонович, директор ООО НПК «ЭКОДАР»

31.07.2018
2774

Статьи партнеров

Микотоксины являются одними из наиболее важных стрессовых факторов, вызываемых кормлением, которые влияют на продуктивность птицы. Негативные последствия от микотоксикозов весьма...

31.03.2021
190

Доктор Сюзанна Ротштейн (Dr. Susanne Rothstein), Biochem В современном производстве яиц основное внимание уделяется повышению продуктивности птицы и обеспечению производства...

25.03.2021
195

Майк Хинрих, компания Biochem, Германия Одна из основных проблем в кормопроизводстве — загрязнение растительного сырья (в поле или при хранении) плесневыми грибами и их мета...

23.03.2021
3688

Технический специалист по птицеводству ООО Провими (Каргилл) Навицкий Андрей Владимирович Многие специалисты  птицефабрик сталкиваются с отставанием в росте и низкой ...

16.02.2021
702

Бернард ЛАНДВЕР, доктор, старший специалист по кормлению животных Компания Biochem, Германия. Незаменимые микроэлементы, такие как Zn, Mn, Cu и Fe, участвуют в широком спе...

01.02.2021
551

Зевакова В.К., руководитель технического отдела по птицеводству, ООО «Провими» (Каргилл). Выращивание птицы без антибиотиков - это одна из основных задач российского птице...

28.01.2021
770

Рубен КРЕСПО, Бастиан ХИЛЬДЕБРАНД, доктор наук Компания Biochem, Германия В последние десятилетия в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы широко применяют различ...

28.01.2021
478

Кристоф Боствиронуа (Christophe Bostvironnois), менеджер по глобальным продуктам Жан-Кристоф Боден (Jean-Christophe Bodin), технический менеджер по продукции Джон Шлейфер (Jo...

14.01.2021
536

Брылин А.П. к.в.н., генеральный директор ГК ПРОВЕТ Обеспечение биологической безопасности продукции птицеводства – вопрос, имеющий первостепенное значение как для европейс...

17.11.2020
1541

Оптимизация работы кишечника необходима, если мы стремимся получить максимальные результаты и полностью реализовать генетический потенциал современных кроссов сельскохозяйственно...

17.11.2020
1411

Брылина В.Е. – кандидат биологических наук, доцент кафедры иммунологии и биотехнологий ФГБОУ ВО МГАВМиБ – МВА им. К.И. Скрябина, Брылина М.А. – кандидат ветеринарных наук [ ...

17.11.2020
1254