Снижение уровня сырого протеина и повышение уровня жиров в рационе как способ смягчения теплового стресса у бройлеров

В условиях учащения аномальной летней жары в регионах с умеренным климатом тепловой стресс становится серьезной проблемой для высокопродуктивного птицеводства. Данное исследование изучает эффективность диетических стратегий — снижения уровня сырого протеина и повышения уровня сырого жира — для смягчения последствий циклического теплового стресса у бройлеров. Эксперимент на 1920 цыплятах-бройлерах Ross 308 показал, что в термонейтральных условиях рационы с низким содержанием сырого протеина ухудшали продуктивность, увеличивая конверсию корма, а рационы с высоким содержанием сырого жира снижали потребление корма и привес. Однако в условиях теплового стресса эти негативные эффекты нивелировались: низкий протеин не ухудшал показатели роста, а высокий жир не снижал привесы. При этом высокий уровень жира в условиях теплового стресса улучшал состав грудного мяса, снижая содержание жира и повышая содержание белка. Ключевым выводом является зависимость оптимального соотношения энергии и протеина в рационе от условий окружающей среды, что подчеркивает необходимость разработки специализированных сезонных рационов и углубленного изучения метаболических потребностей бройлеров при тепловом стрессе.

Введение

Глобальное изменение климата приводит к увеличению частоты и интенсивности периодов аномальной жары, что представляет собой серьезный вызов для животноводства, особенно для высокопродуктивных пород, не адаптированных к экстремальным температурам. Бройлеры, характеризующиеся интенсивным метаболизмом и быстрым ростом, особенно чувствительны к тепловому стрессу, который наступает при превышении индекса температуры и влажности значения 74. Тепловой стресс негативно сказывается на благополучии, здоровье птицы и приводит к значительным экономическим потерям из-за снижения продуктивности, ухудшения качества мяса и повышения смертности.

Одним из подходов к смягчению последствий теплового стресса является коррекция рациона. Обсуждаются две основные диетические стратегии:

1. Снижение уровня сырого протеина. Переваривание и метаболизм белка сопровождаются наибольшим тепловыделением по сравнению с жирами и углеводами. Снижение уровня сырого протеина может уменьшить метаболическую тепловую нагрузку. Кроме того, это экологически выгодно, так как сокращает выбросы азота. Критически важным условием является поддержание оптимального уровня и баланса усвояемых аминокислот с помощью синтетических добавок, чтобы избежать дефицита и компенсаторного увеличения потребления корма.

2. Повышение уровня энергии за счет жиров. Поскольку тепловой стресс снижает потребление корма и увеличивает потребность в энергии, повышение энергетической плотности рациона за счет жиров может помочь поддержать продуктивность. Жиры обладают наименьшим тепловым эффектом, а также способствуют лучшему усвоению питательных веществ.

Комбинирование этих стратегий — снижение белкового и повышение жирового компонента — теоретически может быть особенно эффективным в условиях жары. Однако оптимальное соотношение макронутриентов при разных температурах остается предметом дискуссий. Кроме того, существуют практические ограничения: в умеренном климате сложно предсказать волны жары, поэтому «летний» рацион должен быть эффективен как при тепловом стрессе, так и в термонейтральных условиях, не снижая общую продуктивность.

Целью данного исследования была оценка влияния раздельного и комбинированного применения рационов с пониженным сырым протеином и повышенным сырым жиром на продуктивность, физиологию, качество мяса и благополучие бройлеров в условиях циклического теплового стресса, имитирующего умеренную климатическую зону.

Материалы и методы

Схема эксперимента и условия содержания. В исследовании использовали 1920 суточных бройлеров-самцов Ross 308. Птиц разместили в 64 загонах (по 30 голов) в 4 помещениях с контролируемым климатом. С 28 по 43 день два помещения работали в режиме циклического теплового стресса: 6 часов в день (09:30–15:30) температура поддерживалась на уровне 32±2°C при относительной влажности 60-70%, а остальное время — 26±1°C. Два других помещения поддерживались в термонейтральных условиях (около 22°C).

Схемы кормления. На финишном этапе (с 25 дня) применяли четыре типа рациона:

1. LowCP-ConF: Низкий сырой протеин (17.0%), контрольный сырой жир (5.9%), 2925 ккал/кг.

2. LowCP-HighF: Низкий сырой протеин (17.2%), высокий сырой жир (7.9%), 3019 ккал/кг.

3. ConCP-HighF: Контрольный сырой протеин (18.1%), высокий сырой жир (8.0%), 2992 ккал/кг.

4. ConCP-ConF: Контрольный сырой протеин (18.7%), контрольный сырой жир (6.3%), 2913 ккал/кг.

Рационы с низким сырым протеином были сбалансированы по усвояемым аминокислотам до уровня контрольных групп за счет синтетических добавок.

Учитываемые показатели. В ходе эксперимента оценивали:

- Продуктивность: живая масса, среднесуточный привес, среднесуточное потребление корма, конверсия корма, смертность.

- Физиологический ответ: температура тела, частота дыхания, процент птиц с учащенным дыханием.

- Показатели крови и метаболизма: уровень глюкозы, лактата, мочевой кислоты, активность ферментов (АСТ, ЛДГ, КК), маркеры окислительного стресса.

- Качество туши и мяса: убойный выход, выход частей тушки, цвет, влагоудерживающая способность, нежность, химический состав грудного мяса (белок, жир), распространенность аномалий мяса (белая полосатость, деревянная грудка).

- Благополучие: состояние подушечек лап и скакательных суставов.

Статистический анализ. Данные анализировали отдельно для условий термонейтральности и теплового стресса с использованием линейных смешанных моделей. Факторами были уровень сырого протеина и уровень сырого жира. Единицей повторения считался загон.

Результаты

1. Продуктивность.

Влияние низкого сырого протеина: В термонейтральных условиях рацион с низким протеином достоверно увеличивал среднесуточное потребление корма, но снижал среднесуточный привес и ухудшал конверсию корма. В условиях теплового стресса негативного влияния низкого протеина на привесы и конверсию корма не наблюдалось.

Влияние высокого сырого жира: Рационы с высоким содержанием жира снижали потребление корма как при термонейтральных, так и при стрессовых условиях. В термонейтральных условиях это приводило к снижению привеса, но при тепловом стрессе привесы не страдали.

Смертность: В условиях теплового стресса смертность была выше в группах, получавших рационы с высоким содержанием жира.

2. Физиологический ответ. Диетические обработки не оказали значимого влияния на температуру тела, частоту дыхания или процент учащенного дыхания ни в термонейтральных, ни в стрессовых условиях. Основным фактором, влиявшим на эти параметры, был сам факт теплового воздействия.

3. Метаболические показатели.

- При термонейтральных условиях низкий сырой протеин снижал уровень мочевой кислоты и активность лактатдегидрогеназы в плазме, что указывает на снижение катаболизма белка.

- При тепловом стрессе низкий сырой протеин приводил к повышению уровня глюкозы в плазме.

4. Качество мяса и убойные показатели.

Низкий сырой протеин способствовал увеличению красности грудного мяса как при термонейтральных, так и при стрессовых условиях.

Высокий сырой жир в условиях теплового стресса достоверно снижал содержание жира и повышал содержание белка в грудном мясе.

Диетические факторы не повлияли на убойный выход, выход частей тушки, нежность или потери влаги при приготовлении.

Рационы с высоким содержанием жира ассоциировались с уменьшением повреждений скакательных суставов и подушечек лап.

Обсуждение

Исследование демонстрирует, что влияние диетических манипуляций с протеином и жиром существенно зависит от температурных условий окружающей среды.

Низкий уровень протеина в термонейтральных условиях подтвердил свой недостаток: несмотря на сбалансированность по аминокислотам, он привел к ухудшению конверсии корма. Это может быть связано с увеличением потребления корма для компенсации нехватки каких-либо лимитирующих факторов или с изменением общей энергетики рациона. Однако в условиях теплового стресса, когда потребность в белке может снижаться из-за угнетения метаболизма, негативный эффект низкого протеина был устранен. Это ключевой вывод, указывающий на изменчивость потребностей в питательных веществах.

Высокий уровень жира снижал потребление корма за счет повышения энергетической плотности рациона. В термонейтральных условиях это привело к снижению привеса, но при тепловом стрессе, когда поддержание энергетического баланса является критическим, привесы сохранились. Однако увеличение смертности в группах с высоким содержанием жира при тепловом стрессе требует осторожности. Это может быть связано с окислительным стрессом или другими метаболическими нарушениями, вызванными повышенным содержанием жира в условиях гипертермии.

Отсутствие влияния диет на температуру тела и дыхание было неожиданным и может свидетельствовать о том, что использованный уровень снижения протеина (примерно на 1.5 процентных пункта) был недостаточным для значимого снижения теплопродукции, или что физиологические механизмы терморегуляции при циклическом тепловом стрессе доминируют над диетическими эффектами.

Практическая значимость результатов заключается в положительном влиянии высокого содержания жира на качество грудного мяса (меньше жира, больше белка) при тепловом стрессе, что может повысить его рыночную стоимость. Улучшение состояния конечностей при рационах с высоким содержанием жира также важно для благополучия птицы.

Заключение

1. Контекст-зависимость: Стратегии снижения сырого протеина и повышения сырого жира, ухудшающие продуктивность в термонейтральных условиях, могут не оказывать негативного эффекта в условиях циклического теплового стресса. Это подтверждает гипотезу о разных нутритивных потребностях в разных температурных средах.

2. Нет универсального решения: Ни одна из тестируемых диет не улучшила показатели роста при тепловом стрессе по сравнению с контролем в тех же условиях. Однако они и не ухудшили их, что позволяет рассматривать их как адаптивные.

3. Качество против выживаемости: Повышение уровня жира может улучшить состав мяса при тепловом стрессе, но требует тщательного контроля из-за потенциального риска увеличения смертности.

4. Направления будущих исследований: Необходимо более глубокое изучение оптимального соотношения энергии к протеину и потребностей в конкретных аминокислотах именно в условиях теплового стресса у современных кроссов бройлеров. Также важна оценка источников жира и их устойчивости к окислению в организме при гипертермии.

Таким образом, разработка эффективных диет для смягчения теплового стресса у бройлеров требует учета комплексного взаимодействия между составом рациона, физиологией птицы и параметрами окружающей среды. Результаты указывают на возможность применения сезонных рационов, но подчеркивают необходимость точного баланса между поддержанием продуктивности, качества продукции и здоровья стада.

Исследование: Journal of Animal Science and Biotechnology