Обменная энергия в кормах для рыб
Общая характеристика
Питание является наиболее важным фактором внешней среды, влияющим на обмен веществ, формирование организма рыб, их рост и воспроизводительные функции. Кормление оказывает гораздо большее влияние на организм рыб, их продуктивность, чем порода и происхождение.
За счет искусственного кормления в прудовых хозяйствах производится 70—80% рыбопродукции, а в хозяйствах индустриального типа — 100%. При индустриальных методах выращивания рыб роль естественной пищи близка к нулю и весь прирост биопродукции происходит за счет вносимых кормов. В отличие от прудовой аквакультуры в этих условиях повышаются требования к качеству кормов, их сбалансированности по основным питательным, биологически активным и энергетическим веществам.
Организация полноценного, нормированного кормления рыбы является более сложной задачей по сравнению с кормлением теплокровных сельскохозяйственных животных в связи с различиями в обмене веществ и экологических условиях. Решение этой задачи возможно только при глубоком знании биологических особенностей рыб, потенциальных возможностей их роста, пищевых потребностей, обмена веществ в зависимости от изменяющихся условий среды обитания (температуры и содержания в воде кислорода, pH, атмосферного давления, освещенности, минерального состава воды и др.).
Потребности рыб в питательных веществах
Потребность в энергии.
Органические питательные вещества, поступающие с пищей, требуются рыбам как материал для синтеза тканей тела, а также в качестве источника энергии для движения. Рыба, не потребляющая пищу, продолжает расходовать энергию для поддержания жизни, т. е. для механической работы, обусловленной мышечной деятельностью и химической работой, вызванной действием ферментов и гормонов. Эту энергию она получает за счет катаболизма имеющихся в организме веществ, в первую очередь гликогена, жира и белка.
Все обменные процессы требуют энергии, которую рыбы получают из потребленной пищи. Потребленные питательные вещества корма в организме, перевариваясь, выделяют тепловую энергию. Энергосодержащими компонентами пищи являются протеины, жиры и углеводы. При усвоении 1 г протеина выделяется 16,34 кДж, 1 т жира — 33,52 и 1 г углеводов — 10,89 кДж. Общая потенциальная энергия потребленной пищи, которая определяется методом сжигания корма в калориметрической бомбе или расчетным путем, представляет собой валовую энергию.
В процессе переваривания и всасывания часть валовой энергии теряется из организма в виде непереваренных остатков пищи, содержащих энергию продуктов обмена, образующихся в пищеварительной системе. Их состав представлен слущившимися клетками пищеварительной системы (клетки эпителия и ворсинки кишечника), а также пищеварительными ферментами, которые повторно не всосались после их экскреции в просвет кишечника.
Усвояемые в организме рыб питательные вещества включаются в промежуточный обмен. Определенная доля всосавшихся питательных веществ, которые сыграли в организме соответствующую своему статусу роль в обмене, удаляются через жабры и почки. Одна часть из них — это составная часть корма, т.е. азотистые компоненты аминокислот, другая — эндогенного происхождения, следствие катаболизма тканей организма.
Невыделенная часть потребленной энергии используется в организме для разнообразных целей и называется обменной энергией. Ее величина зависит от количества и качества потребленного корма, и прежде всего от полноты использования аминокислот для синтеза белков тела рыбы. При увеличении уровня их дезаминирования величина обменной энергии уменьшается.
Обменная энергия расходуется в организме на различные цели. Ее основные составляющие: доля энергии, идущая на поддержание жизни рыбы; доля энергии, расходуемая на ее рост.
Энергия, которая расходуется на поддержание жизни, представляет собой стандартный обмен. При этом энергия тратится на работу сердца, кровообращения, внутренних органов, в том числе на функционирование органов пищеварения и рта, а также органов движения. Доля обменной энергии, идущей на поддержание жизни, зависит от вида рыбы, ее двигательной активности, а также от величины суточного рациона и факторов среды. Например, сеголетки тиляпии на поддержание жизни при выращивании на сдерживающем рационе затрачивают 16—20% обменной энергии. В аналогичных условиях сеголетки карпа потребляют несколько больше энергии (25—29%). При увеличении суточного рациона, а соответственно и уровня обменной энергии процентное отношение энергии, идущей на поддержание жизни рыб, будет уменьшаться.
В отличие от теплокровных животных у рыб при питании заметно возрастает потребление кислорода без существенных изменений двигательной активности. Такая зависимость называется специфическим динамическим действием (СДД). Величина СДД, колеблющаяся в широких пределах, зависит от уровня содержания белка в пище, и прежде всего той ее доли, которая расходуется на производство энергии для поддержания жизни рыбы. У белков, расходуемых для производства энергии, отщепляются аминогруппы и выводятся из организма в виде аммиака. Эти процессы сопровождаются затратами энергии. Поэтому увеличение потребления рыбой кислорода, обусловленное принятием пищи, сопровождается экскрецией аммиака. Величина СДД для белка значительно больше, чем для липидов и углеводов.
Так как интенсивность обмена у пойкилотермных животных зависит от температуры среды, то энергетические потребности колеблются в зависимости от времени суток, сезона, колебаний температуры воды. У мелких рыб скорость обмена больше, чем у крупных, и интенсивность роста у молоди выше, чем у взрослых особей.
После удовлетворения потребностей организма в энергии, расходуемой на поддержание жизни, большая часть оставшейся энергии рациона превращается в продуктивную энергию. Ее условно можно разделить на две части.
Значительная часть этой энергии расходуется на рост и отложение жира.
Меньшая часть энергии расходуется на созревание ястыка и молок, хотя в период полового созревания, особенно перед и в период нереста рыб, она может резко возрасти.
Часть продуктивной энергии корма и соответственно рост рыбы возрастают при увеличении рациона, переваримости его компонентов и качества питательных веществ. Если у теплокровных животных уровень переваримости различных кормов колеблется в незначительных пределах, то у рыб — в широких (25—96%). Поэтому использовать в рыбоводстве понятие «потребление корма» как синоним потребления энергии (как это принято в животноводстве) нельзя.
До недавнего времени рецепты комбикормов для многих объектов аквакультуры составляли с учетом энергетической ценности кормов, взятой из таблиц питательности кормов для домашних животных, полагая, что энергия, получаемая ими из компонентов комбикорма, сходна с той, которую получают рыбы. Однако данные показывают, что энергетическая ценность некоторых кормов для рыб и теплокровных сельскохозяйственных животных резко различается. Для рыб известна очень низкая энергетическая ценность высокоуглеводистых кормов. Многие виды рыб, выращиваемые в условиях аквакультуры, получают из этих кормов всего лишь 10,5 кДж/г, тогда как домашние животные — 16,8 кДж/г.
Комбикорма и рационы, содержащие все необходимые вещества, обеспечивающие нормальное отправление всех физиологических функций, интенсивный рост, дальнейшее развитие рыб, называются полноценными, а кормление — полнорационным.
Для обеспечения рыб таким кормлением необходимо знать их потребности в питательных и биологически активных веществах. Недостаточная изученность потребности рыб в этих веществах часто приводит к тому, что комбикорм не удовлетворяет их физиологических потребностей. А это вызывает изменения в обмене веществ, приводящие к жировой дегенерации, отложению цероидоподобных пигментов и неоплазии некоторых органов.
Источник
Количество энергии в корме является важнейшим показателем его ценности. В этой статье речь пойдет о различных системах энергетической оценки корма, значении таких показателей как перевариваемая энергия, обменная энергия, чистая энергия лактации. Также представлены формулы для расчета количества энергии в кормах для разных видов животных.
Единицы измерения энергии
Единицей измерения энергии по Международной системе единиц измерения СИ является Джоуль. По его определению один Джоуль равен количеству энергии, которая необходима для того, чтобы вес в 1 кг сдвинуть на 1 м с ускорением 1м/с.
Раньше, при измерении теплоты в качестве единицы измерения энергии использовали калории. Это приблизительно равно количеству тепла, которое необходимо для того, чтобы нагреть 1 г воды на 1°С. Более точно определили количество энергии в калории благодаря электрическому измерению энергии. В качестве единицы измерения служила ватт-секунда, которая равна Джоулю. Таким образом применяемая до этого времени каллория была заменена Джоулем.
Для перевода каллорий в Джоули в англосаксонских странах пользуются коэффициентом Россини по которому 1 кал = 4,184 Джоуля, в то время как по другому определению 1 кал = 4,186 Джоуля. Для измерения энергии в кормлении животных эти разбежности не играют особой роли.
1.000 Дж = 1кДж (килоджоуль)
1.000 кДж = 1МДж (мегоджоуль)
1 Дж = 1 Вт·с (ватт-секунда)
3,6 МДж = кВт·ч (киловатт-час)
1 кал = 4,184 Дж
1 ккал = 4,184 кДж
1 Мкал = 4,184 МДж
1 Дж = 0,239 кал
Разные системы энергетической оценки корма
Энергетическая оценка корма нужна для того, чтобы максимально точно предсказать, какую продуктивность можно получить от животного, кормя его этим кормом.
И наоборот, в зависимости от необходимой продуктивности животного, должно быть возможным рассчитать необходимое количество энергии из кормов.
В связи с этим говорят о различных системах энергетической оценки кормов, цель которых – выражение потребности животных в энергии и количества энергии в корме в одинаковом масштабе.
Системы энергетической оценки развиваются как компромисс между практической необходимостью и теоретическими выводами. Разные страны имеют разные системы оценки и нормирования потребностей животных в энергии.
Самыми известными устаревшими системами энергетической оценки являются:
- Кормовая единица (советская единица, овсяная единица) – опирается на 1 кг овса, и равняется 5,9 МДж (1 414 ккал) – все еще применяется во многих постсоветских странах. Но еще в 1963 году на Пленуме отделения животноводства ВАСХНИЛ было принято решение оценивать питательность кормов и рационов, а также нормировать энергетические потребности животных в обменной энергии для каждого их вида.
- Крaхмальный эквивалент был предложен Оскаром Кельнером в начале ХХ века и использовался в Германии до 1990-х годов,
- Скандинавская кормовая единица учитывает ценность 1 кг ячменя на производство молока
- Общая питательность – этот показатель был разработан доктором Леманом в 20-е годы прошлого века и использовался в кормлении свиней в Европе.
- Общий показатель усваиваемых веществ (Total Digestible Nutrients) – раньше использовался в США и многих других странах для оценки кормов у жвачных.
- Энергетическая кормовая единица (система энергетической оценки кормов из Ростока) была разработана в бывшей ГДР и имела в своей основе крохмальный эквивалент Кельнера (усовершенствованный подход). За энергетическую кормовую единицу (ЭКЕ) принято 10 МДж обменной энергии.
Основой любой системы энергетической оценки корма является знание всех энергетических потерь при превращении энергии корма в энергию на поддержание жизни и продуктивность.
В большинстве современных стран для оценки кормов используют следующие показатели:показатели оценки кормов
Определение содержания энергии в корме
Определение содержания энергии в корме осуществляется по формулам, которые разрабатываются научно-исследовательскими институтами на основании результатов опытов с животными.
Чистая энергия лактации рассчитывается по формуле (формула VAN ES):
ЧЭЛ (МДж) = 0,6 * (1 + 0,004 * (q – 57)) * ОЭ (МДж),
где q (%) = ОЭ / ВЭ * 100,
ЧЭЛ – чистая энергия лактации
ОЭ – обменная энергия
ВЭ – валовая или общая энергия
Обменная энергия для жвачных рассчитывается по формуле (HOFFMANN et al. 1971):
| ОЭ (кДж) = | 31,2 | х перевариваемый сырой жир (г) |
| 13,6 | х перевариваемая сырая клетчатка (г) | |
| 14,7 | х остаток перевариваемой органической массы (г) | |
| 2,34 | х сырой протеин (г) |
Остаток перевариваемой органической массы (ОПОМ) = перевариваемая органическая масса – перевариваемый сырой жир – перевариваемая сырая клетчатка.
Валовая энергия корма (для определения коэффициента q) рассчитывается по формуле (GfE, 1995):
| ВЭ (кДж) = | 23,9 | х сырой протеин (г) |
| 39,8 | х сырой жир (г) | |
| 20,1 | х сырая клетчатка (г) | |
| 17,5 | х безазотистые экстракционные вещества БЭВ (г) |
В качестве примера рассчитаем чистую энергию лактации (ЧЭЛ) для сена лугового (начало цветения), все показатели даны на 1 кг сухого вещества.
q (%) = ОЭ / ВЭ * 100 = 8,56 / 18,08 *100 = 47,3%
ЧЭЛ (МДж) = 0,6 * (1 + 0,004 * (q – 57)) * ОЭ (МДж) = 0,6 * (1 + 0,004 * (47,3 – 57)) * 8,56 = 4,94
*Перевариваемая органическая масса = Сырая органическая масса * коэф.перевариваемости = 922 х 62 / 100 = 572
** Остаток перевариваемой органической массы (ОПОМ) = перевариваемая органическая масса – перевариваемый сырой жир – перевариваемая сырая клетчатка = 572 – 10 – 204 = 358
Формула VAN ES используется в Голландии, Бельгии, Франции, Швейцарии, Австрии. Системы оценки незначительно отличаются друг от друга расчетом обменной энергии и валовой энергии. В США система энергетической оценки для коров тоже ориентирована на оценку энергии корма для синтеза молока. Аналогичные формулы разработаны МОЕ, FLATT, TYRRELL.
ТЕЛЯТА, РЕМОНТНЫЙ МОЛОДНЯК, КРС НА ОТКОРМЕ, ОВЦЫ
Обменная энергия для жвачных рассчитывается по формуле (HOFFMANN et al. 1971)
| ОЭ (кДж) = | 31,2 | х перевариваемый сырой жир (г) |
| 13,6 | х перевариваемая сырая клетчатка (г) | |
| 14,7 | х остаток перевариваемой органической массы (г) | |
| 2,34 | х сырой протеин (г) |
Остаток перевариваемой органической массы (ОПОМ) = перевариваемая органическая масса – перевариваемый сырой жир – перевариваемая сырая клетчатка
Пример расчета показан в предыдущем пункте.
СВИНЬИ
Системы расчета количества энергии в кормах для свиней отличаются в разных странах от перевариваемой энергии до чистой энергии.
Ниже привожу формулу расчета обменной энергии для свиней из перевариваемого сырого вещества корма.
Расчет обменной энергии для свиней (перевариваемые сырые вещества в г/кг сухого вещества)
| ОЭсв (кДж/кг СВ) | = 21,0 х перевариваемый сырой протеин |
| х 37,4 х перевариваемый сырой жир | |
| х 14,4 х перевариваемая сырая клетчатка | |
| х 17,1 х перевариваемые безазотистые экстракционные вещества | |
| — 1,4 х сахар* | |
| — 6,8 х (вещества, расщепляемые в тонком кишечнике – 100)** |
* Поправка на сахар: при содержании сахара больше 80 г/кг сухого вещества
** Поправка на вещества, расщепляемые в тонком кишечнике = перевариваемая сырая клетчатка + перевариваемые безазотистые экстракционные вещества – крахмал – сахар, учитывается в расчете, если этот показатель превышает 100 г/кг сухого вещества
Пример расчета обменной энергии для свиней для мелассового жома
Еще одна формула для расчета обменной энергии в готовом комбикорме (используется с целью приблизительной оценки содержания энергии, когда не известен точный состав кормосмеси)
ОЕсв (МДж/кг) = (22,3 СП + 34,1 СЖ + 17,0 СКр + 16,8 СС + 7,4 оргО – 10,9 СК) х 0,001
где
- СП – сырой протеин
- СЖ – сырой жир
- СКр – сырой крахмал
- СС – сырой сахар
- оргО – органический остаток, равный органической массе минус сырой протеин, сырой жир, сырой крахмал, сахар и сырая клетчатка
- СК – сырая клетчатка
ПТИЦА
Расчет обменной энергии корма для птицы в большинстве стран осуществляется по формуле, опубликованной World`s Poultry Science Association. В расчете не учитывается сырая клетчатка, поскольку обычно птица получает корма высокоперевариваемые и содержащие малое количество клетчатки.
| ОЭптица (кДж) | = 15,51 х сырой протеин |
| х 34,31 х сырой жир | |
| х 16,69 х сырой крахмал | |
| х 13,01 х сырой сахар |
КРОЛИКИ
Перевариваемая энергия для кроликов рассчитывается по формуле
ПЭкролики = 17,79 х СВ / 880 – 0,136 х СК / 10 – 0,48 х СЗ/10,
где
- СВ – сухое вещество
- СК – сырая клетчатка
- СЗ – сырая зола
Источник
Просмотров: 734
Питание является основой обмена веществ и, следовательно, жизни любого организма. Вещество и энергия, поступающие в организм в виде пищи, трансформируются в пищева-рительном тракте и обеспечивают все жизненные функции.
Одна часть вещества и энер-гии пищи используется на рост (пластический обмен), а другая-на выполнение функцио-нальной деятельности (функциональный обмен). Важной задачей кормления является мо-билизация питательных веществ на пластический обмен.
Основой современного товарного рыбоводства является рациональное кормление рыбы. Роль кормления неуклонно возрастает по мере повышения уровня интенсификации рыбо-водных процессов. За счет кормов и кормления получают от 70 % продукции в прудовых хозяйствах, до 100% продукции в индустриальных хозяйствах. Затраты на комбикорма при выращивании товарных рыб составляют не менее половины общих затрат.
Пищевое значение кормов оценивается с нескольких позиций:
– корм должен быть доступный по размерам и находиться в необходимой концентрации, чтобы рыба могла его легко найти и потреблять без значительных затрат энергии;
– корм должен находиться в местах, доступных для рыб и в то время, когда они испыты-вают в нем потребность;
– корм должен быть привлекательный по вкусу и цвету, иметь химически полноценный состав, легко перевариваться и усваиваться в необходимом количестве;
– корм должен обеспечивать все энергетические потребности организма, нормальное раз-витие и максимальную скорость роста.
В естественных водоемах рыба обеспечена пищей за счет естественных кормовых орга-низмов, причем количество рыб регулируется количеством пищи. В условиях рыбоводных предприятий естественные кормовые организмы могут обеспечить лишь часть пищевого рациона. Например, в рыбоводных прудах эта часть составляет не более 20-25 % прирос-та, тогда как основная часть – 75-80 % прироста происходит за счет кормления рыбы спе-циальными комбикормами. При других формах товарного рыбоводства, в особенности индустриального рыбоводства, то есть разведения и выращивания рыбы в садках, бассей-нах, небольших проточных прудах весь прирост рыбы возможен только за счет кормления специальными комбикормами.
Быстрый рост рыб и высокая продуктивность возможны только в том случае, если рыбы обеспечены необходимым количеством питательных веществ – протеина, жира, углеводов, минеральных веществ, витаминов и некоторых других биологически активных веществ и получают достаточное количество энергии для своих жизненных функций.
Потребность в питательных веществах у рыб меняется в зависимости от их видовой при-надлежности, возраста, массы тела, упитанности, условий содержания, физиологического состояния, состава корма, условий внешней среды. Потребность рыб в пище определяется генетически обусловленным уровнем обмена веществ; потребление корма регулируется комплексом условных рефлекторных связей, которые у всех живых существ можно обоб-щенно назвать как аппетит. Аппетит вызывает секрецию пищеварительных ферментов, способствует перевариванию и усвоению питательных веществ корма. В то же время ап-петит зависит от содержания в крови продуктов промежуточного обмена, уровня усвоения их клетками тела, цвета и запаха корма, температуры воды и газового режима. Однако в практике рыбоводства нельзя полагаться только на аппетит рыб – должно быть организо-вано рациональное кормление по научно обоснованным нормам, так как избыток пищи столь же вреден, как и недостаток.
В кормлении рыб необходимо усвоить некоторые понятия:
Норма кормления – количество корма, содержащего питательные вещества и энергию, удовлетворяющие потребность рыб, которая обусловлена физиологическим состоянием организма. Кормление, отвечающее норме, называется нормированным.
Кормовой рацион – состав и количество корма, питательность которого соответствует ус-тановленным нормам кормления, кормовой рацион включает комплекс питательных ве-ществ. Если он соответствует потребности рыб, то называется сбалансированным.
Полноценность кормления — понятие, включающее в себя качество кормов, их диетиче-ские свойства. Это понятие включает также структуру рациона, соотношение питательных веществ, состав и свойства — питательность, поедаемость, переваримость.
Суточный рацион – количество корма, необходимое рыбе в течение суток. Он выражает-ся в весовых единицах или в процентах к массе тела, распределяется на дозы и выдается за несколько приемов.
Энергетическая питательность корма – общее количество энергии, содержащейся в корме. Нехватка корма обозначает нехватку энергии, что тормозит процессы обмена, про-цессы роста и развития.
Валовая энергия – энергия потребленной пищи – характеризует всю энергию, поступаю-щую в организм за счет питательных веществ корма.
Переваримая энергия – энергия ассимилированной части пищи, определяется как валовая энергия минус энергия непереваренной части корма и зависит от степени переваримости потребляемых кормов.
Обменная энергия – энергия функционального обмена – характеризуется разностью между валовой энергией и энергией экскрементов и роста.
Энергия роста – энергия пластического обмена – определяется как разность между пере-варимой и обменной энергией.
Энергетическая питательность корма – выражается по международной системе единиц СИ в калориях (к) и джоулях (Дж). Для перевода калорий в джоули следует иметь в виду, что 1 кал. равна 4,19 Дж.
Источник