Особенности рубцового пищеварения in situ при введении в рацион бычков казахской белоголовой породы ультрадисперсных частиц диоксида кремния и серосодержащих соединений органической и неорганической природы
- Авторы: Сизова Е.А.1, Камирова А.М.1, Яушева Е.В.1, Шошин Д.Е.1, Павлова М.Ю.1
-
Учреждения:
- Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук
- Выпуск: Том 108, № 1 (2025)
- Страницы: 8-20
- Раздел: Физиология животных
- URL: https://bakhtiniada.ru/2658-3135/article/view/289997
- DOI: https://doi.org/10.33284/2658-3135-108-1-8
- ID: 289997
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В последние несколько лет наблюдается растущий интерес к использованию натуральных кормовых добавок в кормах для животных. В частности, показаны перспективы использования ультрадисперсных частиц в качестве замены антибиотиков для изменения ферментации в рубце и повышения эффективности кормления жвачных животных. Целью нашего исследования являлась оценка серосодержащего органоминерального комплекса на основе аминокислот и Na2SO4 на эффективность рубцового пищеварения методом in situ в чистом виде и в сочетании с УДЧ SiO2. Исследование проведено на бычках казахской белоголовой породы с хронической фистулой. Были сформированы 3 группы для проведений исследования методом in situ: I – контроль; II – аминокислотный комплекс (триптофан, лизин, метионин)+Na2SO4; III – аминокислотный комплекс (триптофан, лизин, метионин)+Na2SO4+УДЧ SiO2. В исследовании отмечалось увеличение коэффициента переваримости во II и III группах на 3,7 и 2,6 % по сравнению с контролем. Анализ летучих жирных кислот показал увеличение концентраций уксусной, пропионовой и масляной на 112, 77,7 и 76,8 % в I группе и на 44,3; 4,52 и 32,6 % – во II соответственно. Изменения в белковом обмене были связаны с увеличением белкового и небелкового азота в I группе в сравнении с контролем на 85,6 и 52,3 %. Исследование продемонстрировало благоприятное воздействие комбинированного применения изучаемых веществ на процессы рубцового пищеварения. Совместное использование ультрадисперсной формы диоксида кремния, аминокислотного комплекса и сульфата натрия оказалось эффективным в стимулировании рубцового пищеварения.
Ключевые слова
Об авторах
Елена Анатольевна Сизова
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: sizova.l78@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5125-5981
доктор биологических наук, руководитель отдела «Физиология, биохимия и морфология животных»
Россия, ОренбургАйна Маратовна Камирова
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук
Email: ayna.makaeva@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1474-8223
кандидат биологических наук, научный сотрудник отдела «Физиология, биохимия и морфология животных»
Россия, ОренбургЕлена Владимировна Яушева
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук
Email: vasilena56@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1589-2211
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, и.о. заведующего лабораторией молекулярно-генетических исследований и металломики в животноводстве
Россия, ОренбургДаниил Евгеньевич Шошин
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук
Email: daniilshoshin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3086-681X
аспирант, лаборант-исследователь отдела «Физиология, биохимия и морфология животных»
Россия, ОренбургМарина Юрьевна Павлова
Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий Российской академии наук
Email: marqo5677@mail.ru
кандидат биологических наук, научный сотрудник
Россия, ОренбургСписок литературы
- Косян Д.Б., Макаева А.М. Перспектива использования наночастиц диоксида кремния для повышения переваримости кормового субстрата // Животноводство и кормопроизводство. 2018. Т. 101. № 4. С. 8-14. [Kosyan DB, Makaeva AM. The prospect of using silicon dioxide nanoparticles to increase digestibility of the feed substrate. Animal Husbandry and Fodder Production. 2018;101(4):8-14. (In Russ.)].
- Красноперов А.С., Малков С.В., Верещак Н.А. Воздействие диоксида кремния на иммунологические показатели телят при эндотоксикозах // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2018. № 4. С. 234-239. [Krasnoperov AS, Malkov SV, Vereshchak NA. Influence of silicon dioxide on immunological indicators of calves in endotoxycoses. Voprosy normativno-pravovogo regulirovaniâ v veterinarii. 2018;4:234-239. (In Russ.)]. doi: 10.17238/issn2072-6023.2018.4.234
- Курепин А.А., Лемешевский В.О., Фурс Н.Л. Интенсивность ферментативных процессов в рубце при различном уровне структурных углеводов в рационе животных // Животноводство и ветеринарная медицина. 2017. № 4. С. 26-31. [Kurepin AA, Lemeshevsky VO, Furs NL. Intensivnost' fermentativnyh processov v rubce pri razlichnom urovne strukturnyh uglevodov v racione zhivotnyh. Animal Agriculture and Veterinary Medicine. 2017;4:26-31. (In Russ.)].
- Мишуров А.В. Влияние биологически активных веществ на рубцовый метаболизм овец // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2021. Т. 13, № 2. С. 35-41. [Mishurov AV. The influence of biologically active substances on sheep rumen metabolism. Bulletin of the Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev. 2021;13(2):35-41. (In Russ.)]. doi: 10.36508/RSATU.2021.50.2.005
- Применение сульфата натрия в рационах коров в период раздоя / А.А. Сехин, В.Н. Сурмач, З.И. Ножинская, А.Р. Пресняк // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы: сб. науч. тр. Гродно: ГГАУ, 2023. Т. 61, С. 238-243. [Sehin AA, Surmach VN, Nozhinskaya ZI, Presnyak AR. The use of sodium sulfate in the diets of cows during the milking period. Sel'skoe hozjajstvo - problemy i perspektivy: sb. nauch. tr. Grodno: GGAU. 2023;61:238-243. (In Russ.)].
- Распадаемость кормового белка – важный фактор эффективности использования азота и молочной продуктивности лактирущих коров / В.Г. Рядчиков, А.А. Солдатов, Е.Л. Харитонов, О.Г. Шляхова, А. Тантави, Н.С. Комарова // Эффективное животноводство. 2019. № 3(151). C. 42-48. [Ryadchikov VG, Soldatov AA, Kharitonov EL, Shlyakhova OG, Tantavi A, Komarova NS. Raspadaemost' kormovogo belka - vazhnyj faktor jeffektivnosti ispol'zovanija azota i molochnoj produktivnosti laktirushhih korov. Effektivnoe zhivotnovodstvo. 2019;3(151):42-48. (In Russ.)].
- Abbas W, Howard JT, Paz HA, Hales KE, Wells JE, Kuehn LA, Erickson GE, Spangler ML, Fernando SC. Influence of host genetics in shaping the rumen bacterial community in beef cattle. Sci Rep. 2020;10:15101. doi: 10.1038/s41598-020-72011-9
- Attia YA, Al-Harthi MA, Shafi ME, Abdulsalam NM, Nagadi SA, Wang J, Kim WK. Amino acids supplementation affects sustainability of productive and meat quality, survivability and nitrogen pollution of broiler chickens during the early life. Life (Basel). 2022;12(12):2100. doi: 10.3390/life12122100
- Bento CB, de Azevedo AC, Detmann E, Mantovani HC. Biochemical and genetic diversity of carbohydrate-fermenting and obligate amino acid-fermenting hyper-ammonia-producing bacteria from Nellore steers fed tropical forages and supplemented with casein. BMC Microbiol. 2015;15:28. doi: 10.1186/s12866-015-0369-9
- Bunglavan SJ, Garg AK, Dass RS, Shrivastava S. Use of nanoparticles as feed additives to improve digestion and absorption in livestock. Livest Res Int. 2014;2(3):36-47.
- Clemmons BA, Voy BH, Myer PR. Altering the gut microbiome of cattle: Considerations of host-microbiome interactions for persistent microbiome manipulation. Microb Ecol. 2019;77:523-536. doi: 10.1007/s00248-018-1234-9
- Colovic MB, Vasic VM, Djuric DM, Krstic DZ. Sulphur-containing amino acids: protective role against free radicals and heavy metals. Curr Med Chem. 2018;25(3):324-335. doi: 10.2174/0929867324666170609075434
- Duskaev GK, Karimov IF, Levakhin GI, Nurzhanov Baer, Rysaev Albert, Dusaeva H. Ecology of ruminal microorganisms under the influence of quercus cortex extract. Int J of GEOMATE. 2019;16(55):59-66. doi: 10.21660/2019.55.4673
- Gheller LS, Ghizzi LG, Marquesa JA, Takiya CS, Grigoletto NTS, Diasa MSS, Silva TBP, Nunes AT, Silva GG da, Fernandes LGX, Rennó L N, Rennó FP. Effects of organic acid-based products added to total mixed ration on performance and ruminal fermentation of dairy cows. Anim Feed Sci Technol. 2020;261:114406. doi: 10.1016/j.anifeedsci.2020.114406
- Hartman SJ, Genther-Schroeder ON, Hansen SL. Comparison of trace mineral repletion strategies in feedlot steers to overcome diets containing high concentrations of sulfur and molybdenum. J Anim Sci. 2018;96(6):2504-2515. doi: 10.1093/jas/sky088
- Hidayat C, Sumiati S, Jayanegara A, Wina E. Supplementation of dietary nano Zn-phytogenic on performance, antioxidant activity, and population of intestinal pathogenic bacteria in broiler chicken. Trop Anim Sci J. 2021;44(1):90-99. doi: 10.5398/tasj.2021.44.1.90
- Jami E, Mizrahi I. Composition and similarity of bovine rumen microbiota across individual animals. PLoS ONE. 2012;7(3):e33306. doi: 10.1371/journal.pone.0033306
- Kong F, Gao Y, Tang M, Fu T, Diao Q, Bi Y, Tu Y. Effects of dietary rumen-protected Lys levels on rumen fermentation and bacterial community composition in Holstein heifers. Appl Microbiol Biotechnol. 2020;104(15):6623-6634. doi: 10.1007/s00253-020-10684-y
- Li F, Li C, Chen Y, Liu J, Zhang C, Irving B, Fitzsimmons C, Plastow G, Guan LL. Host genetics influence the rumen microbiota and heritable rumen microbial features associate with feed efficiency in cattle. Microbiome. 2019;7:92. doi: 10.1186/s40168-019-0699-1
- Li Z, Wang X, Zhang Y, Yu Z, Zhang T, Dai X, Pan X, Jing R, Yan Y, Liu Y, Gao S, Li F, Huang Y, Tian J, Yao J, Xing X, Shi T, Ning J, Yao B, Huang H, Jiang Y. Genomic insights into the phylogeny and biomass-degrading enzymes of rumen ciliates. The ISME J. 2022;16(12):2775-2787. doi: 10.1038/s41396-022-01306-8
- Liaqat R, Fatima S, Komal W, Minahal Q, Hussain AS. Dietary supplementation of methionine, lysine, and tryptophan as possible modulators of growth, immune response, and disease resistance in striped catfish (Pangasius hypophthalmus). PLoS One. 2024;19(4):e0301205. doi: 10.1371/journal.pone.0301205
- Makaeva A, Atlanderova K, Miroshnikov S, Sizova E. Rumen microbiome of cattle after introduction of ultrafine particles in feed. FEBS Open Bio. 2019;9(S1):416. doi: 10.1002/2211-5463.12675
- Malmuthuge N, Guan LL. Understanding host-microbial interactions in rumen: searching the best opportunity for microbiota manipulation. J Animal Sci Biotechnol. 2017;8:8. doi: 10.1186/s40104-016-0135-3
- McSweeney CS, Denman SE. Effect of sulfur supplements on cellulolytic rumen micro-organisms and microbial protein synthesis in cattle fed a high fibre diet. J Appl Microbiol. 2007;103(5):1757-65. doi: 10.1111/j.1365-2672.2007.03408.x
- Meenongyai W, Rasri K, Rodjapot S, Duangphayap T, Khejornsart P, Wongpanit K, Phongkaew P, Bashar A, Islam Z. Effect of coated cysteamine hydrochloride and probiotics supplemented alone or in combination on feed intake, nutrients digestibility, ruminal fermentation, and blood metabolites of Kamphaeng Saen beef heifers. Trop Anim Health Prod. 2023;55:69-78. doi: 10.1007/s11250-023-03499-2
- Mohd Yusof H, Mohamad R, Zaidan UH, Abdul Rahman NA. Microbial synthesis of zinc oxide nanoparticles and their potential application as an antimicrobial agent and a feed supplement in animal industry: a review. J Anim Sci Biotechnol. 2019;10:57. doi: 10.1186/s40104-019-0368-z
- Morsy EA, Hussien AM, Ibrahim MA, Farroh KY, Hassanen EI. (2021). Cytotoxicity and genotoxicity of copper oxide nanoparticles in chickens. Biol Trace Elem Res. 2021;199:4731-4745. doi: 10.1007/s12011-021-02595-4
- Ojha L, Malik R, Mani V, Singh AK, Singh M. Influence of silicon supplementation on growth, immunity, antioxidant, hormonal profile and bone health biomarkers in pre-ruminant crossbred calves. Biol Trace Elem Res. 2025;203(1):187-198. doi: 10.1007/s12011-024-04178-5
- Oliveira LN, Pereira MAN, Oliveira CDS, Oliveira CC, Silva RB, Pereira RAN, Devries TJ, Pereira MN. Effect of low dietary concentrations of Acacia mearnsii tannin extract on chewing, ruminal fermentation, digestibility, nitrogen partition, and performance of dairy cows. J Dairy Sci. 2023;106(5):3203-3216. doi: 10.3168/jds.2022-22521
- Patra A, Lalhriatpuii M. Progress and prospect of essential mineral nanoparticles in poultry nutrition and feeding – a review. Biol Trace Elem Res. 2020;197(1):233-253. doi: 10.1007/s12011-019-01959-1
- Shin H, Jin X, Gim M, Kim Y. Inclusion of dietary nontoxic sulfur on growth performance, immune response, sulfur amino acid content and meat characteristics in growing-finishing pigs. Anim Biosci. 2023;36(5):776-784. doi: 10.5713/ab.22.0418
- Soltis MP, Moorey SE, Egert-mclean AM, Voy BH, Shepherd EA, Myer PR. Rumen biogeographical regions and microbiome variation. Microorganisms. 2023;11(3):747-758. doi: 10.3390/microorganisms11030747
- Stivari TSS, Raineri C, Sartorello GL, Gameiro AH, Silva JBA. Aditivos enzimáticos na alimentação de ruminantes: estratégia para a produção animal. PUBVET. 2014;8:1283-1415.
- Varela AMG, Lima JR DM, Araújo TLAC, Souza JR JBF, Costa LLM, Pereira MWF, Batista NV, Melo VLL, Lima PO. The effect of propolis extract on milk production and composition, serum biochemistry, and physiological parameters of heat-stressed dairy cows. Trop Anim Health Prod. 2023;55:244-251. doi: 10.1007/s11250-023-03647-8
- Zhao Y, Xie B, Gao J, Zhao G. Dietary supplementation with sodium sulfate improves rumen fermentation, fiber digestibility, and the plasma metabolome through modulation of rumen bacterial communities in steers. Appl Environ Microbiol. 2020;86(22):e01412-20. doi: 10.1128/AEM.01412-20
- Zou S, Ji S, Xu H, Wang M, Li B, Shen Y, Li Y, Gao Y, Li J, Cao Y, Li Q. Rumen-Protected lysine and methionine supplementation reduced protein requirement of Holstein bulls by altering nitrogen metabolism in liver. Animals (Basel). 2023;13(5):843. doi: 10.3390/ani13050843
Дополнительные файлы
